冀中坳陷南部地区构造特征研究

2016-02-27 18:35葛润青
环球人文地理·评论版 2016年1期

葛润青

摘要:研究区位于冀中拗陷南部,包括束鹿凹陷、深县凹陷和晋县凹陷三个次级构造单元。历经四十余年的勘探,勘探程度较高,但其探明率低。因此,研究区还具有很大的勘探潜力。本论文主要以现代构造地质学理论为基础,应用地震解释、构造解析、平衡剖面等方法,对该区的沉积发育史和构造特征进行研究,为下一步的勘探提供理论依据。

关键词:冀中南部 构造特征 沉积地层

1研究区概况

冀中南部地区包括深县、束鹿、晋县三个凹陷,北以深泽-刘村低凸起为界,东接饶阳凹陷,西南以太行山大断裂为界,西与无极-藁城低凸起相接,总面积约3080km2,其中深县凹陷面积680km2,束鹿凹陷面积700km2,晋县凹陷面积1700km2。

2凹陷的形成与演化

在第三系沉积前,深束晋三个凹陷的基底位于石家庄-临沂深断裂带上,在区域古构造上属于无极-饶阳古隆起的西南翼。基底地层具西南新、东北老的特点。由于区域应力场的不同,深县凹陷处于转换断裂带上,受旧城北断层和衡水断层控制为双断型凹陷。束鹿、晋县凹陷受新河断层和宁晋断层控制,属于箕状断凹陷。从凹陷形成的过程看,均属于继承性发育的凹陷,它们之间的形成演化有着密切关系,但互相又有差别,其形成演化大致可划分三个阶段:

2.1沙四-孔店期(Ek-Es4)

Ek3沉积期,衡水断裂与献县断裂开始活动,同时太行山断裂的大规模活动和宁晋断裂的发育,导致藁城凸起形成,使得晋县凹陷从石家庄凹陷分离出来,受宁晋断裂的控制形成东断西超的箕状凹陷。Ek2沉积期,发育了大套冲、洪积相地层,之后形成了湖相沉积。沙四-孔一段时期,构造运动由南向北推移,且由于构造活动造成分隔作用,使得北区处于半封闭状态,加上气候干燥,凹陷北部发育了蒸发岩沉积,而南部多为微咸湖相砂泥岩沉积。

2.2沙二、三期(Es2+3)

衡水断裂与献县断裂活动加强,深县凹陷地层进一步西翘东沉。晋县凹陷为张裂断陷,以伸展构造运动和北北东向断裂活动为主,北西向活动微弱。束鹿凹陷为断陷扩张期,沙三早期,新河断裂下降盘快速沉积,水体加深,相邻凸起进一步抬升,遭受不同程度剥蚀,砾岩从凹陷东、南、西三面间歇性塌入湖盆内部,粗碎屑岩与湖相地层交互沉积。由于断层的活动,将束鹿古湖分割成南北三个不完全畅通的水体,形成了南、中、北三个相对独立的沉积中心。沙三晚期构造运动减弱,三角洲沉积体系发育。沙二时期沉积一套滨浅湖相红色碎屑岩建造。

2.3沙一-东营期(Ed-Es1)

沙一时期,衡水断裂东段和献县断裂南段活动停止,代之北东向虎北断裂强烈活动,其上升盤剥蚀强烈,深县凹陷沉积中心向深县以西转移。东营组时期主要为河流沼泽相沉积。晋县凹陷继承了以前的构造形态,构造活动不明显,早期形成的断层大部分继续发育。束鹿凹陷沙一早期沉积一套暗色泥岩夹膏盐地层的湖相沉积,晚期水体淡化,湖盆萎缩。东营组为河流相沉积。早第三纪未受区域构造运动影响,深县-束鹿-晋县凹陷整体抬升,湖盆消亡,结束了断陷的发育。晚第三纪以来,凹陷进入坳陷期。

3凹陷的结构特征

冀中南部地区三个凹陷构造演化与区域构造演化相似,在燕山运动末期,控制凹陷的衡水、旧城北、宁晋、新河边界断层开始活动,受左旋压扭应力场作用,基底呈南北向波状起伏和波动推移运动,形成了一系列北西向的古隆起。在束鹿和晋县凹陷形成南北分区的特点。到喜山运动时期,南部三个凹陷继续受右旋拉张力的作用,形成了众多的平行或亚平行于主断裂的次级断层。从三个凹陷的构造特征上看,有相似之处,又各具特点。

3.1束鹿凹陷

束鹿凹陷与深县凹陷以衡水断裂作为分界线,呈NNE向延伸,为东断西超的单断箕状凹陷,基底地层东新西老。经过多次构造运动,束鹿凹陷具南北分区、东西分带特点。南北向三个古隆起构造分别为荆丘-车城、台家庄-束鹿、南小陈,三个次洼槽为南、中、北次洼槽。东西分带:新河断裂陡带、中央洼槽和西部斜坡带。其中西部斜坡带以C-P分布区为界线,分为东部斜坡内带和西部斜坡外带。根据南北分区、东西分带的特点,将斜坡带在南北向分为四个区带:南小陈构造带、束鹿构造带、西曹固构造带及雷家庄构造带。陡带南北向分为台家庄构造带和荆丘构造带。

3.2晋县凹陷

晋县凹陷的南北结构不同。由于构造运动和断裂强度的不均衡性,使凹陷南北部的结构和构造发育特点截然不同。即凹陷中北部小而窄,结构简单。地层由陡带直接抬升到斜坡带,缺少中央隆起带;而凹陷南部跨度大、洼槽宽、结构复杂。这种差异性造成了彼此间的构造发育特征、成藏条件和含油性的明显不同。晋县凹陷具南北向“隆洼”相间,东西向“三分”带的构造格局。南北隆洼相间为多个NW向古隆起和背斜构造。在他们的分割作用下又形成了北、中和南三个独立的沉积洼槽。东西分带即东部断阶带、中央洼槽带和西部抬升带,具有各自不同的构造特点。

3.3深县凹陷

深县凹陷经过多期、各部位强弱不均衡的构造运动,成为被旧城北断层及衡水断层夹持的双断型凹陷,西窄东宽,形成了西部以断阶潜山带,东部以背斜为主的二级构造带,南北为凸起与下降盘组成的局部构造组合带。共分为六个构造带,自西向东为何庄断阶潜山构造带、深西潜山构造带、深南背斜构造带、榆科背斜构造带,北部为刘村低凸起构造组合带。南部为新河凸起及衡水断裂下降盘构造组合带。

4结论

本文应用现代构造学理论,通过地质资料和地震勘探,并结论本区域的沉积发育史,主要得出以下结论(1)冀中拗陷南区凹陷发育西早东晚,晋县凹陷发育于孔店-沙四期、束鹿凹陷开始于沙三-东营期,由热地幔上隆伸展作用形成。(2)束鹿凹陷主要发育冲积扇-河流、扇(辫状)三角洲、湖泊等沉积体系。晋县凹陷中南部主要发育河流、扇(辫状)三角洲、湖泊等沉积体系。

参考文献

[1]鱼占文等,《冀中南部地区有利区带综合评价及预探目标优选》 2003.12 内部资料

[2]刘俊奇, 《冀中南部地区石油地质综合研究及预探目标评价》 2004.12 内部资料

[3]孙冬胜.冀中坳陷中区新生代复合伸展构造.西北大学,2001.6

[4]杨明慧,刘池阳,孙冬胜,等.冀中坳陷的伸展构造系统及其构造背景.大地构造与成矿学,2002,26(2):113-120