逆冲断层及相关油气分析报告.doc

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1、word石油勘探构造分析逆冲断层及相关油气分析（以同沉积逆断层为例）目录1概述31.1逆冲断层的定义31.2逆断层、逆冲断层、逆冲推覆构造的区分31.3研究逆冲断层的意义31.3.1断层与油气聚集31.3.2断层与矿床31.3.3断层与地震41.3.4断层与地下水42逆冲断层的构造样式42.1叠瓦式逆冲断层（单冲式）42.2对冲式逆冲断层52.3背冲式逆冲断层52.4楔冲式逆冲断层63逆冲断层的形成机制64同沉积逆断层的发育特点及油气聚集条件分析74.1同沉积逆断层的一般特点74.2同沉积逆断层的活动方式84.3同沉积逆断层与油气聚集的关系81概述1.1逆冲断层的定义在地震中，逆断层是倾斜断面

2、上边的岩石向上运动。而逆冲断层，是指断层倾角很小的逆断层。 逆冲断层为位移量很大的低角度断层，倾角一般在30度左右或更小，位移量一般在数公里（通常指5KM）以上。 位移量较大的低角度逆断层。倾角低缓，推移距离在5公里以上的大型逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的大型至巨型的构造系统成为推覆构造.1.2逆断层、逆冲断层、逆冲推覆构造的区分可从定义上简单的区分三者之间的区别：逆断层：断层的上盘沿断层面相对向上滑动的断层。逆冲断层：位移量很大的低角度逆断层。（逆冲）推覆断层:推移距离在数千米（通常5km）以上的逆冲断层。1.3研究逆冲断层的意义1.3.1断层与油气聚集1对生烃的作用 a、控陷断

3、裂控制源岩发育 b、活动断裂促进有机质演化 2、对储集的作用 a、断裂伴生或派生裂缝为油气聚集储集提供场所。 b、裂缝可改善储集性能 3、对油气运移的作用 a、连接生油层、储集层与圈闭 b、断裂延伸层位控制油气运聚层位 c、断裂活动时期应为油气大量运聚时期 1.3.2断层与矿床矿床的形成、矿体产状及其分布等，常常受断层构造的控制。岩浆、热水溶液、含矿液最容循断裂带侵入或充填，形成重要成矿带。特别是在两条断裂的交叉处；断层产状（走向或倾向）突然发生变化；断层切穿多孔隙或化学活动性较强的岩层（碳酸盐岩）部位等，更是成矿的良好场所。在采矿过程中遇到断层，矿床或矿体便会突然中断，只有高清断层的产状、性

4、质和断距，才能求出矿层的走向，然后决定下一步开采步骤和生产施工方案。1.3.3断层与地震断层，特别是活动性断层是导致地震活动的重要地质背景。如日本岛弧处于大西洋板块和欧亚板块之间，两者之间挤压导致地震活动频繁发生，断层构造是地震地质和地震预报研究的主要容之一。1.3.4断层与地下水压性断层带由于挤压密实，其中反倒常常无水，形成隔水墙，但断层的一盘或两盘的破碎带和裂缝带却常形成地下水的带状通道，再加上有压紧密实的断层带起到隔水作用，因而容易形成地下水富水带。2逆冲断层的构造样式2.1叠瓦式逆冲断层（单冲式）叠瓦式逆冲断层是逆冲断层中最重要、最常见的组合型式。一系列产状相近的逆冲断层，其上盘依次向

5、上逆冲，剖面上成叠瓦式。叠瓦状构造常常表现为前（上）陡后（下）缓，即形成凹向上方（盘）的弧形。叠瓦式逆冲断层的各条断层向下常汇拢形成一条主断层，总体呈帚状。当一套叠瓦式逆冲断层发育地腹，各条断层除了向下汇成一条主干断层（称地板逆冲断层）外，向上在高部位逐渐趋近也汇成一条主干断层（称顶板逆冲断层），其中一个个被断层围限的岩块称为断夹块。一系列断夹块联通围限它们的逆冲断层则形成双重逆冲构造或称双冲构造。图21为叠瓦式逆冲断层向双重构造发育的过程图。 图212.2对冲式逆冲断层 对冲式逆冲断层是由两条相反倾向，相对逆冲的逆冲断层组成，逆冲断层有共同的下降盘。（如图22）小型对冲式断层常常与背斜构造伴

6、生；大型对冲断层产出与坳陷带边缘。 图22 对冲式逆冲断层常与背斜共存，能形成较好的圈闭类型。逆断层形成挤压应力下，断层带下部分处于半封闭，有利于油气运输；断层带上部分处于封闭状态，和背斜一起形成好的复合圈闭。2.3背冲式逆冲断层背冲式逆断层是由两条或两组相向倾斜的逆断层组成，逆断层有共同的上（升）盘，表现为自一个中心分别向两个相反方向逆冲（如图23）；一般自背斜核部向外撒开逆冲。与造山带复背斜伴生的两组逆冲断层，分别在两翼产出，常常总体呈扇状。由于背斜可以作为很好油气圈闭，但背冲式逆断层常破坏背斜，可导致早期形成的背斜油气藏发生破坏。 图232.4楔冲式逆冲断层产状相近的一套逆冲断层和和一套

7、正断层共同构成上宽下窄的楔状冲断体。这种型式的逆冲断层一般产于盆地之中或两个盆地之间。中国南方一些较大红盆地中有时出现一些基地老岩系。过去一般认为是断块式上升，以地垒形式隆起于红层之中。近几年的研究发现，这些老岩系一侧逆冲于红层之上，而另一侧与红层呈正断层接触，成上宽下窄的楔形断块，称为楔形冲断体构造。（图24） 图243逆冲断层的形成机制以蒙地轴南缘盖层中逆冲断为例： 蒙地轴南缘盖层中比较发育的逆冲断层, 在样式产状和逆冲方向上既复杂又多变,同时又具有许多共性。那么, 是哪些因素决定和影响这些逆冲断层的形成和发育, 或者说,如何分析其形成机制, 则是一个有意义的课题。引起逆冲作用的动力是挤压

8、还是重力更是问题的关键。首先概括上述己知事实, 顺理存在问题.第一, 逆冲断层一般发育于盖层中, 属浅层次脆性域断裂, 是侏罗纪末燕山运动的产物. 个别逆冲断层根带发育了糜棱岩。第二, 逆冲断层的走向主要是东西向和北东向, 与基底大断裂的方向基本一致. 北东向逆冲断层主要发生于北东向和东西向断层交叉部位, 或在北东向断层线上; 而东西向逆冲断层则明显追踪于基底大断裂。第三, 逆冲断层一般产出于坳陷边缘或隆起与盆地交界带上, 并且逆冲指向盆地或坳陷。第四, 断层一般成平缓波状, 锋带陡而复杂, 除汤河口等个别逆冲断层外, 根带往往陡峻下插。在崇礼西南的东西向大断裂带中, 元占界变形强烈甚至形成直

9、立面理, 显然是逆冲岩席己被剥蚀的逆冲断层根带。由此可见, 正是基底大断裂控制了逆冲断拱的发育, 或者是基底断裂控制的殊罗纪盆地间接影响了逆冲断层的发育。4同沉积逆断层的发育特点及油气聚集条件分析4.1同沉积逆断层的一般特点由于是边沉积边活动的断层, 两盘地层厚度必然有差别。上盘(上升盘)地层比下盘(下降盘)地层相应要薄( 图41), 这种厚度差与断层的活动强度, 所处沉积环境及物源条件等有关。生长指数( 下降盘厚/上升盘厚度) 变化围很大。柴达木盆地同沉积逆断层的生长指数多在12.5之间, 断层的垂直地层断距向深部增大( 图41一A)。有时上盘会升至侵蚀面之上遭受剥蚀, 剥掉原来已沉积的地层

10、或在下盘沉积时上盘没有接受相应的沉积( 图41一B)。水退或水进形成的地层尖灭在上盘常可见到。极端情况下, 上盘一直未按受任何沉积, 古老的基底岩系出露地表形成山岭(图41一C)。后一种情况要与后期冲断区分开。 图41上盘发育背斜，下盘由于地层向断层处加厚而呈现的“楔状”形态，是同沉积逆断层的典型形态(图2)，上盘背斜多为不对称，近断层一翼陡，远离断层一翼缓。两翼倾角的差异视变形程度而异，变形越强烈，差异越大。地层从缓翼向陡翼逐渐减薄(图23)。断层发育末期，上盘背斜有顶薄翼厚现象。许多情况下这只是背斜形成后的古地形所致，说明这种背斜并不象过去曾认为的那样具有同生性(王宁国，1981)，而是后

11、期才发育形成的 背斜轴面直立、上下形态基本吻合(图2、34)，背斜走向与断层走向基本一致(图4)。在压扭性同沉积逆断层中，上盘背斜可能与 图42断层在平面上有小交角。4.2同沉积逆断层的活动方式同沉积逆断层的活动方式主要有二种，即连续性活动和间歇性活动。连续性话动是指在一定时间断层持续活动，下盘地层每一层均比上盘厚且无明显沉积间断，上盘可以是连续沉积，也可以有沉积间断，甚至一直未接受沉积。间歇性活动是指断层在某一(或某几个)时期不活动，结果会出现的两种情况：一是接受沉积，两盘厚度和岩性无差别或渐过渡；另一种情况是两盘均无接受沉积，即存在沉积间断。4.3同沉积逆断层与油气聚集的关系同沉积逆断层也

12、具有良好的油气聚集条件。主要表现在以下几个方面:( 1) 与生油凹陷紧密相关。区域性的同沉积逆断层往往构成凹陷边界, 断层活动直接影响着凹陷沉积的发育。下降盘近断层处往往沉积最厚, 是最有利的生油部位。由于下降盘沉降和沉积速率均较高, 能形成较厚的生油岩沉积, 快速埋藏又有利用于有机质向烃类转化。从柴达木盆地同沉积逆断层发育区的资料来看, 断层停止活动后, 沉积凹陷逐渐萎缩, 主力生油层在断层同沉积活动期发育。(2 ) 发育多种类型的圈团( 图43 )。 图43上盘背斜构造(王宁国称之为“正牵引背斜”)无疑是最好的构造圈闭, 面积和幅度均较大,尤其是该类背斜具同生性,长期发育时能捕获各个时期生

13、成的油气, 且背斜顶部储集性变好。由于上盘岩性较粗, 基底隆升较高,沉积较薄,压实量较小,下盘及上盘远离断层处岩性较细,沉积厚度大,压实量相对较大,这种差异压实作用会使构造活动停止后沉积的水平地层形成压实背斜( 图43一A一)。断层封闭型圈闭也是很重要的一种类型,其中包括上盘单斜断块,鼻状构造、下盘牵引构造(图43B)等。这类圈闭中断层的封闭性是至关重要的。由于断层是同沉积活动的, 未固结或未完全固结的沉积物会加入断层带形成封堵; 逆断层本身的性质决定其封闭的可能性较正断层要大一些,尤其两盘岩性配置较好情况下, 断层起封堵作用。蒸岩潜山(图43A)和地层尖灭圈闭( 图43B)也常发育, 它们位

14、于上升盘。在上升盘长期隆起遭受风化淋滤情况下,会使基岩储集性大大改善, 尤其是基岩为碳酸盐岩时能形成良好的圈闭。由于上盘一直处于相对上升状态,地层可向上超搜尖灭,形成地层尖灭圈闭( 图43B)。另外,断层的活动会使断层附近强硬岩层产生裂缝,从而改善储集性能, 尤其断层在后期发生压性平移运动情况下更是这样。柴达木盆地的勘探经验已经证明了这点。( 3) 油气运移的方式:主要有垂向和侧向运移或二者结合(图43)据柴达木盆地和准葛尔盆地相应构造油气聚集情况( 王宁国, 1981、吴庆福,1987),油气聚集方式以“新生古储”(或“上生下储)为主。又分二种情况,一是下降盘生油层直接与上升盘较老的储集层接

15、触,油气穿过断层在上盘聚集起来;二是上升盘生油层中的油气沿水平方向运移至其下面的储层中。另外,也有“古生新储”方式,即老地层生成的油气直接或通过断层向上运移,在较新的地层中聚集( 图43)。由此可见,与同沉积逆断层有关的圈闭条件优越,有多种类型的圈闭,且可形成多种圈闭组合;又有距油源近, 运移通道良好,路径简单的优点。由于资料有限, 同沉积逆断层的研究还属初步,许多方面还没有更广泛的资料证实。本文主要讨论的是中国西部压性、压扭性环境下同沉积逆断层的发育情况, 对于性地区还知之甚少。但应当说明的是不应当把中国东部发生反转的断层称为“同沉积逆断层”,因为同沉积期并不是逆断层而是正断层, 其只能是“

16、反转断层”。参考文献1叶俊林 ,朱志澄 ,向树元 ,国新. 蒙地轴南缘盖层中逆冲断层的样式及形成机制J. 地球科学,1987,05:519-527.2发景,家振,王波明,国凡,景平. 鄂尔多斯西缘褶皱逆冲断层带的构造特征和找气前景J. 现代地质,1987,01:103-113.3家振. 前陆盆地逆冲断层类型与形成机制以鄂尔多斯地块西缘和塔里木盆地北缘为例J. 石油与天然气地质,1991,04:406-416.4宋廷光. 同沉积逆断层的发育特点及油气聚集条件分析J. 地质,1997,02:6-13.5马润勇,彭建兵,门玉明,潘爱芳. 逆冲断层发育的力学机制研究J. 西北大学学报(自然科学版),2003,02:-200.6长厚,宋鸿林. 逆冲双重构造形成的新模式J. 地质科技情报,1995,03:1-7.7建中,谭应佳,平,艳秋. 塔里木盆地西南缘山前带逆冲推覆构造特征J. 地学前缘,2008,02:222-231.8董云鹏,查显峰,付明庆,茜,钊,燕. 秦岭南缘大巴山褶皱-冲断推覆构造的特征J. 地质通报,2008,09:1493-1508.12 / 12