引言

潍北凹陷是昌潍拗陷中的一个负向构造单元，也是胜利油田外围油气勘探的重点地区。潍北凹陷具有湖盆小、构造活动强烈、物源多及相带变化复杂等特点^[1]。多年来，针对该区沉积、构造等方面的基础问题一直缺乏系统研究，制约了勘探工作的进一步开展。本文从区域演化角度出发，从边界断层的动静态分析入手，探讨了构造对凹陷的沉积成藏的控制作用，为后续勘探方向的选择奠定了基础。

1 区域概况

潍北凹陷为郯庐断裂带内的一个中新生代小型走滑伸展盆地，其发育受控于3条边界断裂，分别为东侧的昌邑—大店断裂、西侧的鄌郚—葛沟断裂及北侧的古城—潍河口断裂。昌邑—大店断裂和鄌郚—葛沟断裂为郯庐断裂带的东、西边界断裂，这两条断层走向都为北北东向，但产状、结构存在很大不同，昌邑—大店断裂为一条完整的走滑断层，断层走滑距离较远，平面上延伸距离可达26 km^[2-3]。主断面近于直立，略微西倾，上部与次级断裂组合成花状或“Y”型构造，鄌郚—葛沟断裂平面上延伸距离约13 km，剖面上表现为倾向南东、上陡下缓的走滑断层，浅部与次级断层组合成多级“Y”字形组合，由于受到潍北凸起阻隔，断层向凸起收敛；北界断层为古城—潍河口断裂，整体走向由北东转为近东西向，平面上延伸距离约为34 km。剖面上表现为主断面南倾、上陡下缓的铲式正断层，浅部与次级断层组合成多级“Y”字形；平面上表现为整体近东西走向的锯齿状，断层东段走向由深部至浅部逐渐由近东西向转变为北东向，断层断距较大，由深至浅断距逐渐减小。柳疃断层为划分南部斜坡带与瓦城断阶带和灶户断鼻带的二级断层，近东西向走向，延伸距离达32 km，剖面上表现为倾角较大的北倾铲式正断层^[3]。总体来看，潍北凹陷主体是由为北、东、西3条一级断层和南部柳疃断层形成的平行四边形(图 1)。

潍北凹陷古近系仅沉积了孔店组和沙河街组，缺失东营组。受济阳运动影响，盆地整体抬升剥蚀，在盆地南部最大剥蚀厚度可达1 300 m^[4-5]，使得沙河街组仅保留部分沙四段，新近纪随着区域性热沉降，又沉积了新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组，孔店组是其主要勘探层系。

2 构造演化特征

前人研究认为，中生界末期，由于太平洋洋壳向欧亚大陆壳下俯冲，渤海海域浅层地壳处于伸展状态，郯庐断裂在渤海海域表现为左旋拉张活动特征^[6-9]，在断裂带内形成一系列走滑拉分盆地，这些盆地总体呈东西双断、北断南超的构造格局，沉积了巨厚的陆相碎屑沉积物。潍北凹陷夹持于郯庐断裂两条走滑大断裂之间，可以说潍北凹陷的形成与演化就是郯庐断裂活动的产物。平衡剖面是分析盆地构造演化的必要手段^[10-11]，依据平衡剖面分析可将潍北凹陷构造演化划分为以下4个阶段。

2.1 左旋走滑期(白垩纪-孔三期)

潍北凹陷基底为下白垩统王氏组棕红色泥岩、泥质粉砂岩夹灰白色砾岩、含砾砂岩互层沉积，这与整个昌潍拗陷一致，说明潍北凹陷形成于新生代。从区域构造背景分析，郯庐断裂在晚中生代至孔三期主要表现为左行走滑拉分作用。孔三期边界断裂左旋活动最为强烈，形成了多条北西向断层，这些断层和边界断层一起沟通了岩浆岩基底造成大面积火山岩喷发，喷发岩以安山玄武岩或玄武—安山岩为主(图 2)。

本次火山活动具有旋回式喷发的特点，形成玄武岩中的泥质岩夹层，火山岩最多达20余层，最大累计厚度超过1 000 m。满盆遍布的厚层玄武岩奠定了潍北凹陷的盆地格局。

2.2 左右旋转换期(孔二期)

孔二期，盆地处在左旋向右旋转换期，大规模火山活动结束后，盆地受热沉降影响开始持续下沉，沉积环境由滨浅湖向半深湖和深湖发展，沉积物中的腐泥质和腐殖质混杂堆积在一起，有机质十分丰富，形成油页岩、灰质泥岩和暗色泥岩等多种类型的烃源岩^[12]。在区域拉张的背景下，古城—潍河口等张性正断层活动剧烈，盆地迅速下沉，形成了潍北凹陷“北深南浅”的构造格局(图 2a)。

2.3 右旋走滑期(孔一期-东营期)

孔一期，构造活动比较稳定，盆地被逐渐填充，沉积环境发生了很大变化，由原来的还原环境转变为氧化环境，沉积岩颜色由(深)灰色逐渐变为紫红色、砖红色。始新世沙四期，郯庐断裂带发生右旋平移，边界断层再次剧烈活动(张性正断)，凹陷也再次下沉，沉积了巨厚的孔一段和沙河街组，最大沉积厚度超过2 000 m，发育潍北凹陷最主要的储盖组合。沙四晚期的济阳运动使盆地整体上升遭受长期剥蚀，盆地整体缺失东营组—沙三段，南部斜坡带沙四段也剥蚀殆尽，剥蚀厚度可达1 300 m(图 2b)。

2.4 左右旋转换期(新近纪)

进入新近纪以来，郯庐断裂带进入了长时期的静止期，潍北凹陷同整个渤海湾盆地一起经历了热沉降，沉积了一套河湖相地层，填平补齐并超覆在古近系之上(图 2a，图 2b)。

3 构造演化对沉积充填的控制作用

潍北凹陷的发育演化受边界断层控制，构造对沉积充填的控制主要表现在如下几个方面。

3.1 左旋走滑控制了潍北凹陷北断南超的构造格局

白垩纪末期，郯庐断裂开始左旋走滑，在断裂带内部及周边形成了多个北西向走向雁行式排列的褶皱，奠定了古近纪隆凹相间的构造格局^[13]，在潍北凹陷北边界形成了近雁列状排列的北东走向的多条断层，形成了古城—潍河口断裂的雏形。孔三期左旋走滑作用进一步增强，鄌郚—葛沟断裂活动性强于昌邑—大店断裂，导致褶皱断裂形成北东向和北西向两组断层，古城—潍河口断裂开始连为一体，走向也转变为近东西向，为弥补走滑拉分形成的可容空间，断层下降盘快速沉降，而凹陷南部的柳疃断层活动较弱，形成了潍北凹陷“东西双断、北断南超”的构造格局。

3.2 昌邑-大店断裂的右旋走滑加剧了凹陷东部沉陷

孔一期郯庐断裂带转变为右旋走滑，昌邑—大店断裂的活动性强于鄌郚—葛沟断裂，潍北凹陷东部沉降剧烈形成一个局部沉降中心，凹陷变得平缓，发育中远源三角洲沉积，孔一段表现为东厚西薄，南北向厚度差别不大(图 2a)。在区域性抬升剥蚀的基础上，沿着该断裂发生走滑挤压作用，形成了北东向延伸的灶户鼻状构造，在北部洼陷带东北部发育了局部的沉降中心，使整个洼陷带发育东、西两个次洼(图 2b)。

3.3 走滑形成的凸起古地形控制扇体发育

受太平洋板块北西向挤压和郯庐断裂早期左旋走滑的影响，鲁东隆起古地形构造走向表现为北东东向^[14]，向潍北凹陷提供物源有限，仅在孔二中段发育两个南西西向扇三角洲；凹陷北侧的潍北凸起受区域挤压变形和挤压旋转的影响，产状为北倾，主要向青东凹陷和青东东凹陷提供物源。潍北凸起南缘整体表现为“六沟七梁”的沟梁相间特征，仅在古沟谷处发育少量小规模的近岸水下扇。

潍北凹陷周边凸起的古地貌特征控制了凹陷的沉积和扇体发育，总体表现为近物源、多体系的沉积体系格局^[15-16]。孔二段沉积体系主要为来自东西两个方向的近源扇三角洲，孔一段沉积体系转换为以来自南部物源的中远源三角洲沉积为主，其他方向物源开始萎缩。以孔二中亚段为例，各种成因的扇体受物源规模的控制，以东西两侧扇三角洲沉积为主，而北部陡坡带的近岸水下扇并不发育，这是由于潍北凸起为南抬北倾的潜山，其大部分剥蚀产物向北搬运至青东凹陷和青东东凹陷沉积，南倾部分经受长期风化剥蚀后形成小范围物源区，只能由间歇性水流携带泥沙入湖快速堆积而成小规模的近岸水下扇。来自东西向物源广泛分布的砂砾岩体是本区的主要储层(图 3)。

3.4 沉积中心和沉降中心规律性迁移

潍北凹陷孔店期不同阶段沉积相在平面上的展布和纵向上的演化具有一定的规律性^[17-19]。孔二中早亚期沉降与沉积中心均位于凹陷西北部；孔二晚亚期沉降中心仍位于凹陷西北部，而沉积中心受西侧物源发育的影响向东南迁移，位于瓦城断阶带和灶户鼻状构造带之间。到了孔一中早期沉降中心位于凹陷中北部，而沉积中心则位于凹陷东北部；孔一晚亚期和沙四期沉降中心和沉积中心均位于凹陷东北部。总的来说，孔二早亚期、孔一晚亚期沉降、沉积中心变化不大，孔二中晚亚期、孔一中早亚期沉积中心较沉降中心明显向东迁移，这也是两个扇体集中发育层段，东西两侧大断裂下降盘扇三角洲砂体均表现来自南侧向北冲积的特征，延伸距离较远。扇三角洲平原亚相非常发育，表明南部遭到了相对较强的抬升。

4 构造演化对成藏的控制作用 4.1 构造脊对油气富集差异性的影响

灶户断鼻带为古地形控制继承性发育的、由北至南贯穿整个凹陷的大型正向构造带，是油气运移、聚集的主要指向。而目前大多数油气富集在这个微构造脊附近，表明油气自洼陷带生成之后，在断层和砂体的输导下，向构造高部位，即构造脊方向运移并聚集成藏。另外，在瓦城断阶带沿昌67至昌43一线，为一低幅度的鼻状构造带，是中部油气运移、聚集的另一重要指向(图 4)。而瓦城断阶带西部仅为简单断阶带，油气聚集较差。

4.2 构造剥蚀对油气富集差异性的影响

潍北凹陷在沙四末期构造抬升运动中，遭受了强烈剥蚀，导致部分地区沙河街组缺失，最大剥蚀厚度可达1 350 m。这种巨厚的剥蚀导致上覆载荷的消失，下部地层岩石骨架反弹，剥蚀之前积聚的压力得到释放^[15]，可以形成凹陷能量场上的低势区。剥蚀量最大处在凹陷东南角，此处的压力最先得到释放，为全区油气运移提供了一个指向，而西北部洼陷带剥蚀厚度仅有300 m左右，成为全区油气运移的动力源。

此外，剥蚀量的差异还可以体现出地层抬升的趋势及其构造的活跃性^[21-22]，根据这一特点，潍北凹陷东南部是地层抬升幅度较大的地区，因此，在剥蚀运动中产生一个明显的构造抬升区，即油气运移的低势区。随着剥蚀运动的不断进行，生烃作用终止，使得东部和西部的油气供给不足，但是东部存在一个低幅的构造脊，油气可以在此聚集，形成了现今“东富西贫”的油气分布格局。

4.3 油气成藏模式

由于潍北凹陷不同构造部位在构造回返期遭受剥蚀程度存在较大差异造成成藏条件分异明显^[23]。综合分析潍北凹陷油气运聚成藏机理，梳理总结了不同地区的油气成藏模式。

4.3.1 东部“单期成藏—双向输导—侧向运移”成藏模式

根据生烃史分析，潍北地区存在2个生烃中心，东南部生烃中心的生烃门限在1 500 m左右，北部洼陷带的生烃门限在2 200 m左右，孔二段的烃源岩生成的油气，在断层和砂体的输导下，运移至孔一段和孔二段储集层中聚集成藏，在不整合的输导下，运移至孔三段成藏(图 5)。

东南部生烃区的烃源岩成熟度较低，生成的油气就近成藏，北部洼陷带的烃源岩成熟度高，生成油气量大，可作较长距离的运移至有利圈闭中成藏，在南部缓坡带与近源成藏的油气混合分布(图 5)。

此外，虽然潍北凹陷存在二次生烃，但是由于生烃范围较小，与东部地区距离较远，不能运移至东部地区成藏，因此，东部地区主要为东营构造活动期的一期成藏。

4.3.2 西部“两期成藏-近源聚集”成藏模式

由于受到反向断层的遮挡和沉积背景的影响，北部洼陷带生成的油气很少运移至瓦城断阶带，瓦城断阶带的油气藏基本属于自生自储型油藏^[22]。在沙河街构造运动结束之后，地层开始下沉，接受沉积，当烃源岩层系埋深超过构造运动之前的埋深之后开始生烃，但是生排烃量较少，仅在生烃部位附近聚集成藏，属于两期的近源成藏模式(图 6)。

5 结论

(1) 受控于郯庐断裂带的持续活动，潍北凹陷的形成演化经历了左旋走滑裂陷(白垩纪—孔三期)、左右旋转换(孔二期)、右旋走滑拉张及挤压(孔一期—东营期)和区域拗陷(新近纪)4个演化阶段。

(2) 鄌郚—葛沟断裂的左旋走滑拉张(孔三期)形成潍北凹陷的北断南超的盆地基本格局；左右旋转换期沉积了盆地主要烃源岩，右旋走滑期发育了盆地主要的储盖组合，自下而上沉降中心有向东迁移的特征。

(3) 灶户断鼻带是油气运移、聚集的主要指向。沙四末期构造抬升运动形成了现今“东富西贫”的油气分布格局。