歧口凹陷滨海地区新生代在区域伸展作用的控制下, 发育了大量正断层, 不同时期、不同规模的断裂在平面展布及剖面组合样式上均具有显著差异。从图1来看, 研究区内主要发育了港东（F1）、唐家河（F2)、白水头（F3）等主干断裂, 断裂走向为NE-NNE向, 主干断裂依次斜交排列, 控制了该区的整体构造格局。其中, 港东断裂为研究区内规模最大的断裂, 延伸长度约为20 km, 贯穿整个滨海地区, 唐家河、白水头断裂规模较小, 延伸长度分别为10.8、6.2 km。

研究区内除了发育NE向主干断裂外, 在断鼻东侧还发育了大量近EW向次级断裂, 次级断裂规模普遍较小, 延伸长度介于2~8 km之间, 一系列EW向次级断裂与NE向主干断裂斜交, 平面上构成了西侧收敛向东侧撒开的帚状断裂系。受两组断裂系的控制, 滨海地区平面上呈现东西分带的构造特征, 西侧次级断裂不发育, 断鼻构造特征简单, 东侧构造破碎, 断鼻构造特征复杂。

从地震地质解释剖面上可以看出, 研究区不同位置的断裂特征具有显著差异, 形成了特征各异的构造样式。西侧构造特征简单, 主干断裂港东断裂下切至基底, 呈现上陡下缓的铲式构造形态, 在其下降盘一侧发育了几条与之相向倾斜的次级断裂, 构成了不对称的地堑构造（图2a）。中部地区发育了深浅两套断裂系统, 下部断裂系统主要在古近系沙河街组至东营组构造层中发育, 港东断裂深切至基底, 沿断裂上升盘一侧发育一系列顺向排列的正断层构成旋转平面式断层组, 下降盘一侧次级断裂不发育, 形成了单条主断裂控制的大型断鼻构造。上部断裂系统主要在新近系馆陶组、明化镇组构造层中发育, 港东断裂下降盘一侧派生了大量同向或相向倾斜的次级断裂, 呈花状构造样式（图2b）。研究区东侧的构造特征最为复杂, 港东断裂的断面形态呈现出“ 陡-缓-陡” 的变化, 具有典型的坡坪式构造形态特征, 其两侧发育一系列与之平行排列的次级断裂, 形成复杂化的断鼻构造, 向南过渡为一系列活动性较弱的北倾断裂。浅层次级断裂相向倾斜, 彼此相互独立, 整体上呈“ 包心菜” 式的构造样式（图2c）。

图2

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	图2 歧口凹陷滨海地区地质解释剖面

断裂作为伸展断陷型盆地内的构造要素之一, 其活动规律的研究对油气勘探具有重要的现实意义, 本文采用断裂落差法对研究区的主干断裂开展活动性定量研究^[18]。首先在三维地震数据体中等间距选取地震主测线进行时深转换得到深度剖面, 在深度剖面上读取断裂上下盘的地层铅直厚度, 进而计算得出断裂不同时期的落差值。结果表明, 研究区主干断裂的活动性在新生代不同地质时期存在显著差异（图3）。港东断裂活动时期最早, 于沙三段沉积时期开始发育, 断裂中段活动强度最大, 地层落差可达360 m, 向两侧逐步减小; 沙二段沉积时期, 断裂活动性明显减弱, 地层落差为0~110 m; 沙一段沉积时期, 断裂活动性再次增强, 断裂中段地层落差最大可达860 m, 西段地层落差为100~280 m, 东段断裂活动强度最低, 地层落差为40~110 m; 东营组沉积时期, 断裂活动规律继承沙一段沉积时期, 具有中段活动强度大, 向两侧逐步减小的特征; 馆陶组沉积时期, 歧口凹陷由裂陷期转为拗陷期, 断裂基本停止活动; 到了明化镇组沉积时期, 港东断裂重新开始活动, 地层落差最大可达300 m。相比于港东断裂, 唐家河、白水头两条主干断裂发育时期较晚, 于沙一段沉积时期开始发育, 唐家河断裂东营组沉积时期活动强度最大, 地层落差可达340 m, 白水头断裂沙一段沉积时期活动强度最大, 地层落差达到210 m, 新近系时期两条断裂活动性均逐步减弱。

图3

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	图3 歧口凹陷滨海地区主干断裂活动性分析

通过对歧口凹陷滨海地区断裂活动性的分析, 明确了该地区主要经历了初始裂陷期、强烈裂陷期和拗陷沉降期三期构造运动。沙三段至沙二段沉积时期为初始裂陷期, 该阶段断裂活动相对较弱, 仅港东断裂中段开始发育, 次级断裂不发育, 结构特征简单。沙一段至东营组沉积时期为强烈裂陷期, 港东断裂强烈活动, 北侧的唐家河、白水头等断裂开始发育, 沿断鼻东部主干断裂两侧形成了大量近EW向的次级断裂, 使得研究区构造特征进一步复杂, 形成了东西分带的结构特征。馆陶组至明化镇组时期为拗陷沉降期, 新近纪以来裂陷作用的持续减弱, 使得盆地发生整体热沉降的拗陷作用, 断裂的活动性大幅减弱, 相比较而言, 明化镇组时期的断裂活动强度要大于馆陶组时期。

通过前文对歧口凹陷滨海地区断裂特征的研究, 明确了该区经历了三期构造运动, 发育了两组不同走向的断裂, 不同时期的断裂展现出不同的活动特征, 这主要与研究区区域应力场的变化有关^{[19, 20]}。始新世时期, 太平洋板块向NWW方向俯冲引起的弧后扩张使得歧口凹陷受到地幔热底辟作用发生大规模伸展裂陷活动, 形成了一系列NE-NNE向正断裂。渐新世时期以来, 日本海的扩张使得区域应力场方向发生变化, 在NE-SW区域挤压应力场的作用下, 早期NNE向断裂发生右旋走滑运动, 表现出伸展-走滑变形相叠加的特征：早期NE-NNE向正断裂继承性活动, 沿其两侧发育大量调节断层, 表现出雁列式或帚状的断层组合。歧口凹陷滨海地区正是由于在伸展断裂系之上叠加了走滑系统的变形, 从而形成了现今复杂的构造特征。

歧口凹陷滨海地区古近系主要发育辫状河三角洲、远岸水下扇等沉积相类型, 砂体的分布受断裂控制作用明显。本文综合利用研究区80余口井的岩心及测井、录井资料, 分层系统计了砂岩的厚度, 以古近系沙河街组沙一下亚段为例, 从该时期砂岩厚度图（图4）中可以看出, 砂体分布规律与断裂活动性具有良好的空间配置关系。通过前文断裂活动性分析可知, 研究区中部的港东断裂为该时期的主要活动断裂, 其强烈活动在下降盘一侧形成了较大的可容纳空间, 砂体顺断裂走向方向发生沉积物的卸载, 沿下降盘一侧呈NE-SW向连片分布, 表现出明显的同沉积断裂对砂体的控制。

图4

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	图4 歧口凹陷滨海地区沙一下亚段砂岩厚度图

从目前已知井的钻遇情况来看, 沿港东断裂下降盘一侧部署的多口井在沙二段至沙一下亚段均钻遇了厚砂岩, 砂体横向分布连续（图5）。而断鼻东侧沙一下亚段时期断裂活动性较弱, 断裂对砂体的控制作用不强, 砂体受古地貌控制呈NS向指状或条带状展布。断鼻东侧的井证实了断鼻东侧的砂体具有厚度变化大横向变化快的特点。

图5

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	图5 歧口凹陷滨海地区古近系油藏剖面图

断裂的差异活动除了控制砂体的分布外, 对圈闭的形成及发育也起到了至关重要的控制作用^{[21, 22]}。歧口凹陷滨海地区经历了伸展构造变形与走滑构造变形的叠加改造, 形成了不同的圈闭类型：（1）沙三段至沙二段沉积时期, 研究区内形成的圈闭与早期伸展作用有关, 受NW-SE向区域应力场控制, 滨海地区发育了多条NE向正断裂, 形成的圈闭以断块、断鼻为主; （2）沙一段至东营组沉积时期, 由于受到右旋走滑应力场的叠加控制, 除了发育与伸展断裂相伴生的断块、断鼻圈闭外, 还形成了滚动背斜、披覆背斜等与走滑构造相伴生的圈闭类型; （3）馆陶组至明化镇组沉积时期, 受区域热沉降作用在浅层发育了大量次级断裂, 发育的圈闭类型主要以小型断块圈闭为主。

断裂对油气运聚的控制体现在控制烃源岩的分布和演化及控制油气的垂向运移两方面。烃源岩研究成果表明^{[23, 24]}, 滨海地区的油气主要来自古近系沙三段烃源岩内, 研究区紧邻歧口主凹, 烃源岩厚度大, 最大可达1 200 m, 烃源岩的发育时期为盆地的初始裂陷期, 断裂的强烈活动沿下降盘一侧形成了深湖区, 控制了烃源岩的发育。此外, 断裂活动对烃源岩的演化也起到一定的控制作用, 多期构造运动使得沙三段烃源岩持续深埋, 有利于烃源岩的成熟。滨海地区发育的油气藏多为下生上储型油气藏, 因此油气的富集程度还与断裂的垂向运移能力密切相关, 只有在油气充注期活动并且下切沟通底部烃源岩的断裂, 才可以作为有效的油源断裂, 并对油气的垂向疏导起贡献作用。从烃源岩与断裂活动分布叠合图中可以看到（图6）, 研究区中部及东侧烃源岩与断裂活动具有良好的配置关系, 是油气成藏的有利区域, 而西侧由于烃源岩厚度减薄, 断裂活动性较弱, 成藏条件较差。近年来, 针对研究区中段及东侧部署的qb 1701、g 17104、bin 108X1等多口井获得高产工业油气流, 也进一步证实了该区域具有油气富集成藏的优越条件及勘探潜力。

图6

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	图6 歧口凹陷滨海地区烃源岩与断裂活动分布叠合图