館陶組沈積期濟陽坳陷北部的斷裂總體呈北東方向展布,斷裂形態以弧形及鋸齒狀等為主,斷裂延伸方向上其走向可以變化較大,主要以 NNE,NE,NEE 等為走向,其次為EW,NW 和 NWW 等走向的斷層 (圖 2-13、圖 2-14)。延續古近系斷層邊界的 NEE 和近EW 走向的斷層構成斷裂體系的主體,斷裂構造的形態和活動方式受控於邊界大斷層,從西向東散開,呈帚狀展布。斷層呈現出分區、分帶的特征,各區帶斷層形態有所差異。
1.北界鋸齒狀和弧形大斷裂
研究區有兩條鋸齒狀或弧形大斷層作為車鎮凹陷和沾化凹陷的控凹斷層,其壹是分隔埕寧隆起和車鎮凹陷的埕南斷層,另壹條則自滋鎮斷層起,經陽信斷層、義南斷層、義東斷層、埕東斷層、樁南斷層等構成鋸齒狀斷裂帶,該斷裂帶整體呈 NE 走向,分段拐彎,中間由北西向斷層連接,鋸齒狀展布。
(1)埕南斷層
埕南斷層位於埕東凸起的南部,總體上呈弧形向南凸出。斷層走向從北西向變為近東西向再變為北東向,長約 120 km,斷層向南傾斜。斷層面呈弧形向埕東凸起凹入,凹面指向下降盤。斷層剖面幾何形態為犁形,分支斷層多,與主斷層構成羽狀斷層組合,斷層落差約 2400 m。東段斷層,分支斷層減少,組合簡單。埕南斷層西段 NEE 走向,斷面南傾,傾角 48° ,長約 30 km; 中段 NE 走向,斷面東南傾,傾角 45° ~ 60°,長 44.2 km; 東段NW 走向,斷層西南傾,傾角 35° ~ 67°,剖面上坡坪式,長 48.3 km,3 條基底大斷裂自西向東 NEE-NE-NW 向鋸齒狀連接在壹起,是埕寧隆起和車鎮凹陷的分界斷裂。斷層在剖面上上部較陡,約為 60° ~70°,中部變緩至 30°左右,下部又變陡,坡度約為 60°,形成坐椅式斷層 (圖 2-15),斷層落差約 4100 m。
埕南斷層下降盤的滾動背斜和正牽引構造都十分發育,在沙河街組內滾動背斜發育,往上上覆地層變形逐漸變弱,館陶組基本沒有滾動背斜和正牽引變形現象 (圖 2-15)。沙三、沙四段內發育的滾動斷鼻構造較大,寬度近 10 km,延伸約 15 km,北翼較陡,南翼緩。構造內砂層發育,應是良好的儲集體。圈閉向上規模變小,在館陶組內寬度僅為1 km。
埕南斷層形成於前古近紀,地震反射層斷開 Tg2~ T0反射層,館陶組沈積期有較大伸展量,是館陶組沈積期主要的斷裂活動區,斷層生長指數1 ~1.53 (圖2-13,圖2-14),最大落差達 340 m。
圖 2-13 濟陽坳陷北部館陶組沈積早期斷裂分布及斷層生長指數圖
圖 2-14 濟陽坳陷北部館陶組沈積晚期斷裂分布及斷層生長指數圖
圖 2-15 埕南斷層的剖面形態
(2)義南-義東-埕東-樁南 NE-NEE 向鋸齒斷裂帶
這壹斷裂帶追蹤凸起與凹陷的邊界,彎曲轉折,NE 和 NW 向交替出現,整體上連成壹條線,NE-NEE 向展布 (圖 2-16,圖 2-17),在西部與滋鎮斷層及陽信斷層相連。
義南斷層位於義和莊凸起的南邊界,走向總體上為近 NEE 向,延伸可達 30 km。平面上斷裂的西段為壹犁式-坐椅式斷層 (圖 2-16),呈弧形展布凹向凸起,斷面南傾,角度較陡 (55° ~60°),斷層分支較少,在弧形凹入處發育二級斷階和 Y 字形組合。到義南斷層中段斷層向南彎曲,被邵家斷裂切截,形成 NE—NEE 向的弧形斷裂帶,控制著邵家窪陷的最大沈降軸。兩個弧形斷裂段之間向窪陷凸出的地帶形成相對隆起,其軸線與主斷裂大體垂直。義南斷層東段分支斷層與主斷層匯合,斷層剖面特征為坐椅式、鏟式或平面式等多種形式,分支現象明顯,形成很多次級斷層,使其與邵家斷層、羅西斷層相連。斷層生長指數最大可達 2.14 (圖 2-14),斷層落差在館陶組沈積早期達 130 m,晚期可達 160 m。
圖 2-16 坐椅式斷層 (428 測線地震解釋剖面———義南斷層西部)
義東斷層發育於義和莊凸起東邊界,與義南斷層的東端相切,斷裂總體上呈 NE 走向,延伸達 20 km。其伴生斷層發育,形成總體傾向東南的斷裂帶。平面上義東斷層也是壹弧形斷裂帶,剖面上為壹典型的犁形,新近系傾角較陡,可達 60° ~70°,進入古近系和基底後傾角逐漸變緩,為 25°左右,斷層生長指數 1 ~1.1,斷層落差可達 50 m。
埕東斷層位於埕東凸起東部邊界,長近 20 km,斷層落差壹般在 2 km 左右,中部落差較大,南部和北部較小。斷層面向東南傾,傾角約 60°,斷層的下降盤壹般發育兩個斷階,構成窪陷邊緣陡坡斷階帶,控制了孔店組、沙三段和沙四段的沈積,為同沈積斷裂帶。斷裂帶的中北部與樁西斷層相交,延至樁西地區發育壹個斷階。埕東斷裂的北段向北延伸規模較小,與樁西斷裂相交。
樁南斷裂帶是孤北窪陷與樁西次窪的邊界,近東西走向,向西與埕東斷層相交,向東與長堤-五號樁斷層相交,斷裂帶長約14km,斷層落差在2km 左右,中部落差小,東西部相對較大。斷層下盤的東西部有異,西部發育壹個斷階,東部發育兩個斷階,構成陡坡斷階帶,斷層面向西傾,傾角約為 45°。
館陶組沈積期,義南斷層、義東斷層、埕東斷層、樁南斷層首尾相連,構成壹條整體上 NE-NEE 走向的同沈積斷裂帶。
2.坳陷東緣近南北向斷裂帶
濟陽坳陷東緣受郯廬斷裂的影響,發育壹系列 NNE 向斷裂帶,包括墾東斷層和孤東斷層等 (圖 2-13,圖 2-14)。
墾東斷裂帶位於墾東凸起和孤南-富林窪陷之間,起分隔作用。在孤南窪陷的東緣其走向近南北,而在富林窪陷的東緣其走向 NE 至 NNE,略呈弧形彎曲。此斷裂帶由兩條斷層構成,傾向為北西、西。
孤東斷層走向近南北,斷面西傾,長 20 km,主體由過孤東背斜中央的兩條斷層組成,館陶組沈積早期不活動,晚期活動微弱,落差僅 10 m (圖 2-17)。
圖 2-17 濟陽坳陷北部館陶組沈積早期斷裂分布及斷層落差圖
3.凹陷內部主要斷裂帶
濟陽坳陷北部凹陷內斷層以 NEE-NE 走向為主,錯斷復雜,可組成多種平面和剖面組合樣式。
(1)車鎮凹陷主要斷裂
除埕南斷層和義東邊界大斷裂外,曹莊斷層、大壹斷層、大王東斷層等是車鎮凹陷的主要斷裂。
曹莊斷層 NE 走向,斷面 NW 傾,和 21、22 號斷層組成右階雁列式排列 (圖 2-17)。館陶組沈積早期活動強烈,落差大於 30 m,晚期消失 (圖 2-18)。
大壹斷層 NW 走向,是壹條二級斷層,斷面 NE 傾,平面形態為向南凸的弧形,區內延伸長度大於 10 km,斷層橫切大王莊古鼻狀構造的傾沒部位,在它的下降盤沿其走向發育壹系列逆牽引構造,大 37 塊就是其中之壹。大壹斷層在沙三段沈積早期開始活動,沙二上—沙壹段沈積時期斷層活動最強烈,斷層落差達 400 m,東營期活動較弱,館陶組沈積期再壹次強烈活動,且早期落差大於晚期,最大落差 70 m。
大王東斷層是分隔大王北窪陷與郭局子窪陷的邊界斷層。斷層 NE 走向,傾向 SE,傾角 50° ~55°,最大斷距達 700 m,延伸長度達 10 km 以上,南部被次級斷層復雜化。斷層發育始於沙河街組沈積的早期,沙三—沙二下段沈積時期活動最強,此後迅速減弱,館陶組沈積期重新活動,早期斷層落差為 15 m,晚期為 5 m。
大 65 斷層位於大 65 塊北部,是受埕南斷層影響而形成的,斷層走向大致呈 NEE 方向,傾向南,傾角約 45°,最大斷距達 400 m,延伸長度大於 10 km,斷層從沙三下段沈積早期開始活動,活動也最強,此後活動強度逐漸減弱,但是東三段沈積期後,其活動強度略有增加; 館陶組沈積早期活動強度差異較大,早期落差為 10 m,晚期停止活動。
9 號斷層,位於埕東凸起,斷層呈 NW 向延伸,延伸長度大於 10 km。館陶組沈積早期活動強度差異較大,達 100 m,晚期活動強度有所減弱,斷層落差約 10 m。
(2)沾化凹陷主要斷裂
除義南、義東、埕東、樁南、墾東等邊界大斷裂外,沾化凹陷主要斷裂還包括邵家斷層、孤北斷層、孤南斷層、墾利斷層以及埕北斷裂。
圖 2-18 濟陽坳陷北部館陶組沈積晚期斷裂分布及斷層落差圖
邵家斷層是邵家窪陷與四扣窪陷西南部的分界斷層,斷層走向北東或北北東,東北與義南斷層相接,西南延伸至嶺 1 低凸起,總長度約 15 km,斷層傾向為南東,傾角 65° ~70°,剖面多為平面式或鏟式 (圖 2-19)。該斷層為先期基底斷層,活動時期持續至第四紀,同時也是壹條同沈積斷層。在斷陷早期斷裂比較明顯,整條斷面比較連續和平滑,後期不斷減弱。在其下降盤發育有多條向四扣窪陷方向的分支斷層,使其在平面上表現為羽狀展布,並在其下降盤發育小型反轉構造,說明該斷層很可能具有壹定的走滑作用,故推測可能為張扭性斷層。邵家斷層在館陶組沈積早期斷層生長指數為 1.6,落差達 90 m,晚期基本停止活動。
圖 2-19 邵家斷層 (過沾 18—邵 24 井聯井剖面)
孤北斷層發育在孤島北側,為孤島凸起和孤北窪陷的分界斷層,總體走向 NEE,呈弧形展布 (圖 2-18)。館陶組沈積早期較晚期活動稍強 (圖 2-17),落差最大達 25 m。
孤南斷層發育在孤島南側,為孤島凸起與孤南窪陷的分界斷層,總體為走向近 EW 向過渡為走向 NE 的弧形斷裂帶。館陶組沈積早期落差達 60 m,晚期活動不明顯。
墾利斷層分隔孤南窪陷與富林窪陷,為壹走向近 EW 的斷層組,向富林窪陷外凸,館陶組沈積早期活動。
埕北斷裂帶位於埕北凹陷的北部,為二級斷層,向南傾,總體上呈 NW 走向。作為邊界其並非是壹條單壹的斷層,而是由 2 條在平面上呈 “人”字形相交、延伸的斷層組成(圖 2-17,圖 2-18)。館陶組沈積晚期活動強烈,斷層落差達 120 m。