基于构造物理模拟实验的正断层形成和演化过程

研究正断层的形成和演化过程不仅对厘清石油、天然气的聚散过程具有重要意义,而且可为断块油气藏等的高效开发提供理论依据.以鄂尔多斯盆地延长组正断层为原型开展构造物理模拟实验;通过高分辨率的粒子图像测速技术记录实验砂层变形速度、断层倾角、断层距离和应变能;划分正断层形成和演化阶段并从应变能角度分析正断层形成和演化特征.结果 表明:正断层开始形成后,断层破碎带区域最早破裂,上盘次之,其后为下盘;倾角随埋深加深有"多期递减"现象;明显断距最先在断层带上部出现,断距不断增大后断裂向断层带下部延展;断层带纵向上断距并不均等,断层带下部断裂程度明显大于上部,断距分布呈"双峰"特征.正断层形成和演化可划分为断层初始期、断层孕育期、断层形成期、断层稳定期,不同时期的应变能密度峰值差异为1～3个数量级.应变能的释放时间决定了断裂产生时机,应变能释放率决定了断裂规模,地层应变能的积累和释放是正断层形成和演化的主要内因.正断层形成后,残余了高应变能的上盘区域以多种形式逐渐释放应变能形成次生断层.文中提供了一种模拟正断层形成和演化的物理模拟实验方法,希望给石油地质工作者提供一点有益的启发.     

塔里木盆地吐木休克断裂带的研究

研究区位于塔里木盆地的西部,以吐木休克断裂带为界将研究区划分为巴楚断隆和阿瓦提凹陷两个构造单元,在对吐木休克断裂带的几何学、运动学特征研究的基础上,指出该断裂带是沿着断层传播褶皱或断层转折褶皱轴面形成的右行逆冲走滑断裂带,对早期构造主要起破坏作用,它控制了巴楚断隆和阿瓦提凹陷的形成和发展,吐木休克断裂带的出现与印藏碰撞垢远距离效应有关,其形成开始于老第三纪,至今仍处于活动状态。     

东营凹陷新生代早期断裂系统的运动学特征及动力学机制

通过对盆地地震剖面的解释,构造演化剖面的编制,断层运动学三维解析以及前人对地热场、地球物理场研究的分析,对东营凹陷新生代早期断裂的运动学特征和动力学机制进行研究。结果表明:在新生代早期,东营凹陷在伸展过程中发育有走滑-正断层和走滑断层,其中走滑-正断层在剖面上为马尾状断层组合;东营凹陷新生代早期东西向伸展量小、南北向伸展量大,在主要伸展期Ek-Es4伸展了15.1 km,而断层走滑量分析表明NW、NE向正断层在走滑量分别为14.8 km和10.3 km;东营凹陷新生代早期的伸展为窄裂陷模式,表现为强烈断陷;凹陷内NW、NE向断层对南北向伸展起侧断调节的作用,而凹陷周边发育的展向断层由调节块体向南逃逸时的伸展差异产生。     

沾(化)车(镇)地区滚动背斜研究

从构造和沉积两方面研究了沾车地区滚动背斜的形成机制。在构造方面，主要包括断层的几何学特征、运动学特征和动力学特征与滚动背斜的关系；在沉积方面，主要包括沉积速率和沉积物的性质。从断面几何形态上看，铲式断面可引起层面的反倾，上凸断面可以形成鼻状构造或滚动背斜，而坡坪型断面则易于形成滚动背斜；从运动学特征上看，大的伸展量和大的断层滑动速率是形成滚动背斜的有利条件；从断面的力学性质上看，张性正断层则易于形成短轴背斜，更易于形成圈闭。从沉积学角度看，形成滚动背斜应以不太大的沉积速率为宜，但不能给出绝对值，因为必须考虑下盘与上盘沉积速率的比值，岩性则以砂泥岩互层最为有利。另外，一定的原始倾斜和差异压实也是形成滚动背斜的有利条件     

弧形走滑砂箱构造物理模型及其大地构造意义

利用砂箱构造物理模型和"实验-实例"互证思想,探讨弧形剪切走滑变形构造特征及其意义。基于弧形吕德尔和弥散性走滑砂箱构造物理模型模拟实验,揭示弧形走滑构造变形导致砂箱浅表断层以R型和Y型走滑破裂为主,形成相互叠置的花状构造冲起带;但弧形带内侧和外侧具有明显不一致的几何学与运动学特征。弧形吕德尔剪切模型中弧形带内侧和外侧走滑断层与基底断层走向夹角范围分别为4°~23°、6°~23°,内外侧走滑断层端点与基底断层间距离分别为1~6mm、4~5mm;弧形弥散性剪切走滑变形过程中弧形带内侧、外侧走向角分别为4°~30°、11°~25°,断层间距分别为1.1~5.7mm、1.6~4.7mm,且弧形带内侧断层倾角主要为~45°,而弧形带外侧断裂倾角主要为65°和75°,总体上揭示出弧形剪切带内侧走滑上冲构造特征显著强于外侧。同时,砂箱浅表物质PIV监测揭示弧形基底断层带外侧冲起构造带的地质体走向上水平走滑速率逐渐减小、垂直运动速率逐渐增大,揭示了走滑断层构造属性逐渐转变的过程,即由走滑断裂逐渐转变为(走滑)上冲断裂,断层沿走向的倾角逐渐减小、断距增大,空间上呈现为螺旋状断面特征。四川盆地周缘弧形(走滑)构造变形带,即大凉山-小江弧形走滑构造带和大巴山城口弧形走滑上冲构造带,它们的形成过程及其构造特征与弧形(走滑)结构带密切相关。     

双帚状断层的成因和生长发育

通过几何学、运动学和成因分析及物理模拟试验,对渤海湾盆地临南洼陷双帚状断层的成因及演化进行研究。结果表明:夏口断层为东端收敛、西端撒开的张剪帚状断层,早白垩世受伸展与右行走滑作用产生,新生代受伸展叠加走滑作用继续发育成为一条走滑—正断层,临邑"帚状断层"西敛东撒,为新生代正向以及斜向伸展叠加走滑的产物,其撒开端与收敛端级别相同而非次级断层;双帚状断层出现在古新世—早始新世,活动强度由收敛端向撒开端迁移,即夏口断层由西向东迁移,临邑断层由东向西变强,并在渐新世后超过了夏口断层直到上新世;早白垩世以来区域构造应力场的变化、兰聊断层的走滑作用及鲁西隆起新生代的抬升是控制双帚状断层形成和发育的根本因素。     

特提斯构造域典型构造特征及其控制因素探讨——以物理模拟成果为例

特提斯构造带的变形特征及其形成演化已成为研究的热点,其对板块构造重建和油气资源富集规律的认识具有非常重要的意义.为此,从近年来有关物理模拟技术对特提斯构造域的褶皱-冲断带变形特征的研究出发,系统归纳、总结物理模拟对特提斯构造域从西段比利牛斯山、喀尔巴阡山、阿尔卑斯山,中段的高加索和扎格罗斯山到东段的天山、库车、喜马拉雅、龙门山和雪峰构造带沿线典型褶皱-冲断带变形特征和控制因素的重要意义.研究结果表明,特提斯构造域西段主要是形成双向逆冲断裂、侏罗山式褶皱,块体的几何特征及极性对该段的变形样式具有重要的控制作用;中段形成前陆冲断带和断层相关褶皱,现今构造变形仍在快速扩展,滑脱层对该区段的变形具有关键的控制作用;东段形成逆冲断裂和褶皱及复杂的断裂体系,地壳隆升幅度较大,地层流变学结构对变形具有非常重要的控制.同时,板块之间的挤压汇聚速率对不同区段的构造样式的形成具有明显的影响.     

渤中凹陷北部弧形断层构造特征及地质意义

渤中凹陷周缘是重要的油气聚集带，而其北部至今尚未有油气田发现，断层与油气具有密切关系，不仅控制着圈闭的形成和演化，也是油气运移的重要通道之一，因此，开展断层构造特征的研究具有重要意义。通过精细解析渤中凹陷北部三维地震资料，对其断层发育特征、活动特征、成因机制以及石油地质意义进行了详细分析。研究结果表明，渤中凹陷北部发育层间、阶梯状的弧形正断层。在垂向上，断层的活动强度具有中间强两边弱的特征，在平面上，断层演化为简单侧向生长模式。综合分析断层的生长指数和断开层位，认为断层活动时期主要为东二下段第II期到东二上期。断层的形成演化过程可以划分为4个阶段，包括断层孕育期、断层活动期、断层迁移期和断层静止期。指出重力滑动作用和走滑作用共同控制了弧形断层生长发育过程。探讨了断层形成演化对油气成藏的控制作用，认为弧形断层的生长发育有利于滚动背斜圈闭的形成，控制了砂体的层数和厚度，促进烃源岩与储层沟通，有利于油气聚集成藏。     

小康井田煤系地质构造

应用构造地质学原理和方法,阐述了小康井田3组褶皱、5组断层的发育特征和分布规律;从区域构造背景、构造应力场演化揭示了该井田地质构造的形成期次,即先后形成了压性结构面(以褶皱轴面、逆断层面为代表)走向呈北西西、北东东、北北西向的构造系统;分析了后期构造形迹迁就和改造先存构造形迹的力学性质转化,其中,由于断层多期活动的综合效应和构造抬升、应力松弛使绝大部分断层现今表现为正断层;指出走向为北北东向同沉积正断层对原始煤层的发育具有控制作用,其他方向的断层尤其是北北西向或近南北向的断层,主要表现为成煤后对煤层的破坏作用.     

断层几何学特征及对浊积岩的控制作用

为解释断层下降盘浊积砂体横向不均一的控制机理,从河125断层几何特征入手,剖析了断层形态与浊积砂体的关系,发现弧形断裂平行于断层走向剖面上为断槽、断脊组合;在垂直于断层走向剖面上断层可分为竖滑段、倾滑段和平滑段三段。生长指数规律为弧中大于弧翼;H/L指数为弧中小于弧翼。断裂的几何学特征与动力学、运动学特征具有相关性,断裂不同位置几何学特征的不同反映了断裂动力学、运动学特征的差异。断层对浊积岩具有重要的控制作用：弧中对应浊积扇最发育区,弧翼为不同浊积扇的分界线;断槽为浊积砂体的补给通道;断脊为扇体不同补给区的分水岭,形成了典型的弧扇对应现象。     

青藏高原嘉黎断裂晚第四纪运动特征

通过野外考察与GPS观测数据的综合分析, 对嘉黎断裂晚第四纪运动特征得到一些新的认识。嘉黎断裂不是整体右旋走滑断层, 其不同构造部位的运动性质和速率具有分段差异特征。以东构造结为界大致分为3段: 东构造结以西为嘉黎断裂西北段, 东构造结顶端易贡?通麦段为嘉黎断裂中段, 东构造结东南部分为嘉黎断裂的东南段。西北段为右旋挤压运动, 走滑速率3.2~5.8 mm/a; 中段弱右旋挤压运动, 走滑速率1.3~2.0 mm/a; 东南段为左旋挤压运动, 走滑速率3.7~4.0 mm/a。     

中国东部中新生代含油气盆地的反转构造

自西向东,中国中、东部发育有3期反转构造带,即分别形成于侏罗纪-早白垩世末期、晚白垩世-新生代早期和渐新世-中新世末期反转构造带,表明中国中、东部在这3个时期分别经历了3次不同程度的挤压,反转构造的变形幅度由强变弱,构造的保存从差变好.反转构造主要为挤压倾滑型,其次为压扭型.反转构造的发育具有高度的选择性,仅部分先存构造发生了反转,主控因素是砂泥岩组合、断层倾角、断裂带内低摩擦断层泥和异常压力的发育程度等.反转构造的发育期与盆地内主生油期基本一致,因而反转构造为中、东部油气盆地形成大中型油气田提供了有利条件.     

玉树巴塘断裂晚第四纪滑动速率及其构造意义

玉树巴塘断裂是甘孜-玉树断裂带玉树段的一条主要的分支断裂, 沿线发育第四纪巴塘盆地、波洛滩和当涌滩。通过遥感影像解译、野外构造地貌填图、断层剖面分析以及断错地貌面的光释光和14C年代测定, 发现该断裂沿线河流阶地、洪积扇断错明显, 是一条以左旋走滑为主, 兼具逆冲分量的全新世活动断裂。该断裂最新活动时代为全新世晚期, 距今2.72 ka。晚更新世晚期以来的左旋滑动速率为2.3~3.7 mm/a, 垂直滑动速率为0.2~0.6 mm/a, 该断裂在甘孜-玉树断裂带玉树段起着变形分解作用, 吸收了玉树段内约1/3的走滑变形。研究结果可以解释甘孜-玉树断裂带内玉树断裂走滑速率偏小的构造现象, 并为评价甘孜-玉树断裂带玉树段的地震危险性提供基础资料。     

Structural deformation and fault activity of the Tan-Lu Fault zone in the Bohai Sea since the late Pleistocene

The Tan-Lu Fault zone (TLFZ) is a significant fractural zone in eastern China and also a seismicity belt in North China. Based on total 4000-km-long shallow penetrated single seismic data with high-resolution, structural deformation and fault activity of the TLFZ in the Bohai Sea since the late Pleistocene are discussed in detail. The results show that the TLFZ with a discontinuous distribution and a general NNE-trending consists of 14 active subfaults with an NNE or NE strike in the Bohai Sea. Seismic data reveal that de-formation zones along the subfaults in the central Bohai Sea and the Laizhou Bay are wider and more complex than those in the Liaodong Gulf. Related folds and lots of secondary normal faults which are characterized by nearly vertical fault planes and a same or reverse dip construct the fractural zone in the Laizhou Bay and the central Bohai Sea. Usually, micro symmetrical grabens develop on the top of anticlines. In the Liaodong Gulf, subfault fractural zones usually consist of secondary normal faults with the same inclination or opposite inclination. Ages of seismic sequences and cutting relation between subfaults and seismic sequences suggest that the latest faulting age of the TLFZ is the end of the late Pleistocene in the Liaodong Gulf and the early Holocene in the Laizhou Bay and the central Bohai Sea. There is a good match between distribution of earthquakes and that of the subfaults in the Laizhou Bay and the central Bohai. Statistical result shows that total vertical offset of the TLFZ since the late Pleistocene ranges from 6 to 11 m. On the basis of offsets of the subfaults, the vertical slip rate is calculated and results show that average vertical slip rates in the central Bohai Sea are larger than those in the Liaodong Gulf and the Laizhou Bay. Slip rates more than 0.06 mm/a during 23–10 ka B.P. and 85–65 ka B.P. are larger than those in other stages. The TLFZ was mainly dominated by tensional normal component since the late Pleistocene. Synthesizing shallow deformation, activity and distribution of earthquakes, the TLFZ in the Bohai Sea can be divided into three segments: the Laizhou-Bay segment, the Bozhong segment, and the Liaodong-Gulf segment.     

方正断陷多期构造叠合构造解析及模式分析

为了理清方正断陷多期构造叠合引起的盆地变形,断陷内部构造样式多样及构造解析存在多解性的问题,通过对地震资料的重新梳理、区域构造特征及郯庐断裂演化的分析,结合伸展、走滑拉分、走滑挤压以及后期抬升剥蚀等多期构造叠加对方正断陷的影响,对构造解析提出了新的认识和方法,并建立了方正断陷伸展-走滑-挤压三维应力模式。研究认为断陷西部改造程度弱,继承了断陷初期白垩系盆地的伸展模式,断陷东部后期挤压推覆改造强度大,伸展模式已不适用,必须考虑逆冲推覆构造的影响,断陷中部发育的伊汉通断裂走滑特征明显,花状构造发育,以伊汉通断裂为界断陷东西两侧表现为不对称差异走滑断陷特征,伊汉通断裂两侧应用走滑模式解析,因此,对于多构造叠合断陷盆地不能单纯地用伸展模式来解析,更应考虑后期的改造模式,在此基础上形成了一套复杂断陷盆地构造解析方法。     

文23断块的形成演化及其对气水分布的影响

文23断块是东濮凹陷中央隆起带文留构造北部一个地垒型断块。沙四气藏为一南倾的鼻状构造。断块的形成是先后受近东西向拉张东推应力作用和右旋平移应力复合作用结果,形成现今的被断层分割的地垒块构造格局。文东,文西两组断层既是该断块东、北、西边界,又控制着断块区內气水分布。     

对广州瘦狗岭断裂带特征的一些认识

广州瘦狗岭断层属广州—罗浮山大断裂带的西段,断层带内构造岩极为发育,可划分成七带,并有两个晚近时期形成的主断裂面,它是一个自中生代以来经受长期、多次活动的东西向大断层.     

巴彦浩特盆地构造特征及含油气远景初步评价

巴彦浩特盆地是-个上叠于阿拉善地块之上的复合盆地．盆地可划分成五个-级构造单元,十二个次-级构造单元。盆地中发育有五种构造地层组合．断裂对盆的形成和发育起明显的控制作用,巴彦乌拉山断裂为-深切基底的铲地正断层,该断裂控出了西部拗陷带的形成,其活动强度自北向南减弱．伊南断裂带控制了伊和凹陷的形成,该断裂带中段活动强度最大;查汗断裂具明显的左旋走滑特征。盆地中发育多种构造样式,主要有：叠瓦状冲断层、滚板构造、牵引褶皱、铲形正断层、滚动背斜、“垒-堑”构造等。石炭系是盆地内主要的生油层系,它广泛发育并具良好圈闭条件的东部地区和南部地区有较好的油气远景。     

秦岭商丹断裂带的构造变形与形成环境分析

秦岭商丹断裂带是华北板块与扬子板块的构造缝合带,具有复杂的构成和长期的演化历史。文章选取了商丹断裂带的2条横剖面,综合运用宏观构造分析、显微构造分析、岩石有限应变测量、断层岩的变形温度估测及EBSD石英光轴组构测量分析等方法对商丹断裂带进行了精细的研究。研究结果表明:商丹断裂带两侧岩片相对倾斜,呈正花状;东段线理保留得比西段好,南北两盘线理差异明显,南盘以倾向线理为主,北盘以水平线理为主;商丹断裂带岩石均受到压扁作用,东段岩石比西段岩石所受的压扁作用更强;商丹带断层岩变形温度多集中于(500±30)℃范围内,东段温度比西段高,北盘温度比南盘高,由断裂带向两侧温度逐渐下降。EBSD组构分析结果表明,剪切带中石英主要以中低温菱面〈a〉组构和低温底面〈a〉组构为特征。     

歧口凹陷沙南低凸起的幕式构造活动及对沉积过程的控制

渤海湾盆地的海域部分勘探程度较低,歧口凹陷东西两侧构造幕次认识仍有争议.位于盆地中的掀斜凸起对断陷盆地幕式构造活动有较好的动力学响应.以新三维地震资料为基础,应用平衡剖面、断层生长指数等研究手段,对渤海海域西部、歧口凹陷东部的沙南低凸起的构造演化进行详细的解剖.研究表明沙南低凸起在古近系曾经发生过两次隆升、三次沉降;断层生长指数与平衡剖面显示东三时期沙南低凸起曾经强烈活动,反映出这一地区东营组沉积时期是一个构造幕的开始.隆升的低凸起分割了湖泊水系,并为其周围地区提供了间歇性物源.沙南低凸起北部的砂质滩坝、近岸水下扇等砂体易于形成岩性地层油气藏,具有很好的油气勘探潜力.