1、同沉積壓實構(gòu)造及其油氣意義,通常，人們將沉積過程中形成的構(gòu)造統(tǒng)稱為同沉積構(gòu)造、同生構(gòu)造或生長構(gòu)造。差異壓實作用在此類構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)育過程中始終起著重要的作用。 所謂同生構(gòu)造就是指與沉積同時形成并由差異壓實作用而進一步發(fā)展的構(gòu)造。它是在沉積盆地中發(fā)育的一種特殊的構(gòu)造類型，是在盆地普遍沉降的背景下，由沉積作用、壓實作用與斷層活動或褶皺作用有機地匹配而形成的構(gòu)造。 油氣勘探中的同生構(gòu)造主要包括：在盆地普遍沉陷、沉積的背景下由于局部隆起所形成的同沉積背斜和在沉積過程中長期發(fā)育、逐漸生長起來的同生斷層兩種形式。,第一節(jié) 概述,二、同生構(gòu)造在油氣勘探中的意義 同生構(gòu)造主要發(fā)育在各種沉積盆地中，無論什么盆地

2、，都能發(fā)育同生構(gòu)造。 由于同生構(gòu)造與沉積盆地同期發(fā)育并控制和影響著沉積與構(gòu)造的發(fā)育，所以它和油氣的生成、運移、聚集都有著密切的聯(lián)系。自20世紀60年代后期開始，人們逐漸認識到同沉積構(gòu)造與生油凹陷的發(fā)育、儲集相帶的分布及油氣圈閉的形成有著密切的關(guān)系。 同沉積背斜對油氣的聚集作用是顯而易見的。由于同沉積背斜具有沉積時的原始傾斜，加上鄰近凹陷區(qū)上覆地層增厚所造成的壓差，就為油氣的早期運移提供了條件，各方向的油氣都可向古隆起運移、聚集。在同沉積背斜的古隆起帶上有長期發(fā)育的圈閉構(gòu)造，往往是粒度粗、孔隙度好、具備良好儲油物性的有利相帶，是油氣聚集高產(chǎn)的場所。同時，它也有利于形成構(gòu)造、巖性、地層等各種類型油

3、田疊合連片含油的場所。在我國東部含油氣盆地中，相當一部分大型油氣聚集帶本身就是一個二級同沉積隆起帶或同生斷裂帶。西部四川盆地的多數(shù)油氣也富集于同沉積背斜的古隆起帶上。,較大規(guī)模的同生構(gòu)造可直接控制著含油氣盆地的形成和發(fā)展。因此，大規(guī)模同生斷層的主要生長期(活動期)往往也正是生油凹陷的主要發(fā)育期，因此它也控制著生油凹陷的分布。在同沉積正斷層上盤發(fā)育的逆牽引構(gòu)造是引人注目的高產(chǎn)油氣的構(gòu)造。如墨西哥灣岸盆地和尼日爾三角洲盆地是世界上兩個著名的同生斷層、逆牽引構(gòu)造發(fā)育區(qū)，也是產(chǎn)油最豐富的地區(qū)之一。美國德克薩斯州的283個油氣田中58屬于逆牽引構(gòu)造儲油，而且大多數(shù)是高產(chǎn)油田。在我國東部各油田中，逆牽引構(gòu)

4、造也相當發(fā)育，是重要的油氣圈閉類型之一。 大量的油氣勘探實踐證明，中、新生代沉積盆地中發(fā)育的同沉積背斜帶、同生斷層帶是有利于油氣聚集的重要構(gòu)造帶，是石油勘探的重點目標，也是石油構(gòu)造地質(zhì)學研究的重點內(nèi)容之一。,同沉積背斜 有關(guān)概念及其基本特征 研究方法 1.古構(gòu)造圖的繪制 2. 地層古厚度的計算方法 3.閉合構(gòu)造的幾何學研究 同沉積背斜與油氣聚集 同生斷層 概念及基本特征 同生斷層的研究 1.地下斷層錯動性質(zhì)分析 2.厚度分析與生長指數(shù) 3.同生斷層的級別 同生斷層的形成機制 1.構(gòu)造運動 2.重力作用 同生斷層與油氣的關(guān)系 閉合構(gòu)造的幾何參數(shù)及其確定 1.背斜頂部偏移問題 2. 閉合構(gòu)造的幾何

5、參數(shù)測算,第二節(jié) 同沉積背斜,一、有關(guān)概念及基本特征 （一）基本概念 在盆地普遍沉降、沉積的背景上，由于局部隆起（基底隆起）和差異壓實所形成的沉積巖層的背斜構(gòu)造Synsedimentry anticline. 油氣勘探 古構(gòu)造（古隆起） 廣義的古構(gòu)造（Paleostructure）. 沉降沉積壓實變形、變位 壓實作用（Compaction）: 沉積物 重力負荷 水分排出 空隙度降低 體積縮小 壓實率 K= H / Ho *100% （二）基本特征 1.剖面形態(tài)上部平緩、下部陡的開闊背斜(淺層翼間角、閉合度)。 2.同一層位巖層厚度頂薄、翼厚。頂部局部不整合；兩翼超覆或退覆。 3巖性特征頂粗翼細

6、。 4頂部偏移（兩種成因）。 二、同生背斜的研究 （一）構(gòu)造發(fā)育史剖面圖的繪制 扣除法現(xiàn)今剖面 從上往下 一層一層回剝 不同期的構(gòu)造剖面圖 兩個校正：深度校正、壓實校正 運用沉積補償原理要注意：塑性流動、古剝蝕量、有無欠壓實、古埋深,(二) 古構(gòu)造圖的幾何學分析,古構(gòu)造圖:用等值線表示所選定的標志層在地質(zhì)歷史時期構(gòu)造形態(tài)的平面圖。 一系列古今構(gòu)造圖有規(guī)律地排列在一張圖上 古構(gòu)造圖發(fā)育史圖 動態(tài)、定量地反映古構(gòu)造圖的形成過程（寶塔圖） 一系列構(gòu)造發(fā)育史剖面圖（剖面法 分析內(nèi)容：1、不同期構(gòu)造幅度比（D） 雛型期、定型期（50-80%）、完整期、 衰退期；2、與盆地發(fā)育的關(guān)系 長期發(fā)育型、后期（中

7、、晚期）發(fā)育型、后期衰退型、不連續(xù)發(fā)育型； （三）厚度梯度（TG）分析 （四）巖性分析 同一層的砂泥巖百分比、空隙度、滲透率等。 碳酸巖區(qū) 碎屑灰?guī)r或砂狀灰?guī)r、生物灘、鮞狀沉積等。 三、同生背斜的成因及其類型 （一）根據(jù)動力條件 1、張、張扭性基底斷裂的長期活動；2、壓、壓扭性基底斷裂的長期活動；3、重力作用 逆牽引背斜。 （二）根據(jù)地質(zhì)條件 1、古隆起-差異沉降 （狹義的）；2、潛山、礁塊、巖體差異壓實；3、底辟核上。 四、同生背斜與油氣運聚 1、原始隆起 + 鄰近凹陷的增厚壓差 早期運移。 2、頂部良好的儲集層 高產(chǎn)區(qū)。 3、多種圈閉的有規(guī)律組合（背斜、巖性、地層圈閉），成帶。,一、同沉積

8、背斜的基本特征 (一)概念 同沉積背科(Syndepositional anticline)是指在盆地普遍沉陷、沉積的背景下，由于局部(通常是基底的局部)隆起所形成的沉積巖層的背斜構(gòu)造，也稱生長背斜、同生背斜。 在石油地質(zhì)勘探中，常把同沉積背斜稱為古構(gòu)造，意思是由于古隆起所造成的構(gòu)造。但是，廣義的古構(gòu)造(Paleostructure)是指在某一地史階段前形成的地質(zhì)構(gòu)造。我們這里討論的古構(gòu)造是指同沉積背斜構(gòu)造。,(二)基本特征 同沉積背斜因其特殊的形成機制，常表現(xiàn)為有如下特征。 (1)同沉積背斜在剖面上的形態(tài)為上部平緩、下部較陡的開闊背斜。一般同沉積背 斜的這一特征無論在一系列標準層所作的構(gòu)造圖

9、上或在古構(gòu)造剖面圖上，均可較清楚地 看到淺層的構(gòu)造傾角小、深層的構(gòu)造傾角大。如果同沉積背斜是一個閉合背斜，則由于 上、下巖層的傾角發(fā)生變化的原因，下部巖層形成的閉合度大于上覆巖層的閉合度。,如依一舒地塹湯原斷陷的龍王廟背斜在T22反射層圖上閉合差為200 m，而在T21上僅50 m(圖22)，或者上部構(gòu)造雖不具備圈閉條件，到一定深度可能成為圈閉構(gòu)造。其主要原因是同沉積背斜是在基底隆起的基礎(chǔ)上從下往上逐漸發(fā)展的，故形態(tài)上必然下陡上緩， 甚至到上部消失。,(2)同沉積背斜的同一巖層厚度頂部薄、兩翼厚。頂部可能出現(xiàn)多次的局部不整合，而兩翼常出現(xiàn)超覆和退覆現(xiàn)象。同沉積背斜屬頂薄褶曲。越是在古隆起相對劇

10、烈上升時期，這種巖層厚度差別越大，一旦古隆起達到或超出剝蝕面之上時，會發(fā)生地層缺失。因此，同沉積背斜頂部的地層剖面與其兩翼比較，通常是不完整的。 從沉積學的角度看，在水下相對隆起的地段沉積薄、相對凹陷的地段沉積厚，而且當隆起幅度較大時，在隆起的上部可能會處于水下沖蝕狀態(tài)，造成局部不整合。這種不整合的特點是缺失地層的間隔較短，影響范圍較小，它反映構(gòu)造發(fā)展的激化時期。例如，大慶長垣的薩爾圖構(gòu)造，在橫剖面上可見到上、下白堊統(tǒng)呈不整合接觸，在構(gòu)造的頂部下白堊統(tǒng)頂部遭受剝蝕，上白堊統(tǒng)地層超覆在侵蝕面之上。,(3)同沉積背斜在巖性特征方面，同一層巖性由頂部向兩翼逐漸變細，即頂粗翼細。同沉積背斜的頂部(或水

11、下隆起的頂部)水體較淺，波浪的扭動和底流的沖刷較兩翼強烈，因此堆積在此處的碎屑物質(zhì)粒度必然要粗。同一層砂泥巖的百分比含量，從古隆起中心向周緣由大變小。巖性的這種變化，也導(dǎo)致儲集層的孔隙度和滲透率的相應(yīng)變化。例如，松遼盆地南部扶余號構(gòu)造(同沉積背斜)的扶余油層在背斜頂部附近巖性較粗，砂巖百分含量為40，翼部的砂巖百分比小于30。滲透率在褶曲軸部附近是0.2m2以上，而在翼部則小于01m2。根據(jù)同沉積背斜的這一普遍特性，可以通過編制砂泥巖百分比含量等值線圖粗略地推斷出同沉積背斜的分布。 在碳酸鹽巖發(fā)育地區(qū)同沉積背斜頂部也可形成淺水環(huán)境的沉積特征，如碎屑巖的含量增多、發(fā)育砂屑灰?guī)r甚至礫屑灰?guī)r、生物灘

12、和鮞粒沉積等。,(4)同沉積背斜頂部(構(gòu)造高點)自上而下普遍發(fā)生明顯的偏移。同沉積背斜的這一普遍現(xiàn)象與其它褶曲頂部的機械位移及不協(xié)調(diào)褶皺的頂部位移是不相同的。同沉積背斜頂部位移的規(guī)律隨不同成因而不相同，頂部可以垂直于軸線方向位移，也可以順著軸線方向位移。從成因上看，大體可分為兩種類型：連續(xù)沉積的頂部位移和被沉積間斷所分隔的頂部位移。 連續(xù)沉積的頂部位移的基本特征是軸面是一連續(xù)的弧線，弧頂凸向陡翼，由淺而深同沉積背斜的頂部向緩翼方向偏移。這種位移與原始的不對稱褶皺形態(tài)有關(guān)。因為不對稱的水下沉積地形導(dǎo)致不均衡的剝蝕作用，從而改造古地形，同時也使同沉積背斜頂部移動。圖23表示背斜的頂部在不均衡沖蝕作

13、用下自1向2，繼而向3位移的過程。 受沉積間斷分割的頂部位移表現(xiàn)為不整合面上、下構(gòu)造頂部的不符合，但上下構(gòu)造 軸面不能形成自然弧線，大多成為折線。一般這類頂部位移情況很復(fù)雜，具體情況需具 體分析。,二、同沉積背斜的研究 同沉積背斜的研究主要是通過形態(tài)、厚度、不整合和巖性等方面的分析，恢復(fù)其形成與發(fā)展的過程。這些具體的分析主要是在古構(gòu)造圖和古構(gòu)造發(fā)育史剖面圖上進行。,(一)分析古構(gòu)造圖 1分析古構(gòu)造與現(xiàn)今構(gòu)造的幅度比 從古構(gòu)造圖上可較直觀地看到標準層面的變形過程，了解各標準層頂部或高點偏移的情況。 通常根據(jù)古構(gòu)造與現(xiàn)今構(gòu)造的幅度比值D，將古構(gòu)造的發(fā)育過程劃分為四個階段。 (1)雛形期在雛形期，D

14、50，構(gòu)造的形成可能和初期構(gòu)造運動有關(guān)，也可能由在基底隆起的古地形背景上差異壓實所造成。該階段為古隆起出現(xiàn)的初期，其隆起幅度不大。 例如，松遼盆地早白堊世姚家組末期形成的古隆起，一般屬于雛形期構(gòu)造。華北盆地雛形期大體發(fā)生在古近紀沙三段沉積末期；江漢盆地雛形期相當于潛四段沉積末期；準葛爾盆地的雛形期相當于晚三疊世白堿灘組沉積時期。,(2)定型期定型期是古構(gòu)造的強烈隆起階段，其隆起幅度相當大，50D80。定型期所反映的地殼運動通常都是最強烈的一次運動。該期的構(gòu)造形態(tài)與現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)基本類似。 每個盆地的定型期的地質(zhì)時代并不相同。例如，松遼盆地古構(gòu)造大多在晚白堊世明水末期或早白堊世嫩江末期定型。華北盆

15、地大多在古近紀東營末期定型；江漢盆地大多在潛一組沉積末期定型；準噶爾盆地大多在中、晚侏羅世定型。 (3)完整期完整期是指定型期以后到第四紀的時期。該期構(gòu)造略有發(fā)育但變化不大，此期的增加幅度一般小于或等于30。 (4)衰退期構(gòu)造衰退是指背斜的閉合度被后期構(gòu)造運動所破壞的構(gòu)造而言。如果現(xiàn)今構(gòu)造的閉合度和閉合面積反而不及原來的古隆起大，則稱之為構(gòu)造衰退。當然，不是所有的古構(gòu)造均有衰退期，一般是部分古構(gòu)造由于后期構(gòu)造運動的改造或破壞而表現(xiàn)出衰退現(xiàn)象。例如，松江盆地扶余號構(gòu)造因后期區(qū)域傾斜導(dǎo)致閉合度變小，表現(xiàn)為構(gòu)造衰退。又如，濟陽坳陷中的東營一辛鎮(zhèn)背斜帶被后期斷層分割改變了構(gòu)造形態(tài)，也屬構(gòu)造衰退的實例。

16、,2分析局部構(gòu)造與整個盆地發(fā)育的相互關(guān)系 根據(jù)同沉積背斜與整個盆地發(fā)育的相互關(guān)系，可將其分為如下四種類型。 (1)長期發(fā)育型指在盆地形成初期因基底隆起而形成并伴隨盆地的演化而長期發(fā)育的構(gòu)造，其特點為構(gòu)造閉合度深部大、淺部小。如松遼盆地的雙興構(gòu)造和湯原斷陷中的龍王廟背斜均屬于此類構(gòu)造,(2)后期發(fā)育型指那些在盆地發(fā)育的某一時期開始發(fā)生、發(fā)展的生長背斜。圖25所示的松遼盆地龍虎泡構(gòu)造屬此類。 (3)后期衰退型指盆地形成早期，發(fā)育、發(fā)展至某一個階段開始衰退的生長背斜。如依一舒地塹方正斷陷的東六方構(gòu)造，深部構(gòu)造幅度大、淺部逐漸變小，甚至全部消失。,(4)不連續(xù)發(fā)育型指在盆地形成早期形成，到某一期衰退，

17、后來又發(fā)育起來的生長背斜。例如，依舒地塹方正斷陷的雙鳳構(gòu)造，在地震反射層構(gòu)造圖上僅在深層和淺層有反映，中部若干層均無隆起顯示(圖26)。,(二)分析古構(gòu)造發(fā)育史圖 根據(jù)沉積補償原理，在古構(gòu)造剖面圖上通過厚度分析可重塑同沉積背斜的發(fā)育史。 具體地講，同沉積背斜的頂部到翼部巖層的厚度梯度，可以反映古隆起上升的速度。同一巖層的厚度差越大，說明古隆起增長的幅度越大；巖層的厚度差越小，則反映的地殼運動也越穩(wěn)定。也就是古隆起上升的速度與巖層的厚度梯度成正比，厚度梯度大時反映古隆起上升強烈，厚度梯度小時，反映古隆起的上升速度相對平穩(wěn)。 在同沉積背斜的生長過程中，激化時期與穩(wěn)定時期總是交替出現(xiàn)的，今天所觀測到

18、的同沉積背斜形態(tài)，一般都經(jīng)歷了多次的激化時期，其構(gòu)造幅度是多期變動的總和。 無論在古構(gòu)造圖還是在古構(gòu)造發(fā)育史剖面圖上，厚度分析法都是定量描述同沉積背斜發(fā)育史的有效手段,三、同沉積背斜的形成機制 如上所述，同沉積背斜就是與沉積的同時形成并由差異壓實作用而進一步發(fā)展的構(gòu)造，是在盆地普遍沉降的背景下，由沉積作用、壓實作用與褶皺作用有機地匹配而形成的構(gòu)造形式。因此，差異沉積作用、差異壓實作用及褶皺作用是同沉積背斜形成的主要機制。 所謂壓實作用(Compaction)是指沉積層在上覆沉積物的重力負荷作用下所發(fā)生的水分排出、孔隙度降低和體積縮小的作用。現(xiàn)代巖層的厚度與其壓實前的沉積層厚度之比稱為壓實率(s

19、pecific compaction)。壓實率的大小因不同巖性和不同埋深可以在從零至百分之幾十之間變化。,如果壓實作用發(fā)生在較均質(zhì)的沉積層(如相同的密度、物質(zhì)成分、粒度和厚度)中，則體積均勻縮小，厚度均勻變??；如果壓實作用發(fā)生在不均質(zhì)的沉積層、位于堅硬的古隆起(或古潛山)之上的沉積層或夾有堅硬巖體(如砂巖透鏡體、礁塊、火成巖及變質(zhì)巖體等)的沉積層時，就會產(chǎn)生不均勻的差異壓實作用，造成沉積(巖)層產(chǎn)狀的變化(圖27)。大規(guī)模的差異壓實作用是古隆起(或古潛山)的上覆沉積層發(fā)生穹隆狀(或背斜狀)彎曲變形(頂薄褶曲)的決定性因素。,圖28表示差異壓實作用形成的一組變形序列。壓實前的沉積物表面是水平的。

20、由于各段沉積物及其下伏基底的壓實量不等，在A、B、C三段各形成不同構(gòu)造。在A處形成簡單的單斜層，A與B之間發(fā)育了魚尾構(gòu)造，在C處形成了一個壓實背斜。,第三節(jié) 同生斷層及其分析 在沉積盆地沉降與沉積過程中，長期活動的基底斷層通?？刂坪陀绊懗练e蓋層的形成與分布，尤其是斷陷盆地的邊界斷層具有明顯的同沉積性。,一、同生斷層的主要特征 (一)同生斷層的概念 在沉積過程中長期發(fā)育、邊生長邊控制沉積的斷層稱為同生斷層(Contemporaneous fault)。與同生斷層相對應(yīng)的“后生斷層”是沉積、成巖之后形成的斷裂構(gòu)造，它與沉積作用沒有直接的制約關(guān)系。后生斷層通常形成于某一次較強烈的構(gòu)造運動期，具有典型

21、的脆性破裂性質(zhì)。 國內(nèi)外與同生斷層同義的術(shù)語比較多，如生長斷層(Growth fault)、同沉積斷層(Synsendimentary fault)、沉積斷層(Depositional fault)等等。在我國東部盆地，尤其是在中、新生代沉積盆地中，生長斷層發(fā)育非常廣泛，成為油氣勘探中的重要構(gòu)造之一。大型同生斷層常為控制盆地發(fā)生、發(fā)展的邊界斷層。它們往往在某個時期表現(xiàn)為明顯的同生性質(zhì)，而在另一時期又顯示后生為主。因此，在盆地構(gòu)造分析中區(qū)分同生和后生兩類斷層和級次，對盆地構(gòu)造演化規(guī)律的分析和認識是非常必要的。從生長斷層的形成時代來看，主要發(fā)生在中、新生代，尤其是始新世一上新世，可以說這是全球性的

22、普遍現(xiàn)象。,(二)主要特征 同生斷層雖然在規(guī)模上、成因上有較大的差異，但其幾何形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有很多共同特征。這種特征反映其相似的成因機制及發(fā)育過程。 1斷層兩盤相對應(yīng)的地層厚度 若沉積作用明顯受這類斷層的控制，那么在斷層面(或帶)兩側(cè)沉積巖的巖性、厚度和巖相等方面就應(yīng)有明顯的差別。同生斷層的下降盤地層厚度明顯大于上升盤的同一層位地層厚度。這是同生斷層的最基本特征，也是識別同生斷層與后生斷層的根本標志，是同生斷層的必要且充分條件。因為在下降盤下降的同時接受沉積，故下降盤的沉積厚度一定比上升盤要大。,2逆牽引構(gòu)造 同生斷層的下降盤常形成逆牽引構(gòu)造或反向斷層。這是同生斷層的重要構(gòu)造型式，也是重要的

23、油氣聚集構(gòu)造。逆牽引構(gòu)造(Revelse drag)也稱反牽引構(gòu)造、逆傾斜(Dipreversal)、滾動背斜(Rollover)、翻轉(zhuǎn)構(gòu)造。,逆牽引構(gòu)造是在同生斷層活動時由于兩盤之差異壓實作用和下降盤沉積層的重力作用而形成的弧形彎曲現(xiàn)象。故一般發(fā)育在產(chǎn)狀平緩的地層中，而且多發(fā)育在同生斷層的下降盤上。它是同生斷層的標志性伴生構(gòu)造。它的彎曲方向與斷層兩盤相互摩擦、牽引而形成的正牽引的彎曲方向恰好相反。所以，“逆牽引”構(gòu)造只是形態(tài)上對比的名詞，并非真正的構(gòu)造牽引現(xiàn)象。逆牽引弧形彎曲的凸出方向指示對盤的運動方向(與正牽引相反)。逆牽引構(gòu)造走向與斷層走向一致，高點向深部偏移的軌跡與斷面大致平行。,墨西

24、哥灣岸盆地和尼日爾三角洲盆地是世界上兩個最著名的同生斷層和逆牽引背斜發(fā)育區(qū)，也是產(chǎn)油量豐富的地區(qū)之一。我國東部各油田中逆牽引背斜發(fā)育相當廣泛，是重要的油氣圈閉類型之一。 若因地層脆性較高而未能發(fā)生逆牽引彎曲時，在同生斷層的下降盤可能形成反向斷層。,3落差的變化規(guī)律 同生斷層的落差(或斷距)隨深度的增加而增大。由于同生斷層是伴隨著沉積作用長期發(fā)育的，所以上部較新地層沉積時由斷層活動所造成的落差必定累積疊加到下部較老地層的落差上。即層位越老、愈深，落差越大。當然，對那些深入基底中的同生斷層，不可能還是“越深落差越大”。 地震勘探分析表明，由依舒斷裂控制的幾個斷陷盆地中，沿依一舒帶平行展布的若干條主

25、干斷層在白堊紀和早第三紀均為生長斷層，其落差由淺到深逐漸加大，到基底的落差有的可達千米。,然而，在有些情況下同生斷層也可能落差不因深度增大而加大。從圖中可以看出，由于反向斷層的產(chǎn)生，該主斷層并沒有出現(xiàn)“落差隨深度而增大”的現(xiàn)象。這是因為中部斷塊的落差是主斷層和反向斷層的落差之和。,4斷層面的產(chǎn)狀 在剖面上同生斷層的斷面產(chǎn)狀為上陡、下緩、凹面向上。人們稱這種型式的斷層為鏟形或犁式(Listric)斷層，這是同生斷層普遍具有的特征。引起斷層面彎曲的因素是多方面的，既和巖石力學性質(zhì)的差異變化有關(guān)，也和沉積壓實作用有關(guān)。近年來有人提出，地層中由于異常流體壓力的出現(xiàn)，使之產(chǎn)生塑性，造成垂直剖面上的重力不

26、穩(wěn)定，從而引起重力滑動。這種滑動斷裂面普遍呈上陡下緩的鏟形。,5沉積滑動構(gòu)造 在同生斷層活動期間，由于巖層尚未固結(jié)成巖，受到擾動或其它應(yīng)力而發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生沉積滑動構(gòu)造。其主要形態(tài)為塑性、半塑性的滑塌構(gòu)造、流動褶皺、砂巖脈、微型沉積間斷和攪混構(gòu)造等等。其規(guī)模自幾米至幾百米。由于這種構(gòu)造和地史時期的生長斷層活動有著密切的成因聯(lián)系，常作為生長斷裂附近巖層結(jié)構(gòu)的一種標志性特征，而且常常據(jù)此分析重力斷層和褶皺的形成機制。現(xiàn)今地震使水下沉積層發(fā)生擾動和使某些密切。 根據(jù)生長斷層與區(qū)域構(gòu)造走向的關(guān)系，可分為走向同生斷層和非走向同生斷層。前者受區(qū)域構(gòu)造運動的影響，和區(qū)域構(gòu)造走向一致，而且通常和基底斷裂有一

27、定的成因聯(lián)系，也就是由基底斷裂進步發(fā)展而成。非走向同生斷層主要受局部構(gòu)造因素的控制，如鹽丘、泥丘的上拱或差異壓實等。實際上，這兩類斷層在同一沉積盆地中往往疊合發(fā)育，反映區(qū)域構(gòu)造和局部構(gòu)造因素的疊加和影響。,在大部分含油氣盆地中，區(qū)域性走向同生斷層分布更廣泛、更重要，其分布有以下特點： (1)走向上呈弧形或弧形雁行排列，或組成一定型式的斷層系?；⌒蔚陌济嬷赶蛳陆当P，即指向盆地中心厚度增大的方向。斷層系向著盆地中心階梯狀下降，沿著下降方 向斷層也逐漸變新。 (2)主斷層與分支斷層有分叉、合并的現(xiàn)象，但總的走向和區(qū)域構(gòu)造走向、沉積等厚線、古海岸線大體平行。故有人稱之為“等值線斷層”。例如，在依一舒地

28、塹的方正斷 陷和湯原斷陷中，控制二級構(gòu)造帶的主干斷層均與依舒帶平行，且分叉與合并的現(xiàn)象 較普遍。 根據(jù)斷盤沉降速度與沉積速率的關(guān)系，將區(qū)域生長斷層可分為三種基本類型：第一 類是反映沉積速度大于沉降速度，代表退覆系中形成的斷層；第二類為沉積速度等于沉 降速度，代表沉積條件穩(wěn)定的地區(qū)，沉降幅度能夠容納搬運的全部沉積物；第三類為反 映沉積速度小于沉降速度，代表超覆沉積層系中發(fā)育的斷層。,二、同生斷層的分析方法 同生斷層的研究是多方面的，但最基本的研究內(nèi)容是恢復(fù)其發(fā)育過程，分析它們對盆地及其內(nèi)部局部構(gòu)造形成與演化的影響和控制作用。 (一)生長指數(shù)分析 假定同生斷層在整體沉降的背景下發(fā)生明顯錯動，其兩盤

29、不同的下降幅度及時地被各自相應(yīng)厚度的沉積物所補償。按此理想的沉積補償原理，認為同一時代地層在斷層兩盤上的差異能夠定量地表明該斷層的發(fā)生、發(fā)展過程。也就是說，一條同生斷層的發(fā)育過程如實地反映在兩盤巖層的厚度上。 在運用厚度分析法分析同生斷層時，人們常采用生長指數(shù)的概念。上下兩盤同一地層的厚度差與下盤相應(yīng)地層厚度的比值稱為生長指數(shù)(Growth Index)或增長指數(shù)(Expansion Index)。斷層的生長指數(shù)反映同生斷層兩盤相對活動的速度大小及時代。生長指數(shù)IG值是一個相對的比較量。,GI = (H下 H上) / H下 當，IG=0，說明同生斷層兩盤處于相對靜止狀態(tài)，即斷層沒有活動。 當，

30、IG0，說明同生正斷層活動，如值越大，說明正斷層的同沉積活動越強烈。 當，IG0，說明同生逆斷層活動，IG值越小，說明逆斷層的同沉積活動越強烈。 選擇同生斷層兩盤一系列的地層進行系統(tǒng)的IG值對比并將IG值連成一條曲線，可作為該斷層的生長曲線。生長曲線的縱坐標表示地層層序，橫坐標表示生長指數(shù)IG。由中向左和右|IG|變大。曲線的峰值代表同生斷層的活躍時期，峰值的次數(shù)代表斷裂運動的旋回次數(shù)。,值得注意的是，在生長指數(shù)最大的層位，其落差不一定是最大，最大的落差在最下層面上。這是因為同生斷層的落差是一個累積數(shù)，最老的地層受斷層活動的時間最長，故落差也最大。即斷層落差最大的層位往往是斷裂活動最早的層位。

31、 由于鉆井深度的限制及深部地層對比上的困難，不可能把所有斷層開始活動的時間都確定下來，但是活動最強烈的時期往往是能夠確定的。例如，我國東北著名的依一舒地塹的邊界斷層及其內(nèi)部的主干斷層的生長指數(shù)分析結(jié)果表明，它們是以新生代始新世漸新世為強烈的同生活動期。 在斷陷盆地中，一組同生斷層分布趨勢的一般規(guī)律是斷層時代在邊緣形成較老，由邊緣向盆地的中央凹陷，斷層逐漸由老變新。如果將一組平行的同生斷層的增長曲線排列出來加以對比，既可以判斷同生斷層在盆地中演化的趨勢，也可以較確切地掌握同生斷層在區(qū)域上發(fā)展的規(guī)律。,同生斷層的生長指數(shù)分析是有一定假設(shè)條件和前提的。 (1)要假定斷裂在水下活動期間沉積是及時地完全

32、補償，否則沉積厚度不能代表斷裂的差異沉降幅度。事實上，在不少情況下，尤其是構(gòu)造變動強烈時期往往得不到相應(yīng)的補償。因為沉積作用受到沉降速度、物源量多少及搬運能力等諸方面因素的影響。因此，在確定上、下盤地層對比單位時大小要適當，不宜過小。 另外，真正從沉積補償原理去分析生長指數(shù)及同生斷層的演化過程，理應(yīng)恢復(fù)古厚度(沉積厚度)，而不應(yīng)用現(xiàn)今地層厚度。但目前生長指數(shù)分析中大多沒有考慮沉積壓實作用。當落差較大而且活動較強烈時，由此帶來的誤差可能相對較大。,(2)同生斷層上、下盤地層中不應(yīng)有大的沉積間斷。在同生斷層發(fā)育過程中，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面，從而發(fā)

33、生水下剝蝕，使地層減薄。對于這些小型沉積間斷只能忽略不計，較長的間斷還需要恢復(fù)其古剝蝕量。 (3)生長指數(shù)應(yīng)用得正確與否、精確程度，在很大的程度上取決于地層對比的可靠程度和上、下盤地層的保存條件。因此，要根據(jù)上、下盤可準確對比的地層單位來確定計算生長指數(shù)的地層單位。 總之，生長指數(shù)的誤差最主要來自于古剝蝕量和兩盤沉積層的差異壓實。忽略古剝蝕量會使，G值偏大(這是因為上升盤剝蝕量相對較大)，而忽略差異壓實和水體深度，則會使IG值變小(因下降盤往往壓實量大、水體也相對較深),(二)同生斷層的分級 在盆地的發(fā)生、發(fā)展過程中，因同沉積斷層的規(guī)模和活動強度不同，它們所起的作用和影響程度也不同。為此，在石

34、油勘探中常把同生斷層分為三個級別。 1一級同生斷層 凡是控制盆地的邊界、劃分盆地中的一級構(gòu)造單元的基底大斷裂均屬于一級同生斷層。它們大多在盆地形成的同時甚至更早便開始活動。在我國東部的裂陷盆地中絕大多數(shù)一級斷層最遲也在中生代末期已經(jīng)形成，頻繁的活動一直延續(xù)到古近紀末，甚至到新近紀還有余動。東部裂陷盆地中的一級同生斷層延伸數(shù)十至數(shù)百千米不等，基底落差達千米。古近系的沉積邊界、巖性和厚度等均受它們制約。一級同生斷層的分布決定著盆地的基本構(gòu)造格局，由基底斷裂進一步發(fā)展而成的一級同生斷層也稱主干斷層，或簡稱主斷層。,2二級同生斷層 凡是控制二級構(gòu)造帶的主干斷層均為二級同生斷層。在華北地區(qū)新生代斷陷盆地

35、中，二級斷層大多在古近紀漸新世以前形成，其規(guī)模比一級斷層小一個數(shù)量級。斷層延伸10余千米或數(shù)十千米，落差在幾十至數(shù)百米之間，其數(shù)量大約比一級斷層多二倍以上。二級斷層也明顯地控制斷層兩盤的沉積厚度變化，但一般不像一級斷層那樣造成上升盤的地層缺失。 3三級同生斷層 三級同生斷層屬于一、二級斷層的派生或伴生斷層。它們主要是在二級構(gòu)造帶的基礎(chǔ)上形成的，影響三級構(gòu)造的較小規(guī)模斷層。這類斷層一般延伸不大、落差較小、切割的深度也較小，一般不是由基底斷裂向上發(fā)展而成。它們可以影響巖層的厚度，但影響的范圍和規(guī)模都很有限。,三、同生斷層的形成機制 同生斷層的典型發(fā)育區(qū)是三角洲沉積地區(qū)，墨西哥灣岸地區(qū)和尼日爾三角洲

36、是研究工作最成熟的地區(qū)。盡管同生斷層具有很多共性，但形成的地質(zhì)因素卻有多種，而且往往還不是一種成因作用的結(jié)果。 僅從力學成因來看，主要有兩種：一是構(gòu)造地質(zhì)因素；二是重力作用因素。,(一)構(gòu)造運動與同生斷層的形成 構(gòu)造運動對同生斷層的形成主要表現(xiàn)在基底斷裂活動對上覆沉積蓋層的影響。即認為發(fā)育在沉積蓋層中的同生斷層(尤其是較大規(guī)模的一、二級同生斷層)是由基底斷裂進一步發(fā)展到上覆沉積層的結(jié)果，故同生斷層是受基底斷裂控制，是區(qū)域構(gòu)造運動的產(chǎn)物。 基底斷層對沉積蓋層的影響是一種普遍現(xiàn)象。對于大型同生斷層來說，這一繼承性關(guān)系比較明確。但是，在那些蓋層極厚的沉積盆地中，同生斷層與基底斷裂的關(guān)系往往因深度資料

37、不清楚，很難做出明確判斷。例如，墨西哥灣岸盆地沉積厚度達萬米以上，特別是沉積蓋層底部存在有巨厚的侏羅紀鹽巖層。因此，基底和蓋層斷裂的關(guān)系是很復(fù)雜的。該區(qū)歷來都被認為是重力滑動構(gòu)造的典型發(fā)育區(qū)，但即使是這樣一個巨厚的沉積盆地，基底斷裂活動依然起著重要的控制作用。,我國東部各種沉積盆地中的較大規(guī)模同生斷層，尤其是邊界斷層都是形成于基底，而且是以某種方式傳遞到上覆沉積蓋層中的繼承性斷層。從圖中可清楚地看到，基底斷裂進一步活動、發(fā)展是同生斷層形成的根本因素。因此，在這些地區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景和構(gòu)造運動性質(zhì)決定著大型同生斷層的形成和演化特點。,(二)重力作用與同生斷層的形成 重力作用是當前同沉積壓實構(gòu)造的成因

38、分析中較流行的觀點。這一理論認為沉積蓋層自身的重力以及由此產(chǎn)生的重力滑動、沉積壓實、異?？紫读黧w壓力和塑性流動等是形成同生斷層的原因。 1重力蠕動滑移 這一理論是Closs E(1968)通過研究墨西哥灣岸同生斷層的特征而提出的。該觀點認為，墨西哥灣岸地區(qū)的區(qū)域斷層型式和一些局部變化，都可以認為是沉積蓋層向著盆地內(nèi)區(qū)域性重力蠕動滑移造成的。在蠕動滑移過程中，滑動著的沉積物從穩(wěn)定的沉積體中分裂出來，形成邊緣地塹，靠海岸附近形成具有逆牽引構(gòu)造、向盆地方向斷落的所謂“盆傾斷層和反向斷層”。,Cloos E所做的黏土模擬實驗結(jié)果在模型的邊緣出現(xiàn)傾向中央的主斷層，并出現(xiàn)反向的次一級斷層，平面上出現(xiàn)了一系

39、列的弧形斷層。這與墨西哥灣岸的構(gòu)造圖像非常相似。 Closs E認為，蠕動滑移機制不要求基底斷塊活動或鹽體侵入。相反，沒有這些因素，這種機制發(fā)育得更好。他的模擬試驗有其缺陷，如：用均勻的、各向同性的黏土來代替或模擬巖相變化、厚度變化等造成的很不均勻的地質(zhì)體。另外，平直光滑的試驗臺平面也不能如實地代表起伏不平的基底等等。,在重力滑動理論中，近年來還比較流行“薄皮滑動”(Thinskinned gravity sliding)說。它是指僅發(fā)育于淺層的自由重力滑動，它不涉及盆地基底，基底面只是它最低的滑動面。因此，同生斷層的形成并非由深部構(gòu)造變動所觸發(fā)，而是在具有一定傾斜的可滑動面及其孔隙超壓條件下

40、由上覆沉積體的重力滑動所致。,2單斜繞褶帶的重力滑塌 墨西哥灣岸地區(qū)的生長斷裂帶也是區(qū)域性單斜層上的撓曲帶，從而認為這一帶同生斷層的形成與該構(gòu)造部位的沉積速度和沉降速度的不斷增大導(dǎo)致重力滑塌有關(guān)。 沉積物的荷重是控制沉積速度的主要因素之一。沉降速度增大使巖層的表面斜率相應(yīng)變大，從而導(dǎo)致未固結(jié)的沉積物順傾斜方向移動。下降盤負荷必然比上升盤大，而運動速度與沉積物重量的增加成正比。當沉積物在下傾的陡坡上沉積時，沉積物的重力水平分量增加，形成斷層。由于地形較低的斷層下降盤堆積了較厚的沉積物，增大的重力促使下降盤繼續(xù)活動。斷層上部的運動具有垂直和水平兩個分力，但是向斷層底部，由于垂直力被塑性頁巖吸收，使

41、整個運動均為水平分力。隨著沉積作用的繼續(xù)進行，沉積體向外堆積，從而使撓折帶向海的方向推進并依次形成新的斷層。,3差異壓實和差異負荷作用 同生斷層可因差異壓實作用直接形成。因為不同巖性具有不同壓實率，所以沉積層的原始體積與壓實后的體積有一個變化。同生斷層就可能形成于各頁巖之間體積變化大的地方，或可能出現(xiàn)在巖系中巖性和厚度變化最劇烈的位置上。因為這些地方差異壓實作用顯著，可使沉積層以褶曲變形開始，以斷層破壞而告終。 此外，在三角洲前積過程中，密度大的沉積蓋層(砂層)蓋在密度小的下伏層(泥巖層)之上時，因三角洲前積砂層有很大的差異負荷作用，使下伏泥巖層受壓而向前方發(fā)生側(cè)向流動，從而使上覆巖層更劇烈地

42、沉陷、彎曲并產(chǎn)生斷層。,4塑性流動作用 埋在一定深度的高塑性巖石(如鹽巖、石膏、泥巖、頁巖等)，在不均衡重力作用下發(fā)生塑性流動、上拱(底辟作用)，使上覆巖層形成穹窿并使巖層發(fā)生引張破裂，形成一系列的正斷層。這就是因下伏巖層塑性流動形成的同生斷層。,綜上所述，引起同生斷層的形成機制是多方面的，而且也受各種地質(zhì)因素的影響與制約。從我國東部各盆地同生斷層的特征來看，其成因機制主要以區(qū)域構(gòu)造運動所決定的基底斷裂作用為主，發(fā)展到上覆沉積蓋層時還會受重力作用的疊加影響?；蛘哒f，一級和二級同生斷層往往以基底斷層活動影響為主，三級斷層一般以重力作用的影響為主。但二者往往不能截然分開，應(yīng)該說兩種成因機制共同作用

43、(只是在某些情況下以某一種為主)是普遍的現(xiàn)象。,第四節(jié) 閉合構(gòu)造的幾何參數(shù)及其測算,一、閉合構(gòu)造的幾何參數(shù) 背斜的頂與脊：最高點、最大彎曲點。 閉合度(Closure)：背斜的頂?shù)揭绯鳇c的高差（閉合差）。 閉合面積（Entrapment area）：通過溢出點的構(gòu)造等高線所圈閉的面積。 二、背斜的頂部偏移問題 1、斜外褶皺； 2、地層厚度變化； 3、疊加變形； 4、不同力學性質(zhì)； 5、斷層錯動； 6、同沉積背斜 三、 閉合度與閉合面積的測算 1、背斜構(gòu)造的閉合度與閉合面積 2、.斷背斜的閉合度與閉合面積 3、斷塊構(gòu)造的閉合度與閉合面積,一、閉合構(gòu)造的幾何參數(shù) 地下構(gòu)造的幾何特征通常由構(gòu)造等值線

44、圖(strucmre contour map)來反映。構(gòu)造等值線圖也稱構(gòu)造等高線圖或簡稱構(gòu)造圖。它是根據(jù)地形圖的繪制原理，用等高線來反映地下某一特定巖層層面(頂面或底面)起伏形態(tài)的平面圖形。因為這種圖件能夠醒目、定量地反映地下構(gòu)造，尤其是褶皺構(gòu)造和斷層構(gòu)造，所以在油氣田、煤田和一些層狀礦床的勘探和開采中得到廣泛的應(yīng)用。,對于褶皺構(gòu)造，可以利用構(gòu)造圖定量地分析褶皺兩翼陡緩、樞紐起伏、背斜閉合構(gòu)造以及褶皺的各種形態(tài)。這里僅介紹如何在構(gòu)造圖上進行有關(guān)閉合構(gòu)造幾何學分析的基本原理。 無論在地質(zhì)圖上還是在構(gòu)造圖上，傾伏褶皺的轉(zhuǎn)折端均呈拋物線型彎曲。如果背斜的樞紐向兩端傾沒時，成為一個四周被同一巖層包圍的

45、背斜，叫做閉合背斜(Closed anticline)。組成閉合背斜的同一巖層面，在某一高度(或深度)的平面形態(tài)是一個閉合的曲線(即封閉圈)。在油氣地質(zhì)勘探中，常將這種閉合背斜叫閉合構(gòu)造。閉合構(gòu)造是形成油氣圈閉的構(gòu)造條件之一(可形成構(gòu)造圈閉的構(gòu)造類型除了閉合背斜外，還有斷層遮擋和地層不整合等)。在油氣勘探中，用閉合度和閉合面積來定量地描述構(gòu)造圈閉的發(fā)育程度。,閉合度(Closure)是指背斜的頂點到溢出點之間的高差，也稱閉合差。在等高距較小的構(gòu)造圖上，可以近似地視為最高等高線與完全包圍著它的最低等高線之間的高程差。若在一個背斜上沒有某一等高線完全包圍著的范圍，則沒有閉合度。 閉合面積(Entr

46、apment area)是指通過溢出點的構(gòu)造等高線所圈閉的面積。一般認為，在等高距較小的構(gòu)造圖上表現(xiàn)為最低一條完全閉合的等值線所包圍的面積。 閉合度與構(gòu)造起伏是兩個不同的概念，不是所有的背斜都有閉合度。構(gòu)造起伏是褶皺地層超出區(qū)域性傾斜上的高度，而一個圈閉閉合度是包含溢出點的水平面(或等高線)以上的高度。,另外，閉合的最低等高線所包含的范圍嚴格地講不一定就是閉合面積，而往往小于實際閉合面積。尤其是等高距較大(構(gòu)造圖上的比例尺較小)時，如上所求的閉合差、閉合面積均小于真實的閉合值。為此，在油氣勘探開發(fā)中為求得更為準確的閉合值，在最低閉合等高線與不閉合的等高線之間，可以畫一條輔助等高線，并以此為最低

47、閉合線 來處理。這種計算之誤差最大不超過半個等高距之范圍?？梢?，構(gòu)造圖的比例尺越大、構(gòu)造等高距越小，其誤差就越小。,二、閉合度與閉合面積的測算 (一)背斜構(gòu)造的閉合度友閉合面積 (a)和(b)分別表示同一背斜的構(gòu)造圖和沿AB方向的剖面圖。從構(gòu)造圖上明顯地看到，在X附近有一個閉合區(qū)，Y處有一個鞍部。故，這一背斜之閉合度就是沿著背斜頂線從X附近的高點到y(tǒng)處鞍部之高度差。因為A處高度僅100 m，Y處為300400 m之間，所以該背斜之溢出點肯定在l，處。,由于X、y處的精確高程均未標出，故從剖面圖上既可取上線(點線)，也可取下線(虛線)，但最接近實際的還是實線，其閉合度為200 m，其中可能誤差不

48、大于一個等高距，即100 m。顯然，隨著等高距變小其誤差也變小。,對于完全封閉的短軸背斜，其高點到最低一條等高線之高差即為閉合高度，最低一條完全閉合的等高線所包圍的面積則可為閉合面積。如圖所示，其閉合(高)度為300 m-800 m等值線所包圍的面積為該短軸背斜之閉合面積。,(二)斷背斜的閉合度 被斷層切斷的背斜或者被兩條或兩條以上斷層的交切所形成的斷塊隆起等的閉合度 的估算，要視斷層的封閉性(不透水性)而定。若斷層根本沒有封閉而呈開啟狀態(tài)，則不會有閉合度的問題；若斷層為部分封閉(在斷層的上盤造成落差相等的封閉)，則所形成的閉合度不大于落差；若斷層完全封閉，則利用與斷層線所封閉的最高、最低等高

49、線來求算。,圖表示一條斷層線GH在A點與傾伏背斜軸EF相交。斷層落差為100 m，下降盤位于背斜的上傾方向。如果該斷層呈部分封閉狀態(tài)，則上升盤一側(cè)的閉合度就等于100 m，閉合區(qū)的邊界則如600 m和700 m等高線之間的點線所示(A點標高750 m)，左邊界為斷層線。但是，如果斷層呈完全封閉狀態(tài)而與落差無關(guān)時，閉合度就取決于順傾斜一側(cè)被斷構(gòu)造的形態(tài)。此時的閉合度為上升盤A點與溢出點C的高差，即300 m。閉合區(qū)界線應(yīng)是相當于溢出點標高的等高線，圖中為450 m的點線和斷層線。,若閉合區(qū)位于斷層下降盤時，閉合度是該斷層下降盤背斜高點與溢出點標高之差。如圖 (b)所示，E點標高為70 m(不應(yīng)為上升盤上的標高195 m)，溢出點F標高為零，故閉合度為70 m，閉合邊界就是該斷層線與0 m的等高線。,(三)斷塊構(gòu)造的閉合度 多條斷層所切斷的斷塊構(gòu)造能否形成閉合，視斷層的封閉性而定。假設(shè)是封閉性斷層，就會形成閉合，閉合度和閉合面積的大小要看斷層與斷塊的相對關(guān)系。在圖中，右方表示GA和NA兩條斷層之間的隆起斷塊。在A點上，這兩條斷層的落差是900m(A點在斷塊里標高為2100m，斷塊外標高為12