走滑斷裂分段疊置區(qū)物理模擬及構(gòu)造差異性解析——以塔里木盆地順北1號(hào)斷裂為例

劉芋杰，吳孔友*，劉寅，何瑞武，杜彥男，劉軍，張冠杰

（1.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580； 2.中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257000；3.中國(guó)石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

走滑斷裂分段疊置區(qū)物理模擬及構(gòu)造差異性解析——以塔里木盆地順北1號(hào)斷裂為例

劉芋杰1，吳孔友1*，劉寅1，何瑞武2，杜彥男1，劉軍3，張冠杰1

（1.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580； 2.中國(guó)石化勝利油田分公司，山東 東營(yíng) 257000；3.中國(guó)石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

走滑斷裂分段疊置區(qū)通常包括拉分疊置區(qū)和擠壓疊置區(qū)，其形成及演化與油氣藏關(guān)系密切，其內(nèi)部構(gòu)造特征對(duì)油氣運(yùn)聚具有重要影響。塔里木盆地順托果勒地區(qū)順北1號(hào)斷裂疊置區(qū)分段發(fā)育特征明顯，油氣勘探表明，拉分疊置區(qū)和擠壓疊置區(qū)對(duì)油氣運(yùn)聚的控制能力有一定差異。在分析構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，對(duì)走滑斷裂拉分疊置區(qū)和擠壓疊置區(qū)開(kāi)展了物理模擬實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果顯示，拉分疊置區(qū)內(nèi)發(fā)育有多組里德?tīng)枺≧）剪切和壓剪性（P）剪切，在疊置區(qū)內(nèi)多組斷裂組成一套平面范圍較小、垂向斷距較大的雁列地塹系統(tǒng)；擠壓疊置區(qū)內(nèi)僅發(fā)育一組R剪切、P剪切及單條共軛里德?tīng)枺≧apos;）剪切，并在疊置區(qū)內(nèi)形成平面范圍較大、垂向斷距較小的地壘。因此認(rèn)為，基底斷裂的幾何形態(tài)、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是控制疊置區(qū)發(fā)育類型的關(guān)鍵因素。疊置區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育的數(shù)量、規(guī)模均受控于總走滑量，并與之呈正相關(guān)。相較于擠壓疊置區(qū)，拉分疊置區(qū)的斷層數(shù)更多，分布更密且地層破碎變形程度更高。在構(gòu)造特征及力學(xué)機(jī)制上，拉分疊置區(qū)均表現(xiàn)出更強(qiáng)的油氣富集潛力。

走滑斷裂；拉分疊置區(qū)；擠壓疊置區(qū)；構(gòu)造物理模擬；順托果勒低隆

走滑斷裂是巖層受剪切力而發(fā)生的水平錯(cuò)動(dòng)，廣泛分布于巖石圈淺層的脆性變形帶［1］。發(fā)育于克拉通盆地內(nèi)部的被動(dòng)型走滑斷裂，因其形成過(guò)程受區(qū)域性張扭或壓扭應(yīng)力場(chǎng)控制，通常具有復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造。按構(gòu)造方向與平移走滑方向的相對(duì)關(guān)系，可簡(jiǎn)單地將結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐譃槠街睅?、分離帶與疊置區(qū)［2-3］。相較于平直帶和分離帶，疊置區(qū)內(nèi)伴生構(gòu)造發(fā)育更明顯，以拉分地塹、擠壓隆升為典型。已有研究表明，疊置區(qū)在平面上表現(xiàn)為拉分區(qū)和擠壓區(qū)沿主干斷裂走向分段發(fā)育，在剖面上呈現(xiàn)交替發(fā)育的正花狀和負(fù)花狀構(gòu)造［4-5］。對(duì)世界多地走滑斷裂，如我國(guó)甘孜-玉樹(shù)斷裂帶、冰島Selsund斷裂帶的調(diào)查研究［6-8］均顯示，走滑斷裂由一系列近平行狀的次級(jí)斷裂如里德?tīng)枺≧）剪切、壓剪性（P）剪切等組成。相關(guān)物理模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，在斷裂演化早期，R剪切大量發(fā)育，P剪切等相繼發(fā)育，最終不同次級(jí)斷裂變形連接，形成貫穿性斷裂帶。次級(jí)斷裂的發(fā)育過(guò)程具有由基底向上傳播、由斷裂帶外緣向內(nèi)側(cè)聚斂的特征［9］。與之相似，疊置區(qū)由多種次級(jí)斷裂如R剪切、P剪切、共軛里德?tīng)枺≧apos;）剪切多期發(fā)育疊加而成［10-13］。相較于平直帶，疊置區(qū)內(nèi)發(fā)育較多的次級(jí)斷裂使地層的破碎變形更為明顯，任健等［14］指出，疊置區(qū)在整個(gè)走滑斷裂帶中具有較好的油氣富集能力。然而，受資料及研究手段等因素的限制，對(duì)走滑斷裂不同疊置區(qū)油氣運(yùn)聚能力的研究仍處于探索階段。雖然，應(yīng)用現(xiàn)有地質(zhì)調(diào)查手段，如野外露頭觀測(cè)、地球物理成像技術(shù)，可對(duì)疊置區(qū)在走滑斷裂帶內(nèi)的相對(duì)位置以及較大尺度的構(gòu)造特征進(jìn)行研究，但其內(nèi)部小尺度的次級(jí)構(gòu)造及發(fā)育模式難以通過(guò)上述手段表征。而構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)作為一種成熟的研究手段，可在一定程度上較為直觀地模擬疊置區(qū)的發(fā)育過(guò)程與構(gòu)造特征［15-17］。

已有勘探實(shí)踐表明，塔里木盆地順托果勒地區(qū)以大規(guī)模走滑斷裂發(fā)育為典型特征。其斷裂帶內(nèi)部疊置區(qū)發(fā)育明顯，在平面上呈現(xiàn)良好的分段發(fā)育特征，而同一走滑斷裂內(nèi)不同構(gòu)造部位的油氣產(chǎn)量存在顯著差異［18-20］。為探究拉張疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)的構(gòu)造發(fā)育差異及其對(duì)油氣富集能力的影響，本文以順北1號(hào)斷裂為例，通過(guò)開(kāi)展物理模擬實(shí)驗(yàn)，遵循相似性原則，分別模擬拉分疊置區(qū)和擠壓疊置區(qū)的發(fā)育情況，并通過(guò)平面、剖面2個(gè)維度對(duì)其演化過(guò)程、斷裂特征及力學(xué)機(jī)制進(jìn)行定量表征和差異分析，最終討論2種疊置區(qū)的油氣運(yùn)聚控制能力差異性。

1 工區(qū)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔里木盆地位于我國(guó)西部，是具有復(fù)雜構(gòu)造演化史的大型疊合含油氣盆地，其內(nèi)部被劃分為眾多構(gòu)造單元，總體構(gòu)造格局表現(xiàn)為“三隆四坳”，如圖1（a）所示［21-23］。研究區(qū)順托果勒低隆位于阿瓦提凹陷與滿加爾凹陷之間，北臨塔北隆起，南接塔中隆起，整體呈“馬鞍狀”［24-25］。該區(qū)域中下古生界地層存在良好的海相碳酸鹽巖生烴層，多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)促使多條具疊加性、繼承性特征的走滑斷裂發(fā)育，包括順北1號(hào)、5號(hào)走滑斷裂等，如圖1（b）所示。這些斷裂帶貫穿深部生烴層，具有良好的物源聯(lián)通性，改善了儲(chǔ)層物性，使得大量油氣藏沿走滑斷裂帶密集分布［26-29］。

圖1 塔里木盆地順托果勒地區(qū)界面主要斷裂分布（據(jù)文獻(xiàn)［5］修改）Fig.1 Distribution of major strike-slip faults in the Shuntuoguole area of the Tarim Basin （ reflector， modified after reference［5］）

順托果勒低隆經(jīng)歷了多期構(gòu)造事件，其區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)頻繁變換［27］。加里東早期，古亞洲洋向塔里木古陸南部俯沖產(chǎn)生張扭應(yīng)力場(chǎng)，并于順托果勒地區(qū)中上寒武統(tǒng)地層形成一系列張扭性斷裂；加里東中晚期，受北昆侖洋閉合以及南天山洋盆向塔里木板塊俯沖消減影響，塔中、塔北地區(qū)開(kāi)始隆升，順托果勒地區(qū)的構(gòu)造演化受NNE-SSW向的區(qū)域性擠壓控制，由于塔中古隆起的隆升幅度大于塔北古隆起，順托果勒地區(qū)志留統(tǒng)地層由北向南減??；海西晚期，南天山造山運(yùn)動(dòng)對(duì)順托果勒地區(qū)施加S-N向的擠壓，塔中、塔北隆起持續(xù)抬升，且塔北隆起的抬升速率大于塔中隆起，導(dǎo)致順托果勒低隆原本南高北低的地形發(fā)生倒轉(zhuǎn)，上泥盆統(tǒng)地層由南向北減?。挥≈?，天山、阿爾金古特提斯造山運(yùn)動(dòng)，使得順托果勒低隆保持在NE-SW向的區(qū)域性擠壓構(gòu)造演化階段；燕山期，順托果勒低隆內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)微弱且埋深增加，塔中、塔北隆起停止抬升；喜山期，印度洋板塊與歐亞大陸碰撞產(chǎn)生遠(yuǎn)程效應(yīng)，導(dǎo)致塔里木板塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，順托果勒低隆內(nèi)NE向走滑斷裂活化，其總體構(gòu)造格局基本定型［31-37］。

1.2 順北1號(hào)走滑斷裂發(fā)育特征及富油氣性

順北1號(hào)斷裂平面展布長(zhǎng)度約25 km，呈近NE向，其SW末端截交于順北5號(hào)斷裂，在平面上呈“Y”型，如圖2（a）所示，受多期構(gòu)造事件影響，斷裂帶在不同層位具有不同的平面組合形式，由深到淺依次為基底陡直走滑帶、淺層雁列正斷層帶［38-40］。在中奧陶統(tǒng)頂面，順北1號(hào)斷裂平面分段發(fā)育特征明顯，共有3個(gè)拉分疊置區(qū)、2個(gè)擠壓疊置區(qū)以及2個(gè)平直帶，不同類型的構(gòu)造樣式沿?cái)嗔炎呦蛐纬闪嗣黠@的隆升與凹陷。分析地震剖面發(fā)現(xiàn)，在擠壓疊置區(qū)內(nèi)，界面及上覆上奧陶統(tǒng)地層呈背形凸起，2條傾角約為85°的高角度逆斷層與主干斷裂組成正花狀構(gòu)造，正花狀構(gòu)造向上切穿至中下泥盆統(tǒng)地層底部，向下收斂于近垂直主干斷裂，主干斷裂在中下寒武統(tǒng)地層表現(xiàn)為正斷層，并繼續(xù)深切至震旦系基底。拉分疊置區(qū)內(nèi)的斷裂形式則表現(xiàn)為，由多條高角度正斷層組成負(fù)花狀構(gòu)造，界面及上覆地層發(fā)生向形彎曲，其余構(gòu)造特征則與擠壓疊置區(qū)類似，如圖2（b）和（c）所示。

圖2 順北斷裂三維地震平面屬性圖及剖面解釋Fig.2 Maps and seismic profiles showing the characteristics of the strike-slip faults in the Shunbei area

：海西早期構(gòu)造不整合面；：奧陶系頂界面；：中下奧陶統(tǒng)頂界面；：震旦系底界面。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)順北1號(hào)斷裂各構(gòu)造部位的平均壓降產(chǎn)油量［19］，發(fā)現(xiàn)不同構(gòu)造部位的油氣富集能力差異較大，其中拉分疊置區(qū)的單位平均壓降采油量為5 482.3 t·MPa-1；平直帶的單位平均壓降采油量為2 462.0 t·MPa-1；擠壓疊置區(qū)的單位平均壓降采油量為856.9 t·MPa-1（圖3）?？芍?，拉分疊置區(qū)的油氣富集能力顯著高于平直帶和擠壓疊置區(qū)。

圖3 順北1號(hào)斷裂不同斷裂帶單位平均壓降產(chǎn)油量統(tǒng)計(jì)結(jié)果（據(jù)文獻(xiàn)［16］統(tǒng)計(jì)）Fig.3 Statistical results of average oil production per unit pressure drop in different stepovers of the Shunbei-1 fault （data is from reference［16］）

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)底板與模型設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)共設(shè)2組，分別模擬右旋走滑斷裂中的拉分疊置區(qū)和擠壓疊置區(qū)，且設(shè)計(jì)了2套鋼制底板，以避免因底板變形帶來(lái)的不確定性。每套底板長(zhǎng)、寬、高分別為60，44，0.5 cm，底板平移方向均與長(zhǎng)邊平行。在拉分疊置模型底板的中央，設(shè)置斜邊長(zhǎng)為12 cm、初始寬度為2 cm、終止寬度為8 cm的四邊形拉分區(qū)，其斜邊與平移方向呈逆時(shí)針30°夾角，如圖4（a）和（b）所示。在擠壓疊置模型底板的中央，設(shè)置斜邊長(zhǎng)為12 cm、初始寬度為8 cm、終止寬度為12 cm的四邊形擠壓區(qū)，其斜邊與平移方向呈順時(shí)針30°夾角，如圖4（c）和（d）所示。

2組實(shí)驗(yàn)均在底板底部粘貼一層薄橡皮墊，以確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基底的連貫性，并在拉分區(qū)和擠壓區(qū)內(nèi)鋪設(shè)0.5 cm厚的聚酯硅膠，如圖4（e）所示，以確保在后續(xù)材料鋪設(shè)時(shí)模型底部保持平整，及防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中模型基底預(yù)置拉分區(qū)或擠壓區(qū)發(fā)生快速垂向形變，使模型底部的形變過(guò)程更接近于現(xiàn)實(shí)中地殼深部脆-韌性轉(zhuǎn)換引起的局部隆升或下降。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎昧綖?60～300 μm的干燥石英砂，其平均內(nèi)摩擦角約為30°，黏結(jié)強(qiáng)度低，構(gòu)造變形特征符合莫爾-庫(kù)侖破裂準(zhǔn)則，是模擬淺層地殼構(gòu)造的理想材料［35］。根據(jù)構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)的相似性原則，初始模型鋪設(shè)的長(zhǎng)、寬分別為60和44 cm，模型表面面積1 cm2代表實(shí)際面積1 km2，模型面積比例為1∶1×1010，為突出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并方便實(shí)驗(yàn)操作，模型縱向比例設(shè)置為1∶50 000，1 cm厚度代表實(shí)際地層厚度500 m。初始模型共鋪設(shè)4層不同顏色、總厚度為8 cm的彩砂。其長(zhǎng)邊邊緣設(shè)玻璃板作阻擋物，以防砂體溢出；短邊邊緣不設(shè)阻擋物，保持材料的靜止角，以降低邊界效應(yīng)的影響。

圖4 實(shí)驗(yàn)裝置平面與剖面示意Fig.4 Plan and sectional view of experiment conditions

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)流程共分為3個(gè)階段，模擬了走階右旋式走滑斷裂從開(kāi)始活動(dòng)到埋藏至今的演化過(guò)程。第一階段，驅(qū)動(dòng)單元以7.2 cm·h-1的速率推移模型右側(cè)底板，當(dāng)走滑量達(dá)5 cm時(shí)暫停；第二階段，在模型表面鋪設(shè)第5層彩砂，以模擬與斷層活動(dòng)同期沉積的地層，該層彩砂的平均厚度約為0.3 cm，隨后再次啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，至走滑量達(dá)6 cm，終止推移；第三階段，在模型表面鋪設(shè)第6層彩砂，以模擬斷裂活動(dòng)停止后穩(wěn)定沉積的地層，該層彩砂的平均厚度約為2.5 cm，且頂部平整。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，切割模型剖面，用以研究其內(nèi)部構(gòu)造特征。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 拉分疊置模型平面演化

圖5展示了拉分疊置區(qū)的平面演化過(guò)程。初始階段（0～1 cm走滑位移量），模型的中間位置處可見(jiàn)一道呈狹長(zhǎng)四邊形、較淺的平面凹陷，同時(shí)沿凹陷上下兩側(cè)發(fā)育有2組右階左旋R剪切斷裂，其中靠近凹陷中心的一組記為R1，較遠(yuǎn)的一組記為R2。2組斷裂在平面上的展布近平行。斷裂的平均長(zhǎng)度約為6 cm，其走向與底板平移方向呈逆時(shí)針25°～35°夾角，如圖5（a）和（b）所示。

當(dāng)走滑位移量增至3 cm時(shí)，凹陷平面范圍擴(kuò)大，下陷幅度增加，R1、R2向模型左右兩端延展，其與平移方向之間的夾角隨延伸距離的增加逐漸減小。凹陷左右兩側(cè)，2組左階右旋P剪切斷裂在R1之間發(fā)育，距凹陷中心較近的一組記為P1，較遠(yuǎn)的一組記為P2，其走向與底板平移方向均呈順時(shí)針30°夾角。P1在發(fā)育的同時(shí)，與R1快速連接，在凹陷內(nèi)形成一個(gè)平坦的四邊形底部。在模型左右兩端，形成一組與平移方向呈逆時(shí)針15°夾角的R剪切斷裂，記為R3，其長(zhǎng)度約為4 cm，如圖5（c）和（d）所示。

最后階段，走滑位移量達(dá)5 cm，凹陷再次擴(kuò)張，初始階段形成的R1、R2斷裂繼續(xù)向邊緣延伸，其中R2與位于模型兩端的R3交匯，成為貫穿模型的主干斷裂。P2沿拉分區(qū)斜向伸展的方向擴(kuò)張，與主干斷裂連接，在凹陷斜坡上形成一個(gè)臺(tái)階。凹陷向外擴(kuò)張，導(dǎo)致另一組R剪切斷裂沿其邊緣發(fā)育，將其記為R4。R1、R2與R4在疊置區(qū)中央組成一個(gè)右階左旋式雁列地塹系統(tǒng)。在模型左側(cè)邊緣，新發(fā)育2條R剪切斷裂，并與主干斷裂相連，在平直帶上形成一個(gè)小范圍的張扭區(qū)，如圖5（e）和（f）所示。

圖5 不同走滑量下拉分疊置區(qū)平面與解釋Fig.5 Plan views and interpretations of releasing bends in different displacements

3.2 拉分疊置模型剖面特征

在剖面上，拉分疊置模型正中央發(fā)育一套對(duì)稱地塹，如圖6（c）所示，地塹由多組傾角為60°～70°的斷層組成，垂向斷距較大。斷層上部陡峭，下部較緩呈輻射狀，收束于深部韌性滑脫層。在拉分區(qū)邊緣，地塹的橫向?qū)挾戎饾u收窄，垂直斷距也隨之減小，此處斷層的傾角約為80°，其中一組斷層向下深切至塑性滑脫層邊緣，另一組僅切穿表層。此外，在凹陷的淺層可見(jiàn)同沉積構(gòu)造發(fā)育，其特征表現(xiàn)為斷層上盤的厚度明顯小于下盤，如圖6（b）所示。在平直帶上，可見(jiàn)“Y”型斷層組合，如圖6（e）所示。模型左右邊緣均僅發(fā)育一條斷層，如圖6（a）和（f）所示，斷層上部陡直，下部呈鏟狀，收束于底板的平移走滑帶，其中位于模型右端的斷層沿平移方向右側(cè)收束，位于模型左端的斷層向平移方向左側(cè)收束。通過(guò)對(duì)比不同層位的垂向斷距（圖7）發(fā)現(xiàn)，越靠近底板，斷層的垂向斷距越小，這與模型設(shè)置有關(guān)，由于模型垂向活動(dòng)空間有限，斷層下切作用終止于塑性滑脫層和剛性底板，且模型整體具有一定的彈塑性，導(dǎo)致其垂向斷距由上到下呈逐漸壓縮趨勢(shì)。

圖6 拉分疊置模型線解剖面（剖面位置見(jiàn)圖5）Fig.6 Photograph with line drawing of profiles from model of releasing bends

圖7 不同層位斷距分析Fig.7 Analysis of fault interval in different horizons

3.3 擠壓疊置模型平面演化

初始階段（0～1 cm走滑位移量），模型中央可見(jiàn)一較大范圍的微隆起，隆起平面呈透鏡狀，其長(zhǎng)軸、短軸與平移方向的夾角分別約為15°和75°，圍繞該隆起發(fā)育有一組R剪切斷裂和一組P剪切斷裂，分別記為R1、P1，同種斷裂間呈中心對(duì)稱分布。其中R1為右階左旋式，由模型邊緣向內(nèi)部發(fā)育，長(zhǎng)度約為18 cm，因其延伸范圍大，所以不同位置處的產(chǎn)狀變化幅度較大，其位于模型內(nèi)側(cè)部分的走向與平移方向呈逆時(shí)針15°夾角，靠近模型邊緣處的走向與平移方向近乎平行。P1為左階右旋式，且僅在模型內(nèi)部發(fā)育，長(zhǎng)度約為12 cm，較R1規(guī)模更小、產(chǎn)狀更穩(wěn)定，其走向與平移方向呈順時(shí)針25°夾角。此階段R1與P1之間連接不明顯，如圖8（a）和（b）所示。

中期（3 cm走滑位移量），模型中央的隆起幅度增加，此階段R1與P1之間的連接更明顯，一條左階右旋式Rapos;剪切在模型內(nèi)部快速發(fā)育，并貫穿整個(gè)隆起，長(zhǎng)度約為14.5 cm，其走向與平移方向呈順時(shí)針60°夾角，如圖8（c）和（d）所示。

當(dāng)走滑位移量增至5 cm時(shí)，隆起幅度繼續(xù)增加，沿長(zhǎng)軸方向略有拉長(zhǎng)，沿短軸方向呈壓縮趨勢(shì)，整體變得更扁平，隆起內(nèi)，Rapos;的長(zhǎng)度隨之增至16.5 cm，走向與平移方向之間的夾角降至53°，如圖8（e）和（f）所示。

圖8 不同走滑量下擠壓疊置區(qū)平面與解釋Fig.8 Plan views and interpretations of restraining bends in different displacements

3.4 擠壓疊置模型剖面特征

在剖面上，擠壓疊置模型的斷層發(fā)育較拉分疊置模型少。其右側(cè)邊緣處（圖9（b））可見(jiàn)一規(guī)模較大的非對(duì)稱地壘，由2個(gè)斷層所控制，左、右兩側(cè)斷層產(chǎn)狀差異較大，右側(cè)斷層傾角為60°，左側(cè)斷層傾角為75°，該處地層的隆升幅度約為0.6 cm，隨著剖面與擠壓疊置區(qū)中心距離的減小，地壘規(guī)模逐漸擴(kuò)大，右側(cè)斷層傾角降至50°，左側(cè)斷層傾角也略減小，2個(gè)斷層向下收束至底板塑性滑脫層，此處地層的隆升幅度增至1 cm，如圖9（c）所示。當(dāng)剖面從模型右側(cè)越過(guò)擠壓中心至左側(cè)時(shí)，左右兩側(cè)斷層的產(chǎn)狀發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變（圖9（d）），右側(cè)斷層傾角由50°增至70°，左側(cè)斷層傾角由73°降至50°，斷層沿平移方向的產(chǎn)狀具有明顯的絲帶效應(yīng)，右側(cè)邊緣處斷層的產(chǎn)狀變換類似，如圖9（e）所示。與擠壓疊置模型類似，中央隆起及其周緣的淺層均可見(jiàn)同沉積構(gòu)造發(fā)育。模型左右兩端均僅發(fā)育一條近垂直斷層，斷層底部分別沿平移方向左、右兩側(cè)向平移走滑帶收束，如圖9（a）和（f）所示。

圖9 擠壓疊置模型線解剖面（剖面位置見(jiàn)圖8）Fig.9 Photograph with line drawing of profiles from model of restraining bends

4 討論

4.1 拉分疊置模型與擠壓疊置模型的共同點(diǎn)與差異對(duì)比

2組實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)在平面上的斷裂發(fā)育數(shù)量及規(guī)模均隨底板的推移而增加；在剖面上發(fā)育于疊置區(qū)內(nèi)的斷裂均向下收束至底部韌性滑脫區(qū)，而發(fā)育于疊置區(qū)外的斷裂收束至底板平移走滑帶（圖6和圖9），表明拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)的斷裂發(fā)育程度均與總走滑量呈正相關(guān)，斷裂的空間展布規(guī)律均受基底斷裂形態(tài)控制。

在總走滑量、韌性滑脫區(qū)形變量以及模型物理參數(shù)等相關(guān)變量保持一致的情況下，不同疊置區(qū)之間斷裂發(fā)育情況存在顯著差異。拉分疊置區(qū)的斷層數(shù)顯著高于擠壓疊置區(qū)，通過(guò)測(cè)量不同剖面上斷裂的斷距、傾角，并統(tǒng)計(jì)其平均值發(fā)現(xiàn)，擠壓疊置區(qū)內(nèi)斷裂的總傾角與最大斷距均小于拉分疊置區(qū)，且平均斷距略低于拉分疊置區(qū)，如圖10所示，表明拉分疊置區(qū)的斷裂發(fā)育程度高于擠壓疊置區(qū)，且其破碎變形作用表現(xiàn)得更強(qiáng)烈，該觀點(diǎn)也在國(guó)內(nèi)外多地得到證實(shí)，如我國(guó)塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)、渤海灣盆地以及國(guó)外圣哈辛托（San Jacinto）等地的走滑斷裂［41-46］。

圖10 剖面位置與傾角及斷距的關(guān)系Fig.10 The relationship between fault dip angles， fault displacement and profile position

4.2 差異主控因素

在斷裂形成過(guò)程中，拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)的內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)存在諸多差異。具體包括：（1）初始應(yīng)力大小，根據(jù)格里菲斯破裂準(zhǔn)則，在實(shí)驗(yàn)初始階段，疊置區(qū)內(nèi)的應(yīng)力會(huì)在底板預(yù)置斷裂處集中，而在2組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退芡饬安牧蟽?nèi)聚力基本一致的情況下，其應(yīng)力大小與底板預(yù)置斷裂面積呈線性負(fù)相關(guān)，這是由于擠壓疊置區(qū)的預(yù)設(shè)面積是拉分疊置區(qū)的4倍，導(dǎo)致拉分疊置區(qū)內(nèi)部荷載的瞬時(shí)應(yīng)力較擠壓疊置區(qū)大。（2）應(yīng)力空間狀態(tài)，在主應(yīng)力沿底板平移帶傳播過(guò)程中，拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分別形成扭轉(zhuǎn)張應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)壓應(yīng)力，拉分疊置區(qū)σ1直立、σ3水平，并斜交于走滑斷裂帶主應(yīng)力方向，應(yīng)力空間狀態(tài)符合安德森正斷層模式；擠壓疊置區(qū)σ3直立、σ1水平，并斜交于走滑斷裂帶主應(yīng)力方向，應(yīng)力空間狀態(tài)符合安德森逆斷層模式。不同的空間應(yīng)力狀態(tài)導(dǎo)致拉分疊置區(qū)發(fā)育正斷層、擠壓疊置區(qū)發(fā)育逆斷層。（3）應(yīng)力釋放過(guò)程，拉分疊置區(qū)內(nèi)較高的初始應(yīng)力使其沿?cái)嗔芽焖籴尫牛Ｐ脱杆偻黄瓶箯垙?qiáng)度極限，發(fā)生破裂，較高的增量應(yīng)變?cè)斐尚》秶矫鎯?nèi)的斷裂發(fā)育密集；擠壓疊置區(qū)內(nèi)初始應(yīng)力較小，隨斷裂釋放過(guò)程其呈累積性增大，較低的瞬時(shí)應(yīng)變?cè)斐蓴嗔寻l(fā)育較少。

4.3 拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)油氣運(yùn)聚能力對(duì)比

斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，是控制油氣聚集的重要因素。結(jié)合物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果與順北1號(hào)斷裂不同構(gòu)造部位的平均壓降產(chǎn)油量數(shù)據(jù)（圖2），發(fā)現(xiàn)拉分疊置區(qū)油氣富集程度明顯優(yōu)于擠壓疊置區(qū)，其根本原因是前者較后者擁有更利于油氣運(yùn)聚的內(nèi)部構(gòu)造，拉分疊置區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂發(fā)育密集、地層破碎變形強(qiáng)烈，在連通烴源巖與儲(chǔ)層時(shí)擁有更多的排烴通道與更高的流體通過(guò)性，破碎帶內(nèi)發(fā)育較好的縫洞結(jié)構(gòu)也為油氣的儲(chǔ)集提供了更大空間［47］。在力學(xué)性質(zhì)上，拉分疊置區(qū)內(nèi)的張扭應(yīng)力場(chǎng)使得斷層封閉性較差，更有利于油氣的垂向運(yùn)移；而擠壓疊置區(qū)內(nèi)的壓扭應(yīng)力場(chǎng)使得斷層封閉性較好，在一定程度上阻擋了油氣的縱向連通［48］。綜上所述，相較于擠壓疊置區(qū)，無(wú)論是在構(gòu)造發(fā)育特征上還是在力學(xué)性質(zhì)上拉分疊置區(qū)均更利于油氣運(yùn)聚。

5 結(jié)論

（1）拉分疊置區(qū)主要發(fā)育2種剪切破裂，分別是與平直帶呈小角度斜交的R剪切、P剪切；擠壓疊置區(qū)除發(fā)育R剪切和P剪切外，還發(fā)育與平直帶呈大角度斜交的Rapos;剪切。在斷裂發(fā)育程度上，拉分疊置區(qū)總體高于擠壓疊置區(qū)，拉分疊置區(qū)斷裂造成的破碎變形作用更強(qiáng)烈。

（2）基底斷裂的幾何形態(tài)、走滑位移量以及局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)是影響疊置區(qū)發(fā)育的3個(gè)主控因素。其中，基底斷裂的幾何形態(tài)控制后續(xù)形成斷裂的空間展布，走滑位移量決定疊置區(qū)內(nèi)斷層的發(fā)育數(shù)量、規(guī)模，局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)是決定拉分疊置區(qū)與擠壓疊置區(qū)差異的根本因素。

（3）在各層位巖石力學(xué)屬性趨于均一、各段走滑量相似的走滑斷裂帶內(nèi)，拉分疊置區(qū)較擠壓疊置區(qū)次級(jí)斷裂更多、破碎作用更強(qiáng)烈、油氣運(yùn)聚空間更大，因此油氣富集能力更強(qiáng)。

［1］MANN P， HEMPTON M R，BRADLEY D C， et al. Development of pull-apart basins［J］. Journal of Geology，1983， 91（5）：529-554.

［2］MANN P. Global catalogue， classification and tectonic origins of restraining and releasing bends on active and ancient strike-slip fault systems［J］. Geological Society， 2007，290（1）： 13-142. DOI：10. 1144/SP290.2

［3］鄧尚，劉雨晴，劉軍，等. 克拉通盆地內(nèi)部走滑斷裂發(fā)育、演化特征及其石油地質(zhì)意義：以塔里木盆地順北地區(qū)為例［J］. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2020， 45： 1-16. DOI：10.16539/j.ddgzyckx.2020.05.015

DENG S， LIU Y Q，LIU J， et al. Structural styles and evolution models of intracratonic strike-slip faults and the implications for reservoir exploration and appraisal： A case study of the Shunbei area，Tarim Basin［J］. Geotectonica et Metallogenia， 2020，45： 1-16. DOI：10.16539/j.ddgzyckx.2020.05.015

［4］鄧尚，李慧莉，韓俊，等. 塔里木盆地順北5號(hào)走滑斷裂中段活動(dòng)特征及其地質(zhì)意義［J］. 石油與天然氣地質(zhì)，2019， 40（5）：990-998，1073. DOI：10.11743/ogg20190504

DENG S， LI H L，HAN J， et al. Characteristics of the central segment of Shunbei 5 strike-slip fault zone in Tarim Basin and its geological significance［J］. Oil amp; Gas Geology，2019， 40（5）：990-998，1073. DOI：10.11743/ogg20190504

［5］鄭曉麗，安海亭，王祖君，等. 塔北哈拉哈塘地區(qū)走滑斷裂分段特征及其與油氣成藏的關(guān)系［J］. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2018， 45（2）：219-225. DOI：10.3785/j.issn.1008-9497.2018.02.012

ZHENG X L， AN H T，WANG Z J， et al. The segmentation features of strike-slip fault and its relation with the fault and reservoirs in Halahatang area，North Tarim Basin［J］. Journal of Zhejiang University（Science Edition）， 2018，45（2）： 219-225. DOI：10.3785/j.issn.1008-9497.2018.02.012

［6］DENG Q D， WU D N，ZHANG P Z， et al. Structure and deformational character of strike-slip fault zones［J］. Pure and Applied Geophysics， 1986，124（1）： 203-223. DOI：10.1007/BF00875726

［7］ANGELIER J， BERGERAT F，BELLOU M， et al. Co-seismic strike-slip fault displacement determined from push-up structures：The Selsund Fault case， South Iceland［J］. Journal of Structural Geology， 2004，26（4）： 709-724. DOI：10.1016/j.jsg.2003.07.006

［8］RAO G， LIN A M，YAN B， et al. Co-seismic Riedel shear structures produced by the 2010 MW 6.9 Yushu earthquake，central Tibetan Plateau， China［J］. Tectonophysics，2011， 507（1-4）：86-94.

［9］肖陽(yáng)，鄔光輝，雷永良，等. 走滑斷裂帶貫穿過(guò)程與發(fā)育模式的物理模擬［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)， 2017，44（3）： 340-348. DOI：10.11698/PED.2017.03.03

XIAO Y， WU G H，LEI Y L， et al. Analogue modeling of through-going process and development pattern of strike-slip fault zone［J］. Petroleum Exploration and Development， 2017，44（3）： 340-348. DOI：10.11698/PED.2017.03.03

［10］ATMAOUI N， KUKOWSKI N，ST?CKHERT B， et al. Initiation and development of pull-apart basins with Riedel shear mechanism：Insights from scaled clay experiments［J］. International Journal of Earth Sciences， 2006，95（2）： 225-238. DOI：10.1007/s00531-005-0030-1

［11］KELLER J V A， HALL S H，MCCLAY K R， et al. Shear fracture pattern and microstructural evolution in transpressional fault zones from field and laboratory studies［J］. Journal of Structural Geology， 1997，19（9）： 1173-1187. DOI：10.1016/S0191-8141（97）00042-4

［12］MCCLAY K， DOOLEY T. Analog models of pull-apart basins［J］. Geology，1995， 23（8）：711-714. DOI：10.1130/0091-7613（1995）023lt;0711：AMOPABgt;2.3.CO；2

［13］WU J E， MCCLAY K，WHITEHOUSE P， et al. 4D analogue modelling of transtensional pull-apart basins［J］. Marine and Petroleum Geology， 2009，26（8）： 1608-1623. DOI：10.1016/j.marpetgeo.2008. 06.007

［14］任健，官大勇，陳興鵬，等. 走滑斷裂疊置拉張區(qū)構(gòu)造變形的物理模擬及啟示［J］. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 2017，41（3）： 455-465. DOI：10.16539/j.ddgzyckx. 2017.03.003

REN J， GUAN D Y，CHEN X P， et al. Analogue modeling of structural deformation in releasing stepovers of strike-slip faults and its significance［J］. Geotectonica et Metallogenia，2017， 41（3）：455-465. DOI：10.16539/j.ddgzyckx.2017.03.003

［15］DOOLEY T P， SCHREURS G. Analogue modelling of intraplate strike-slip tectonics： A review and new experimental results［J］. Tectonophysics，2012， 574/575： 1-71. DOI：10.1016/j.tecto.2012.05.030

［16］NAYLOR M A， MANDL G，SUPESTEIJN C H K， et al. Fault geometries in basement-induced wrench faulting under different initial stress states［J］. Journal of Structural Geology， 1986，8（7）： 737-752. DOI：10.1016/0191-8141（86）90022-2

［17］RICHARD P D， NAYLOR M A，KOOPMAN A， et al. Experimental models of strike-slip tectonics［J］. Petroleum Geoscience， 1995， 1（1）：71-80. DOI：10.1144/petgeo.1.1.71

［18］漆立新. 塔里木盆地順托果勒隆起奧陶系碳酸鹽巖超深層油氣突破及其意義［J］. 中國(guó)石油勘探，2016， 21（3）：38-51. DOI：10.3969/j.issn.1672-7703.2016. 03.004

QI L X. Oil and gas breakthrough in ultra-deep Ordovician carbonate formations in Shuntuoguole uplift，Tarim Basin［J］. China Petroleum Exploration，2016， 21（3）：38-51. DOI：10.3969/j.issn.1672-7703.2016.03.004

［19］曹自成，路清華，顧憶，等. 塔里木盆地順北油氣田1號(hào)和5號(hào)斷裂帶奧陶系油氣藏特征［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2020，41（5）： 975-984. DOI：10.11743/ogg20200508

CAO Z C， LU Q H，GU Y， et al. Characteristics of ordovician reservoirs in Shunbei 1 and 5 fault zones， Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology， 2020， 41（5）：975-984. DOI：10.11743/ogg20200508

［20］劉寶增. 塔里木盆地順北地區(qū)油氣差異聚集主控因素分析——以順北1號(hào)、順北5號(hào)走滑斷裂帶為例［J］. 中國(guó)石油勘探， 2020，25（3）： 83-95. DOI：10.3969/j.issn.1672-7703.2020.03.008

LIU B Z. Analysis of main controlling factors of oil and gas differential accumulation in Shunbei area，Tarim Basin： Taking Shunbei No.1 and No.5 strike slip fault zones as examples［J］. China Petroleum Exploration， 2020，25（3）： 83-95. DOI：10.3969/j.issn.1672-7703.2020.03.008

［21］湯良杰. 略論塔里木盆地主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［J］. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)， 1997（2）：108-114.

TANG L J. An Approach to major tectogenesis of Tarim Basin［J］. Experimental Petroleum Geology，1997（2）： 108-114.

［22］何登發(fā)，賈承造，李德生，等. 塔里木多旋回疊合盆地的形成與演化［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2005，26（1）： 64-77. DOI：10.3321/j.issn：0253-9985.2005.01.010

HE D F， JIA C Z，LI D S， et al. Formation and evolution of polycyclic superimposed Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology， 2005， 26（1）：64-77. DOI：10. 3321/j.issn：0253-9985.2005.01.010

［23］林暢松，李思田，劉景彥，等. 塔里木盆地古生代重要演化階段的古構(gòu)造格局與古地理演化［J］. 巖石學(xué)報(bào)，2011， 27（1）：210-218.

LIN C S， LI S T，LIU J Y， et al. Tectonic framework and paleogeographic evolution of the Tarim Basin during the paleozoic major evolutionary stages［J］. Acta Petrologica Sinica， 2011，27（1）： 210-218.

［24］鄔光輝，鄧衛(wèi)，黃少英，等. 塔里木盆地構(gòu)造——古地理演化［J］. 地質(zhì)科學(xué)， 2020，55（2）： 305-321. DOI：10.12017/dzkx.2020.020

WU G H， DENG W，HUANG S Y， et al. Tectonic?paleogeographic evolution in the Tarim Basin［J］. Chinese Journal of Geology， 2020，55（2）： 305-321. DOI：10.12017/dzkx.2020.020

［25］賈承造. 塔里木盆地構(gòu)造特征與油氣聚集規(guī)律［J］. 新疆石油地質(zhì)， 1999，20（3）： 177-183. DOI：10.3969/j.issn.1001-3873.1999.03.001

JIA C Z. Structural characteristics and oil/gas accumulative regularity in Tarim Basin［J］. Xinjiang Petroleum Geology， 1999，20（3）： 177-183. DOI：10.3969/j.issn.1001-3873.1999.03.001

［26］韓劍發(fā)，蘇洲，陳利新，等. 塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)走滑斷裂控儲(chǔ)控藏作用及勘探潛力［J］. 石油學(xué)報(bào)， 2019，40（11）：1296-1310.

HAN J F， SU Z，CHEN L X， et al. Reservoir-controlling and accumulation-controlling of strike-slip faults and exploration potential in the platform of Tarim Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2019， 40（11）：1296-1310.

［27］呂海濤，韓俊，張繼標(biāo)，等. 塔里木盆地順北地區(qū)超深碳酸鹽巖斷溶體發(fā)育特征與形成機(jī)制［J］. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2021， 43（1）：14-22. DOI：10.11781/sysydz202101014

LYU H T， HAN J，ZHANG J B， et al. Development characteristics and formation mechanism of ultra-deep carbonate fault-dissolution body in Shunbei area， Tarim Basin［J］. Petroleum Geology and Experiment， 2021，43（1）： 14-22. DOI：10.11781/sysydz202101014

［28］龔洪林，鄔光輝，姚清洲，等. 塔里木盆地新元古代構(gòu)造演化及其油氣地質(zhì)意義［J］. 新疆石油天然氣， 2018，14（1）： 1-7.

GONG H L， WU G H，YAO Q Z， et al. The tectonic evolution and its oil and gas prospect of Tarim Basin in neoproterozoic［J］. Xinjiang Oil amp; Gas， 2018， 14（1）：1-7.

［29］漆立新，云露. 塔里木臺(tái)盆區(qū)碳酸鹽巖成藏模式與勘探實(shí)踐［J］. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)， 2020，42（5）： 867-876. DOI：10.11781/sysydz202005867

QI L X， YUN L. Carbonate reservoir forming model and exploration in Tarim Basin［J］. Petroleum Geology and Experiment， 2020，42（5）： 867-876. DOI：10.11781/sysydz202005867

［30］湯良杰. 塔里木盆地構(gòu)造演化與構(gòu)造樣式［J］. 地球科學(xué)， 1994（6），742-754.

TANG L J. Evolution and tectonic patterns of Tarim Basin［J］. Earth Science，1994（6）， 742-754.

［31］鄔光輝，李浩武，徐彥龍，等. 塔里木克拉通基底古隆起構(gòu)造-熱事件及其結(jié)構(gòu)與演化［J］. 巖石學(xué)報(bào)，2012， 28（8）：2435-2452.

WU G H， LI H W，XU Y L， et al. The tectonothermal events，architecture and evolution of Tarim craton basement palaeo-uplifts［J］. Acta Petrologica Sinica， 2012，28（8）： 2435-2452.

［32］田雷，崔海峰，劉軍，等. 塔里木盆地早、中寒武世古地理與沉積演化［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2018，39（5）： 1011-1021. DOI：10.11743/ogg20180415

TIAN L， CUI H F，LIU J， et al. Early-middle cambrian paleogeography and depositional evolution of Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology， 2018， 39（5）：1011-1021. DOI：10.11743/ogg20180415

［33］李傳新，賈承造，李本亮，等. 塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代斷裂展布與構(gòu)造演化［J］. 地質(zhì)學(xué)報(bào)， 2009，83（8）： 1065-1073. DOI：10.3321/j.issn：0001-5717.2009.08.002

LI C X， JIA C Z，LI B L， et al. Distribution and tectonic evolution of the paleozoic fault system， the north slope of Tazhong uplift， Tarim Basin［J］. Acta Geologica Sinica， 2009， 83（8）：1065-1073. DOI：10.3321/j.issn：0001-5717.2009.08.002

［34］許效松，汪正江，萬(wàn)方，等. 塔里木盆地早古生代構(gòu)造古地理演化與烴源巖［J］. 地學(xué)前緣， 2005，12（3）： 49-57. DOI：10.3321/j.issn：1005-2321.2005.03.007

XU X S， WANG Z J，WANG F， et al. Tectonic paleogeographic evolution and source rocks of the early paleozoic in the Tarim Basin［J］. Earth Science Frontiers， 2005， 12（3）：49-57. DOI：10.3321/j.issn：1005-2321.2005.03.007

［35］張光亞，趙文智，王紅軍，等. 塔里木盆地多旋回構(gòu)造演化與復(fù)合含油氣系統(tǒng)［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2007，28（5）： 653-663. DOI：10.3321/j.issn：0253-9985.2007.05.017

ZHANG G Y， ZHAO W Z，WANG H J， et al. Multicycle tectonic evolution and composite petroleum systems in the Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology， 2007， 28（5）：653-663. DOI：10.3321/j.issn：0253-9985.2007.05.017

［36］楊鑫，徐旭輝，鄧尚，等. 塔里木西南大陸邊緣原特提斯洋構(gòu)造演化［J］. 地球科學(xué)， 2020，45（11）：4153-4175.

YANG X， XU X H，DENG S， et al. Proto-tethys tectonic evolution from ordovician to devonian in southwestern margin of Tarim Block，NW China［J］. Earth Scienc，2020， 45（11）：4153-4175.

［37］李慧莉，李婧婧，楊素舉，等. 塔里木盆地順托果勒地區(qū)志留系成藏特征與勘探啟示［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2020，41（5）： 941-952. DOI：10.11743/ogg20200505

LI H L， LI J J，YANG S J， et al. Hydrocarbon accumulation characteristics of the Silurian reservoirs in Shuntuoguole region of Tarim Basin and their exploration significance［J］. Oil amp; Gas Geology， 2020， 41（5）：941-952. DOI：10.11743/ogg20200505

［38］王玉偉，陳紅漢，郭會(huì)芳，等. 塔里木盆地順1走滑斷裂帶超深儲(chǔ)層油氣充注歷史［J］. 石油與天然氣地質(zhì)，2019， 40（5）：972-989. DOI：10.11743/ogg20190503

WANG Y W， CHEN H H，GUO H F， et al. Hydrocarbon charging history of the ultra-deep reservoir in Shun 1 strike-slip fault zone，Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology，2019， 40（5）：972-989. DOI：10.11743/ogg20190503

［39］鄧尚，李惠莉，張仲培，等. 塔里木盆地順北及鄰區(qū)主干走滑斷裂帶差異活動(dòng)特征及其與油氣富集的關(guān)系［J］. 石油與天然氣地質(zhì)，2018， 39（5）：878-888. DOI：10.11743/ogg20180503

DENG S， LI H L，ZHANG Z P， et al. Characteristics of differential activities in major strike-slip fault zones and their control on hydrocarbon enrichment in Shunbei area and its surroundings，Tarim Basin［J］. Oil amp; Gas Geology，2018， 39（5）：878-888. DOI：10.11743/ogg20180503

［40］田方磊，何登發(fā)，陳槚俊，等. 塔里木盆地順托果勒低隆及鄰區(qū)加里東中期運(yùn)動(dòng)面的構(gòu)造性質(zhì)［J］. 地質(zhì)科學(xué)，2020， 55（3）：813-828. DOI：10.12017/dzkx.2020.050

TIAN F L， HE D F，CHEN J J， et al. Structural properties of the mid-caledonian movement surfaces in the Shuntuoguole lower uplift and adjacent area， Tarim Basin［J］. Chinese Journal of Geology， 2020，55（3）： 813-828. DOI：10.12017/dzkx.2020.050

［41］鄭曉麗，安海亭，王祖君，等. 哈拉哈塘地區(qū)走滑斷裂與斷溶體油藏特征［J］. 新疆石油地質(zhì)， 2019，40（4）： 449-455. DOI：10.7657/XJPG20190408

ZHENG X L， AN H T，WANG Z J， et al. Characteristics of strike-slip faults and fault-karst carbonate reservoirs in Halahatang area，Tarim Basin［J］. Xinjiang Petroleum Geology，2019， 40（4）：449-455. DOI：10.7657/XJPG20190408

［42］王新新，崔德育，孫崇浩，等. 哈拉哈塘油田A地區(qū)斷裂特征及其控油作用［J］. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2019， 25（6）：1058-1067. DOI：10.12090/j.issn.1006-6616. 2019.25.06.088

WANG X X， CUI D Y，SUN C H， et al. Characteristics of strike-slip fault and its controlling on oil in block A of the Halahatang olifield，Tarim Basin［J］. Journal of Geomechanics，2019， 25（6）：1058-1067. DOI：10. 12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.088

［43］胡志偉，徐長(zhǎng)貴，王德英，等. 渤海海域走滑斷裂疊合特征與成因機(jī)制［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)， 2019，46（2）： 254-267. DOI：10.11698/PED.2019.02.06

HU Z W， XU C G，WANG D Y， et al. Superimposed characteristics and genetic mechanism of strike-slip faults in the Bohai Sea，China［J］. Petroleum Exploration and Development，2019， 46（2）：254-267. DOI：10.11698/PED.2019.02.06

［44］余一欣，周心懷，徐長(zhǎng)貴，等. 渤海海域斷裂相互作用及其油氣地質(zhì)意義［J］. 石油與天然氣地質(zhì)， 2018，39（1）： 11-19. DOI：10.11743/ogg20180102

YU Y X， ZHOU X H，XU C G， et al. Fault interactions and their significances for hydrocarbon accumulation in offshore Bohai Bay Basin，eastern China［J］. Oil amp; Gas Geology，2018， 39（1）：11-19. DOI：10.11743/ogg20180102

［45］李偉，陳興鵬，吳智平，等. 渤海海域遼中南洼壓扭構(gòu)造帶成因演化及其控藏作用［J］. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào)， 2016，22（3）： 502-511. DOI：10.16108/j.issn1006-7493.2015202

LI W， CHEN X P，WU Z P， et al. Study on the origin and evolution of transpressional structural belt and its control on oil and gas accumulation in the south of Liaozhong Sub-sag，Bohai Sea area［J］. Geological Journal of China Universities， 2016，22（3）： 502-511. DOI：10.16108/j.issn1006-7493.2015202

［46］SYLVESTER A G. Wrench-fault tectonics［J］. American Association of Petroleum Geologists （Reprint Series）， 1984，28： 374.

［47］羅群. 斷裂控?zé)N理論的概念、原理、模式與意義［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)， 2010，37（3）： 316-324.

LUO Q. Concept， principle，model and significance of the fault controlling hydrocarbon theory［J］. Petroleum Exploration and Development， 2010，37（3）： 316-324.

［48］鄔光輝，張韜，朱永峰，等. 碳酸鹽巖斷裂破碎帶結(jié)構(gòu)、分布與發(fā)育機(jī)制［J］. 地質(zhì)科學(xué)， 2020，55（1）： 68-80. DOI：10.12017/dzkx.2020.006

WU G H， ZHANG T，ZHU Y F， et al. The architecture，distribution and growth of carbonate fault damage zone［J］. Chinese Journal of Geology， 2020，55（1）： 68-80. DOI：10.12017/dzkx.2020.006

Analogue modeling and structural differences of stepovers of strike slip faults: A case from Shunbei-1 fault of Tarim Basin

LIU Yujie1, WU Kongyou1, LIU Yin1, HE Ruiwu2, DU Yannan1, LIU Jun3, ZHANG Guanjie1

（1. School of Geosciences，China University of Petroleum（East China），Qingdao266580，Shandong Province，China；2. Sinopec Shengli Oilfield Company，Dongying257000，Shandong Province，China；3. Sinopec Northwest Oilfield Company，Urumqi830011，China）

Stepovers in strike-slip fault zones are usually associated with both releasing bends and restraining bends, whose occurrence and evolution are closely related with the hydrocarbon accumulation. Specifically, the structural difference between these two structures could significantly influence hydrocarbon migration and accumulation. Exploration data of the Shunbei-1 fault in the Shuntuoguole area of the Tarim Basin reflect that hydrocarbons are more enriched in releasing bends than the restraining bends. Based on the studies of structural characteristics of the Shunbei-1 Fault, we conducted the simulation experiments to investigate the internal characteristics of these stepovers. Our results suggest that multiple sets of Riedel (R) shears and P shears are developed in the releasing bends, constituting an echelon pattern fault system, which shows a small range of deformation in the plan view and a large vertical displacement at the stepover in the section view. In contrast, only one set of R shear, one set of P shear, and an individual set of Rapos; shear are observed in the restraining bends, forming a horst with a large range of deformation in the plan view and a small vertical fault displacement at the stepover in the section view. In general, the geometry and kinematic characteristics of basement faults are believed to be the key factors that control the development of types of stepovers. Moreover, the strike-slip displacement is found to be positively correlated with the number and scale of faults at the stepover. Specifically, compared with restraining bends, the releasing bends are characterized by a larger number of faults with denser planar distributions as well as strong strata deformation, and they are more favorable for hydrocarbon enrichment because of their structural characteristics and mechanical mechanisms.

strike-slip faults; releasing bends; restraining bends; analogue modeling; Shuntuoguole lower uplift

P 542

A

1008?9497（2022）03?363?13

10.3785/j.issn.1008-9497.2022.03.014

2021?03?18.

中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)A類（XDA14010301）.

劉芋杰（1996—），ORCID：https：//orcid.org/0000-0002-7125-7263，男，碩士研究生，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究，E-mail：834402948@qq.com.

通信作者，ORCID：https：//orcid.org/0000-0002-9263-2472，E-mail：wukongyou@163.com.