同沉积构造
地质科学名词
同沉积构造又称同生构造或生长构造,是指在沉积过程中形成的构造。同沉积构造的构造形态一般表现为盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形。同沉积构造主要发育在离散型板块边界部位以及板内变形轻微的断陷盆地的同沉积断层的上盘。
研究历史
同沉积构造独特的构造形态以及所蕴含的运动学信息吸引了许多学者的研究,一直延续到今天。在20世纪30年代晚期生长断层(我们过去常用的名称有同生断层、沉积断层或同沉积断层)在石油勘探中被最先辨认出来。1961年,Ocamb提出了生长断层的定义,生长断层落差随着深度增加而增大,下降盘地层厚度比上升盘地层厚度明显增大。20世纪60年代末期对生长断层以及与其有关的沉积和构造问题研究得比较多,观点也比较成熟,但同沉积构造的研究主要集中在对其形态的描述上,很少涉及其运动学及动力学的研究。20世纪70年代以后,随着石油勘探的深入发展,同沉积构造的研究更趋于理论化、定量化,数值模拟和物理模拟实验有了很大的进步。国外对同沉积构造的研究主要集中在墨西哥湾岸地区和尼日尔三角洲油田等区域,国内研究同沉积构造最为深入的地区是渤海湾油区,而且已经取得了丰硕的研究成果。随着各种技术的飞速发展及研究的深入开展,新的同沉积构造被发现并命名。
长期活动的同沉积断裂形成古地貌上突变的断裂坡折带或断坡带,构成古构造单元和沉积相域的分界并控制着沉积相带的总体展布。同沉积断裂及其组合样式与沉积砂体的分布有密切关系,表现在对沉积体系的发育、展布和类型的控制上。揭示同沉积断裂(坡折)带的活动和分布,再造各沉积期的构造古地貌,是进行沉积体系和砂体分布预测的关键。此外,同沉积断层与盆地性质的判断及成因分析有着密切的关系。同沉积构造和生油凹陷的发育、储集相带的分布以及圈闭的形成有密切的关系。我国的勘探实践也充分表明东部含油气区几乎绝大部分与同沉积构造有关。一些巨大的油气聚集带本身就是一个二级的同期隆起带或者同沉积断裂带,它们不仅直接控制着生油凹陷的形成和转移、储集相带的分布,而且在褶皱隆起和同沉积断裂的相关部位形成一系列有利的油气圈闭,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,因而对同沉积构造研究具有重要的现实意义。
几何学特征
几何形态描述是同沉积构造研究的基础,同沉积构造几何形态的描述表现在平面上和剖面上。同沉积构造几何形态在平面上的研究主要从断层走向、弯曲度及断层与分支断层的夹角几个方面入手。弯曲度可用转度表示,即弧形两翼切线的锐夹角。同沉积构造走向上呈弧形,或弧形雁行排列或组成一定组合形式的断裂系。
同沉积构造在平面上多表现为平行状、弧形、雁列、羽状、马尾状等,其中雁列、羽状形态很像走滑断层系统。济阳坳陷的东营凹陷中央隆起带在剖面上呈现为“负花状”同沉积断裂带,西段在平面上呈现帚状生长断层系,东营凹陷跟沾化凹陷有许多重复的生长断裂系样式,除了平行状或雁行状断裂系外,还有梳状断裂系、帚状断裂系以及断裂调节带等。任建业等将东营凹陷的断裂系统总结为近环形分布的弧形同沉积断裂带。曹春提出济阳坳陷还存在同沉积断阶状断裂系。
同沉积构造比较直观的形态在剖面上呈现为“多”形或者称骨牌式,同向“Y”形或者称“帚状”和反向“Y”形或者称反“帚状”及复合“Y”形或者称负花状等,如图1所示。倪金龙等、刘朝露等在济阳坳陷生长断裂系的研究中,首先依据主断层的形态分为板式、铲式及坡坪式,具体根据沉降情况、所处的位置以及成因等因素划分为板式单阶型、板式多阶书斜型、板式多阶帚型、板式多阶梳型;铲式单阶型、铲式多阶型;坡坪式盆缘型和坡坪式盆内型。
同沉积构造发育主要有同沉积背斜、同沉积鼻状构造以及与之相关的调节断块构造等基本类型,具体可分为逆牵引背斜、差异压实背斜、拖曳背斜、塑性拱张、调节构造、反转构造等多种样式。同沉积褶皱具有相似的几何学特征,常采用褶皱要素进行描述,有翼、顶、轴面、翼间角、转折端等。
构造分类
前人从几何学和运动学角度对同沉积背斜进行了以下具体划分:①钟延秋等在对济阳坳陷同沉积背斜的研究过程中根据同沉积背斜持续发育情况划分为:长期发育的继承性背斜和晚期衰退的继承性背斜;②根据钟延秋等根据同沉积背斜后期被改造情况把济阳坳陷同沉积背斜划分为:晚期遭受剥蚀的继承性背斜、顶部具有垮塌构造的继承性背斜和差异压实背斜等;③李震、陈发景根据生长断层的数目将同沉积构造划分为:具有单个生长断层的同沉积背斜和具有多个生长断层的同沉积背斜;④陈大贤、李丕龙等、钟延秋等、陈发景根据生长断层的倾向将同沉积构造划分为:具有正向断层的同沉积背斜、具有反向断层的同沉积背斜和具有同向反向混合型同沉积背斜;⑤钟延秋等根据与生长断层活动的主次关系划分出断裂伴生背斜;⑥钟延秋等、于建国根据塑性地层的岩性将济阳坳陷同沉积构造划分为:盐膏层塑性拱张、泥脊拱张和与塑性拱张有关的混合型背斜;⑦钟延秋等把济阳坳陷古近系同沉积鼻状构造总结为继承性鼻状构造、差异压实鼻状构造、断鼻构造和断裂伴生鼻状构造;⑧梁富康等根据生长断层对沉积地层的控制作用,将生长断层划分为4种模式:晚期活动模式、持续活动模式、间歇活动模式和深部扩展模式;⑨根据主控断层的性质可以将同沉积背斜划分为基底卷入型和滑脱型。
根据同沉积背斜的受力情况可以将同沉积背斜分为:受压性、压扭性基地断裂控制的同沉积背斜;受张性、张扭性基底断裂控制的同沉积背斜;生长断层下降盘的逆牵引背斜;底辟型同沉积背斜。
研究方法
生长断层的研究通常采用野外露头观察和地震剖面解释的方法。根据断层对地层厚度的控制特点,对生长断层的定量分析通常采用生长指数分析法、落差法、垂直断距法、正断层拉张量计算法、滑脱深度计算法等方法。野外识别生长地层的标志有:①生长褶皱翼部同沉积楔体;②生长褶皱翼部和枢纽变化;③地层产状和厚度变化。区域资料收集是生长地层野外识别的辅助性手段。由于生长断层的活动,往往导致断层两侧的沉积出现明显差异、进而导致储层分异。因而,通过断裂带两侧的沉积、储层差异能够分析判识生长断层的活动特点,而且该方法特别适合于用地球物理及构造地质方法难以确定的复杂生长断层的区域来提供科学依据。在生长断层发育研究的基础上,对同沉积构造的研究将有重要意义。
同沉积构造的研究除了采用野外露头观察外,也采用室内研究的方法。主要编制古构造图和古构造发育史剖面图,对其形态、厚度、不整合和岩性等方面进行分析,恢复其发生、发展的过程。王燮培等从岩性、厚度和顶部位移的情况对同沉积背斜进行了较为详细的分析,认为岩性与其成因有着内在的联系,因而可以根据编制砂泥岩百分比含量等值线图,大致判断同沉积背斜分布范围。通过厚度分析研究构造的发育情况,可以研究构造的雏形期、定型期、完整期和衰退期。这样就可以恢复一个同沉积构造的完整发育过程。因为成因不同,同沉积构造的顶部位移规律也就有所不同,因而对顶部位移规律的研究将对同沉积构造的成因有很大帮助。
刘讳等总结了断陷盆地K型同沉积构造演化的一般规律,并利用物理模拟实验对其形成机制进行了验证,开辟了研究同沉积构造的新天地。随着勘探技术的不断发展,只对同沉积构造活动性的定性研究已不能满足科研与生产需要,同沉积构造的研究从定性逐渐向定量化迈进。向立宏利用等间距厚度法来求取同沉积鼻状构造的活动指数,从而来定量评价同沉积鼻状构造活动性。
参考资料
最新修订时间:2023-01-15 18:54
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