走滑斷層的識(shí)別標(biāo)志及其石油地質(zhì)意義的初探

李 強(qiáng)，李思辰，李 峰

(長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

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走滑斷層的識(shí)別標(biāo)志及其石油地質(zhì)意義的初探

李 強(qiáng)，李思辰，李 峰

(長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

走滑斷層若按照斷層規(guī)模及石油地質(zhì)控制作用進(jìn)行劃分，主要可以分為五種形式，分別是板塊級(jí)、盆地級(jí)、區(qū)帶級(jí)、圈閉級(jí)與顯微級(jí)。對(duì)于不同類(lèi)別走滑斷層識(shí)別，主要是通過(guò)五種現(xiàn)象進(jìn)行劃分，分別是斷面陡立、發(fā)育花狀構(gòu)造、平面行跡豐富、空間常見(jiàn)海豚效應(yīng)、斷層兩側(cè)地層厚度突變。研究走滑斷層有關(guān)資料了之后，對(duì)走滑斷層有著更加清晰全面性認(rèn)識(shí)。走滑斷層對(duì)于油氣勘探具有重要作用，主要原因是走滑斷層控制著盆地內(nèi)部結(jié)構(gòu)及沉積體系，進(jìn)而對(duì)油氣移動(dòng)范圍及油氣圈產(chǎn)生影響。

走滑斷層；石油；地質(zhì)作用

我國(guó)科研人員進(jìn)行斷層研究時(shí)，主要將斷層分為3種，分別是正斷層、逆斷層及平移斷層。有的科研人員還會(huì)增加順層斷層，實(shí)際上順層斷層屬于逆斷層中的特殊情況，也可以理解為是順層斷層的早期發(fā)育階段，單獨(dú)進(jìn)行分析并沒(méi)有較大研究?jī)r(jià)值。平移斷層指的是兩個(gè)斷層之間相對(duì)滑動(dòng)。筆者在研究之后認(rèn)為平移斷層定義劃分并不充分，因此將平移斷層統(tǒng)稱(chēng)為走滑斷層。

1 走滑斷層的概念及分類(lèi)

1.1 走滑斷層的有關(guān)概念

走滑斷層主要指的是兩個(gè)斷層之間相互運(yùn)行，主要特點(diǎn)為相對(duì)走滑位移。兩個(gè)斷層之間要是相互向右移動(dòng)，這種走滑斷層被稱(chēng)之為右旋走滑斷層；反之要是向左進(jìn)行移動(dòng)，這種斷層則被稱(chēng)之為左旋走滑斷層。

正常情況下，兩個(gè)斷層之間位移矢量都是斜向的。兩個(gè)斷層位移矢量斜向較大時(shí)，這種斷層被稱(chēng)之為正走滑斷層或逆走滑斷層。從一定角度而言，自然界內(nèi)幾乎全部都是具有斜向位移的走滑斷層。走滑斷層在移動(dòng)過(guò)程中，會(huì)造成兩個(gè)斷層上方地層形狀的改變，因此與位移矢量周?chē)嘟咏慕Y(jié)構(gòu)被稱(chēng)之為走滑構(gòu)造[1]。

與走滑斷層樣式具有關(guān)聯(lián)性的就是花狀構(gòu)造，同時(shí)花狀構(gòu)造也是最為典型的褶皺樣式。花狀構(gòu)造名詞來(lái)源于斷層解剖平面內(nèi)所呈現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)與花瓣較為相識(shí)。

1.2 走滑斷層類(lèi)型

現(xiàn)階段，對(duì)于走滑斷層的研究有限，對(duì)走滑斷層類(lèi)型的劃分，主要可以從以下幾個(gè)角度劃分：從兩個(gè)斷層之間運(yùn)行方向而言，可以將走滑斷層劃分為左旋走滑斷層與右旋走滑斷層；若按照傾向應(yīng)力分量特點(diǎn)劃分，可以將走滑斷層劃分為正走滑斷層與負(fù)走滑斷層；若按照應(yīng)力場(chǎng)地層變形關(guān)系劃分，可以將走滑斷層劃分為轉(zhuǎn)換斷層與調(diào)解斷層。如圖1所示，就是按照斷層之間角度對(duì)走滑分層進(jìn)行分類(lèi)。

a 正斷層θ1+θ2=180(°)； b 正斷層θ1+θ2=180(°)；

由圖1可知：兩個(gè)斷層之間角度若正好等于180(°)，這種斷層方式就屬于正斷層，角度若大約180(°)，就屬于正走滑斷層，角度若小于180(°)，就屬于負(fù)走滑斷層[2]。

本文在對(duì)于走滑斷層研究中，以油氣勘探作為切入點(diǎn)，將走滑斷層分為5種，分別是板塊級(jí)走滑斷層、盆地級(jí)走滑斷層、區(qū)帶級(jí)走滑斷層、圈閉級(jí)走滑斷層與顯微級(jí)走滑斷層。

1.2.1 板塊級(jí)走滑斷層

板塊級(jí)走滑斷層是最大走滑斷層，主要是轉(zhuǎn)換型板塊的邊緣。轉(zhuǎn)換型板塊邊緣內(nèi)，兩個(gè)板塊之間的相互運(yùn)行需要嚴(yán)格按照邊界平行運(yùn)行，這種運(yùn)行方式對(duì)于板塊邊緣巖石并不會(huì)產(chǎn)生任何影響。板塊級(jí)走滑斷層與油氣儲(chǔ)存層之間并沒(méi)有直接性關(guān)聯(lián)，因此不是本文研究重點(diǎn)。

1.2.2 盆地級(jí)走滑斷層

盆地級(jí)走滑斷層主要指的是走滑斷層對(duì)于盆地形成板塊進(jìn)行控制。盆地級(jí)走滑斷層所擁有的規(guī)模僅僅小于轉(zhuǎn)換型板塊邊界，能夠直接影響盆地形成及演化。世界范圍內(nèi)具有代表性的盆地級(jí)走滑斷層為阿爾卑斯斷層與阿爾金斷層。

1.2.3 區(qū)帶級(jí)走滑斷層

區(qū)帶級(jí)走滑斷層主要對(duì)盆地內(nèi)二級(jí)構(gòu)造帶的形成造成影響，在不同應(yīng)力影響下，區(qū)帶級(jí)走滑斷層所呈現(xiàn)出來(lái)的形式存在較大差異。在我國(guó)西部地質(zhì)環(huán)境內(nèi)，主要存在兩種區(qū)帶級(jí)走滑斷層，分別是逆沖構(gòu)造帶與褶皺構(gòu)造帶。在我國(guó)東部地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，區(qū)帶級(jí)走滑斷層地質(zhì)形狀主要呈現(xiàn)麻花狀，走滑特點(diǎn)在解剖面上并不顯著，與正斷層基本一致[3]。

1.2.4 圈閉級(jí)走滑斷層

比區(qū)帶級(jí)走滑斷層規(guī)模小一點(diǎn)的斷層就是圈閉級(jí)走滑斷層，影響因素較小，正常情況下僅僅能夠?qū)θ﹂]范圍內(nèi)造成影響。

1.2.5 顯微級(jí)走滑斷層

顯微級(jí)走滑斷層所擁有的規(guī)模實(shí)際上比圈閉級(jí)走滑斷層還要小。圈閉級(jí)走滑斷層與顯微級(jí)走滑斷層之間最為顯著差異為，顯微級(jí)走滑斷層在地震資料上難以發(fā)現(xiàn)。

2 走滑斷層的識(shí)別標(biāo)志

由于走滑斷層是在特殊應(yīng)力條件下形成，因此具有一定幾何學(xué)特點(diǎn)，這也是識(shí)別走滑斷層的主要標(biāo)志。

1) 斷層斷面陡直，直插基底。

傾向斷層斷面內(nèi)最為顯著的特點(diǎn)就是呈現(xiàn)上陡下緩形狀，與形狀復(fù)雜的坡坪式斷層形狀基本相同。但是走滑斷層所具有的情況與之正好相反，斷面呈現(xiàn)上緩下陡特點(diǎn)，到走滑斷層底部基本上能夠直立，這也是走滑斷層斷面最為顯著的特點(diǎn)。只要看見(jiàn)斷層斷面呈現(xiàn)這種特點(diǎn)，就基本能夠確定該斷層為走滑斷層。

但是需要注意的是，并不是所有走滑斷層都具有這個(gè)特點(diǎn)?，F(xiàn)在科研人員就發(fā)現(xiàn)有兩種走滑斷層并不具有這個(gè)特點(diǎn)，分別是調(diào)節(jié)斷層與繼承性走滑斷層。調(diào)節(jié)斷層斷面結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要呈現(xiàn)直立形狀；繼承性走滑斷層可以說(shuō)是主構(gòu)造變形下的產(chǎn)品，斷面形狀受到主變形影響較為嚴(yán)重，但是基本上不會(huì)深入到基底。還有一種情況是在傾向斷層初期形成，具有傾向斷層斷面所具有的特點(diǎn)，大部分?jǐn)鄬有螤钆c坡面特點(diǎn)相同[4]。

2) 剖面上可能發(fā)育花狀構(gòu)造。

走滑斷層形成最具有代表性的變形構(gòu)造樣式就是花狀構(gòu)造。走滑斷層要是橫切之后，主干斷層與派生斷層之間呈現(xiàn)花狀結(jié)構(gòu)，這種段層就被稱(chēng)之為走滑斷層。正常情況下，主干斷層傾角較陡，越是往內(nèi)越呈現(xiàn)垂直形狀，派生斷層逐漸向主干斷層匯攏。

斷層由于走滑作用，會(huì)造成主干斷層褶皺寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于派生斷層上的褶皺寬度，并且褶皺形狀對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)較為明顯。走滑斷層花狀結(jié)構(gòu)最外面的派生斷層，基本上就將斷層褶皺變形范圍確定完畢，花狀結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，正常情況下受到走滑作用影響較小。

通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，走滑斷層表型范圍主要受到四個(gè)因素影響，分別是斷層活動(dòng)階段、蓋層厚度及能干性、扭動(dòng)性質(zhì)、斷層走向與應(yīng)力方向角度大小。走滑在發(fā)展過(guò)程中對(duì)斷層變形造成的影響不同，初期走滑活動(dòng)主要對(duì)斷層內(nèi)部及兩側(cè)變形構(gòu)成產(chǎn)生影響；走滑活動(dòng)持續(xù)變化時(shí)，蓋層會(huì)出現(xiàn)破裂問(wèn)題，同時(shí)伴有連通；之后走滑活動(dòng)對(duì)于斷層變形影響會(huì)快速減弱。

花狀構(gòu)造是走滑作用下所形成的產(chǎn)物，因此花狀構(gòu)造是走滑斷層識(shí)別中最為顯著的特點(diǎn)。但是在對(duì)于走滑斷層構(gòu)造研究中，還需要躲避一些陷阱。正花狀構(gòu)造解剖面上所呈現(xiàn)出來(lái)的幾何特點(diǎn)與沖起構(gòu)造較為相似，負(fù)花狀構(gòu)造與斷陷邊界構(gòu)造較為相似。因此在對(duì)走滑斷層花狀構(gòu)造進(jìn)行識(shí)別時(shí)，一定要與走滑斷層其他特點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)走滑斷層進(jìn)行全面分析，進(jìn)而對(duì)走滑斷層進(jìn)行識(shí)別。

3 走滑斷層對(duì)石油地質(zhì)意義

正是由于走滑斷層形式方式較多，在世界范圍內(nèi)擁有廣泛分布，同時(shí)在油氣富集方面具有重要意義。

3.1 控制盆地構(gòu)造格局和沉積體系

控制盆地構(gòu)造格局和沉積體系主要指的是盆地級(jí)走滑斷層，盆地級(jí)走滑斷層對(duì)盆地沉積體系的演化和二級(jí)構(gòu)造等具有重要作用，甚至可以說(shuō)盆地級(jí)走滑斷層直接決定著盆地沉積體系的演化和二級(jí)構(gòu)造的形成，所以走滑斷層對(duì)于盆地油氣系統(tǒng)也具有控制作用。就現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)走滑斷層對(duì)于盆地油氣具有控制性能的研究成果而言，其中具有代表性的即是阿爾金斷層對(duì)于渤海灣盆地內(nèi)的油氣系統(tǒng)具有控制作用。

3.2 提供了有效聚油氣圈閉

走滑斷層與傾向斷層相同，在形成過(guò)程中對(duì)于地層變形會(huì)造成影響，進(jìn)而形成各種類(lèi)型的圈閉或復(fù)合圈閉，由于油源的作用，這些圈閉都有可能形成聚油氣圈閉。

3.3 成為有效的油氣運(yùn)移通道

就油氣系統(tǒng)概念內(nèi)容而言，油氣系統(tǒng)在形成生油層到圈閉的整個(gè)過(guò)程中，關(guān)鍵內(nèi)容就是運(yùn)移。生油層與油氣儲(chǔ)層之間并不是相互連接的，走滑斷層主要作用就是讓生油層與油氣儲(chǔ)層在垂直方向上相互連接。走滑斷層切割深度越大，斷面所具有的陡直特點(diǎn)越顯著，走滑斷層在垂直方向就能夠與烴源巖積極溝通，走滑斷層就承擔(dān)著油氣運(yùn)移的作用[5]。

3.4 可以改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性

走滑斷層規(guī)模較小的是圈閉級(jí)走滑斷層與顯微級(jí)走滑斷層，這些規(guī)模較小的走滑斷層主要都是在擠壓應(yīng)力背景下形成，基本上都是調(diào)節(jié)斷層。規(guī)模較小走滑斷層的形成表示應(yīng)力在一定范圍內(nèi)分布并不均勻，這些應(yīng)力異常會(huì)造成地層內(nèi)出現(xiàn)裂縫，裂縫對(duì)于油氣儲(chǔ)存空間雖然沒(méi)有顯著作用，但是能夠有效完善儲(chǔ)層的滲透性能，提高儲(chǔ)層產(chǎn)能。正是由于規(guī)模較小的走滑斷層能夠顯著提高油氣儲(chǔ)層所擁有的滲透性能，提高油氣系統(tǒng)產(chǎn)能。但是走滑斷層要是想要擁有該作用，前提要求就是油氣藏已經(jīng)發(fā)育完善，內(nèi)部擁有油氣。若只存在滲透性能，天然孔隙根本就無(wú)法進(jìn)行油氣開(kāi)采。地層內(nèi)若不含有油氣，對(duì)于儲(chǔ)層進(jìn)行改造也就沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性?xún)r(jià)值，同理走滑斷層對(duì)于石油地質(zhì)也會(huì)沒(méi)有任何意義。油氣在進(jìn)入儲(chǔ)層之后，需要先將儲(chǔ)層內(nèi)部的地層水?dāng)D壓出來(lái)，占據(jù)地表水所占據(jù)的空間，儲(chǔ)層內(nèi)油氣含量在達(dá)到一定濃度之后，就能夠富集成藏。油氣之所以能夠進(jìn)入到儲(chǔ)層內(nèi)，主要?jiǎng)恿楦×?，浮力的大小主要受到油氣與地層水水平差距影響，圈閉關(guān)閉程度對(duì)于浮力也具有影響。圈閉程度越高，油氣與地表水之間密度差距也就越大，進(jìn)而浮力也越大。

4 結(jié) 論

走滑斷層在世界范圍內(nèi)有著十分廣泛的分布，且自身所具有的幾何形態(tài)及構(gòu)造變形特點(diǎn)都十分特殊。走滑斷層主要由特殊構(gòu)造部位形成，組合方式較多，所擁有的識(shí)別標(biāo)志類(lèi)別較多。走滑斷層與石油地質(zhì)之間有著緊密關(guān)聯(lián)，特別是走滑斷層能夠有效改進(jìn)油氣儲(chǔ)層滲透性，讓油氣更加容易進(jìn)入到儲(chǔ)層內(nèi)部?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的大型油氣系統(tǒng)數(shù)量較少，石油勘探工作重點(diǎn)不得不轉(zhuǎn)移到小型石油系統(tǒng)內(nèi)。所以在油藏研究中，走滑斷層是一個(gè)良好的研究方向。

[1] 范秋海. 走滑構(gòu)造與油氣成藏[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 9(6): 16-17.

[2] 張延章. 歧口凹陷唐東走滑斷裂存在證護(hù)及勘探意義[J]. 新疆地質(zhì), 2015, 13(4): 32-33.

[3] 楊克繩. 中國(guó)含油氣盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式地痣解釋[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2015.

[4] 夏義平, 劉萬(wàn)輝. 走滑斷層的識(shí)別標(biāo)志及石油地質(zhì)意義[J]. 石油地質(zhì), 2013, 9(1): 26-28.

[5] 楊學(xué)文. 百口泉油田走滑斷裂帶獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)及其成藏意義[J]. 新疆石油地質(zhì), 2015, 23(2): 49-51.

An Identification Mark of Strike Slip Fault and Its Geological Significance in Petroleum

LI Qiang, LI Sichen, LI Feng

(SchoolofGeosciences,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China)

If the strike slip fault can be divided into five types, according to the size of the fault and the control of petroleum geology, we can know it is divided into types, namely, plate level, basin level, zone level, trap level and microscopic level. In the different categories of strike slip fault recognition, it mainly divided by five phenomena are steep, including section flower structure, plane traces rich, dolphin effect and both sides of the fault formation thickness mutation. After studying the data of strike slip fault, it is clear that the strike slip fault has a clearer and comprehensive understanding. The strike slip fault has an important role in oil and gas exploration. The main reason is that the strike slip fault controls the inner structure and sedimentary system of the basin.

2016-10-06

李強(qiáng)(1988-)，男，河南淅川人，在讀碩士研究生，研究方向：油氣勘探開(kāi)發(fā)，手機(jī)：18007146361，E-mail：824849459@qq.com.

P618.13

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.006