郯廬斷裂帶是虛構(gòu)的？

——用周向應(yīng)力觀點(diǎn)看破裂過程

毛小平

從很多盆地構(gòu)造圖看，斷裂是一個(gè)局部過程。最成熟的且統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的郯廬斷裂卻是個(gè)例外，長(zhǎng)達(dá)幾千公里，于是本文擬結(jié)合高精度地震勘探，看看究竟。 

背景：新的資料，高精度的地震勘探，對(duì)我們傳統(tǒng)的理論有一定挑戰(zhàn)性，需要重新認(rèn)識(shí)事物。雖然渤海灣盆地勘探很多年，但構(gòu)造專家縱馬馳騁，似乎懶得看油氣勘探成果？而我以前“算”是搞油氣的，常看構(gòu)造圖，發(fā)現(xiàn)，總有很多毛毛蟲斷裂，其特征是，如毛毛蟲一樣，斷了一段，兩頭消失了，很多盆地的構(gòu)造圖，幾乎全是，當(dāng)時(shí)覺得怪異?，F(xiàn)在想來，難道斷裂是一個(gè)局部過程？

根據(jù)前幾天的經(jīng)驗(yàn)，我不敢輕易否定傳統(tǒng)觀點(diǎn)，更從未懷疑郯廬斷裂不是完整的一條斷裂。而最近，回憶加搜集似乎悟出，多數(shù)地質(zhì)過程-至少斷裂構(gòu)造，均是一個(gè)局部過程，郯廬斷裂，似乎是虛構(gòu)的，不存在一條完整的長(zhǎng)達(dá)幾千公里的錯(cuò)斷。為此，拋出這兩天搜集的證據(jù)，供大家拍磚。 

按我們習(xí)慣的思維，郯廬斷裂帶是這樣的（鄧輝，2020, 郯廬斷裂萊州灣段塊體旋轉(zhuǎn)效應(yīng)及意義）：

圖1 郯廬斷裂萊州灣段構(gòu)造格架（鄧輝，2020）

較完整的郯廬斷裂帶是這樣的(呂丁友，2011：郯廬斷裂帶渤海段新生代構(gòu)造特征及其與油氣成藏關(guān)系研究)

圖2 郯廬斷裂帶渤海灣段

或者是這樣的（王光增，2017博士論文“郯廬斷裂渤海段走滑派生構(gòu)造及其控藏作用”）：

圖3 渤海海域主干斷裂展布圖

下圖C-C’剖面穿過渤東凸起，其西部的斷裂被認(rèn)為是郯廬斷裂，如下圖所示（王光增，2017）。

圖4a 郯廬斷裂帶渤海灣段

從剖面圖看，郯廬斷裂帶西支及東支穿過渤東凸起，如下面剖面圖紅線范圍內(nèi)。

 圖4b 渤海海域郯廬斷裂不同段剖面樣式（剖面位置如前圖）

一句話，在我們印象中，它是一組基本連續(xù)的，北東向的2-3條斷裂。

但是，這兩天從渤海灣盆地的高精度地震解釋成果看，好象郯廬斷裂這樣的連續(xù)的、延伸距離很遠(yuǎn)的大斷裂不存在。 

二、郯廬斷裂帶的真實(shí)形狀

郯廬斷裂帶的真實(shí)情況是什么？下圖為渤中地區(qū) T8 斷裂級(jí)別劃分圖(張健，2015年碩士論文“渤中凹陷斷裂體系及其對(duì)成藏的控制”，這里引用碩博論文是因?yàn)橐话闼麄儠?huì)引用油田給的構(gòu)造圖等常規(guī)圖件，這樣的圖件在正式期刊論文中較少見到)，圖中中部和東部為郯廬斷裂穿過的地方，但實(shí)際，這里的一級(jí)斷裂（通天斷裂）不連續(xù)，且方向不固定，這里不僅是二維地震，三維地震掃片很多遍了，精度很高，對(duì)斷裂的刻畫很精細(xì)，難從“誤差”角度來否定它。

圖5a 渤海盆地構(gòu)造圖

上面的一級(jí)斷裂（紅色）和二級(jí)斷裂（綠色）的定義如下面南南東剖面可以看出，一級(jí)和二級(jí)基本上為通天斷裂。上圖反映了T8,即最深一層構(gòu)造的斷裂組合圖。

圖5b 渤海灣地區(qū)斷裂構(gòu)造樣式

若將從基底到淺層各層的斷裂疊合在一起，得到如下圖所示的平面圖，也看不出有一條規(guī)模大、有一定連續(xù)性的郯廬斷裂穿過。

圖6 多層斷裂疊合圖

為了核實(shí)，查了一篇《石油與天然氣地質(zhì)》38(1)正式期刊論文（王冠民，2017，渤海灣盆地渤中凹陷油藏?cái)嗔烟卣骷皩?duì)成藏的控制作用），其斷裂組合圖相當(dāng)精細(xì)，如下圖所示，和前圖圖6基本一致。渤南低凸起一條東西向的斷裂F1和被認(rèn)為是郯廬斷裂的F2均為通天斷裂，但一些學(xué)者卻將東西向的F1忽略，這是不是選擇性失明？渤南低凸起南部大量這種東西向斷裂，如圖7b的剖面圖中，F(xiàn)2,F3,F4均為近東西走向的斷層，斷距大，規(guī)模不小于南北向斷層F2。F2被稱為郯廬斷裂的“西支”，但其延伸范圍是有限的，即前述毛毛蟲斷層，和北部的渤東低凸起的郯廬斷裂帶的“西支”F5，有近20多公里的間隔，我們無論如何也不能將它們稱為一條斷層。

圖7a 渤海灣盆地?cái)嗔呀M合平面圖

圖7b 斷裂樣式剖面圖(剖面位置見上圖)

渤南低凸南面的黃河口凹陷及萊北低凸起的構(gòu)造圖也類似。如下圖圖8所示（余宏忠,2009，黃河口凹陷新近系層序地層及構(gòu)造對(duì)沉積充填的控制作用）,從圖中可以看出，萊北低凸起西邊的斷層被認(rèn)為是郯廬斷裂的西部走滑，它穿過了黃河口凹陷，但終止于渤南低凸起，和上圖是一致的；而東段，按鄧輝（2020）會(huì)連至渤東凸起的一條南北向斷裂，但實(shí)際沒有。該圖其實(shí)也是經(jīng)過了“概念化”的，即帶著概念經(jīng)過了一定加工。

圖8 黃河口凹陷構(gòu)造圖

再向南看看萊州灣洼陷。如下圖所示，郯廬斷裂帶西支終止于濰北凸起、而東支則終止于魯東隆起（楊波，2016，渤海萊州灣凹陷南部斜坡帶構(gòu)造特征及油氣成藏規(guī)律），這兩支被稱為郯廬斷裂的斷裂幅度和東西走向的斷層相近，也屬于局部事件，雖然圖經(jīng)過了一定加工。

圖9 萊洲灣洼陷斷裂分布平面圖

三、思辯還是推理

實(shí)際和想象不同，下面比較一下實(shí)際構(gòu)造圖和經(jīng)過加工后的圖。如下圖所示，左側(cè)為實(shí)際勘探成果（王冠民，2017），右側(cè)為做適當(dāng)推測(cè)（胡惟，2014，郯廬斷裂帶渤海段新構(gòu)造活動(dòng)方式與深部背景）。在渤東凸起與渤南凸起，無故增加了另一條垂直相交的張家口-蓬萊斷裂F9？這一條也應(yīng)是傳說中的，在野外露頭上證實(shí)了的，但在高精度地震下，怎么一點(diǎn)反映都沒有？左圖斷層延伸范圍小，幾乎都是毛毛蟲斷裂，方向有北東向(F6,F3),南北向(F2,F5)，東西向(F4,F1)，北西向，根據(jù)表達(dá)觀點(diǎn)的需要，可以做“適當(dāng)”延長(zhǎng)，刪減、或創(chuàng)造？這樣就能符合希望的觀點(diǎn)。

圖10 實(shí)際構(gòu)造圖與經(jīng)過修理后帶一定觀念的構(gòu)造圖對(duì)比 

四、周向應(yīng)力的觀點(diǎn)

從上面分析，更進(jìn)一步證明我思考的周向應(yīng)力的觀點(diǎn)（毛小平，2020,

周向應(yīng)力在地殼運(yùn)動(dòng)中的作用），認(rèn)為構(gòu)造作用是局部性的，我們不需要去尋找額外的擠壓構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)力。此觀點(diǎn)是受背斜構(gòu)造和石拱橋系統(tǒng)受力的啟發(fā)，將巖石圈當(dāng)成覆蓋于軟流圈之上的三維球殼來看待。通過計(jì)算表明，在巖石圈內(nèi)部，因重力而派生的環(huán)向擠壓應(yīng)力-周向應(yīng)力-可以達(dá)到600-2000 Mpa，和實(shí)測(cè)地應(yīng)力在數(shù)量級(jí)和特征上均是完全吻合的：1）均為擠壓應(yīng)力，全球以擠壓應(yīng)力為主；2）水平主壓應(yīng)力S_Hmax（即周向應(yīng)力）大于自重應(yīng)力，垂向應(yīng)力S_V小于自重應(yīng)力；3）20 km深處周向應(yīng)力估算可達(dá)660 MPa，和理想地球模型所計(jì)算的周向應(yīng)力解析解（約907 MPa）基本一致。球殼狀巖石圈和背斜構(gòu)造、石拱橋類似具有拱形結(jié)構(gòu)，可分擔(dān)、支撐一部分上覆巖層的重量，減輕了對(duì)下伏地層的壓力，增大了側(cè)向擠壓力，重力就部分地轉(zhuǎn)化成了水平應(yīng)力-沿圓周方向的周向應(yīng)力。該應(yīng)力是重力的派生力，不能主動(dòng)“驅(qū)動(dòng)”運(yùn)動(dòng)，但可在巖石圈薄弱帶釋放，不存在單獨(dú)存在的獨(dú)立于重力的構(gòu)造力或碰撞力。巖石圈在球殼狀態(tài)下因重力派生的周向應(yīng)力在薄弱帶被動(dòng)釋放，就產(chǎn)生了地殼的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。

除上面的斷裂可以看出，幾乎所有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)都是一種局部過程，甚至汶川地震。我們從汶川地震同震位移、近震地震波形分析認(rèn)為，汶川地震并不是由于印度板塊的長(zhǎng)距離的“碰撞”，而是由于龍門山斷裂帶兩側(cè)的差異升降運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致巖石圈破裂，周向應(yīng)力釋放而產(chǎn)生，這是一個(gè)局部破裂過程。如下圖所示，為汶川地震的同震破裂，其中，箭頭起點(diǎn)為真正點(diǎn)位，箭頭長(zhǎng)度代表這個(gè)點(diǎn)的相對(duì)移動(dòng)距離-同震位移，越長(zhǎng)，移動(dòng)距離越大，可以看得，這不是印度板塊的推擠結(jié)果，而是龍門山斷裂帶發(fā)生的一個(gè)局部過程，和前述毛毛蟲斷裂是相似的。

圖9  汶川地震同震破裂強(qiáng)度平面圖

END