石油勘探中的构造样式

第一章石油勘探中的构造样式石油地质学家们很久以来就认识到，地球上众多的含油气盆地以及盆地内不同级次、不同规模的构造、油气聚集带和油气圈闭，虽然形态、结构和聚油特点上千差万别，但是它们都不是孤立存在的，相互间往往有成因联系，空间分布上也是有规律可循的。为了在分章阐述各种油气聚集构造类型的基本特征和形成机制之前，对它们的区域构造控制因素和分布规律有一个总体的概念作者在本章将周中介绍T.P.Harding.和J.D.Lowell的构造样式的概念和构造样式的分类.由于这一分类把近代板块理论研究引入到实际的油气勘探领域，把盆地构造和盆地内油气圈闭的构造研究与板块构造的部位、性质和演化紧密地联系在一起，从而使油气聚集的构造分析，在认识上大大提高一步。因此，介绍这一分类，无论理论上或实践上又都是有价值的。第一节构造样式的概念和分类构造地质研究中，所研究的对象往往不是某一个个别的地质构造，而是一组有着一系列共同特点和规律的构造组合。这是因为任何一个特定的地质构造，如一条断层、一个背斜，只要仔细分析就会发现它们的几何形态、发育历史都有某些差异。但是，从大区域范围来看，这些局部构造往往在剖面形态、平面展布、排列、应力机制上相互间有着密切联系，形成特定的构造组合，即所谓构造样式(Structuralstyles)。变形条件相似的地区，其构造组合也类似。因此，构造样式就是同一期构造变形或同一应力作用下所产生的构造的总和。不同的构造样式伴生有不同的油气圈闭类型。按照这样的思路和比较大的构造学的方法，就可以在石油勘探新区资料较少的情况下，去认识和预测含油气区中可能出现的构造样式及有关的油气圈闭类型。这对指导油气勘探工作具有十分重要的实际意义。过去，地质学家们曾提出过几种不同的构造样式分类方案。但是这些分类没有明确考虑沉积盆地内的深层地下构造以及其伴生的油气圈闭。有些曾经一度流行的方案，如苏联的别洛乌索夫(1959)提出的以垂直涌动为基础的分类方案，只是一种以有限形变机制为依据的形态分类，因而是不够完善的，在石油勘探的应用上受到了限制，近年来，随着板块构造理论研究的深入，成功地把地壳的形变过程和岩石圈板块运动联系起来，形成了一个全球性的统一概念。这样，构造样式的分类就有了更全面、更深刻的依据。本书主要参考了T。P。Harding及J。D。Lowell(1979)提出的分类方案。该分类最大的优点是将板块构造的分析和油气勘探紧密结合，明确提出了各种构造样式在板块构造中主要发育部位以及鉴别准则，并阐述了影响构造样式形态和产状变化因素。因此，它是诸多分类中较好的一种方案。Harding的分类方案首先强调基底是否卷入，即沉积盖层的变形是否受基底构造的控制，把它作为分类的一级标志。据此，将构造分为基底卷入型和盖层滑脱型两大类。在此基础上，又根据形变的力学性质和应力传递方式进一步细分为八种基本构造样式。基底是一个相对的概念，使之不整合在某时期沉积盆地以下的地层。例如中、新生界盆地的基底，应为前中生界地层，包括古生界的沉积岩、岩浆岩以至更古老的变质岩，它的机械强度和岩层结构差异很大，对于石油勘探来说，基底卷入程度是很关键的。因为它不仅表明构造演化的机制，而且，还大致说明了盆地中油气圈闭所影响、所包括的沉积厚度。基底卷入性构造样式包括：扭性断层组合、压性断块和基底逆冲、张性断块和翘曲；盖层滑脱型构造样式有：滑脱逆冲-褶皱组合、滑脱正断层(包括“生长断层”)、盐底辟构造和泥底辟构造等。以上这些基本的构造样式是在板块构造的巨大格架上产生的，在某些情况下，也和特定的沉积史有关，但沉积史归根到底取决于板块运动，所以，大多数构造样式都优先出现在板块构造的特定部位。板块构造部位可分成板内和板块边缘两大类，后者又可分成汇聚边缘、离散边缘及转换边缘三类。基本构造样式的常见板块构造部位见表1-1。以上划分出的构造样式，具有明确的典型特征，可作为典型构造样式看待。但具体地区的实际的构造样式则可能是上述基本构造样式的过渡类型，或几种典型样式的混合型。Harding等认为，一个地区的构造样式经常由于当地岩层的变化(如岩石的可塑性、原始结构等方面的差异，所经历的构造事件，包括强度、延续时间和期次的不同)而有所不同。此外，还可能由于本质上不同的构造变动的叠加而进一步复杂化。所有这些原因，都使构造样式的识别变得相当困难。但是，只要熟悉以上基本类型，结合当地地震、地质资料，通过认真分析、对比，构造样式是可以鉴别的。鉴别构造样式的基本准则是局部构造的平面和剖面形态以及这些构造平面展布特征，特别是沿走向排列的重大差异。由于构造组合及其识别标志并不是一一对应的，尤其是鉴别工作往往要在早期资料不足的条件下进行所以相当困难。但构造样式确定的正确与否，之间关系到油气勘探方向的选择，这种鉴别工作是必不可少的。根据前人总结与实际经验，鉴别构造样式要特别注意以下几点：、别关键性的构特征。如褶皱和断层的雁行式排列、正断层下降盘的逆牵引现象。、构造在走向排列上局部的重大变化。、注意总体的区域构造格局。T.P.Harding和J。D。Lowell列举了十种最常见的构造特征：拖曳褶皱-----沉积岩受断层的拖曳形成的褶皱，显然，压性逆断层、张性逆断层、剪切平移断层的拖曳褶皱是有明显差别的。披覆褶皱----由于下部坚硬岩层(常为基底断块)的存在，迫使上部沉积中形成褶皱，即所谓“强制褶皱”(Forcedfold)。这和我国石油地质界经常谈到的，在古地形隆起之上由于差异压实作用造成的背斜是不同的。雁列构造----包括断裂和褶皱，它们是一系列相互平行的叠覆构造，本身相互平行，但与总体的构造形变走向斜交。网格状构造----在区域范围内，平面上构造线组的相互交切，呈“锯齿状”或“之”字形。不规则构造带----局部构造成群的集中分布，但空间排列、走向延伸没有规律。平行构造带----相似的构造单元平行排列，有的地方构造间隔很近，平面上呈凹、凸相间的波状条带，并弯曲呈扇形地带(Saliant，与应力方向同向的突出部分)和凹港状地带(Reentrant,与应力方向相反的凹入部分)。侧列式(Relay)构造带----不连续的叠覆构造单元，本身相互平行，于总体形变带走向也平行。孤立型构造----呈孤立的、单独的形式存在，一般不和其他相似的构造排列在一起。天窗是构造(Trap-door)----由两组断层相交形成的断块，夹持在两条断层之间断块为最高隆起部位。大体上相当于我们所说的墙角断块。带状构造----不连续的狭长构造带，局部走向可能和一个地区的主要构造走向平行、斜交或垂直。上述构造特征实际上只是几个实例，并不能概括所有典型构造特征。地质力学中所提出的一系列构造形式(“入”字形、“多”字形以及旋转构造等)均属之。不同构造样式造成了不同类型的油气圈闭条件，例如，扭性构造组合主要的油气圈闭类型是雁列背斜，有的地方扭性断层本身亦能形成圈闭。压性与张性断裂型式通常具有多次重复出现的走向带，它们连结成锯齿形和“之”字形或其它网格型式，主要的圈闭类型是断层圈闭和断块边界上方的披覆褶皱。基底翘曲（穹隆、隆起等）大多数孤立的构造形态，通常为宽缓的褶皱圈闭，由于长期的继承性隆起而有利于油气的聚集。大部分滑脱型逆冲褶皱构造都呈弯曲的狭长构造带，并以紧密艰巨的波状条带形式重复出现。此时有效的圈闭位于轻微一中等.破坏的挤压背斜、逆冲断片的前沿等处。大多数滑脱正断层都是铲形断层，这些断层出现在沉积作用的尖灭带，故其走向与沉积作用的走向平行，其主要的油气圈闭类型是沿主断层下降盘分布的伴生的滚动背斜。盐岩构造和泥岩构造是由于浮力作用上升而形成的岩枕、岩丘、岩脊等，或者受构造力的作用而形成形态及其复杂地挤入构造（底辟构造）。最后还应指出，地层因素，如剥蚀、尖灭、超覆、不整合等都可能叠加在所有构造样式之上，使全比类型更加复杂、多样。第二节基底卷入型构造样式1、 扭性断层组合扭性断层组合形成的主要构造环境是板块的转换边缘，但是离散边缘和汇聚边缘也是很重要的发育部位。在转换边缘上，岩石圈板块之间的擦边运动正好产生这种构造样式所需的力偶，在这种情况下，走向滑动通常沿整个平行断层组分布，或集中于一条单个的主扭断层上。当转换断层切过洋壳离散边缘时，可使扩张轴错断；当转换断层切过陆壳离散边缘时，就能造成具有不同沉积史的次级盆地，如沿西非和东格陵兰大陆架分布的盆的。主扭断层也可以和汇聚板块边缘近似平行发育，这是由于板块侵入方向偏斜造成的。这些断层都是纵向扭断层，而且均处于造山带或岩浆弧的轴部。主扭断层也可以和汇聚边缘斜交，此时叫做'斜向扭性断层”。这种断层多存在于造山带和前陆地区。其中许多断层的型式和位移方向都符合共轭剪切体系。当前陆地区扭动断层的位移较走滑断层和纵向断层为小，伴生构造分布也不很广泛。扭性断层在陆壳离散边缘和板块内地堑系统中发育的可能性较小，板块内部产生的机会最小。板块内扭动断层通常以单条形式出现，而且位移小，伴生的构造也少。与扭性断层伴生的构造比任何其它构造样式伴生的构造都多，而且这些构造对别的样式来说也是基本的构造要素。扭性构造组合同时可伴有压性和张性特征，据此可分成三亚类：（1）没有明显的压性与张性特征，比较单纯的扭性，称为走向扭动。（2）伴有以挤压为住的特征，叫做汇聚扭动。（3）伴有以拉张为主的特征，叫做离散扭动。以上三亚类取决于侧向运动块体的排列方式及其边界与区域板块的相对运动方向。因为扭性断层组合中构造的多样性，使这一样式很容易与其它构造样式相混，在没有直接的水平错断资料的地区，有下面两个特征可用来初步鉴别扭性断层：（1）平面上的雁行式排列特征；（2）构造局限在连续而狭窄的线形构造带内。扭断裂在剖面上的识别比较困难。今年来，随着花状构造在地震剖面中和地表被识别，对鉴别扭断层有极大的帮助。扭性断层三种亚类能构成多种类型的油气圈闭，其中最有利的显然是与雁列褶皱有关的圈闭，其次，像雁列正断块、逆冲断层下的地层截断部位和花状构造本身都是有效的圈闭。2、 压性断块和基底逆冲断层这两类构造样式主要出现在汇聚板块边缘。压性断块分布主要限于前陆区，所以相当局限，而基底逆冲断层则可广泛发育在前陆区、造山带和海沟向陆一侧斜坡上（表1-1）。在前陆区，这二者似乎是渐变过渡的。在汇聚边缘有两种前陆区，弧后前陆区和边缘前陆区。前者位于岩浆火山弧和克拉通之间，常具有连接板块内部或克拉通的逆冲褶皱带（安底斯型或科迪勒拉型）。边缘前陆区是由于大陆碰撞而发展来的，位于岩浆火山弧与原先的海沟之间（碰撞型或喜马拉雅型），褶皱和逆冲断层是向着板块边缘或早期海沟方向的。压性断块是由于岩石圈板块向下俯冲造成的挤压力产生的，压性断块上的反向位移（逆断）是由于断块受到俯冲下去的岩石圈板片的浮力或实际与其接触所致。所以，深部板片的范围应该控制着前陆区构造的展布区域。地壳由于受热而变得脆弱也是形成压性断块的原因之一。.在讨论压性断块时，需要特别注意基底最顶部和沉积盖层的构造形态，因为油气圈闭就发育在其中。压性断块在这些层位上的边界断层面可以从近乎直立变到低角度的逆冲断层，特别是在构造起伏较大的地带尤为突出。近乎直立的断层面可以有逆断层或偶有正断层的片断。断块边界断层也可以有一些次一级的走向滑动分量。从剖面上看（图1-4），在较高的构造层位上，可以分出一个三重垂直分带现象，进一步显示出这一样式的断块形态。在接近基底顶部处是一个倾斜断块，中间部位是一个陡倾的拖曳褶皱，在较浅处未受侵蚀部位则发育一个平缓的披覆褶皱或翘起的单斜构造。在剖面上，断块像是旋转了的断片，其伴生的挠曲是不对称的，对称的挠曲很少见。从内部看，单个构造由简单到复杂，在挠曲断块边界一翼的下倾方向上可以看到平行构造轴的大型正断层，顶部的次级正断层，包括纵向、横向，在某些披覆挠曲上是很常见的。有些横向断层具有走滑分量，错断了翘曲轴，并多以高角度终止在断块边界上。他们也可以看成是切入基地的、振列断层，使断层边界错开。在挤压变形区，区别断块作用与滑脱逆冲作用和聚合型扭动作用是很关键的，如果资料不足，则区别起来可能很难，特别是那些以逆冲断层为主构成多种样式的地区更是如此。从区域上看，断块构造的网格状格局明显不同于通常的逆冲一褶皱带的波状形态，网格状格局与扭动带的直线贯通式主断层和雁列式构造也有明显区别。天窗式构造群和'之”字形块断层是挤压断块作用的特殊标志，在转换边缘上发育的上冲断层方向比较单一，且伴有雁列褶皱，而压性断块的断层往往较浅、倾角较陡。一般地说，在横断面上，扭动构造组合和逆冲一褶皱带的褶皱形态与断块构造的旋转断片和单斜阶梯状外貌是不一样的（图1-5），后者明显不对称，而扭动作用伴生的褶皱则常常是对称的。识别压性断块和张性断块的标志是断块边界断层的特征。压性断块除有明显的挤压特征外，还有较陡的挠曲。在洛基山前陆区西得克萨斯的二叠纪盆地及厄瓜多尔的奥苏特省，压性断块形成了富含油气的圈闭。个别的圈闭包括披覆背斜的高点、墙角构造、断鼻以及次级翘曲和次级断层。此外，紧靠断块边界断层封闭的地下逆冲翘曲和各种伴生的地层圈闭中也可能产油。汇聚板块环境中的基底逆冲断层，由于发生了超高温、高压的复杂变形，所以没有找油远景。我国广大的西北地区，压性断块与基底逆冲广泛发育，如祁连山北麓的玉门油田，新疆的克拉玛依油田，都受到了新生代以来逆冲作用的改造。深入研究这类构造样式的发育规律和储油特征，对我国西北地区的石油勘查具有重大的现实意义。3、张性断块张性断块以正断层的广泛发育为特征。正断层作为次级构造可以存在于所有其它构造样式中，然而，在某些构造组合构造部位中，区域性深层正断层占有主导地位，正是这种区域性深层正断层，才构成了独立的张性断块样式。这种样式可能是所有样式中分布最广的一种。它可以在离散边缘的各个发展阶段上产生，从最初的地壳抬升，初发裂谷，拗拉谷到边缘海，扩张中心以至被动边缘均可形成。在板块内部的某些地区也可见到。在剖面上看，正断层是最简单的样式之一，但平面上，它的形式却变化很大，难以预测。当岩石圈受到拉张时必定要产生一系列的正断层，在此，归纳了地质学家提出的四种模型。这四种模型的共同点是深部有一个塑性变形带，上部为脆性变形带。正断层发生在脆性带而吸收与塑性带。近代地震反射法与折射法已证明在下部地壳中有一低速带存在，可能就是塑性带。四种模型的不同点是断层向着塑性层消失的方式不同。根据地震资料，梨式正断层比较符合实际情况，而且通常形成不对称的半地堑式构造组合。苏伊士湾可以作为板块内地堑和离散边缘各个发展阶段上的基本样式代表。在苏伊士地堑中，区域性断层明显地具有多种走向，形成一个网格状交叉系统，同时，也具有锯齿形斜切边界的断块和侧列式的纵向断层。其中任何一种都可以孤立产生也可以成组出现。断层走向以平行的前总的走向为主，与区域性走向斜交的两个主要的方向的斜交断层也很重要，两组断层发育程度大体相等。区域性横断层少见。盆地中还发育着两类正断层下降盘向着盆地中心方向下掉的断层叫做同向断层，下降盘背向盆地中心方向下掉的断层叫做反向断层，无论这两类断层位移量是大是小，它们的线性排列型式是相似的。不同时期的正断层叠加，是构造格局更为复杂。区域规模上，正断层形成的板内裂谷系，其复杂程度可以从简单的直线断陷到具有许多分支和“之”字形的地堑。离散板块便于的形态主要是继承了早期板块内裂谷的走向。纵断层的频频出现似乎符合正断层走向与区域拉张应力方向垂直这一基本概念，斜列断层则不然，它们切过断层边角，使相切的两侧同等隆起，并且似乎与侧列式构造联合形成一个统一的地堑沉降体系。因此，各种不同方向的断裂在某些地区看起来像是同期的，这种格局并不能用多期拉张来解释。Reches在理论上也得到了类似的结论，它使用一次受力形变构造模拟实验再现了多方向的倾向滑动格局，所以，这种多方向的正断裂系统或许是拉张破裂的基本结果，无须多期活动就能造成。斜列断层在平面上交角约为60°，所以曾经把他们看成是共轭走滑断层。可是，苏伊士湾地区和其它地方的地面填图及地下资料表明，这些断层没有很大的走向滑动。所以有人推测这些斜向断层是继承了早期存在的地壳薄弱带。在剖面上，这类样式以不对称断块为特征---一侧陡倾斜，以铲形正断层为界，另一侧缓倾，倾角变化稳定。在某些低且剖面显示出断块旋转，向地堑轴部或向半地堑的一侧阶梯状下落。有的剖面上，同向断层与反向断层均发生旋转，从而造成基底面的深度和倾斜度的不同。有些地堑系统发育时间较长，造成靠断裂一侧的层明显增厚，另一侧向上收敛，属生长的半地堑构造。梨式正断层使单个断块旋转，在断层下降盘形成逆牵引。当你前应与区域地层倾向相反时，则在下降盘形成类似于滑脱正断层上盘的滚动构造，铲形断层的多期活动使断块强烈旋转，可是，铲形断层产生的旋转作用即使在相邻的断块上也并不总是很明显的。很可能这是位移大小不同和断层面变缓的深度不同所致。位移越小，断层面变缓的部位越深，断层下降盘的旋转就不明显。斜断层和纵断层倾向可以向着地堑轴，也可以背向地堑轴，这就使横剖面进一步复杂化。不同断层组相互交切，造成了剖面上断块旋转量的不等，从而使构造在横向上不再连续。同样，断块旋转也可以受断裂作用后裂谷系整体下沉的改造。许多地区，沉积盖层披覆在断块边缘上。在断层下降盘与断块倾斜方向相反的地区，在上升盘形成平行于断层的反向拖曳构造。由于控制披覆构造的断层是网格状的，所以披覆构造的方向性极为复杂。在下降盘也出现逆牵引的地区，地堑构造可以同时包括下降盘和上升盘的倾向反转的混合现象。汇聚板块边缘也是一个重要的正断层发育区（表1-1）。能产生这种构造样式的汇聚环境有（从板块边缘到板块内部排列）：（1） 、海沟的向海侧斜坡，岛弧杂岩体的前沿；（2） 、弧前盆地内部或岛弧的翼部；（3） 、岩浆火山弧主体内的弧内盆地；（4） 、弧后扩张形成的弧后边缘海；（5） 、弧后稳定翼（克拉通）和边缘前陆盆地。在某些转换边缘的盆地，往往大型走滑带为其一侧边界，而在相对走滑带的另一边界发育大的正断层。在这种格局中，地层披覆挠曲很少见，油气主要依靠斜断层和纵断层的弯曲、分叉和相互交切来封闭。张性断块在平面上可以与其它样式区分。在剖面上，张性断块显然没有挤压作用。即使出现翘曲，也远不如压性断块明显。正断层构成的断块断面呈阶梯状且伴有旋转，而其它构造样式常见的形态为波状褶皱。裂谷系是有利的油气聚集场所，油气圈闭主要依靠多方向的断层和伴生的披覆构造。在断层交会处出现重要的天窗式构造。斜向断层可以交切滚动构造，区域性倾斜或断块旋转是断层交切点的构造起伏达到最大。少数的前一级断层下降盘也提供了其他一些构造圈闭。断块的隆起边缘是发育礁体和其它储集相的理想部位。旋转断块中不整合面以下的削截圈闭和其它古地貌圈闭也很普遍。它们的形态也反映出了受多方向断裂格局的控制。我国东部地区，属于太平洋板块的弧后扩张区，发育了大量张性断陷盆地和半地堑盆地，式油气聚集的良好场所。对张性断块样式的研究，对东部地区含油气盆地的开发是极有价值的。4、基底翘曲基底翘曲指的是由于基底变形造成的盖层的宽缓翘曲。这种构造样式可出现在所有地区，它是板块内部克拉通地区的主要构造样式，在某些汇聚型边缘盆地的稳定翼，转换边缘盆地的稳定翼，以及离散型边缘盆地中均可出现.基底翘曲可以有正向单元与负向单元之分.正向单元包括隆起、台背斜、宽阔的鼻状构造、构造阶地、地块和穹窿等；负向单元有坳陷、台向斜、凹陷等。从发育规模看，即可以由区域性的，也可以有局部性的。总的特点是孤立发育，没有一定的方向性。基底翘曲的构造成因还不十分清楚，可能有多种成因。它没有像拖曳褶皱和披覆褶皱那样明确的带状形式来说明作用力和构造的传递方向，也没有典型的板块边缘构造组合来说明变形的类型。有人推测区域性差异升降可能是许多板块内翘曲的成因。造成差异升降的原因是：（1）地壳内部的巨大不均匀性；（2）地壳下面发生的不规则作用；（3）地幔对流。具体说来，使大陆岩石圈变薄和沉降的机制有：岩石圈冷却和受热的差异性、相变、塑性流动、壳下侵蚀、融熔物质的挤入和滞留、大型岩浆房的垮塌以及热隆起后的地面割切。此外，深层铲形断裂作用也能引起岩石圈变薄以致沉降。克拉通内部还有另一种样式，就是正断层组合，它们可以是无规律地散布，也可能局限于某个带中或几个孤立的扭断层上。穹窿状构造的成因更具推测性，推测是由于地壳物理性质的不同，包含着形态不规则的基底内部断块，是区域沉降速度局部的加速或减速所致。在前陆区，引起翘曲的机制可能是前陆的构造负荷及沉积负载，在这种地区，地壳挤压可能是基底翘曲的附加作用力。基底翘曲的样式和分布表明，那种把板块看成钢性平板，只有在边缘才有构造，并且板块仅有水平运动这样的看法，是把板块运动过分简单化了。板块内的许多基底翘曲说明了它们发育过程中有一级垂直运动，而且板内也有挤压作用。显然不能单纯地把板块运动作为变形的唯一原因。大范围的板块水平移动必然存在垂直升降。根据基底翘曲的孤立的产状、不规则的方向性，无明确的走向以及它们的发育一般不依赖断裂作用等特征，可以将其与基底卷入型褶皱区别开。正向的基底翘曲，当它位于巨厚沉积盖层之下时，是油气运移聚集的集中部位。基底翘曲一般发育时间长，所以特别有利于在沉积盖层中形成局部削截、不整合、地层交会及超覆现象，所有这些因素都可以促进油气聚集，且伴生的圈闭一般都相当大，不像其它构造样式中，由于受复杂构造因素的影响和控制，所形成的油气圈闭支离破碎。第三节盖层滑脱型构造样式1、滑脱型逆冲一褶皱组合逆冲一褶皱组合时大多数会聚板块边缘的主要构造样式。它们沿弧后活动翼和边缘前陆区分布，也出现在海沟内侧斜坡和外侧隆起区中。在许多造山带的外缘，它们呈一宽阔的变形沉积岩带产出。逆冲方向通常是朝向大陆内部。从区域上看，滑脱构造外侧呈一花边状弧形，花边是由平缓突起的扇形地和尖锐弯入的凹港相间形成的，扇形地与凹港均由逆冲断层及伴生褶皱的平行条带组成。这些逆冲断层和褶皱具有错叠的走向排列形式。从局部来看，逆冲断层以锐角叠复排列，突起的方向与构造传递方向一致，背斜出现于逆冲断层的上盘，背斜轴平行于断层走向。在剖面上，表现为复杂的梨式断层系。断层在深处渐渐与层理重合。岩性的变化及可塑性的差别决定了断层的位置。一般地说，在软岩石中，逆断层与层面平行或接近平行，在硬岩层中，则与层面斜交。因此，逆冲断层交替地随层面发育，呈阶梯状向上逆冲，断层总是沿上升盘的运动方向切过上覆地层。在块状碳酸盐岩变形区，典型的逆冲席有多个平行的断片组成，在强塑性岩石为主的地区，则主要在上盘形成不对称褶皱。一般说来，所形成的构造从形变带内测到外侧，时代逐渐变新。在地震剖面上，逆冲构造可根据两个主要特征来鉴别：（1） 、在基本未变形的反射层之上有浅部挤压褶皱。（2） 、下覆反射层最终收敛于后翼倾向上。一般说来，后翼倾向与构造传递方向相反，后一种特征，逆冲作用并不显示有什么持续的区域性隆起，在一个翼上，地层收敛反映了滑脱的不对称性。滑脱型逆一褶皱组合还可以根据分布形式不同进一步与其它逆冲断层样式区分。许多逆冲褶皱组合在横向上有大范围的连续性，而与扭性断层有关的构造组合则分布较局限，压性断块的分布则更没有什么规律。大多数逆冲一褶皱带具有波状的形态，很是独特。在中等规模上，个各个错叠随这种波状而弯曲，而与扭性断层有关的逆冲断层和褶皱理想的走向应与变形带斜角而不弯曲。从更小范围看，逆冲断层带的错叠格局与扭动作用伴生的雁列构造不同，与断块的菱形或交叉走向的格局也不同。在逆冲一褶皱带，是由主要圈闭在不对称的上盘褶皱中和逆冲片的前缘内。有效的圈闭通常局限于构造带的外部，构造深度一般浅到中等（3000m）。这些部位的圈闭仅仅被断层轻微至中等程度的破坏，圈闭的连续性保存完好，运移通道也保存不变。我国的克一乌断裂带属于这类构造样式。2、滑脱正断层组合顺基底滑脱的正断层存在于各种构造带中，但它们多是其它样式的次级构造，如褶皱的顶部、底辟构造的上方均有正断层，均是次级构造，只有在正断层形成区域构造带而成为形变的主要方式，出现独特的构造组合，才是这里研究的滑脱正断层样式。这种样式在美国墨西哥湾岸盆地、我国东部含油气盆地均有典型的发育。构成滑脱正断层样式的基本类型是在塑性岩石中形成的向着盆地的断层，其位移历史与沉积作用密切有关，断层下降盘一边向盆地滑脱，一边又有沉积物堆积在上面，维持一个相对的动态平衡。所以地层厚度在下降盘靠近断层面处急剧增加，而且断距在剖面上是向下递增的。在地表，如沉积速度抵得上滑脱速度，断距可以为零。沉积后的滑脱正断层只要有滑动面也能发生。它的几何形态类似于同沉积类型。滑脱正断层也可以出现在逆冲一褶皱带中，耽于逆冲作用无关，而是在逆冲结束后，区域拉伸作用的晚期利用了早期逆冲断层面发生滑脱的。还有一些滑脱正断层见不到沉积层的同生拉张，可能是逆冲作用结束时形成的。所有这些沉积期后的滑脱正断层都发育的部位是大型三角洲及被动边缘的大陆坡等开放性的沉积环境中，这些地点往往形成巨厚的退覆层序。由于沉积速度快，半固结的沉积物可以自由地向盆地移动。断裂的形成除了靠蠕动的作用外，还常常与盐岩的生长和泥岩构造有关。位移最大的断层时向盆地下调的“同向断层”。向盆地上倾方向位移的“反向断层”只是次级断层，一般终止在同向断层上，只有一些原生的反向断层有较大的位移。在剖面上看，许多同沉积断层沿着泥岩或盐岩与上覆沉积岩的接触带滑脱，所以断层倾向于泥岩脊或阳底辟的翼近于平行。这些断层明显呈铲形，向下与层面平行合并或消失在混杂的滑动流动带内。滑脱正断层组合是很复杂的。许多滑脱断层的铲形断面一直要使地层反向旋转到断层较陡的部分才能终止，在旋转方向与盆地倾斜方向相反时，则在主断层的下降盘形成平行主断层的滑脱滚动背斜。次时，下降盘地层靠近断层的地方最厚，远离断层变薄。由于断层面弯曲及沿走向位移量的变化，可以造成构造翘曲及平行断层走向的伴生圈闭。浅部宽阔的滚动背斜在深部一般变得比较复杂，其原因是断裂作用随深度增强，是反向倾斜部分分割成孤立的旋转断块，并且增加了区域反向倾斜的宽度。随着深度的增加，滚动构造向盆地方向位移，但是在不同的断块内，倾向反转可以在不同部位和深度上出现，而有些断块则没有内部弯曲。滑脱正断层的形成必须具备若干条件，其中大幅度的基底沉降是最重要的。它不但造就了一个比较快速的厚层沉积场所，而且保持了一个斜坡，是沉积物得以向盆地迁移。促使沉积物向盆地滑动的因素有多种多样，如重力滑动作用，盐岩的撤离作用，页岩的压实作用，差异压实与差异沉降作用，超压泥岩的流变作用。顺坡重力滑动至少可以造成两种不同的滑脱正断层组合：周边裂开断层和局部斜坡滑移断层。在含有厚层盐岩和泥岩的盆地中，盐岩与泥岩的活动性是造成区域滑脱正断层的一个重要因素，区域滑脱正断层主要在岩脊或岩株向盆地的一侧发育。在没有盐岩的盆地中，滑脱正断层主要可归因于砂岩沉积中心产生的盆地充填差异负荷。断层发育在这些沉积中心向陆的一侧。并随深度增加而变缓，结果就形成向盆地中心倾斜的正断层，残余的泥岩体起滑脱面作用。这里的断层位移较小，没有伴生滚动背斜，多以较陡的角度伸入相邻的泥岩体中。滚动背斜构造中是发育在断层下降盘，这与沉积盆地内所有其它构造样式的典型特征不同，可作为鉴别标志。这种样式与基底卷入的张性断块很相似，特别是在下降盘地层旋转引起断块旋转的部位。但这种情况在基底卷入型拉张断块中是很不普遍的。此外，滑脱正断层不具网格状断块的平面展布，也不存在墙角式断块构造。据此可以与张性断块区分。根据构造发育的部位和断层横剖面的对比，可以把它和逆掩断层和褶皱区别开来。逆掩褶皱也位于铲形断面之上，褶皱形态也是不对称的。同沉积滑脱正断层组合是很有利的产油构造，圈闭以滚动背斜为主，其次为断层的上升盘。随着深度增加，构造向盆地移动，圈闭进一步被断层分割，最后导致完全不同的圈闭。如褶皱圈闭与断层圈闭在垂直方向上叠加，所以开采可能是复杂的。3、盐岩构造和泥岩构造盐岩构造之所以划出成为一个独立的构造样式，是因为盐岩具有不依靠构造力而已靠浮力向上运动的能力，当然，如果有构造力，则盐岩更易活动，常沿断裂、褶皱或二者交切处上侵形成盐株、盐床、盐脉和其它一些不规则的盐体。区分盐岩构造是由浮力造成还是有构造力造成，有时是很困难的，因为事实上两种力是过渡的。但是，有构造力造成的盐岩构造，属于其它构造样式的伴生构造。由于浮力作用形成的盐构造的主要发育部位是离散型大陆边缘形成的被动陆缘盆地和发育不完全的裂谷系（表1-1），裂谷初期形成的狭窄而局限的断槽为厚层蒸发岩的堆积提供了一个理想的环境。特别是在高温干旱的低纬度地区。构造作用形成的盐岩构造则主要出现在原始含盐盆地中（通常是地堑），这些含盐盆地由于大规模的板块运动而推移到了另一以挤压为主的变形环境之中。盆地的形态和演化历史控制了盐岩及其盖层的原始边界、厚度及成分，因而也影响了浮力作用形成的盐岩构造的类型和总的分布规律。泥岩构造不受任何特殊构造环境或边块构造部位限制，所以它们的分布非常广泛。当然，最常见的泥岩构造可能是发育在近代巨厚的三角洲碎屑堆积物中（表1-1）。在这样的部位，由于快速堆积，形成巨厚的沉积层序水分来不及从沉积物的细粒泥质部分排出，从而使泥岩处于欠压实状态，具有异常高的孔隙流体压力，因此具有高度活动的上浮性。泥岩构造与盐岩构造形态上很相似。地震剖面上均以反射中断而呈现其轮廓，事实上这两种构造往往是共生的，形成复合形穹窿背斜。因此，仅从剖面形态很难将两者区分开。根据声速资料可以将两种构造区分开来，因为泥岩的声速只有盐岩的一半。此外，泥岩构造不发育边缘向斜，也可作为一个区分标志。泥岩比盐岩的可压实性高，它与盖层的密度差较小，而且随着压实而更加变小，因此，泥岩底辟生长速度小于沉积速度，使泥岩底辟埋藏较深，在垂向上的发育有限，但盐相则相反，在埋藏期间与该层密度差不断增加，因此，盐岩底辟可以接近地表发育，而且在整个沉积过程中保持垂向上不受约束。与泥岩有关的圈闭捕捉到的石油不如其它构造样式多，但也有人列举了大量与泥岩岩丘与泥火山有关的油气资源。此外，某些火成岩体，如辉绿岩、玄武岩等也可以在压力作用下产生类似于泥岩的底辟构造。但由于其可塑性远小于泥岩，垂向上的影响范围也较局限。我国东部火成岩发育，在分析含油构造是，火成岩形成的底辟构造也是不可忽视的一种构造样式。第四节构造样式的叠加自然界中不少构造样式是相互叠加产出的。例如，滑脱型逆冲断层最终可沿倾向伸向基底，成为卷入的逆冲断层，在某些地方沿走向与压性断块重合。有些地方，同沉积滑脱正断层沿倾斜方向演变成滑脱逆冲构造。在扭性构造样式中，沿同一个带可以出现从压性为主的构造到张性为主的构造之间的各种过渡类型。在某些拉张环境中，基底断块可与盐岩及泥岩构造以及同沉积滑脱正断层结合，在不同构造层位上叠置。在挤压环境中，滑脱逆冲断层可能和基底逆冲断层相混。每一个盆地都有自己的历史，各种构造样式都可因不同时期，根本不同的应力系统叠加而进一步复杂化。然而，发育在沉积盆地中的地质构造总是互相联系、成套出现的，构成了各种不同的构造样式。构造样式的形成总的说来是由于岩石圈板块的运动，但也受其它一些因素所控制。一个特定地区的形态类型和构造历史，只能通过正确的样式鉴别才能确定。这种方法在油气勘探中可以预测研究区各种油气圈闭的类型及它们的分布型式。决定构造样式及其展布范围的因素也同样控制了油气圈闭的发育与分布。其中最重要的因素是省边区的物理性质。例如，沉积盖层的岩性与厚度，基底的构造骨架及其活动性。充填盆地的沉积物，如果存在蒸发盐岩和欠压实泥岩，就直接控制了盐岩和泥岩构造，而且对同沉积滑脱正断层的形成也会起十分重要的作用。塑性较大的基底，可以增强甚至控制基底卷入型构造中褶皱的出现。即使塑性不强，也可导致脆性构造产生。较老的基底格架，限制了断块圈闭的分布范围。构造样式的表现形式同样受到构造变量，构造作用的强度、速度、持续时间和变形期次的影响，野兽不同作用力的影响，此外，与变形同时的沉积作用对构造的形态以及以及它的演化和发展都可能产生影响。例如，与沉积作用同时发生的倾向滑动断层如有轻微复活，就会形成幅度较大的披覆翘曲，成为断块作用的浅层显示。可是在上述每一种情形中，基本的构造样式还是可以识别的。正是由于构造样式表现形式的变化和产状的复杂性，使得构造样式的鉴别相当困难。经验证明，没有一种构造样式是普遍存在于它的主要发育部位的，也没有一种构造样式在它出现的地方总能得到充分的发育。因此，在构造样式鉴别中如何从由于构造的叠加而造成的纷杂的现象中抓住主导因素、基本现象是十分重要的。其中熟悉各种基本构造样式的特征是问题的关键。第二章生长断裂和油气聚集边沉降、边沉积、边断裂、边变形，这是沉积盆地及盆地内次级构造单元演化的普遍型式。就是说沉积盆地内的断裂和褶皱往往不同时期、不同程度上具有和沉积同期发育的特点。无论海相盆地或陆相盆地中，古老的或年轻沉积盆地中，这类构造的结构特征和形成机制上都有很多共同之处，但发育的规模和强度却有所差异。生长构造主要发育在离散型板块边界部位以及板内的沉积盆地中，表现为疏缓褶皱和张性、张扭性正断层。但是在聚敛型或转换型板块边界部位的沉积盆地中也有发育。大型生长背斜和断裂多属基底卷入型构造，而盆地内次级褶皱和断裂中滑脱型构造较为普遍，但这只是一般性规律。在我国沉积盖层比较薄，基底活动强烈得多凸多凹的盆地中，基底卷入式构造更多些，而在沉积巨厚的盆地或该层底部存在塑性盐城市，滑脱型构造明显占优势。由于生长断裂和生油凹陷的发育以及储集相带的分布与油气圈闭的形成有密切的关系，因而普遍受到人们的重视。可以说当前世界上大油田中相当大的一部分和生长构造有直接关系。我国的勘探实践也充分表明东部含油区几乎绝大部分与生长构造有关。一些巨大的油气聚集带往往本身就是一个二级的同期隆起带或生长断裂带。这些同期隆起和生长断裂在其生长过程中，不仅直接控制着生油凹陷的形成和转移、储集相带的分布，而且在褶皱、隆起的顶部、翼部、断裂的两侧形成一系列有利的油气圈闭，从而构成一个不同层系叠合连片、多种油藏类型组合的复式油气聚集带。因此，研究生张构造和断裂的几何形态特征和内部构造，以及它的演化史，对油气勘探有着很现实的意义。第一节生长断裂的一般概念生长断裂就是在沉积过程中长期发育、逐渐“生长”起来的断裂。R..Ocamb(1961)为生长断层下定义：“落差随深度增加而增大，下降盘地层厚度比上升盘相应的地层厚度明显增大'。在讨论生长断裂的形成过程中，应注意以下几点：（1） 、生长断裂的上升盘和下降盘是一个相对的概念。事实上，大部分生长断层发育过程中，两盘都在下降，都处于接受沉积的状态，只不过上升盘的沉降速度明显低于下降盘。当然，生长断裂的上升盘（有时也包括下降盘）经常出现小的沉积间断。说明地史期间有时沉积地面短暂的上升到侵蚀基准面以上。但总体上，大部分是其上下盘为连续沉积。（2） 、R..E.Chapman推断，生长断裂发育过程中，沉积物是以牵引负荷方式搬运的，不会悬浮状态。因为悬浮状态的搬运，沉积不可能造成伤、下盘地层的厚度差。因此，生长断层主要发生在碎屑岩系中，特别是较粗的碎屑岩。（3） 、和现在的构造运动----地震活动比较，古代的生长断裂很可能就是当时的海底地震（海啸）和海底地滑。或者说今天水下发生的地震就是正在进行着的生长断裂活动。有人认为为真实现代地滑的重要的触发因素。就世界范围来讲，生长断层主要发育在海向陆缘地区（被动大陆边缘）。陆缘一般理解为浅海和深海盆的边界区，也是洋壳和陆壳的边界区。它包括水深和沉积各不相同的三个部位----陆棚、陆缘和陆坡。这是一个活动性比较强的、相当宽阔的构造单元。其中陆源是活动性最强的部位。陆缘最主要的沉积类型是三角洲沉积体系。生长断裂和生长构造也主要发育在该沉积体上。第二节生长断层的基本特征生长断层，与之相对应的是“后生断层”。两者在形态结构、形成机理和空间分布上都有很大差别。后生顿曾，断裂发生在沉积层形成之后，和沉积作用无关。因此，断层两盘地层较好对比。后生断层通常发生在构造运动短暂的强烈活动期，且大多表现为刚性变性。断裂长期发育而且往往表现为塑性形变。大量油田地层对比资料表明，同生构造发育，沉积很少是完全连续的，层析中包括了很多较难识别的小型沉积间断。当然还有一些大的不整合。这些小型间断强度微弱，影响面积局限，几乎介于沉积于与剥蚀之间。因此在进行井下地层对比时，区分开断层和沉积间断所造成的地层却是十分重要。如图2-5，当发现8、15、20层有局部沉积间断后，断裂形式就大大简化了，（图2-5，B）。根据断裂发育史研究，一条生长断层往往并非自始至终都在活动，而有其主要发育期，且常常兼备着同生和后生两种性质。通常，控制沉积盆地发育的边界断层（如我国东部各油区箕状断陷的边界断层）为长期发育的生长断层。这从沉积层向断层面急剧而规律的加厚以及稳定的沉积相旋回可以作出判断。而盆地内部次级断层，则往往只在某个时期显同生性质，甚至以后生为主。盆地分析中区第三节生长断裂的成因和类型下面对近几十年来出现的几种生长断裂成因机制的分解分别一些介绍：从基本动力来源分析，生长断裂有两种成因：一是构造运动因素，强调基底断裂活动对上覆沉积盖层的影响。就是说沉积盖层中的生长断裂受基底断裂控制，是区域构造运动的产物。它可能是地壳的垂直运动，也可以是水平挤压和扭动所引起。另一种是重力构造运动的观点，也是当前国外石油构造分析中占重要地位的观点，即认为沉积盖层自身的重力以及由此产生的重力滑动、沉积压实、异常孔隙流体压力和塑性流动是造成生长断裂的主要因素。它和区域构造应力没有直接联系。生长断层最典型发育于三角洲沉积盆地中。概括起来，作为生长断裂的主导地质因素有以下几种：基底构造运动（或区域构造应力）：沉积盖层的重力滑动；沉积层的差异压实；沉积盖层的差异负荷；塑性岩层的流动、上拱。（一） 、基底断层对上覆盖层中生长断裂的控制基底断层对盖层构造的影响是普遍存在的。对于大型生长断层来说这种机制比较明确。但是对于那些盖层及厚的沉积盆地中发育的生长断层，它和基底断层的关系，则往往由于深层资料不清楚，很难做出明确的判断。（二） 、重力构造理论这是当前解释生长断层成因机制中广泛应用的理论。重力构造，是由于重力因素引起的构造变形，包括褶皱和断裂。中新生代沉积盆地中的重力构造中相当大的一部分是同沉积发育的，具有生长构造和生长断裂的特点。M.Jackson和W.Galloway认为，所有在离散型边缘区发育的构造几乎全为重力构造。他把重力构造分为三种类型：（1） 、重力扩展：沉积岩体缓慢地、以塑性状态垂向垮落，同时向周围扩展（这种扩展又分为向上和向下两个分力）；（2） 、重力滑动：沉积岩体沿下倾斜坡下滑；（3） 、底辟作用：地下岩层由于垂向上密度分布不稳定，从而引起重力上的重新调整，例如：由于相对密度大的岩层盖在相对密度小的岩层之上，发生密度倾倒，在重力的影响下向上刺穿。人们常常有一种误解，人为重力构造是向下运动的，因为重力总是向下的，但事实并非如此，这三种类型的重力构造中至少有两类包括向上的运动，另一类则主要是侧向运动。这种向上运动的重力构造的产生，需要某些地质条件，如果具有浮力的母岩层是一种真流体，那么只要存在密度的颠倒，即使母岩层完全处于水平状态，也会因浮力而自然上升，但是岩层是固体，要是固体自然上升，即使母岩层具有潜在的流动性和福利，也需要有触发生长的地质条件，这种条件就是地质上的不均一或不均衡性。这种不均一性既可以出现在具浮力的母岩层中，也可能发生在上覆沉积盖层中。厚度、密度粘滞度和温度横向变化都可能触发具浮力的母岩层的向上运动。下面介绍几种用重力构造理论解释生长断裂的观点，这些论点绝大部分都是阐述墨西哥湾岸地区和尼日尔三角洲生长断裂形成机制的。1、 单斜挠褶带的重力滑塌60年代初，F.R.Hardin和G.C.Hardin提出墨西哥湾岸地区的生长断裂是区域性单斜层上的挠褶带，每一个挠褶带都相当于古陆缘上的盆褶带，即枢纽线部位，所以发育于这个部位的生长断层也称之为“枢纽线”断层，Hardin认为：枢纽线断层的形成和该构造部位的沉积速度和沉降速度的不断增大、从而引起重力滑塌有关。2、 重力蠕动滑移正断层的活动有垂直和水平两个位移分量，这两个位移分量必定同时受同一机理的控制。墨西哥湾岸地区全部水平位移分量的累积，必定会造成沉积盖层的大规模的水平位移。因此，E.Cloos认为墨西哥湾岸地区的区域断裂形式和一些局部变化，都可以认为是沉积盖层向着盆地内区域性重力蠕动滑移造成的。蠕动滑移过程中，滑动着的沉积物从稳定的沉积体分裂出来，形成边缘地堑，靠海岸附近，形成具有逆牵引构造的、向盆地方向断落的所谓“盆倾断层和反向断层”。蠕动不同阶段所出现的断裂级次是不同的，例如在两条即将停止活动的断裂中间会出现新的断裂。当然也有一些断裂一直在活动，而且随着蠕动滑移的继续，断裂位移增大形成一系列伴生构造。这种情况和构造与沉积同期发育的情况是一样的。E.Cloos认为，蠕动滑移机制不要求基底断块活动或岩体侵入，相反，没有这些因素，这种机制会发育得更完好。当然，不能假定基底表面向桌面一样平滑，也不能假定墨西哥湾岸盆地的沉积物像模型的粘土一样均匀。岩相变化、厚度变化等很多不均一因素都将影响着断层带的形成。但是区域断裂形式的影响要超过所有这些因素，而且水平分量的方向是保持不变的。边缘地堑带发生在固定不动的墨西哥湾岸地区的边缘和中央地区之间的，接触带”上。中央的区脱离不懂的边缘滑移，这种情况和众所周知的冰川后面的大裂隙相仿，而这个带在墨西哥湾岸地区大体上相当于侏罗系岩层上倾尖灭的边缘带。因此，岩层可能起着润滑层的作用，促进了墨西哥湾岸地区的蠕动滑移。3、 差异压实作用引起断裂当地层发生横向变化，相变带两侧砂泥岩厚度比发生变化时，岩层压实成岩后体积减小量也不同。这种压实量的差异在相变带上就会产生垂向剪切力，如果压实量差异很大，而且变化也很急剧，则可能岩相变带出现断裂，厚度变化也具有同样的效果。R.E.Carver(1968)分析区域性生长断层成因时，认为很多生长断层向深部减缓消失，因此它的成因必定和沉积体本身的因素有关，而和基底构造运动无关。据此提出了差异压实断裂的观点。应当指出的是，页岩压实量大于砂岩这种情况，在压实成岩的早期和晚期可能是对的，但在压实的中期的渗透页岩呈超压状态时，情况就反过来了。M。A。Jackson(1984)认为“在脱水，压实的大部分时期内，砂岩压实量大于页岩。因此，评价这种机制的可靠性是很复杂的，它要求掌握各种情况下岩相的分布和埋藏史”。沉积物成岩必然经历压实，压实量在横向上也肯定是不均一的、有差异的。因此，差异压实因素是客观存在的。但使，这种差异量必须在短距离内达到较大的规模才可能发生断裂o1985年，对大庆长垣构造的差异压实量进行了计算，结果表明差异压实量是很低的。因此，单一的差异压实因素造成大型断裂是困难的，但形成小规模的断层时完全可能的。如果作为形成生长断裂综合地质因素之一来考虑，应当认为差异压实是一个普遍存在的重要因素之一。4、 差异负荷因素引起生长断裂实验和理论上都表明，三角洲前积过程中密度大的沉积盖层(砂岩)密度小的下伏层(泥沙层)之上，在砂岩分布的前缘部位负荷差是很大的。这里下伏泥岩层由于受压而向前方向发生侧向流动，从而使上覆砂岩层更剧烈地呈现、弯曲并产生断裂。按照差异负荷的观点，生长断裂的形成受上覆沉积盖层分布的控制。根据未固结的粘土表面上砂质沉积物沉积速度的不同，区域性生长断层可分为三种基本类型。第一种类型：沉积速度大于沉降速度，代表推覆层系中形成的断层。但是沉积物有效沉积量超过了有效地聚集空间。这种情况下，自下而上相继形成的各个沉积中心向海洋方向移动。在所形成的断层下降盘附近出现区域性逆倾斜，其角度大小和沉积物数量有关。三角洲推进极快，同生断裂的规模受到了限制。第二种类型：沉积速度和沉降速度相等，代表沉积条件稳定的地区，断裂速度足以容纳全部搬运来的沉积物。这些地区随着深度和时间的增加将出现急剧的区域逆倾斜，滚动背斜最发育。第三种类型：沉积速度小于沉降速度，这是超覆沉积层系中发育的断层。这种类型比较少见，沉积时海底向盆地方向倾斜，其倾角大小与沉积速度有关。海底沉降和发生倾斜的主体的运动或基底断裂活动有关。GC.Dailly(1976)在前人工作的基础上进一步阐述了这一机制的具体过程，他首先提出所谓“砂页岩勺体效应”的概念。所谓“砂页岩勺体”是指三角洲前积过程中，从根部到前缘端部，剖面上呈勺形的沉积体，近三角洲根部是河流相砂质沉积，前缘是深水相页岩，根部和前缘之间是过渡相的砂页岩互层。按沉积物的可压实程度，勺体可分为两个半勺型沉积体。下半个勺体是页岩组成的难于压实的沉积体，具异常孔隙流体压力，粘度低、塑性强、密度小，因而具浮力。上半个勺体是砂岩组成的可压实的沉积体，密度大、强度高、具静水压力，砂页岩互层段相当于两者的过渡带。砂质楔状体停积在底部泥质层上，导致两个不平衡，一个是由于密度的颠倒出现的不平衡，另一个是三角洲的砂纸楔形体厚度达和厚度小的地方的压力差引起的不平衡。这两种不平衡的结果造成比较重的砂向下伏的塑性泥质层中沉陷，而这些具有浮力的泥一方面向前积的方向排驱，同时又向上拱起，结果使上覆的新沉积下来的砂层破裂形成断层。随着断裂的不断加剧，更多的砂聚集在下降盘，从而迫使更多的泥质层向上流动，上共，形成新的泥岩隆丘，并造成下一个生长断层。5、薄皮重力滑动（Thin-SkinnedGravitySliding）理论所谓“薄皮重力滑动”是指仅仅发育于浅层的自由重力滑动，它不涉及盆地基底，或基底只是它的最低的滑动面。因此，它的形成并非由深部构造变动所触发，但使深部的构造变形最终向上扩展而影响表层中生长断裂的发展。对薄皮重力滑动力学机制，近年来研究方向一是物理模拟，另一是数学模拟。W.Crans、G.Mandl和Harenboure（1980）应用数学模拟的方法进行研究，提出子'三角洲重力滑动的地质力学模式”，这是近年来很有代表性的一种观点。按照这种观点建立的模式认为，三角洲沉积过程中，粘土和粉砂中异常孔隙流体压力的形成和释放是造成重力滑动的关键因素，也由此产生不同类型的生长断层、生长构造及其不同的组合形式。下面仅就数学模拟的地质分析和得出的若干结论作一简单的介绍。（1） 、三角洲斜坡上的超孔隙压力；一个前积三角洲斜坡的根部大体相当于含沙的三角洲沉积到含砂少的三角洲斜坡沉积之间的过渡带。三角洲端部的泥质沉积物由于初期的沉积压实，渗透率减低，水难于排出，从而出现超孔隙流体压力。Crans等提出的模式中假定这种压力属于“渗透”型超孔隙压力，就是说，泥岩中流体不断地通过页岩向上覆砂岩中渗流，水可以很快派出。这种情况下，近于垂直的有效应力o22在超压带内部保持不变，液体的压力梯度（II）等于上覆地层的静压梯度o22。和这种条件相对应的是“封闭”型超压带，这个带中，向下穿过封闭地层后，压力突然增高。在具有正常流体压力的稳定斜坡上，沉积体出于近平衡状态。饱含流体的疏松沉积物的重量，在下倾斜坡方向上的分力和上倾方向反作用剪切应力（t）相平衡。T是沉积物质点间摩擦引起的剪切力。如果随着埋藏深度的增大，颗粒骨架通过颗粒质点间的接触能够支撑住新沉积下来的沉积物的全部重量，则孔隙流体压力保持着静水压力，这种情况下，剪切力和孔隙压力一样，是随着深度而增大的。但是，一旦由于渗透性减低使孔隙压力增高，其增加速度超过静水压力增加速度时，则会出现不稳定状态。在三角洲沉积条件下，10m的深度即可出现这种情况。由于超压随深度而增高，过剩的孔隙压力使颗粒分开，由于颗粒之间摩擦力减小，从而使岩层的强度减弱。当沉积物下降到临界深度（Z）时，有效正压力（总的正压力减掉孔隙压力）已很微弱，以致不能使沉积物固结在一起而不受三角洲斜坡引起的剪切应力的影响，这是上覆地层就开始沿基底滑动面下滑。这种滑动，在临界深度Z处由于剪切力薄弱带的存在而向下倾方向扩展。入（压力系数）=P（孔隙流体压力）/S（沉积负荷压力）（2） 、滑体的形成：按照Crans的模式，一个完整的滑动构造体系，其根部受拉张应力形成“主动的”重力滑动区（或称主动塑性区），其前缘受挤压应力形成“被动的”重力扩展区（被动塑性区）。主动区和被动区之间应力传递是通过滑体中部不呈塑性状态的硬化部分----硬化区实现的，即通过侧向压实作用实现。简单地说，一个理想的滑体底面，其根部是一个铲形断层，中部是一个顺层滑动的断面，前缘端部是一个逆断层组。滑移线场是根据已知应力计算出的理论上的断层轨迹。当然，并非所有这些滑移线都发育成断层。理论上，只是沿着某一特点的应力体制计算出的滑移线发育。这两组滑移线以共轭形式相交，其锐角被最大主压力。1二等分。在具有正常压力的地层中，根部主动区的滑移线为平直的，正断层”，前缘端部被动区的滑移线为平直的逆断层。在开始出现异常孔隙压力的深度以下，地层处于塑性状态，应力体制随着深度增大而发生变化，所有断层（滑移线）都发生弯曲，近顶部"近于直立。以后有效应力随深度增加而减小。。1与基底滑动面交角逐渐减小到30°，和平缓的滑动面近于平行。随着三角洲向前推进，新的沉积物盖在老的滑动单元的硬化区之上，对于刚刚沉积下来的地层来讲，老滑动单元的硬化部分可作为'坚硬的”底层。但是，由于新的沉积盖层的厚度不断加大老滑动单元有可能处于超压状态，变为塑性体。因此，当地一个滑动单元沿着老滑动面滑动时，其顶面成为新沉积单元的底层。而当新沉积层达到临界厚度时，开始滑塌形成第二个滑动单元。这种作用过程不断地重复进行，最后叠合成有多个滑动单元构成的三角洲沉积体。（3） 、超过孔隙压力释放过程中形成的断裂分叉：如前所述，生长断层的弯曲度，特别是平行表面的基底滑动面是超孔隙压力直接造成的。超孔隙压力的释放总趋向于使生长断层的下不变直，这是比较容易理解的，所以在应力释放过程中断裂继续活动时，依据流体压力的释放方式不同，可能出现各种形式的生长断层，这种超压释放引起的应变式沉积后的应变，不管超压带应力是从超压沉积层的顶部向上释放，还是沿基底滑动面向下渗滤，由于超孔隙压力的下降，连续形成的那些断层总趋向于变直。如果这些断裂都从一个地点依次呈放射状地发育，则形成马尾式分叉。（4） 、三角洲重力滑动的地质力学模式和自然界地质实例的对比：为了验证这种模式的正确性，Crans等把它的理论和英国爱尔兰地区石炭系中生长断层的特征作了对比。该地区中每一个生长断层系往往限制在一个沉积旋回层中发育，换言之，就是没一个沉积旋回的形变都是在他下伏层的旋回层变形后发生的，两个沉积旋回的变形独立无关。生长断层常常是一个不连续的滑动面，向着下降盘下凹，而后变为与上覆层的层理大体平行的断面，局部出现滚动背斜，这种几何形态理论模式相似。就是说，“主动塑性区”时转动速度场造成的弯曲滑动面。而非塑性区（硬化区）是一个与层面平行的滑动面，速度纯属横向的水平移动。③Crans等引用了大量野外观察资料，说明在生长断层附近有“砂火山”和大量沉积滑动构造存在，在主滑动面下面常常出现很多剪切牵引褶皱和剪切面，断层前端粉砂岩中也受到强烈的扰动，说明是典型的塑性变形。这些特点对该理论模式的基本推断是一个有力的支持。④值得注意的是，离开陡断面，在与层面平行的滑动面之上，沉积物完全没有受到扰动。这种现象可以解释为存在一个硬化区。⑤Crans等引用了西欧石炭系盆地煤田中直接观察到的近水平滑动面的两个实例，这种滑动面在钻井和地震面中很难识别。在这两个实例中，断裂的规模都比较大，近似与尼日尔三角洲生长断裂的规模，一条断层要影响几百米厚的沉积物。（三）、我国东部含油气盆地生长断裂的成因类型我国东部含油气盆地中生长断裂的分布是极其广泛的，在沉积盆地的整个发育过程中不同时期、不同构造部位会形成不同规模、不同级次的生长断层，这种同沉积断裂作用对沉积盆地的形成、沉积相带的分布以及局部圈闭的形态都起着较为明显的控制作用。从成因机制上讲，基底断裂、重力滑动、差异压实、塑性流动上滚因素在本区都有明显的表现，但应当强调的是基底断裂可能是控制本区生长断裂发育的最基本的因素。这可能也是和国外还向大型沉积盆地主要的区别之点。我国东部沉积盆地中的生长断裂可分为四种成因类型：（1） 、基底断裂控制的生长断层：主要是指控制沉积盆地发育的大型边界断层。以济阳、黄骅两个凹陷为例，两者均为不对称的断坳盆地，前者为北陡南缓、北深南浅，北以堤宁隆起南缘的堤南断裂为边界的不对称的断坳盆地，后者为西陡东缓、西深东浅西以沧东大断裂为边界的不对称断坳盆地，这些边界断层虽然某些地段具有隆起边缘断超两种性质，但基底断坳的性质是清楚的。（2） 、基底断裂转化为重力滑动的生长断层：这种类型断裂在沉积盆地中分布极广，一些控制着油气聚集的二级断裂构造带上的主断裂多属此种类型，是造成油气圈闭的主要断层。这些断层的走向与盆地周边平行，向盆地中心节节下掉，落差大、延伸远、同生性质明显，显然一定程度上受基底断裂控制。（3） 、重力滑动引起的同生断裂层：这是盆地内没有断大基地和基底断裂没有直接联系的断层，主要是沉积盖层的重力作用引起的。二级断裂带上的次一级的断裂多属此种类型。这种断层一般断距小、延伸短、走向不甚规律、断面倾向多变，包括主干断裂的反向断层和同向小断裂。这些断裂对油气聚集起着重要作用。（4） 、塑性岩层流动上拱造成的生长断层：现已证明我国东部各油田存在大量鱼盐丘尼丘有关的构造，背斜构造顶部多发于复杂的地堑式断裂组合，构成复杂的断块油藏。应当明确指出的是，沉积盆地发育过程中差异压实作用是始终存在的，虽然对于由于这种因素造成的生长断层规模可能可能有多大、范围可能多广还没有一致的认识，但可以肯定，重力断层和塑性流动断层发育过程中，差异压实是一个始终不可忽视的重要因素。以上对我国东部生长断裂类型的划分似乎主要强调了第三系沉积过程中基底和盖层垂直运动的表现，但这并不是说生长断层的形成纯为垂直运动的结果。因此，中国东部型、中新生代盆地以及盆地内次级构造的形成应当是水平扭动、重力滑动、底劈刺穿、差异压实几种地质营力的叠加，而水平扭动则是控制生长构造、生长断裂演化的主导应力。第四节生长断裂和油气聚集的关系由于生长断裂带与沉积盆地同期发育，控制和影响着沉积和构造的发展，因此和油气的生成、运移、聚集都有密切的成因联系。归纳起来，生长断裂对油气藏的形成有以下几个有利条件：（1） 生长断裂的主要生长期往往也正是生油凹陷的主要发育期，随着生长断裂的向前推进，沉积凹陷也随之转移，直接控制着生油凹陷的分布。（2） 、沉积凹陷内次级生长断裂带常呈弧形向生油凹陷中心阶梯状下掉，断面朝向油气运移聚集的最有利部位。（3） 、生长断裂的伴生构造（滚动背斜和抬斜断块）是最有利的圈闭类型，砂质储层发育，构造形成时间早，具有优先捕集油气的条件。（4） 、由于生长断层发育得早，延续时间长，促使尤其长期处于运移、聚集和重新富集的状态下，因而可能造成深、浅部含有层叠合连片形成多种圈闭类型叠合的复式油气聚集带。以下这种讨论和生长断裂有关的油气圈闭类型和生长断裂的封闭性问题。（一）、和生长断裂有关的油气圈闭类型与生长断裂有关的构造圈闭有两种类型，一是生长断层的伴生构造。这是指断裂发育过程中，受断裂活动和沉积作用的影响。使断裂上下盘地层发生变形从而形成的构造圈闭。对于这种构造，隆起固然是控制油气聚集的主要因素，但油气的富集以至再分配则往往主要受这些断裂造成的遮挡条件的控制。这里所要讨论的主要是前一种断裂伴生构造圈闭。根据构造圈闭形成的部位、形态及形成机理的不同，可分为三种类型：1、正断层下降盘的“逆牵引”构造“逆牵引”、或称作逆倾斜、滚动背斜、翻转构造，是紧靠断层下降盘出现的小型背斜。由于它的形态和正断层下降盘牵引作用形成的向斜形态恰恰相反，故称之为“逆牵引”，因此，“逆牵引”只是形态上对比的形容词，而非真正的构造牵引现象。我国东部各油田逆牵引背斜发育相当广泛，是最重要的油气圈闭类型之一。逆牵引背斜形态、结构和油气富集上具有如下特点：①逆牵引背斜大多为小型、宽缓、不对称的短轴背斜和鼻状构造。轴线与主断层线近于平行，陡翼靠断层面一侧。②这些背斜长岩生长断层下降盘呈串珠状分布。③深、浅层构造高点不符合，向深部逐渐偏移。高点偏移轨迹与断面大体平行。背斜幅度向下增大，向上减小。④逆牵引”背斜高点距断层线较近，一般均在0.5~1.5km以内。⑤逆牵引背斜顶部往往为次级同向和反向断层所切割，构成复杂的顶部地堑断裂系。⑥闭合的逆牵引背斜往往出现在弧形正断层的内侧下降盘上。⑦生长断层下降盘逆牵引背斜部位往往砂层增多，单层厚度增大，油气主要富集在背斜高部位、高垒块或反向断层的上盘。Hambli认为，断层面弯曲是“逆牵引”构造形成的关键因素，根据理论计算，滑移线（断裂面）在深部基本上因为水平状态，至表层应弯曲呈垂直状态，沿着这个弯断面的正向断裂运动，使两盘发生垂向位移，同时也会使两个断块拉开，因此，在上升盘和下降盘之间形成原始裂缝，为了弥合这个潜在空间而发生沉陷或坍塌，通常产生反向断层，构成小型地堑。然而，如果物理条件没有造成破裂而发生了挠曲，那么断面附近的地层影响下弯曲来米和潜在的空间，从而形成逆牵引挠曲。因此，逆牵引挠曲和反向断层是同一构造力的两种表现。如果这种理论是正确的话，那么，“逆牵引”的实际分布要比现在知道的更为广泛。在张力造成的正断层发育的任何地区都可能形成“逆牵引”挠曲。W.K.Hamblin的解释得到了相当多的地质学家的重视和赞同。除了断层弯曲因素以外，生长断层下降盘沉降不均衡以及差异压实作用也是重要因素。我们常常看到生长断层发育过程中，愈近断层面附近沉积速度愈大、沉积厚度愈大，远离断层面厚度减小。这种厚度变化的不断积累，造成深部地层产状向着断层面回顾”。当然，在考虑沉降不均衡造成厚度差异的同时，必然会涉及差异压实作用。厚度差异大，压实差异量也会增大，从而加剧“逆牵引”的幅度。2、正断层上升盘的抬斜断块正断层的运动有两种形式，一位同向正断层，一位反向正断层。同向正断层由于地层转动方向和断面倾向一致，因而断裂加剧了沉降。相反，反向正断层则由于断块的转动方向与断层的倾向相反，因而尽管下降盘在下降，但从整体上看，似乎没有发生沉降。如果使生长断层的话，则只是出现在局部的沉陷。这种反向正断层形式的抬斜运动在地壳变形中相当普遍，规模也很不同。夹持在反向正断层之间的断块称抬斜断块（或掀斜断块，翘倾断块）。反向正断层的上升盘由于断层面和上升盘岩层的倾向相反，因而上升盘地层在断面附近形成具有良好圈闭条件的高部位，由于这种圈闭在剖面上形似“屋脊”，因此，东部各油田上常称为“屋脊断块”。卡贝雪夫（1971）对世界上14个含油气区的150个区域性单斜层上的构造遮挡油气田作了统计和研究，发现其中处于反向正断层上升盘的有105个，占70%，处于同向正断层下降盘的有37个，占25%，他认为，大部分构造遮挡油气藏之所以与反向正断层有关，石油与反向正断层具备产生圈闭的良好条件，从反向正断层产生一开始，上部储集层及沿此断层与相邻断块的非渗透性岩层（本储集层的盖层）接触，从而构成油气圈闭，随着断层的发育，含油气圈闭的范围也在扩大，二沿同向正断层下降盘分布的含油气圈闭，仅是在此断层断距达到超过储集层厚度的情况下才能形成。因此在发育时相同的情况下，反向正断比同向正断圈闭条件要好。胜利油田在总结济阳坳陷富集高产油藏类型时指出：“纵向上，以反向断层切割的屋脊断块最好，由于屋脊断块位于断层的上升盘，一般压力比断块边部和下降盘断块低，并且圈闭形成早，成为油气聚散平衡的方向，有利于油气聚集。抬斜断块可以分为同生和后生两种类型：（1）、同生型抬斜断块：这种抬斜断块的断层面与区域地层倾向相同，正是由于同沉积的反向正断的断裂活动才使得夹持在两条断层中间的地层反向，在上升盘形称抬斜断块，随着断层落差向上减小，以至消失，岩层逐渐恢复成原始的区域倾向。这样，深浅层地层产状不一致，聚油部位也不相同，从浅层下降盘的高点向深部转到出现逆倾斜的上升盘高部位。出现逆倾斜的深度和生长断裂的生长指数有关。（2）、后生型抬斜断块：区域单斜层或鼻状构造被反向断层切割，从而在反向正断层上盘形称抬斜断块。我国东部广泛发育的“箕状断陷”也属此种类型。这种盆地普遍具有一次超覆接触，另一侧呈断层接触的特点，区域分布也跟规律。（二）、关于生长正断层的封闭性问题对于张性正断裂，过去纯从力学性质分析，总认为是开启性的，只能作油气运移的通道，不利于作遮挡而圈闭住油气。但油气勘探的实践表明，一方面复杂的正断层系往往使油藏遭受破坏，同时也发现我国东部由正断层做遮挡构成的断块油藏分布相当普遍。生长正断层活动过程中由于尚未固结，因而具有较强的塑性，易于形成封闭。铲型断面的不同部位往往具有不同的力学性质，封闭特点也不相同。深部异常压力的存在也可能增强断裂的封闭性质。在断裂发育过程中，不同时期断裂的封闭性也都有变化。因此，断裂的封闭性是一个比较复杂的问题。在有盖层存在的条件下，垂向上断层基本上都是封闭的，问题主要在于侧向封闭性。“砂岩不见面”固然是最优越的条件，但是即使砂岩和砂岩相对当两盘砂岩排替压力差或者砂岩和断裂带上的物质排替压力不同也可造成封闭。M.AJackson根据墨西哥湾某些油藏的分析认为断裂活动中，强烈的剪切可使砂岩、页岩受挤压而抹入断层泥中，使断层面的不均一性增强，渗透性提高。如果断裂带下降盘上地层页岩含量超过25%，所产生的不均一性可能提高断层的封闭性，阻止流体穿过断裂带。H.Perkins提出了一种特殊的断层遮挡型式，即所谓流动页岩遮挡，他人为上升盘砂岩的块状砂岩相接触的部位所形成的圈闭是一种特殊的圈闭类型，造成这种圈闭的首要条件是断层和沉积作用必须同期发生，而且上升盘必须是一套砂、页岩互层的沉积。当页岩处于尚未压实的半塑性状态时，断层运动使页岩沿破裂面或破裂带发生流动或拖曳。结果，一些页岩被挤压进下伏砂层中并填满砂粒的空隙空间，从而在砂页岩分界面处形成一个天然的“泥饼”，造成不渗透的遮挡条件。“泥饼”的不渗透程度决定于上覆页岩层的厚度和均质性、页岩保持半塑性状态的时间长短以及断裂运动的性质。当然，和这种流动页岩遮挡相配合，上升盘地层必须具备逆倾斜，并且两围翼部分也必须是闭合的。第五节生长断裂的某些研究方法如前所述，生长断裂的地质结构和几何形态上都有其特点。如绝大部分生长断层为张性正断层，下降盘地层明显增厚，断面呈铲形，下降盘普遍发育逆牵引”构造和反向断层等等。下面讨论几种生长断裂的研究方法问题，包括生长断层指数的分析；正断层拉张量的计算；铲形断层滑脱深度的计算；根据滚动背斜的形状恢复铲形断面的形状；张性断裂横剖面的平衡校正。一、生长断层的生长指数分析运用生长指数反映断裂活动的强度是有前提和假定条件的：（1） 、要假定断裂在水下活动期间，沉积是即时的、完全补偿的，否则沉积厚度不能代表断裂的沉降幅度。但是，实际上沉积补偿原理不是在任何地区、任何层位都适用。它受着沉降速度、物源区的剥蚀速度以及搬运距离等很多因素的影响，因此，在确定上下盘地层对比单位时大小要适当，不能过小。（2） 、生长断层上下盘不能有大的沉积间断。这是不言而喻的。但如前所述，在生长断层发育的过程中，可能发生短暂的局部抬升，或沉积速度超过沉降速度，致使沉积表面高出侵蚀基准面，从而发生水下剥蚀，使地层厚度减小。在生长断裂发育地区，沉积很少是完全连续的，局部的微弱的小间断是大量的，在进行井下地层对比时，区分开断层和沉积间断造成的地层缺失非常重要，对于这些小型沉积间断只能忽略不计。（3）、生长指数应用得正确与否、精确详细程度，相当大的程度上决定于地层对比的可靠程度和上下盘地层的保存条件。因此要根据上下盘可准确对比的地层单位来确定计算生长指数的地层单位。（4）、目前生长断层指数分析中没有考虑沉积压实因素。二、张性断裂结构要素研究按照运动的方式，张性断裂可分为两中基本类型（表2-1）：（1） 、旋转型断层：在拉张过程中地层或断层面发生旋转。（2） 、非旋转型断层：产生拉张，但地层或断面