倪金龍，郭 穎，馬驍騏，張 凱，王志敏，韓 帥

（1.山東科技大學(xué)山東省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266590；2.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；3.勝利油田公司臨盤(pán)采油廠，山東臨邑251507）

濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段剝蝕厚度恢復(fù)及其區(qū)域構(gòu)造意義

倪金龍1，郭 穎2，馬驍騏1，張 凱1，王志敏3，韓 帥1

（1.山東科技大學(xué)山東省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266590；2.中國(guó)石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，北京102249；3.勝利油田公司臨盤(pán)采油廠，山東臨邑251507）

基于地球物理、鉆井等資料，運(yùn)用地層對(duì)比、孔隙度擬合以及盆地模擬的原理與方法，恢復(fù)出濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段（Es3）剝蝕地層厚度及原始地層厚度，進(jìn)行構(gòu)造沉降量和拉張系數(shù)計(jì)算，探討沙三段沉積期盆地構(gòu)造活動(dòng)特征及主控應(yīng)力場(chǎng)。結(jié)果表明：沙三段沉積期，濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沉積中心的延伸方向宏觀上呈NE-SW向展布，局部表現(xiàn)為近SN向延伸；該時(shí)期盆地的伸展強(qiáng)度并不均勻，表現(xiàn)為中部強(qiáng)，向NW、SE方向減弱；伸展作用宏觀上受控于NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)，可能受基底斷層走滑的影響，局部伸展受控于近SN向應(yīng)力場(chǎng)；濟(jì)陽(yáng)坳陷沉積中心展布方位前后經(jīng)歷了不同階段近EW向、近EW與NE向共存及NE向展布的遞進(jìn)演變過(guò)程，但最終受控于NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)。

濟(jì)陽(yáng)坳陷；沙河街組三段；剝蝕地層評(píng)估；地層古厚度；沉積中心

濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端是勝利油田一個(gè)重要的油氣富集區(qū)，古近系是主要成藏組合的發(fā)育層系和油氣勘探的重要目的層系。沙河街組三段（簡(jiǎn)稱沙三段，地層代號(hào)：Es3）沉積期不僅是古近紀(jì)濟(jì)陽(yáng)坳陷的強(qiáng)烈裂陷期，同時(shí)也是一個(gè)重要的構(gòu)造體制變革時(shí)期［1］，因而認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)該時(shí)期盆地的沉積與斷裂活動(dòng)特征對(duì)于恢復(fù)該時(shí)期的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力大有裨益。盡管前人對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端的構(gòu)造發(fā)育史、斷層封閉性、沉積相帶展布以及巖石學(xué)和地球化學(xué)等方面展開(kāi)過(guò)研究［2-6］，但對(duì)該地區(qū)沙三段地層古厚度恢復(fù)及基于地層古厚度恢復(fù)的構(gòu)造活動(dòng)特征研究很少，制約了對(duì)該時(shí)期盆地沉積充填及區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。筆者基于原型盆地恢復(fù)對(duì)油氣勘探的重要理論意義和實(shí)用價(jià)值，立足于測(cè)井、地震及鉆井資料，運(yùn)用地層對(duì)比、孔隙度擬合以及盆地模擬的原理與方法，系統(tǒng)恢復(fù)濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段剝蝕地層厚度、地層古厚度；計(jì)算構(gòu)造沉降量及拉張系數(shù)，分析該時(shí)期盆地的伸展應(yīng)力場(chǎng)；結(jié)合濟(jì)陽(yáng)坳陷早、中、晚不同時(shí)期沉積中心的形態(tài)及分布，探討該時(shí)期整個(gè)盆地伸展應(yīng)力場(chǎng)的分布狀態(tài)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

濟(jì)陽(yáng)坳陷位于渤海灣盆地南部，郯廬斷裂帶以西，蘭聊斷裂帶以東，是渤海灣盆地中一個(gè)重要的二級(jí)構(gòu)造單元，南北側(cè)以魯西隆起和埕寧隆起為界。坳陷總體呈近東西向展布，主要由東營(yíng)凹陷、惠民凹陷、沾化凹陷和車鎮(zhèn)凹陷及分隔凹陷的凸起帶組成（圖1）。

研究區(qū)位于濟(jì)陽(yáng)坳陷的西南端，西側(cè)緊鄰蘭聊斷裂，南側(cè)為魯西隆起，主要包括惠民凹陷中央隆起帶、臨南洼陷帶及惠民南斜坡部分區(qū)域。盆地基底發(fā)育有晚中生代末期形成的規(guī)模較大NE向斷層，如夏口斷層、臨邑?cái)鄬?，及?guī)模較小的NW斷層（圖1）。濟(jì)陽(yáng)坳陷在古近紀(jì)巖漿活動(dòng)頻繁。目前的勘探共鉆遇5套火山巖地層，如惠民地區(qū)沙三段的堿性橄欖玄武巖［7］，商河地區(qū)沙三段的輝綠巖、火山角礫巖、沙一段含角礫凝灰?guī)r、東營(yíng)組堿性橄欖玄武巖［8］，在成因上與大陸裂谷演化有關(guān)［5，7］。

2 剝蝕面識(shí)別

盆地中的剝蝕面通常表現(xiàn)為角度不整合面和平行不整合面。在古地形梯度變化大的地方，以角度不整合面為主，但在古地形梯度變化較小的地方，以平行不整合為主，可能局部表現(xiàn)為角度不整合。角度不整合面的識(shí)別可以通過(guò)地震剖面直觀地表現(xiàn)出來(lái)；平行不整合面的識(shí)別，在地震剖面上可以根據(jù)識(shí)別出的角度不整合面進(jìn)行追蹤。在地震剖面上，角度不整合面的典型特征表現(xiàn)為上覆地層截切了下伏地層。角度不整合的存在通常說(shuō)明該地區(qū)存在剝蝕，或不存在沉積作用。通常由于擠壓應(yīng)力造成塊體抬升而造成剝蝕作用。實(shí)踐證明，在區(qū)域伸展的作用下也可以形成角度不整合面。

對(duì)于濟(jì)陽(yáng)坳陷而言，沙三段沉積期是濟(jì)陽(yáng)坳陷強(qiáng)烈伸展的時(shí)期，盆地總體以接受沉積為主。但對(duì)于濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端而言，除了臨南洼陷帶持續(xù)接受沉積作用外，在其周緣地區(qū)，如惠民凹陷中央隆起帶（盤(pán)河、商河地區(qū)）及惠民南斜坡區(qū)，沙三段沉積中后期均遭受了不同程度的剝蝕作用，尤其是惠民凹陷的中央隆起帶地區(qū)（圖2）。

地震剖面顯示，該構(gòu)造帶西部缺失了沙三段上部和中部的部分地層，上覆地層明顯截切了沙三段中、下段的地層，顯示二者明顯的角度不整合接觸關(guān)系（圖2（a））。在構(gòu)造帶的東部商河地區(qū)，角度不整合面所表現(xiàn)出的截切關(guān)系主要體現(xiàn)在沙三段上亞段內(nèi)部（圖2（b）），顯示了該構(gòu)造帶在總體伸展的條件下存在間歇性的抬升與剝蝕作用，之后再次接受沉積。

除了借助地震剖面外，測(cè)井曲線也可以用來(lái)確定不整合面，如泥巖的聲波時(shí)差、砂泥巖的孔隙度和密度測(cè)井曲線等。其依據(jù)為不整合面上下地層的壓實(shí)作用存在差異，因而在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為不整合面上下延伸趨勢(shì)產(chǎn)生中斷。

圖1 濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造單元及研究區(qū)斷裂構(gòu)造格架Fig.1 Tectonic units and fault sketch in Jiyang Depression

3 剝蝕地層厚度及地層古厚度恢復(fù)

針對(duì)剝蝕量的恢復(fù)問(wèn)題前人曾進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了豐碩的成果，比較成熟的方法有3類［9-10］：地?zé)釋W(xué)方法，包括鏡體反射率法、磷灰石裂變徑跡法、流體包裹體法及伊利石結(jié)晶度法；地質(zhì)學(xué)方法，包括地層對(duì)比法、沉積-剝蝕速率法及沉積波動(dòng)方程分析法；地球物理學(xué)方法，包括孔隙度法、泥巖聲波時(shí)差法等。一般認(rèn)為，對(duì)于中國(guó)東部的中、新生代盆地而言，可以利用地層對(duì)比法先定性地確定出剝蝕量的范圍，然后選擇利用地球物理方法或地?zé)岱ㄟM(jìn)行剝蝕量恢復(fù)［9］。對(duì)于濟(jì)陽(yáng)坳陷而言，沙三段主要以砂巖和泥巖沉積為主，缺少灰?guī)r沉積，因而適合利用孔隙度進(jìn)行地層剝蝕量的計(jì)算。另外，本文中還聯(lián)合應(yīng)用地層對(duì)比法進(jìn)行剝蝕量的校對(duì)與約束。

3.1 地層對(duì)比法

地層對(duì)比法是比較傳統(tǒng)但卻是簡(jiǎn)單可行的恢復(fù)剝蝕厚度的方法。該方法簡(jiǎn)單直觀，受限的條件較少。其基本的原理是，連續(xù)沉積的地層其沉積厚度在縱向的變化具有一定的規(guī)律性和可比性，因而可以通過(guò)與相鄰地層的對(duì)比計(jì)算剝蝕區(qū)地層的沉積厚度。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，將需要恢復(fù)剝蝕厚度的地層與鄰區(qū)未被剝蝕的相同地層進(jìn)行對(duì)比，求出其沉積厚度，除去該地層的殘余厚度即可得到地層剝蝕量。如圖3所示，根據(jù)地震剖面已知盤(pán)37井未遭受剝蝕與沉積間斷，假設(shè)Ek、Es4、Es3的地層厚度分別為hx1、hx2、hx3；臨9井的Ek、Es4、Es3的地層厚度分別為hy1、hy2、hy3（剝蝕前厚度），根據(jù)地層厚度變化的趨勢(shì)，則應(yīng)有hx3/hx1=hy3/hy1。但由于臨9井的沙三段上部遭受剝蝕，目前的厚度為ha，其剝蝕量hb=hy3-ha，即（hx3/hx1）×hy1-ha=410 m。為了提高剝蝕量計(jì)算的準(zhǔn)確性，采用與地震剖面解釋相類似的原則，在不同延伸方向上找到另一口未遭受剝蝕和沉積間斷的井，進(jìn)行閉合，如基2井，將臨9井與基2井進(jìn)行地層對(duì)比法計(jì)算后得到的剝蝕量為（hz3/hz1）×hy1-ha=386 m，二者在計(jì)算結(jié)果上存在一定的差異，這是由于地層可能存在起伏或壓實(shí)差異，當(dāng)然也可能是由于分層數(shù)據(jù)存在一定的誤差等。最終的剝蝕量取二者的平均值，即398 m。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)不同的井計(jì)算得出的剝蝕量判別較大時(shí)，說(shuō)明存在明顯的誤差，應(yīng)在不同延伸方向上多選幾口井進(jìn)行校對(duì)，使誤差降至最小。

圖2 濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端地震剖面與沙三段中上部的角度不整合接觸Fig.2 Seimic cross-sections indicating angular unformatity between Es3and its overlying strata in extreme southwest Jiyang Depression

圖3 地層對(duì)比法求剝蝕地層厚度原理圖Fig.3 Principle digram of estimating eroded overburden by contrasting strata thick

3.2 孔隙度法

該方法的基本原理是，在一定深度范圍內(nèi)，碎屑沉積物原生孔隙度與其埋深呈指數(shù)關(guān)系，并且隨著埋深的增加而減小，且趨向于一個(gè)定值。二者的關(guān)系［11-12］可以表示為

式中，z為埋藏深度；Φ為深度z處的孔隙度；Φ0為地表（z=0）的原生孔隙度；c為因次常數(shù)。

當(dāng)?shù)貙釉馐軇兾g再次被埋藏時(shí)，理論上只要上覆沉積物厚度不大于剝蝕厚度，該地層剝蝕前的孔隙度不會(huì)變化，這主要是因?yàn)榭紫抖扰c上覆地層的壓實(shí)作用密切相關(guān)。此時(shí)，式（1）修正為

式中，h為剝蝕厚度；z′為相對(duì)于剝蝕面的深度；Φ為恢復(fù)剝蝕厚度后深度為（z′+h）處的孔隙度。

實(shí)際上，被剝蝕后的埋藏深度可能大于剝蝕厚度，造成現(xiàn)今某一深度巖層的孔隙度小于剝蝕前的孔隙度，這可能會(huì)造成計(jì)算的剝蝕厚度偏小，因此剝蝕量的求取通常需要兩種方法聯(lián)合，以盡可能減小誤差。目前，國(guó)內(nèi)外在剝蝕量計(jì)算時(shí)的誤差分析還缺少深入研究，這可能與剝蝕量值本身就是個(gè)估算值有關(guān)。另一方面，這種誤差的存在對(duì)結(jié)果的討論并沒(méi)有太大的影響，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)局部地區(qū)而言，壓實(shí)作用是相似的，計(jì)算獲取的剝蝕量值同時(shí)偏小或偏大，不會(huì)改變地層厚度變化的趨勢(shì)。

在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，本文中參考了優(yōu)化孔隙度法［13］。根據(jù)公式（2），當(dāng)Φ0和不同深度的原生孔隙度實(shí)測(cè)值Φi（i=1，2，…，m）已知時(shí)，通過(guò)編制計(jì)算機(jī)程序，賦予不同的h值可求取對(duì)應(yīng)深度的Φ值，將Φ值與相應(yīng)的實(shí)測(cè)值Φi對(duì)比，總可以找到一個(gè)h值，使得到的Φ值與實(shí)測(cè)值Φi值之間偏差平方和最小，此時(shí)求取的h即理論上的剝蝕厚度。

在根據(jù)孔隙度法計(jì)算剝蝕量的過(guò)程中，首先統(tǒng)計(jì)各井的砂、泥巖厚度，分別進(jìn)行計(jì)算；濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段的灰?guī)r較薄，在計(jì)算時(shí)按泥巖進(jìn)行處理。作為校對(duì)與補(bǔ)充，同時(shí)采用地層對(duì)比法約束地層剝蝕量范圍，剔除兩種方法不相吻合的剝蝕地層古厚度數(shù)據(jù)，確定合理的剝蝕地層古厚度值。

本文中分別選取盤(pán)河、商河等證明存在剝蝕的地區(qū)臨77、盤(pán)10、商541等82口井沙三段剝蝕地層厚度（圖4（b）），再疊加沙三段殘余地層厚度（圖4（a））得到單井原始地層厚度S（h）（圖4（c））。

4 構(gòu)造活動(dòng)性特征

構(gòu)造活動(dòng)性研究有多種方法，如斷層落差法、生長(zhǎng)指數(shù)法等，由于不同巖性對(duì)壓實(shí)作用的響應(yīng)差別明顯，上述方法有時(shí)可能不能真實(shí)反映構(gòu)造活動(dòng)性特征?；谇拔脑嫉貙雍穸鹊幕謴?fù)，本文中從構(gòu)造沉降量和拉張系數(shù)方面對(duì)沙三段沉積期盆地構(gòu)造活動(dòng)性進(jìn)行定量研究，重建該時(shí)期盆地的伸展特征，校正幕式沉積過(guò)程中剝蝕間斷對(duì)盆地形態(tài)的影響。

圖4 濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段殘余地層厚度、剝蝕地層及原始地層古厚度等值線圖Fig.4 Contour maps of remanent strata thickness，paleothickness of remanent strata and denuded strata and primary strata thickness of the third Member of Shahejie Formation in extreme southwest Jiyang Depression

4.1 構(gòu)造沉降量計(jì)算

對(duì)于伸展盆地，構(gòu)造沉降量是指盆地在演化過(guò)程中由于地殼深部的構(gòu)造作用盆地基底相對(duì)于某一基準(zhǔn)面的下降量。對(duì)構(gòu)造沉降量的計(jì)算，本文中采用二維剖面上構(gòu)造沉降量Y（h）反演公式，通過(guò)編制計(jì)算機(jī)程序來(lái)進(jìn)行［14］：

式中，S（h）為校正后的沉積物厚度（原始地層古厚度）；C為Airy均衡與區(qū)域均衡最大值的比值（均衡比值）；ρm、ρw、ρs（h）分別為地幔密度、水密度、沉積物平均密度；Wd（h）為古水深；ΔSL為古海平面高度相對(duì)于現(xiàn)今海平面的升降值［15-16］。

濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段沉積期地質(zhì)歷史相對(duì)短暫。強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)嚴(yán)重破壞了巖石圈的撓曲均衡，其負(fù)載均衡補(bǔ)償模式主要為Airy均衡［17-18］；基于沉積相、古生物組合和古氣候等資料，估計(jì)出古水深和古海平面位置（表1）；沉積物平均密度根據(jù)表1和巖性柱狀圖讀出，并加權(quán)平均獲得。

綜合原始沉積地層厚度、沉積物平均密度、沉積物和水負(fù)載的均衡沉降、沉積物的壓實(shí)、古水深及海平面變化等因素［17-20］（表1），根據(jù)公式（3）分別求出臨77、盤(pán)10、商541等82口井沙三段沉積期構(gòu)造沉降量（圖5（a））。

表1 惠民凹陷中央隆起帶及鄰區(qū)Es3期構(gòu)造活動(dòng)性計(jì)算參數(shù)Table 1 Parameters of tectonic activity in Es3of cenral uplift belt in Huimin Depression

4.2 拉張系數(shù)計(jì)算

拉張系數(shù)（β）等于初始地殼厚度與拉張后地殼厚度的比值，是直觀反映沉積盆地同沉積斷裂活動(dòng)、沉降充填史和熱演化的重要參數(shù)。以構(gòu)造沉降量計(jì)算為基礎(chǔ)，正演求取拉張系數(shù)。McKenzie［21］提出張性沉積盆地沉降的瞬時(shí)均勻純剪拉伸模型。按照該模型，張性盆地的構(gòu)造沉降量Y（h）分解為同裂陷期沉降和裂后期熱衰減沉降。多幕式的張裂過(guò)程可以用多次的瞬時(shí)拉伸模型進(jìn)行模擬，張裂期的沉降在各幕末期瞬時(shí)完成，盆地持續(xù)沉積時(shí)間小于20 Ma時(shí)，只考慮Airy均衡［17，21-22］。

濟(jì)陽(yáng)坳陷為中、新生代伸展盆地，古近紀(jì)經(jīng)歷了多次沉積旋回，每一沉積旋回都是對(duì)總體裂陷作用的一次響應(yīng)。沙三段沉積期處于古近紀(jì)斷陷Ⅲ幕前期，從更精細(xì)的構(gòu)造層序劃分來(lái)看，可以作為一個(gè)單獨(dú)的構(gòu)造幕處理②根據(jù)勝利油田內(nèi)部資料，Es3絕對(duì)年齡為38.8～43.5Ma.；另外，盆地?cái)鄬忧懈钶^深，并呈現(xiàn)出地塹式的發(fā)育特征，巖石圈伸展可以看作是垂向上均勻、水平上對(duì)稱的純剪切，遵循Airy重力均衡法則，適用于瞬時(shí)的均勻純剪切模型，公式如下：

式中，Yl為巖石圈初始厚度；Yc為地殼初始厚度；α為熱膨脹系數(shù)；tm為軟流圈溫度；β為拉張系數(shù)；τ為熱時(shí)間，τ=Yl/π2k，k為熱擴(kuò)散系數(shù)；t為受熱時(shí)間。這是一項(xiàng)近似公式［18］，誤差在10-2。

據(jù)上述拉伸模型正演拉張系數(shù)β（反演時(shí)的參數(shù)見(jiàn)表1），通過(guò)迭代計(jì)算求出臨77、盤(pán)10、商541等82口井沙三期拉張系數(shù)（圖5（b））。

5 討 論

5.1 地層分布與剝蝕特征

沙三段是濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沉積時(shí)期的產(chǎn)物，盡管在惠民西部中央隆起帶地區(qū)遭受剝蝕作用，但其仍是全區(qū)分布（圖4（a））。地層的剝蝕主要集中于中央隆起帶地區(qū)，如盤(pán)河和商河地區(qū)，但兩個(gè)地區(qū)的剝蝕厚度等值線的延伸方向并不相同，盤(pán)河地區(qū)沿NE-SW向，商河地區(qū)總體呈EW向剝蝕（圖4（b））?；謴?fù)剝蝕量的地層厚度總體可以代表沉積時(shí)盆地的地層賦存狀態(tài)，結(jié)果表明，沙三段沉積期盆地的沉積總體沿NE-SW向進(jìn)行，盆地的沉積中心總體沿NE-SW向展布，但在局部地區(qū)，呈近SN向展布，如S541井區(qū)（圖4（c））。

5.2 構(gòu)造活動(dòng)性特征與伸展應(yīng)力場(chǎng)

構(gòu)造沉降量（圖5（a））與拉張系數(shù)（圖5（b））的計(jì)算表明，伸展活動(dòng)在濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端的強(qiáng)度并不均勻，主要表現(xiàn)為構(gòu)造沉降量與拉張系數(shù)的差異性。較強(qiáng)的伸展主要集中于臨南洼陷內(nèi)部，構(gòu)造沉降量介于800～1000 m、拉張指數(shù)介于1.21～1.27，自臨南洼陷向兩側(cè)的盤(pán)河、商河及東南部地區(qū)構(gòu)造沉降量與拉張系數(shù)均逐漸變小，顯示伸展作用逐漸變?nèi)?。盤(pán)河地區(qū)的構(gòu)造沉降量與拉張系數(shù)明顯高于商河的大部分地區(qū)，等值線圖清晰反映盆地總體的伸展方向?yàn)镹W-SE向，但局部有近SN向的伸展作用，顯示了沙三段沉積期濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端的盆地沉積總體以NW-SE向伸展作用占主導(dǎo)地位，但局部仍有走滑作用。

圖5 濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段沉積期構(gòu)造沉降量與拉張系數(shù)等值線圖Fig.5 Contour maps of tectionic subsidence and tension coefficient in extreme southwest Jiyang Depression

根據(jù)對(duì)該地區(qū)中、新生代斷裂活動(dòng)及沙三段沉積期新生斷裂的解析（圖6（a）），臨邑?cái)嗔雅c夏口斷裂均為前新生代斷裂，在沙三段沉積期，二者均作為基底斷裂存在并復(fù)活。根據(jù)區(qū)域伸展方向與基底斷層的夾角不同所形成的新生斷層的規(guī)律［23］，濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端不同區(qū)域伸展方向并不相同，其中在最南端（圖6（a）①）主要表現(xiàn)為NW-SE向伸展，走滑作用處于次要地位；中段（圖6（a）②）的伸展方向?yàn)镹NW-SSE，由于伸展方向與基底斷裂并不垂直，在伸展作用的同時(shí)派生出右行走滑作用，伸展與走滑作用的疊加（圖6（b））在中段形成了大量與基底斷裂呈“帚狀”排列的NEE-SWW向斷裂；作為基底斷層的臨邑?cái)鄬硬](méi)有繼續(xù)向NE方向延伸，因而北東端（圖6（a）③）的新生斷裂形成受基底斷裂的影響很小，只是在南東側(cè)的夏口斷層附近形成一些平行于基底斷層的次級(jí)斷層。該區(qū)新生斷裂與基底斷裂的組合樣式一方面反映了NW-SE向的伸展應(yīng)力場(chǎng)，另一方面反映了該應(yīng)力場(chǎng)在該區(qū)域的變形分解作用。由于受夏口基底斷層的影響，NW-SE向應(yīng)力場(chǎng)在該區(qū)一方面分解出近SN向的拉伸，另一方面引起該區(qū)域的右行走滑作用。

圖6 濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段沉積期斷裂發(fā)育特征及成因分析Fig.6 Character and analysis of structure in extreme southwest Jiyang Depression during depositional stage of the third Member of Shahejie Formation

5.3 區(qū)域構(gòu)造意義

古近紀(jì)濟(jì)陽(yáng)坳陷區(qū)域伸展應(yīng)力的方向如何尚存爭(zhēng)議。對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端的研究表明，對(duì)于伸展型盆地而言，沉積中心的形態(tài)與遷移在一定程度上反映了伸展構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)弱與變遷，也間接地反映了主控構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換。

根據(jù)勝利油田提供的泥巖厚度數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段上、中、下3個(gè)亞段沉積中心的繪制，再現(xiàn)了沙三期早、中、晚3個(gè)不同時(shí)期整個(gè)盆地沉積中心的形態(tài)及分布位置（圖7）。沙三段沉積期，濟(jì)陽(yáng)坳陷沉積中心經(jīng)歷了早期近EW向展布（圖7（a））、中期NE向展布與EW向展布共存（圖7（b））、晚期NE向展布的變遷過(guò)程（圖7（c））。沉積中心的遞進(jìn)變化過(guò)程，一方面反映了沙三段沉積期斷裂活動(dòng)的繼承與發(fā)展，另一方面顯示早期近SN向伸展應(yīng)力場(chǎng)完全轉(zhuǎn)換后期的NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)。結(jié)合本文中對(duì)于濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端原始地層及新生斷層的應(yīng)力場(chǎng)解析，沙三段沉積期濟(jì)陽(yáng)坳陷盡管經(jīng)歷了構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換，但總體還是后期的NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)占主導(dǎo)地位。

圖7 濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段地層沉積中心形態(tài)及分布位置Fig.7 Shape and distribution location of depocenter in Jiyang Depression during Es3

6 結(jié) 論

（1）沙三段沉積期，濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端廣泛接受沉積，但原始地層的分布并不均勻，沉積中心總體呈NE-SW向展布，局部呈近SN向展布。

（2）沙三段沉積期，濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端的伸展強(qiáng)度并不均勻，表現(xiàn)為中部強(qiáng)，向NW、SE方向減弱；伸展作用宏觀上受控于NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)；可能受基底斷層走滑的影響，局部伸展受控于近SN向應(yīng)力場(chǎng)。

（3）沙三段沉積期，濟(jì)陽(yáng)坳陷沉積中心展布方位經(jīng)歷了前后不同階段近EW向、近EW與NE向共存及NE向展布的遞進(jìn)演變過(guò)程，但最終受控于NW-SE向伸展應(yīng)力場(chǎng)。

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（編輯 修榮榮）

Estimation of eroded overburden and its tectonic significance of the third Member of Shahejie Formation in extreme southwest Jiyang Depression

NI Jinlong1，GUO Ying2，MA Xiaoqi1，ZHANG Kai1，WANG Zhimin3，HAN Shuai1
（1.Shandong Provincial Key Laboratory of Depositional Mineralization&Sedimentary Minerals，Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266590，China；2.College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；3.Linpan Oil Production Plant，Shengli Oilfield Company，Linyi 251507，China）

Using the physical geography and drilling well data，the eroded and original overbudens during the third Member of Shahejie Formation（Es3）in extreme southwest Jiyang Depression were estimated with a series of methods such as stratigraphic correlation，porosity fitting and the principle and methods of basin modeling.The tectonic subsidence and the extension coefficient were then calculated，and the character of sedimentation and its main controlling factor were discussed.The results are as follows.First，the depocenter is NE-SW trending as a whole，but is locally nearly south-north trending during Es3stage in the extreme southwest Jiyang Depression.Second，the extensional level is not uniform：the center is stronger and it weakens toward northwest and southeast.The extension is controlled by NW-SE trending stress field in general，and bysouth-north trending locally resulting from the slip of the basement faults.Lastly，the spatial distribution of the depocenter in Jiyang Depression has gone through the progressive development from east-west trending in the early stage，the coexistence of nearby east-west and north-east trending in the middle stage，and north-east trending finally during Es3stage.The whole system is however controlled mainly by NW-SE trending extensional stress field.

Jiyang Depression；the third Member of Shahejie Formation；eroded overburden estimation；stratigraphical paleo-thickness；depocenter

TE 121.2

A

1673-5005（2015）04-0010-09

10.3969/j.issn.1673-5005.2015.04.002

2014-12-20

山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2013DM007）；國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目（2012CB723104）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41102149，41202165，41430211）

倪金龍（1974-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)闃?gòu)造地質(zhì)學(xué)。E-mail：nijldq@163.com。

引用格式：倪金龍，郭穎，馬驍騏，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷西南端沙三段剝蝕厚度恢復(fù)及其區(qū)域構(gòu)造意義［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，39（4）：10-18.

NI Jinlong，GUO Ying，MA Xiaoqi，et al.Estimation of eroded overburden and its tectonic significance of the third Member of Shahejie Formation in extreme southwest Jiyang Depression［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2015，39（4）：10-18.