徐長貴

（中國海洋石油集團(tuán)有限公司 北京 100010）

渤海海域斷裂類型多樣、樣式復(fù)雜。綜合研究揭示，海域斷裂系統(tǒng)在基礎(chǔ)地質(zhì)特征、構(gòu)造形態(tài)和發(fā)育演化上與周圍陸上地區(qū)存在顯著差異，這主要是由于受伸展-走滑雙動力源成因機(jī)制的影響，渤海海域發(fā)育復(fù)雜的伸展與走滑斷裂系統(tǒng)，該復(fù)雜斷裂系統(tǒng)主要受控于NE向郯廬斷裂帶和NW向張家口—蓬萊斷裂帶（簡稱張蓬斷裂）。

渤海海域郯廬斷裂帶主要指營口—濰坊段，其在新生代構(gòu)造活動相比其他段更為強(qiáng)烈，作為控制渤海海域構(gòu)造格局及油氣成藏的大型斷裂帶，受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注，形成了以下幾點重要認(rèn)識：郯廬斷裂帶在渤海海域范圍內(nèi)具有顯著的分段性，海域內(nèi)NW向發(fā)育的斷裂帶成為劃分郯廬斷裂帶不同亞段的重要依據(jù)［1-3］；郯廬斷裂帶向下切至莫霍面，屬于近直立的巖石圈深斷裂［4-5］；郯廬斷裂帶具有多期次、不同性質(zhì)的復(fù)雜活動歷史［6-9］，渤海海域新生代盆地構(gòu)造顯示出郯廬斷裂帶具有右旋走滑運動學(xué)特征，但是對右旋走滑運動發(fā)生的時間存在一定爭議［10-12］；多數(shù)學(xué)者認(rèn)為渤海灣新生代盆地的形成是由于印度板塊與歐亞板塊的碰撞作用或西太平洋板塊俯沖作用的結(jié)果［13-15］；漆家福［16］提出渤海海域新生代盆地中的伸展斷層與走滑斷層應(yīng)該視為地殼中相對獨立的兩個構(gòu)造系統(tǒng)，它們在空間中的相互改造關(guān)系分別受到不同構(gòu)造動力源所驅(qū)動；郯廬斷裂走滑活動背景下發(fā)育的多級別、多類型走滑轉(zhuǎn)換帶是近年來勘探地質(zhì)研究的重要進(jìn)展，徐長貴［17］認(rèn)為增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶是油氣成藏有利位置，其控制了大型有效圈閉的發(fā)育、運移條件通暢等成藏要素，該認(rèn)識已被渤海海域勘探成果所證實。

區(qū)域上，張蓬斷裂帶是華北地震構(gòu)造區(qū)中一條具相當(dāng)規(guī)模的NW向活動構(gòu)造帶，整體延伸長度約700 km。張蓬斷裂是中國東部NW向斷裂體系的重要組成部分，總體表現(xiàn)為左旋走滑和分段變形特征［18］。作為穿過渤海海域的大型NW向斷裂帶，張蓬斷裂對渤海海域構(gòu)造特征發(fā)育具有顯著影響，前人研究指出受張蓬斷裂左旋走滑作用影響，渤中西斜坡地區(qū)的斷裂呈現(xiàn)向西北方向收斂的雁列式分布［19］。受限于地震資料品質(zhì)，以往的研究多側(cè)重張蓬斷裂對NE向大型斷裂的分段作用方面［1-2，20］，而張蓬斷裂的控藏作用近年來才逐漸為學(xué)者所重視，認(rèn)為張蓬斷裂渤西段的各亞段差異性特征對圈閉發(fā)育、古近紀(jì)沉積相發(fā)育及油氣輸導(dǎo)效率均有重要影響［21］。

綜合來看，不同研究者對郯廬斷裂帶和張蓬斷裂帶已經(jīng)取得了一些重要認(rèn)識，但有些理解也存在較大差異。目前圍繞渤海海域大型伸展-走滑復(fù)合斷裂形成機(jī)制、控藏機(jī)理及油氣富集模式的認(rèn)識依然是制約油氣勘探取得持續(xù)突破的瓶頸。本次研究主要從伸展-走滑復(fù)合斷裂成因機(jī)理入手，開展多維應(yīng)力疊合效應(yīng)下伸展-走滑斷裂構(gòu)造類型及控藏作用研究。首次提出渤海發(fā)育大型伸展-走滑斷裂體系并可劃分為四大疊合走滑區(qū)，拓寬了勘探領(lǐng)域，并建立六種油氣差異富集模式：即S型走滑帶古富-新貧型富集模式、帚狀走滑帶古貧-新富型富集模式、花狀走滑帶古貧-新富型富集模式、反轉(zhuǎn)區(qū)雙重走滑帶古貧-新富型富集模式、共軛走滑帶多層互補(bǔ)富集型富集模式和走滑斜坡帶古貧-新富型富集模式。以上創(chuàng)新認(rèn)識成功指導(dǎo)了“十二五”期間渤海海域5個億噸級油田群的發(fā)現(xiàn)。

1 渤海大型伸展-走滑復(fù)合斷裂形成動力學(xué)背景

渤海海域為中生代以來疊置在華北克拉通基底之上的多旋回裂谷盆地，自晚古生代以來華北板塊先后與北部的西伯利亞板塊和南部的揚子板塊完成碰撞拼接，中生代以后西部太平洋板塊以及遠(yuǎn)程印度-澳大利亞板塊的俯沖作用顯現(xiàn)，深部地幔運動及淺部構(gòu)造變形極為活躍。特別是進(jìn)入新生代，西太平洋板塊持續(xù)俯沖效應(yīng)持續(xù)顯現(xiàn)，渤海海域形成了受控于地幔隆升伸展、板塊遠(yuǎn)程碰撞、郯廬走滑拉分等多動力源的區(qū)域地質(zhì)背景，走滑拉分與伸展斷陷兩種構(gòu)造應(yīng)力體制在渤海相互疊加干涉，成為主導(dǎo)盆地演化和斷裂形成的最主要動力［22-26］。

盆地淺部構(gòu)造形態(tài)往往是對深部殼幔交互變化最為直接的構(gòu)造響應(yīng)，渤海海域作為中國大陸陸殼最薄的地區(qū)，是中、新生代以來板塊俯沖作用下巖石圈持續(xù)減薄的結(jié)果。從板塊構(gòu)造作用的角度來看，印支運動和燕山運動時期，板塊持續(xù)碰撞和俯沖作用下地幔對流及殼幔物質(zhì)交換是導(dǎo)致穩(wěn)定的華北克拉通巖石圈發(fā)生活化的根本原因。進(jìn)入新生代，西太平洋板塊向歐亞板塊持續(xù)俯沖導(dǎo)致地幔上隆對流，對流過程中較冷的巖石下沉到地幔中，較熱的巖石上升到地表發(fā)生熱構(gòu)造活動，形成大面積的巖漿侵入或噴發(fā)。與此同時地幔隆升與巖石圈強(qiáng)烈減薄導(dǎo)致上部地殼強(qiáng)烈伸展，形成多尺度斷裂，控制淺層盆地構(gòu)造格局與沉積充填。從走滑斷裂的成因與演化來看，走滑斷裂作為板塊之間活動邊界和應(yīng)力消減帶，其形成演化與板塊之間的俯沖碰撞密切相關(guān)，多期走滑活動與板塊俯沖方向或速率的改變具有良好相關(guān)性。渤海海域所處的華北板塊處于多板塊相互作用的應(yīng)力交會區(qū)，走滑斷裂極其發(fā)育，其中以郯廬走滑和張蓬走滑兩條大型走滑斷裂在渤海海域交會形成一組共軛走滑斷裂最為顯著（圖1）。

圖1 渤海海域伸展-走滑雙動力機(jī)制模式圖Fig.1 Extension-strike slip dual dynamic mechanism pattern graph in Bohai sea

板塊間俯沖速率和方向的改變反映了板塊間相互作用力強(qiáng)弱和方向的變化。Engbretson等［27］、和Maruyama等［28］和Northrup等［29］根據(jù)太平洋板塊內(nèi)海底火山島鏈的展布特征、擴(kuò)張速率及年代學(xué)數(shù)據(jù)，得出中、新生代，伊澤奈崎板塊和太平洋板塊運動方向及速率發(fā)生了多次改變，引起中國東部及鄰近海域深部地幔的巨大變化。一方面持續(xù)俯沖作用下東亞大陸邊緣巖石圈減薄達(dá)到高潮，來自深部上升的地幔物質(zhì)上涌，導(dǎo)致上覆地殼大規(guī)模的巖漿噴發(fā)作用及廣泛發(fā)育伸展構(gòu)造。另一方面板塊邊緣的斜向擠壓分量促使中國東部地區(qū)先存在的NE—NNE向走滑斷裂帶發(fā)生早期左旋和晚期右旋扭動，特別是在新生代右旋走滑過程中疊加近SN向的伸展作用控制渤海海域盆地的發(fā)育。

綜上所述，無論是地幔上隆引發(fā)的伸展裂陷，還是作為活動邊界的走滑斷裂活動形成的走滑拉分，兩者均為板塊俯沖作用下的直接響應(yīng)。進(jìn)入中生代以來，渤海海域所在的華北板塊受古亞洲洋構(gòu)造域的影響逐漸減弱，而相應(yīng)的受濱太平洋構(gòu)造域作用逐漸增強(qiáng)，進(jìn)入了濱太平洋構(gòu)造域為主的發(fā)展演化階段，板塊之間俯沖方向、俯沖速度、俯沖角度等的改變?yōu)椴澈：Ｓ蛏煺?走滑復(fù)合斷裂體系的形成提供了根本動力。

2 渤海大型伸展-走滑復(fù)合斷裂特征及其控盆差異性

斷裂是渤海海域新生代盆地最重要的構(gòu)造形式，其形成和發(fā)育是在區(qū)域伸展-走滑拉分雙動力源作用下進(jìn)行的，但對渤海海域不同地區(qū)而言，走滑與伸展兩種構(gòu)造應(yīng)力的時空疊合均存在著明顯差異，體現(xiàn)出區(qū)域和局部應(yīng)力場的多樣性和復(fù)雜性，這種復(fù)雜動力學(xué)背景決定了渤海海域斷裂性質(zhì)的復(fù)合性以及構(gòu)造樣式的多樣性。

2.1 渤海伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式

構(gòu)造樣式體現(xiàn)了盆地中構(gòu)造組合的幾何形態(tài)特征，其特征與盆地形成演化的地球動力學(xué)機(jī)制密切相關(guān)。鑒于渤海海域多期次地幔對流伸展和斜向走滑拉分雙動力源成盆機(jī)制，走滑、伸展和擠壓三種應(yīng)力類型往往在同一空間格局并存，或在不同時間尺度疊加，在漫長的地質(zhì)歷史時期內(nèi)，多期次、多成因應(yīng)力共同作用形成了盆地內(nèi)的多種構(gòu)造樣式。渤海海域除了發(fā)育單一構(gòu)造應(yīng)力主控形成的伸展構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式以外，以伸展-走滑復(fù)合斷裂樣式最為廣泛發(fā)育。地殼在拉伸作用下往往形成伸展構(gòu)造樣式，主要發(fā)育正斷層及相關(guān)構(gòu)造，在渤海海域主要表現(xiàn)為由板式、鏟式、坡坪式正斷層及伴生構(gòu)造聯(lián)合形成的斷階或塹壘等典型構(gòu)造，前人已有諸多成果，茲不贅述，本文重點討論不同走滑強(qiáng)度下的走滑構(gòu)造樣式和伸展-走滑復(fù)合構(gòu)造樣式。

2.1.1 不同走滑強(qiáng)度下的走滑構(gòu)造樣式

前文已述，郯廬斷裂與張蓬斷裂兩大走滑斷裂在渤海海域交會，受板塊間相互俯沖和碰撞作用影響，新生代以來發(fā)生多期走滑活動，對渤海海域的構(gòu)造變形有著重要影響。特別是郯廬斷裂漸新世晚期和新近紀(jì)晚期—第四紀(jì)的強(qiáng)烈右旋走滑作用，使得渤海海域整體遭受不同程度的走滑改造。受先存基底斷裂限定的邊界條件和不同地區(qū)走滑-伸展差異疊合效應(yīng)的影響，渤海不同地區(qū)遭受走滑改造強(qiáng)弱差異很大。郯廬走滑斷裂穿過的海域東部表現(xiàn)為強(qiáng)烈走滑特征，以剖面上的花狀構(gòu)造和平面上的雁列式或羽列式斷裂組合作為明顯標(biāo)志。相比東部，海域西部走滑強(qiáng)度明顯減弱，似花狀或多級Y字形構(gòu)造樣式更為發(fā)育。

不同強(qiáng)度的走滑變形具有不同的構(gòu)造樣式，依據(jù)斷裂性質(zhì)、主干斷裂平面、剖面特征以及發(fā)育規(guī)律，走滑斷裂又可分為強(qiáng)走滑、中等走滑、弱走滑和隱性走滑（極弱走滑）四種類型，不同斷裂類型結(jié)構(gòu)模式差異明顯。①強(qiáng)走滑斷裂兩側(cè)地層沿走向錯動強(qiáng)烈，主走滑帶發(fā)育，次級斷裂呈羽狀排列；剖面上主斷裂直立，切割深度大，次級斷裂較少，構(gòu)成花狀構(gòu)造，平面上斷裂面緊閉；上部不發(fā)育次級斷裂或與次級斷裂形成花狀、多級Y字形組合（圖2a）。②中級Y字形和負(fù)花狀構(gòu)造（圖2b）。③弱走滑斷裂因走滑作用較弱僅引起蓋層形成一系列小型次級斷裂，沿主走滑方向尚不足以形成主破裂面；平面上次級斷裂多表現(xiàn)為羽狀或雁列式組合特征，向尚未形成的主走滑帶方向收斂；剖面上斷裂斷距不大，切割深度淺，多未斷至基底，多表現(xiàn)為同向鏟式、板式斷層或由對傾的次級斷裂組合而成的Y字形等（圖2c）。④隱性走滑為極弱走滑作用下，受深部或側(cè)翼走滑剪切作用，地層發(fā)生破裂但斷裂位移量尚不足以引起明顯地震響應(yīng)的極弱性走滑。

圖2 不同強(qiáng)度走滑構(gòu)造樣式及實例Fig.2 Patterns and examples of strike slip structures with different strengths

2.1.2 伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式

伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式受伸展作用和走滑作用的共同控制，具有走滑與伸展在空間上并存、時間上疊加的特點，體現(xiàn)了兩種構(gòu)造應(yīng)力共同作用的結(jié)果。根據(jù)兩種應(yīng)力時間上的疊加順序和應(yīng)力上的強(qiáng)弱配比關(guān)系，伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式可分為似花狀構(gòu)造、多級Y字形構(gòu)造、無根花狀構(gòu)造和復(fù)雜X型構(gòu)造四種組合構(gòu)造（圖3）。①似花狀構(gòu)造早期以伸展作用為主，晚期疊加走滑作用，走滑構(gòu)造利用了早期伸展斷層作為主走滑面活動，形成大量依附于早期伸展斷層的次級斷層。剖面上依附于大型鏟式或板式正斷層，在其上盤地層發(fā)育一系列傾向相對的次級斷裂，平面上呈雁列式排布。由于主斷裂和次級斷裂為伸展性質(zhì)，與走滑作用的花狀構(gòu)造存在差異，因此稱之為似花狀構(gòu)造。②多級Y字形構(gòu)造樣式早期以伸展作用為主，后期同樣被走滑改造，但與似花狀構(gòu)造相比，晚期遭受走滑改造作用相對較弱，次級斷裂發(fā)育少，且僅在主斷層面的上盤發(fā)育，斷層在平面上表現(xiàn)為近平行或雁列式發(fā)育。③無根花狀構(gòu)造與花狀構(gòu)造的區(qū)別是不發(fā)育主支斷裂。早期以伸展構(gòu)造為主，晚期疊加走滑，但走滑構(gòu)造并沒有早期大型伸展斷層可以利用或改造，而是在淺層獨立發(fā)育。無根花狀構(gòu)造處于向花狀構(gòu)造和似花狀構(gòu)造發(fā)展的中間階段。當(dāng)后期走滑應(yīng)力增強(qiáng)時，其發(fā)育為花狀構(gòu)造；當(dāng)后期伸展應(yīng)力增強(qiáng)時，其發(fā)育為似花狀構(gòu)造，這也體現(xiàn)了不同性質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)弱配比對局部構(gòu)造樣式的控制作用。④復(fù)雜X型構(gòu)造早期以伸展作用為主，古近紀(jì)晚期、新近紀(jì)疊加不同方向的強(qiáng)烈走滑改造，早期發(fā)育的大型伸展斷層被走滑斷裂切割，在剖面上呈現(xiàn)出兩組斷裂相互切割、疊加改造的復(fù)雜X型樣式。以上四種伸展-走滑復(fù)合構(gòu)造樣式均體現(xiàn)了在不同演化階段，遭受不同強(qiáng)度走滑應(yīng)力差異疊加改造下的構(gòu)造樣式。

圖3 伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式及實例Fig.3 Patterns and examples of extension-strike slip composite Faults

2.2 渤海伸展-走滑復(fù)合斷裂平面分布特征

渤海海域斷裂體系發(fā)育對盆地結(jié)構(gòu)具有明顯控制作用，由于主導(dǎo)渤海海域不同時期構(gòu)造演化的構(gòu)造體制不同，從而導(dǎo)致不同階段斷裂格局存在明顯的差異。這種差異造成在同一構(gòu)造時期，不同地區(qū)的斷裂體系格局也截然不同，這種斷裂時空展布特征的復(fù)雜性及差異性與其所處的區(qū)域地質(zhì)背景密切相關(guān)。區(qū)域控制背景包括基底先存斷裂限定的邊界條件、伸展與走滑兩種應(yīng)力時空疊加配比關(guān)系，以及走滑斷裂階行轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了局部構(gòu)造差異性等。綜上所述，渤海海域斷裂體系、構(gòu)造樣式存在著明顯的時空差異，導(dǎo)致伸展-走滑復(fù)合斷裂具有明顯的分區(qū)特征，具體可以劃分為遼東灣、渤東、渤中—渤西和渤南四大分區(qū)（圖4）。

圖4 渤海伸展-走滑復(fù)合斷裂平面分區(qū)特征Fig.4 Characteristics of plane zoning of extension-strike slip composite faults in Bohai sea

2.2.1 遼東灣地區(qū)

古近紀(jì)早期各主干斷裂均開始活動，遼西地區(qū)表現(xiàn)為拉張性質(zhì)為主的伸展斷裂，遼中、遼東為走滑-伸展性質(zhì)斷裂；古近紀(jì)晚期走滑作用增強(qiáng)，西北側(cè)主斷裂斷面不連續(xù)，次級斷裂呈雁列狀展布；新近紀(jì)走滑更強(qiáng)，東部遭受強(qiáng)烈走滑作用改造，次級斷裂發(fā)育，NE向雁列狀排列明顯，體現(xiàn)出強(qiáng)走滑的性質(zhì)。西部地區(qū)走滑改造較弱，NNE向主干斷裂斷面均不連續(xù)，次級斷裂發(fā)育較少。整體來看，遼東灣古近紀(jì)以伸展作用為主，新近紀(jì)走滑改造作用呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱的特征。

2.2.2 渤東地區(qū)

古近紀(jì)早期主要受到伸展作用控制，走滑作用影響局限；古近紀(jì)晚期郯廬斷裂走滑變強(qiáng)，控盆主干斷裂主斷面不連續(xù)，次級斷裂發(fā)育少，且呈羽狀與主斷面相交；新近紀(jì)郯廬斷裂走滑更強(qiáng)，整體上主斷裂面都不連續(xù)，次級斷裂發(fā)育，雁列狀排列NE向派生斷層與NNE向主斷裂組成帚狀斷裂體系，體現(xiàn)出強(qiáng)走滑改造的性質(zhì)。整體來看，渤東古近紀(jì)早期以伸展作用為主，古近紀(jì)晚期到新近紀(jì)遭受持續(xù)走滑改造，并且走滑改造作用逐漸增強(qiáng)。

2.2.3 渤中—渤西地區(qū)

古近紀(jì)早期NNE向郯廬斷裂系和NWW向張家口-蓬萊斷裂系聯(lián)合控盆，以伸展斷裂為主，形成北斷南超箕狀斷陷格局；古近紀(jì)晚期，在伸展斷裂基礎(chǔ)上疊加一定走滑作用，開始發(fā)育次級斷裂；新近紀(jì)NE向和NWW向兩組斷裂普遍遭受走滑改造，表現(xiàn)出明顯共軛斷裂格局，剖面上兩組方向斷裂相互切割，平面上呈NWW和NE向展布的兩組雁列式斷層呈“X”型交叉組合。整體來看，渤中—渤西古近紀(jì)早期以伸展作用為主，新近紀(jì)遭受一定程度弱走滑改造呈現(xiàn)出共軛復(fù)合斷裂格局。

2.2.4 渤南地區(qū)

古近紀(jì)早期近EW向伸展斷裂控盆，形成北斷南超的斷陷盆地，內(nèi)部主斷裂以NWW和近EW向發(fā)育為主，數(shù)量較少；古近紀(jì)晚期疊加走滑，次級斷裂增多，出現(xiàn)NNE向斷層與近EW向斷裂復(fù)合交織格局；新近紀(jì)走滑作用增強(qiáng)，盆地內(nèi)次級斷裂顯著發(fā)育，雁列式排列，表現(xiàn)為走滑-拉張性質(zhì)。整體來看，渤南地區(qū)古近紀(jì)早期以EW伸展作用為主，古近紀(jì)晚期以EW伸展和NNE向走滑復(fù)合作用為主，新近紀(jì)形成遭受強(qiáng)烈走滑改造的斷裂格局。

2.3 渤海大型伸展-走滑復(fù)合斷裂控盆差異性

盆地結(jié)構(gòu)是盆地類型、性質(zhì)、構(gòu)造樣式及演化過程的綜合表現(xiàn)形式，渤海海域現(xiàn)今結(jié)構(gòu)的時空差異主要受控于新生代伸展與走滑兩種應(yīng)力同一時空疊加配比差異或不同時空的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變。遼東灣地區(qū)為NNE向斷裂控制的由凸起和凹陷組成的“塹壘”構(gòu)造體系，古近紀(jì)早期伸展作用強(qiáng)，晚期走滑作用顯著，走滑作用西弱東強(qiáng)。渤東地區(qū)以部分燕山期NE向基底伸展斷裂為側(cè)支，喜山期NNE向走滑斷裂為主支共同構(gòu)成“帚狀”構(gòu)造體系。渤中西地區(qū)表現(xiàn)為NNE向與NW向共軛走滑斷層沿傾向方向滑動所形成的北斷南超的“斗狀”盆地，古近紀(jì)早期NWW和近EW向格局明顯，中晚期NE向格局顯著。渤南地區(qū)為NNE向郯廬走滑斷裂與近EW向走滑-伸展斷裂控盆，古近紀(jì)早期近EW向向伸展斷裂控盆，北斷南超；晚期走滑作用顯著，郯廬斷裂帶的控盆作用增強(qiáng)，晚期斷裂發(fā)育。

渤海海域現(xiàn)今盆地結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了走滑與伸展在空間上并存、時間上疊加的特點。整體而言，渤海海域古近系早期以伸展作用為主；古近系晚期走滑作用開始逐漸顯現(xiàn)，伸展-走滑復(fù)合斷裂發(fā)育，尤其在郯廬走滑斷裂穿過的渤海東部地區(qū)更為明顯；新近紀(jì)走滑作用對渤海海域斷裂進(jìn)行普遍改造。遼東灣地區(qū)體現(xiàn)了對早期伸展斷裂良好的繼承型改造，基本延續(xù)了早期NNE向斷裂控制的塹壘格局；渤東地區(qū)則為持續(xù)活動作用下NNE向走滑與NE向派生斷裂聯(lián)合控凹格局，體現(xiàn)了走滑斷裂持續(xù)活動下斷裂的新生型；渤南地區(qū)則為早期近EW向斷裂與NNE相走滑斷裂并存聯(lián)合控凹，既有對早期伸展斷裂的繼承性利用改造，也有走滑持續(xù)活動的新生型斷裂。渤中—渤西地區(qū)新近紀(jì)整體走滑改造作用相對較弱，但由于繼承了NNE向郯廬斷裂系和NWW向張蓬斷裂系格局，體現(xiàn)出明顯的共軛斷裂控凹特征。

3 渤海伸展-走滑斷裂對油氣成藏的控制作用

3.1 對沉積體系的控制

走滑斷裂對沉積盆地的形成、演化和沉積體系的發(fā)育與分布有著重要的影響，走滑斷裂對渤海古近系沉積體系的控制作用主要表現(xiàn)在：控制局部物源體系、控制溝谷洼地的形成和控制源-匯體系的橫向遷移三個方面（圖5）。郯廬斷裂渤海海域段在古近紀(jì)是右旋走滑，在右旋走滑斷裂體系中，呈現(xiàn)左階排列的斷裂帶壓扭作用明顯，往往容易形成古高地，是物源剝蝕區(qū)或者水系的源頭區(qū)。在走滑斷裂的釋壓段，斷裂受伸展構(gòu)造應(yīng)力場影響呈現(xiàn)開啟狀態(tài)，開啟程度逐漸增大時會出現(xiàn)裂陷現(xiàn)象，當(dāng)走滑量逐漸增大時，可以形成低勢溝谷或者小型洼陷，從而接收沉積。此外，受右旋走滑形成的斷裂水平活動的影響，盆地內(nèi)的沉積碎屑物質(zhì)隨著走滑活動產(chǎn)生的水平位移而發(fā)生橫向遷移。

圖5 渤海伸展-走滑復(fù)合斷裂控制沉積體系展布模式Fig.5 Distribution pattern of sedimentary system controlled by extension-strike slip composite faults in Bohai sea

3.2 對圈閉的控制

走滑運動在斷層內(nèi)部、斷層之間、斷層末端和共軛斷層之間等轉(zhuǎn)變部位常常會形成各種樣式的走滑轉(zhuǎn)換帶，它們控制了圈閉的形成與發(fā)育。沿渤海海域郯廬斷裂帶發(fā)育眾多不同類型的走滑轉(zhuǎn)換帶，它們雖然類型多樣，但依據(jù)應(yīng)力狀態(tài)主要劃分為增壓型和釋壓型兩種類型（圖6）。兩種類型轉(zhuǎn)換帶內(nèi)發(fā)育的圈閉存在明顯的差異，增壓型轉(zhuǎn)換帶大多處于擠壓應(yīng)力環(huán)境中，在該背景下發(fā)育的圈閉類型較好，通常以背斜、斷裂背斜或鼻狀構(gòu)造為主，且圈閉規(guī)模往往較大，渤海海域已發(fā)現(xiàn)增壓型轉(zhuǎn)換帶控制的圈閉面積通?？蛇_(dá)5～10 km2，大者可達(dá)20 km2，圈閉幅度一般為250～350 m；釋壓型轉(zhuǎn)換帶大多處于張性應(yīng)力環(huán)境中，在該背景下往往發(fā)育小型斷塊型圈閉，圈閉規(guī)模往往比較小（圖6）。

圖6 渤海海域走滑轉(zhuǎn)換帶類型Fig.6 Types of strike slip transfer zone in Bohai sea

3.3 對油氣運移的控制

渤海大型伸展-走滑斷裂及其晚期走滑調(diào)節(jié)斷裂為油氣聚集提供了有利的圈閉，使得走滑轉(zhuǎn)換帶尤其是增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶，長期處于構(gòu)造高部位，形成油氣運移的低勢區(qū)；而釋壓型轉(zhuǎn)換帶和轉(zhuǎn)換帶調(diào)節(jié)斷裂是油氣運移的重要有效通道，為油氣在各類圈閉聚集成藏提供了有利條件。

1）大型伸展-走滑斷裂釋壓型轉(zhuǎn)換帶長期控制油氣的運移。

轉(zhuǎn)換帶雖然類型多樣，但從轉(zhuǎn)換帶內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)看主要有兩種類型，一種是增壓型轉(zhuǎn)換帶；另一種是釋壓型轉(zhuǎn)換帶。釋壓型轉(zhuǎn)換帶內(nèi)處于張性應(yīng)力環(huán)境或以張性應(yīng)力環(huán)境為主的應(yīng)力環(huán)境中，從物理模擬實驗研究中發(fā)現(xiàn)，在走滑斷裂釋壓段，斷裂明顯處于開啟狀態(tài)，隨著走滑位移量的增大，斷裂的伸展幅度逐漸變大，可以作為油氣運移的有利通道，長期控制了油氣向圈閉中的運移聚集，影響油氣的富集程度和平面分布。渤海錦州23-2油田存在南富北貧兩分性的顯著特征，南區(qū)靠近走滑斷裂釋壓帶，油氣運移通暢，探井測井解釋油層平均厚度57.7 m，儲量占到全油田的85.1%，而北區(qū)靠近走滑斷裂增壓帶，探井解釋油層平均厚度僅11.7 m，儲量占全油田的14.9%。

2）轉(zhuǎn)換帶調(diào)節(jié)斷裂是油氣運移重要通道，其斷蓋比控制油氣富集層系，斷砂耦合控制油氣充注能力。

轉(zhuǎn)換帶調(diào)節(jié)斷裂常常依附主干斷裂發(fā)育，它們與主干斷裂發(fā)育時期一致，但產(chǎn)狀不同。在增壓型轉(zhuǎn)換帶，主干斷裂由于具有壓扭性對油氣不起主運移作用，而調(diào)節(jié)斷裂具張性特征，是轉(zhuǎn)換帶油氣運移的重要通道，其在縱向上斷至層位對油氣成藏層系具有一定的控制作用，調(diào)節(jié)斷裂的發(fā)育密度與油氣富集程度呈正相關(guān)關(guān)系。如渤海旅大6-2油田，其南區(qū)調(diào)節(jié)斷裂密度高，油氣儲量豐度高達(dá)1 030×104m3／km2，而北區(qū)由于調(diào)節(jié)斷裂相對不發(fā)育，儲量豐度僅為300×104m3／km2。

斷蓋比（P）是指區(qū)域蓋層內(nèi)油源斷層的垂直斷距與蓋層真厚度的比值。研究表明運移調(diào)節(jié)斷裂的斷蓋配置控制油氣富集層系，當(dāng)調(diào)節(jié)斷裂P＞0.6，區(qū)域蓋層之上富集，當(dāng)P＜0.6，區(qū)域蓋層之下富集。對于淺層砂體來說，轉(zhuǎn)換帶調(diào)節(jié)斷裂的斷砂耦合程度控制油氣充注強(qiáng)度，油源斷層與淺層砂體耦合面積與油氣充滿度和儲量豐度均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，并且當(dāng)該面積大于0.015 km2時砂體成藏概率較大。

3）走增壓型轉(zhuǎn)換帶扭壓強(qiáng)度控制了油氣富集程度。

渤海海域發(fā)育眾多與斷層相關(guān)的圈閉，控圈斷層的側(cè)向封閉能力影響油氣藏的豐度。增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶往往表現(xiàn)為局部擠壓應(yīng)力環(huán)境，在走滑斷裂的增壓段一般表現(xiàn)為閉合狀態(tài)，因此它能夠遮擋流體繼續(xù)運移從而聚集成藏。在增壓型走滑轉(zhuǎn)換帶發(fā)育的地方，即使上下盤砂巖對接，主控斷層依然能封閉油氣成藏?？碧綄嵺`表明，油氣成藏豐度與走滑位移量的大小呈現(xiàn)正相關(guān)。為了定量表征走滑壓扭帶對油氣富集程度產(chǎn)生的影響，用走滑斷裂中主斷裂彎曲度（W）與伴生斷裂活動強(qiáng)度（Q）的乘積來表征增壓段的扭壓強(qiáng)度（圖7），壓扭強(qiáng)度的具體表征公式為：

圖7 走滑增壓轉(zhuǎn)換帶壓扭強(qiáng)度表征方法Fig.7 Characterization method for strength of strike slip contractional transfer zone

式（1）中：K為壓扭強(qiáng)度，無量綱；W為主斷裂彎曲度，無量綱；Q為伴生斷裂活動強(qiáng)度，無量綱。

式（2）中：H為弧頂?shù)交啥诉B線的垂直距離，km；L為弧兩端點之間距離，km。

式（3）中：Ei為第i條伴生調(diào)節(jié)斷裂長度，km；ΔDi為第i條伴生調(diào)節(jié)斷裂在某一地質(zhì)時期最大斷距，km；N為調(diào)節(jié)斷層總個數(shù)；S為圈閉面積，km2。

渤海海域受典型走滑增壓段控制的油田和含油氣構(gòu)造的鉆探結(jié)果已經(jīng)證明，隨著扭壓強(qiáng)度的增加，相應(yīng)構(gòu)造的儲量豐度也逐漸增大，兩者具有很好的正相關(guān)關(guān)系，轉(zhuǎn)換帶扭壓強(qiáng)度控制了油氣富集程度。

4 渤海伸展-走滑斷裂帶差異成藏模式

由于渤海海域受地幔熱隆起（伸展動力）和斜向擠壓（走滑動力）雙動力作用，導(dǎo)致郯廬斷裂的走滑作用與盆地的伸展作用相互疊加、相互影響，這一動力學(xué)過程為渤海伸展-走滑斷裂帶的發(fā)育提供了良好的動力學(xué)背景，伸展-走滑斷裂帶的發(fā)育位置及其樣式的形成，均是其在區(qū)域應(yīng)力場發(fā)生變化的部分，平衡和調(diào)節(jié)區(qū)域應(yīng)變的結(jié)果；在大型伸展-走滑斷裂帶的內(nèi)部，多條走滑斷裂或具有走滑性質(zhì)的大斷裂及其調(diào)節(jié)斷裂，在平面上發(fā)生頻繁彎曲、疊置、側(cè)接和平面消亡，構(gòu)成了伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式形成的空間形態(tài)基礎(chǔ)，同時，新近紀(jì)的構(gòu)造活動最終控制了伸展-走滑斷裂帶的形成時間，由此也導(dǎo)致了具有不同構(gòu)造樣式的伸展-走滑復(fù)合斷裂帶在盆地中發(fā)育的位置及其油氣成藏模式上的差異。本文依據(jù)渤海伸展-走滑斷裂帶分布的位置及其構(gòu)造樣式特點，共總結(jié)出六種油氣成藏模式。

4.1 “S”型走滑帶古富-新貧型模式

“S”型走滑帶大多發(fā)育于凹陷區(qū)，是由于單條大規(guī)模的走滑斷層受巖層能干性影響而發(fā)生彎曲，在平面上呈“S”型展布，其走滑斷層早期活動強(qiáng)烈，晚期活動變?nèi)酰菍?qiáng)走滑-弱伸展作用的構(gòu)造響應(yīng)結(jié)果；該類構(gòu)造常處于有效烴源灶內(nèi)，具有近源供烴的優(yōu)勢；受區(qū)域走滑作用“早強(qiáng)晚弱”的影響，油氣呈現(xiàn)“古富-新貧型”成藏模式（古，指古近系；新，指新近系；下文同），油氣主要富集在古近系（圖8a），該類構(gòu)造形成的圈閉通常沿走滑斷層分布，圈閉的類型依據(jù)其所處位置所受的應(yīng)力狀態(tài)可以劃分為增壓型和釋壓型兩種，增壓型發(fā)育較大規(guī)模的半背斜與斷鼻型圈閉（圈閉面積一般大于5 km2），且受強(qiáng)壓扭作用的影響具有良好的側(cè)封能力，易于形成較大規(guī)模的聚集；釋壓段則主要發(fā)育規(guī)模較小的斷塊型圈閉（圈閉面積一般小于3 km2），受拉張作用影響圈閉側(cè)封條件明顯較差，不利于油氣規(guī)模性聚集。遼中凹陷內(nèi)旅大6-2油田（圖8a）為該類成藏模式的典型代表，鉆探結(jié)果表明，在古近系增壓帶的探明原油儲量占整個油田原油探明儲量的58.1%。

圖8 典型構(gòu)造樣式油氣成藏模式Fig.8 Hydrocarbon accumulation patterns of typical structural styles

4.2 帚狀走滑帶古貧-新富型模式

帚狀走滑帶大多發(fā)育于凹陷區(qū)，早期受單斷主走滑控制，晚期由多條收斂于主走滑斷層的一系列同向正斷層組成帚狀構(gòu)造樣式，因此，主要表現(xiàn)為早期以走滑為主、晚期明顯疊加伸展作用，是對弱—中等走滑作用的構(gòu)造響應(yīng)結(jié)果；該構(gòu)造類型發(fā)育位置與“S”型走滑帶的發(fā)育位置相類似，處于有效烴源灶內(nèi)，供烴條件優(yōu)越，但不同于“S”型走滑帶的是，帚狀走滑帶晚期伸展作用明顯增強(qiáng)，對油氣成藏具有重要的控制作用，在淺層新近系發(fā)育了一系列垂向輸導(dǎo)能力較強(qiáng)的油源斷層，溝通深部烴源巖，垂向輸導(dǎo)能力強(qiáng)，并在斷層的形成發(fā)育過程中，對早期油氣藏具有明顯的破壞調(diào)整作用，油氣主要富集在淺層新近系（圖8b）；該構(gòu)造類型同樣發(fā)育增壓型和釋壓型兩種不同類型的圈閉，且油氣主要富集在淺層增壓區(qū)。遼中南洼旅大21-2油田（圖8b）為該類成藏模式的典型代表，其新近系的探明儲量占整個油田探明儲量的83.3%。

4.3 花狀走滑帶古貧-新富型模式

花狀走滑帶主要發(fā)育于凹陷區(qū)隆起帶，是中等—強(qiáng)走滑應(yīng)力場背景下形成的。表現(xiàn)為中深層主走滑斷層平直連續(xù)，向淺部逐漸分叉、撒開的花狀結(jié)構(gòu)（負(fù)花狀結(jié)構(gòu)或正花狀結(jié)構(gòu)），后期活動的斷裂與先期活化斷裂相互切割，貫通深部沙河街組和東營組烴源巖層系與淺部館陶組及明化鎮(zhèn)組儲層，形成了油氣從源巖層直達(dá)淺層圈閉的暢通輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。但由于處于花心部位的圈閉有效供烴斷裂明顯多于外花瓣部位的圈閉，供烴條件更占優(yōu)勢，油氣豐度更大，且油氣成藏層位明顯淺于外花瓣，表現(xiàn)出新近系富、古近系貧的特點（圖8c）。此外，新近系明化鎮(zhèn)組極淺水三角洲或曲流河沉積體系廣泛發(fā)育的特點，決定了花狀走滑構(gòu)造帶油氣藏以構(gòu)造巖性型為主，且斷層-砂體接觸面積與含油氣面積充滿度、儲量豐度呈現(xiàn)正相關(guān)。黃河口凹陷中央構(gòu)造脊渤中34-1油田（圖8c）為該類成藏模式的典型代表。該油田已探明石油地質(zhì)儲量絕大部分分布于花心處的新近系明化鎮(zhèn)組構(gòu)造巖性圈閉內(nèi)。

4.4 雙重走滑帶古貧-新富型模式

雙重型走滑帶為兩條首尾相接的走滑斷層及其圍限斷塊中與主斷裂斜交的次級雁列走滑斷層組成的斷層構(gòu)造群，為晚期強(qiáng)走滑作用背景下的構(gòu)造響應(yīng)結(jié)果。該類構(gòu)造主要受晚期右旋走滑強(qiáng)烈活化影響，早期低洼區(qū)發(fā)生隆升反轉(zhuǎn)，易于形成規(guī)模較大的反轉(zhuǎn)背斜型或斷背斜型圈閉（圖8d）。構(gòu)造深部即為烴源發(fā)育區(qū)，且垂向油源斷層較為發(fā)育，具有近源供烴的優(yōu)勢；在橫向上由于雙重走滑帶晚期處于油氣運移低勢區(qū)，同時也具備遠(yuǎn)源供烴的背景和條件。但由于雙重走滑帶在古近系沉積時期一般靠近凹陷中心位置，儲層相對不發(fā)育，難以形成規(guī)模性的聚集，油氣主要富集在新近系。此外，受兩組走滑作用的控制，雙重走滑帶同樣發(fā)育呈對偶式分布的增壓帶和釋壓帶，增壓帶的含油豐度明顯大于釋壓帶。廟西凹陷蓬萊19-3油田（圖8d）即是該類成藏模式的典型代表。

4.5 共軛走滑帶多層互補(bǔ)富集型模式

共軛走滑帶的形成主要受控于兩組不同方向走滑體系的控制，但不同走滑斷裂系或相同走滑斷裂系不同部位的活動特點具有較大差異，進(jìn)而對于各成藏要素表現(xiàn)出不同的控制作用，具有多層互補(bǔ)富集型的特征。比如曹妃甸6-4油田即處于北西向左旋和北東向右旋共軛走滑斷裂體系內(nèi)。兩組斷裂的共同發(fā)育形成了凸起與凹陷的邊界，也決定了曹妃甸6-4油田具有近源供烴的條件。新構(gòu)造運動時期，北西向左旋走滑斷裂的活動性（活動速率20～30 m／Ma）明顯強(qiáng)于北東向右旋走滑斷裂體系（活動速率約15 m／Ma），決定了北西向走滑斷裂主導(dǎo)區(qū)油氣主要富集在淺層，北東向走滑斷裂主導(dǎo)區(qū)油氣則主要富集在深層（圖8e）。此外，由于北西向左旋走滑斷裂走向較為一致，整體處于釋壓段，而北東向右旋走滑斷裂沿走向呈“蛇曲狀”，增壓段、釋壓段相間發(fā)育，增壓段發(fā)育的較大規(guī)模的斷鼻型圈閉為深部油氣的富集提供了儲存空間。曹妃甸6-4油田（圖8e）油氣成藏整體表現(xiàn)為“北西向走滑斷裂段以淺層成藏為主、北東向走滑斷裂以深層成藏為主，深淺互補(bǔ)不疊合”、“增壓富、釋壓貧”的特征。

4.6 走滑斜坡帶古貧-新富型模式

斜坡帶是深陷帶向凸起的過渡帶，是遠(yuǎn)源油氣運移聚集的有利區(qū)，可形成多種類型的油氣藏和較大面積的油氣富集區(qū)。走滑斜坡帶油氣富集受“脊-斷-圈”三因素耦合的控制（圖8f），其中“脊”指輸導(dǎo)脊，渤海前第三系頂面不整合和館陶組是其主要組成，它決定了油氣橫向優(yōu)勢運移路徑，其聚油效果是遠(yuǎn)源斜坡帶油氣成藏的基礎(chǔ)；“斷”指斷層，斷層與橫向輸導(dǎo)層頂面的配置關(guān)系以及其本身活動強(qiáng)弱控制了油氣垂向運移量；“圈”指圈閉，走滑-伸展作用共同控制斜坡帶圈閉的形成與分布。受新構(gòu)造運動影響，渤海海域走滑斜坡帶發(fā)育長期活動和晚期活動兩類重要的通“脊”斷層，這兩類通“脊”斷層活動時間長、強(qiáng)度大，對沿輸導(dǎo)脊長距離橫向運移的油氣起垂向分配作用，使得油氣最終在淺層新近系圈閉中聚集成藏，油氣藏具有古貧-新富的特征?！凹?斷-圈”三因素耦合程度越高，形成的油氣藏豐度和規(guī)模越大。

5 結(jié)論

1）渤海海域大型伸展-走滑復(fù)合斷裂體系受伸展作用和走滑作用的共同控制作用而成，但兩種構(gòu)造應(yīng)力的時空疊合均存在著明顯差異，表現(xiàn)出區(qū)域和局部應(yīng)力場的多樣性和復(fù)雜性。以走滑作用為主的構(gòu)造樣式，依據(jù)走滑強(qiáng)度可以劃分為強(qiáng)走滑、中等走滑、弱走滑和隱性走滑（極弱走滑）四種類型；依據(jù)伸展和走滑兩種應(yīng)力時間上的疊加順序和應(yīng)力上的強(qiáng)弱關(guān)系，伸展-走滑復(fù)合斷裂構(gòu)造樣式可分為似花狀構(gòu)造、多級Y字形構(gòu)造、無根花狀構(gòu)造和復(fù)雜X型構(gòu)造四種。伸展-走滑復(fù)合斷裂體系和構(gòu)造樣式存在著明顯的時空差異，在平面上可劃為遼東灣、渤東、渤中—渤西和渤南四大分區(qū)。

2）大型伸展-走滑復(fù)合斷裂體系的這種差異性也導(dǎo)致其對油氣成藏具有不同的控制作用，主要表現(xiàn)在對圈閉、沉積體系和油氣運移的控制；渤海海域油藏模式包括“S”型走滑帶古富-新貧型、帚狀走滑帶古貧-新富型、花狀走滑帶古貧-新富型、反轉(zhuǎn)區(qū)雙重走滑帶古貧-新富型、共軛走滑帶多層互補(bǔ)富集型和走滑斜坡帶古貧-新富型六種富集模式。