花狀構(gòu)造對油氣成藏的影響

(成都理工大學 四川 成都 610059)

引言

在十九世紀七十年代，構(gòu)造地質(zhì)學家哈丁提出花狀構(gòu)造的理念，詳細的對走滑斷層的結(jié)構(gòu)差異進行研究，介紹了這種結(jié)構(gòu)的特殊性，引發(fā)了國內(nèi)外廣大學者的關(guān)注?；顦?gòu)造的形成和演化決定了區(qū)域構(gòu)造樣式，也決定了走滑帶內(nèi)沉積盆地的形態(tài)、構(gòu)造演化，因此其構(gòu)造特征、動力學機制的差異性對油氣成藏的控制作用有著重要的影響。對花狀構(gòu)造的研究來一直是國內(nèi)外學者研究的熱點，近年來我國的勘探家逐漸加大了花狀構(gòu)造對油氣成藏影響的研究。這對我國今后的油氣勘探起著重要的作用。

一、花狀構(gòu)造概述

花狀構(gòu)造是走滑盆地中產(chǎn)生的一種特殊的構(gòu)造，是走滑斷層作用的結(jié)果。在剖面上表現(xiàn)為一條陡立的主斷裂和自下而上呈花狀散開的次級斷裂組合。其基本結(jié)構(gòu)要素有兩個，一是下部或中央的高角度走滑斷層或斷裂帶，二是上部或兩側(cè)的呈背沖形式的逆沖-褶皺變形帶或是呈向下收斂的正斷層及相伴的開闊褶皺。根據(jù)花狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)和力學性質(zhì)可分為正花狀構(gòu)造(棕櫚樹構(gòu)造)、負花狀構(gòu)造(郁金香構(gòu)造)和復合型花狀構(gòu)造。

花狀構(gòu)造屬于走滑斷層在形成過程中產(chǎn)生的較為典型的構(gòu)造，在走滑帶的形成剖面上，由一條主干斷層與眾多的派生斷層共同組成與花狀相似的結(jié)構(gòu)。主干斷層的傾角同其它斷層相比較為陡峭，隨著深度的加大會接近于垂直狀態(tài)，在向上時往往具有一定的傾斜度。而派生斷層則是由淺向深逐漸匯集，在主干斷層處得到相交，這樣每一條派生斷層都會形成類似于花瓣的形狀。由于走滑作用所形成的褶皺帶的實際寬度往往小于傾向斷裂所形成的褶皺帶，并且其所形成的褶皺形態(tài)是處于對稱的。在走滑斷層中，形成花狀構(gòu)造的最外側(cè)的兩個花紋往往會直接決定褶皺變形的程度，在形成地層過程中產(chǎn)生強烈的變化。依據(jù)相關(guān)的實驗結(jié)果表明，走滑斷層與蓋層變形的影響往往取決于斷層的活動階段、斷層走向與蓋層厚度、扭動性質(zhì)等諸多因素?；顦?gòu)造是走滑斷層的產(chǎn)物，因而把花狀構(gòu)造作為區(qū)分走滑斷層的重要標志。

二、花狀構(gòu)造的識別

對花狀構(gòu)造的識別有利于我們對構(gòu)造運動的分析。識別特征可以歸納為剖面、平面和空間三個方面。其地質(zhì)基礎(chǔ)是走滑斷裂、走滑-拉分盆地以及扭動構(gòu)造，而借助于地震勘探資料可迅速確定花狀構(gòu)造樣式。

1.平面和剖面特征，與走滑構(gòu)造基本相似，通常直線延伸，斷裂線呈絲帶狀，走向在一定角度內(nèi)變化，遙感影像顯示良好的線形特征。在組合上，花狀構(gòu)造由于次生斷裂的存在，往往導致形成規(guī)模較大的斷裂帶。剖面上表現(xiàn)為主干斷裂和分支斷裂向上撒開，向下收斂、合并，主斷面陡立，斷入基底。其中正花狀構(gòu)造和負花狀構(gòu)造在剖面上分別表現(xiàn)為“擠壓、逆斷、背形”和“拉張、正斷、向形”形態(tài)。

2.斷裂特征：上緩下陡，向深部合并，陡立地插入基底，形成透入式的基底斷裂；基底斷裂兩側(cè)的斷裂由于扭應力作用向內(nèi)彎曲(內(nèi)凸)；斷裂帶內(nèi)的斷片呈背形或塹背形，淺層幅度大、中深層幅度??；斷裂呈直線延伸，并水平錯斷基底；側(cè)翼同期派生褶皺和斷層呈雁行式展布。

3.地震學特征：地震剖面上總的特點是上緩、向下合并、陡立地插入基底，向上分叉、向外撒開。葛雙成等總結(jié)了花狀構(gòu)造的地震剖面特征：扭斷裂帶內(nèi)部強烈的剪切破碎，傾角陡，地層連續(xù)性差，從而反射品質(zhì)差；反射層位不相對應，有時表現(xiàn)為兩盤某層厚度的急劇變異；深部斷層傾角陡，近直立插入基底；深淺層斷層性質(zhì)變異，即出現(xiàn)上正下逆或下正上逆的深淺不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。通過地球物理方法解譯，我國郯廬斷裂帶發(fā)現(xiàn)剖面上由一條走滑主斷裂、兩條邊界斷裂和淺層逆沖斷裂組成，整體表現(xiàn)為上寬下窄形態(tài)，地面寬度約22km，呈典型的正花狀構(gòu)造特征，進而確定郯廬斷裂帶壓扭性走滑活動。

4.構(gòu)造-熱年代學特征：熱年代學研究是構(gòu)造研究的重要內(nèi)容，是確定構(gòu)造運動時間這一關(guān)鍵參數(shù)的重要方法。在我國中西部，新生代盆地中多發(fā)育正花狀構(gòu)造，東部盆地中以負花狀構(gòu)造為主?；顦?gòu)造的年代學報道多集中在新生代，可能極易受后期構(gòu)造-熱事件疊加改造，因此構(gòu)造-熱年代學只能作為花狀構(gòu)造形成與演化的輔助證據(jù)。

三、對油氣的成藏的控制作用

花狀構(gòu)造是扭動作用形成的，對油氣成藏具有兩方面的控制作用。一方面有普通油氣圈閉構(gòu)造的特征，切穿較深處烴源巖的主斷裂成為花狀構(gòu)造圈閉的運移通道；加上內(nèi)部斷裂發(fā)育，儲層孔滲性好，可成為良好的油氣圈閉。第二方面又有其特殊性，體現(xiàn)為扭斷裂活動對油氣的控制，以及花狀構(gòu)造的斷裂組合形式所形成的圈閉類型。

一般來說，扭動斷裂作用形成的構(gòu)造圈閉條件與不同的發(fā)育階段及其位移量有關(guān)，早期發(fā)育的扭動斷裂斷距小、變形弱，形成的背斜褶皺面積大而完整。當扭動斷裂活動增強到一定程度時，扭動斷裂帶上隆、剝蝕，圈閉遭受破壞，但是遠離扭動斷裂帶的盆地內(nèi)部出現(xiàn)變形不太強烈的褶皺，因此具有良好的生油層、儲油層和封閉條件。

花狀構(gòu)造油氣藏的三種模式。從油氣開發(fā)的構(gòu)造圈閉理論分析，把花狀構(gòu)造的油氣圈閉歸納為背形花蕊、屋脊和朵下封堵三種基本模式。背形花蕊指的是花狀構(gòu)造內(nèi)部的背形高部位，屋脊指的是花狀構(gòu)造內(nèi)部逆斷層對相應層位的封堵，朵下封堵指的是花狀構(gòu)造邊界斷層對花狀構(gòu)造外部層位的封堵。

結(jié)語

花狀構(gòu)造是構(gòu)造地質(zhì)學中研究的一種主要的構(gòu)造變形樣式，它與走滑斷裂密切相關(guān)。既能作為有效的運移通道又能夠起遮擋作用而形成聚集油氣的構(gòu)造圈閉，從而改善油氣的運聚條件，所以能夠形成規(guī)模較大的油氣聚集。研究表明，國內(nèi)外許多的大型油氣田如克拉2氣田、霍爾果斯油田、青西窟窿山油田都與花狀構(gòu)造密切相關(guān)，都很好的證實了這一觀點。在今后的油氣勘探過程中，多把花狀構(gòu)造作為油氣田研究的切入點，能夠有效地降低尋找油田的難度，為油氣開采提供新思路。