馆陶组构造背景

1.区域构造层序的总体轮廓

济阳坳陷从基底到盖层出露的地层有太古宇、古生界、中生界以及新生界的古近-新近系及上覆的第四系。根据区域构造运动以及各构造运动幕的不同表现，将济阳坳陷划分为 4 个构造层，即基底构造层、下部构造层、上部构造层、顶部构造层 (表 2-1)等。

表 2-1 济阳坳陷构造层划分简表

(据宗国洪，1999)

其中顶部构造层也称为新近系构造层，包括第四系平原组 (Qp)、明化镇组 (Nm)以及馆陶组 (Ng)。前人研究认为馆陶组为一套以河流相粗碎屑岩为主的地层，明化镇组为曲流河成因的碎屑岩夹海相沉积地层，总厚 850 ～2000 m。馆陶组沉积时期济阳坳陷北部断裂较古近系少、活动弱，以披覆构造发育为主要特点。

2.新近纪构造面貌

济阳坳陷北部古近系-新近系断陷盆地是在先存的北西向负反转半地堑之上发展起来的，是由北东向半地堑为主组成的盆岭式结构，剖面上呈单斜状、铲状或坡坪状组合。具有滑动和旋转特征，其间往往有横向传递断层调节位移量，平面上呈雁列式展布，显示张性兼具扭性的特点，并且具有东西分带、南北分块的构造格局。由于古近纪块断强烈掀斜、旋转，造成了潜山、断块、逆牵引及披覆背斜等构造圈闭的形成。经过燕山运动与喜马拉雅运动Ⅰ幕的构造演化，济阳坳陷的构造格局已经基本定型。由于古近纪剧烈的断块差异运动，在坳陷内形成一系列主要呈北东向展布的、大小不一的凸起和凹陷，这些凸起把广大的汇水区分隔为多个积水湖泊与起伏的高地或山丘，具有 “群山环湖，群湖环山，山中有湖，湖中有山”的古地理面貌。新近纪在古近纪的垒堑结构上形成披覆沉积，总体呈层状披覆于整个盆地。

(1)构造单元划分概述

济阳坳陷是一个多层结构的中、新生代坳陷，其新生代的发育史可分为古近系断陷期和新近系坳陷期两大阶段，不同阶段湖盆的地层组成和形态、构造和断层发育演化、油气成藏条件等千差万别。为了进一步深化新近系的油气勘探，有必要在详细构造研究的基础上，对其进行详细的构造带划分。

目前，国外关于陆相断陷湖盆构造带划分的研究比较少见。中国石油地质学中提出了隆起与坳陷、凸起与凹陷、构造带与次凹的概念，人们常用这些术语，但用法也不一致。

任安身等 (1996)以结晶基底、地台盖层、断陷-坳陷等构造特点及其演化为依据，将渤海湾盆地划分为 3 个隆起和 6 个坳陷及其低次序的凸起和凹陷。根据断陷湖盆新生代的构造变动，以相对上升或相对下降为基础，结合古近-新近系纵横向展布特点进行构造单元划分。将相对上升、古近系缺失或较薄地区称为正向构造单元，包括隆起、凸起; 将相对下降、古近系厚度较大地区称为负向构造单元，包括坳陷、凹陷。根据油气勘探需要将凸起和凹陷进一步划分。凹陷可划分为: 古近-新近系构造带、次凹 (洼陷、凹槽)带;凸起可划分为: 低凸起、潜山披覆构造带。此外正负向构造单元之间的过渡带可划分为斜坡带。

前人对济阳坳陷构造单元的划分方案，尤其是次级构造带的划分，主要基于断陷湖盆的主要发育阶段———古近纪进行的，但断陷湖盆的各个发育阶段都有其自身的发育特点，对于新近纪这一断陷湖盆的特殊发育阶段，很少独立于整个坳陷的发展阶段进行细致研究。

(2)坳陷期构造带成因类型及其特征

济阳坳陷古近系以断块强烈掀斜、旋转造成潜山、断块、逆牵引及披覆等构造为特色，各个凹陷分割性强。新近系在古近系的垒堑结构上披覆沉积，经过初期的填平补齐，各个凹陷的独立性已渐渐不明显，表现为一个广域的沉积盆地。新近纪以来构造格局与古近纪相比已发生了大的转化，无论从构造样式、断层活动性、火成岩发育、盆地沉积充填方式等方面都有其特殊性。因此，以往主要基于古近系的构造带划分方法，已不适用于新近系。主要表现为: 断陷时期，断层是陆相断陷盆地最主要的构造要素，断层不但控制着整个凹陷的地质结构，而且对凹陷内的地层层序、沉积体系及圈闭类型等也具有明显的控制作用。在新近纪坳陷发展阶段，断裂活动性大大减弱，沉积环境、盆地充填方式发生了根本转化，充填型的沉积更为发育，体现了沉降—充填—再沉降—再充填的特征，具有凹陷范围的统一性。该时期地层超覆带分布广泛，是济阳坳陷新生代地层超覆最为发育的时期。

在构造单元的划分方法上，以相对上升或相对下降为基础，可以划分出正向构造单元及负向构造单元。其中相对上升、古近系变薄的地区称为正向构造单元，包括隆起、凸起、鼻状构造等; 将相对下降、以古近系为主的地区称为负向构造单元，包括坳陷、凹陷、洼陷等。

新近纪时期特殊的构造背景，决定了构造单元的分异相对较为简单。在坳陷的外部起着分隔或围限坳陷作用的是隆起; 在隆起与坳陷接邻的一翼上有新近系的超覆以及岩层尖灭，形成新近系的地层超覆带。在坳陷范围内，正向构造单元主要包括凸起及鼻状构造，负向构造单元则主要为广域的坳陷，而如果从成因及地层结构上看，鼻状构造仅仅是坳陷内斜坡地带更次级的局部构造形态。因此，坳陷期沉积盆地范围内的构造单元主要包括凸起和凹陷。

对于凸起的概念，不同学者的看法大致相同，但是针对不同研究区和层位有所差异，如认为凸起是盆地一级构造单元内相对隆起的地区，基底埋藏较浅，盖层发育不全，主力含油气层系基本不发育 (戴俊生，2006); 凸起是指盆地内部的正向构造单元 (陆克政，1997); 凸起是坳陷内次级正向构造单元，缺失下第三系，在平面上分隔下第三系凹陷(《中国石油地质志》编写组，1993)等。新近纪早期济阳坳陷还发育坳中有凸的构造格局，凸起的主体部位出露前古近纪地层，古近系顶部的不整合面和前古近系基岩顶部的不整合面连成一个整体。新近纪沉积时期基岩隆起陆续下沉并接受沉积，逐渐被馆陶组—明化镇组超覆，并最终在基岩之上形成了新近系超覆-披覆构造，如孤岛、埕东、义和庄等潜山披覆构造带等。因此对于济阳坳陷新近系来说，凸起是坳陷内的正向构造单元，其基岩隆起幅度高、古近系缺失，新近系超覆-披覆于其上。

在实际应用中有时也将基岩隆起幅度相对较低的古近系正地形称为凸起 (或有人称之为 “低凸起”)，这种凸起是在基岩古地形隆起背景上，古近系超覆并最终披覆其上，然后接受新近系沉积，形成一种继承性的超覆-披覆构造，并可形成多层状纵向构造格局，如孤东-五号桩-桩西潜山披覆构造带等; 但是这种正地形在古近纪沉积时期处于接受沉积状态，它属于古近纪凹陷的一部分，仅仅受后期断裂等因素的影响而发生相对抬升，形成诸如断鼻构造等构造形态。而且古近纪内部其他地层间不整合面对应于比古近纪-新近纪之间的不整合更低级次的构造运动，正因为如此在济阳坳陷的坳陷期把这类正向构造单元归为凸起是不合理的。

根据济阳坳陷新近纪构造发育演化、新近系沉积方式以及纵横向发育分布特点，结合T₁'和 T₁构造层的构造发育特征，将新近系构造单元划分为三个Ⅰ级构造带: 坳缘超覆带、坳内构造带和披覆构造带，其中坳内构造带又可进一步划分为中凹带和斜坡带等两个Ⅱ级构造带 (表 2-1、图 2-1、图 2-2)。

① 坳缘超覆带

指坳陷边缘 T1超覆线以外至新近系尖灭带以内的宽窄不等的带状区域。济阳坳陷内该带的分布面积约 10530 km²(表 2-3)。该带没有古近系发育，新近系表现为由内向外厚度急剧变薄，自下而上地层超覆特征明显。

表 2-2 新近系构造带划分方案

表 2-3 济阳坳陷新近系各构造带面积统计表

图 2-1 南北向 568 测线构造带划分剖面图

图 2-2 新近系构造带划分平面图(据孙喜新，2005)

图 2-3 中凹带剖面构造样式

坳缘超覆带构造样式较为简单，剖面上为超覆楔式构造样式，新近系自下而上层层超覆，形成内厚外薄的楔子 (肖焕钦，2009); 平面上往往以发育大型鼻状构造为特色，以隆起或与隆起相连的凸起为背景，新近系向高部位超覆形成的鼻状构造。其成因受基底岩层控制，是在前古近系古鼻状隆起背景上继承性发育而成的同沉积构造，其侧翼形成超覆斜坡。坳缘超覆带除在 T1超覆线一带局部发育少量断层外，大部分的广阔区域很少有断层发育。

图 2-4 斜坡带剖面构造样式———平行断阶式

济阳坳陷的形成受鲁西旋扭构造体系的控制，同时受到郯庐断裂带的影响。基岩块体的主构造线呈弧形向北凸出。每个大的块体基岩产状，西半部向 NW 倾斜，东半部向 NE倾斜，在其转折部位形成鼻状构造。

坳缘超覆带处于隆起区的边缘，地势起伏不平，既有低山丘陵，又有平原洼地。馆陶组沉积早期，来自于隆起区的物源充足，以埕宁隆起区和鲁西隆起区为背景，在车镇凹陷和惠民凹陷北缘、东营凹陷南缘为砾岩、含砾砂岩及砂岩集中发育区，发育了南北两大沉积体系，均由一系列规模不等的冲积扇构成，这些扇体与坡积物相连，在平面上形成沿坳陷北缘和南缘分布的冲积扇裙; 这些扇体发育部位，不仅砂层厚度大、砂岩百分含量高，而且砾岩、含砾砂岩极为发育，其砂砾岩累积厚度一般为 20 ～60 m，最厚可达 98 m。馆陶组沉积中晚期，随着地层的上超，沉积范围逐步扩大，相类型由冲积扇过渡到冲积扇-辫状河沉积，辫状河广泛发育; 馆陶组沉积末期，沉积范围进一步扩大，沉积类型向低弯度曲流河转换。明化镇组沉积时期，是在经过馆陶组长期河流充填沉积的基础上形成的，在馆陶组沉积晚期，整个坳陷地形已趋平坦，河流性质逐渐发生了变化，由早期的冲积扇-辫状河体系逐渐向曲流河过渡。

② 坳内构造带

坳内构造带为 T₁(馆陶组底)超覆线以内区域，分布面积 28450 km²(表 2-3)。坳内构造带地层以随坳陷的下坳稳定发育为特征，平面上厚度变化缓慢。超覆特征不明显，断裂异常发育。

根据坳内带构造发育特点、构造样式及成因，结合地层发育情况，坳内带可进一步划分为中凹带和斜坡带。

A.中凹带。中凹带内地层发育最全、厚度最大。中凹带在济阳坳陷的分布面积约9490 km²。中凹带与斜坡带的分界一般在新近系厚度快速减薄的位置，往往是以边缘持续活动到新近纪的二级断层为界，二级断层以内为中凹带。这些断层到新近纪时期仍有较大的活动量，断层落差在 100 ～500 m，对新近系的沉积有一定控制作用。

中凹带断裂发育，构造样式也非常丰富。概括起来，在剖面上发育似花状构造和收敛断阶状构造两类构造组合样式 (图 2-3)。

似花状构造样式常发育在中凹带的中部断裂带上，由一组主控断裂和一组相向而掉的浅部调节断层组合而成，其形成机制为下部塑性盐层拱升而造成上部岩层拉张下陷。似花状构造样式在平面上主要表现为交叉或网状断裂组合样式。

收敛断阶状构造样式主要发育在中凹带的北部，剖面上为向深部收敛的断裂组合，表现为断阶、马尾、Y 字式等，由控洼断裂及派生断层组成，为沿着二级主断裂拉张和重力作用形成。平面上各二级断裂总体表现为雁列式组合，局部形成帚状断裂组合。

B.斜坡带。斜坡带面积大，占坳内构造带总面积的 3 /4 以上。济阳坳陷斜坡带分布面积约 21350 km²。

斜坡带为中凹带至坳缘带或披覆带之间的广阔区域，斜坡带阶梯状断层发育，基底往往发育着与斜坡区域性走向一致、倾向相反的基底断层，构成 “反向阶梯”，将该带切割成若干次一级的翘倾断块，而沉积盖层由于长期继承性的断陷活动，往往形成与斜坡区域性走向一致、倾向相同的顺向断层，构成 “顺向阶梯”，但这些断层延伸距离较短、落差亦较小。

斜坡带剖面上主要形成平行断阶状断裂组合样式 (图2-4)，但相同的剖面样式在平面上的表象形式可以有多种，主要有平行式断裂组合、雁列式断裂组合和交叉式断裂组合3 种。

坳内构造带是新近系沉积充填的主体部位。

馆陶组沉积早中时期，在坳缘带冲积扇体的前方，惠民、车镇、沾化凹陷的主体区域形成了一个呈南西—北东方向延伸的砂岩较为发育带状分布区，其中分布有一系列砂层厚度大 (一般大于 120 m)、砂岩百分含量高的透镜状砂体; 也分布有砂岩厚度较小 (一般小于 20 m)、砂岩百分含量较低的区域。馆陶组沉积中期，惠民凹陷与车镇、沾化凹陷相互贯通，形成了一个砂岩广泛发育的碎屑岩沉积区。

受陈家庄凸起的影响，南部东营凹陷仍然处于半封闭状态。近凹陷周缘发育一些砂层厚度及砂岩百分含量均较高的扇形沉积体，其中，东部扇体继承性发育且规模相对较大，其他地区以泥质岩类沉积为主，砂层厚度系数一般小于0.5。在扇前洪泛平原沉积的内部，分布有一系列呈北东方向延伸的透镜状砂岩体，其砂层厚度一般大于40m，砂层厚度系数大于0.5。

由此可见，该时期惠民、车镇及沾化凹陷相互贯通，物源主要来自西北部的埕宁隆起; 东营凹陷基本上继承了馆陶组沉积早期的特点，物源主要来自南部的鲁西隆起及东北部的垦东-青坨子凸起。

馆陶组沉积中晚期，沉积范围进一步扩大，济阳坳陷内的 4 个主要凹陷连为一体，相互贯通。坳陷内的义和庄、陈家庄、滨县凸起等不复存在。但受地形影响，原凸起部位沉积厚度较薄，砂层厚度及厚度系数均较低。在惠民、车镇、沾化一带，与馆陶组沉积中早期沉积特征相似，砂岩、含砾砂岩及砾岩厚度均较大，砂层厚度系数高，是砂、砾岩体最为发育的地区。

东营凹陷已脱离封闭状态，但受物源区碎屑补给量的影响，砂层厚度相对较薄，仅在凹陷的东部及东南部砂岩、含砾砂岩及砾岩较为发育。其他大部分地区砂体厚度一般介于20 ～40m，砂层厚度系数一般在0.2 ～0.5 之间。局部地区砂层厚度小于20m，砂层厚度系数小于0.2。

从以上分析可以看出，馆陶组沉积中晚期的主要特点是: 整个坳陷整体接受沉积，各个凹陷间相互贯通; 物源区可能主要来自埕宁隆起及垦东-青坨子凸起、潍北凸起和广饶凸起。

明化镇组沉积时期，属于高弯度曲流河沉积，泛滥平原亚相广泛发育，并逐渐形成控制全区的四大水系: 车镇-沾化水系、惠民-沾化水系、惠民-东营-沾化水系、东营水系，最后汇水于渤中坳陷。

③披覆构造带

济阳坳陷的分布面积约 2535 km²(表 2-3)。披覆构造带为坳内构造带所包围的孤立的凸起构造以及覆盖于其上的地层，以 T₁超覆线或二级断裂为界，新近系超覆-披覆其上，常形成披覆背斜。

凸起披覆构造具有典型的双元型地质结构: 下构造单元由前古近系高角度地层组成，自南向北地层由老到新依次出露，顶面遭受风化，剥蚀后形成了沟、梁相间的古地貌形态; 上构造单元由新近系地层组成，馆陶组下段地层沿沟、梁相间的古地貌向高凸起逐层超覆、尖灭，形成分布广泛的地层超覆带; 馆陶组上段或包括馆陶组下段上部覆盖于凸起主体部位之上，形成披覆背斜构造。上、下构造单元形成区域性的角度不整合面 (Tg-Tr)。

根据超覆、披覆地层的差异，凸起带可进一步细分为凸起主体和凸起缓坡带两个次级构造单元 (图 2-5)。

凸起主体带分布于馆陶组上段超覆线以上，受区域性构造活动的影响，在新近系沉积时期凸起表现为出露于湖面之上高耸的山头，凸起顶部可以是古近系以前的各组段地层，如中生界、古生界、前古生界等，古近系可以没有接受沉积，也可以因剥蚀而消失，各组段地层被剥蚀所形成的碎屑物质为其周边提供了最重要的物质来源，这些物质构成了新近系沉积体系的重要组成部分。随新近纪拗陷作用和沉积过程的继续，凸起被馆上段或者明化镇组层层超覆以至于披覆，形成了新近系潜山披覆构造带。该构造带周边及上覆沉积物产状都相对较陡，地层的砂地比较高，砂体多呈高角度尖灭于凸起上; 而在凸起顶部的披覆带，沉积物来自于坳陷周边的区域性物源，砂地比受区域性沉积体系的影响，地层产状相对平缓，受基岩隆起以及差异性压实作用的影响，其背斜特征明显。

凸起缓坡带分布于馆陶组下段超覆线以及馆陶组上段超覆线之间，为凸起构造环境中相对平缓的区域，呈不等宽的环带状分布。在该区域基岩年代相对较新，沉积物主要来自于凸起的剥蚀产物，地层单元逐次上超，地层的砂地比也较高，砂岩以某种方式围绕凸起分布，砂体沿上倾方向呈低角度尖灭于凸起上。

凸起披覆构造带的形成和发展与长期活动的基岩断裂有关，这些基岩断裂又控制了古近系主要生油深洼陷的发育。凸起带常具有近生油洼陷的特征，长期活动的基岩断裂在油气运移中起着重要作用。由于该类型潜山被埋藏得较晚，多数潜山之上被馆陶组砂泥岩覆盖，故周围凹陷 (洼陷)生成的油气不易在下古生界或太古宇聚集形成油气藏，一般都运移至上覆馆陶组聚集成藏。

图 2-5 凸起披覆构造带划分简图

3.新近纪构造演化

新近纪时期太平洋板块向欧亚大陆俯冲，并且俯冲倾角加大，渤海湾盆地由古近纪的拉张构造环境转为挤压环境，断陷消亡、形成坳陷式的统一沉积盆地。此时济阳坳陷整体沉降，是渤海湾盆地的一部分，其初期以河流相为主，而后形成统一而广阔的渤海湾湖盆。

济阳坳陷拗陷期的构造演化可分为馆陶早期坳陷初始期和馆陶晚期至第四纪坳陷稳定期两个阶段。

(1)坳陷初始期

馆陶组沉积早期北东东向断裂活动最强，北北东向断裂次之，北西向断裂活动微弱。断裂的活动性都大为减弱，馆陶组底部的落差一般都小于 100m。济阳坳陷内几个较大的凸起 (如义和庄凸起、无棣凸起、陈家庄凸起、青坨子凸起及广饶凸起等)尚未被掩埋，在这些孤立而低缓的山丘翼部仍发育一些小型的冲积扇，地形坡降大、水流急的辫状河沉积则广泛发育，表现为超覆式的沉积。尽管由于馆陶组沉积前古地形起伏及沉积时同生断裂活动的影响，局部地区地层增厚或减薄，但总体上地层由西南往东北逐渐增厚。

(2)坳陷稳定期

馆陶组沉积晚期至第四系沉积时期，断裂的活动性进一步减弱，南部一般至馆陶组上部消失，北部可至明化镇组上部消失，剥蚀厚度大致为 700 ～800m，形成了新近系披覆背斜，如孤岛、埕东、孤东、埕岛披覆背斜等。断裂活动还形成大量面积较大、幅度较小的逆牵引构造、断鼻及断块构造，受重力作用的影响还形成了众多的三、四级断裂，早期形成的不同类型的圈闭亦在该时期最终定型。由于馆下段的填平补齐作用，凸起与凹陷的分隔性彻底消失，地形变缓，发育泛滥平原相及浅湖相沉积，区域上沉降沉积中心向北移至渤中坳陷。

总体来看，济阳坳陷在新近纪初经历了短暂的抬升、剥蚀、夷平及局部地区的走滑逆冲活动之后，随之而来的构造应力场发生了重大改变。盆地块断结构和分布范围与古近纪相比发生了显著的变化; 其内部主要断裂仍保持继承性活动特点，但与古近纪相比，其倾滑分量大为减小，而走滑分量则明显增大。即使新近纪以来继承性活动的断裂，其倾角明显由缓变陡，断距由大变小，而新的断裂一般倾角均较陡。控制凹陷的断裂古近系断距显然大于新近系，古近纪的大幅度垂直运动已变为水平扭动，断块由绕水平轴旋转变为绕垂直轴旋转。