断陷盆地构造层序地层研究表明，断陷盆地的形成与沉积充填主要受盆缘断裂的控制，盆缘同生断裂活动通过控制基底的升降运动直接制约着盆地可容空间的变化，进而形成不同的层序结构和沉积充填样式^[1-3]。在陆相断陷盆地内，构造演化较为复杂、古地貌隆凹相间，常见幕式断裂活动，沉积体系演化分异明显，构造活动对沉积过程有着重要影响，以往研究多聚焦以高精度层序地层分析为基础，明确同沉积构造活动制约下的古隆起-古地貌源-汇砂质沉积体系的分布规律，探讨了陆相湖盆砂体发育位置，并建立相应的沉积模式^[4-6]。随着广大学者研究的深入，盆地内不同尺度同生正断层对沉积体系构型的控制作用，以及多尺度同生断层控制沉积体系内部单砂体的分布规律也逐渐成为研究趋势^[7]。值得注意的是，断层生长或相互作用的演化可能导致物源区供给方式的转换，断层的生长迁移扩展导致沉积砂体规模与古隆起物源区量化参数发生改变，众多学者将一系列建模方法和数据类型与陆相断陷盆地的实地观测相结合，评估古隆起- 古地貌源-汇系统发展的关键控制因素，包括基岩可蚀性和构造隆起/沉降速率的横向变化等^[8-9]。整体而言，如何将沉积体系的演化与断陷盆地构造活动相结合，并深入探讨同沉积断裂活动和古地貌形态对沉积体系的控制作用已成为地学研究领域的前沿科学问题。临南洼陷是渤海湾盆地惠民凹陷的一个重要组成部分，受北倾的夏口断层和南倾的临商断层控制，形成了不对称地堑式结构，断层的差异活动形成不同类型地貌特征，对沉积体系和砂体的分布具有重要的控制作用。研究区砂体成因复杂多样，滩坝砂体和三角洲前缘砂体单层厚度小，储层横向变化快，洼陷内砂体形成机制不清，尤其是古近系沙四上亚段2砂组沉积期，同沉积断裂活动强度最大，断裂差异活动形成的古地貌类型及其对砂体分布的控制作用不清，三角洲、滩坝砂体分布范围及分布规律和古地貌关系有待进一步明确。

综合利用岩心、测录井和地震资料，在对渤海湾盆地临南洼陷古近系沙河街组四段（沙四段）沉积相类型及特征进行研究的基础上，结合古地貌恢复和地震属性分析，划分不同地貌单元，阐明临南洼陷古地貌控砂机制，建立研究区构造古地貌综合控砂模式，以期为该区的勘探开发提供参考。

临南洼陷地处惠民凹陷的西部，为其中的一个次级构造单元，同时也是渤海湾盆地内一个重要的生烃凹陷^[10]，包括4个构造单元：临南洼陷带、夏口断裂带、中央隆起带和南部斜坡带（图 1a）。临南洼陷带为一不对称的地堑式洼陷，呈北东东向展布，其长度约70 km，宽度约15 km，总面积接近1 000 km²，南邻南部斜坡带，北与中央隆起带相连。中央隆起带北部为一向滋镇洼陷倾斜的斜坡，南部斜坡带东南部通过齐河断层与鲁西隆起分隔。临南洼陷涵盖了多个构造带，如盘河、商河、双丰、江家店、瓦屋、钱官屯、曲堤等^[11]（图 1a），发育临商断裂、夏口断裂2组帚状断裂带，控制了凹陷内主要沉积体系的发育^[12-13]。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 渤海湾盆地临南洼陷构造单元划分（a）及临南洼陷古近系沙四上亚段岩性地层综合柱状图（b）[据文献11修改] Fig. 1 Tectonic units division (a) and comprehensive stratigraphic column of the upper Es4 sub-member of Paleogene (b) in Linnan Subsag, Bohai Bay Basin

临南洼陷沙四段（Es4）可进一步细分为上、下2个亚段，沙四下亚段（Es4x）以紫红色砂泥岩为主，“双红”特征显著，见有藻类、蕨类、裸子植物、被子植物等孢粉化石及介形虫化石^[14]。沙四上亚段（Es4s）则以灰色砂泥岩为主，夹有灰岩、油页岩，含有蕨类、裸子植物、被子植物等孢粉化石，及介形虫和藻类化石^[14]。本次研究的目的层为沙四上亚段，可细分为4个砂组：1砂组以泥、页岩沉积为主，夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩；2砂组以灰色地层为特征，整体表现为灰色泥岩与薄层粉砂岩互层沉积；3砂组和4砂组则以紫红色地层为主，整体表现为泥岩与薄层粉砂岩互层沉积（图 1b）^[15]。

临南洼陷沙四上亚段沉积类型多样，基于岩心、钻测井及地震资料，认为沙四上亚段主要发育末端扇、扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊4种沉积相。

（1）末端扇。在沙四上亚段早期，渤海湾盆地气候总体上呈现干热的特点，在这种干旱环境下，河流末端蒸发作用增强。结合此时构造背景，该时期研究区整体为开阔平坦的地势，河流流速急剧下降，导致携带的大量砂质碎屑物在不稳定的水体中沉积，形成了扇状的堆积体，即末端扇^[15-17]。通过对沙四上亚段3砂组和4砂组进行分析，泥岩颜色以红色、褐色为主，指示了强氧化沉积环境。沙四上亚段3、4砂组沉积时期，末端扇在临南洼陷广泛发育，可进一步细分为近端亚相、中部亚相和远端亚相。

近端亚相可划分为补给河道、补给河道间2个微相（图 2a）。主要分布于靠近研究区北部的埕宁隆起和南部的鲁西隆起的根部。补给河道沉积垂向上常见多个河道叠置现象，测井曲线特征呈钟形与箱形的复合型态。补给河道间处在补给河道之间的地势较低处，测井曲线特征为中低幅齿形。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 临南洼陷古近系沙四上亚段3、4砂组末端扇测井相特征 Fig. 2 Well logging facies characteristics of terminal fan from sand groups 3 and 4 of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

中部亚相为末端扇沉积的主体，在研究区盘河、商河、双丰、江家店、瓦屋、临北等多个区域均有其分布，覆盖范围广泛。中部亚相进一步细分为分流河道、河道漫溢和泥滩3种微相。砂岩含量高，砾岩少见，主要为厚层细砂岩和粉砂岩沉积，呈现“泥包砂”特征（图 2b）。

远端亚相发育在靠近湖泊地形较平坦的地方，处于研究区中部的洼陷区。该位置河流作用较弱，沉积物颗粒较细，以悬浮总体为主，可划分为漫溢、泛滥平原2个微相。漫溢微相以粉砂岩为主，测井曲线特征为齿状或中高幅指形，泛滥平原以泥岩为主，测井曲线为齿化或低幅平直线形（图 2b）。

（2）扇三角洲。沙四上亚段1、2砂组沉积期，沉积作用发生转换，湖泛不断扩大，末端扇沉积体系转换为（扇）三角洲—湖泊沉积体系。扇三角洲主要分布在惠民凹陷南坡，其中扇三角洲平原分布在钱官屯、曲堤、双丰等地区，以分流河道为主（图 3a）。岩性主要为含砾砂岩、砂岩，同时由于河道的频繁摆动，在垂向上可见多期河道相互叠置，测井曲线形态为箱形或钟形的组合。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 临南洼陷古近系沙四上亚段2砂组扇三角洲测井相特征 Fig. 3 Well logging facies characteristics of fan delta from sand group 2 of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

扇三角洲前缘以水下分流河道和河口坝沉积为主，水下分流河道岩性为灰色含砾砂岩、砂岩，岩心见冲刷面、平行层理等沉积构造（图 4a—4c），粒度概率图呈“两段式”，跳跃总体为主（图 5a，5b），反映了相对较强的水动力条件，富含多种沉积构造，底部常见冲刷痕迹。河口坝在垂向上具有明显的下细上粗反韵律特征，岩性一般为泥质粉砂岩到粉—细砂岩的过渡，岩心见流水沙纹层理、斜层理发育，局部可见贝壳化石（图 4d—4f）。测井曲线形态特征为漏斗形，粒度分析显示“三段式”曲线，悬浮总体表现为两段特征（图 5c，5d）。研究区发育“坝上河”沉积序列，测井曲线表现为正反复合韵律（图 3b）。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 临南洼陷古近系沙四上亚段扇三角洲沉积的岩心照片 （a）夏960井，3 423.5 m，冲刷面；（b）夏511井，3 327.26 m，冲刷面；（c）夏462井，3 182.2 m，平行层理；（d）夏510井，3 188.95 m，流水沙纹层理；（e）夏斜507井，3 359.7 m，斜层理；（f）夏510井，3 189.5 m，贝壳化石。 Fig. 4 Core photos of fan delta deposits from the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 临南洼陷古近系沙四上不同微相砂体粒度曲线 Fig. 5 Grain size curves of sandbodies in different microfacies of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（3）辫状河三角洲。研究区辫状河三角洲主要发育在沙四上亚段1、2砂组，广泛分布在北部盘河地区。辫状河三角洲平原在盘河及商河北部近隆地区发育，分流河道岩性主要为灰白色粉—中砂岩，粒度小于扇三角洲岩性，在测井曲线上通常为齿化箱形和钟形的组合（图 6a）。沉积构造主要表现为大型平行层理和槽状交错层理，伴有斜层理、正粒序层理等，在河道底部常含有大量泥砾，并可见到冲刷现象。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 临南洼陷古近系沙四上亚段2砂组辫状河三角洲测井相特征 Fig. 6 Well logging facies characteristics of braided river delta from sand group 2 of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

辫状河三角洲前缘以水下分流河道和河口坝沉积为主。水下分流河道岩性以灰色粉砂岩和细砂岩为主，沉积旋回为典型的正旋回，在底部冲刷面上常见大量泥砾或砂质夹层，与下伏界面出现岩性接触突变，单层砂体的厚度一般为0.7~2.0 m。河口坝岩性以粉细砂岩为主，发育流水沙纹层理、波状交错层理、上攀层理、反粒序层理等沉积构造，测井曲线特征通常为齿化漏斗形（图 6b，图 7）。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 临南洼陷古近系沙四上亚段辫状河三角洲沉积的岩心照片 （a）商92井，3 666.1 m，平行层理；（b）商91井，3 127.7 m，冲刷面；（c）商92井，3 670.9 m，块状层理；（d）商92井，3 366.2 m，槽状交错层理；（e）商92井，3 366.2 m，块状层理；（f）商91井，3 128.7 m，流水沙纹层理。 Fig. 7 Core photos of braided river delta deposits of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（4）滨浅湖滩坝。研究区滨浅湖滩坝主要集中于北坡商河构造带以及南坡曲堤地垒带北侧，沿夏口断层呈带状分布^[18-20]，其中2砂组沉积期最为发育。滩坝砂体岩性主要为灰色粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩，其沉积构造丰富，包括波状交错层理、浪成砂纹层理、平行层理和反粒序层理等（图 8）。此外，还可以见到生物遗迹和植物碳屑，以及由差异压实引起的重核模构造。测井曲线的特征呈漏斗形和中高幅的指形，偶见测井曲线上齿化特征比较明显，锯齿状的回返表示含泥岩夹层，表明为砂泥互层的滩坝与湖泥的交互沉积（图 9）。滩坝砂体粒度概率图以“一跳一悬加过渡”式和多段式最为常见（参见图 5e，5f），滚动总体不发育，跳跃总体斜率大，分选性较好。跳跃总体常由2个次总体组成，反映搬运沉积流体具有冲刷回流现象，是典型的滨浅湖区水动力特征^[20]。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 临南洼陷古近系沙四上亚段滨浅湖滩坝微相的岩心照片 （a）商52井，2 857.5 m，平行层理；（b）商52井，2 864.2 m，浪成沙纹层理；（c）商52井，2 854.7 m，波状交错层理；（d）商52井，2 849.3 m，生物滩；（e）商52，2 853.5 m，差异压实；（f）商52，2 853.5 m，差异压实横截面特征，为图（e）沿层理面剥开。 Fig. 8 Core photos of shore shallow lacustrine beach-bar microfacies of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 临南洼陷古近系沙四上亚段1、2砂组滨浅湖滩坝测井相特征 Fig. 9 Well logging facies characteristics of shore shallow lacustrine beach-bar of the sand groups 1 and 2 sand groups of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（1）沙四上3、4砂组沉积相平面展布特征。沙四上亚段沉积早期，湖盆较小且水体浅，气候主要为干旱至半干旱。构造活动表明，研究区北部地形较为平坦，形成坡坪状地貌，而工区南部，尤其是夏口断层南侧，也呈现平缓特征^[11]。这导致研究区内广泛发育了沉积粒度相对较小的末端扇沉积^[15-16]。来自西北和北部方向的大量物源在工区北部商河和盘河地区形成了展布连片的3个末端扇砂体，扇体规模大，向南延伸至洼陷区，厚层砂体主要集中在靠近物源的西北部。来自南部的物源相对少于北部，在研究区南部发育自南向北展布的末端扇。由于该时期可容纳空间有限，末端扇的扇叶体迅速向前推进，扇面积持续扩张，河道水流强度较弱，主要以末端扇中部以及末端扇远端洪泛平原覆盖全区（图 10a）。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 临南洼陷古近系沙四上亚段各砂组沉积相平面分布 Fig. 10 Sedimentary facies distribution of sand groups from the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（2）沙四上2砂组沉积相平面展布特征。在沙四上2砂组沉积期间，气候逐渐变得湿润，盆地由早期干旱气候的河流末端扇沉积体系向正常湖盆的三角洲—滩坝和湖泊体系演化。西北部盘河地区和北部商河地区主要发育辫状河三角洲沉积，而南部斜坡带（双丰、江家店、瓦屋、钱官屯、曲堤）则以扇三角洲沉积为主。

滩坝在北坡商河地区沉积分布最广，在南坡曲堤地垒带北侧也局限分布，沿夏口断层呈带状分布。通过对古地理环境的分析，可以推断沙四上亚段时期滩坝体系的碎屑来源主要包括西北和北部的辫状河三角洲以及南部的扇三角洲。由于此时这些地区三角洲发育良好，各扇体前缘厚度相对较大，向湖盆提供了大量的碎屑沉积物。这些碎屑物受沿岸流的影响，易迁移至地形平且水浅的商河地区，在湖波作用下经淘洗改造，沿着湖岸积累，形成了厚层的滩坝沉积（图 10b）。

（3）沙四上1砂组沉积相平面展布特征。在沙四上沉积的晚期阶段，随着气候转向更加湿润，盆地边界断层活动增强并展现出波动性，导致盆地整体水域逐步扩大并加深，并在此时达到最大。这一时期，湖泊相发育广泛，泥岩含量增高，后长页岩大面积发育。此时沉积中心主要位于商河地区和洼陷区，为半深湖—深湖沉积，发育油页岩。继承自沙四上亚段2砂组的沉积格局，南部的钱官屯、江家店、曲堤等地区继续发育扇三角洲沉积，北部盘河发育辫状河三角洲沉积体。由于此时物源供应减少，湖平面持续升高，湖泊向盆地边缘扩张，各三角洲体系向陆退缩，难以持续垂向加积而呈退积，规模略有缩小，物源的减少也导致滩坝的数量和规模减小（图 10c）。

（1）垂直物源方向（北部缓坡）。以洼陷北部贯穿东西的盘河—商河剖面为例，该剖面贯穿盘斜351—盘57—盘斜71—临202—商644—商52—商45—商深1—商斜82井（图 11）。在沙四上亚段3、4砂组时期，该剖面为红棕色砂泥岩为主的末端扇中部沉积，且分流河道砂体较为发育。盘河地区的含砂率较高，特别是在盘斜351井处，观察到厚层的箱形分流河道砂体垂向叠置，向东至商河地区，砂岩厚度逐渐减小，砂地比下降，河道砂体数量减少。至剖面中部商644井附近，仅见到零星的薄层河道砂体（图 10a，图 11）。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 临南洼陷过盘斜351—盘57—盘斜71—临202—商644—商52—商45—商深1—商斜82井连井剖面（剖面位置见图 1a） Fig. 11 Cross section of well-tie of Panxie 351-Pan 57-Panxie 71-Lin 202-Shang 644-Shang 52-Shang 45-Shangshen 1-Shangxie 82 of Linnan Subsag

沙四上亚段2砂组沉积时期，随着气候的逐渐湿润，剖面西部盘河地区开始出现辫状河三角洲沉积。在盘斜351井发育了一套红褐色、紫红色砂泥岩沉积，反映了陆上氧化环境，为辫状河三角洲平原沉积。向东至临202井，为辫状河三角洲前缘沉积，发育分流河道、河口坝和席状砂砂体。在辫状河三角洲前缘，河口坝微相发育尤为显著。在临202井—商644井处逐步过渡到滨浅湖沉积，并出现了较为连片的滩坝砂体（图 10b，图 11）。

至沙四上亚段1砂组沉积时期，气候更加湿润，湖泊相的范围向西扩展至盘斜71井附近，地层厚度较前期显著减小，主要沉积灰色泥岩和油页岩。在商河地区商深1—商斜82井发育了零星滩坝砂体。半深湖—深湖相位于剖面中部的临202井—商52井区域，其中在商644井处地层沉积厚度最大。辫状河三角洲前缘沉积退积至盘斜351井—盘57井附近，其中发育水下分流河道和少量河口坝、席状砂砂体（图 10c，图 11）。

（2）顺物源方向。以洼陷西部近南北向的钱官屯—江家店—临北—盘河剖面为例，该剖面过钱402—钱斜10—夏68—夏斜947—夏99—临斜108—盘斜71井（图 12）。在沙四上3、4砂组沉积期间，该区域沉积了一套紫红色至红褐色的砂泥岩，为末端扇沉积。该时期河道连续性较好，南部钱402井的末端扇近端补给水道向北演变成末端扇中部分流河道砂体，并推进至夏68井，北部的盘斜71井向南延伸至夏99井。随着两侧向中心的推进，砂体粒度逐渐变小，厚层砂体和砂体数量均有所减少。夏68井至夏斜947井为末端扇远端，只发育零星薄层河道砂体（图 10a，图 12）。

图 12

Fig. 12

下载原图 图 12 临南洼陷过钱402—钱斜10—夏68—夏斜947—夏99—临斜108—盘斜71井连井剖面（剖面位置见图 1a） Fig. 12 Cross section of well-tie of Guoqian 402-Qianxie 10-Xia 68-Xiaxie 947-Xia 99-Linxie 108-Panxie 71 of Linnan Subsag

沙四上2砂组沉积时期，钱官屯—江家店区域以扇三角洲沉积为主，而盘河区域则以辫状河三角洲前缘沉积为主。在钱402井处的厚层紫红色中砂岩砂体反映了其处于扇三角洲平原的沉积环境；向北推进至夏99井底部，扇三角洲平原自钱斜10井—夏68井转变为扇三角洲前缘沉积，发育连片的河道；夏99井顶部的灰色泥岩夹杂粉砂岩，则代表了滨浅湖相沉积。在北部的盘斜71井至临斜108井区域，发育由北部物源供给的辫状河三角洲前缘沉积，沉积了多套较厚的河口坝砂体（图 10b，图 12）。

在沙四上1砂组沉积期间，湖泊相的范围进一步扩大，在江家店—盘河地区主要沉积滨浅湖泥岩：从夏斜947井—盘斜71井均表现为湖泊相沉积，其中夏99井处沉积半深湖—深湖泥岩，而钱官屯区域的扇三角洲前缘发生退积，河道在其中少量发育，向北至夏68井发育了数量较多的河口坝砂体（图 10c，图 12）。

临南洼陷内部发育了一系列NE/NNE向展布的断层，在这些断层中，夏口断层、临商断层为主要的控洼断层，对洼陷的构造格局具有决定性的影响^[11-13]。

夏口断层位于临南洼陷东南侧，长度约为90 km，NEE向延伸，倾向为NNW，表现为上陡下缓的形态，其下降盘为临南洼陷的沉降中心。作为一条区域性的大断层，分隔了临南洼陷和南缘斜坡，而且局部存在分支复合的现象，在其下降盘派生出一系列的走向近东西的次级断层。断层活动速率统计结果表明，夏口断层主要在孔店组时期及沙三段—沙二段沉积时期活跃，而在沙四段时期，断层的活动强度有所减弱（图 13）。

图 13

Fig. 13

下载原图 图 13 临南洼陷控洼断层活动速率柱状图 Fig. 13 Activity rates of basin-controlling faults in Linnan Subsag

临南洼陷北部的临商断层走向主要为NE或NNE，倾向为N或NE，是一条东西长约65 km，南北宽9 km的伸展-走滑断裂带，具有明显的雁列特征，表现为左列，呈现右旋走滑的特点^[21-22]。断层活动速率统计结果表明，临商断层活动始于孔店组时期，至沙四段达到活动高峰期，断层活动速率最高达60 m/Ma，随后活动强度逐步降低（图 13）。

由构造应力场、先存断裂再活动及重力调节作用的共同调控，临南洼陷的同沉积断裂的规模与组合方式表现出显著的多样性^{[13, 23]}。一个断裂带通常由多条断层组成，或由一条主断层和若干条作为主断层的伴生或调节断层的次级断层共同构成^[24-26]。

研究区内识别出3种主要的同沉积断裂平面组合样式：帚状断裂、梳状断裂以及陡坡平行断阶。这些不同的断裂组合方式形成了不同的古地貌特征（图 14）。此外，夏口断裂下降盘形成的断槽也可作为输砂通道。结合不同断裂样式形成的古地貌类型和地震属性分析成果（图 15），在研究区建立了4种古地貌控砂模式，并对临南洼陷古地貌对砂体展布的控制作用进行了分析（图 16）。

图 14

Fig. 14

下载原图 图 14 临南洼陷古近系沙四上亚段沉积前古地貌特征 Fig. 14 Paleogeomorphology characteristics before the deposition of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

图 15

Fig. 15

下载原图 图 15 临南洼陷古近系沙四上亚段2砂组均方根地震属性平面图 Fig. 15 RMS seismic attribute plan of No.2 sand group of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

图 16

Fig. 16

下载原图 图 16 临南洼陷古近系沙四上亚段不同类型古地貌控砂模式 Fig. 16 Diverse paleogeomorphology sand-controlled models of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（1）轴向断槽输砂。断槽通常位于盆地边缘，为相对低洼的通道或沟槽。根据地震地貌特征在研究区夏口断层西部识别了轴向断槽（图 14）。夏口断层是一种大型铲形断层，上部倾角约70°，底部减至约30°。在该断层上盘下降时，在下降盘一侧形成NE像展布的断槽，可作为重要的输砂通道，控制着临南洼陷沙四上亚段西南部的沉积体系走向，使沉积物的展布方向与断槽走向基本一致。沙四上2砂组均方根地震属性图显示（图 15），夏口断层下降盘一侧出现了明显的均方根振幅异常，指示西南部物源的砂体沿断槽向NE方向推进，其前端可达双丰—江家店一带（图 10b，16a）。

（2）陡坡平行断阶控砂。“构造坡折带”定义为沉积斜坡在同沉积构造活动的长期影响下发生显著突变的区域^[26]。基于断层的几何形态和发展位置，在临南洼陷沙四上亚段识别了陡坡平行断阶（图 14）。受边界控洼断裂夏口断层及其派生的走向与边界断层一致的次级断层F1控制形成，分布在临南洼陷东南部瓦屋附近。在沙四段期间，夏口断层和其次级断层F1在工区南部的活动均较为强烈，导致两者之间的断块发生旋转，不同断块的旋转速度差异导致这一过程在盆地边缘至内部形成了多级阶梯状地形，与陡坡断阶在剖面上对应。这种差异性构造沉降引起的台阶型陡坡平行断阶控制了砂体的展布。

沙四上2砂组均方根地震属性图显示（图 15），夏口断层和其次级断层F1构成的陡坡平行断阶处出现明显的均方根振幅异常，指示砂体在此处的堆积。沙四段早期，在夏口断层的高位区域，主要发育了末端扇和扇三角洲等扇体沉积。在陡坡平行断阶区，发育多期退积型扇体沉积。断块持续旋转造成的夏口断层下降盘一侧可容空间的增大，使得夏口断层上升盘一侧的砂体可沿台阶断层向盆地内部推进（图 10b，16b）。

沙四上亚段末期，夏口断层活动形成地形坡折，促使上升的湖平面在一定时期内形成较稳定的湖岸带，断层坡折下方水体迅速加深，有利于形成能量较强的波浪，控制滩坝砂体沿断层分布^[20]。随着湖盆扩张和扇三角洲的退积，扇三角洲提供的物源碎屑在断阶区沉积，形成了滩坝，这是由于断阶处的低隆起区受湖浪改造影响较强，易于迎浪部位形成滩坝砂体。可观察到在夏47井的大套泥岩中钻遇细砂岩滩坝沉积，其在电测曲线上显示出与泥岩基线呈指状交互的特征。总的来说，滩坝砂体的展布往往与岸线、低隆起区域的长轴方向以及陡的“台阶”带平行（图 10b，16b）。

（3）梳状断裂控砂。在边界断层的张扭作用下，梳状断裂因右旋剪切力或边界断层两侧的相对位移而形成，伴随一系列与边界主断层斜交的高角度、雁列排布的低级序断层出现。在江家店地区可以观察到，夏口断层的下降盘派生出多条近东西向、与主断层夏口断层高角度斜交的低级序断层，构成梳状断裂的典型特征。在平面上，这些次级断裂呈向西撒开的梳状，呈北东东向延伸，与主断层呈斜交形成梳状断裂组合。这种主次断裂的斜交排列，尤其在断裂交会（断角）处，形成地貌低点，引导上升盘的物源沿断角向洼陷内部迁移（图 14）。

沙四上2砂组均方根地震属性图显示（图 15），研究区沙四上亚段沉积早中期南部末端扇、扇三角洲分布特征受梳状断裂系控制。沿梳状断裂系注入盆地的砂体在迁移到洼陷内的过程中，会沿着次级断裂倾末端注入洼陷并向前扩展延伸，在断角底部堆积较厚的砂体。这种现象源于下降盘与上升盘之间的高度差异，短期内物源主要在下降盘断角处积聚（图 10b，16c）。

（4）帚状断裂控砂。临商断层为临南洼陷北部边界断裂，沿北东或北北东方向展布，具明显的左列雁列特征和右旋走滑特征^[13]。通过地震属性和临商断层平面组合样式的分析，识别出该断层的分支形成了多个东西向的小型断槽，共同组成一个帚状断裂体系，控制着砂体沿断槽向洼陷内迁移（图 14）。沙四上2砂组均方根地震属性图显示（图 15），帚状断裂对于区域北部来自盘河物源的辫状河三角洲砂体的分布起到了重要的控制作用，砂体沿着帚状断层形成的近东西向断槽继续向洼陷内迁移（图 10b，16d）。

沙四上2砂组沉积期，同沉积断裂活动强度最大，断裂差异活动形成的古地貌类型也最为复杂，古地貌对砂体分布的控制用也更明显。通过准确界定物源体系、沉积特征、砂体分布模式、演化规律以及断裂对砂体展布的影响机制，建立了临南洼陷沙四上亚段2砂组的构造-沉积耦合模式（图 17）。在沙四上亚段沉积时期，受控洼断层夏口断层与临商断层的共同作用下，临南洼陷成为沉降中心。沙四上2砂组沉积时期，气候转为潮湿，以扇三角洲、辫状河三角洲、滩坝及滨浅湖为主要沉积类型。洼陷北部地区提供远源物源在盘河地区发育辫状河三角洲沉积，其砂体的展布受帚状断裂的影响沿断槽向洼陷内迁移。工区南部发育近源扇三角洲沉积，主要由南部近源碎屑物质快速堆积而成。其中，西南部的轴向断槽作为重要的物源通道，促使砂体沿断槽走向向NE方向推进；在梳状断裂的控制下，扇三角洲在江家店地区向前延伸，在断角底部发育一系列较厚的砂体；在瓦屋地区陡坡平行断阶处，发育的扇三角洲沉积垂直于边界断层走向呈退积式展布，而地势平坦的商河地区受到沿岸流影响较大，来自三角洲的碎屑物被搬运至湖岸周围，形成滩坝沉积。

图 17

Fig. 17

下载原图 图 17 临南洼陷古近系沙四上亚段2砂组构造-沉积耦合模式 Fig. 17 Tectono-sedimentary coupling model of sand group 2 of the upper Es4 sub-member of Paleogene in Linnan Subsag

（1）渤海湾盆地临南洼陷沙四上早期（3+4砂组）气候干旱，整体为开阔平坦的地势，河流流速急剧下降，导致携带的大量砂质碎屑物在不稳定的水体中沉积，主要发育河流末端扇沉积体系；晚期（1+ 2砂组）气候逐渐变湿润，湖泛不断扩大，盆地从早期干旱气候下的河流末端扇沉积向正常湖盆沉积演化，发育（扇）三角洲-滨浅湖滩坝体系。

（2）夏口断层主要在孔店组时期及沙三—沙二段沉积时期活跃，在沙四段时期，断层的活动强度有所减弱；临商断层活动始于孔店组时期，至沙四段达到活动高峰期，随后活动强度逐步降低。断层活动形成不同的古地貌类型，同时古地貌控制着沉积相和砂体的分布，在研究区发育帚状断裂、轴向断槽、梳状断裂、陡坡平行断阶4种古地貌控砂模式。

（3）研究区沙四上2砂组沉积时期，气候转为潮湿，以扇三角洲、辫状河三角洲、滩坝及滨浅湖为主要沉积类型。轴向断槽可作为输砂通道，控制着砂体沿断槽走向推进；梳状断裂、陡坡平行断阶、帚状断裂等同沉积断裂为砂体提供了较大的可容空间，控制着砂体的富集位置，是寻找砂岩油气藏的有利区带。