长春岭地区断裂特征及演化

摘要： 长春岭地区断裂的形成具有明显的分期特征，通过构造精细解释识别出以北东向为主，南北向为辅的7组断裂密集带。垂向上发育下部、上部、长期继承性3套断裂系统；在以往的资料成果和平衡剖面技术的基础上，分析得出长春岭地区断裂的形成演化先后经历了火石岭组～营城组时期的伸展变形，登娄库组～嫩江组时期整体拉张变形，四方台组～古第三系时期反转构造变形，将长春岭地区断裂演化分为3个时期。

Abstract： The formation of fracture in Changchunling area has obvious characters of substage， Fine structural interpretation has recognized seven fracture zones which are mostly in NE，and SN， Vertically there had developed 3 fracture systems which are lower-part， upper-part and Long-time inherited fracture systems； Based on the previous results and the method of the balanced cross section， The result of study shows that the formation and evolution of the fracture of Changchunling area experienced the extended deformation of Huoshiling to Yingcheng group，the extensional deformation of Denglouku to Nenjiang group and the reverse deformation of Sifangtai to Gudisanxi group，the evolution of the fracture of Changchunling area could be divided into 3 main periods.

关键词： 长春岭地区；断裂特征；断裂系统；断裂演化

Key words： Changchunling area；fracture features；fracture system；fracture evolution

中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0326-03

0 引言

松辽盆地基底断裂展布具有很强的规律性，这些断裂对盆地盖层构造和次级断层的发育具有重要的控制作用[1]。长春岭地区构造位于松辽盆地南部中央坳陷区与东南隆起区交界处，整体上具有东西成带、隆凹相间的特征，作为松辽盆地二级构造单元的一部分，该区具备较好的勘探前景。国内外油气勘探实践表明，含油气盆地中断裂构造是决定油气分布的重要因素[2]，本文旨在通过对该区的断裂特征及演化的研究与认识，以利于对该区油气的进一步勘探。

1 长春岭地区断裂特征

1.1 断裂平面分布特征 本区大断裂发育继承性较好，断层以正断层为主，平面延伸方向主体上以北东向为主，南北向为辅，少量为东西向。通过构造精细解释平面上可识别出以北东向为主，南北向为辅的7组断裂密集带：风华断裂带、朝阳断裂带、四马架断裂带、三义断裂带、二十家断裂带、石桥北断裂带、长春岭断裂带（图1）。其中近SN向的风华断裂、长春岭东断裂，以及NE向的四马架断裂、长春岭西断裂、NEE向的朝阳断裂以及石桥北断裂是长期活动的断裂，由基底起断层向浅部断至T2反射层，这些断裂在火石岭组～营城组时期、登娄库沉积时期及泉头组组时期均活动，且表现不同的变形方式；SN向的次级断层主要是断陷时期及断拗转换时期形成的断裂，向浅部断至泉头组甚至青一段地层，泉头组发育的大部分次级断裂都是该时期形成的。

1.2 断裂纵向发育特征 松辽盆地南部，以地震T3反射波组（登娄库组顶面）为界，以下为断陷结构，称断陷构造层，以上为坳陷结构，称坳陷构造层。对这样的地质结构，不同学者的解释虽不尽相同[3-5]，但都承认这种地质结构。根据本区断裂系统剖面组合关系，可以明显的将断裂构造分为下部、上部、长期继承性3套断裂系统。下部断裂系统发育于断陷构造层（火石岭组-营城组），断层的展布方位自下而上规律性变化明显，基地断裂主要展布方位为近NE和SN向，断层断距较大，延伸长度较远，靠近隆起带断层以NE向为主，很少发育EW向断层。发育控洼的主干边界断层多为上陡下缓的“铲式”正断层；上部断裂系统发育于断坳转化构造层（登娄库组），多向下收敛于青山口组泥岩，向上断至T2或T1发射层，断层的展布方位与三级构造单元分布关系密切，主要展布方位以SN向为主，系统内断层多为平直的正断层；长期继承性断裂系统发育于断陷——断坳构造层（火石岭组-登娄库组），一般向上断至T2或T03。断层贯穿整个研究时期，在不同的反射层具有一定继承性。

上述复杂断裂体系在长春岭地区的分布主要受控于断裂不同演化阶段的区域应力场作用及其与前期主干基底断裂构型之间的配置关系。火石岭组～营城组时期，因受NW-SE向区域引张应力场的作用，早期四马架断裂和风华断裂分别为控制三义洼槽和新民洼槽沉积的边界断层，二者构成同向半地堑系统，登娄库组时期和泉头组时期的断裂变形使其差异性隆升进一步加强，期间发育二十家洼槽和四马架低隆起。其间发育朝阳隆起过渡为朝阳向斜；长春岭镇发育一系列平行展布的断层首尾相接，控制长春岭地区沉积，其由边界断裂所围限形成长春岭隆起，晚期构造了长春岭背斜带。

2 断裂不同演化阶段特征

通过对长春岭地区各方面资料分析，结合平衡剖面获得的构造几何形态明确了本区断裂的形成演化过程及特征，研究认为，长春岭地区断裂的形成演化先后经历了火石岭组～营城组时期的伸展变形，登娄库组～嫩江组时期主要发生整体拉张变形，形成了一系列沿着主干基底断层发育的断裂密集带；四方台组～古第三系时期主要发生反转构造变形，表现为部分主干基底断层发生反转构造变形。从长春岭地区的地震剖面和典型地质剖面的构造演化史剖面（图2）中可以看出断裂在不同时期表现为不同的变形特征。

2.1 断陷伸展期（早白垩世～营城组沉积时期） 断裂的伸展变形发生在火石岭组沉积时期，为盆地的初始裂陷阶段。该时期大断裂主要是NE走向，则可推测该时期的区域应力场方向为NW向为主，由于主要断裂的分割作用，这时期发育的各个洼槽区呈分散孤立的状态，盆地充填的地层几何学受构造样式的控制。该时期盆地的拉伸量较大，沉积了一套粗粒沉积物。推测每个伸展作用时期的末期都发生不同程度的构造反转作用，其中沙河子期末和营城期末较为明显， 形成了不整合。营城期末挤压构造作用强烈，地壳整体抬升，前期的地层掀斜、反转形成的构造高部位已被剥蚀，在营城组和登娄库组之间形成了明显的区域角度不整合。

2.2 凹陷稳定沉降期（登娄库组～嫩江组沉积时期） 从登娄库期盆地开始由断陷期转化为断坳期或断坳转化期。根据该时期断裂演化特征和构造运动强度，又细分为登娄库组断坳转化期、泉头组-嫩江组稳定沉降坳陷期。

登娄库组沉积时期，断陷期形成的断层活动减弱，盆地进入了断坳转换期，该时期发育断层多为早期断层继承性断层为主，断层以NE向为主，兼发育SN向断层。泉头期沉积时期标志盆地进入了大规模的坳陷阶段。盆地和地层的分布较前期明显扩张，反映出整体的盆地沉降。该时期以弱的伸展变形为主，但断层活动有所改变，此时断裂活动较强烈。深层时期NW方向的引张应力场有所减弱，而伴随近EW向的区域拉张应力逐渐表现出来，但不能起主导作用，断层平面呈密集带状分布，在剖面上多表现为“V”字型断裂。长春岭地区整体上盆地范围有所增大，但地层的厚度变化逐渐趋于稳定，直到泉头组沉积中晚期逐渐覆盖隆起和斜坡，表明断陷在向拗陷阶段过渡。

姚家组沉积之前，此时期处于盆地大规模抬升后的初期沉降阶段，形成相对密集的断裂系统。断层活动频繁；断裂最为发育的层位，此时期断裂向浅部可断穿姚家组底部反射层，在青山口组地层内消失，而向深部可断穿青山口组甚至泉头组，而长期继承性断层可断穿下部各套地层。所以，可确定此类断裂是在姚家组沉积时期继续受原区域应力场作用形成的，且部分断裂继承深部断裂而发育。从青山口、姚家和嫩江期，盆地持续沉降，连续接受沉积。在青山口期和嫩江期分别形成了二次最大规模的湖泛，地层沉积广泛，但是呈现出东厚西薄的形态，期末发生了反转活动，使中部地区的姚家组部分地层遭受剥蚀。该时期构造运动趋于稳定，断层不发育，湖盆整体上表现为稳定下沉，水体逐渐加深，湖面不断扩大，沉积地层展布范围变大，超覆在下伏地层之上。坳陷期层序间发育没有大的区域不整合，沉积地层横向展布稳定。嫩江组末期，盆地整体抬升遭受剥蚀。

2.3 反转变形时期（四方台沉积时期～晚期） 嫩江期之后盆地出现挤压扭动的构造条件，东部开始出现隆升。四方台组和明水组的沉积范围开始萎缩。在晚白垩世－第三纪松辽盆地开始发生大规模的构造反转作用，形成系列的逆断层和褶皱。在坳陷阶段的嫩江组沉积末期，断裂主要发生反转变形，受构造挤压力作用，背斜在嫩江组末期隆起形态明显，形成相应的反转构造，但反转规模相对较小。该时期构造、断裂与油气的生成具有良好的时空配置关系，为油气富集创造了条件。

3 结论

①长春岭地区断层组成了主整体上以北东向为主，南北向为辅的7组断裂密集带，发育3套断裂系统：下部断裂系统发育于断陷构造层，断裂主要以NE和SN向为主；上部断裂系统发育于断坳转化构造层，断裂主要以SN向断层为主；长期继承性断裂系统发育于断陷——断坳构造层。②长春岭地区断裂演化可分为3个时期：1）断陷伸展期；2）凹陷稳定沉降期；3）反转变形时期。③长春岭地区断裂与油气的运移与聚集存在着密切的关系，研究长春岭地区断裂特征及演化将有助于油气聚集的时空配置研究，为下步勘探和开发提供重要依据。

参考文献：

[1]赵文智，李建忠等.基底断裂对松辽南部油气聚集的控制作用[J].石油学报，2004，25（4）：1～6.

[2]杨祖序.华北第三纪断陷构造特征与分类[M].北京：石油工业出版社，1989.

[3]陈发景.我国含油气盆地的类型、构造演化和油气分布[J].地球科学，1986，11（3）：221～230.

[4]胡望水，吕炳全，张文军等.松辽盆地构造演化及成盆动力学探讨[J].地质科学，2005，40（1）：16-31.

[5]李思田.断陷盆地分析与煤聚积规律[M].北京：地质出版社，1988：1-198.