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松辽盆地作为中国东北地区重要的含油气盆地倍受广大地质工作者关注。松辽盆地内部的地质研究已经十分深入,由于过去对东南隆起区的重视程度不够,勘探投入较少,钻遇断陷层的探井较少,资料有限,从而导致对断陷层的研究不够系统、全面和深入。本文的主要研究区正是位于松辽盆地的东南隆起区的边缘,是松辽盆地构造抬升剥蚀、改造最为强烈的地区。以前一直认为该区不存在深部断陷,是油气勘探前景很差的地区。2004年中石化通过重磁勘探显示该区存在深部断陷--宾县凹陷,范围为北纬45°20’~46°00’,东经127°00’~128°00’,南部边界出露燕山期和海西期花岗岩,北部以松花江为界。已有学者对其进行了地层对比分析和石油地质学分析,但对于宾县凹陷的构造演化研究还不深入,缺乏定量化分析,那么进行宾县凹陷构造演化的定量化研究将具有重要理论和实践意义。
本论文在野外地质考察、地球物理资料解释、钻井资料、样品实验分析及其它地质资料综合分析的基础上,以盆地分析、大地构造基本理论为指导,运用平衡剖面法、声发射法测量古构造应力等多种分析方法结合,以构造特征与演化研究为主线,系统的对宾县地区的构造及演化历史进行了定量化分析。
根据重磁及地震资料对研究区断裂进行了系统的研究,近东西向的宾县断裂和北西向宾安镇断裂对本区构造的生成、演化起主要控制作用。宾县断陷整体上具有一洼二隆两斜坡的构造特征。
在研究沉积盆地的构造演化时,通常要选择一些横穿盆地构造走向方向剖面进行详细构造解释,编制反映盆地演化历史的构造演化剖面。建立平衡地质剖面是进行剖面古构造复原和构造演化研究的基础。本文运用平衡剖面恢复法对研究区内的四条地震剖面进行了分析,其中SN-06剖面为区域剖面,SN-22375、SN-22391、SN-22407剖面为研究区内剖面。进行了构造期次划分,早白垩世火石岭-营城组沉积时期宾县凹陷为伸展断陷阶段;登娄库组沉积时期为断坳转化阶段;泉头组-嫩江组沉积时期为坳陷阶段;嫩江组末期宾县凹陷遭受一次强烈的挤压。并对各阶段分别进行了伸展率、伸展速率计算,断陷期平均伸展速率0.21mm/a,断坳转换期平均伸展速率0.20mm/a,坳陷期平均伸展速率0.11mm/a,结果表明断陷期平均伸展速率最大,SN-22391的伸展率和伸展速率比SN-22375、SN22407大,说明宾县洼陷的伸展活动强于两侧。
为了确定该区古构造应力情况,在宾县凹陷以南的岩石露头区采集了奥陶系、侏罗系、白垩系、及燕山期花岗岩样品,进行声发射测量,结果表明,自奥陶纪以来,该区共发生过8次较大规模的构造运动,经受的最大主应力为153.6MPa,印支期运动在该区表现不明显。