渤海海域郯庐断裂带构造解析_汤良杰

文章编号:1674－5086(2011)01－0170－07中图分类号:TE121;P618

DOI:10．3863/j．issn．1674－5086．2011．01．032文献标识码:A

渤海海域郯庐断裂带构造解析

*

1，21，231，24，5

汤良杰，陈绪云，周心怀，万桂梅，金文正

1．中国石油大学盆地与油藏研究中心，北京昌平102249;2．“油气资源与探测”国家重点实验室·中国石油大学，北京昌平102249;

3．中国海洋石油有限公司天津分公司，天津塘沽300452;4．中国地质大学(北京)能源学院，北京海淀100083;

5．“海相储层演化与油气富集机理”教育部重点实验室·中国地质大学(北京)，北京海淀100083

摘要:通过对渤海海域的地震资料及地质资料进行综合分析，认为郯庐断裂带在该地区的宽度为50km，并分为东

支和西支。以张家口—蓬莱断裂为界，渤海海域的郯庐断裂带分为南段和北段，南段东、西两支断裂的走滑特征非常明显;北段的东支走滑特征明显，而西支走滑特征不明显。古近纪，北段东支和西支都具有走滑运动，但是由于张家口—蓬莱断裂左旋切割，导致西支走滑受阻而被废弃，因此走滑运动主要集中在东支。关键词:郯庐断裂带;张家口—蓬莱断裂带;构造解析;渤海海域;走滑

．西南石油大学学报:自然科学版，2011，33(1):170～176．陈绪云，汤良杰，周心怀，等．渤海海域郯庐断裂带构造解析［J］

引言

支鄌郚—葛沟断裂相连，总体为NNE向展布，全长约

600km。渤海海域的郯庐断裂带在新生代构造活动最为强烈，其沿线分布有中强地震区域。前人对该区域断裂带的构造样式、运动学过程以及动力学机制进行了研究，但是由于断裂带不连续，关于断裂带的具体位置没有定论，至今尚无一致的看法。

郯庐断裂带是中国东部的一条巨型走滑断裂

带，一直以来是学者们研究的热点。不同的学者从

［1－5］

，郯庐断裂带演化过程及其对盆地形成与演

［6］［7］［8－11］化、沉积体系和油气成藏的控制作用等不同角度进行了很多研究。在平面展布上，郯庐断裂带表现为明显的分段性，众多学者将其分为南段、中

［1－3，12］

，段和北段并将沈阳—渤海作为中段。郯庐

断裂带中段走向为NE10°～20°，北段和南段走向为NE40°～50°，整体呈缓“S”型(图1)。郯庐断裂带南段在山东、江苏和安徽出露好，研究程度较高。而沈阳—渤海段隐伏于海区和平原之下，加之其新生代活动的构造形迹被渤海湾盆地的伸展构造叠加与改造，故对其认识程度相对较低。郯庐断裂带位于渤海和辽河平原的部分称为营潍断裂带(又称营口—潍坊断裂带)，其北端在沈阳附近与密山—抚顺断裂带及依兰—伊通断裂带相接，向南经营口、辽东湾、渤海东部和莱州湾一直延伸到山东潍坊附近，同沂沭断裂带东支昌邑—大店断裂及西

*

收稿日期:2010－03－20

数字出版日期:

1营潍断裂带的展布特征

［10］

等

裂为界，可将营潍断裂带分为辽东湾、渤中和莱州湾

［13］

等3段。王国纯认为郯庐断裂在渤海的部分可分

［14］

为北段雁行式单支和南段近平行的多支。徐杰等认为营潍断裂带大致以NWW走向的张家口—蓬莱断裂带为界分南北两段，北段基本由辫状交织的2条

营潍断裂带具有明显的分段分布特征。龚再升

以大连—秦皇岛、张家口—蓬莱2条NWW向断

断裂组成，南段为并列的东西两支组成。笔者认为营潍断裂带以张家口—蓬莱断裂为界可分为南段和北段，北段又可细分为辽东湾亚段和渤中亚段，它们的构造特征及其演化过程与前人的研究结果有所不同。

作者简介:汤良杰(1957－)，男(汉族)，安徽泾县人，教授，博士，博士研究生导师，主要从事盆地分析方面研究。

F2:辽西2号，F3:辽西3号，F4:辽西4号，F5:辽中1号，F6:辽中2号，F7:辽东1号，F8:辽东2号，主要断裂名称:F1:辽西1号，

F9:秦南1号，F10:旅大2号，F11:旅大1号，F12:渤中1号，F13:渤东3号，F14:渤东1号，F15:渤东2号，F16:石臼坨2号，F17:石臼F18:石南断裂，F19:庙西1号，F20:庙西2号，F21:莱州东支3号，F22:莱州东支2号，F23:莱州东支1号，F24:莱州西支1号，坨3号，

F25:莱州西支2号，F26:黄北断裂，F27:渤南断裂，F28:莱北断裂，F29:青东1号，F30:垦东断裂。

图1渤海湾地区主要断裂分布图

MainfaultsinBohaiSea

Fig．1

1．1

南段

在渤南地区，营潍断裂带南段展布清楚，走向为NE20°～30°，长约200km，宽约50km，可分为东支和西支，其中东支包括莱州东支1号与莱州东支2号，西支包括莱州西支1号与莱州西支2号(图1)。南段的东支和西支在渤南低凸起表现非常清晰，东

支为地堑结构，西支为地垒结构(图2)。东支在渤

南凸起的东南部表现为一条NNE向的构造破碎带，断裂带内挤压、扭动及压扭现象共生，地层揉皱，盖

［8］

层及基底都有拖曳现象。由于营潍断裂带南段的构造特征已经得到广泛的认同，笔者对此不再进行赘述。

图2

Fig．2

f测线地质解释剖面图(据曹忠祥，2008)

GeologicalcrosssectionofLinef(AfterCao，2008)

1．2北段

在辽东湾地区和渤中地区，大多数研究者

［13－15］

认为郯庐断裂带仅分布在狭长的渤东低凸起及辽东

凸起周围，宽度仅10km。但是海磁资料表明，自莱州湾至辽东湾，分布着一条NNE向的高磁力异常带，宽50km左右，与鲁中沂沭断裂带上的狭长急剧

［1］

变化的正磁异常带十分相似。可见郯庐断裂带在渤海海域的宽度约50km，与其在陆上部分的宽

。马宝军等和童亨茂等通过三维地震资

料进行构造解析和物理模拟实验，证明辽河盆地西部

［18－19］

。可见在辽河盆地，凹陷存在大型走滑断裂营部凹陷

潍断裂带的东西两支分别分布在辽河东部凹陷与辽

河西部凹陷，宽度约为50km。前文已论述了营潍断裂带在渤南地区宽度约50km，也分为东西两支。故笔者认为营潍断裂带在它们两者之间的辽东湾地区和渤中地区也分为东西两支，宽度保持不变。下面利用地震资料分别对辽东湾亚段和渤中亚段进行论述。

(1)辽东湾亚段营潍断裂带辽东湾亚段西支断裂有辽西1号、秦南1号和辽西2号，东支断裂有辽中1号中段、辽中2号、辽东2号、辽东1号(图1)。在图3的地

震

［16－17］

度保持一致，不管它在地下表现为几支，其宽度不会

急剧变窄。郯庐断裂带在山东段分为东西两支，在沈阳附近也分为东西两支，可见郯庐断裂带在渤海海域也表现为东西两支。

洪作民等认为营潍断裂带西支断裂经过辽河西

图3

Fig．3

地震解释剖面(剖面位置见图1)

ExplainedseismicprofilesofLinea，LinebandLinec(SeeFig．1forthelocationofline)

剖面a可见辽西凹陷中辽西1号断裂发育花状构

造，其中断裂近垂直，断裂两侧的地震反射波组特征差异较大，两侧地层不能相对应，这很显然是走滑作

c剖面中，用造成的。图3b、秦南1号断裂直立，断裂两侧的地震波组反射特征不同，可见是走滑作用

形成的，但在新近纪和第四纪，该断裂已基本停止运动。与东支断裂相比，西支断裂晚期走滑作用较弱，且叠加了伸展构造，这是营潍断裂带在辽西凹陷中被忽视的重要原因。在辽西凹陷中段东营组底界断裂展布图(图4)中，小型断裂的走向为NE向至NEE向，与NEE向的盆地及主断裂存在一个夹角，而且远离辽西1号断裂的小型断裂的走向为NE向，靠近辽西1号断裂的小型断裂的方向转变为NEE向，甚至为EW向。Waldron认为持续走滑作

［20］用会使先前的正断层发生旋转，故NEE向和EW向断裂是NE向断裂旋转的结果，可见这些NE向断

断裂派生出的一条次级断裂，此次级断裂受东西向

断裂影响，因此它的发育规模较大，从而影响对此处营潍断裂的认识。在秦南地区(图1中B框)，秦南1号断裂及其派生出来的次级断裂组合成“入”字形构造，多个“入”字形构造又组合成羽状构造，盆地边界受这些次级断裂分布及组合形态的控制，这是走滑构造在平面上表现出来的特征，在剖面上(图3c)秦南1号断裂也表现为走滑断裂。立体模式图(图5)反映出秦南1号断裂右旋走滑派生出次级正断层，盆地以正断层为边界，长轴与主干走滑断层斜交，这些特征符合徐嘉炜定义的雁列张性盆地的基本特点，可见营潍断裂带不仅在辽河东部凹陷与辽东凹陷中有分布，而且在辽河西部凹陷及辽西凹陷中也有分布

。

［21］

裂和NEE向断裂是NNE向断裂的走滑作用形成

的。该地区的形状为菱形，具有走滑拉分盆地的基本特征，因此在辽西凹陷也存在走滑断裂，也就是说营潍断裂带西支断裂分布在辽西凹陷

。

图5

Fig．5

秦南1号断裂右行走滑运动立体模式图

(位置见图1中B框)

ModelofdextralstrikeslippingofQinnan1Fault

(SeeBlockBInFig．1forthelocation)

(2)渤中亚段

营潍断裂带渤中亚段主要分为东、西两支，东支断裂主要为渤东低凸起附近的辽中1号南段、渤中1号、渤东1号和渤东3号等断裂(图1)，也就是大

图4

Fig．4

辽西凹陷中段东营组底界断裂展布图

(位置见图1中A框)

多数学者认为的通过渤中凹陷的营潍断裂［13－14，16］

。通过对d、e测线地震剖面的解释，带认为它们的走滑特征明显，发育花状构造和半花状构造

(图6a、b)。西支断裂主要为石臼坨2号断裂，走滑特征也比较明显，发育花状构造和双层花状构造(图6a、b)。渤中亚段也表现为东支和西支，其中东支走滑滑动特征强烈，而西支走滑特征较弱，宽度也为50km左右。辽东湾亚段与渤中亚段的构造差异性主要表现在渤中亚段在走滑运动上叠加了更强烈的伸展运动，新近系埋深可达11km。

FaultsatthebottomofDongyingFormationinmiddlepart

ofLiaoxiSag(SeeBlockAInFig．1forthelocation)

认为辽西凹陷中的大断裂于秦皇岛

南边远离营潍断裂带而转向南西延伸，从而否认营潍断裂带通过辽河西部凹陷及辽西凹陷。但是通过对秦南地区地震剖面解释，发现主断裂秦南1号并没有向西南方向转移，而向西南方向转移的是营潍

徐杰等

［14］

174

西南石油大学学报(自然科学版)2011年

图6

Fig．6

地震解释剖面(测线的具体位置见图1)

ExplainedseismicprofilesofLinedandLinee(SeeFig．1forthelocationofline)

2新生代营潍断裂带的构造演化特征

辽东凸起周围的走滑断裂活动逐步加强，也就是西支走滑断裂向东侧迁移。

中新世以后，北段西支断裂仅有微弱的走滑活动，而东支断裂走滑活动强烈。断裂带及其所在的辽河—辽东湾拗陷的构造活动有向东侧向迁移的现

［24］

象。赵俊猛等根据辽宁闾阳海城东沟测深剖面和其他地球物理资料，证明该区上地幔物质运动的前锋不在辽河拗陷之下，而是向东迁移到金州地震构造带。

新生代，郯庐断裂带与张家口—蓬莱断裂带在渤中地区相互切割，导致渤中地区的脆性岩层发生断裂，从而引起此处地幔隆升，使得该地区构造应力场为张性，所以该地区成为新生代，特别是新近纪的沉降中心。故郯庐断裂带与张家口—蓬莱断裂带在渤中地区的相互切割作用是在渤海湾地区沉降中心向渤中凹陷迁移的原因。由于地幔强烈隆升，营潍断裂带渤中亚段被伸展构造强烈改造，导致该段走滑特征被掩盖。

郯庐断裂在新生代的演化过程与太平洋板块南西向挤压欧亚板块有关，也与印度板块北东向挤压欧亚板块有关。印度板块与欧亚板块的陆—陆碰撞发生在约50Ma前，并一直持续到现今，并对中国东部产生NE向的挤压作用

［25］

关于营潍断裂带在新生代的构造演化过程，不

［21－22］

同的学者持有不同的观点。朱光等认为郯庐断裂在早白垩世为左旋运动，在晚白垩世至古近纪为伸展运动，在新近纪与第四纪为挤压运动。葛建党

认为郯庐断裂在渤中地区的活动经过古近世的左旋走滑期、古近纪的拉张期和新近纪的右旋走

［16］

［8］

滑期等3个阶段。漆家福等认为郯庐断裂渤海段经过古新世—早始新世的左行走滑活动，渐新世至今为右行走滑活动。

笔者认为，营潍断裂带在中生代为左旋走滑运动，新生代以来一直为右旋走滑活动。从图7可以看出秦南1号断裂走滑作用形成的羽状断裂及相对应的盆地边界，说明在古近纪营潍断裂在辽东湾拗陷西部为右行走滑活动。主要断裂的走向为NE向和NEE向，这与右行力偶产生的走滑应变椭圆中的主位移带(PDZ)及R剪切破裂一致(图7)。图3c中秦南1号断裂切割了古近系及下覆地层，而基本没有切割新近系与第四系，也说明辽西凹陷在古近纪存在走滑活动，而在新近纪走滑活动减弱。

张家口—蓬莱断裂的左旋切割导致北段向西运(图7)，从而北段西支断裂的走滑运动受阻。进入渐新世后，辽西凹陷走滑断裂活动逐步减弱，而动

［23］

。这两种大角度相交

的挤压应力在郯庐断裂带中相会，导致新生代郯庐

断裂的右行走滑。

第1期陈绪云，等:渤海海域郯庐断裂带构造解析

175

图7

Fig．7

郯庐断裂带渤海段古近纪与新近纪的走滑路径图

Strike-slipmodelofTanluFaultinBohaiSeainEogeneandNeogene

3结论参考文献

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(1)以张家口—蓬莱断裂为界，营潍断裂带可以划分为南段和北段，其中南段可以划分为东西两

支，它们的走滑特征非常明显;北段也可以划分为东西两支，但是东支走滑特征明显，而西支走滑特征不太明显。北段又可以分为渤中亚段和辽东湾亚段，由于渤中凹陷沉降巨大，所以渤中亚段走滑断裂特征更复杂。

(2)古近纪营潍断裂带北段的东支和西支走滑作用都强烈，但是由于张家口—蓬莱断裂左旋切割，导致西支走滑受阻而被废弃，因此在新近纪及第四纪走滑运动主要集中在东支。该地区在新生代叠加了伸展运动，导致西支断裂的走滑特征部分被掩盖。

176

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(编辑:杜增利，助理编辑:李臻)

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ShengliOilfield，SINOPEC，DongyingShandong257015，China)JOURNALOFSOUTHWESTPETROLEUMUNIVER-VOL．33，NO．1，161－164，2011(ISSN1674-5086，inChinese)SITY(SCIENCE＆TECHNOLOGYEDITION)，

Abstract:TheCTinjectorheadisanimportantpartofCTunitbywhichCTisbeendeployedintoorpulledoutofthewell．ThetolerancebetweenCTandfrictionblockaffectstheworkingperformanceanddurabilityofinjectorhead，de-cidethegripreliabilitybetweenCTandfrictionblockandaffectsthesecurityofCTunitdirectly．Startingwithtouchbasedon11/2inchCTunitinjectorhead，thethesisstudiesthetouchstressbehaviorbetweenfrictionblockandCT，

state，foundthefiniteelementanalysismodel，andproceedsdesignofparameterisingmodel．Andthentheoptimumtol-erancebetweenCTandfrictionblockisgainedthroughanalysisoffiniteelementofvariouscombination．Keywords:coiledtubing;injectorhead;frictionblock;tolerance;finiteelement

RESEARCHOFDENOISINGOIL-DRILLINGTESTINGDATABASEDONWAVELET

HUZe1，LINLi-jun1，HEMing-ge2，PENGXin-yun1，LIUHui-fang1(1．SchoolofElectricalEngineeringandInfor-mation，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China;2．SchoolofManufacturingScienceandEn-SichuanUniversity，ChengduSichuan610065，China)JOURNALOFSOUTHWESTPETROLEUMUNIVER-gineering，

SITY(SCIENCE＆TECHNOLOGYEDITION)，VOL．33，NO．1，165－169，2011(ISSN1674-5086，inChinese)Abstract:Toprovideaccuratereal-timeinformationforengineer，anewmethodbasedonwavelettransformispro-posedtoeliminatethenoisefromsignalswhichissampledbythetestdeviceinoildrilling．First，adenoisingflowbasedonwaveletisestablishedaccordingtothemodeloftheoil-drillingtestingdatawhichcontainedmuchnoise．Second，onthebasisofanalyzingthetransformingcharacteristicsofnoisysignalbasedwavelet，areasonablelevelofwaveletdecompositioniscalculatedbyusingself-correlationfunctiontoestimatethewhitenoiseverificationinwaveletscalespaces．Third，comparedwithdifferentmethodsinwaveletthresholdselection，anoptimaldenoisingthresholdiscalculatedusinggeneralizedcrossvalidation(GCV)toholdtheimportantfeaturesofsignalandremovethenoisefromthesignal．Atlast，thepaperprovidesdetailedstepsofdenoisingtheoil-drillingtestingdatabasedonthewavelettransform，whichhasobtainedfavorableresults．Theperformanceofpressuredataandtorquedatacon-firmstheusefulnessofthisapproach，whichprovidesareliabledatasupporttoengineersforfurtheranalysisindrill-ingengineering．

Keywords:oil-drillingtesting;wavelettransform;waveletthreshold;GCV;denoising

STRUCTURALANALYSISOFTAN-LUFAULTZONEINTHEBOHAISEA

2225TANGLiang-jie1，，CHENXu-yun1，，ZHOUXin-huai3，WANGui-mei1，，JINWen-zheng4，(1．BasinandReser-

voirResearchCenter，ChinaUniversityofPetroleum，ChangpingBeijing102249，China;2．StateKeyLaboratoryforPetroleumResourceandProspecting，ChinaUniversityofPetroleum，ChangpingBeijing102249，China;3．TianjinBranch，CNOOCLtd．，TangguTianjin300452，China;4．SchoolofEnergyResources，ChinaUniversityofGeosci-

ences，HaidianBeijing100083，China;5．MOEKeyLaboratoryofMarineReservoirEvolutionandHydrocarbonAc-ChinaUniversityofGeosciences，HaidianBeijing100083，China)JOURNALOFSOUTH-cumulationMechanism，

WESTPETROLEUMUNIVERSITY(SCIENCE＆TECHNOLOGYEDITION)，VOL．33，NO．1，170－176，2011(ISSN1674-5086，inChinese)

Abstract:IntheCenozoic，theintensestrike-slipmovementandcomplexevolvementofTan-LufaultzoneinBohaiSeacontrolledthebasinevolutionandhydrocarbonaccumulation．ThroughacomprehensiveanalysisoftheseismicdataandgeologicaldatainBohaiSea，theTan-Lufaultzoneintheregionwithawidthof50km，isdividedintotheEastBranchandWestBranch．Tan-LufaultzoneisdividedintothesouthernsectionandthenorthernsectionbyZhangjiakou-Penglaifault．EastBranchfaultandWestBranchfaultofthesouthernsectionhaveveryobviousstrikebutthe-slipcharacteristicsandEastbranchofthenorthernsectionhasveryobviousstrike-slipcharacteristics，Westbranchhasnot．InthePaleogene，theEastBranchandWestBranchofthenorthernsectionwerestrike-slipbutlatecuttingofZhangjiakou-Penglaifault，resultinginWestBranchstrike-slipfaultwasblockedandmovement，

sothemainstrike-slipmovementwasontheEastbranchintheNeogeneandtheQuaternary．abandoned，

Keywords:Tan-Lufaultzone;Zhangjiakou-Penglaifaultzone;structureanalysis;BohaiSea;strike-slip