盆地構造與構造演化
(壹)盆地地層特征
1.北黃海盆地地層特征
我國尚未在北黃海進行鉆探,對北黃海的勘探程度很低,近年來僅做了壹些地震勘探工作。根據朝鮮在西朝鮮灣(北黃海盆地東延部分)的鉆井資料,結合地震剖面和膠萊盆地、安州盆地的地層資料進行綜合對比,北黃海盆地的地層主要為晚侏羅世-白堊紀地層(圖5-35),為陸相碎屑巖沈積,厚0~6000m,僅分布在坳陷內,屬斷陷型沈積(劉振湖等,2003)。
圖5—35 北黃海盆地東部坳陷C—8線過井剖面
(據Taurus AB石油公司)
在地震剖面上,北黃海盆地可識別出T2、T3、T4、T′5、T5、T6和Tg七個地震反射界面(圖5-36,表5-5),可劃分出侏羅系、白堊系、古近系和新近系-第四系四個超層序,東部坳陷和西部坳陷的超層序發育齊全,中部和南部坳陷層序ⅡA(漸新統)不發育,部分地區上侏羅統和下白堊統難於劃分。中新生界總體沈積厚度,東部坳陷最大,中部坳陷和西部坳陷次之,南部坳陷最薄。
(1)侏羅系
朝鮮在北黃海盆地東部坳陷中央凹陷帶東南部的凹中隆構造上的606井鉆遇上侏羅統297m,將其分為下部龍勝組和上部新義州組,上侏羅統上部新義州組以湖相沈積為主,下部龍勝組以河流沈積為主。
中國遼東半島侏羅系自下而上可分為下侏羅統長梁子組,中侏羅統轉山子組、大堡組、三個嶺組,上侏羅統小東溝組。
長梁子組下段以礫巖、砂巖為主,夾頁巖和煤層;上段以頁巖為主夾砂巖。厚153~1320.8m。角度不整合於印支期堿性巖或古生界之上,被中侏羅統轉山子組角度不整合覆蓋。產有豐富的動植物化石。
圖5—36 北黃海NY-N6測線地震剖面
(據劉振湖等,2003略作改動)
表5—5 北黃海地震層序劃分表
轉山子組主要為灰色礫巖、砂巖,夾粉砂巖、頁巖、煤線或煤層。厚219~419m。與下伏長嶺子組角度不整合接觸,與上覆大堡組平行不整合接觸。
大堡組平行不整合於轉山子組之上,與上覆三個嶺組為連續沈積。下部為礫巖、砂巖,夾頁巖;上部為砂巖、頁巖,夾煤層。厚426.6m。
三個嶺組巖性主要為礫巖和砂巖,夾頁巖和煤層。厚292.7~463.5m。整合於大堡組之上。
小東溝組以紫色砂巖和紫色及黃綠色頁巖為主,偶夾泥灰巖透鏡體,底部壹般有壹層石灰巖質礫巖。厚161.4~1519.1m。角度不整合於三個嶺組、上二疊統或混合花崗巖之上。
根據上述遼東半島和北黃海盆地東部坳陷鉆遇的侏羅系特征分析,北黃海盆地的侏羅系可能主要為河湖相含煤碎屑巖沈積,發育火山巖。巖性主要為礫巖、砂巖和各類火山巖,夾頁巖和泥巖。
(2)白堊系
北黃海盆地東部坳陷606井鉆遇的下白堊統為紅層沈積,厚723m。朝鮮半島下白堊統下部為厚層礫巖和巨礫巖,上部為含化學沈積的湖相沈積。
遼東地區白堊系自下而上分為下白堊統小嶺組、梨樹溝組、聶爾庫組;中白堊統大峪組。總厚3495~6981.5m。下白堊統下部以中酸性火山巖為主;上部以頁巖、粉砂質頁巖、粉砂巖為主,夾煤層。上白堊統下部以紫紅色礫巖為主;上部以紫紅、磚紅色砂巖為主。
因此推測北黃海盆地白堊系也主要為火山-碎屑沈積巖系,下白堊統上部可能為含煤的頁巖、粉砂質頁巖沈積。606井鉆遇的紅層可能是上白堊統。
(3)新生界
北黃海盆地西部可能直接與渤海灣盆地相連,其新生代地層應該與渤海灣盆地的新生代地層類似,主要為河湖相砂巖、粉砂巖和泥巖沈積,古近系可能含煤層和玄武巖夾層。
2.南黃海盆地地層特征
在地震剖面上,南黃海盆地可追蹤出 、 、 、 、 、 、 等7個地震反射界面,局部地區在 界面以下還識別出另外兩個地震反射波組(圖5-37)(王嘹亮等,2003)。目前我國和韓國在南黃海海域施工的23口鉆井揭露的地層有上古生界和中、新生界(表5-6),陸相中、新生界,在黃4、黃5、黃6、黃7和黃9井以及韓國Haema-1、Kachi-1、ⅡH-1XA、ⅡC-1X和Inga-1井中均有鉆遇。根據南黃海盆地所處的區域構造背景,推測其下可能有下古生界和震旦系。
現有的地震剖面和鉆井資料揭示,古生代和三疊紀海相地層在南黃海普遍發育,白堊系和古近系主要分布於南部坳陷和北部坳陷內,新近系和第四系則廣布全海區。
(1)古生界
南黃海古生代和三疊紀地層厚5000~10000m。古生界和中-下三疊統,以碳酸鹽巖為主,夾碎屑巖和煤層。受印支運動強烈改造,地層褶皺變形,斷裂發育。
1)石炭系。石炭系分為下石炭統高驪山組、和州組,中石炭統黃龍組和上石炭統船山組。最大厚度814m。底部高驪山組為濱海-淺海碎屑巖沈積;上部各組均為以灰巖、藻灰巖為代表的淺海臺地及潮坪沈積。高驪山組為深灰色方解石化泥質砂巖,含灰質粗粉砂巖和泥質細粉砂巖及少量粉晶灰巖,與和州組呈整合接觸。和州組主要為灰色粉晶白雲質灰巖,夾數層泥質灰巖,與產中石炭世孢子的黃龍組整合接觸。黃龍組為深-灰棕色粉晶泥晶灰巖,夾灰白色灰巖,泥質灰巖或薄層灰質泥巖。船山組中下部由褐灰色藻團細粉晶灰巖、深灰色含生物粉晶灰巖組成,上部為淺灰色生物藻團粉晶灰巖、灰色生物細碎屑粉晶灰巖、泥晶灰巖和含燧石灰巖,其下與黃龍組呈整合接觸,頂與二疊系棲霞組為假整合接觸。
圖5—37 南黃海北部坳陷地震層序劃分
(據王嘹亮等,2003)
2)二疊系。二疊系在南部坳陷的常12-1-1(A)井、無13-1-1井和無5-STl井鉆遇,但揭露不全,海域區二疊系分為下二疊統棲霞組,上二疊統龍潭組和大隆組,鉆井揭示最大厚度為598m。下二疊統棲霞組下部為深灰-灰黑色、部分褐灰色石灰巖,底部夾少量黑色泥灰巖,石灰巖具生物碎屑結構;上部為深灰、灰黑色石灰巖和褐黃色白雲質灰巖,巖石偶含燧石結核。龍潭組下部為褐色和深灰色粉砂巖夾煤層和石灰巖,中部為深灰、灰白色粉砂巖夾灰白色微晶灰巖,上部由灰白、深灰色細粒含巖屑長石石英砂巖夾粉砂巖、粉砂質頁巖及少量煤層組成,鉆井厚度329.84m。大隆組下部由灰、灰黑色頁巖、粉砂巖組成,中部為淺黃、深灰、灰黑色粉砂巖、砂巖,頂部為粉砂巖夾灰巖。
在下揚子區,二疊紀海盆沈降穩定,早二疊世棲霞期全區以碳酸鹽巖臺地環境為主;晚二疊世龍潭期,上海-連雲港壹帶為陸棚-濱岸沈積,在濱海壹帶為濱岸相和三角洲相沈積,碎屑巖發育;長興期,深水盆區。二疊紀主要為淺海環境。
表5—6 南黃海地震層序劃分及其與鉆井分層深度對比表
(2)中生界
南黃海的中生界有中、下三疊統和白堊系。中生代地層在地震剖面上厚度橫向變化大,為0~4000m,呈自凹陷往斜坡驟減的透鏡狀,其沈積主要受地形的影響。經過印支運動全面擡升、剝蝕後,地形起伏大,早期在低窪處充填河流相、沖積扇和火山巖相為主的粗碎屑,沈積中心分隔性強,巖性、巖相變化快,後期隨水體加深,沈積範圍擴大,盆地持續穩定沈降,除局部構造高部位外,普遍接受沈積,沈積中心具由北向南遷移的趨勢,主要物源來自千裏巖隆起及中生代坳陷中的凸起,地震相-沈積相反映為淺湖砂泥相、河流-泛濫平原相,自下而上,巖性由粗變細。白堊系巖性具有“下紅上黑”和“下粗上細”的性質,上部具有壹定厚度的黑色泥巖,為盆地生油源巖之壹。
1)三疊系。鉆井揭示南部坳陷的下三疊統包括下青龍組和上青龍組,最大厚度1615m。下青龍組厚1410m,為泥晶灰巖、泥質灰巖和白雲巖夾泥巖和粉砂巖,富含介形類、菊石、有孔蟲、牙形石、孢粉等化石。上青龍組由灰-深灰色泥晶灰巖夾薄層綠灰和黃褐色泥巖、頁巖組成,局部夾同生礫狀灰巖透鏡體;上部為淺灰、灰色中薄層泥晶灰巖夾暗紫色灰質泥巖和泥晶灰巖,近底部為紫紅色瘤狀灰巖。沈積相以淺海環境為主,現今的勿南沙以濱海或三角洲沈積為主。其上被古新統泰州組不整合覆蓋。
2)白堊系。上白堊統赤山組,鉆井揭露最大厚度1066m,按地震剖面解釋,最大厚度可達5000m。赤山組為棕褐色泥巖、粉砂質泥巖與棕紅、淺棕、棕灰色泥質粉砂巖、灰質粉砂巖、灰質細中砂巖、細砂巖。上部有巨厚的黑色泥巖,砂巖呈夾層;中部砂巖發育,與泥巖互層;下部砂巖粒度細,為夾層。晚白堊世中期,北部坳陷沿千裏巖斷層南側是壹個凹陷,赤山組為幹旱氣候條件下的河流相沈積,沈積韻律發育。北部坳陷以湖相沈積為主,其次為河流相沈積。南部坳陷及中部隆起的小斷陷區,為河流相沈積及淺水湖泊沼澤沈積。
(3)新生界
1)古近系。南黃海盆地古近系厚達3270m,自下而上分為泰州組、阜寧組、戴南組和三垛組。
泰州組:最大鉆遇厚度574m,在北部坳陷與下伏赤山組呈假整合接觸,在南部坳陷與下伏古生界為不整合接觸。南部坳陷泰州組下部為棕紅色砂泥巖段;上部為灰色泥巖段,具有“下紅上黑”和“下粗上細”的特征,並具有壹定厚度的黑色泥巖,為盆地生油源巖之壹。泰州組二段為壹套淺湖相-半深湖相暗色泥巖夾薄層砂巖、白雲巖,暗色泥巖厚295m。泰州組壹段下部為棕紅色粉細砂巖,上部為灰白、淺棕色粉細砂巖,含砂礫巖夾層。
阜寧組:厚1090m,為暗色泥巖、粉砂質泥巖與粉細砂巖互層、夾灰巖或泥灰巖、頁巖,局部夾白色高嶺土層。具有厚度大、暗色泥巖發育的特點,是南黃海新生界主要生油層位。阜寧組按巖性和古生物組合可分為四段,下部阜壹段顏色較雜,砂巖含量較高;阜二段以暗色泥巖為主,夾砂巖、石灰巖,局部夾煤線;阜三段為暗色砂泥巖段,砂巖增多;阜四段為暗色泥巖段,很少夾或不夾砂巖。北部坳陷的阜寧組夾含石膏泥巖,南部坳陷的阜寧組含較多灰質成分。
戴南組:分布範圍較窄。下部為深灰色和黑色泥巖,最大鉆遇厚度438m,是南黃海海域的重要生油巖;上部為紫紅、褐紅、深灰等色的泥巖,普遍夾煤層或炭質泥巖,夾淺灰色細-粗石英砂巖、灰質砂巖,最大鉆遇厚度663m。該地層最大鉆遇厚度1101m,地震剖面解釋的最大厚度為1700m。其與下伏阜寧組呈假整合或不整合接觸。戴南組中化石稀少,有介形類、輪藻、孢粉等。其中孢粉組合與阜寧組的區別較大,與三垛組的接近。南部坳陷戴南組中揭露到6m厚的含油砂巖。
三垛組:分布廣,由紅色和深灰、灰綠色泥巖和灰白色碎屑巖組成,紅層發育,碎屑偏粗。下部垛壹段為灰、深灰色及棕紅色泥巖,粉砂質泥巖夾砂巖、含礫砂巖,底部為含泥礫礫巖。上部垛二段為棕紅、紫紅、紫灰色泥巖夾灰綠、深灰色泥巖、粉砂質泥巖和少量粉砂巖、砂巖,底部砂巖較多,下部夾多層含膏泥巖,上部夾油頁巖、泥灰巖。該組最大鉆遇厚度1079m,與下伏地層呈不整合或假整合接觸。三垛組含有介形類、輪藻和孢粉等化石。
2)新近系。新近系遍布全海域,中新統下鹽城組和上新統上鹽城組鉆遇總厚度1604m。
下鹽城組由雜色砂礫巖和泥巖組成,與下伏地層呈不整合或假整合接觸。南部坳陷下鹽城組沈積連續,巖性穩定,但厚度變化大。下部以砂巖和含礫砂巖為主,夾泥巖和油頁巖;上部主要為泥巖和粉砂質泥巖。北部坳陷下鹽城組以砂巖為主,夾泥巖、粉砂質泥巖。下鹽城組化石豐富,有介形類、海相有孔蟲、輪藻和孢粉等。上鹽城組為壹套灰、土黃、綠灰色細碎屑沈積,最大鉆遇厚度為705m。該組與上覆第四系為假整合接觸。
3)第四系。南黃海第四系稱東臺群,全海區分布穩定,厚度為150~350m。由灰、灰白色粉砂質粘土、粘土質粉砂、細砂組成。第四紀,海水逐漸從東、東南方向侵入,廣泛沈積壹套水平的海陸過渡相和海相的沈積物。
(二)盆地沈積建造
根據中國東部-朝鮮半島構造演化分析和黃海海域已有鉆井資料,黃海盆地的沈積建造主要為陸相湖盆的火山-沈積建造,在早侏羅世、早白堊世和古近紀發育暗色泥巖,可形成較好的烴源巖,晚侏羅和晚白堊世常常發育粗碎屑巖。侏羅-白堊紀常有中基性火山噴發,形成多個火山-噴發旋回。其中北黃海盆地的沈積建造可能類似於膠萊盆地、南黃海盆地類似於蘇北盆地。
1.北黃海盆地沈積建造
依據北黃海盆地地震資料的研究成果,結合黃海圍區膠萊盆地、安州盆地沈積特點分析(圖5-38),北黃海盆地的沈積主要發育山麓洪積相、河流相、湖泊相等沈積體系。
上侏羅統底部為充填沖積扇或河流泛濫平原偏砂相粗碎屑巖,局部(東部坳陷)夾泥質巖或薄煤層;上部為壹套巖性較細的濱淺湖砂泥-泥質和濱湖沼澤相地層,由富含有機質的黑色頁巖和砂巖層組成,是盆地主要的烴源巖和儲集層。白堊系橫向厚度變化大,在東部拗陷最為發育,在壹些小型斷陷缺失,以沖積扇-河流偏砂相、泛濫平原砂泥相沈積為主。早白堊世早期可能為較深的水體沈積環境,表現出強烈擠壓後伸展階段快速斷陷、欠補償沈積的特點。晚期斷陷作用減弱,逐漸轉變為拗陷環境,沈積環境變為較淺水的湖相或河流相環境。
新生界整體上具有東厚西薄、北厚南薄的特征,沈積厚度1000~4000m。古近系僅分布在坳陷內,沈積範圍和沈積相帶明顯地受斷層控制,繼承了中生代的沈積格局,東部坳陷沈積厚度1000~3000m,北部坳陷沈積厚度1000~2000m,中部和西部坳陷沈積較薄。在坳陷中部為淺湖-半深湖偏泥相地層,邊緣為河流-決口扇砂偏砂相、扇三角洲偏砂相粗碎屑巖,東部坳陷和南部壹些小斷陷為泛濫平原沼澤相沈積。
圖5—38 安州盆地沈積建造特征
(據王嘹亮,2004未刊資料)
新近系和第四系覆蓋全區,與下伏地層呈不整合接觸,是盆地區域沈降階段的產物。沈積特征東部和南部厚、西部和北部薄,地層厚度變化小,壹般200~900m,東部和南部發育兩個沈積中心,地層未變形。中新統為濱淺湖-湖濱沼澤相和淺湖-半深湖相沈積,上新統為淺湖偏泥相沈積,上新世之後,海水侵入,為海陸交互相沈積。
侏羅紀、白堊紀和新生代均可能夾有火山巖和火山碎屑巖沈積,中生代可能以中基性噴發為主,新生代主要為基性玄武質火山噴發。可構成多個噴發-沈積旋回。
2.南黃海盆地沈積建造
南黃海盆地與蘇北盆地直接相連,是蘇北盆地的海域部分,其沈積建造類似於蘇北盆地,沈積地層包括中三疊統黃馬青組、上三疊統範家塘組、中—下侏羅統象山群、上侏羅統西橫山組、龍王山組、雲合山組、大王山組、白堊系下統葛村組、上統浦口組、赤山組(表5-7)。沈積演化可分為六個階段。
表5—7 蘇北-南黃海陸相中生界地層層序表
(1)中、上三疊紀海陸過渡階段
中三疊世晚期本區大部分上升為陸地,海水普遍退卻,結束了海盆地的演化歷史,轉為內陸湖盆發展階段。其中,黃馬青組沈積時期該區正處於由海到陸的轉折時期,黃馬青組下段沈積物,反映了這個時期的海陸過渡的特征。
(2)侏羅紀湖相-河流相沈積階段
侏羅系中、下統象山群的粒序為下粗上細的正韻律,顏色下淺上深,可分為三段,其下段為灰白色厚層狀石英礫巖、石英巖狀砂巖,在其沈積時期,水動力條件較強,為較長距離搬運的河流相沈積環境;中段為灰、灰黃色細粒石英砂巖,局部為含礫砂巖、泥巖、炭質頁巖夾煤層或煤線,為壹套細碎屑為主含炭質頁巖及煤的湖泊相沈積環境;上段巖性主要為灰白、灰黑、暗紫色含礫長石石英砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖,局部地區夾薄煤礦層以及火山巖夾層。沈積物的顏色由灰色漸變為紅色,說明氧化作用不斷加強,氣候逐漸向炎熱幹旱轉化。
上侏羅統西橫山組主要為壹套雜色、多巖屑、含鈣質巨厚的河湖相碎屑巖,具韻律層理,同時伴隨少量中性火山噴發。大致可分為上下兩段,下段以紅色粗碎屑巖為主,反映當時沈積物未經長距離搬運而迅速堆積的河流相沈積;上段主要為中—細粒雜色碎屑巖,發育粗細沈積韻律,具水平層理,反映河湖相沈積特征。
(3)白堊紀湖盆消亡階段
葛村組分布於內陸壹些殘留湖盆中,各地巖性差異較大,按其標準剖面的沈積韻律特征可劃分為五段:頂段暗紫紅色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖;上段暗棕、灰色泥質粉砂巖、粉砂質泥巖互層間夾灰白色砂巖;中段暗棕、灰綠色泥質粉砂巖互層;下段灰白色粉砂巖與泥質砂巖互層;底部為礫巖。
浦口組的巖性特征南北有異,蘇南為壹套內陸湖相近似於山間盆地的沈積,主要以紫或紫紅色、暗紫色砂泥巖為主,底部含礫,下粗上細沈積韻律明顯,故有紅色盆地之稱。蘇北地區為壹套以湖相沈積為主的砂泥沈積,可分為四個段,為兩個由粗到細的韻律構成,普遍含石膏,含白雲質灰巖,夾白雲巖,是蘇北浦口組的壹個標誌,石膏含量由南到北增多,到淮安壹帶出現膏鹽沈積,顏色也相應由紅變灰,也就是通常所說的“黑浦口”。以上巖性特征,反映了沈積盆地處於不同位置和氣候特征,南部主要為炎熱幹旱,氧化作用強的環境,北部為炎熱蒸發環境。
赤山組上部為紅棕、磚紅色夾灰白色泥、鐵質細砂巖、粉砂巖;下部為紫紅、棕紅色細砂巖、粉砂巖夾薄層礫巖、含礫砂巖。沈積物以紅色為主,含有高價鐵離子,反映當時氣候炎熱幹燥,為強氧化環境。
(4)泰州—阜寧期廣湖沈積階段
儀征運動以後,盆地迅速沈降,湖盆水體不斷加深。到古新世早期,繼承晚白堊世晚期泰二段沈積期的拉張斷陷構造作用,盆地受到中等強度拉張作用,阜寧組廣泛沈積,伴隨著幹熱氣候,發育河流—濱淺湖沈積體系,廣泛接受壹套紅色、雜色砂泥巖互層沈積,蘇北盆地東部地區為濱淺湖—半深湖相暗色泥巖、雜色泥巖夾砂巖建造,厚500~700m;至阜寧組二、四段沈積期,拉張構造作用進入鼎盛時期,盆地沈降速率增大,伴隨著溫濕氣候,沈積了阜寧組二、四段深湖—半深湖相、半鹹水相暗色泥巖夾泥灰巖、生物灰巖、油頁巖建造及阜寧組三段河流—三角洲—濱淺湖相暗色泥巖、砂巖互層,厚度在600~1000m。地震資料顯示與其下伏地層呈平行整合接觸關系(表5—8)。
(5)戴南-三垛期斷陷河湖沈積階段
古新世末,發生吳堡運動,使盆地再次擡升,盆地內以NNE向為主的斷裂活動較強烈,形成了掀斜斷塊。盆地大部分區塊遭受強烈隆升剝蝕。阜寧期統壹的廣湖解體,戴南期南黃海盆地以斷塊運動為主,凹、凸分化明顯,南坳僅四、五、七凹接受沈積;北坳的鉆井資料顯示中凹未鉆遇,北凹的黃2、黃7井缺失。戴南組分布具有明顯的局限性,表現為分隔性強的特征。地震剖面上戴南組與下伏層序呈上超關系,指示斷陷沈積。現在的箕狀凹陷形狀主要是由於吳堡運動引起的斷塊活動造成的。三垛組沈積時期,各箕狀凹陷沈積範圍擴大。三垛組壹段沈積早期,接受了廣泛披覆性的河流相粗碎屑建造,厚度在50~150m。隨後發生了周莊熱事件,在全盆地範圍發生大規模火山噴發,盆地快速沈降,伴隨著幹熱氣候,接受壹套河流—間歇性湖泊泥巖夾砂巖建造,厚度100~300m。至三垛組二段沈積期,區域拉張作用減緩,盆地沈降速度下降,接受壹套砂泥巖互層沈積,厚度300~600m。綜上所述,從戴南期到三垛期,沈積相從湖泊、三角洲相為主演變為以河流相為主(趙澄林等,2001)。
表5—8 南黃海盆地白堊紀以來地層序列
(據陳曉東,2003)
(6)新近紀-第四紀拗陷沈積階段
始新世晚期發生三垛運動,使盆地又壹次擡升,導致三垛組上部遭受剝蝕,並持續了約13.4Ma。鹽城組沈積時期,南黃海盆地在大範圍夷平的基礎上接受了大套河流相沈積,沈積範圍擴大,並超出了古近系的分布,斷裂活動逐漸停止,形成壹個的新近紀—第四紀大型拗陷型大盆地。
(三)盆地構造
盆地構造總體上表現為NE向對稱的斷陷或不對稱的箕狀斷陷,控制盆地的主要邊界斷裂為NE向的正斷層,控制盆地內部次級構造單元的邊界斷裂有NE向、近EW向和NW向的正斷層。各坳陷內部的構造以正斷層為主,可能在坳陷的邊緣發育逆斷層。坳陷內至少發育三個不整合界面,即白堊系底部的不整合界面,古近系底部的不整合界面以及新近系底部的不整合界面。
1.北黃海盆地構造特征
北黃海盆地為壹中新生代的斷陷盆地,斷陷邊界受NW向和NE向同沈積正斷層控制,邊界斷裂的上下盤落差大,形成時間早,據有長期發育的特點,對斷陷的中生代和古近紀沈積以及構造走向具有明顯的控制作用。斷陷內部的斷層絕大部分是正斷層(圖539),東部拗陷發育少量逆斷層,斷層走向包括NW向和NE—NEE向,以NE—NEE向斷層最為發育。絕大多數斷層切割了中生界和古近系,並被新近系不整合覆蓋,形成於新近紀之前,對中生界和古近系沈積起改造作用。部分盆內的NE—NEE向斷層對盆地內中生界和古近系有壹定的控制作用,構成斷陷內次級構造單元的邊界。NE向的逆斷層出現在東部坳陷內,延伸較短,斷距較大,切割了T2地震反射界面以下的地層,被T2地震反射界面以上的新近系和第四系不整合覆蓋。應形成於古近紀末,是古近紀末盆地反轉期的產物。
圖5—39 北黃海西部坳陷地震剖面(BHHL129測線西段)
(據廣州海洋局資料,2004)
北黃海盆地中新生代經歷了三次構造變形,發育侏羅系與白堊系、白堊系與古近系、古近系與新近系之間的三個角度不整合界面(圖5-40),代表了盆地中新生代以來的三次反轉事件。形成了壹系列斷塊、斷背斜、潛山及滾動背斜等局部構造。
圖5—40 北黃海盆地鉆井及地震解釋測線
(據Massoud et al.,1991)
盆地內巖漿活動不發育,僅局部見規模不大的呈圓柱狀或圓錐狀的火山刺穿巖體。根據巖體刺穿的層位,推測巖漿活動時間最晚在第四紀以前。
2.南黃海盆地構造特征
南黃海盆地總體上呈NEE向隆坳相間的構造格局,可劃分為千裏巖隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷和勿南沙隆起五個二級構造單元。盆地的隆起和坳陷主要受NEE向的同沈積正斷層所控制(圖5-41),坳陷的邊界正斷層同時控制坳陷內中新生代沈積。坳陷內部的斷層主要為正斷層,走向主要有NEE向、NW向和近EW向,大部分斷層表現為同生長斷層,破壞並控制著中新生代沈積,部分規模較大的斷層構成坳陷內凸起和凹陷的邊界。坳陷基底和隆起上的斷層有兩種類型,壹種為逆沖斷層(圖5-42),另壹種為正斷層(圖5—43)。盆地內的絕大部分斷層被新近系不整合覆蓋。
圖5—41 南黃海北部坳陷地震剖面
(據姚永堅等,2003)
圖5—42 南黃海盆地地震剖面
(據姚永堅等,2003)
圖5—43 南黃海盆地地震剖面
(據姚永堅等,2003)
根據坳陷內部地層的接觸關系和變形特征,南黃海盆地中新生代經歷了侏羅紀—古近紀斷陷、新近紀—第四紀整體沈降兩個盆地演化階段,侏羅紀末、白堊紀末和古近紀末三次反轉事件。形成的局部構造樣式包括背斜構造、斷塊構造、滑脫構造、反轉構造、披覆性穹隆和潛山構造等。
(四)盆地構造演化
從中國東部-朝鮮半島的構造演化和黃海海域已有的油氣勘探資料來看,黃海盆地是在前侏羅紀基底之上發育起來的中新生代含油氣盆地。黃海盆地的構造演化經歷了前侏羅紀基底形成、侏羅紀—古近紀斷陷、新近紀—第四紀坳陷三大階段。
1.前侏羅紀基底形成階段
中三疊世印支運動之前,現今的黃海海域分屬華北克拉通和揚子克拉通兩個不同的構造單元,均經歷了克拉通結晶基底形成、克拉通穩定蓋層發育兩個演化階段。所不同的是華北克拉通的結晶基底在古元古代末(1800Ma)呂梁運動之後就已形成,從中元古代就進入克拉通蓋層發育階段。而揚子克拉通的結晶基底形成於晉寧期(800Ma),從震旦紀開始進入克拉通蓋層發育階段。
直到中生代早期印支運動期間,華北和揚子兩個克拉通發生碰撞俯沖,在兩個克拉通地塊之間形成大別-蘇魯高壓-超高壓造山帶,兩個克拉通地塊拼合為壹體,並且遭受強烈的剝蝕,形成了黃海盆地的基底。
2.侏羅紀—古近紀斷陷發育階段
從侏羅紀開始,由於受太平洋板塊俯沖作用的影響,亞洲東部地區處於NW—SE向伸展作用環境,在前侏羅紀不同類型的基底之上,逐漸發育壹系列NE、NEE向的相互分隔的斷陷盆地,並且發生強烈的火山噴發與巖漿侵入,中國東部-朝鮮半島進入陸內造山與成盆階段。在這些斷陷盆地內發育了巨厚的河湖相含煤碎屑巖建造和中基性火山、火山碎屑巖建造。
在此期間至少發生過三次比較強烈的構造反轉事件,分別為侏羅紀末的構造反轉、白堊紀末的構造反轉以及新近紀末的構造反轉。三期構造反轉事件均使得早期盆地反轉或消亡,形成沈積間斷,使早期地層褶皺,在盆地的邊緣形成逆斷層。從而把侏羅紀—古近紀盆地斷陷階段進壹步劃分為侏羅紀、白堊紀和古近紀三個次級斷陷發育時期,形成多個火山-沈積旋回。
3.新近紀—第四紀拗陷發育階段
古近紀末的構造反轉結束了黃海盆地的斷陷歷史。從新近紀開始,黃海地區整體沈降,形成統壹坳陷,發育了新近紀—第四紀的河湖相沈積,統壹的黃海盆地開始形成。直到第四紀初1.70Ma才發生海侵,形成現代黃海。