南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

黄骅坳陷横向变换带的构造特征及成因

讨论了黄骅坳陷横向变换带的构造特征和成因。根据利用地震反射剖面对盆地构造几何学的研究，圈定了不同尺度的横向变换带，确定了伸展构造背景下的横向变换带是为了保持区域伸展应变调节构造变形的一种调节体系。这种伸展应变守恒是靠三维空间上断层位移沿走向的变化实现的。横向变换带的构造样式为横向地垒状凸起和鼻状凸起或鼻状背斜，并具伸展性质的正断层。横向凸起与非叠复的和叠复的分段断层系伴生及发育在断层位移最小处等事实表明，横向凸起或横向鼻状背斜是由于分段断层系位移沿走向变化形成的。     

黄骅坳陷中区新生代断裂系统及其成因分析

断裂是黄骅坳陷新生代主要构造变形类型,对该区油气成藏有重要影响。本文将黄骅坳陷中区的断裂划分为6个系统,并综合分析了它们之间的关系。每一断裂系统至少有一条主干基底断层,发育在该断层上、下盘的次级断层以不同形式与主干基底断层组合在一起,其剖面上的构造样式和平面上的构造组合显示了该断裂系统在新生代的运动学特征。在系统分析黄骅坳陷中区新生代断裂系统的断层组合、构造样式、主干断层位移方式及生长史的基础上,结合区域构造背景、伸展边界条件及断层间的相互作用,探讨了该区断裂系统的形成机制。分析结果表明:区域构造背景下存在的伸展边界控制了整个黄骅坳陷中区新生代断裂系统总的构造格局,系统中主要断层走向与伸展边界近于平行。这进一步证实了区内右旋走滑作用与伸展作用的相互耦合,致使断层沿走滑构造带出现转向或中断。各断裂系统之间及系统内部断层间的运动学关系表明黄骅坳陷古近纪受两个构造动力控制,一是地幔热作用引起岩石圈北西—南东向引张作用,二是北北东向深断裂带的右旋剪切作用。     

金湖凹陷断裂特征及其石油地质意义

金湖凹陷自晚白垩世-新生代发育复杂断裂系统,在统一应力场的作用下凹陷内形成伸展断裂、走滑断裂和挤压断裂。断裂系统的演化分为初始伸展、继承伸展、强烈伸展和走滑叠加四个阶段。初始伸展阶段凹陷伸展作用较弱,除主边界断层外,其他断层对沉积地层控制作用较弱;继承伸展阶段,凹陷持续伸展,部分早期断层停止活动;强烈伸展阶段,构造活动集中于主断层之上,形成主要沉积凹陷;走滑叠加阶段,凹陷内断层发生右旋走滑作用,在伸展构造之上叠加了走滑构造,该构造运动奠定了金湖凹陷现今的构造格局。杨村断层和石港断层为受基底断层控制的持续活动断层,而铜城断层是晚期形成调节石港断层和杨村断层走滑应力的变换断层。断裂活动受区域应力场和基底先存断裂的共同控制,表现为两期构造的叠加。两期构造运动控制了金湖凹陷油气的形成、运移和聚集。     

变换构造与油气藏关系——以彰武断陷为例

彰武断陷位于松辽盆地南部,为伸展背景下白垩系断陷盆地。在构造演化过程中,受基底的升降、断裂活动的不均衡性影响,彰武断陷发育伸展断裂系统下的变换构造。通过对断裂系统及其活动性以及断裂系统内部断层间位移传递方式的研究,认为变换带的传递方式为接力式,变换构造的类型为走向斜坡。同时变换构造对盆地的古地形、沉积体系、烃源岩、油藏均具有一定的影响,彰武油田的勘探实践证明,变换构造易发育岩性油藏。     

苏丹Fula凹陷Fula-Moga变换构造特征分析

Muglad盆地是中非剪切带南侧的一个中—新生代陆内裂谷盆地,位于该盆地东北部的Fula凹陷内的中央断裂带是最重要的含油气区带之一。受地震资料品质及勘探研究程度限制,前人对于该地区的构造特征及形成演化有着不同的认识。本文基于Fula凹陷地震及钻、测井资料,采用二维及三维断距定量分析技术,对中央断裂带的构造几何特征、断距分布特点及形成演化史进行研究。结果表明：1) Fula凹陷中央断裂带的主干断裂之间的几何关系为背向倾斜,位移变换方式为叠覆式,中部地区以堑垒式结构向东、西两侧过渡,其属于背向叠置型变换构造。2）中央断裂带的主干断裂沿走向分段性明显,每条主干断裂都由数目不等的多条小断层连接而成。其中F1、F3与F2断层分别由2、3与3条小断层首尾相接而成。3）中央断裂带各主干断裂主要从第二期裂陷时开始活动,并在后两期裂陷作用中主干断裂活动强度表现为“由强转弱”的突变特征,同时研究区内伸展作用并不均衡,伸展中心快速向北迁移。     

冀中坳陷宝坻—桐柏镇变换带形成机制与油气意义

借助三维地震数据体资料,通过构造剖面解释、断层落差计算、平衡剖面构造演化史分析,以及变换带类型的划分,对冀中坳陷宝坻-桐柏镇变换带形成机制进行研究。结果表明:宝坻-桐柏镇变换带属于同向传递型,内部构造样式为地垒和变换断层,而琥珀营断层、杨税务断层等对其起反向调节作用;沙四期变换带南北两侧伸展差异最大,沙三期强烈活动并构造定型,沙二-沙一时期继承性发育并迅速减弱,东营期活动再次变强,之后衰亡,构造活动呈现出阶段式减弱的趋势。结合区域构造分析表明,宝坻-桐桐柏镇变换带为调节大厂-武清凹陷与廊固凹陷伸展差异的构造,构造变形与边界断层活动具有时空匹配性。最新油气勘探研究表明,变换带两侧的强、弱构造域分别发育烃源岩和圈闭,而变换断层则沟通源储,故该区域是油气勘探的有利指向区。      

乌尔逊—贝尔凹陷构造调节带特征、成因机制及其地质意义

综合运用地震、钻井等资料,结合乌尔逊—贝尔凹陷南屯期断层特征分析,建立研究区调节带识别标志并圈定其发育范围,最终划分了2个Ⅰ级和18个Ⅱ级构造调节带,分为横向调节型、同向叠覆型、同向趋近型和背向平行型4类。研究结果认为,区域不协调伸展应变以及侧列断层发育模式导致在沿伸展断层走向基底相对脆弱地带发育构造调节带。这些地带不仅是油气的有利聚集部位,而且控制凹陷"S"型平面展布和沉降中心迁移以及沉积物厚度变化。构造调节带通过侧列断层、走向斜坡、纵向凸起及双向调节等模式控制各次凹物源体系方向。     

挤压区局部构造转换带类型及石油地质意义

构造转换带在逆冲断裂带中具有调节主干逆冲断层之间位移的作用。根据相邻主干逆冲断层在剖面上的组合关系并结合塔里木盆地中央隆起区的研究成果,将挤压区构造转换带分为相向倾斜、背向倾斜和同向倾斜型3类。相向倾斜型在转换带部位发育背冲断块样式,背向倾斜型通过逆冲三角带实现逆冲断层的倾向转换,同向倾斜型通过叠瓦构造实现断层位移的转换。分析了影响构造转换带形成的因素,认为基底构造、滑脱层、沉积相与岩性差异以及应力作用方式等对转换带形成具有重要影响。构造转换带是构造变形相对复杂的区带,不仅控制着富有机质沉积物的分布,形成有利的油气聚集区带,而且密集的断裂系也为烃类的运移提供了通道,并且有利于发育与断层、背斜有关的各种构造圈闭。     

塔里木盆地巴楚隆起西段边界断层联接及变形特征

在前人研究的基础上, 利用最新的地震和钻井资料, 分析了巴楚隆起西段与麦盖提斜坡过渡区色力布亚、康塔库木两条边界断层的构造特征.色力布亚和康塔库木断层均表现为基底卷入型逆冲断层, 两条断层之间通过软联接的形式发生相互作用.色力布亚断层沿其走向往南东方向位移量逐渐减小并终止, 康塔库木断层沿其走向往南东方向位移量逐渐增大.构造转换带传递了色力布亚断层和康塔库木断层的位移量, 使巴楚隆起西段边界断层总位移量保持一致.该转换带属于同向倾斜型构造转换带, 现今处于转换带复杂阶段.转换带内发育次级断层和走向裂缝, 有利于形成裂缝型油气藏, 也是油气运移的有利通道, 是巴楚地区未来油气勘探的重要目标.      

黄骅坳陷中北区和歧口凹陷断裂构造特征及古应力分析

主要分析了黄骅坳陷中北区和歧口凹陷断裂构造特征。根据三维地震资料编制的Ｔ４和Ｔ０断裂纲要图表明，研究区断裂为伸展正断层，以ＮＥ向、ＮＮＥ向和ＥＷ向断裂为主。在不同时期，歧口凹陷断层走向发生明显变化，由沙一下段ＮＥ向变为上第三系的近ＥＷ向。在不同地段，伸展断裂具有不同的优势方向。横向变换带上发育的断裂也为伸展断裂，具有与主断层垂直相交的方向。通过对断裂古应力分析，黄骅盆地是伸展型盆地，推测其伸展作用为三维放射状，横向变换带也具有三维伸展特征，不存在横向挤压和走滑剪切作用。     

塔里木盆地晚志留世-石炭纪伸展构造的发现及其地质意义

通过精细的地震资料解释,在塔里木盆地中部的满西地区发现晚志留世-石炭纪伸展构造。伸展构造由一系列规模不大的正断层组成,平面上组成两条北东-南西向的左行雁列状正断层带,剖面上构成负花状构造和堑垒构造。根据生长系数计算结果,正断层形成于晚志留世,在泥盆纪和石炭纪持续活动,于石炭纪末停止活动。正断层活动的高峰期为晚志留世。该期伸展构造在塔中和塔北地区也有发育,反映当时塔里木盆地处于区域性伸展构造背景。塔里木盆地晚志留世-石炭纪的伸展构造,是昆仑早古生代晚期（晚奥陶世-中志留世）碰撞造山后构造应力松弛作用的产物。     

冀中坳陷衡水–无极构造变换带的特征及其成因机制

构造变换带是调节两侧断层构造变形守恒产生的一种构造,是勘探潜在目标区、地震破裂的障壁区及油气易于聚集区,对其形成和演化研究具有理论和实践意义。本文通过对变换带形态、伸展参数和成因机制研究,得出以下结论:(1)衡水–无极构造变换带是控制、分隔冀中坳陷南区和中区伸展变形的一级构造变换带。太东断裂和沧西断裂在此转向或终止,其南、北构造明显不同;剖面上既有明显的花状构造,又有拆离滑脱构造,沿变换带还有岩浆活动,属于伸展型变换断层。(2)两侧伸展变形总体上南弱北强,变换带雏形于早白垩世产生,新生代经历了E_(1-2)k-E_2s_4启动期、E_2s_3-E_2s_2鼎盛期、E_3s_1-E_3d和N-Q定型期,其中差异伸展量最大的E_2s_3-E_2s_2期是主要形成时期。(3)先存构造奠定了变换带的基础,岩石圈分层拆离控制下沿太东断裂的差异伸展变形是主控因素,衡水断层新生代左行走滑为次要因素,最终使之成为一个传递伸展位移、兼具走滑和拆离性质并引发岩浆活动的特殊变换带。     

Experimental (clay) models of inversion structures

Experimental modeling is used to study the geometry and evolution of inversion structures. Two main types of inversion structures are analyzed:

1. (1) structures formed by fault-propagation folding; and

2. (2) structures formed by fault-bend folding on listric faults.

Fault-propagation inversion structures initially develop as broad drape folds with possible fault breakthrough during an early extensional phase. Syn-extensional strata deposited in the hanging wall typically thicken away from the fault. Compressional reactivation results in reversal of slip on the master and secondary faults, their rotation to shallower dips, and the development of a compressional fault-propagation fold. Key features of the fault-propagation fold are basinward thickening of syn-extensional units and resulting steep dips of the front limb of the structure. Fault-bend inversion structures initiate as rollover folds within extensional half-graben. Deformation is primarily localized along a system of antithetic faults. Syn-extensional strata typically thicken across the fault but also thin basinward away from the fault. During compression, the extensional rollover folds are folded into compressional fault-bend folds. Key features of this structure are thinning of syn-extensional units into the basin. Inversion of more symmetric graben results in a doubly-convex geometry of syn-extensional units. These observations of bed geometry and thickness provide predictive models for interpreting the geometries of inversion structures in areas of poor data quality.     

An extensional and transtensional origin of elongated magmatic domes and localised transfer faults in the northern Menderes metamorphic core complex,western Turkey

The northern Menderes metamorphic core complex has complex exhumation history and is one of the key localities to investigate the spatial and temporal relationships of extensional and compressional structures. Detachment faults and syn-extensional plutons are linked to a series of antiforms and synforms and the denudation of the northern Menderes Massif occurred in three stages. The first stage is related to the development of detachment faults under the consistent NE–SW-directed extension. The second stage is represented by a series of elongated magmatic domes that were oriented parallel, oblique and perpendicular to the regional extension direction. Emplacement of these asymmetrical magmatic domes appears to have been controlled by heterogeneous extension and post-dates the extensional Simav detachment fault. On the third stage, progressive heterogeneous extension that led to updoming of plutons has been finally accommodated by a localised and short-lived transfer zone, which was described as the Gerni shear zone for the first time in this study. The transfer zone is formed by a NE-striking, dextral ductile/brittle shear zone that accommodated the propagation of folds, conjugated strike-slip faults and normal- and oblique-slip faults. Mylonites associated with the transfer zone are related to the localisation of strain along the thermally weakened strike-slip fault systems by short-lived intrusions rather than to the development of regional-scale detachment faults. These structures are consistent with a transtensional simple shear model, which properly explains the evolution of extensional and compressional structures exposed in the northern Menderes core complex. Structural setting of the E?rigöz region is somewhat similar to that of the NE-trending gneiss domes in the northern Menderes Massif and updoming of magma during late stages of detachment faulting appears to have played an important role in the exhumation of lower and upper plate rocks.     

塔里木盆地深层走滑断层分段特征及对油气富集的控制:以塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层为例

塔里木盆地奥陶系走滑断层是发育在克拉通内部稳定区的小滑移距走滑断层,对于深部储层形成与油气富集具有重要的控制作用。基于哈拉哈塘油田4 140 km2三维地震资料,在高精度相干切片提取与地震精细解释基础上,对研究区奥陶系走滑断层进行了分段研究并讨论了分段性对于储层发育与油气富集的控制作用。结果表明：(1)哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层整体格局为由北东、北西向断层组成的纯剪机制下形成的共轭走滑断层,单条走滑断层的构造特征符合Riedel剪切模型,主干断层周围主要发育R剪切分支断层。(2)根据走滑断层不同部位构造样式、应力状态的差异,建立了小滑移距走滑断层分段发育模式。走滑断层端部为应力发散区,多表现为马尾状构造,可分为伸展型和挤压型马尾状构造。走滑断层内部由线性段、斜列叠覆段、分支断层段、辫状构造段组合而成。线性段呈线性延伸,剖面上为孤立的高陡直立断层。斜列叠覆段分为拉张型叠覆段和挤压型叠覆段,其类型受控于次级断层旋向与阶步的关系。分支断层段多为斜交压扭样式,羽状断层发育较少。辫状构造段内部断垒与断堑交错发育,划分为张扭段、压扭段。(3)不同段具有不同的储层发育特征。马尾状构造段、斜列叠覆段、辫状构造段储层最为发育,分支断层段储层较为发育,线性段储层相对不发育。(4)综合储层发育位置、油源断裂与分支断层配置关系、局部构造高3方面因素,建立了6类与走滑断层相关的油气富集模式。R剪切分支断层与主干断层夹持部位、压扭段内部、马尾状分支断层高部位是北部潜山顺层岩溶区最为发育的3种油藏富集模式;压扭段内部、张扭段是南部断控岩溶区油气更富集的部位。论文成果认识对于完善克拉通盆地稳定区小滑移距走滑断层分段发育规律具有重要的理论意义,对于受控于走滑断层的岩溶缝洞型油气藏的勘探开发具有一定的生产指导意义。     

河南东濮凹陷构造样式分析

东濮凹陷古近系整体构造特征表现为复杂半地堑结构,具有"东西分带和南北分段"的特征。NNE向基底断裂发育,呈带状分布。大致沿白庙—南何家一带、毛岗—柳屯一带发育两条EW向的区域性构造变换带,将古近系伸展断陷分为南、中、北3个区段,不同区段横剖面上的构造样式、沉积格局、乃至油气聚集特征均有很大的差异。在复杂的构造发展过程中,东濮凹陷参与构造变形的岩石类型既有碎屑岩又有盐岩,构造应力场性质以张性为主,后期叠加了扭性应力。因此,在东濮凹陷不同构造部位形成了以伸展断裂构造、变换构造、伸展褶皱和盐构造为主的伸展构造样式,伴有走滑构造样式,盆地性质为裂谷盆地。