多幕断陷作用是研究裂谷盆地演化的基础理论，一直受到国内外学者的广泛关注。目前广泛认为断陷盆地的断陷期是多层次、多周期性的构造作用过程，其中较高级别的构造作用即为断陷幕^[1]。不同尺度的构造多期次活动即为多层次幕式断陷作用，而由多个断陷幕构成的断陷盆地又可称为多旋回盆地^[2]。前人认为中国东部新生代断陷盆地常呈现幕式断陷的特点，体现在同沉积断裂活动的多期性以及沉积体系域分布的多旋回性^[3-4]。南堡凹陷位于渤海湾盆地中北部，具有幕式构造运动的特点，凹陷内中浅层勘探程度远高于中深层，中深层剩余资源量巨大，具备规模增储潜力，是下步勘探的重点目标领域，但目前学界对中深层的构造变形及演化特征尚有疑议，因此明确南堡凹陷的多幕断陷运动尤为重要。原有地震资料未能识别古近系沙河街组三段(沙三段)底界不整合界面，普遍认为该区域沙四段缺失，现有的研究均建立在沙河街组仅发育沙一段和沙三段的基础上，在新生代以来的构造演化方面已达成共识，划分为断陷期(古近纪) 及裂后热沉降期(新近纪—第四纪)^[2]，但断陷期具体分为几幕断陷还未有定论。然而，南堡凹陷2024年的井-震资料及古生物资料分析提供的新证据表明区域内有沙四段发育，推翻了以往对构造演化的认识。同时，渤海湾盆地其他地区如济阳坳陷^[5]、辽河西部凹陷^[6]和黄骅坳陷^[7]等均在沙四段发现了优质烃源岩，而南堡凹陷具有类似成因环境，该区沙四段也有发育优质烃源岩的可能。这些新证据对深化南堡凹陷演化规律认识提出了新的要求，也为其勘探开发指明了新的方向。

基于最新的井-震资料及古生物资料分析，对南堡凹陷新生代构造演化阶段及特征进行重新梳理，分析不同构造演化阶段沉积中心的迁移规律、同沉积断层对沉积充填的控制作用模式等，明确构造演化对油气成藏的控制作用，以期为该区下一步勘探开发提供参考。

渤海湾盆地断块活动剧烈、断层发育，以二级构造带为背景，以大断层为纽带，以断块油藏为主体，形成了多层系、多岩性、多类型油气藏纵向叠置产出的复式油气富集带^[8]。南堡凹陷是渤海湾盆地中北部的一个典型半地堑式湖相裂谷凹陷^[1]，勘探面积为1 932 km²，其中陆地面积570 km²，海域面积1 362 km²。凹陷整体受西北部的西南庄断层、东北部的柏各庄断层及南部的沙北断层控制，边界断层活动时间长、继承性好、断距大，控制着凹陷的形成和发展；凹陷内部断裂发育，以NEE走向为主，其次为NE和NW向，整体呈现“北断南超”的复式半地堑结构^[9]。其构造单元可以划分为“七凸四凹”，7个构造带分别为1，2，3，4，5号构造带、高柳—高北构造带及老爷庙构造带，4个次凹分别为拾场次凹、林雀次凹、柳南次凹及曹妃甸次凹(图 1a)。区内发育有前新生界基底和新生界(古近系、新近系和第四系)盖层，沉积岩厚度最大可达8 000 m，新生代从下至上发育古近系沙河街组(Es)、东营组(Ed)，新近系馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)和第四系(Q)。渤海湾盆地沙河街组自下而上划分为沙四段(Es₄)、沙三段(Es₃)、沙二段(Es₂)和沙一段(Es₁)，其中沙三段分为5个亚段，自下而上为Es₃⁵，Es₃⁴，Es₃³，Es₃²和Es₃¹；东营组自下而上分为东三段(Ed₃)、东二段(Ed₂)和东一段(Ed₁)。2024年以前，普遍认为南堡凹陷仅发育沙三段和沙一段，沙四段和沙二段不发育，然而，根据最新井-震资料，认为该区沙四段—沙一段皆有发育，原Es₃³⁴⁵为沙四段(Es₄)，原Es₃2为沙三段(Es₃)，原Es₃¹为沙二段(Es₂)，沙一段(Es₁)的划分不变(图 1b)。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 南堡凹陷地理位置及主要构造单元平面分布特征(a)和岩性地层综合柱状图(b) Fig. 1 Geographical location and planar distribution of main tectonic units of Nanpu Sag (a) and comprehensive stratigraphic column (b)

中国东部新生代裂谷盆地的形成演化可分为初始裂张阶段、断陷发育阶段和拗陷发育阶段3个主要阶段^[3]。渤海湾盆地沉积地层主体为新生界，经历了古近纪断陷阶段以及新近纪—第四纪裂后热沉降阶段，构成了完整的断陷作用旋回^[10]，南堡凹陷是渤海湾盆地新生代断陷盆地中的二级构造单元，其构造变形特征与渤海湾盆地和郯庐断裂的形成演化关系密切^[11]，具有与渤海湾盆地类似的构造-沉积演化旋回，断陷期沉积地层受地幔上隆作用产生正断层，且基本为多幕式断陷；拗陷期受热衰减回沉作用，发生热沉降。

同沉积断层控制渤海湾盆地的空间展布、地层沉积与油气储层的分布，幕式构造活动及同沉积构造活动产生的古地貌不仅对沉积层序的控制具有普遍性，对沉积充填样式和空间配置也产生影响^[12]。研究区新生代幕式构造运动有利于产生沉积物可容纳空间^[13]，发育多个沉积旋回，同沉积断层的走向基本与区域构造应力场方向相垂直，且多发育在盆地边缘，内部也可能发育较大规模的控构造带断层。根据识别出的关键界面同沉积断裂系统可知，中生界主要发育NE走向的同沉积正断层，说明该阶段构造应力场为NW—SE向；沙河街组—东营组沉积期，同沉积断层走向逐渐顺时针旋转为近SN向，表明新生代区域构造应力场方向逐渐顺时针旋转，由NW—SE向转变为近SN向。根据构造应力场方向的转变，将南堡凹陷新生代断陷期划分为3个构造幕，其构造演化可划分为6个阶段：3幕断陷(沙四段，沙三段及沙一、二段)、断拗转换(东营组)、热拗陷(馆陶组)和拗断(明化镇组)。

地层不整合是构造事件、海平面升降以及气候变化的重要依据，也是划分构造运动期次、建立区域性构造运动年表的重要依据，盆地的沉积旋回常以正旋回开始，反旋回结束，并以顶部的不整合面作为标志与其他旋回区分。不整合面的分析对于划分地层层序，确定区域地层格架及构造运动，分析盆地的形成演化都具有重要意义^[14]。通过对南堡凹陷最新地震资料进行连片解释，识别出沙三段/沙四段(Es₃/Es₄)不整合面和沙四段底界(Es₄/Mz)不整合面。

Es₄/Mz不整合面为前人普遍认为的沙三段底界，是新生界与中生界的分界面(图 2)，是区域角度不整合面，是界面下部中生界因多期构造运动而全面抬升，在全区范围内遭受剥蚀，地层发生褶皱变形或高角度倾斜而形成，呈“北高南低”特征，以角度削蚀不整合为主，上超下削的特点在该界面上表现明显。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 南堡凹陷区域不整合界面及构造层划分(剖面位置见图 1a) Fig. 2 Regional unconformity interface and structural layer division of Nanpu Sag

Es₃/Es₄不整合面为区域不整合界面，主要分布于凹陷西部，靠近西南庄断层西段处尤为显著，该界面上下地层主要表现为角度不整合特征。该界面是新识别出来的关键不整合面，可与渤海湾盆地的Es₃/Es₄不整合面相匹配，为沙四段的划分提供了依据。据此，可将沙四段划分为一个构造层。

孢粉和藻类是重要的古生物证据，根据岩样中孢粉属种的组合特征及其在纵向、横向上的变化，可以进行生物地层的划分和对比^[15]。前人研究一般认为研究区古近系孔店组及沙四段均不发育，但据高尚堡、柳赞、老爷庙等地区137口井的古近系古生物化石资料统计^[16](表 1)可知：新生代主要孢粉化石具有丰度高、分异度高的特点，不同层段古生物化石中的孢粉组合差异大，沙河街组孢粉化石中栎粉属含量高于榆粉属，而东营组化石中榆粉属含量高于栎粉属；沙四段麻黄粉属含量显著高于沙三段。此外，黄骅坳陷滩海地区、黄河口凹陷和冀中坳陷沙四段孢粉化石组合都表现出麻黄粉属孢粉和莱氏藻属含量高的特征，而在研究区部分井中也发现了具有相似特征的微体古生物化石，如南堡288井和高参1井沙河街组见麻黄粉属化石，与冀中坳陷沙四段孢粉组合相似；老堡南1井沙河街组古生物化石中见褶皱藻属，与渤海湾盆地其他区域沙四段的藻类组合相吻合。

表 1(Table 1)

表 1 渤海湾盆地不同凹陷古近纪孢粉组合对比 Table 1 Comparison of Paleogene sporopollen assemblages in different sags of Bohai Bay Basin 层段 南堡凹陷 黄骅坳陷滩海地区 黄河口凹陷 冀中坳陷 孢粉属 组合特征 东一段 胡桃粉属-椴粉属 — 水龙骨单缝孢-胡桃粉属-椴粉属 胡桃粉属-桦粉属 粗肋孢属-三角孢属-胡桃粉属 东二段 波形榆粉属-云杉粉属-铁杉粉属 — 波形榆粉属-云杉粉属-铁杉粉属 榆粉属-雪松粉属-铁杉粉属 波形榆粉属-桦粉属 东三段 三角孢属-水龙骨单缝孢-柳粉属-藜粉属 沙一段 栎粉属-楝粉属亚组合/栎粉属-拟白刺粉属亚组合(高尚堡地区) ①被子植物花粉以栎粉属为主，次为榆粉属；②三孔沟型的种类与下伏组合基本一致，但楝粉属更为普遍，拟白刺粉主要出现于沙一段下部；③裸子类仍以松科型花粉为主，麻黄粉属的含量虽然不如下伏组合高，但仍较高；④蕨类孢子较少。 栎粉属-唇形三沟粉属 栎粉属-楝粉属 三角孢属-麻黄粉属-雪松粉属 沙二段 — — 麻黄粉属-芸香粉-楝粉属 麻黄粉属-芸香粉 麻黄粉属-松粉属-罗汉松粉属 沙三段 小亨氏栎粉属-枫香粉属 ①被子植物花粉中的栎粉属在组合中占优势地位，小亨氏栎粉属大量出现，榆粉属相对较少，总体以三沟类被子植物繁盛为特色；②三孔沟类花粉含量较低；③草本植物花粉，特别是水生(包括湿生)类常见；④裸子植物花粉中麻黄粉属除局部地区仍较高外，普遍含量很低，其他为松科、杉科和罗汉松科等；⑤类孢子含量一般很低，成分基本与下伏组合相同。 小亨氏栎粉属-桤木粉-小榆粉属 小亨氏栎粉属-小槲栎属 松粉属-麻黄粉属-罗汉松粉属 沙四段 凤尾蕨孢属-麻黄粉属-杉粉属 ①被子植物花粉含量略高于裸子类，主要为栎粉属和小榆粉属，在局部地区连续出现并有一定量，热带和亚热带成分占较大比重，种类与下伏组合基本一致；②草本植物花粉的种类和数量开始增加；③裸子植物花粉以具气囊的松科为主，杉粉属和麻黄粉属普遍较高；④蕨类孢子类型较多，但含量不高。 麻黄粉属-杉粉属 麻黄粉属-榆粉属-栎粉属 麻黄粉属-榆粉属

下载CSV 表 1 渤海湾盆地不同凹陷古近纪孢粉组合对比 Table 1 Comparison of Paleogene sporopollen assemblages in different sags of Bohai Bay Basin

综上分析，认为研究区发育沙四段，其孢粉化石组合为凤尾蕨孢属-麻黄粉属-杉粉属，藻类化石组合为德弗兰藻属-莱氏藻属-五边藻属，该组合特征与渤海湾盆地内相邻凹陷的沙四段古生物特征可以类比。

基于孢粉组合特征分析可知，麻黄粉属含量高为沙四段典型特征，栎粉属含量高和麻黄粉属含量低为沙三段典型特征，以老堡南1井—南堡288井—高参1井连井剖面为例，通过古生物化石特征对层段划分进行校正，并绘制古生物连井地层剖面。结果(图 3)显示：研究区沙四段零星发育，主要分布于凹陷东部，地层厚度由南至北逐渐减小。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 南堡凹陷古近系沙河街组四段古生物特征-测井连井剖面(a)及古生物地层特征(b)(剖面位置见图 1a) 注：①. 3 302~3 445 m，古生物化石可见等高玻璃介及微弯玻璃介，根据古生物特征解释为Es3段；②. 3 542~3 985 m，古生物化石可见褶皱藻属，根据古生物特征解释为Es4段；③. 3 745~4 185 m，古生物化石可见小亨氏栎粉-小榆粉组合，新研究认为属于Es3段；④. 4 235~4 500 m，古生物化石可见麻黄粉属、杉粉属、蕨类植物孢子，根据古生物特征解释为Es4段；⑤. 3 451~3 886 m，古生物化石可见小亨氏栎粉、小栎粉、单双束松粉属，根据古生物特征解释为Es3段；⑥. 3 886~4 607 m，古生物化石可见枫香粉属、麻黄粉属、盘星藻属，根据古生物特征解释为Es4段。 Fig. 3 Paleontology characteristics-logging well-tie profile (a) and paleontological stratigraphic features (b) of Es4 in Nanpu Sag

(1) 同沉积断层发育特征

断陷Ⅰ幕对应沙四段沉积时期，为初始断陷期，仅在凹陷东部发育，老爷庙断层和西南庄断层东段存在先存断裂，形成先存构造复活断层^[17]，联合限制凹陷西部边界，控制凹陷北部地区(拾场次凹)的沉积，整体表现为“北断南超”的箕状凹陷，随着控边断裂活动性逐渐增强，箕状结构更加显著。除柏各庄边界断层外，区内其他同沉积断层均为NE走向，呈大致平行状排列。断陷Ⅰ幕晚期即Es₃³沉积期由于区域抬升剥蚀作用，凹陷西部地层遭受了强烈剥蚀(图 4)。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 南堡凹陷主要构造时期同沉积断裂系统及沉积中心迁移示意图 注：F柏，F老，F西，F沙，F高分别为柏各庄断层、老爷庙断层、西南庄断层，沙北断层和高柳—高北断层；F1—F5分别为南堡1号—5号断层；F1-5为南堡1-5号断层；Fgl，Fgb分别为高柳断层、高北断层。 Fig. 4 Synsedimentary fault system and sedimentary center migration of main tectonic period of Nanpu Sag

选取S—W向、基本覆盖凹陷内主要构造带的典型连井格架剖面进行构造平衡剖面演化恢复，结果(图 5)显示：沙河街组断陷期，控沉积断层在NW—SE向伸展作用下发生强烈断陷，形成NE走向正断层，如南堡1号(F₁)，1-5号(F_1-5)，2号(F₂)，3号断层(F₃)及西南庄边界断层，断层活动强度大，最大伸展量达20%；4号断层(F4)主要起调节作用，对沉积控制作用微弱；柏各庄断层具有边界走滑控陷作用，但活动强度小于西南庄边界断层。断陷Ⅰ幕阶段，受成盆前主干断层的控制，盆地呈现明显的楔形结构，由于上地幔隆起，渤海湾盆地经历了初始的伸展运动，受NW—SE向应力形成了一系列NNE—NE走向的正断层断陷带，主要发生在盆地边缘地区，这些断陷带由不同尺度的伸展断层和垂直或斜角于伸展断层的变换断层构成连锁断层系统，以“北断南超”的箕状单断型地堑为主要特征，内部断层规模有限，平直呈板式，除3条控边断层和部分内部长期活动断层外，其他断层仅在局部控制沙河街组的沉积，剖面断层组合形式以“多米诺”式或“堑垒”式为主。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 南堡凹陷新生界平衡演化剖面(剖面位置见图 1a) 注：F老，F西分别为老爷庙断层和西南庄断层；F2，F3，F5分别为南堡2号，南堡3号和南堡5号断层。 Fig. 5 Balanced evolution profiles of Cenozoic in Nanpu Sag

(2) 沉积中心移动特征

研究区中生界为稳定地台发育期，构造运动相对较弱，沉积中心位于西南庄断层东段的下降盘，即拾场次凹，主要沉积寒武系和中下奥陶统碳酸盐岩，夹杂部分薄层泥页岩，地层厚度由北向南逐渐减小。沙四段沉积期，沉积中心未发生迁移，地层向西南方向超覆厚度减小(图 4a—4c)，发育泥岩、油页岩、碎屑岩为主的冲积扇和浅湖—半深湖沉积体系，为区内重要的优质烃源岩层，占凹陷总生油量的40%^[18]。

断陷Ⅱ幕对应沙三段(Es₃)沉积时期，Es₂/Es₃不整合面是划分依据之一，该不整合面为区域不整合面，主要分布于凹陷东部，因前新生界基底整体抬升，沙三段遭受整体抬升剥蚀形成，局部构造带该界面下可见明显角度不整合特征(参见图 2)。

(1) 同沉积断层发育特征

断陷Ⅱ幕为南堡凹陷主断陷幕，是迅速沉降扩张的关键时期，断陷活动加剧，区域NW—SE向应力场发生轻微的顺时针旋转，同沉积断裂系统仍主要发育NE走向断层，但走向发生了一定的顺时针偏移。主干断层持续发育，控制凹陷的边界伸展断层处于强烈活动状态，其中西南庄断层东西走向段开始发育，其控陷作用更强，也大大扩展了沉积盆地的空间，凹陷规模迅速扩大；凹陷内部次级断裂的活动性也显著增强(图 4d，4e，5e)。

(2) 沉积中心移动特征

在该断陷幕晚期，凹陷趋于填平，沙三段顶部由于凹陷整体构造隆升而再次受到剥蚀，因西南庄断层中段和西段开始形成，沉积中心向凹陷西北部西南庄断层西、中段的下降盘迁移，靠近西南庄断层的地层厚度大，向南厚度逐渐减小，拾场次凹转为继承性的次级沉积中心(图 4d，4e)。该阶段在湖盆中心形成了多套生油层系，在湖盆边部也形成多套储油层系。沙三段发育砾岩、砂岩、泥岩为主的扇三角洲、滨浅湖—深湖沉积体系，地层分布范围广，厚度大，为主要储集层段。

断陷Ⅲ幕对应沙二段(Es₂)—沙一段(Es₁)沉积时期，Es₁/Es₂呈整合接触，Ed/Es₁为不整合接触。Ed/Es₁不整合面是东营组与沙河街组分界面，为区域不整合面，是早期沉积的沙一段发生扭动变形，使翘起端遭受剥蚀后沉积东三段而形成的，以东营组超覆沉积该界面之上为主要特征，局部构造带可见界面下部的削蚀特征，在斜坡区或林雀—柳南次凹Ed/Es₁不整合面下出现削截现象，在其余区域削截现象不显著。该界面上下层的接触关系从洼陷到凸起由平-平型不整合过渡为平-削型，至凹陷南部变为超-削型不整合。

(1) 同沉积断层发育特征

断陷Ⅲ幕阶段，研究区构造活动有所减弱，构造应力场方向持续顺时针偏转，同沉积断裂系统整体走向也继续顺时针旋转。4号断层开始发育控陷，表现出分段式、右阶雁行排列特征，自南向北生长，南部以走滑变形为主，北部以伸展变形为主^[19]，具有调节作用，剖面上形成小规模的“多米诺”式断层(图 5c)。沙一段沉积末期高柳断层和高北断层显现雏形，将凹陷初步分为南、北2个地区(图 4g)。

(2) 沉积中心移动特征

沙二段沉积时期，沉积中心向凹陷西北部迁移至西南庄断层西段和中段的下降盘，拾场次凹为继承性的次级沉积中心(图 4f)。沙一段沉积时期，应力场方向继续顺时针旋转，转变为近SN向，凹陷南部的沉积中心受2号断层南段强烈活动的影响，迁移至SEE方向曹妃甸次凹，而北部的次级沉积中心受高柳—高北断层强烈活动的影响，由拾场次凹迁移至高柳断层的下降盘。该时期主要发育泥岩、砂岩为主的浅湖—扇三角洲沉积体系。

断拗转换期对应东营组(Ed)沉积时期，Ed/Ng为区域不整合界面，东营运动后东营组整体下降，新近系超覆或披覆在不整合面之上，而不整合面之下，地层由老到新被层层剥蚀，呈现典型的“下剥上超”的特征。在南堡凹陷内角度不整合特征不明显，以平行不整合为主，局部构造带可见下部削蚀现象，而凹陷周边凸起则多以角度不整合为主。

(1) 同沉积断层发育特征

东营组断拗转换期为南堡凹陷的断陷晚期，断陷活动趋于平稳，构造应力场方向转变为近SN向，断层活动整体逐渐趋于平稳。主干断层继承性发育，仍对凹陷内地层起一定控制作用，先存构造发生斜向伸展，整体表现为双断式地堑；2条控边断层西南庄断层和柏各庄断层的控沉积作用减弱；高柳—高北断层控陷作用强烈，呈分段连接特征，彻底将凹陷分为南、北2个独立的沉积系统，并在该阶段晚期造成凹陷逐渐抬升接受剥蚀，其中拾场次凹内地层翘倾，剥蚀作用最为强烈，东一段和东二段遭受大范围剥蚀^[20](图 4h)。新生断层以EW走向为主，规模较小，垂向上多数贯穿东营组，上至馆陶、明化镇组，但受东三段高塑性泥岩地层影响，部分断层并未向下贯穿至沙河街组。断层组合模式具有伸展的特征，剖面组合形式主要有“Y”字型和反“Y”字型(图 5b)，断层几何形态与沙河街组断层相似，但活动强度明显减弱，净伸展量不足10%。

(2) 沉积中心移动特征

该阶段，东营组整体沉积厚度大、分布范围广，由于3号断层中段强烈活动，凹陷南部沉积中心迁移至曹妃甸次凹，北部次级沉积中心受高柳断层及西南庄断层中段强烈活动的影响，迁移至林雀次凹及西南庄断层中段的下降盘。东营期主要发育泥岩和碎屑岩为主的扇三角洲、冲积扇沉积体系。

热拗陷—拗断期对应新近系馆陶组(Ng)—明化镇组(Nm)沉积时期，应力场方向没有发生改变，构造活动强度很弱，除边界断层为继承性活动的控陷断层外，其他断层基本不控制沉积。沉积地层在均衡沉降作用下因拗陷作用发育少量微小断距断层，净伸展量小于5%(图 5a)。

南堡凹陷新生代6期构造演化为油气的形成、储集和封闭提供了有利的条件，对油气藏形成的控制作用显著。分析构造演化特征对油气成藏的影响机制，可进一步揭示油气资源潜力。

通过对不同时期沉积中心的迁移规律分析(图 4)，提出南堡凹陷纵向上发育4套主力烃源岩，即沙四段(原Es₃⁴⁵)烃源岩主要分布在北部拾场次凹及柳南次凹，沙三段(原Es₃²)烃源岩广泛分布，沙一段和东三段烃源岩主要分布在林雀次凹及曹妃甸次凹。

① 沙四段(Es₃⁴⁵)烃源岩，形成于断陷Ⅰ幕，此时期西南庄断层东段控凹作用显著，沉积中心位于拾场次凹及南堡2号东断层北部，发育泥岩、油页岩、碎屑岩为主的冲积扇沉积和浅湖—半深湖沉积体系，烃源岩呈北西向连片展布，高参1井和林探1井的勘探实践表明沙四段物性良好，为优质烃源岩。②沙三段(Es₃²)烃源岩，形成于断陷Ⅱ幕，此时期构造应力场旋转导致东西走向的西南庄断层西段强烈活动，凹陷迅速沉降扩张，沉积中心迁移至西南庄断层西段下盘，发育砾岩、砂岩、泥岩为主的扇三角洲和滨浅湖—深湖沉积体系，烃源岩在凹陷南部地区广泛分布，且沉积厚度大。③沙一段烃源岩，形成于断陷Ⅲ幕，此时期构造应力场转变为近南SN向，受高柳断层、高北断层及南堡2号断层南段强烈活动的影响，沉积中心迁移至林雀次凹、曹妃甸次凹及高柳断层下降盘，发育浅湖—扇三角洲沉积体系，形成了泥岩、砂岩为主的优质烃源岩。④东三段烃源岩，形成于断拗转换期，应力场方向继续顺时针旋转，为近SN向，高柳断层、高北断层、南堡2号断层南段持续强烈活动，沉积中心为林雀次凹及曹妃甸次凹，发育扇三角洲、冲积扇沉积体系，形成了一套以泥岩和砂岩为主的优质烃源岩。

对于陆相断陷盆地来说，控制沉积物充填的最主要因素是构造^[21]，控砂模式决定了三角洲砂体的发育规模及发育规律^[22]，盆内同沉积断层控制沉积砂体的展布方向、厚度与范围^[23]。南堡凹陷受构造活动及沉积模式的控制形成了“转换斜坡”、“转换鼻凸”、“断槽-坡折”等3种不同的砂体发育模式。凹陷北部发育由西南庄断层、柏各庄断层分段活动控制的扇三角洲供给体系^[24]，南部发育由多条NE—SW走向断层控制的沟谷物源供给体系。5号构造带和老爷庙物源受控于“转换鼻凸”控砂模式，高柳地区和4号构造带东侧主要为“转换斜坡”控砂模式，1号、2号、3号构造带受控于“断槽-坡折”控砂模式(图 6)。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 南堡凹陷中深层勘探潜力综合评价 Fig. 6 Comprehensive evaluation for exploration potential of middle-deep strata in Nanpu Sag

断陷Ⅰ幕(Es₄)，研究区整体表现为“北断南超、北陡南缓”构造特征，北部在西南庄断层和柏各庄断层的转换带区域发育扇三角洲，但分布范围局限；南部缓坡2号、3号断层活动形成了靠近断裂带的NE向断槽，辫状河三角洲沿NE向断槽向盆内推进，高柳地区发育辫状河三角洲，延伸较远，规模较大。

断陷Ⅱ幕(Es₃)，研究区处于强烈断陷期，北部西南庄断层西段活动强烈，产生了充足的可容空间，沿西南庄断层发育北堡、老爷庙2个沉降中心，在断层根部发育近岸水下扇。该阶段晚期仅发育1号、5号构造带，深水区范围减小，北部陡坡断层转换带发育扇三角洲，南部缓坡区三角洲不发育。

断陷Ⅲ幕(Es₂—Es₁)，构造活动逐渐衰弱，北部陡坡5号断层和高柳地区发育扇三角洲沉积且范围逐步扩大，西南庄断层活动较为强烈的区域发育近岸水下扇；南部形成辫状河三角洲，在1号构造带北侧砂体前端形成湖底扇沉积。

断拗转换期(Ed)，断陷作用再次加强，研究区南部以辫状河三角洲顺下切谷控砂进入盆地，在4号构造带北侧形成湖底扇沉积。研究区北部陡坡5号构造带老爷庙地区、高柳地区(断层活动性弱)在该阶段早期发育扇三角洲沉积，范围逐渐扩大，而在该阶段晚期，高柳—高北断层强烈活动导致北部区域剥蚀现象严重，扇体规模较小且呈退积式，地层厚度很小。

南堡凹陷受断层控制发育断块圈闭、断鼻圈闭、断背斜圈闭等多种断层相关圈闭，滚动背斜、逆牵引背斜等在断陷期、拗陷期的构造活动控制着储- 盖组合分布和圈闭类型。勘探实践显示，目前发现的油气藏在纵向上构成上、中、下3套成藏组合，即下部奥陶系潜山碳酸盐岩孔隙-裂缝型油藏；中部古近系沙河街组—东营组自生自储式成藏组合；上部古近系东一段与新近系馆陶组—明化镇组下生上储成藏组合，主要是靠浮力和流体压力运移到浅层背斜或断块内聚集成藏。这3套成藏组合表现出分层叠加的特点，构成以层状油气藏为主的多层系叠置的复式油气聚集带。

研究区深层与浅层具有分期异向伸展叠加变形特征，早期断层复活与新生断层2期变形叠加形成2组方位断层，从而形成交叉断圈，在地垒区高部位的东营组内会优先聚集成藏，当后期构造活动时，早期的地垒边界断层控制浅层的地堑发育，并沟通下部油源，使早期形成的油藏遭受破坏，发生二次运移，在浅层次级断层的下盘或上盘聚集成藏。以南堡1号构造带为例，该构造带是一个不对称的共轭式构造，共轭式断层交叉点以下的地垒区处于构造高部位，其两侧常常发育生油洼陷，有利于油气初次运移，优先充注，聚集成藏；构造带上部地堑也有油气充注成藏(图 7)。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 南堡凹陷1号构造带油藏纵向分层叠加剖面 Fig. 7 Vertical layered superposition profile of reservoir in No. 1 structural belt of Nanpu Sag

综上所述，中深层沉积时期南堡凹陷发育西北部、东北部、南部三大物源体系：凹陷西北部西南庄凸起发育南堡5号、老爷庙西、老爷庙3套物源体系，这3套物源体系向南延伸至林雀次凹深洼带，与烃源岩相接，构成源-储一体成藏体系，形成油气富集区，据渤海湾黄骅凹陷的勘探经验，沧探1、海探1井超4 000 m仍然取得高产工业油流，因此老爷庙扇体是西北部有利勘探区带目标。凹陷东北部柏各庄凸起区发育北西向物源体系，扇体自拾场次凹延伸至中央低凸起带，高柳断层下降盘沉积与构造配置良好，且紧邻林雀及柳南两大生烃次凹，是东北部有利勘探目标区。凹陷南部紧邻沙垒田凸起，为长物源供给区，同时发育南堡1号、南堡2号、南堡3号以及南堡4号4条切穿基底的大断裂，断裂延伸南堡凹陷深凹区，为沙垒田凸起物源运移至深凹区创造了条件，构成了南堡凹陷的主要输砂通道；此外，该区发育一系列近东西向断裂，构成坡折断裂体系，为砂体富集提供条件，形成了沙垒田凸起供应的物源体系，进而形成了南堡1号、南堡2号、南堡3号以及南堡4号四大扇体，其中南堡1号、南堡2号及南堡4号扇体规模大，延伸远，深凹区扇体前缘与烃源岩构成源-储一体成藏体系，且围绕斜坡坡折带发育一系列断背斜、断鼻构造圈闭，是南部有利勘探区带目标。

(1) 南堡凹陷古近系沙河街组发育沙四段、沙三段、沙二段和沙一段，原Es₃³⁴⁵对应沙四段(Es₄)，原Es₃²对应沙三段(Es₃)，原Es₃¹对应沙二段(Es₂)，沙一段(Es₁)的划分不变，Es₃/Es₄、Es₂/Es₃为角度不整合接触，Es₁/Es₂为整合接触。

(2) 研究区与渤海湾盆地具有相同的构造演化历史，新生代经历3幕断陷(Es₃³⁴⁵，Es₃²，Es₃¹—Es₁)、断-拗转换(Ed)、热拗陷(Ng)、拗断(Nm)等6期构造演化阶段。

(3) 研究区新生代6期构造演化与油气成藏密切相关，老爷庙扇体，高柳断层下降盘，南堡1号、南堡2号、南堡3号以及南堡4号四大扇体是有利勘探目标。