伸展褶皱作用及其油气勘探意义

伸展褶皱是张性盆地区构造变形的重要组成部分,其分布相当普遍,多属于与正断层相关的褶皱。伸展褶皱的分类可以采用褶皱轴向与成因类型相结合的方案。按褶皱轴向与相关正断层或区域构造线的关系可分为纵向、横向和斜向褶皱3大类;按褶皱作用的成因机制又可分为伸展断弯褶皱、伸展断展褶皱、断层牵引褶皱、逆牵引褶皱、均衡褶皱、断层位移梯度褶皱、构造变换带褶皱、横向收缩褶皱、转换伸展褶皱等多种类型。伸展褶皱是伸展型盆地中最重要的油气圈闭构造,而且可以控制沉积相带的分布,有利于形成良好的储集岩系,促进油气运移,并与断层、岩性、地层相结合形成多种类型的复合油气藏,控制油气的富集区带。

伸展褶皱及其对油气聚集的控制作用——以海拉尔盆地贝中次凹为例

贝中次凹是海拉尔盆地最富油气的构造单元之一,该区构造演化经历了断陷期、断-坳转换期和坳陷期3个阶段,形成了贝中次凹现今的复杂构造格局。西部断阶带、东部断阶带和中央洼槽带的低隆起组成了典型的纵向均衡伸展褶皱。由于拉张和重力的联合作用,其内部产生了掀斜断块和滑动断阶等类型的次级伸展构造样式。伸展褶皱是伸展盆地中重要的含油气构造,与其相关的有利圈闭、沉积相带是油气聚集的有利场所。贝中次凹油气聚集严格受伸展褶皱作用的控制,即中央低隆起带为复式油气聚集带,边界断层附近的滑动断阶有利于油气富集。

东营凹陷伸展断弯褶皱的构造几何学分析

东营凹陷是渤海湾盆地南部一个典型的中新生代半地堑盆地。本文通过对横穿东营凹陷的地震反射剖面进行精细的构造解析,发现这个半地堑盆地的伸展构造具有明显的膝折变形特征,基本上符合伸展断弯褶皱模型。由此运用伸展断弯褶皱理论,同时按照平衡剖面原理,详细恢复了东营凹陷伸展构造的发育过程。经过对盆地内部构造变形的反复拟合和测算,我们确定了东营凹陷伸展断弯褶皱的构造几何学特征及其运动学过程,揭示出东营凹陷各主要裂谷阶段的地壳水平伸展量,并且将其中的背斜解释为上凹与上凸断层转折组合所形成的一个伸展背斜构造。同时采用构造几何学方法推断在白垩纪末期该地区曾经历过大约1750m厚的剥蚀作用,总伸展量可达25km。

伸展断层相关褶皱的几何学分析及其在车镇凹陷中的应用

本文总结了伸展断层相关褶皱的发育类型,主要包括伸展断层传播褶皱与伸展断层转折褶皱(也叫断弯褶皱)等。伸展断层传播褶皱多形成在较陡的正断层之上,正断层向上传播使断层顶部地层弯曲,进而形成一个伸展的断层传播褶皱,其发育模式与三剪变形发育模式一致。车镇凹陷是渤海湾盆地南部一个典型的中新生代半地堑盆地。本文通过对横穿车镇凹陷的地震反射剖面进行精细的构造解析,以及车镇凹陷南部斜坡带小断层的精细解释,发现这个半地堑盆地的伸展构造具有明显的向斜构造特征,这种向斜构造并不是挤压所致,其发育符合伸展断层传播褶皱模型。由此运用伸展断层相关褶皱理论,同时按照三剪变形发育模式,模拟了车镇凹陷伸展构造的发育过程。经过对盆地内部构造变形的反复拟合和测算,我们确定了车镇凹陷伸展断层相关褶皱的构造几何学特征及其运动学过程,进而深化对渤海湾盆地半地堑构造的理解。

伸展断层传播褶皱研究现状

伸展断层传播褶皱是伸展环境中重要的一种褶皱类型,是由于隐伏基底正断层活化向上传播而引起上覆地层发生的弯曲。多年的研究认为这是一种向上变宽的三角形分布式剪切调节过程,断层的上端点限定了三角剪切区的顶点。运用三角剪切的速度模型很好地拟合和描述变形区内物质的运动,三角剪切区的顶角和断层向上传播/断层向下滑移比值(p/s)是控制伸展断层传播褶皱变形过程和几何形态的重要的运动学参数。伸展断层传播褶皱的发育过程可以根据断层是否切穿上覆盖层而划分为两个阶段。在沉积过程中,伸展断层传播褶皱作用对生长地层的几何形态和叠置样式有较强的控制作用。通过对保留的生长地层几何形态的分析,可以确定隐伏基底断层的初始破裂点和断层传播量,并最终重建伸展断层传播褶皱的变形过程。

海拉尔盆地乌尔逊凹陷中的伸展断层转折褶皱分析

乌尔逊凹陷是海拉尔盆地中部的一个典型中新生代陆相箕状断陷。本文在阐明海拉尔盆地的构造特征及其演化过程的基础上,通过详细分析乌南次凹断陷期原型盆地的构造几何学特征,认为其断层上盘存在明显的膝折变形,符合伸展断层转折褶皱理论的应用前提。运用该理论对乌南次凹断陷期原型盆地进行了正演模拟,恢复了乌南次凹断陷期构造的发育过程。研究表明,乌南次凹断陷期原型盆地的发展演化经历了四个阶段:张裂孕育阶段、初始张裂阶段、强烈拉张阶段和稳定张裂阶段,不同构造变形阶段的褶皱样式、沉积厚度和水平伸展量存在明显差异,总的水平伸展量为3.42km。

伸展断层相关褶皱作用研究进展

在伸展背景下发生的断层相关褶皱作用即伸展断层相关褶皱作用。本文对伸展断层相关褶皱作用的地质背景、构造形态和演化特点等方面的研究进展进行了简要的总结与回顾,认为在长期伸展的同沉积正断层环境、沉积速率较高的伸展环境和与伸展断层端点传播相关的伸展褶皱环境中有利于发育伸展断层相关褶皱作用,伸展断层相关褶皱的应力-应变特点、几何学特征及其褶皱类型与挤压环境下形成的断层相关褶皱有所不同。伸展断层相关褶皱作用在有关盆地的油气勘探中具有重要的意义。

伸展断层相关褶皱恢复方法及应用

近年来,断层相关褶皱逐渐引起学者们的重视,众多学者对其几何学和运动学的模型进行了大量的研究。文中在研究断层相关褶皱形成原理的基础上,系统分析了不同类型断层相关褶皱的恢复手段,特别是对伸展作用断层的相关褶皱进行恢复,并应用于具体实例中。文中重点采用斜剪切方法对构造成因比较复杂的南堡凹陷3号构造进行三维构造恢复,模型从上到下主要包括Ed1,Ed2,Ed3,Es1和Es2等5套地层,对比模型恢复前后的差异,判断出南堡3号构造地区经历的构造环境。恢复方法在南堡凹陷3号构造的应用,表明斜剪切、恢复到基准面等恢复手段对伸展作用下的断层相关褶皱具有可行性,斜剪切是其中最为主要的恢复手段。

琼东南盆地北礁凹陷伸展构造的几何学分析

北礁凹陷作为琼东南盆地南部深水区的一个典型半地堑凹陷,层序地层具有明显的膝折变形特征,几何学分析显示出伸展断层转折褶皱模型特点。经过对凹陷内部构造变形的测量和推算,本文确定了北礁凹陷断层转折褶皱的构造几何学特征及其运动学过程,揭示了凹陷主要裂谷阶段的水平伸展量,其总的伸展量可达到12 km,平均伸展速率约为0.44 km/Ma。通过构造几何学方法推测始新世末期该区域海平面上升了约200 m。并运用伸展断层转折褶皱理论,按照平衡剖面原理,正演了北礁凹陷及北礁低隆起的伸展构造发育过程。

渤海湾盆地惠民凹陷滚动背斜与顶部垮塌断层形成的构造物理模拟

伸展盆地中发育的复杂断裂体系的结构样式、形成过程及成因机制一直是含油气盆地分析中的难点。利用构造物理模拟方法,研究了渤海湾盆地惠民凹陷典型剖面中滚动背斜与顶部垮塌断层的发育过程与形成机制。通过设计2组对照实验(E1和E2),分别研究了惠民凹陷中拆离断层和内部洼陷断裂对上盘褶皱和断裂结构影响和控制机制。其中,E1为预设断层模型,主要模拟弯曲的宁南拆离断层;E2实验采用双底板相对伸展模型和预设正断层模型相结合的方案,主要考虑了伸展盆地中后期次级洼陷的活动。构造物理模拟E1实验再现了渤海湾盆地惠民凹陷滚动背斜与顶部垮塌断层的形成过程,表明宁南断层实际控制了上盘一级褶皱的形态和次级断裂体系的发育。顶部垮塌断层体系由顺向和反向正断层构成,总体为不对称的结构特征,新发育的共轭断层具有同期的活动性,随后呈现侧向迁移的规律。断层位移量演化统计表明,实验存在同时活动、呈共轭关系的2组破裂面,与伸展楔体预测的2组库伦破裂一致,反映其处于或接近临界楔体状态。另一组实验显示,临邑和夏口断层的发育切割了早期形成的顶部垮塌断层,临南洼陷开始形成并不断加宽,最终形成的样式与现今构造剖面一致。本次研究对其他类似的伸展断层相关褶皱中的滚动背斜及其相关垮塌断裂发育机制具有一定的启示意义。

东营凹陷中央背斜隆起带形成机制分析

重建了东营凹陷构造演化过程 ,提出在盆地古近纪同裂陷期充填序列中 ,沙三段底界面S6′界面具有构造变格意义 ,过该界面盆地的构造应力场发生了由近南北向拉伸到NW—SE向拉伸的转换。在此基础上重新解析了盆地中央背斜隆起带 ,并指出中央背斜带是一个复合的构造系统。其东段的辛镇背斜的性质为受控于陈南铲式断层的大型伸展断弯褶皱 ,主要的活动期为Ek—Es下3 时期 ;而其西段为东营—梁家楼—现河弧形生长滑脱断裂系统的组成部分 ,主要形成于Es上3 —Es2 沉积时期。上述认识对于中央背斜隆起带油气勘探具有重要的意义。

东濮凹陷盐滑脱变形构造及其在油气勘探中的意义

东濮凹陷北部老第三纪时期发育了巨厚的盐岩沉积 ,构成了盐滑脱变形构造发育的物质基础。持续的拉伸应力作用 ,导致盐层上覆盖层差异沉降形成伸展型强制性褶皱。同时 ,由于盐层下伏层各次级断块的不断掀斜作用 ,盐层下滑剪切应力增大并超过了盐的抗剪强度 ,从而引发上覆盖层中犁式滑脱断层发育 ,以及在盐滑脱断层的上盘发育滚动背斜。盐滑脱变形构造这一特殊构造组合不仅为油气运移提供了良好的通道 ,而且也为油气聚集成藏提供了众多类型的含油气圈闭。如东濮凹陷已发现的断块油气藏、伸展型强制性褶皱拱顶圈闭油气藏、盐滑脱断层下盘圈闭油气藏、反向牵引断层圈闭油气藏及滚动背斜圈闭油气藏等。东濮凹陷北部盐滑脱变形构造的发育 ,形成了该凹陷中央隆起区的油气富集区。

川中地区新元古代—古生代初多幕裂陷过程及其演化

经钻井、二维和三维地震勘探证实,四川盆地川中威远—安岳之间存在一个近南北向展布的裂陷槽,为川中地区的生烃中心,对其进行研究具有非常重要的油气地质意义。在前人研究的基础上,结合最新的地震和钻井资料,依据断层相关褶皱理论对该裂陷槽的形成演化和成因机制进行了分析。分析认为在桐湾二期末,受到拉张作用,基底发育正断层,在正断层相关褶皱作用下,构造发生反转,"隆起"变"凹陷",从而在四川盆地形成大型裂陷槽,结合断层相关褶皱理论分析其成因机制,认为四川盆地受南华纪—震旦纪伸展作用影响,发育多幕裂陷,形成半地堑—坳陷组合,早寒武世,裂陷槽受基底正断层传播作用影响而形成。