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第一章石油勘探中的構(gòu)造樣式石油地質(zhì)學(xué)家們很久以來就認(rèn)識(shí)到,地球上眾多的含油氣盆地以及盆地內(nèi)不同級(jí)次、不同規(guī)模的構(gòu)造、油氣聚集帶和油氣圈閉,雖然形態(tài)、結(jié)構(gòu)和聚油特點(diǎn)上千差萬別,但是它們都不是孤立存在的,相互間往往有成因聯(lián)系,空間分布上也是有規(guī)律可循的。為了在分章闡述各種油氣聚集構(gòu)造類型的基本特征和形成機(jī)制之前,對(duì)它們的區(qū)域構(gòu)造控制因素和分布規(guī)律有一個(gè)總體的概念作者在本章將周中介紹T.P.Harding.和J.D.Lowell的構(gòu)造樣式的概念和構(gòu)造樣式的分類.由于這一分類把近代板塊理論研究引入到實(shí)際的油氣勘探領(lǐng)域,把盆地構(gòu)造和盆地內(nèi)油氣圈閉的構(gòu)造研究與板塊構(gòu)造的部位、性質(zhì)和演化緊密地聯(lián)系在一起,從而使油氣聚集的構(gòu)造分析,在認(rèn)識(shí)上大大提高一步。因此,介紹這一分類,無論理論上或?qū)嵺`上又都是有價(jià)值的。第一節(jié)構(gòu)造樣式的概念和分類構(gòu)造地質(zhì)研究中,所研究的對(duì)象往往不是某一個(gè)個(gè)別的地質(zhì)構(gòu)造,而是一組有著一系列共同特點(diǎn)和規(guī)律的構(gòu)造組合。這是因?yàn)槿魏我粋€(gè)特定的地質(zhì)構(gòu)造,如一條斷層、一個(gè)背斜,只要仔細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的幾何形態(tài)、發(fā)育歷史都有某些差異。但是,從大區(qū)域范圍來看,這些局部構(gòu)造往往在剖面形態(tài)、平面展布、排列、應(yīng)力機(jī)制上相互間有著密切聯(lián)系,形成特定的構(gòu)造組合,即所謂構(gòu)造樣式(Structuralstyles)。變形條件相似的地區(qū),其構(gòu)造組合也類似。因此,構(gòu)造樣式就是同一期構(gòu)造變形或同一應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的構(gòu)造的總和。不同的構(gòu)造樣式伴生有不同的油氣圈閉類型。按照這樣的思路和比較大的構(gòu)造學(xué)的方法,就可以在石油勘探新區(qū)資料較少的情況下,去認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)含油氣區(qū)中可能出現(xiàn)的構(gòu)造樣式及有關(guān)的油氣圈閉類型。這對(duì)指導(dǎo)油氣勘探工作具有十分重要的實(shí)際意義。過去,地質(zhì)學(xué)家們?cè)岢鲞^幾種不同的構(gòu)造樣式分類方案。但是這些分類沒有明確考慮沉積盆地內(nèi)的深層地下構(gòu)造以及其伴生的油氣圈閉。有些曾經(jīng)一度流行的方案,如蘇聯(lián)的別洛烏索夫(1959)提出的以垂直涌動(dòng)為基礎(chǔ)的分類方案,只是一種以有限形變機(jī)制為依據(jù)的形態(tài)分類,因而是不夠完善的,在石油勘探的應(yīng)用上受到了限制,近年來,隨著板塊構(gòu)造理論研究的深入,成功地把地殼的形變過程和巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來,形成了一個(gè)全球性的統(tǒng)一概念。這樣,構(gòu)造樣式的分類就有了更全面、更深刻的依據(jù)。本書主要參考了T。P。Harding及J。D。Lowell(1979)提出的分類方案。該分類最大的優(yōu)點(diǎn)是將板塊構(gòu)造的分析和油氣勘探緊密結(jié)合,明確提出了各種構(gòu)造樣式在板塊構(gòu)造中主要發(fā)育部位以及鑒別準(zhǔn)則,并闡述了影響構(gòu)造樣式形態(tài)和產(chǎn)狀變化因素。因此,它是諸多分類中較好的一種方案。Harding的分類方案首先強(qiáng)調(diào)基底是否卷入,即沉積蓋層的變形是否受基底構(gòu)造的控制,把它作為分類的一級(jí)標(biāo)志。據(jù)此,將構(gòu)造分為基底卷入型和蓋層滑脫型兩大類。在此基礎(chǔ)上,又根據(jù)形變的力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力傳遞方式進(jìn)一步細(xì)分為八種基本構(gòu)造樣式?;资且粋€(gè)相對(duì)的概念,使之不整合在某時(shí)期沉積盆地以下的地層。例如中、新生界盆地的基底,應(yīng)為前中生界地層,包括古生界的沉積巖、巖漿巖以至更古老的變質(zhì)巖,它的機(jī)械強(qiáng)度和巖層結(jié)構(gòu)差異很大,對(duì)于石油勘探來說,基底卷入程度是很關(guān)鍵的。因?yàn)樗粌H表明構(gòu)造演化的機(jī)制,而且,還大致說明了盆地中油氣圈閉所影響、所包括的沉積厚度。基底卷入性構(gòu)造樣式包括:扭性斷層組合、壓性斷塊和基底逆沖、張性斷塊和翹曲;蓋層滑脫型構(gòu)造樣式有:滑脫逆沖-褶皺組合、滑脫正斷層(包括“生長(zhǎng)斷層”)、鹽底辟構(gòu)造和泥底辟構(gòu)造等。以上這些基本的構(gòu)造樣式是在板塊構(gòu)造的巨大格架上產(chǎn)生的,在某些情況下,也和特定的沉積史有關(guān),但沉積史歸根到底取決于板塊運(yùn)動(dòng),所以,大多數(shù)構(gòu)造樣式都優(yōu)先出現(xiàn)在板塊構(gòu)造的特定部位。板塊構(gòu)造部位可分成板內(nèi)和板塊邊緣兩大類,后者又可分成匯聚邊緣、離散邊緣及轉(zhuǎn)換邊緣三類。基本構(gòu)造樣式的常見板塊構(gòu)造部位見表1-1。以上劃分出的構(gòu)造樣式,具有明確的典型特征,可作為典型構(gòu)造樣式看待。但具體地區(qū)的實(shí)際的構(gòu)造樣式則可能是上述基本構(gòu)造樣式的過渡類型,或幾種典型樣式的混合型。Harding等認(rèn)為,一個(gè)地區(qū)的構(gòu)造樣式經(jīng)常由于當(dāng)?shù)貛r層的變化(如巖石的可塑性、原始結(jié)構(gòu)等方面的差異,所經(jīng)歷的構(gòu)造事件,包括強(qiáng)度、延續(xù)時(shí)間和期次的不同)而有所不同。此外,還可能由于本質(zhì)上不同的構(gòu)造變動(dòng)的疊加而進(jìn)一步復(fù)雜化。所有這些原因,都使構(gòu)造樣式的識(shí)別變得相當(dāng)困難。但是,只要熟悉以上基本類型,結(jié)合當(dāng)?shù)氐卣稹⒌刭|(zhì)資料,通過認(rèn)真分析、對(duì)比,構(gòu)造樣式是可以鑒別的。鑒別構(gòu)造樣式的基本準(zhǔn)則是局部構(gòu)造的平面和剖面形態(tài)以及這些構(gòu)造平面展布特征,特別是沿走向排列的重大差異。由于構(gòu)造組合及其識(shí)別標(biāo)志并不是一一對(duì)應(yīng)的,尤其是鑒別工作往往要在早期資料不足的條件下進(jìn)行所以相當(dāng)困難。但構(gòu)造樣式確定的正確與否,之間關(guān)系到油氣勘探方向的選擇,這種鑒別工作是必不可少的。根據(jù)前人總結(jié)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn),鑒別構(gòu)造樣式要特別注意以下幾點(diǎn):、別關(guān)鍵性的構(gòu)特征。如褶皺和斷層的雁行式排列、正斷層下降盤的逆牽引現(xiàn)象。、構(gòu)造在走向排列上局部的重大變化。、注意總體的區(qū)域構(gòu)造格局。T.P.Harding和J。D。Lowell列舉了十種最常見的構(gòu)造特征:拖曳褶皺-----沉積巖受斷層的拖曳形成的褶皺,顯然,壓性逆斷層、張性逆斷層、剪切平移斷層的拖曳褶皺是有明顯差別的。披覆褶皺----由于下部堅(jiān)硬巖層(常為基底斷塊)的存在,迫使上部沉積中形成褶皺,即所謂“強(qiáng)制褶皺”(Forcedfold)。這和我國石油地質(zhì)界經(jīng)常談到的,在古地形隆起之上由于差異壓實(shí)作用造成的背斜是不同的。雁列構(gòu)造----包括斷裂和褶皺,它們是一系列相互平行的疊覆構(gòu)造,本身相互平行,但與總體的構(gòu)造形變走向斜交。網(wǎng)格狀構(gòu)造----在區(qū)域范圍內(nèi),平面上構(gòu)造線組的相互交切,呈“鋸齒狀”或“之”字形。不規(guī)則構(gòu)造帶----局部構(gòu)造成群的集中分布,但空間排列、走向延伸沒有規(guī)律。平行構(gòu)造帶----相似的構(gòu)造單元平行排列,有的地方構(gòu)造間隔很近,平面上呈凹、凸相間的波狀條帶,并彎曲呈扇形地帶(Saliant,與應(yīng)力方向同向的突出部分)和凹港狀地帶(Reentrant,與應(yīng)力方向相反的凹入部分)。側(cè)列式(Relay)構(gòu)造帶----不連續(xù)的疊覆構(gòu)造單元,本身相互平行,于總體形變帶走向也平行。孤立型構(gòu)造----呈孤立的、單獨(dú)的形式存在,一般不和其他相似的構(gòu)造排列在一起。天窗是構(gòu)造(Trap-door)----由兩組斷層相交形成的斷塊,夾持在兩條斷層之間斷塊為最高隆起部位。大體上相當(dāng)于我們所說的墻角斷塊。帶狀構(gòu)造----不連續(xù)的狹長(zhǎng)構(gòu)造帶,局部走向可能和一個(gè)地區(qū)的主要構(gòu)造走向平行、斜交或垂直。上述構(gòu)造特征實(shí)際上只是幾個(gè)實(shí)例,并不能概括所有典型構(gòu)造特征。地質(zhì)力學(xué)中所提出的一系列構(gòu)造形式(“入”字形、“多”字形以及旋轉(zhuǎn)構(gòu)造等)均屬之。不同構(gòu)造樣式造成了不同類型的油氣圈閉條件,例如,扭性構(gòu)造組合主要的油氣圈閉類型是雁列背斜,有的地方扭性斷層本身亦能形成圈閉。壓性與張性斷裂型式通常具有多次重復(fù)出現(xiàn)的走向帶,它們連結(jié)成鋸齒形和“之”字形或其它網(wǎng)格型式,主要的圈閉類型是斷層圈閉和斷塊邊界上方的披覆褶皺?;茁N曲(穹隆、隆起等)大多數(shù)孤立的構(gòu)造形態(tài),通常為寬緩的褶皺圈閉,由于長(zhǎng)期的繼承性隆起而有利于油氣的聚集。大部分滑脫型逆沖褶皺構(gòu)造都呈彎曲的狹長(zhǎng)構(gòu)造帶,并以緊密艱巨的波狀條帶形式重復(fù)出現(xiàn)。此時(shí)有效的圈閉位于輕微一中等.破壞的擠壓背斜、逆沖斷片的前沿等處。大多數(shù)滑脫正斷層都是鏟形斷層,這些斷層出現(xiàn)在沉積作用的尖滅帶,故其走向與沉積作用的走向平行,其主要的油氣圈閉類型是沿主斷層下降盤分布的伴生的滾動(dòng)背斜。鹽巖構(gòu)造和泥巖構(gòu)造是由于浮力作用上升而形成的巖枕、巖丘、巖脊等,或者受構(gòu)造力的作用而形成形態(tài)及其復(fù)雜地?cái)D入構(gòu)造(底辟構(gòu)造)。最后還應(yīng)指出,地層因素,如剝蝕、尖滅、超覆、不整合等都可能疊加在所有構(gòu)造樣式之上,使全比類型更加復(fù)雜、多樣。第二節(jié)基底卷入型構(gòu)造樣式1、 扭性斷層組合扭性斷層組合形成的主要構(gòu)造環(huán)境是板塊的轉(zhuǎn)換邊緣,但是離散邊緣和匯聚邊緣也是很重要的發(fā)育部位。在轉(zhuǎn)換邊緣上,巖石圈板塊之間的擦邊運(yùn)動(dòng)正好產(chǎn)生這種構(gòu)造樣式所需的力偶,在這種情況下,走向滑動(dòng)通常沿整個(gè)平行斷層組分布,或集中于一條單個(gè)的主扭斷層上。當(dāng)轉(zhuǎn)換斷層切過洋殼離散邊緣時(shí),可使擴(kuò)張軸錯(cuò)斷;當(dāng)轉(zhuǎn)換斷層切過陸殼離散邊緣時(shí),就能造成具有不同沉積史的次級(jí)盆地,如沿西非和東格陵蘭大陸架分布的盆的。主扭斷層也可以和匯聚板塊邊緣近似平行發(fā)育,這是由于板塊侵入方向偏斜造成的。這些斷層都是縱向扭斷層,而且均處于造山帶或巖漿弧的軸部。主扭斷層也可以和匯聚邊緣斜交,此時(shí)叫做'斜向扭性斷層”。這種斷層多存在于造山帶和前陸地區(qū)。其中許多斷層的型式和位移方向都符合共軛剪切體系。當(dāng)前陸地區(qū)扭動(dòng)斷層的位移較走滑斷層和縱向斷層為小,伴生構(gòu)造分布也不很廣泛。扭性斷層在陸殼離散邊緣和板塊內(nèi)地塹系統(tǒng)中發(fā)育的可能性較小,板塊內(nèi)部產(chǎn)生的機(jī)會(huì)最小。板塊內(nèi)扭動(dòng)斷層通常以單條形式出現(xiàn),而且位移小,伴生的構(gòu)造也少。與扭性斷層伴生的構(gòu)造比任何其它構(gòu)造樣式伴生的構(gòu)造都多,而且這些構(gòu)造對(duì)別的樣式來說也是基本的構(gòu)造要素。扭性構(gòu)造組合同時(shí)可伴有壓性和張性特征,據(jù)此可分成三亞類:(1)沒有明顯的壓性與張性特征,比較單純的扭性,稱為走向扭動(dòng)。(2)伴有以擠壓為住的特征,叫做匯聚扭動(dòng)。(3)伴有以拉張為主的特征,叫做離散扭動(dòng)。以上三亞類取決于側(cè)向運(yùn)動(dòng)塊體的排列方式及其邊界與區(qū)域板塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向。因?yàn)榕ば詳鄬咏M合中構(gòu)造的多樣性,使這一樣式很容易與其它構(gòu)造樣式相混,在沒有直接的水平錯(cuò)斷資料的地區(qū),有下面兩個(gè)特征可用來初步鑒別扭性斷層:(1)平面上的雁行式排列特征;(2)構(gòu)造局限在連續(xù)而狹窄的線形構(gòu)造帶內(nèi)。扭斷裂在剖面上的識(shí)別比較困難。今年來,隨著花狀構(gòu)造在地震剖面中和地表被識(shí)別,對(duì)鑒別扭斷層有極大的幫助。扭性斷層三種亞類能構(gòu)成多種類型的油氣圈閉,其中最有利的顯然是與雁列褶皺有關(guān)的圈閉,其次,像雁列正斷塊、逆沖斷層下的地層截?cái)嗖课缓突顦?gòu)造本身都是有效的圈閉。2、 壓性斷塊和基底逆沖斷層這兩類構(gòu)造樣式主要出現(xiàn)在匯聚板塊邊緣。壓性斷塊分布主要限于前陸區(qū),所以相當(dāng)局限,而基底逆沖斷層則可廣泛發(fā)育在前陸區(qū)、造山帶和海溝向陸一側(cè)斜坡上(表1-1)。在前陸區(qū),這二者似乎是漸變過渡的。在匯聚邊緣有兩種前陸區(qū),弧后前陸區(qū)和邊緣前陸區(qū)。前者位于巖漿火山弧和克拉通之間,常具有連接板塊內(nèi)部或克拉通的逆沖褶皺帶(安底斯型或科迪勒拉型)。邊緣前陸區(qū)是由于大陸碰撞而發(fā)展來的,位于巖漿火山弧與原先的海溝之間(碰撞型或喜馬拉雅型),褶皺和逆沖斷層是向著板塊邊緣或早期海溝方向的。壓性斷塊是由于巖石圈板塊向下俯沖造成的擠壓力產(chǎn)生的,壓性斷塊上的反向位移(逆斷)是由于斷塊受到俯沖下去的巖石圈板片的浮力或?qū)嶋H與其接觸所致。所以,深部板片的范圍應(yīng)該控制著前陸區(qū)構(gòu)造的展布區(qū)域。地殼由于受熱而變得脆弱也是形成壓性斷塊的原因之一。.在討論壓性斷塊時(shí),需要特別注意基底最頂部和沉積蓋層的構(gòu)造形態(tài),因?yàn)橛蜌馊﹂]就發(fā)育在其中。壓性斷塊在這些層位上的邊界斷層面可以從近乎直立變到低角度的逆沖斷層,特別是在構(gòu)造起伏較大的地帶尤為突出。近乎直立的斷層面可以有逆斷層或偶有正斷層的片斷。斷塊邊界斷層也可以有一些次一級(jí)的走向滑動(dòng)分量。從剖面上看(圖1-4),在較高的構(gòu)造層位上,可以分出一個(gè)三重垂直分帶現(xiàn)象,進(jìn)一步顯示出這一樣式的斷塊形態(tài)。在接近基底頂部處是一個(gè)傾斜斷塊,中間部位是一個(gè)陡傾的拖曳褶皺,在較淺處未受侵蝕部位則發(fā)育一個(gè)平緩的披覆褶皺或翹起的單斜構(gòu)造。在剖面上,斷塊像是旋轉(zhuǎn)了的斷片,其伴生的撓曲是不對(duì)稱的,對(duì)稱的撓曲很少見。從內(nèi)部看,單個(gè)構(gòu)造由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,在撓曲斷塊邊界一翼的下傾方向上可以看到平行構(gòu)造軸的大型正斷層,頂部的次級(jí)正斷層,包括縱向、橫向,在某些披覆撓曲上是很常見的。有些橫向斷層具有走滑分量,錯(cuò)斷了翹曲軸,并多以高角度終止在斷塊邊界上。他們也可以看成是切入基地的、振列斷層,使斷層邊界錯(cuò)開。在擠壓變形區(qū),區(qū)別斷塊作用與滑脫逆沖作用和聚合型扭動(dòng)作用是很關(guān)鍵的,如果資料不足,則區(qū)別起來可能很難,特別是那些以逆沖斷層為主構(gòu)成多種樣式的地區(qū)更是如此。從區(qū)域上看,斷塊構(gòu)造的網(wǎng)格狀格局明顯不同于通常的逆沖一褶皺帶的波狀形態(tài),網(wǎng)格狀格局與扭動(dòng)帶的直線貫通式主斷層和雁列式構(gòu)造也有明顯區(qū)別。天窗式構(gòu)造群和'之”字形塊斷層是擠壓斷塊作用的特殊標(biāo)志,在轉(zhuǎn)換邊緣上發(fā)育的上沖斷層方向比較單一,且伴有雁列褶皺,而壓性斷塊的斷層往往較淺、傾角較陡。一般地說,在橫斷面上,扭動(dòng)構(gòu)造組合和逆沖一褶皺帶的褶皺形態(tài)與斷塊構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)斷片和單斜階梯狀外貌是不一樣的(圖1-5),后者明顯不對(duì)稱,而扭動(dòng)作用伴生的褶皺則常常是對(duì)稱的。識(shí)別壓性斷塊和張性斷塊的標(biāo)志是斷塊邊界斷層的特征。壓性斷塊除有明顯的擠壓特征外,還有較陡的撓曲。在洛基山前陸區(qū)西得克薩斯的二疊紀(jì)盆地及厄瓜多爾的奧蘇特省,壓性斷塊形成了富含油氣的圈閉。個(gè)別的圈閉包括披覆背斜的高點(diǎn)、墻角構(gòu)造、斷鼻以及次級(jí)翹曲和次級(jí)斷層。此外,緊靠斷塊邊界斷層封閉的地下逆沖翹曲和各種伴生的地層圈閉中也可能產(chǎn)油。匯聚板塊環(huán)境中的基底逆沖斷層,由于發(fā)生了超高溫、高壓的復(fù)雜變形,所以沒有找油遠(yuǎn)景。我國廣大的西北地區(qū),壓性斷塊與基底逆沖廣泛發(fā)育,如祁連山北麓的玉門油田,新疆的克拉瑪依油田,都受到了新生代以來逆沖作用的改造。深入研究這類構(gòu)造樣式的發(fā)育規(guī)律和儲(chǔ)油特征,對(duì)我國西北地區(qū)的石油勘查具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。3、張性斷塊張性斷塊以正斷層的廣泛發(fā)育為特征。正斷層作為次級(jí)構(gòu)造可以存在于所有其它構(gòu)造樣式中,然而,在某些構(gòu)造組合構(gòu)造部位中,區(qū)域性深層正斷層占有主導(dǎo)地位,正是這種區(qū)域性深層正斷層,才構(gòu)成了獨(dú)立的張性斷塊樣式。這種樣式可能是所有樣式中分布最廣的一種。它可以在離散邊緣的各個(gè)發(fā)展階段上產(chǎn)生,從最初的地殼抬升,初發(fā)裂谷,拗拉谷到邊緣海,擴(kuò)張中心以至被動(dòng)邊緣均可形成。在板塊內(nèi)部的某些地區(qū)也可見到。在剖面上看,正斷層是最簡(jiǎn)單的樣式之一,但平面上,它的形式卻變化很大,難以預(yù)測(cè)。當(dāng)巖石圈受到拉張時(shí)必定要產(chǎn)生一系列的正斷層,在此,歸納了地質(zhì)學(xué)家提出的四種模型。這四種模型的共同點(diǎn)是深部有一個(gè)塑性變形帶,上部為脆性變形帶。正斷層發(fā)生在脆性帶而吸收與塑性帶。近代地震反射法與折射法已證明在下部地殼中有一低速帶存在,可能就是塑性帶。四種模型的不同點(diǎn)是斷層向著塑性層消失的方式不同。根據(jù)地震資料,梨式正斷層比較符合實(shí)際情況,而且通常形成不對(duì)稱的半地塹式構(gòu)造組合。蘇伊士灣可以作為板塊內(nèi)地塹和離散邊緣各個(gè)發(fā)展階段上的基本樣式代表。在蘇伊士地塹中,區(qū)域性斷層明顯地具有多種走向,形成一個(gè)網(wǎng)格狀交叉系統(tǒng),同時(shí),也具有鋸齒形斜切邊界的斷塊和側(cè)列式的縱向斷層。其中任何一種都可以孤立產(chǎn)生也可以成組出現(xiàn)。斷層走向以平行的前總的走向?yàn)橹?,與區(qū)域性走向斜交的兩個(gè)主要的方向的斜交斷層也很重要,兩組斷層發(fā)育程度大體相等。區(qū)域性橫斷層少見。盆地中還發(fā)育著兩類正斷層下降盤向著盆地中心方向下掉的斷層叫做同向斷層,下降盤背向盆地中心方向下掉的斷層叫做反向斷層,無論這兩類斷層位移量是大是小,它們的線性排列型式是相似的。不同時(shí)期的正斷層疊加,是構(gòu)造格局更為復(fù)雜。區(qū)域規(guī)模上,正斷層形成的板內(nèi)裂谷系,其復(fù)雜程度可以從簡(jiǎn)單的直線斷陷到具有許多分支和“之”字形的地塹。離散板塊便于的形態(tài)主要是繼承了早期板塊內(nèi)裂谷的走向。縱斷層的頻頻出現(xiàn)似乎符合正斷層走向與區(qū)域拉張應(yīng)力方向垂直這一基本概念,斜列斷層則不然,它們切過斷層邊角,使相切的兩側(cè)同等隆起,并且似乎與側(cè)列式構(gòu)造聯(lián)合形成一個(gè)統(tǒng)一的地塹沉降體系。因此,各種不同方向的斷裂在某些地區(qū)看起來像是同期的,這種格局并不能用多期拉張來解釋。Reches在理論上也得到了類似的結(jié)論,它使用一次受力形變構(gòu)造模擬實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了多方向的傾向滑動(dòng)格局,所以,這種多方向的正斷裂系統(tǒng)或許是拉張破裂的基本結(jié)果,無須多期活動(dòng)就能造成。斜列斷層在平面上交角約為60°,所以曾經(jīng)把他們看成是共軛走滑斷層??墒牵K伊士灣地區(qū)和其它地方的地面填圖及地下資料表明,這些斷層沒有很大的走向滑動(dòng)。所以有人推測(cè)這些斜向斷層是繼承了早期存在的地殼薄弱帶。在剖面上,這類樣式以不對(duì)稱斷塊為特征---一側(cè)陡傾斜,以鏟形正斷層為界,另一側(cè)緩傾,傾角變化穩(wěn)定。在某些低且剖面顯示出斷塊旋轉(zhuǎn),向地塹軸部或向半地塹的一側(cè)階梯狀下落。有的剖面上,同向斷層與反向斷層均發(fā)生旋轉(zhuǎn),從而造成基底面的深度和傾斜度的不同。有些地塹系統(tǒng)發(fā)育時(shí)間較長(zhǎng),造成靠斷裂一側(cè)的層明顯增厚,另一側(cè)向上收斂,屬生長(zhǎng)的半地塹構(gòu)造。梨式正斷層使單個(gè)斷塊旋轉(zhuǎn),在斷層下降盤形成逆牽引。當(dāng)你前應(yīng)與區(qū)域地層傾向相反時(shí),則在下降盤形成類似于滑脫正斷層上盤的滾動(dòng)構(gòu)造,鏟形斷層的多期活動(dòng)使斷塊強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn),可是,鏟形斷層產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)作用即使在相鄰的斷塊上也并不總是很明顯的。很可能這是位移大小不同和斷層面變緩的深度不同所致。位移越小,斷層面變緩的部位越深,斷層下降盤的旋轉(zhuǎn)就不明顯。斜斷層和縱斷層傾向可以向著地塹軸,也可以背向地塹軸,這就使橫剖面進(jìn)一步復(fù)雜化。不同斷層組相互交切,造成了剖面上斷塊旋轉(zhuǎn)量的不等,從而使構(gòu)造在橫向上不再連續(xù)。同樣,斷塊旋轉(zhuǎn)也可以受斷裂作用后裂谷系整體下沉的改造。許多地區(qū),沉積蓋層披覆在斷塊邊緣上。在斷層下降盤與斷塊傾斜方向相反的地區(qū),在上升盤形成平行于斷層的反向拖曳構(gòu)造。由于控制披覆構(gòu)造的斷層是網(wǎng)格狀的,所以披覆構(gòu)造的方向性極為復(fù)雜。在下降盤也出現(xiàn)逆牽引的地區(qū),地塹構(gòu)造可以同時(shí)包括下降盤和上升盤的傾向反轉(zhuǎn)的混合現(xiàn)象。匯聚板塊邊緣也是一個(gè)重要的正斷層發(fā)育區(qū)(表1-1)。能產(chǎn)生這種構(gòu)造樣式的匯聚環(huán)境有(從板塊邊緣到板塊內(nèi)部排列):(1) 、海溝的向海側(cè)斜坡,島弧雜巖體的前沿;(2) 、弧前盆地內(nèi)部或島弧的翼部;(3) 、巖漿火山弧主體內(nèi)的弧內(nèi)盆地;(4) 、弧后擴(kuò)張形成的弧后邊緣海;(5) 、弧后穩(wěn)定翼(克拉通)和邊緣前陸盆地。在某些轉(zhuǎn)換邊緣的盆地,往往大型走滑帶為其一側(cè)邊界,而在相對(duì)走滑帶的另一邊界發(fā)育大的正斷層。在這種格局中,地層披覆撓曲很少見,油氣主要依靠斜斷層和縱斷層的彎曲、分叉和相互交切來封閉。張性斷塊在平面上可以與其它樣式區(qū)分。在剖面上,張性斷塊顯然沒有擠壓作用。即使出現(xiàn)翹曲,也遠(yuǎn)不如壓性斷塊明顯。正斷層構(gòu)成的斷塊斷面呈階梯狀且伴有旋轉(zhuǎn),而其它構(gòu)造樣式常見的形態(tài)為波狀褶皺。裂谷系是有利的油氣聚集場(chǎng)所,油氣圈閉主要依靠多方向的斷層和伴生的披覆構(gòu)造。在斷層交會(huì)處出現(xiàn)重要的天窗式構(gòu)造。斜向斷層可以交切滾動(dòng)構(gòu)造,區(qū)域性傾斜或斷塊旋轉(zhuǎn)是斷層交切點(diǎn)的構(gòu)造起伏達(dá)到最大。少數(shù)的前一級(jí)斷層下降盤也提供了其他一些構(gòu)造圈閉。斷塊的隆起邊緣是發(fā)育礁體和其它儲(chǔ)集相的理想部位。旋轉(zhuǎn)斷塊中不整合面以下的削截圈閉和其它古地貌圈閉也很普遍。它們的形態(tài)也反映出了受多方向斷裂格局的控制。我國東部地區(qū),屬于太平洋板塊的弧后擴(kuò)張區(qū),發(fā)育了大量張性斷陷盆地和半地塹盆地,式油氣聚集的良好場(chǎng)所。對(duì)張性斷塊樣式的研究,對(duì)東部地區(qū)含油氣盆地的開發(fā)是極有價(jià)值的。4、基底翹曲基底翹曲指的是由于基底變形造成的蓋層的寬緩翹曲。這種構(gòu)造樣式可出現(xiàn)在所有地區(qū),它是板塊內(nèi)部克拉通地區(qū)的主要構(gòu)造樣式,在某些匯聚型邊緣盆地的穩(wěn)定翼,轉(zhuǎn)換邊緣盆地的穩(wěn)定翼,以及離散型邊緣盆地中均可出現(xiàn).基底翹曲可以有正向單元與負(fù)向單元之分.正向單元包括隆起、臺(tái)背斜、寬闊的鼻狀構(gòu)造、構(gòu)造階地、地塊和穹窿等;負(fù)向單元有坳陷、臺(tái)向斜、凹陷等。從發(fā)育規(guī)??矗纯梢杂蓞^(qū)域性的,也可以有局部性的??偟奶攸c(diǎn)是孤立發(fā)育,沒有一定的方向性。基底翹曲的構(gòu)造成因還不十分清楚,可能有多種成因。它沒有像拖曳褶皺和披覆褶皺那樣明確的帶狀形式來說明作用力和構(gòu)造的傳遞方向,也沒有典型的板塊邊緣構(gòu)造組合來說明變形的類型。有人推測(cè)區(qū)域性差異升降可能是許多板塊內(nèi)翹曲的成因。造成差異升降的原因是:(1)地殼內(nèi)部的巨大不均勻性;(2)地殼下面發(fā)生的不規(guī)則作用;(3)地幔對(duì)流。具體說來,使大陸巖石圈變薄和沉降的機(jī)制有:巖石圈冷卻和受熱的差異性、相變、塑性流動(dòng)、殼下侵蝕、融熔物質(zhì)的擠入和滯留、大型巖漿房的垮塌以及熱隆起后的地面割切。此外,深層鏟形斷裂作用也能引起巖石圈變薄以致沉降??死▋?nèi)部還有另一種樣式,就是正斷層組合,它們可以是無規(guī)律地散布,也可能局限于某個(gè)帶中或幾個(gè)孤立的扭斷層上。穹窿狀構(gòu)造的成因更具推測(cè)性,推測(cè)是由于地殼物理性質(zhì)的不同,包含著形態(tài)不規(guī)則的基底內(nèi)部斷塊,是區(qū)域沉降速度局部的加速或減速所致。在前陸區(qū),引起翹曲的機(jī)制可能是前陸的構(gòu)造負(fù)荷及沉積負(fù)載,在這種地區(qū),地殼擠壓可能是基底翹曲的附加作用力。基底翹曲的樣式和分布表明,那種把板塊看成鋼性平板,只有在邊緣才有構(gòu)造,并且板塊僅有水平運(yùn)動(dòng)這樣的看法,是把板塊運(yùn)動(dòng)過分簡(jiǎn)單化了。板塊內(nèi)的許多基底翹曲說明了它們發(fā)育過程中有一級(jí)垂直運(yùn)動(dòng),而且板內(nèi)也有擠壓作用。顯然不能單純地把板塊運(yùn)動(dòng)作為變形的唯一原因。大范圍的板塊水平移動(dòng)必然存在垂直升降。根據(jù)基底翹曲的孤立的產(chǎn)狀、不規(guī)則的方向性,無明確的走向以及它們的發(fā)育一般不依賴斷裂作用等特征,可以將其與基底卷入型褶皺區(qū)別開。正向的基底翹曲,當(dāng)它位于巨厚沉積蓋層之下時(shí),是油氣運(yùn)移聚集的集中部位?;茁N曲一般發(fā)育時(shí)間長(zhǎng),所以特別有利于在沉積蓋層中形成局部削截、不整合、地層交會(huì)及超覆現(xiàn)象,所有這些因素都可以促進(jìn)油氣聚集,且伴生的圈閉一般都相當(dāng)大,不像其它構(gòu)造樣式中,由于受復(fù)雜構(gòu)造因素的影響和控制,所形成的油氣圈閉支離破碎。第三節(jié)蓋層滑脫型構(gòu)造樣式1、滑脫型逆沖一褶皺組合逆沖一褶皺組合時(shí)大多數(shù)會(huì)聚板塊邊緣的主要構(gòu)造樣式。它們沿弧后活動(dòng)翼和邊緣前陸區(qū)分布,也出現(xiàn)在海溝內(nèi)側(cè)斜坡和外側(cè)隆起區(qū)中。在許多造山帶的外緣,它們呈一寬闊的變形沉積巖帶產(chǎn)出。逆沖方向通常是朝向大陸內(nèi)部。從區(qū)域上看,滑脫構(gòu)造外側(cè)呈一花邊狀弧形,花邊是由平緩?fù)黄鸬纳刃蔚睾图怃J彎入的凹港相間形成的,扇形地與凹港均由逆沖斷層及伴生褶皺的平行條帶組成。這些逆沖斷層和褶皺具有錯(cuò)疊的走向排列形式。從局部來看,逆沖斷層以銳角疊復(fù)排列,突起的方向與構(gòu)造傳遞方向一致,背斜出現(xiàn)于逆沖斷層的上盤,背斜軸平行于斷層走向。在剖面上,表現(xiàn)為復(fù)雜的梨式斷層系。斷層在深處漸漸與層理重合。巖性的變化及可塑性的差別決定了斷層的位置。一般地說,在軟巖石中,逆斷層與層面平行或接近平行,在硬巖層中,則與層面斜交。因此,逆沖斷層交替地隨層面發(fā)育,呈階梯狀向上逆沖,斷層總是沿上升盤的運(yùn)動(dòng)方向切過上覆地層。在塊狀碳酸鹽巖變形區(qū),典型的逆沖席有多個(gè)平行的斷片組成,在強(qiáng)塑性巖石為主的地區(qū),則主要在上盤形成不對(duì)稱褶皺。一般說來,所形成的構(gòu)造從形變帶內(nèi)測(cè)到外側(cè),時(shí)代逐漸變新。在地震剖面上,逆沖構(gòu)造可根據(jù)兩個(gè)主要特征來鑒別:(1) 、在基本未變形的反射層之上有淺部擠壓褶皺。(2) 、下覆反射層最終收斂于后翼傾向上。一般說來,后翼傾向與構(gòu)造傳遞方向相反,后一種特征,逆沖作用并不顯示有什么持續(xù)的區(qū)域性隆起,在一個(gè)翼上,地層收斂反映了滑脫的不對(duì)稱性。滑脫型逆一褶皺組合還可以根據(jù)分布形式不同進(jìn)一步與其它逆沖斷層樣式區(qū)分。許多逆沖褶皺組合在橫向上有大范圍的連續(xù)性,而與扭性斷層有關(guān)的構(gòu)造組合則分布較局限,壓性斷塊的分布則更沒有什么規(guī)律。大多數(shù)逆沖一褶皺帶具有波狀的形態(tài),很是獨(dú)特。在中等規(guī)模上,個(gè)各個(gè)錯(cuò)疊隨這種波狀而彎曲,而與扭性斷層有關(guān)的逆沖斷層和褶皺理想的走向應(yīng)與變形帶斜角而不彎曲。從更小范圍看,逆沖斷層帶的錯(cuò)疊格局與扭動(dòng)作用伴生的雁列構(gòu)造不同,與斷塊的菱形或交叉走向的格局也不同。在逆沖一褶皺帶,是由主要圈閉在不對(duì)稱的上盤褶皺中和逆沖片的前緣內(nèi)。有效的圈閉通常局限于構(gòu)造帶的外部,構(gòu)造深度一般淺到中等(3000m)。這些部位的圈閉僅僅被斷層輕微至中等程度的破壞,圈閉的連續(xù)性保存完好,運(yùn)移通道也保存不變。我國的克一烏斷裂帶屬于這類構(gòu)造樣式。2、滑脫正斷層組合順基底滑脫的正斷層存在于各種構(gòu)造帶中,但它們多是其它樣式的次級(jí)構(gòu)造,如褶皺的頂部、底辟構(gòu)造的上方均有正斷層,均是次級(jí)構(gòu)造,只有在正斷層形成區(qū)域構(gòu)造帶而成為形變的主要方式,出現(xiàn)獨(dú)特的構(gòu)造組合,才是這里研究的滑脫正斷層樣式。這種樣式在美國墨西哥灣岸盆地、我國東部含油氣盆地均有典型的發(fā)育。構(gòu)成滑脫正斷層樣式的基本類型是在塑性巖石中形成的向著盆地的斷層,其位移歷史與沉積作用密切有關(guān),斷層下降盤一邊向盆地滑脫,一邊又有沉積物堆積在上面,維持一個(gè)相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡。所以地層厚度在下降盤靠近斷層面處急劇增加,而且斷距在剖面上是向下遞增的。在地表,如沉積速度抵得上滑脫速度,斷距可以為零。沉積后的滑脫正斷層只要有滑動(dòng)面也能發(fā)生。它的幾何形態(tài)類似于同沉積類型?;撜龜鄬右部梢猿霈F(xiàn)在逆沖一褶皺帶中,耽于逆沖作用無關(guān),而是在逆沖結(jié)束后,區(qū)域拉伸作用的晚期利用了早期逆沖斷層面發(fā)生滑脫的。還有一些滑脫正斷層見不到沉積層的同生拉張,可能是逆沖作用結(jié)束時(shí)形成的。所有這些沉積期后的滑脫正斷層都發(fā)育的部位是大型三角洲及被動(dòng)邊緣的大陸坡等開放性的沉積環(huán)境中,這些地點(diǎn)往往形成巨厚的退覆層序。由于沉積速度快,半固結(jié)的沉積物可以自由地向盆地移動(dòng)。斷裂的形成除了靠蠕動(dòng)的作用外,還常常與鹽巖的生長(zhǎng)和泥巖構(gòu)造有關(guān)。位移最大的斷層時(shí)向盆地下調(diào)的“同向斷層”。向盆地上傾方向位移的“反向斷層”只是次級(jí)斷層,一般終止在同向斷層上,只有一些原生的反向斷層有較大的位移。在剖面上看,許多同沉積斷層沿著泥巖或鹽巖與上覆沉積巖的接觸帶滑脫,所以斷層傾向于泥巖脊或陽底辟的翼近于平行。這些斷層明顯呈鏟形,向下與層面平行合并或消失在混雜的滑動(dòng)流動(dòng)帶內(nèi)?;撜龜鄬咏M合是很復(fù)雜的。許多滑脫斷層的鏟形斷面一直要使地層反向旋轉(zhuǎn)到斷層較陡的部分才能終止,在旋轉(zhuǎn)方向與盆地傾斜方向相反時(shí),則在主斷層的下降盤形成平行主斷層的滑脫滾動(dòng)背斜。次時(shí),下降盤地層靠近斷層的地方最厚,遠(yuǎn)離斷層變薄。由于斷層面彎曲及沿走向位移量的變化,可以造成構(gòu)造翹曲及平行斷層走向的伴生圈閉。淺部寬闊的滾動(dòng)背斜在深部一般變得比較復(fù)雜,其原因是斷裂作用隨深度增強(qiáng),是反向傾斜部分分割成孤立的旋轉(zhuǎn)斷塊,并且增加了區(qū)域反向傾斜的寬度。隨著深度的增加,滾動(dòng)構(gòu)造向盆地方向位移,但是在不同的斷塊內(nèi),傾向反轉(zhuǎn)可以在不同部位和深度上出現(xiàn),而有些斷塊則沒有內(nèi)部彎曲?;撜龜鄬拥男纬杀仨毦邆淙舾蓷l件,其中大幅度的基底沉降是最重要的。它不但造就了一個(gè)比較快速的厚層沉積場(chǎng)所,而且保持了一個(gè)斜坡,是沉積物得以向盆地遷移。促使沉積物向盆地滑動(dòng)的因素有多種多樣,如重力滑動(dòng)作用,鹽巖的撤離作用,頁巖的壓實(shí)作用,差異壓實(shí)與差異沉降作用,超壓泥巖的流變作用。順坡重力滑動(dòng)至少可以造成兩種不同的滑脫正斷層組合:周邊裂開斷層和局部斜坡滑移斷層。在含有厚層鹽巖和泥巖的盆地中,鹽巖與泥巖的活動(dòng)性是造成區(qū)域滑脫正斷層的一個(gè)重要因素,區(qū)域滑脫正斷層主要在巖脊或巖株向盆地的一側(cè)發(fā)育。在沒有鹽巖的盆地中,滑脫正斷層主要可歸因于砂巖沉積中心產(chǎn)生的盆地充填差異負(fù)荷。斷層發(fā)育在這些沉積中心向陸的一側(cè)。并隨深度增加而變緩,結(jié)果就形成向盆地中心傾斜的正斷層,殘余的泥巖體起滑脫面作用。這里的斷層位移較小,沒有伴生滾動(dòng)背斜,多以較陡的角度伸入相鄰的泥巖體中。滾動(dòng)背斜構(gòu)造中是發(fā)育在斷層下降盤,這與沉積盆地內(nèi)所有其它構(gòu)造樣式的典型特征不同,可作為鑒別標(biāo)志。這種樣式與基底卷入的張性斷塊很相似,特別是在下降盤地層旋轉(zhuǎn)引起斷塊旋轉(zhuǎn)的部位。但這種情況在基底卷入型拉張斷塊中是很不普遍的。此外,滑脫正斷層不具網(wǎng)格狀斷塊的平面展布,也不存在墻角式斷塊構(gòu)造。據(jù)此可以與張性斷塊區(qū)分。根據(jù)構(gòu)造發(fā)育的部位和斷層橫剖面的對(duì)比,可以把它和逆掩斷層和褶皺區(qū)別開來。逆掩褶皺也位于鏟形斷面之上,褶皺形態(tài)也是不對(duì)稱的。同沉積滑脫正斷層組合是很有利的產(chǎn)油構(gòu)造,圈閉以滾動(dòng)背斜為主,其次為斷層的上升盤。隨著深度增加,構(gòu)造向盆地移動(dòng),圈閉進(jìn)一步被斷層分割,最后導(dǎo)致完全不同的圈閉。如褶皺圈閉與斷層圈閉在垂直方向上疊加,所以開采可能是復(fù)雜的。3、鹽巖構(gòu)造和泥巖構(gòu)造鹽巖構(gòu)造之所以劃出成為一個(gè)獨(dú)立的構(gòu)造樣式,是因?yàn)辂}巖具有不依靠構(gòu)造力而已靠浮力向上運(yùn)動(dòng)的能力,當(dāng)然,如果有構(gòu)造力,則鹽巖更易活動(dòng),常沿?cái)嗔选Ⅰ薨櫥蚨呓磺刑幧锨中纬甥}株、鹽床、鹽脈和其它一些不規(guī)則的鹽體。區(qū)分鹽巖構(gòu)造是由浮力造成還是有構(gòu)造力造成,有時(shí)是很困難的,因?yàn)槭聦?shí)上兩種力是過渡的。但是,有構(gòu)造力造成的鹽巖構(gòu)造,屬于其它構(gòu)造樣式的伴生構(gòu)造。由于浮力作用形成的鹽構(gòu)造的主要發(fā)育部位是離散型大陸邊緣形成的被動(dòng)陸緣盆地和發(fā)育不完全的裂谷系(表1-1),裂谷初期形成的狹窄而局限的斷槽為厚層蒸發(fā)巖的堆積提供了一個(gè)理想的環(huán)境。特別是在高溫干旱的低緯度地區(qū)。構(gòu)造作用形成的鹽巖構(gòu)造則主要出現(xiàn)在原始含鹽盆地中(通常是地塹),這些含鹽盆地由于大規(guī)模的板塊運(yùn)動(dòng)而推移到了另一以擠壓為主的變形環(huán)境之中。盆地的形態(tài)和演化歷史控制了鹽巖及其蓋層的原始邊界、厚度及成分,因而也影響了浮力作用形成的鹽巖構(gòu)造的類型和總的分布規(guī)律。泥巖構(gòu)造不受任何特殊構(gòu)造環(huán)境或邊塊構(gòu)造部位限制,所以它們的分布非常廣泛。當(dāng)然,最常見的泥巖構(gòu)造可能是發(fā)育在近代巨厚的三角洲碎屑堆積物中(表1-1)。在這樣的部位,由于快速堆積,形成巨厚的沉積層序水分來不及從沉積物的細(xì)粒泥質(zhì)部分排出,從而使泥巖處于欠壓實(shí)狀態(tài),具有異常高的孔隙流體壓力,因此具有高度活動(dòng)的上浮性。泥巖構(gòu)造與鹽巖構(gòu)造形態(tài)上很相似。地震剖面上均以反射中斷而呈現(xiàn)其輪廓,事實(shí)上這兩種構(gòu)造往往是共生的,形成復(fù)合形穹窿背斜。因此,僅從剖面形態(tài)很難將兩者區(qū)分開。根據(jù)聲速資料可以將兩種構(gòu)造區(qū)分開來,因?yàn)槟鄮r的聲速只有鹽巖的一半。此外,泥巖構(gòu)造不發(fā)育邊緣向斜,也可作為一個(gè)區(qū)分標(biāo)志。泥巖比鹽巖的可壓實(shí)性高,它與蓋層的密度差較小,而且隨著壓實(shí)而更加變小,因此,泥巖底辟生長(zhǎng)速度小于沉積速度,使泥巖底辟埋藏較深,在垂向上的發(fā)育有限,但鹽相則相反,在埋藏期間與該層密度差不斷增加,因此,鹽巖底辟可以接近地表發(fā)育,而且在整個(gè)沉積過程中保持垂向上不受約束。與泥巖有關(guān)的圈閉捕捉到的石油不如其它構(gòu)造樣式多,但也有人列舉了大量與泥巖巖丘與泥火山有關(guān)的油氣資源。此外,某些火成巖體,如輝綠巖、玄武巖等也可以在壓力作用下產(chǎn)生類似于泥巖的底辟構(gòu)造。但由于其可塑性遠(yuǎn)小于泥巖,垂向上的影響范圍也較局限。我國東部火成巖發(fā)育,在分析含油構(gòu)造是,火成巖形成的底辟構(gòu)造也是不可忽視的一種構(gòu)造樣式。第四節(jié)構(gòu)造樣式的疊加自然界中不少構(gòu)造樣式是相互疊加產(chǎn)出的。例如,滑脫型逆沖斷層最終可沿傾向伸向基底,成為卷入的逆沖斷層,在某些地方沿走向與壓性斷塊重合。有些地方,同沉積滑脫正斷層沿傾斜方向演變成滑脫逆沖構(gòu)造。在扭性構(gòu)造樣式中,沿同一個(gè)帶可以出現(xiàn)從壓性為主的構(gòu)造到張性為主的構(gòu)造之間的各種過渡類型。在某些拉張環(huán)境中,基底斷塊可與鹽巖及泥巖構(gòu)造以及同沉積滑脫正斷層結(jié)合,在不同構(gòu)造層位上疊置。在擠壓環(huán)境中,滑脫逆沖斷層可能和基底逆沖斷層相混。每一個(gè)盆地都有自己的歷史,各種構(gòu)造樣式都可因不同時(shí)期,根本不同的應(yīng)力系統(tǒng)疊加而進(jìn)一步復(fù)雜化。然而,發(fā)育在沉積盆地中的地質(zhì)構(gòu)造總是互相聯(lián)系、成套出現(xiàn)的,構(gòu)成了各種不同的構(gòu)造樣式。構(gòu)造樣式的形成總的說來是由于巖石圈板塊的運(yùn)動(dòng),但也受其它一些因素所控制。一個(gè)特定地區(qū)的形態(tài)類型和構(gòu)造歷史,只能通過正確的樣式鑒別才能確定。這種方法在油氣勘探中可以預(yù)測(cè)研究區(qū)各種油氣圈閉的類型及它們的分布型式。決定構(gòu)造樣式及其展布范圍的因素也同樣控制了油氣圈閉的發(fā)育與分布。其中最重要的因素是省邊區(qū)的物理性質(zhì)。例如,沉積蓋層的巖性與厚度,基底的構(gòu)造骨架及其活動(dòng)性。充填盆地的沉積物,如果存在蒸發(fā)鹽巖和欠壓實(shí)泥巖,就直接控制了鹽巖和泥巖構(gòu)造,而且對(duì)同沉積滑脫正斷層的形成也會(huì)起十分重要的作用。塑性較大的基底,可以增強(qiáng)甚至控制基底卷入型構(gòu)造中褶皺的出現(xiàn)。即使塑性不強(qiáng),也可導(dǎo)致脆性構(gòu)造產(chǎn)生。較老的基底格架,限制了斷塊圈閉的分布范圍。構(gòu)造樣式的表現(xiàn)形式同樣受到構(gòu)造變量,構(gòu)造作用的強(qiáng)度、速度、持續(xù)時(shí)間和變形期次的影響,野獸不同作用力的影響,此外,與變形同時(shí)的沉積作用對(duì)構(gòu)造的形態(tài)以及以及它的演化和發(fā)展都可能產(chǎn)生影響。例如,與沉積作用同時(shí)發(fā)生的傾向滑動(dòng)斷層如有輕微復(fù)活,就會(huì)形成幅度較大的披覆翹曲,成為斷塊作用的淺層顯示。可是在上述每一種情形中,基本的構(gòu)造樣式還是可以識(shí)別的。正是由于構(gòu)造樣式表現(xiàn)形式的變化和產(chǎn)狀的復(fù)雜性,使得構(gòu)造樣式的鑒別相當(dāng)困難。經(jīng)驗(yàn)證明,沒有一種構(gòu)造樣式是普遍存在于它的主要發(fā)育部位的,也沒有一種構(gòu)造樣式在它出現(xiàn)的地方總能得到充分的發(fā)育。因此,在構(gòu)造樣式鑒別中如何從由于構(gòu)造的疊加而造成的紛雜的現(xiàn)象中抓住主導(dǎo)因素、基本現(xiàn)象是十分重要的。其中熟悉各種基本構(gòu)造樣式的特征是問題的關(guān)鍵。第二章生長(zhǎng)斷裂和油氣聚集邊沉降、邊沉積、邊斷裂、邊變形,這是沉積盆地及盆地內(nèi)次級(jí)構(gòu)造單元演化的普遍型式。就是說沉積盆地內(nèi)的斷裂和褶皺往往不同時(shí)期、不同程度上具有和沉積同期發(fā)育的特點(diǎn)。無論海相盆地或陸相盆地中,古老的或年輕沉積盆地中,這類構(gòu)造的結(jié)構(gòu)特征和形成機(jī)制上都有很多共同之處,但發(fā)育的規(guī)模和強(qiáng)度卻有所差異。生長(zhǎng)構(gòu)造主要發(fā)育在離散型板塊邊界部位以及板內(nèi)的沉積盆地中,表現(xiàn)為疏緩褶皺和張性、張扭性正斷層。但是在聚斂型或轉(zhuǎn)換型板塊邊界部位的沉積盆地中也有發(fā)育。大型生長(zhǎng)背斜和斷裂多屬基底卷入型構(gòu)造,而盆地內(nèi)次級(jí)褶皺和斷裂中滑脫型構(gòu)造較為普遍,但這只是一般性規(guī)律。在我國沉積蓋層比較薄,基底活動(dòng)強(qiáng)烈得多凸多凹的盆地中,基底卷入式構(gòu)造更多些,而在沉積巨厚的盆地或該層底部存在塑性鹽城市,滑脫型構(gòu)造明顯占優(yōu)勢(shì)。由于生長(zhǎng)斷裂和生油凹陷的發(fā)育以及儲(chǔ)集相帶的分布與油氣圈閉的形成有密切的關(guān)系,因而普遍受到人們的重視。可以說當(dāng)前世界上大油田中相當(dāng)大的一部分和生長(zhǎng)構(gòu)造有直接關(guān)系。我國的勘探實(shí)踐也充分表明東部含油區(qū)幾乎絕大部分與生長(zhǎng)構(gòu)造有關(guān)。一些巨大的油氣聚集帶往往本身就是一個(gè)二級(jí)的同期隆起帶或生長(zhǎng)斷裂帶。這些同期隆起和生長(zhǎng)斷裂在其生長(zhǎng)過程中,不僅直接控制著生油凹陷的形成和轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)集相帶的分布,而且在褶皺、隆起的頂部、翼部、斷裂的兩側(cè)形成一系列有利的油氣圈閉,從而構(gòu)成一個(gè)不同層系疊合連片、多種油藏類型組合的復(fù)式油氣聚集帶。因此,研究生張構(gòu)造和斷裂的幾何形態(tài)特征和內(nèi)部構(gòu)造,以及它的演化史,對(duì)油氣勘探有著很現(xiàn)實(shí)的意義。第一節(jié)生長(zhǎng)斷裂的一般概念生長(zhǎng)斷裂就是在沉積過程中長(zhǎng)期發(fā)育、逐漸“生長(zhǎng)”起來的斷裂。R..Ocamb(1961)為生長(zhǎng)斷層下定義:“落差隨深度增加而增大,下降盤地層厚度比上升盤相應(yīng)的地層厚度明顯增大'。在討論生長(zhǎng)斷裂的形成過程中,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1) 、生長(zhǎng)斷裂的上升盤和下降盤是一個(gè)相對(duì)的概念。事實(shí)上,大部分生長(zhǎng)斷層發(fā)育過程中,兩盤都在下降,都處于接受沉積的狀態(tài),只不過上升盤的沉降速度明顯低于下降盤。當(dāng)然,生長(zhǎng)斷裂的上升盤(有時(shí)也包括下降盤)經(jīng)常出現(xiàn)小的沉積間斷。說明地史期間有時(shí)沉積地面短暫的上升到侵蝕基準(zhǔn)面以上。但總體上,大部分是其上下盤為連續(xù)沉積。(2) 、R..E.Chapman推斷,生長(zhǎng)斷裂發(fā)育過程中,沉積物是以牽引負(fù)荷方式搬運(yùn)的,不會(huì)懸浮狀態(tài)。因?yàn)閼腋顟B(tài)的搬運(yùn),沉積不可能造成傷、下盤地層的厚度差。因此,生長(zhǎng)斷層主要發(fā)生在碎屑巖系中,特別是較粗的碎屑巖。(3) 、和現(xiàn)在的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)----地震活動(dòng)比較,古代的生長(zhǎng)斷裂很可能就是當(dāng)時(shí)的海底地震(海嘯)和海底地滑?;蛘哒f今天水下發(fā)生的地震就是正在進(jìn)行著的生長(zhǎng)斷裂活動(dòng)。有人認(rèn)為為真實(shí)現(xiàn)代地滑的重要的觸發(fā)因素。就世界范圍來講,生長(zhǎng)斷層主要發(fā)育在海向陸緣地區(qū)(被動(dòng)大陸邊緣)。陸緣一般理解為淺海和深海盆的邊界區(qū),也是洋殼和陸殼的邊界區(qū)。它包括水深和沉積各不相同的三個(gè)部位----陸棚、陸緣和陸坡。這是一個(gè)活動(dòng)性比較強(qiáng)的、相當(dāng)寬闊的構(gòu)造單元。其中陸源是活動(dòng)性最強(qiáng)的部位。陸緣最主要的沉積類型是三角洲沉積體系。生長(zhǎng)斷裂和生長(zhǎng)構(gòu)造也主要發(fā)育在該沉積體上。第二節(jié)生長(zhǎng)斷層的基本特征生長(zhǎng)斷層,與之相對(duì)應(yīng)的是“后生斷層”。兩者在形態(tài)結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理和空間分布上都有很大差別。后生頓曾,斷裂發(fā)生在沉積層形成之后,和沉積作用無關(guān)。因此,斷層兩盤地層較好對(duì)比。后生斷層通常發(fā)生在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)短暫的強(qiáng)烈活動(dòng)期,且大多表現(xiàn)為剛性變性。斷裂長(zhǎng)期發(fā)育而且往往表現(xiàn)為塑性形變。大量油田地層對(duì)比資料表明,同生構(gòu)造發(fā)育,沉積很少是完全連續(xù)的,層析中包括了很多較難識(shí)別的小型沉積間斷。當(dāng)然還有一些大的不整合。這些小型間斷強(qiáng)度微弱,影響面積局限,幾乎介于沉積于與剝蝕之間。因此在進(jìn)行井下地層對(duì)比時(shí),區(qū)分開斷層和沉積間斷所造成的地層卻是十分重要。如圖2-5,當(dāng)發(fā)現(xiàn)8、15、20層有局部沉積間斷后,斷裂形式就大大簡(jiǎn)化了,(圖2-5,B)。根據(jù)斷裂發(fā)育史研究,一條生長(zhǎng)斷層往往并非自始至終都在活動(dòng),而有其主要發(fā)育期,且常常兼?zhèn)渲秃笊鷥煞N性質(zhì)。通常,控制沉積盆地發(fā)育的邊界斷層(如我國東部各油區(qū)箕狀斷陷的邊界斷層)為長(zhǎng)期發(fā)育的生長(zhǎng)斷層。這從沉積層向斷層面急劇而規(guī)律的加厚以及穩(wěn)定的沉積相旋回可以作出判斷。而盆地內(nèi)部次級(jí)斷層,則往往只在某個(gè)時(shí)期顯同生性質(zhì),甚至以后生為主。盆地分析中區(qū)第三節(jié)生長(zhǎng)斷裂的成因和類型下面對(duì)近幾十年來出現(xiàn)的幾種生長(zhǎng)斷裂成因機(jī)制的分解分別一些介紹:從基本動(dòng)力來源分析,生長(zhǎng)斷裂有兩種成因:一是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素,強(qiáng)調(diào)基底斷裂活動(dòng)對(duì)上覆沉積蓋層的影響。就是說沉積蓋層中的生長(zhǎng)斷裂受基底斷裂控制,是區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。它可能是地殼的垂直運(yùn)動(dòng),也可以是水平擠壓和扭動(dòng)所引起。另一種是重力構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),也是當(dāng)前國外石油構(gòu)造分析中占重要地位的觀點(diǎn),即認(rèn)為沉積蓋層自身的重力以及由此產(chǎn)生的重力滑動(dòng)、沉積壓實(shí)、異常孔隙流體壓力和塑性流動(dòng)是造成生長(zhǎng)斷裂的主要因素。它和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力沒有直接聯(lián)系。生長(zhǎng)斷層最典型發(fā)育于三角洲沉積盆地中。概括起來,作為生長(zhǎng)斷裂的主導(dǎo)地質(zhì)因素有以下幾種:基底構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(或區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力):沉積蓋層的重力滑動(dòng);沉積層的差異壓實(shí);沉積蓋層的差異負(fù)荷;塑性巖層的流動(dòng)、上拱。(一) 、基底斷層對(duì)上覆蓋層中生長(zhǎng)斷裂的控制基底斷層對(duì)蓋層構(gòu)造的影響是普遍存在的。對(duì)于大型生長(zhǎng)斷層來說這種機(jī)制比較明確。但是對(duì)于那些蓋層及厚的沉積盆地中發(fā)育的生長(zhǎng)斷層,它和基底斷層的關(guān)系,則往往由于深層資料不清楚,很難做出明確的判斷。(二) 、重力構(gòu)造理論這是當(dāng)前解釋生長(zhǎng)斷層成因機(jī)制中廣泛應(yīng)用的理論。重力構(gòu)造,是由于重力因素引起的構(gòu)造變形,包括褶皺和斷裂。中新生代沉積盆地中的重力構(gòu)造中相當(dāng)大的一部分是同沉積發(fā)育的,具有生長(zhǎng)構(gòu)造和生長(zhǎng)斷裂的特點(diǎn)。M.Jackson和W.Galloway認(rèn)為,所有在離散型邊緣區(qū)發(fā)育的構(gòu)造幾乎全為重力構(gòu)造。他把重力構(gòu)造分為三種類型:(1) 、重力擴(kuò)展:沉積巖體緩慢地、以塑性狀態(tài)垂向垮落,同時(shí)向周圍擴(kuò)展(這種擴(kuò)展又分為向上和向下兩個(gè)分力);(2) 、重力滑動(dòng):沉積巖體沿下傾斜坡下滑;(3) 、底辟作用:地下巖層由于垂向上密度分布不穩(wěn)定,從而引起重力上的重新調(diào)整,例如:由于相對(duì)密度大的巖層蓋在相對(duì)密度小的巖層之上,發(fā)生密度傾倒,在重力的影響下向上刺穿。人們常常有一種誤解,人為重力構(gòu)造是向下運(yùn)動(dòng)的,因?yàn)橹亓偸窍蛳碌?,但事?shí)并非如此,這三種類型的重力構(gòu)造中至少有兩類包括向上的運(yùn)動(dòng),另一類則主要是側(cè)向運(yùn)動(dòng)。這種向上運(yùn)動(dòng)的重力構(gòu)造的產(chǎn)生,需要某些地質(zhì)條件,如果具有浮力的母巖層是一種真流體,那么只要存在密度的顛倒,即使母巖層完全處于水平狀態(tài),也會(huì)因浮力而自然上升,但是巖層是固體,要是固體自然上升,即使母巖層具有潛在的流動(dòng)性和福利,也需要有觸發(fā)生長(zhǎng)的地質(zhì)條件,這種條件就是地質(zhì)上的不均一或不均衡性。這種不均一性既可以出現(xiàn)在具浮力的母巖層中,也可能發(fā)生在上覆沉積蓋層中。厚度、密度粘滯度和溫度橫向變化都可能觸發(fā)具浮力的母巖層的向上運(yùn)動(dòng)。下面介紹幾種用重力構(gòu)造理論解釋生長(zhǎng)斷裂的觀點(diǎn),這些論點(diǎn)絕大部分都是闡述墨西哥灣岸地區(qū)和尼日爾三角洲生長(zhǎng)斷裂形成機(jī)制的。1、 單斜撓褶帶的重力滑塌60年代初,F(xiàn).R.Hardin和G.C.Hardin提出墨西哥灣岸地區(qū)的生長(zhǎng)斷裂是區(qū)域性單斜層上的撓褶帶,每一個(gè)撓褶帶都相當(dāng)于古陸緣上的盆褶帶,即樞紐線部位,所以發(fā)育于這個(gè)部位的生長(zhǎng)斷層也稱之為“樞紐線”斷層,Hardin認(rèn)為:樞紐線斷層的形成和該構(gòu)造部位的沉積速度和沉降速度的不斷增大、從而引起重力滑塌有關(guān)。2、 重力蠕動(dòng)滑移正斷層的活動(dòng)有垂直和水平兩個(gè)位移分量,這兩個(gè)位移分量必定同時(shí)受同一機(jī)理的控制。墨西哥灣岸地區(qū)全部水平位移分量的累積,必定會(huì)造成沉積蓋層的大規(guī)模的水平位移。因此,E.Cloos認(rèn)為墨西哥灣岸地區(qū)的區(qū)域斷裂形式和一些局部變化,都可以認(rèn)為是沉積蓋層向著盆地內(nèi)區(qū)域性重力蠕動(dòng)滑移造成的。蠕動(dòng)滑移過程中,滑動(dòng)著的沉積物從穩(wěn)定的沉積體分裂出來,形成邊緣地塹,靠海岸附近,形成具有逆牽引構(gòu)造的、向盆地方向斷落的所謂“盆傾斷層和反向斷層”。蠕動(dòng)不同階段所出現(xiàn)的斷裂級(jí)次是不同的,例如在兩條即將停止活動(dòng)的斷裂中間會(huì)出現(xiàn)新的斷裂。當(dāng)然也有一些斷裂一直在活動(dòng),而且隨著蠕動(dòng)滑移的繼續(xù),斷裂位移增大形成一系列伴生構(gòu)造。這種情況和構(gòu)造與沉積同期發(fā)育的情況是一樣的。E.Cloos認(rèn)為,蠕動(dòng)滑移機(jī)制不要求基底斷塊活動(dòng)或巖體侵入,相反,沒有這些因素,這種機(jī)制會(huì)發(fā)育得更完好。當(dāng)然,不能假定基底表面向桌面一樣平滑,也不能假定墨西哥灣岸盆地的沉積物像模型的粘土一樣均勻。巖相變化、厚度變化等很多不均一因素都將影響著斷層帶的形成。但是區(qū)域斷裂形式的影響要超過所有這些因素,而且水平分量的方向是保持不變的。邊緣地塹帶發(fā)生在固定不動(dòng)的墨西哥灣岸地區(qū)的邊緣和中央地區(qū)之間的,接觸帶”上。中央的區(qū)脫離不懂的邊緣滑移,這種情況和眾所周知的冰川后面的大裂隙相仿,而這個(gè)帶在墨西哥灣岸地區(qū)大體上相當(dāng)于侏羅系巖層上傾尖滅的邊緣帶。因此,巖層可能起著潤滑層的作用,促進(jìn)了墨西哥灣岸地區(qū)的蠕動(dòng)滑移。3、 差異壓實(shí)作用引起斷裂當(dāng)?shù)貙影l(fā)生橫向變化,相變帶兩側(cè)砂泥巖厚度比發(fā)生變化時(shí),巖層壓實(shí)成巖后體積減小量也不同。這種壓實(shí)量的差異在相變帶上就會(huì)產(chǎn)生垂向剪切力,如果壓實(shí)量差異很大,而且變化也很急劇,則可能巖相變帶出現(xiàn)斷裂,厚度變化也具有同樣的效果。R.E.Carver(1968)分析區(qū)域性生長(zhǎng)斷層成因時(shí),認(rèn)為很多生長(zhǎng)斷層向深部減緩消失,因此它的成因必定和沉積體本身的因素有關(guān),而和基底構(gòu)造運(yùn)動(dòng)無關(guān)。據(jù)此提出了差異壓實(shí)斷裂的觀點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)指出的是,頁巖壓實(shí)量大于砂巖這種情況,在壓實(shí)成巖的早期和晚期可能是對(duì)的,但在壓實(shí)的中期的滲透頁巖呈超壓狀態(tài)時(shí),情況就反過來了。M。A。Jackson(1984)認(rèn)為“在脫水,壓實(shí)的大部分時(shí)期內(nèi),砂巖壓實(shí)量大于頁巖。因此,評(píng)價(jià)這種機(jī)制的可靠性是很復(fù)雜的,它要求掌握各種情況下巖相的分布和埋藏史”。沉積物成巖必然經(jīng)歷壓實(shí),壓實(shí)量在橫向上也肯定是不均一的、有差異的。因此,差異壓實(shí)因素是客觀存在的。但使,這種差異量必須在短距離內(nèi)達(dá)到較大的規(guī)模才可能發(fā)生斷裂o1985年,對(duì)大慶長(zhǎng)垣構(gòu)造的差異壓實(shí)量進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明差異壓實(shí)量是很低的。因此,單一的差異壓實(shí)因素造成大型斷裂是困難的,但形成小規(guī)模的斷層時(shí)完全可能的。如果作為形成生長(zhǎng)斷裂綜合地質(zhì)因素之一來考慮,應(yīng)當(dāng)認(rèn)為差異壓實(shí)是一個(gè)普遍存在的重要因素之一。4、 差異負(fù)荷因素引起生長(zhǎng)斷裂實(shí)驗(yàn)和理論上都表明,三角洲前積過程中密度大的沉積蓋層(砂巖)密度小的下伏層(泥沙層)之上,在砂巖分布的前緣部位負(fù)荷差是很大的。這里下伏泥巖層由于受壓而向前方向發(fā)生側(cè)向流動(dòng),從而使上覆砂巖層更劇烈地呈現(xiàn)、彎曲并產(chǎn)生斷裂。按照差異負(fù)荷的觀點(diǎn),生長(zhǎng)斷裂的形成受上覆沉積蓋層分布的控制。根據(jù)未固結(jié)的粘土表面上砂質(zhì)沉積物沉積速度的不同,區(qū)域性生長(zhǎng)斷層可分為三種基本類型。第一種類型:沉積速度大于沉降速度,代表推覆層系中形成的斷層。但是沉積物有效沉積量超過了有效地聚集空間。這種情況下,自下而上相繼形成的各個(gè)沉積中心向海洋方向移動(dòng)。在所形成的斷層下降盤附近出現(xiàn)區(qū)域性逆傾斜,其角度大小和沉積物數(shù)量有關(guān)。三角洲推進(jìn)極快,同生斷裂的規(guī)模受到了限制。第二種類型:沉積速度和沉降速度相等,代表沉積條件穩(wěn)定的地區(qū),斷裂速度足以容納全部搬運(yùn)來的沉積物。這些地區(qū)隨著深度和時(shí)間的增加將出現(xiàn)急劇的區(qū)域逆傾斜,滾動(dòng)背斜最發(fā)育。第三種類型:沉積速度小于沉降速度,這是超覆沉積層系中發(fā)育的斷層。這種類型比較少見,沉積時(shí)海底向盆地方向傾斜,其傾角大小與沉積速度有關(guān)。海底沉降和發(fā)生傾斜的主體的運(yùn)動(dòng)或基底斷裂活動(dòng)有關(guān)。GC.Dailly(1976)在前人工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了這一機(jī)制的具體過程,他首先提出所謂“砂頁巖勺體效應(yīng)”的概念。所謂“砂頁巖勺體”是指三角洲前積過程中,從根部到前緣端部,剖面上呈勺形的沉積體,近三角洲根部是河流相砂質(zhì)沉積,前緣是深水相頁巖,根部和前緣之間是過渡相的砂頁巖互層。按沉積物的可壓實(shí)程度,勺體可分為兩個(gè)半勺型沉積體。下半個(gè)勺體是頁巖組成的難于壓實(shí)的沉積體,具異常孔隙流體壓力,粘度低、塑性強(qiáng)、密度小,因而具浮力。上半個(gè)勺體是砂巖組成的可壓實(shí)的沉積體,密度大、強(qiáng)度高、具靜水壓力,砂頁巖互層段相當(dāng)于兩者的過渡帶。砂質(zhì)楔狀體停積在底部泥質(zhì)層上,導(dǎo)致兩個(gè)不平衡,一個(gè)是由于密度的顛倒出現(xiàn)的不平衡,另一個(gè)是三角洲的砂紙楔形體厚度達(dá)和厚度小的地方的壓力差引起的不平衡。這兩種不平衡的結(jié)果造成比較重的砂向下伏的塑性泥質(zhì)層中沉陷,而這些具有浮力的泥一方面向前積的方向排驅(qū),同時(shí)又向上拱起,結(jié)果使上覆的新沉積下來的砂層破裂形成斷層。隨著斷裂的不斷加劇,更多的砂聚集在下降盤,從而迫使更多的泥質(zhì)層向上流動(dòng),上共,形成新的泥巖隆丘,并造成下一個(gè)生長(zhǎng)斷層。5、薄皮重力滑動(dòng)(Thin-SkinnedGravitySliding)理論所謂“薄皮重力滑動(dòng)”是指僅僅發(fā)育于淺層的自由重力滑動(dòng),它不涉及盆地基底,或基底只是它的最低的滑動(dòng)面。因此,它的形成并非由深部構(gòu)造變動(dòng)所觸發(fā),但使深部的構(gòu)造變形最終向上擴(kuò)展而影響表層中生長(zhǎng)斷裂的發(fā)展。對(duì)薄皮重力滑動(dòng)力學(xué)機(jī)制,近年來研究方向一是物理模擬,另一是數(shù)學(xué)模擬。W.Crans、G.Mandl和Harenboure(1980)應(yīng)用數(shù)學(xué)模擬的方法進(jìn)行研究,提出子'三角洲重力滑動(dòng)的地質(zhì)力學(xué)模式”,這是近年來很有代表性的一種觀點(diǎn)。按照這種觀點(diǎn)建立的模式認(rèn)為,三角洲沉積過程中,粘土和粉砂中異常孔隙流體壓力的形成和釋放是造成重力滑動(dòng)的關(guān)鍵因素,也由此產(chǎn)生不同類型的生長(zhǎng)斷層、生長(zhǎng)構(gòu)造及其不同的組合形式。下面僅就數(shù)學(xué)模擬的地質(zhì)分析和得出的若干結(jié)論作一簡(jiǎn)單的介紹。(1) 、三角洲斜坡上的超孔隙壓力;一個(gè)前積三角洲斜坡的根部大體相當(dāng)于含沙的三角洲沉積到含砂少的三角洲斜坡沉積之間的過渡帶。三角洲端部的泥質(zhì)沉積物由于初期的沉積壓實(shí),滲透率減低,水難于排出,從而出現(xiàn)超孔隙流體壓力。Crans等提出的模式中假定這種壓力屬于“滲透”型超孔隙壓力,就是說,泥巖中流體不斷地通過頁巖向上覆砂巖中滲流,水可以很快派出。這種情況下,近于垂直的有效應(yīng)力o22在超壓帶內(nèi)部保持不變,液體的壓力梯度(II)等于上覆地層的靜壓梯度o22。和這種條件相對(duì)應(yīng)的是“封閉”型超壓帶,這個(gè)帶中,向下穿過封閉地層后,壓力突然增高。在具有正常流體壓力的穩(wěn)定斜坡上,沉積體出于近平衡狀態(tài)。飽含流體的疏松沉積物的重量,在下傾斜坡方向上的分力和上傾方向反作用剪切應(yīng)力(t)相平衡。T是沉積物質(zhì)點(diǎn)間摩擦引起的剪切力。如果隨著埋藏深度的增大,顆粒骨架通過顆粒質(zhì)點(diǎn)間的接觸能夠支撐住新沉積下來的沉積物的全部重量,則孔隙流體壓力保持著靜水壓力,這種情況下,剪切力和孔隙壓力一樣,是隨著深度而增大的。但是,一旦由于滲透性減低使孔隙壓力增高,其增加速度超過靜水壓力增加速度時(shí),則會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。在三角洲沉積條件下,10m的深度即可出現(xiàn)這種情況。由于超壓隨深度而增高,過剩的孔隙壓力使顆粒分開,由于顆粒之間摩擦力減小,從而使巖層的強(qiáng)度減弱。當(dāng)沉積物下降到臨界深度(Z)時(shí),有效正壓力(總的正壓力減掉孔隙壓力)已很微弱,以致不能使沉積物固結(jié)在一起而不受三角洲斜坡引起的剪切應(yīng)力的影響,這是上覆地層就開始沿基底滑動(dòng)面下滑。這種滑動(dòng),在臨界深度Z處由于剪切力薄弱帶的存在而向下傾方向擴(kuò)展。入(壓力系數(shù))=P(孔隙流體壓力)/S(沉積負(fù)荷壓力)(2) 、滑體的形成:按照Crans的模式,一個(gè)完整的滑動(dòng)構(gòu)造體系,其根部受拉張應(yīng)力形成“主動(dòng)的”重力滑動(dòng)區(qū)(或稱主動(dòng)塑性區(qū)),其前緣受擠壓應(yīng)力形成“被動(dòng)的”重力擴(kuò)展區(qū)(被動(dòng)塑性區(qū))。主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū)之間應(yīng)力傳遞是通過滑體中部不呈塑性狀態(tài)的硬化部分----硬化區(qū)實(shí)現(xiàn)的,即通過側(cè)向壓實(shí)作用實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單地說,一個(gè)理想的滑體底面,其根部是一個(gè)鏟形斷層,中部是一個(gè)順層滑動(dòng)的斷面,前緣端部是一個(gè)逆斷層組?;凭€場(chǎng)是根據(jù)已知應(yīng)力計(jì)算出的理論上的斷層軌跡。當(dāng)然,并非所有這些滑移線都發(fā)育成斷層。理論上,只是沿著某一特點(diǎn)的應(yīng)力體制計(jì)算出的滑移線發(fā)育。這兩組滑移線以共軛形式相交,其銳角被最大主壓力。1二等分。在具有正常壓力的地層中,根部主動(dòng)區(qū)的滑移線為平直的,正斷層”,前緣端部被動(dòng)區(qū)的滑移線為平直的逆斷層。在開始出現(xiàn)異??紫秹毫Φ纳疃纫韵拢貙犹幱谒苄誀顟B(tài),應(yīng)力體制隨著深度增大而發(fā)生變化,所有斷層(滑移線)都發(fā)生彎曲,近頂部"近于直立。以后有效應(yīng)力隨深度增加而減小。。1與基底滑動(dòng)面交角逐漸減小到30°,和平緩的滑動(dòng)面近于平行。隨著三角洲向前推進(jìn),新的沉積物蓋在老的滑動(dòng)單元的硬化區(qū)之上,對(duì)于剛剛沉積下來的地層來講,老滑動(dòng)單元的硬化部分可作為'堅(jiān)硬的”底層。但是,由于新的沉積蓋層的厚度不斷加大老滑動(dòng)單元有可能處于超壓狀態(tài),變?yōu)樗苄泽w。因此,當(dāng)?shù)匾粋€(gè)滑動(dòng)單元沿著老滑動(dòng)面滑動(dòng)時(shí),其頂面成為新沉積單元的底層。而當(dāng)新沉積層達(dá)到臨界厚度時(shí),開始滑塌形成第二個(gè)滑動(dòng)單元。這種作用過程不斷地重復(fù)進(jìn)行,最后疊合成有多個(gè)滑動(dòng)單元構(gòu)成的三角洲沉積體。(3) 、超過孔隙壓力釋放過程中形成的斷裂分叉:如前所述,生長(zhǎng)斷層的彎曲度,特別是平行表面的基底滑動(dòng)面是超孔隙壓力直接造成的。超孔隙壓力的釋放總趨向于使生長(zhǎng)斷層的下不變直,這是比較容易理解的,所以在應(yīng)力釋放過程中斷裂繼續(xù)活動(dòng)時(shí),依據(jù)流體壓力的釋放方式不同,可能出現(xiàn)各種形式的生長(zhǎng)斷層,這種超壓釋放引起的應(yīng)變式沉積后的應(yīng)變,不管超壓帶應(yīng)力是從超壓沉積層的頂部向上釋放,還是沿基底滑動(dòng)面向下滲濾,由于超孔隙壓力的下降,連續(xù)形成的那些斷層總趨向于變直。如果這些斷裂都從一個(gè)地點(diǎn)依次呈放射狀地發(fā)育,則形成馬尾式分叉。(4) 、三角洲重力滑動(dòng)的地質(zhì)力學(xué)模式和自然界地質(zhì)實(shí)例的對(duì)比:為了驗(yàn)證這種模式的正確性,Crans等把它的理論和英國愛爾蘭地區(qū)石炭系中生長(zhǎng)斷層的特征作了對(duì)比。該地區(qū)中每一個(gè)生長(zhǎng)斷層系往往限制在一個(gè)沉積旋回層中發(fā)育,換言之,就是沒一個(gè)沉積旋回的形變都是在他下伏層的旋回層變形后發(fā)生的,兩個(gè)沉積旋回的變形獨(dú)立無關(guān)。生長(zhǎng)斷層常常是一個(gè)不連續(xù)的滑動(dòng)面,向著下降盤下凹,而后變?yōu)榕c上覆層的層理大體平行的斷面,局部出現(xiàn)滾動(dòng)背斜,這種幾何形態(tài)理論模式相似。就是說,“主動(dòng)塑性區(qū)”時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度場(chǎng)造成的彎曲滑動(dòng)面。而非塑性區(qū)(硬化區(qū))是一個(gè)與層面平行的滑動(dòng)面,速度純屬橫向的水平移動(dòng)。③Crans等引用了大量野外觀察資料,說明在生長(zhǎng)斷層附近有“砂火山”和大量沉積滑動(dòng)構(gòu)造存在,在主滑動(dòng)面下面常常出現(xiàn)很多剪切牽引褶皺和剪切面,斷層前端粉砂巖中也受到強(qiáng)烈的擾動(dòng),說明是典型的塑性變形。這些特點(diǎn)對(duì)該理論模式的基本推斷是一個(gè)有力的支持。④值得注意的是,離開陡斷面,在與層面平行的滑動(dòng)面之上,沉積物完全沒有受到擾動(dòng)。這種現(xiàn)象可以解釋為存在一個(gè)硬化區(qū)。⑤Crans等引用了西歐石炭系盆地煤田中直接觀察到的近水平滑動(dòng)面的兩個(gè)實(shí)例,這種滑動(dòng)面在鉆井和地震面中很難識(shí)別。在這兩個(gè)實(shí)例中,斷裂的規(guī)模都比較大,近似與尼日爾三角洲生長(zhǎng)斷裂的規(guī)模,一條斷層要影響幾百米厚的沉積物。(三)、我國東部含油氣盆地生長(zhǎng)斷裂的成因類型我國東部含油氣盆地中生長(zhǎng)斷裂的分布是極其廣泛的,在沉積盆地的整個(gè)發(fā)育過程中不同時(shí)期、不同構(gòu)造部位會(huì)形成不同規(guī)模、不同級(jí)次的生長(zhǎng)斷層,這種同沉積斷裂作用對(duì)沉積盆地的形成、沉積相帶的分布以及局部圈閉的形態(tài)都起著較為明顯的控制作用。從成因機(jī)制上講,基底斷裂、重力滑動(dòng)、差異壓實(shí)、塑性流動(dòng)上滾因素在本區(qū)都有明顯的表現(xiàn),但應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是基底斷裂可能是控制本區(qū)生長(zhǎng)斷裂發(fā)育的最基本的因素。這可能也是和國外還向大型沉積盆地主要的區(qū)別之點(diǎn)。我國東部沉積盆地中的生長(zhǎng)斷裂可分為四種成因類型:(1) 、基底斷裂控制的生長(zhǎng)斷層:主要是指控制沉積盆地發(fā)育的大型邊界斷層。以濟(jì)陽、黃驊兩個(gè)凹陷為例,兩者均為不對(duì)稱的斷坳盆地,前者為北陡南緩、北深南淺,北以堤寧隆起南緣的堤南斷裂為邊界的不對(duì)稱的斷坳盆地,后者為西陡東緩、西深東淺西以滄東大斷裂為邊界的不對(duì)稱斷坳盆地,這些邊界斷層雖然某些地段具有隆起邊緣斷超兩種性質(zhì),但基底斷坳的性質(zhì)是清楚的。(2) 、基底斷裂轉(zhuǎn)化為重力滑動(dòng)的生長(zhǎng)斷層:這種類型斷裂在沉積盆地中分布極廣,一些控制著油氣聚集的二級(jí)斷裂構(gòu)造帶上的主斷裂多屬此種類型,是造成油氣圈閉的主要斷層。這些斷層的走向與盆地周邊平行,向盆地中心節(jié)節(jié)下掉,落差大、延伸遠(yuǎn)、同生性質(zhì)明顯,顯然一定程度上受基底斷裂控制。(3) 、重力滑動(dòng)引起的同生斷裂層:這是盆地內(nèi)沒有斷大基地和基底斷裂沒有直接聯(lián)系的斷層,主要是沉積蓋層的重力作用引起的。二級(jí)斷裂帶上的次一級(jí)的斷裂多屬此種類型。這種斷層一般斷距小、延伸短、走向不甚規(guī)律、斷面傾向多變,包括主干斷裂的反向斷層和同向小斷裂。這些斷裂對(duì)油氣聚集起著重要作用。(4) 、塑性巖層流動(dòng)上拱造成的生長(zhǎng)斷層:現(xiàn)已證明我國東部各油田存在大量魚鹽丘尼丘有關(guān)的構(gòu)造,背斜構(gòu)造頂部多發(fā)于復(fù)雜的地塹式斷裂組合,構(gòu)成復(fù)雜的斷塊油藏。應(yīng)當(dāng)明確指出的是,沉積盆地發(fā)育過程中差異壓實(shí)作用是始終存在的,雖然對(duì)于由于這種因素造成的生長(zhǎng)斷層規(guī)模可能可能有多大、范圍可能多廣還沒有一致的認(rèn)識(shí),但可以肯定,重力斷層和塑性流動(dòng)斷層發(fā)育過程中,差異壓實(shí)是一個(gè)始終不可忽視的重要因素。以上對(duì)我國東部生長(zhǎng)斷裂類型的劃分似乎主要強(qiáng)調(diào)了第三系沉積過程中基底和蓋層垂直運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),但這并不是說生長(zhǎng)斷層的形成純?yōu)榇怪边\(yùn)動(dòng)的結(jié)果。因此,中國東部型、中新生代盆地以及盆地內(nèi)次級(jí)構(gòu)造的形成應(yīng)當(dāng)是水平扭動(dòng)、重力滑動(dòng)、底劈刺穿、差異壓實(shí)幾種地質(zhì)營力的疊加,而水平扭動(dòng)則是控制生長(zhǎng)構(gòu)造、生長(zhǎng)斷裂演化的主導(dǎo)應(yīng)力。第四節(jié)生長(zhǎng)斷裂和油氣聚集的關(guān)系由于生長(zhǎng)斷裂帶與沉積盆地同期發(fā)育,控制和影響著沉積和構(gòu)造的發(fā)展,因此和油氣的生成、運(yùn)移、聚集都有密切的成因聯(lián)系。歸納起來,生長(zhǎng)斷裂對(duì)油氣藏的形成有以下幾個(gè)有利條件:(1) 生長(zhǎng)斷裂的主要生長(zhǎng)期往往也正是生油凹陷的主要發(fā)育期,隨著生長(zhǎng)斷裂的向前推進(jìn),沉積凹陷也隨之轉(zhuǎn)移,直接控制著生油凹陷的分布。(2) 、沉積凹陷內(nèi)次級(jí)生長(zhǎng)斷裂帶常呈弧形向生油凹陷中心階梯狀下掉,斷面朝向油氣運(yùn)移聚集的最有利部位。(3) 、生長(zhǎng)斷裂的伴生構(gòu)造(滾動(dòng)背斜和抬斜斷塊)是最有利的圈閉類型,砂質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育,構(gòu)造形成時(shí)間早,具有優(yōu)先捕集油氣的條件。(4) 、由于生長(zhǎng)斷層發(fā)育得早,延續(xù)時(shí)間長(zhǎng),促使尤其長(zhǎng)期處于運(yùn)移、聚集和重新富集的狀態(tài)下,因而可能造成深、淺部含有層疊合連片形成多種圈閉類型疊合的復(fù)式油氣聚集帶。以下這種討論和生長(zhǎng)斷裂有關(guān)的油氣圈閉類型和生長(zhǎng)斷裂的封閉性問題。(一)、和生長(zhǎng)斷裂有關(guān)的油氣圈閉類型與生長(zhǎng)斷裂有關(guān)的構(gòu)造圈閉有兩種類型,一是生長(zhǎng)斷層的伴生構(gòu)造。這是指斷裂發(fā)育過程中,受斷裂活動(dòng)和沉積作用的影響。使斷裂上下盤地層發(fā)生變形從而形成的構(gòu)造圈閉。對(duì)于這種構(gòu)造,隆起固然是控制油氣聚集的主要因素,但油氣的富集以至再分配則往往主要受這些斷裂造成的遮擋條件的控制。這里所要討論的主要是前一種斷裂伴生構(gòu)造圈閉。根據(jù)構(gòu)造圈閉形成的部位、形態(tài)及形成機(jī)理的不同,可分為三種類型:1、正斷層下降盤的“逆牽引”構(gòu)造“逆牽引”、或稱作逆傾斜、滾動(dòng)背斜、翻轉(zhuǎn)構(gòu)造,是緊靠斷層下降盤出現(xiàn)的小型背斜。由于它的形態(tài)和正斷層下降盤牽引作用形成的向斜形態(tài)恰恰相反,故稱之為“逆牽引”,因此,“逆牽引”只是形態(tài)上對(duì)比的形容詞,而非真正的構(gòu)造牽引現(xiàn)象。我國東部各油田逆牽引背斜發(fā)育相當(dāng)廣泛,是最重要的油氣圈閉類型之一。逆牽引背斜形態(tài)、結(jié)構(gòu)和油氣富集上具有如下特點(diǎn):①逆牽引背斜大多為小型、寬緩、不對(duì)稱的短軸背斜和鼻狀構(gòu)造。軸線與主斷層線近于平行,陡翼靠斷層面一側(cè)。②這些背斜長(zhǎng)巖生長(zhǎng)斷層下降盤呈串珠狀分布。③深、淺層構(gòu)造高點(diǎn)不符合,向深部逐漸偏移。高點(diǎn)偏移軌跡與斷面大體平行。背斜幅度向下增大,向上減小。④逆牽引”背斜高點(diǎn)距斷層線較近,一般均在0.5~1.5km以內(nèi)。⑤逆牽引背斜頂部往往為次級(jí)同向和反向斷層所切割,構(gòu)成復(fù)雜的頂部地塹斷裂系。⑥閉合的逆牽引背斜往往出現(xiàn)在弧形正斷層的內(nèi)側(cè)下降盤上。⑦生長(zhǎng)斷層下降盤逆牽引背斜部位往往砂層增多,單層厚度增大,油氣主要富集在背斜高部位、高壘塊或反向斷層的上盤。Hambli認(rèn)為,斷層面彎曲是“逆牽引”構(gòu)造形成的關(guān)鍵因素,根據(jù)理論計(jì)算,滑移線(斷裂面)在深部基本上因?yàn)樗綘顟B(tài),至表層應(yīng)彎曲呈垂直狀態(tài),沿著這個(gè)彎斷面的正向斷裂運(yùn)動(dòng),使兩盤發(fā)生垂向位移,同時(shí)也會(huì)使兩個(gè)斷塊拉開,因此,在上升盤和下降盤之間形成原始裂縫,為了彌合這個(gè)潛在空間而發(fā)生沉陷或坍塌,通常產(chǎn)生反向斷層,構(gòu)成小型地塹。然而,如果物理?xiàng)l件沒有造成破裂而發(fā)生了撓曲,那么斷面附近的地層影響下彎曲來米和潛在的空間,從而形成逆牽引撓曲。因此,逆牽引撓曲和反向斷層是同一構(gòu)造力的兩種表現(xiàn)。如果這種理論是正確的話,那么,“逆牽引”的實(shí)際分布要比現(xiàn)在知道的更為廣泛。在張力造成的正斷層發(fā)育的任何地區(qū)都可能形成“逆牽引”撓曲。W.K.Hamblin的解釋得到了相當(dāng)多的地質(zhì)學(xué)家的重視和贊同。除了斷層彎曲因素以外,生長(zhǎng)斷層下降盤沉降不均衡以及差異壓實(shí)作用也是重要因素。我們常??吹缴L(zhǎng)斷層發(fā)育過程中,愈近斷層面附近沉積速度愈大、沉積厚度愈大,遠(yuǎn)離斷層面厚度減小。這種厚度變化的不斷積累,造成深部地層產(chǎn)狀向著斷層面回顧”。當(dāng)然,在考慮沉降不均衡造成厚度差異的同時(shí),必然會(huì)涉及差異壓實(shí)作用。厚度差異大,壓實(shí)差異量也會(huì)增大,從而加劇“逆牽引”的幅度。2、正斷層上升盤的抬斜斷塊正斷層的運(yùn)動(dòng)有兩種形式,一位同向正斷層,一位反向正斷層。同向正斷層由于地層轉(zhuǎn)動(dòng)方向和斷面傾向一致,因而斷裂加劇了沉降。相反,反向正斷層則由于斷塊的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與斷層的傾向相反,因而盡管下降盤在下降,但從整體上看,似乎沒有發(fā)生沉降。如果使生長(zhǎng)斷層的話,則只是出現(xiàn)在局部的沉陷。這種反向正斷層形式的抬斜運(yùn)動(dòng)在地殼變形中相當(dāng)普遍,規(guī)模也很不同。夾持在反向正斷層之間的斷塊稱抬斜斷塊(或掀斜斷塊,翹傾斷塊)。反向正斷層的上升盤由于斷層面和上升盤巖層的傾向相反,因而上升盤地層在斷面附近形成具有良好圈閉條件的高部位,由于這種圈閉在剖面上形似“屋脊”,因此,東部各油田上常稱為“屋脊斷塊”??ㄘ愌┓颍?971)對(duì)世界上14個(gè)含油氣區(qū)的150個(gè)區(qū)域性單斜層上的構(gòu)造遮擋油氣田作了統(tǒng)計(jì)和研究,發(fā)現(xiàn)其中處于反向正斷層上升盤的有105個(gè),占70%,處于同向正斷層下降盤的有37個(gè),占25%,他認(rèn)為,大部分構(gòu)造遮擋油氣藏之所以與反向正斷層有關(guān),石油與反向正斷層具備產(chǎn)生圈閉的良好條件,從反向正斷層產(chǎn)生一開始,上部?jī)?chǔ)集層及沿此斷層與相鄰斷塊的非滲透性巖層(本儲(chǔ)集層的蓋層)接觸,從而構(gòu)成油氣圈閉,隨著斷層的發(fā)育,含油氣圈閉的范圍也在擴(kuò)大,二沿同向正斷層下降盤分布的含油氣圈閉,僅是在此斷層斷距達(dá)到超過儲(chǔ)集層厚度的情況下才能形成。因此在發(fā)育時(shí)相同的情況下,反向正斷比同向正斷圈閉條件要好。勝利油田在總結(jié)濟(jì)陽坳陷富集高產(chǎn)油藏類型時(shí)指出:“縱向上,以反向斷層切割的屋脊斷塊最好,由于屋脊斷塊位于斷層的上升盤,一般壓力比斷塊邊部和下降盤斷塊低,并且圈閉形成早,成為油氣聚散平衡的方向,有利于油氣聚集。抬斜斷塊可以分為同生和后生兩種類型:(1)、同生型抬斜斷塊:這種抬斜斷塊的斷層面與區(qū)域地層傾向相同,正是由于同沉積的反向正斷的斷裂活動(dòng)才使得夾持在兩條斷層中間的地層反向,在上升盤形稱抬斜斷塊,隨著斷層落差向上減小,以至消失,巖層逐漸恢復(fù)成原始的區(qū)域傾向。這樣,深淺層地層產(chǎn)狀不一致,聚油部位也不相同,從淺層下降盤的高點(diǎn)向深部轉(zhuǎn)到出現(xiàn)逆傾斜的上升盤高部位。出現(xiàn)逆傾斜的深度和生長(zhǎng)斷裂的生長(zhǎng)指數(shù)有關(guān)。(2)、后生型抬斜斷塊:區(qū)域單斜層或鼻狀構(gòu)造被反向斷層切割,從而在反向正斷層上盤形稱抬斜斷塊。我國東部廣泛發(fā)育的“箕狀斷陷”也屬此種類型。這種盆地普遍具有一次超覆接觸,另一側(cè)呈斷層接觸的特點(diǎn),區(qū)域分布也跟規(guī)律。(二)、關(guān)于生長(zhǎng)正斷層的封閉性問題對(duì)于張性正斷裂,過去純從力學(xué)性質(zhì)分析,總認(rèn)為是開啟性的,只能作油氣運(yùn)移的通道,不利于作遮擋而圈閉住油氣。但油氣勘探的實(shí)踐表明,一方面復(fù)雜的正斷層系往往使油藏遭受破壞,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)我國東部由正斷層做遮擋構(gòu)成的斷塊油藏分布相當(dāng)普遍。生長(zhǎng)正斷層活動(dòng)過程中由于尚未固結(jié),因而具有較強(qiáng)的塑性,易于形成封閉。鏟型斷面的不同部位往往具有不同的力學(xué)性質(zhì),封閉特點(diǎn)也不相同。深部異常壓力的存在也可能增強(qiáng)斷裂的封閉性質(zhì)。在斷裂發(fā)育過程中,不同時(shí)期斷裂的封閉性也都有變化。因此,斷裂的封閉性是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。在有蓋層存在的條件下,垂向上斷層基本上都是封閉的,問題主要在于側(cè)向封閉性。“砂巖不見面”固然是最優(yōu)越的條件,但是即使砂巖和砂巖相對(duì)當(dāng)兩盤砂巖排替壓力差或者砂巖和斷裂帶上的物質(zhì)排替壓力不同也可造成封閉。M.AJackson根據(jù)墨西哥灣某些油藏的分析認(rèn)為斷裂活動(dòng)中,強(qiáng)烈的剪切可使砂巖、頁巖受擠壓而抹入斷層泥中,使斷層面的不均一性增強(qiáng),滲透性提高。如果斷裂帶下降盤上地層頁巖含量超過25%,所產(chǎn)生的不均一性可能提高斷層的封閉性,阻止流體穿過斷裂帶。H.Perkins提出了一種特殊的斷層遮擋型式,即所謂流動(dòng)頁巖遮擋,他人為上升盤砂巖的塊狀砂巖相接觸的部位所形成的圈閉是一種特殊的圈閉類型,造成這種圈閉的首要條件是斷層和沉積作用必須同期發(fā)生,而且上升盤必須是一套砂、頁巖互層的沉積。當(dāng)頁巖處于尚未壓實(shí)的半塑性狀態(tài)時(shí),斷層運(yùn)動(dòng)使頁巖沿破裂面或破裂帶發(fā)生流動(dòng)或拖曳。結(jié)果,一些頁巖被擠壓進(jìn)下伏砂層中并填滿砂粒的空隙空間,從而在砂頁巖分界面處形成一個(gè)天然的“泥餅”,造成不滲透的遮擋條件?!澳囡灐钡牟粷B透程度決定于上覆頁巖層的厚度和均質(zhì)性、頁巖保持半塑性狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短以及斷裂運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。當(dāng)然,和這種流動(dòng)頁巖遮擋相配合,上升盤地層必須具備逆傾斜,并且兩圍翼部分也必須是閉合的。第五節(jié)生長(zhǎng)斷裂的某些研究方法如前所述,生長(zhǎng)斷裂的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)上都有其特點(diǎn)。如絕大部分生長(zhǎng)斷層為張性正斷層,下降盤地層明顯增厚,斷面呈鏟形,下降盤普遍發(fā)育逆牽引”構(gòu)造和反向斷層等等。下面討論幾種生長(zhǎng)斷裂的研究方法問題,包括生長(zhǎng)斷層指數(shù)的分析;正斷層拉張量的計(jì)算;鏟形斷層滑脫深度的計(jì)算;根據(jù)滾動(dòng)背斜的形狀恢復(fù)鏟形斷面的形狀;張性斷裂橫剖面的平衡校正。一、生長(zhǎng)斷層的生長(zhǎng)指數(shù)分析運(yùn)用生長(zhǎng)指數(shù)反映斷裂活動(dòng)的強(qiáng)度是有前提和假定條件的:(1) 、要假定斷裂在水下活動(dòng)期間,沉積是即時(shí)的、完全補(bǔ)償?shù)?,否則沉積厚度不能代表斷裂的沉降幅度。但是,實(shí)際上沉積補(bǔ)償原理不是在任何地區(qū)、任何層位都適用。它受著沉降速度、物源區(qū)的剝蝕速度以及搬運(yùn)距離等很多因素的影響,因此,在確定上下盤地層對(duì)比單位時(shí)大小要適當(dāng),不能過小。(2) 、生長(zhǎng)斷層上下盤不能有大的沉積間斷。這是不言而喻的。但如前所述,在生長(zhǎng)斷層發(fā)育的過程中,可能發(fā)生短暫的局部抬升,或沉積速度超過沉降速度,致使沉積表面高出侵蝕基準(zhǔn)面,從而發(fā)生水下剝蝕,使地層厚度減小。在生長(zhǎng)斷裂發(fā)育地區(qū),沉積很少是完全連續(xù)的,局部的微弱的小間斷是大量的,在進(jìn)行井下地層對(duì)比時(shí),區(qū)分開斷層和沉積間斷造成的地層缺失非常重要,對(duì)于這些小型沉積間斷只能忽略不計(jì)。(3)、生長(zhǎng)指數(shù)應(yīng)用得正確與否、精確詳細(xì)程度,相當(dāng)大的程度上決定于地層對(duì)比的可靠程度和上下盤地層的保存條件。因此要根據(jù)上下盤可準(zhǔn)確對(duì)比的地層單位來確定計(jì)算生長(zhǎng)指數(shù)的地層單位。(4)、目前生長(zhǎng)斷層指數(shù)分析中沒有考慮沉積壓實(shí)因素。二、張性斷裂結(jié)構(gòu)要素研究按照運(yùn)動(dòng)的方式,張性斷裂可分為兩中基本類型(表2-1):(1) 、旋轉(zhuǎn)型斷層:在拉張過程中地層或斷層面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。(2) 、非旋轉(zhuǎn)型斷層:產(chǎn)生拉張,但地層或斷面
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