构造坡折带对砂体分布的控制

摘要：辽河西部凹陷沙河街组沉积时期，构造坡折带广泛发育。按照坡折带成因机制可划分为断裂坡折带和挠曲坡折带两种。沿着凹陷短轴方向多级构造坡折带发育，按照所处的位置可分为，凸起边缘坡折带和深洼边缘坡折带。高位砂体的沉积主要受控于凸起边缘坡折带，而低位砂体和高位滑塌浊积砂体的沉积则主要受控于洼陷边缘坡折带。砂体的平面展布形态主要受控于平面上同沉积断裂系的类型。研究区沙河街组沉积时期同沉积断裂系由早期的叉状为主过渡到中期的叉状和帚状，最后到晚期的梳状和帚状，各期不同类型的同沉积断裂系控制了各个时期砂体的平面展布形态。

关键词：构造坡折带 砂体 西部凹陷 沙河街组引言

坡折带（slope break）是指地形坡度发生突变的地带，它可由构造因素或由沉积因素形成。无论是海相盆地的陆架坡折带还是陆相湖盆中同沉积断裂坡折带，它们都制约着盆地充填可容纳空间的变化，也控制着低位域、高位域三角洲-岸线体系的发育部位，对沉积体系的发育和砂体分布起着重要的控制作用。

1地质背景

辽河坳陷是位于渤海湾盆地东北角的次级构造盆地，是继中生代裂谷作用后发育起来的第三纪裂谷型断陷盆地（图1）。该盆地由东部凹陷、西部凹陷、大民屯凹陷和中央隆起带等二级构造单元组成，各构造单元凹凸相间分布。中生代以来至晚第三纪，辽河坳陷演化经历了地壳拱张、裂陷和拗陷三个阶段。研究区西部凹陷位于中央隆起带西部，长轴方向呈北东向，其地形东陡西缓，北高南低，为一向南东方向倾斜的半地堑凹陷。西部凹陷沙河街组为区内沉积厚度最大、分布最稳定和最重要的含油气地层单元，亦为本文讨论的重点。据其沉积旋回和岩性特征，自下而上可将沙河街组划分为沙四、沙三、沙二、沙一共4个岩性段。

2构造坡折带成因类型

2.1 断裂坡折带

断裂坡折带是同沉积断裂活动产生明显差异升降和沉积地貌突变的古构造枢纽带，构成盆内正向构造单元和负向沉积区域，以及浅水区与深水区的边界。在西部凹陷形成演化的总体背景下，沿凹陷东侧边缘和西部斜坡产生一系列同沉积正断层，这些同沉积断层的活动使上下盘地层产生明显的差异升降。识别古断裂坡折带的主要标志是断裂带两盘地层厚度有明显变化或者是砂体的沉积相带发生明显的转化。

2.2 挠曲坡折带

通常是由于深部断裂活动使浅部地层发生挠曲变形而产生的，或是由于同沉积褶皱活动形成的背斜或鼻状构造的两翼挠曲而产生。研究区挠曲坡折带大多是由于早期断裂导致的基底沉降速率的差异以及前第三纪古潜山顶面高低起伏的形态导致上覆地层发生地形突变而形成。挠曲坡折带主要发育于西斜坡的前第三纪古潜山和古断裂发育部位，其识别标志是坡度突变，在坡折带下部通常有明显的上超和地层增厚现象。

3构造坡折带对砂体的控制作用

3.1剖面上多级构造坡折带控制砂体相带

西部凹陷东部陡坡和西斜坡都发育同沉积的断阶构造，形成构造坡折带，控制着多个相带的展布（图2）。凹陷内洼陷边缘断裂坡折构成盆地演化早期边缘冲积扇或浅水扇三角洲的沉积边界，之后凹陷边缘凸起与斜坡之间断裂开始发育形成断裂坡折，并控制着扇三角洲沉积边界，而洼陷边缘坡折则控制着扇三角洲前缘砂质沉积加厚带。进入深水湖盆发育阶段，洼陷边缘断裂坡折控制着湖底浊积扇沉积相带的分布，而凸起边缘坡折则控制着近岸水下扇和扇三角洲的展布。

除了凹陷两侧的斜坡上形成的断裂破折带以外，在西部凹陷的西斜坡以及中央隆起带发育古潜山的部位，还发育一系列挠曲坡折带。不同部位的挠曲破折对砂体的控制存在一定的差异。发育于西斜坡凹陷边缘高部位的挠曲坡折带在水进期，水进砂体尖灭于坡折带之下，其上则被水进泥岩所覆盖，在挠曲向洼陷一侧控制砂体形成砂岩上倾尖灭；而发育于斜坡低部位的挠曲在低水位时期控制了低位域砂体，在高水位时期则控制了重力流砂体。在凹陷中心部位中央隆起带发育的古潜山成因的挠曲破折带对低位域砂体和高位滑塌浊积岩体都有一定控制作用，是深水砂体沉积的优选部位。

1.扇三角洲；2.扇三角洲前缘-浊流沉积；3.深湖泥质沉积；4.浅湖泥质沉积

3.2平面上多种坡折带样式控制砂体展布

受区域构造应力场、老断层继续活动以及断快重力调节作用的影响，在平面上形成断裂破折带的断裂具有多种组合样式。林畅松（2000）将其归纳为三种不同的平面组合样式，分别是梳状同沉积断裂系、帚状同沉积断裂系和叉状同沉积断裂系，不同的组合样式对砂体具有不同的控制作用[8]。研究区沙河街组沉积时期构造活动强烈，同沉积断裂广泛分布。随着地层由老到新断裂发生有规律的迁移，各个时期砂体的展布受同沉积断裂的控制作用明显。

沙四段沉积时期，西部凹陷的断裂构造主要分布在凹陷的北部牛心坨地区以及西斜坡中南段。此期的砂体主要是分布在这两个区域的扇三角洲砂体，物源主要来自于凹陷两侧凸起。凹陷北部的台安断裂与北北东向的次级断裂组合形成叉形断裂系，扇三角洲砂体主要受叉形断裂系的控制，砂体大致沿凹陷长轴方向展布。西斜坡中南段的砂体主要分布于曙光-欢喜岭一线，砂体主要受北东向和北东东向断裂组合成的叉状和次级梳状断裂系控制向凹陷中心伸展（图3）。

沙三期是西部凹陷的强烈深陷期，断裂相对于沙四期的断裂系统向南东方向迁移。砂体主要是分布在凹陷的北部牛心坨、台安地区的扇三角洲砂体以及陈家、盘山洼陷的近岸水下扇和西斜坡曙光、欢喜岭地区的扇三角洲-湖底扇砂体。凹陷北部的扇三角洲砂体物源除了来自于凹陷东侧凸起外，凹陷北部轴向的物源也有贡献。其余部位的砂体物源主要都来自于凹陷两侧的凸起。凹陷北部陈家洼陷及其以北地区的砂体主要受控于凹陷东侧的主干断裂控制；而盘山洼陷及其凹陷西斜坡所发育的砂体则受控于这一时期凹陷两侧主干断裂和次级断裂所组成的叉状和帚状同沉积断裂系。这一时期凹陷沉降幅度较大并且凹陷周围凸起物源供给充足，砂体基本上遍布整个凹陷（图3）。

沙二、一段沉积时期，西部凹陷的断裂构造伴随着凹陷沉降中心的向南迁移，主要分布在凹陷的台安洼陷以南的地区。物源主要来自于凹陷两侧凸起，在陡坡和西斜坡都形成了大面积连片分布的扇三角洲沉积。凹陷东部陡坡一侧的扇三角洲砂体主要受控于凹陷边缘的控盆断裂和与之走向基本垂直的次级断裂组成的梳状断裂系。砂体沿着次级断裂的走向向盆地中心延伸。这些次级断裂一直延伸到凹陷西侧的斜坡带部位，收敛成帚状断裂系。西斜坡曙光欢喜岭一带的扇三角洲砂体的展布主要受这种帚状断裂系的控制（图3）。

4 结论

⑴ 辽河西部凹陷沙河街组沉积时期构造坡折带分布广泛，按成因机制可以分为断裂坡折带和挠曲坡折带。

⑵ 在剖面上凹陷边缘与两侧凸起分界的断裂坡折带或挠曲坡折带控制了凹陷高水位时期砂体的发育，而凹陷内部洼陷边缘与斜坡低部位的坡折带则控制了低位期的砂体和高位滑塌浊积岩体的发育。

⑶ 平面上不同级次、走向的同沉积断裂相互组合形成不同的同沉积断裂系，主要包括梳状、叉状和帚状三种。各种同沉积断裂系对砂体具有不同的控制作用。研究区沙河街组沉积时期同沉积断裂系由沙四期的叉状为主过渡到沙三期的叉状和帚状，到沙二、沙一期的梳状和帚状。各期所发育的不同类型的同沉积断裂系控制了当时沉积砂体的平面展布形态。

参考文献：

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[3]林畅松，郑和荣，任建业等.渤海湾盆地东营、沾化凹陷早第三纪同沉积断裂作用对沉积充填的控制[J].中国科学（D辑）， 2003， 33（11）： 1025～1036.

[4] Show D A V， Mayall M， Deep-water sedimentary systems， New models for the 21st century[J]. Marine and Petroleum Geology， 2000， 17： 125～135.