逆沖斷層及相關(guān)油氣分析報(bào)告

./石油勘探構(gòu)造分析逆沖斷層及相關(guān)油氣分析〔以同沉積逆斷層為例目錄1概述31.1逆沖斷層的定義31.2逆斷層、逆沖斷層、逆沖推覆構(gòu)造的區(qū)分31.3研究逆沖斷層的意義3斷層與油氣聚集3斷層與礦床3斷層與地震4斷層與地下水42逆沖斷層的構(gòu)造樣式42.1疊瓦式逆沖斷層〔單沖式42.2對(duì)沖式逆沖斷層52.3背沖式逆沖斷層52.4楔沖式逆沖斷層63逆沖斷層的形成機(jī)制64同沉積逆斷層的發(fā)育特點(diǎn)及油氣聚集條件分析74.1同沉積逆斷層的一般特點(diǎn)74.2同沉積逆斷層的活動(dòng)方式84.3同沉積逆斷層與油氣聚集的關(guān)系81概述1.1逆沖斷層的定義在地震中,逆斷層是傾斜斷面上邊的巖石向上運(yùn)動(dòng)。而逆沖斷層,是指斷層傾角很小的逆斷層。逆沖斷層為位移量很大的低角度斷層,傾角一般在30度左右或更小,位移量一般在數(shù)公里〔通常指5KM以上。位移量較大的低角度逆斷層。傾角低緩,推移距離在5公里以上的大型逆沖斷層及其上盤推覆體或逆沖巖席組合而成的大型至巨型的構(gòu)造系統(tǒng)成為推覆構(gòu)造.1.2逆斷層、逆沖斷層、逆沖推覆構(gòu)造的區(qū)分可從定義上簡(jiǎn)單的區(qū)分三者之間的區(qū)別：逆斷層：斷層的上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)向上滑動(dòng)的斷層。逆沖斷層：位移量很大的低角度逆斷層?！材鏇_推覆斷層:推移距離在數(shù)千米〔通常5km以上的逆沖斷層。1.3研究逆沖斷層的意義1.3.1斷層與油氣聚集1對(duì)生烴的作用a、控陷斷裂控制源巖發(fā)育b、活動(dòng)斷裂促進(jìn)有機(jī)質(zhì)演化2、對(duì)儲(chǔ)集的作用a、斷裂伴生或派生裂縫為油氣聚集儲(chǔ)集提供場(chǎng)所。b、裂縫可改善儲(chǔ)集性能3、對(duì)油氣運(yùn)移的作用a、連接生油層、儲(chǔ)集層與圈閉b、斷裂延伸層位控制油氣運(yùn)聚層位c、斷裂活動(dòng)時(shí)期應(yīng)為油氣大量運(yùn)聚時(shí)期1.3.2斷層與礦床礦床的形成、礦體產(chǎn)狀及其分布等,常常受斷層構(gòu)造的控制。巖漿、熱水溶液、含礦液最容循斷裂帶侵入或充填,形成重要成礦帶。特別是在兩條斷裂的交叉處；斷層產(chǎn)狀〔走向或傾向突然發(fā)生變化；斷層切穿多孔隙或化學(xué)活動(dòng)性較強(qiáng)的巖層〔碳酸鹽巖部位等,更是成礦的良好場(chǎng)所。在采礦過程中遇到斷層,礦床或礦體便會(huì)突然中斷,只有高清斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)和斷距,才能求出礦層的走向,然后決定下一步開采步驟和生產(chǎn)施工方案。1.3.3斷層與地震斷層,特別是活動(dòng)性斷層是導(dǎo)致地震活動(dòng)的重要地質(zhì)背景。如日本島弧處于大西洋板塊和歐亞板塊之間,兩者之間擠壓導(dǎo)致地震活動(dòng)頻繁發(fā)生,斷層構(gòu)造是地震地質(zhì)和地震預(yù)報(bào)研究的主要容之一。1.3.4斷層與地下水壓性斷層帶由于擠壓密實(shí),其中反倒常常無水,形成隔水墻,但斷層的一盤或兩盤的破碎帶和裂縫帶卻常形成地下水的帶狀通道,再加上有壓緊密實(shí)的斷層帶起到隔水作用,因而容易形成地下水富水帶。2逆沖斷層的構(gòu)造樣式2.1疊瓦式逆沖斷層〔單沖式疊瓦式逆沖斷層是逆沖斷層中最重要、最常見的組合型式。一系列產(chǎn)狀相近的逆沖斷層,其上盤依次向上逆沖,剖面上成疊瓦式。疊瓦狀構(gòu)造常常表現(xiàn)為前〔上陡后〔下緩,即形成凹向上方〔盤的弧形。疊瓦式逆沖斷層的各條斷層向下常匯攏形成一條主斷層,總體呈帚狀。當(dāng)一套疊瓦式逆沖斷層發(fā)育地腹,各條斷層除了向下匯成一條主干斷層〔稱地板逆沖斷層外,向上在高部位逐漸趨近也匯成一條主干斷層〔稱頂板逆沖斷層,其中一個(gè)個(gè)被斷層圍限的巖塊稱為斷夾塊。一系列斷夾塊聯(lián)通圍限它們的逆沖斷層則形成雙重逆沖構(gòu)造或稱雙沖構(gòu)造。圖2—1為疊瓦式逆沖斷層向雙重構(gòu)造發(fā)育的過程圖。圖2—12.2對(duì)沖式逆沖斷層對(duì)沖式逆沖斷層是由兩條相反傾向,相對(duì)逆沖的逆沖斷層組成,逆沖斷層有共同的下降盤?！踩鐖D2—2小型對(duì)沖式斷層常常與背斜構(gòu)造伴生；大型對(duì)沖斷層產(chǎn)出與坳陷帶邊緣。圖2—2對(duì)沖式逆沖斷層常與背斜共存,能形成較好的圈閉類型。逆斷層形成擠壓應(yīng)力下,斷層帶下部分處于半封閉,有利于油氣運(yùn)輸；斷層帶上部分處于封閉狀態(tài),和背斜一起形成好的復(fù)合圈閉。2.3背沖式逆沖斷層背沖式逆斷層是由兩條或兩組相向傾斜的逆斷層組成,逆斷層有共同的上〔升盤,表現(xiàn)為自一個(gè)中心分別向兩個(gè)相反方向逆沖〔如圖2—3；一般自背斜核部向外撒開逆沖。與造山帶復(fù)背斜伴生的兩組逆沖斷層,分別在兩翼產(chǎn)出,常?？傮w呈扇狀。由于背斜可以作為很好油氣圈閉,但背沖式逆斷層常破壞背斜,可導(dǎo)致早期形成的背斜油氣藏發(fā)生破壞。圖2—32.4楔沖式逆沖斷層產(chǎn)狀相近的一套逆沖斷層和和一套正斷層共同構(gòu)成上寬下窄的楔狀沖斷體。這種型式的逆沖斷層一般產(chǎn)于盆地之中或兩個(gè)盆地之間。中國(guó)南方一些較大紅盆地中有時(shí)出現(xiàn)一些基地老巖系。過去一般認(rèn)為是斷塊式上升,以地壘形式隆起于紅層之中。近幾年的研究發(fā)現(xiàn),這些老巖系一側(cè)逆沖于紅層之上,而另一側(cè)與紅層呈正斷層接觸,成上寬下窄的楔形斷塊,稱為楔形沖斷體構(gòu)造?！矆D2—4圖2—43逆沖斷層的形成機(jī)制以蒙地軸南緣蓋層中逆沖斷為例：蒙地軸南緣蓋層中比較發(fā)育的逆沖斷層,在樣式產(chǎn)狀和逆沖方向上既復(fù)雜又多變,同時(shí)又具有許多共性。那么,是哪些因素決定和影響這些逆沖斷層的形成和發(fā)育,或者說,如何分析其形成機(jī)制,則是一個(gè)有意義的課題。引起逆沖作用的動(dòng)力是擠壓還是重力更是問題的關(guān)鍵。首先概括上述己知事實(shí),順理存在問題.第一,逆沖斷層一般發(fā)育于蓋層中,屬淺層次脆性域斷裂,是侏羅紀(jì)末燕山運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物.個(gè)別逆沖斷層根帶發(fā)育了糜棱巖。第二,逆沖斷層的走向主要是東西向和北東向,與基底大斷裂的方向基本一致.北東向逆沖斷層主要發(fā)生于北東向和東西向斷層交叉部位,或在北東向斷層線上;而東西向逆沖斷層則明顯追蹤于基底大斷裂。第三,逆沖斷層一般產(chǎn)出于坳陷邊緣或隆起與盆地交界帶上,并且逆沖指向盆地或坳陷。第四,斷層一般成平緩波狀,鋒帶陡而復(fù)雜,除湯河口等個(gè)別逆沖斷層外,根帶往往陡峻下插。在崇禮西南的東西向大斷裂帶中,元占界變形強(qiáng)烈甚至形成直立面理,顯然是逆沖巖席己被剝蝕的逆沖斷層根帶。由此可見,正是基底大斷裂控制了逆沖斷拱的發(fā)育,或者是基底斷裂控制的殊羅紀(jì)盆地間接影響了逆沖斷層的發(fā)育。4同沉積逆斷層的發(fā)育特點(diǎn)及油氣聚集條件分析4.1同沉積逆斷層的一般特點(diǎn)由于是邊沉積邊活動(dòng)的斷層,兩盤地層厚度必然有差別。上盤<上升盤>地層比下盤<下降盤>地層相應(yīng)要薄<圖4—1>,這種厚度差與斷層的活動(dòng)強(qiáng)度,所處沉積環(huán)境及物源條件等有關(guān)。生長(zhǎng)指數(shù)<下降盤厚/上升盤厚度>變化圍很大。柴達(dá)木盆地同沉積逆斷層的生長(zhǎng)指數(shù)多在1~2.5之間,斷層的垂直地層斷距向深部增大<圖4—1一A>。有時(shí)上盤會(huì)升至侵蝕面之上遭受剝蝕,剝掉原來已沉積的地層或在下盤沉積時(shí)上盤沒有接受相應(yīng)的沉積<圖4—1一B>。水退或水進(jìn)形成的地層尖滅在上盤?？梢姷?。極端情況下,上盤一直未按受任何沉積,古老的基底巖系出露地表形成山嶺<圖4—1一C>。后一種情況要與后期沖斷區(qū)分開。圖4—1上盤發(fā)育背斜,下盤由于地層向斷層處加厚而呈現(xiàn)的"楔狀"形態(tài),是同沉積逆斷層的典型形態(tài)<圖2>,上盤背斜多為不對(duì)稱,近斷層一翼陡,遠(yuǎn)離斷層一翼緩。兩翼傾角的差異視變形程度而異,變形越強(qiáng)烈,差異越大。地層從緩翼向陡翼逐漸減薄<圖2．3>。斷層發(fā)育末期,上盤背斜有頂?。砗瘳F(xiàn)象。許多情況下這只是背斜形成后的古地形所致,說明這種背斜并不象過去曾認(rèn)為的那樣具有同生性<王寧國(guó),1981>,而是后期才發(fā)育形成的背斜軸面直立、上下形態(tài)基本吻合<圖2、34>,背斜走向與斷層走向基本一致<圖4>。在壓扭性同沉積逆斷層中,上盤背斜可能與圖4—2斷層在平面上有小交角。4.2同沉積逆斷層的活動(dòng)方式同沉積逆斷層的活動(dòng)方式主要有二種,即連續(xù)性活動(dòng)和間歇性活動(dòng)。連續(xù)性話動(dòng)是指在一定時(shí)間斷層持續(xù)活動(dòng),下盤地層每一層均比上盤厚且無明顯沉積間斷,上盤可以是連續(xù)沉積,也可以有沉積間斷,甚至一直未接受沉積。間歇性活動(dòng)是指斷層在某一<或某幾個(gè)>時(shí)期不活動(dòng),結(jié)果會(huì)出現(xiàn)的兩種情況：一是接受沉積,兩盤厚度和巖性無差別或漸過渡；另一種情況是兩盤均無接受沉積,即存在沉積間斷。4.3同沉積逆斷層與油氣聚集的關(guān)系同沉積逆斷層也具有良好的油氣聚集條件。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:<1>與生油凹陷緊密相關(guān)。區(qū)域性的同沉積逆斷層往往構(gòu)成凹陷邊界,斷層活動(dòng)直接影響著凹陷沉積的發(fā)育。下降盤近斷層處往往沉積最厚,是最有利的生油部位。由于下降盤沉降和沉積速率均較高,能形成較厚的生油巖沉積,快速埋藏又有利用于有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化。從柴達(dá)木盆地同沉積逆斷層發(fā)育區(qū)的資料來看,斷層停止活動(dòng)后,沉積凹陷逐漸萎縮,主力生油層在斷層同沉積活動(dòng)期發(fā)育。<2>發(fā)育多種類型的圈團(tuán)<圖4—3>。圖4—3上盤背斜構(gòu)造<王寧國(guó)稱之為"正牽引背斜">無疑是最好的構(gòu)造圈閉,面積和幅度均較大,尤其是該類背斜具同生性,長(zhǎng)期發(fā)育時(shí)能捕獲各個(gè)時(shí)期生成的油氣,且背斜頂部?jī)?chǔ)集性變好。由于上盤巖性較粗,基底隆升較高,沉積較薄,壓實(shí)量較小,下盤及上盤遠(yuǎn)離斷層處巖性較細(xì),沉積厚度大,壓實(shí)量相對(duì)較大,這種差異壓實(shí)作用會(huì)使構(gòu)造活動(dòng)停止后沉積的水平地層形成壓實(shí)背斜<圖4—3一A一②>。斷層封閉型圈閉也是很重要的一種類型,其中包括上盤單斜斷塊,鼻狀構(gòu)造、下盤牽引構(gòu)造<圖4—3—B>等。這類圈閉中斷層的封閉性是至關(guān)重要的。由于斷層是同沉積活動(dòng)的,未固結(jié)或未完全固結(jié)的沉積物會(huì)加入斷層帶形成封堵;逆斷層本身的性質(zhì)決定其封閉的可能性較正斷層要大一些,尤其兩盤巖性配置較好情況下,斷層起封堵作用。蒸巖潛山<圖4—3—A>和地層尖滅圈閉<圖4—3—B>也常發(fā)育,它們位于上升盤。在上升盤長(zhǎng)期隆起遭受風(fēng)化淋濾情況下,會(huì)使基巖儲(chǔ)集性大大改善,尤其是基巖為碳酸鹽巖時(shí)能形成良好的圈閉。由于上盤一直處于相對(duì)上升狀態(tài),地層可向上超搜尖滅,形成地層尖滅圈閉<圖4—3—B—⑥>。另外,斷層的活動(dòng)會(huì)使斷層附近強(qiáng)硬巖層產(chǎn)生裂縫,從而改善儲(chǔ)集性能,尤其斷層在后期發(fā)生壓性平移運(yùn)動(dòng)情況下更是這樣。柴達(dá)木盆地的勘探經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明了這點(diǎn)。<3>油氣運(yùn)移的方式:主要有垂向和側(cè)向運(yùn)移或二者結(jié)合<圖4—3>據(jù)柴達(dá)木盆地和準(zhǔn)爾盆地相應(yīng)構(gòu)造油氣聚集情況<王寧國(guó),1981、吳慶福,1987>,油氣聚集方式以"新生古儲(chǔ)"<或"上生下儲(chǔ)">為主。又分二種情況,一是下降盤生油層直接與上升盤較老的儲(chǔ)集層接觸,油氣穿過斷層在上盤聚集起來;二是上升盤生油層中的油氣沿水平方向運(yùn)移至其下面的儲(chǔ)層中。另外,也有"古生新儲(chǔ)"方式,即老地層生成的油氣直接或通過斷層向上運(yùn)移,在較新的地層中聚集<圖4—3>。由此可見,與同沉積逆斷層有關(guān)的圈閉條件優(yōu)越,有多種類型的圈閉,且可形成多種圈閉組合;又有距油源近,運(yùn)移通道良好,路徑簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。由于資料有限,同沉積逆斷層的研究還屬初步,許多方面還沒有更廣泛的資料證實(shí)。本文主要討論的是中國(guó)西部壓性、壓扭性環(huán)境下同沉積逆斷層的發(fā)育情況,對(duì)于性地區(qū)還知之甚少。但應(yīng)當(dāng)說明的是不應(yīng)當(dāng)把中國(guó)東部發(fā)生反轉(zhuǎn)的斷層稱為"同沉積逆斷層",因?yàn)橥练e期并不是逆斷層而是正斷層,其只能是"反轉(zhuǎn)斷層"。參考文獻(xiàn)[1]葉俊林,朱志澄,向樹元,國(guó)新.蒙地軸南緣蓋層中逆沖斷層的樣式及形成機(jī)制[J].地球科學(xué),1987,05:519-527.[2]發(fā)景,家振,王波明,國(guó)凡,景平.鄂爾多斯西緣褶皺—逆沖斷層帶的構(gòu)造特征和找氣前景[J].現(xiàn)代地質(zhì),1987,01:103-113.[3]家振.前陸盆地逆沖斷層類型與形成機(jī)制——以鄂爾多斯地塊西緣和塔里木盆地北緣為例[J].石油與天然氣地質(zhì),1991,04:406-416.[4]宋廷光.同沉積逆斷層的發(fā)育特點(diǎn)及油氣聚集條件分析