河套盆地构造特征研究进展

石宇昕

（西北大学，陕西 西安 710069）

河套盆地构造特征研究成果主要分为构造划分、断裂特征和构造演化等方面。

1 构造划分

河套盆地位于华北板块西北缘，东西长约600km，南北宽30～90km，呈弧形分布[3]。

根据基底隆升幅度、沉积岩厚度和主要断裂分布将盆地自西向东划分为临河坳陷、乌拉山隆起、乌前坳陷、包头隆起和呼和坳陷5个一级构造单元。

2 断裂特征

2.1 断层主要呈“入”字型构造

河套盆地的主要控制断层有巴音乌拉山的山前断层、朗山的山前断层、瑟腾山的山前断层、乌拉山的山前断层和大青山的山前断层。主要控制盆地的断层是延伸期长、深度大的正常断层。这些断层及相关的小断层均呈“入”形结构，次断层基本形成了“入”形结构。

河套盆地断层的“入”型构造表明盆地有两个构造应力阶段。目前正断层的分支结构所指示的主断层的剪应力方向与“入”型组合结构所指示的剪应力方向相反。直接证明了河套盆地中的大多数断裂是两期构造应力作用的结果。

2.2 断层多期发育，具有同生性及继承性

河套盆地断裂发育至少经历了两个阶段的构造应力作用。第一阶段应力是盆地形成初期的拱拉应力场。在这一阶段，形成了主要的盆地裂缝。自形成之初，这些裂缝大多为并发裂缝。第二阶段应力为进入喜山期期后的拉张断裂应力场。在此期间，许多正断层和逆断层相互转换，形成了与盆地断裂有关的大部分新断层。这些断层属于派生断层。厚度差较小。

2.3 最主要断层是由于剪切拉分作用形成的正断层

盆地内主要断层都为正断层，包括盆地内主要的控盆断层，例如狼山大断裂，色尔腾山前大断裂等。这是由于剪切拉分应力场作用，新生代盆地生成了大量正断层。据TaPP0niner和Molnar的卫星照片对本区断裂进行的解释表明，本区新生代断裂东西走向表示为向左平移拉张，北东走向表示为向右平移拉张，说明河套盆地在新生代时期处于拉张应力场中。在该情况下形成的断层基本都是正断层。

2.4 断层极其发育、规模差异大

通过多种资料分析，整个盆地中存在237余条断层。尤其是盆地南部黄河断裂带上，断层密布。晚期形成的断层与早期形成控盆断裂规模差异巨大，从断距来说，晚期形成的小断裂垂直断距仅上百米，而控盆大断裂如狼山大断裂两侧岩层落差达17.5km，晚期小断层水平断距最小仅几米，而狼山断裂水断距达15km；从平面展布来说，小范围断裂有些平面展布只有几十米，而狼山大断裂延伸长度为160km。小范围断裂分布密集，多为早期断裂的派生断层。

3 构造演化

3.1 早白垩世

由于受早白垩世燕山运动的影响，位于盆地北缘的狼山断裂、乌拉山断裂、大青山断裂导致下盘下降，导致盆地沉降，水体入侵，基底不均，下白垩统逐渐沉积，盆地开始形成和发展。

晚白垩世盆地开始演化。在此期间，流域呈现出振动脉动特征，即沉积停止抬升。沉降期长于停止期和上升期。晚更新世盆地演化过程中，阴山区存在强烈的断裂前活动，同时进行了阴山隆起和盆地沉降。“盆山耦合”现象形成了河流圈闭断裂带，盆地沉降中心位于临河坳陷和呼河坳陷，苏美尔凹陷沉积厚度相对较小。

3.2 渐新世阶段

由于拉张应力的作用，银山山前断裂迅速滑落，盆地正、逆断裂经历了相互转换的过程。渐新世末，河套断裂带一度消失，出现沉积间断。盆地仍呈“南北朝潮”的形态。

3.3 晚第三纪

晚第三纪是河套盆地演化的重要阶段，盆地形态具有继承性。但由于北部沉降迅速，拉应力增强，黄河断裂带形成于盆地南缘。河套盆地由于强烈的活动边界断裂，继续下沉，出现断陷。根据地球物理资料分析，盆地临河-包头地区基底西北部凹陷深度逐渐减小。同时，盆地内区域性大断裂具有较强的拉剪作用，局部应力方向发生了变化。盆地内出现局部剪应力场，形成由西北、东西、东北断裂控制的断阶、断鼻、坳陷等次级构造。

始新世期间，河套盆地的狼山前断裂、杭武断裂、杭侯断裂等主要断裂由于强烈的拉张作用，表现出正反转的特征。这些盆地断裂的活动特征导致了临河凹陷的快速沉降。已成为河套盆地面积最大、沉积最厚的地区。

晚第三纪河套盆地继续沉降，河湖相沉积厚度增加，盆地主要断裂活动强烈，上下板块差异增大，部分二、三级断裂发育。促进了盆地内部构造的形成和发展。北部凹陷、南部断裂斜坡和东部斜坡的特征更为明显。

3.4 第四纪

第四纪临河坳陷构造继承，沉降仍不均匀。狼山继续上升，盆地继续下沉。盆地主要断裂活动，但速度明显降低。狼山大断裂的差异沉降增大，盆地北部凹陷的沉降也随之增大。

4 存在的问题

河套盆地面临两个问题：一是已发现的生油岩厚度过小，生油规模不落实，或者凹陷区太深，无法钻探，二是老地震资料质量差，圈闭可靠性低。虽然早期进行过研究，但勘探研究工作量投入不够，特别是，现有地震资料多为二十世纪七八十年代采集，测线稀，仅652km，品质差，分辨率低，满足不了勘探的需要，生烃、富烃凹陷、储层分布以及与优质烃源岩的空间匹配关系不清，圈闭不落实，勘探无法取得实质性的突破。那么它们成藏机理如何?含气面积有多大?烃源演化过程与生物气关系如何?运移、储集分布规律是岩相控制还是与新构造运动及第四系断裂系统有内在联系等等需要进一步深入研究。盆地构造与演化是控制含油气系统形成、范围、时期、演化方式、改造程度的关键。盆地基底属性、构造演化规律、旋回性控制着含油气系统成藏方式、效率与聚集部位。尽管前人进行了许多研究，但受勘探程度以及资料局限，对河套盆地整体地质结构以及构造演化规律缺乏系统认识，有关盆地结构、控盆断裂以及构造演化与油气成藏规律之间的关系需要深入研究。