松辽盆地南缘十屋断陷构造物理模拟研究.pdf

第 2 8卷第 4期 2 0 0 9年 4月 地质通报 GE0LoGI CAL BUlL LETI N OF CHI NA V0 1 28 NO 4 Ap r ， 2 0 09 松辽盆地南缘十屋断陷构造物理模拟研究 解 国爱， 张庆 龙， 王 良书， 陈娟， 徐士银， 王锡勇 XI E Gu o a i Z H ANG Qi n g l o n g ， W A NG L i a n g s h u ， CHE N J u a n ， XU S h i y i n ， WAN G Xi y o n g 南京大学地球科学与工程学院， 江苏 南京 2 1 0 0 9 3 S ch o o l o fE a r t hSc i e n ce s a n dE n g i n e e r i n g , N a n j in gU n i v e r s i t y ， N a n j i n g 2 1 0 0 9 3 ， J i ang s u ， C h in a 摘要： 松辽盆地十屋 断陷早期伸展阶段 形成断陷和坳陷沉积 ， 晚期挤压阶段发生盆地反转。采用铲彤和直线彤 2种边界断层模 拟十屋 断陷的形成和演化过程。模拟 实验结果表明， 较陡的主干断层控制的半地堑断陷在侧向挤压过程中发生盆地反转， 但是 早期形成的正断层不一定发育成为反转断层， 而是 正断层的倾 角变陡， 并导致在断陷内的上部盖层 中发 育形成新的逆断层。这 一 实验 结果较好地解释 了松辽盆地十屋断陷的构造演化特征 ， 即断陷期形成的x Y - 断层在后期反转构造中受到挤 压发生产状 变 化并在拗 陷期沉积盖层中发育逆断层 。 关键 词 ： 松 辽 盆 地 ； 十屋 断 陷 ； 物 理 模 拟 ； 反 转构 造 中图分 类号 ： P 5 4 2 3 2 文献 标 志码 ： A 文 章 编 号 ： 1 6 7 1 2 5 5 2 ( 2 0 0 9 ) 0 4 0 4 2 0 1 1 X i e G A ， Z l mn g Q L ， Wa n g L S ， C h e n J ， Xu S Y， Wa n g X Y P h y s ica l s i mu l a t in g mo d e l o f S h i w u f a u l t e d d e p r e s s i o n s t r u c t a r e i n S o n g l ia o b a s i n ， C h i n a G e o l o g i ca l B u l l e t i n o f C h i n a , 2 0 0 9 ， 2 8 ( 4 ) ： 4 2 0 4 3 0 Ab s t r a ct ：I n t he e a r l y s t a g e o f S h iwu d e p r e s s io n mo v e me n t o f S o n g l ia o b a s in ，t h e r e wa s fi d n g a n d d e p r e s s io n s e d i me n ta t io n ，a n d b a s in r e v e r s in g h a p p e n e d a t the l a t e r s t a g e I n t h is p a p e r we s imu l a t e d t h e f o r ma ti o n a n d d e v e l o p i ng p r o ce s s b y me a n s o f b o t h s h o v e l s h a pe an d l ine a r b ou nd a r y f a ul t ，wh ich ind ica t e d t ha t h alf o f t he g r a be n fra ct u r e co nt r o l l e d b y t he s t e e p e r f a u l t l e d t O ba s i n r e v e rsi ng du ri ng la t e r al comp r e s s io nI t pr o v id e s a r e a s on a bl e e x p l ana t io n f o r t e ct o n ic e v ol u ti on o f S h iwu f a u l t e d de pr e s s io n s t r uct u r e in S o ng l ia o ba s i n ， tha t is the no r ma l fau l t s f or me d d uri n g d e pr e s s ion mo ve me nt wa s co mp r e s s e d i n l a t e r s tag e r e ve rsi ng ，which r e s ult e d in o ccur - r e n ce ch a ng e an d d e ve l o pe d in t o r e v e r s e f a u l t wit hi n s e dime n tar y co v e r in de pr e s s io n ph a s e Ke y wor d s ：So n glia o ba s in；S hi wu f a ult e d d e p r e s s ion S t l UC t ur e ；p h ys ical s i m u l a ti o n；r e ve r s e s t ruct u r e s 前人采 用物理模 拟实验 方法研究 盆地半 地堑 的 反转构造演化过程， 取得了较好的效果 卜 。在地震 剖 面解释过 程 中 ，常常 出现 高角度 正断层 的反转构 造 在早期伸 展过程 中形成 的高角度 正断层 ， 能否在 晚期挤 压反转过程 中沿断层 面形成 逆断层 ，有待 于 深 入研究 。 本次模拟实验通过改变边界断层的形状，模拟 早期盆地以伸展为主的同沉积构造和晚期盆地遭受 挤 压发生 的构造 反转 ， 模拟 十屋盆 地断 陷期 、 坳 陷期 的沉积作用和反转期嫩江末期的构造反转 ，特别对 断陷期形成的正断层的反转构造进行了细致的观察 与比较 ， 取得了新的认识 ， 为十屋断陷盆地油气勘探 提供 参考 资料 。 1 地质背景 十屋断陷位于松辽盆地南部的东南隆起区， 是 一 个断 、 坳叠置的含油气盆地。 桑树台断裂为十屋盆 地断陷层的西边界，东边界为下白垩统登娄库组的 收稿 日期 ： 2 0 0 8 - 0 7 1 6 ； 修订 日期 ： 2 0 0 8 1 2 0 8 科技项 目： 中国石 油化工股份有 限公司项 目 松辽盆地南部断 陷层构造沉积特征研究 ( 编号 ： DB KT 2 0 0 6 一 Y J 一 0 2 2 ) 资助 作者简 介： 解国爱( 1 9 6 5 一) ， 男 ， 博士， 副教授 ， 从事构造地质学、 构造物理模拟等教学与研究 。E ma i l ：n j u x ie n j u e d u cn 第 2 8卷 第 4 期 解 国爱等 ： 松辽盆地南缘 十屋断 陷构造物理模拟研究4 2 1 尖灭线 ，断陷层逐渐向东超覆 ，形成典型的箕状盆 地 根据十屋断陷层的顶面即登娄库组的顶面形态 和 盆地基 底形 态 ，将 十屋 断陷 盆地划 分 为 5个 一 级 构 造 单 元 ，即后 五 家 户 一四五 家 子 复 式 背 斜 带 、 十 屋一 孤家子深凹带 、 小宽枢纽带 、 大榆树一 大城子断 坡带和东河一 万发缓坡区( 图 1 ) 。 十屋断陷早 白垩世火石岭一登娄库期断陷盆地 呈西断东超的箕状 ，早白垩世晚期一晚 白垩世早期 泉头一嫩江期与松辽盆地主体连成一片，成为统一 的坳 陷盆 地 。盆地 内发 育两 大套 地层 ， 即 断陷层 ( 包 括火石岭组 、 沙河子组 、 营城组和登娄库组 ) 和坳 陷 层 ( 包 括 泉头 组 、 青 山 口组 、 姚 家 组 和 嫩江 组 ) ， 总厚 3 0 0 0 1 0 0 0 0 m 。 断陷层火石岭组为火山岩夹湖沼相沉积 ；沙河 子 组一 营城 组一 登娄 库组 从沉 积相 、岩 性组合 特 征 来看 ， 是由深一半深湖相的暗色泥岩夹砂岩层 ， 向上 竺 双 0 180km 十屋 43 4O 线 图 1十屋 断陷层构造区划图 Fig 1 Te c t on ic r e g io na l iz a t io n o f S hiwu f a u l t e d de pr e s s ion I一后五家户一四五家子复式背斜带 ； I I 一十屋一 孤家子深凹带 ； 一小宽枢纽带 一大榆树一 大城子断坡带 ； V一东河一 万发缓坡区 4 2 2 地 质 通 报 G E O L O G I C A L B U L L E T I N O F C H I N A 2 0 0 9年 逐渐递变为浅湖、湖沼和河漫等相的杂色砂泥岩和 砂砾岩层组成的一个大的反向沉积旋 回；泉头组一 嫩江组全区分布，泉头组为以河流相为主体的冲积 平原沉积 即以不同类型的河流一浅水湖泊相沉积 为特征； 青山口组一嫩江组为湖泊相一河流相沉积 ， 岩性以具盖层特征的泥质岩为主。各地层岩性及沉 积特 征描述见 表 1 。 2 实验模型设计 十屋断陷为典型的箕状断陷盆地。盆地西界 为桑树 台断层 ， 该断层切割断陷层所有 的地层 ， 断 层下端倾角变缓进入变质基底 。桑树 台断裂在 地 震剖面上 的反映是较宽的区域 。对其解释出现铲 型和直线型 2种断层形态 。因而， 在模型固定端设 计 2种形状的断层边界 ，采取单侧水平伸展和挤 压受力方式 。 实验采用长X 宽 高为 5 3 c mX 4 0 c mX 4 0 c m 的 砂箱实验装置，在固定端内侧埋设一高 2 0 c m 的直 角梯形橡胶块 ， 橡胶块的斜边为弧线和直线， 模拟 2 种形状的边界断层 ，分别是铲型正断层和直线型正 断层 ( 图 2 ) 。在 底板和梯 形斜边 上垫 上一层 1 mr n厚 的塑料薄膜 。 薄膜右端在拉伸阶段与活动挡板连接 。 挤压阶段与底板连接 ，薄膜强度要求承受上覆材料 的重量， 拉伸时薄膜不发生变形。 表 1 十 屋 断 陷地 层简 表 T a b l e 1 S t r a t ig r a p h y o f S h iwu f a u l t e d d e p r e s s io n 构造演 系 统 组 厚度 m 岩 性 简 述 化阶段 第 p 习 系 Q O 1 3 0 黄土、灰黄色暗灰色粘土 、杂色砂砾层 上部 ：灰绿 、暗灰色粘土层与灰白色砂岩、砂砾岩 古 近 系 E 0 2 8O 下部 ：灰绿色泥岩 、粉砂岩、砂岩、砂砾岩 明水组 上部 ：灰、灰绿、灰紫色泥岩、粉砂岩，夹棕红色薄层泥岩 反转阶段 0 5 00 K2 m 下部：灰绿、棕红、灰紫色泥岩为主，夹粉砂岩 四方 台 灰绿、灰黑色及少量棕红色泥岩、灰色粉砂岩、细砂岩 、泥 0 4 20 组 K 砾岩 。上部有 2 层黑色泥质岩 ，为区域标志层 上 ， ， 、 V 。 ， ， 、 ， 、 ， 、 ， ， 、 ， ， ， 、 、 一 、 、 、 、 统 嫩江组 上部 ：浅灰、灰绿色泥岩夹泥质粉砂岩 。中部 ：灰色泥岩夹 K， n 深灰色页岩 。下部：灰色和灰 白色粉、细砂岩夹灰绿色泥岩 K2 姚家组 1 0 0 上部：棕红色泥岩与粉、细砂岩互层 K 2 y 1 5 0 0 下部：棕红色泥岩夹粉砂岩 坳陷阶段 青山口 上部：棕红色泥岩夹灰色和灰绿色粉、细砂岩 白 组 K2 下部：棕红色泥岩与灰白色粉细砂岩不等厚互层 垩 泉头组 5 0 0 上部：棕红色泥岩与灰白色砂岩互层 系 Kl q l 8 0 0 下部：棕红色泥岩与灰白色砂岩、含砾砂岩不等厚互层 K 一 、 、 ， 、 ， 、 v ， V、 、 ， 、 V V 、 、 登娄库 1 0 0 上部：褐黑色泥岩与灰白色砂岩互层 组 Kl d 1 5 0 0 下部：褐黑、灰黑色泥岩与灰 白色砂岩、含砾砂岩互层 、 ， 、 一 、 、 、 v v v， 、 、 、 、V 、 下 上部：灰黑色泥岩夹灰 白色中、细砂岩 统 营城组 2 0 O 中部 ：灰黑色泥岩与灰白色细、中含砾砂岩互层 K 1 2 00 K1 下部：灰黑色泥岩与灰白色粉 、细砂岩互层 断陷阶段 沙河子 6 O O 上部：灰黑色泥岩与灰黄色粉细砂岩互层 。下部：深灰、 组 Kl 1 4 0 0 灰黑色泥岩与灰 白色粉、细砂岩互层，底部夹泥页岩、煤线 、 、 、 ， 、 ， ， 、， v 、， 、V 、 、 ， 、 、 V 、 ， 火石岭 2 O 0 安 山岩 、安山质凝灰岩，局部夹杂色砂砾岩、煤线 组 K lh 1 5 00 v ， ， ， ， 、 八， 、 、 八 、 一 、 A 、 A 、 八 ， 、 、 八 古生界 变质岩基底 热隆阶段 注 ： 据 中国石化内部报告 松辽盆地南部断陷层构造沉积特征研究 ， 2 0 0 8 第 2 8 卷 第 4期 解 国爱 等： 松辽盆地 南缘 十屋断陷构造物理模拟研究 I 固 睾 端 、 涪 莉 r 、 咱固 ，阖定端 ( B ， 活动谶 r 、 J 一 咽 g 是 1 图 2 两种形状 的边界断层模 型剖面设置图 F i g2 S e c t i o n s e t t i ng f or t WO k i nd s ha pe s of bo u nd a r y f a u lt mo de l A铲型边界断层 ： B 直线型边界断层 实验 材料 为 粒 径 2 0 0 4 0 0 m 之 间 的松 散石 英 砂 。 石 英砂 的变 形遵 循 莫 尔一 库 仑 破坏 准 则 破裂 内 摩擦角 2 5 - 3 0 ， 非常接近地壳浅部沉积岩层的脆性 变形行为同 。用染色的红色石英砂作为分层标志 ， 以 便对 变形 构造 进行 观察 ，染 色石 英砂 的力 学性 质一 般保 持不 变 。 实验采 取单侧 伸展后 挤压 ，速度 均 为 0 0 0 5 mm s 。 实验过程采用数码相机定时间隔拍摄。每个 模型经 2 次实验 ， 以证实实验结果的可重复性。 实验 在南京大学构造物理实验室进行。 3 实验过程观测 3 1 铲 型 边界模 型 3 1 1 水 平伸展 变形 将底板上的薄膜与右侧活动端连接，进行伸展 和同沉积 。 实验过程如下。 在 模 型底 面均 匀 地 铺 设 1 0mm 厚 的 白色 石 英 砂 顶面用红色石英砂作为标志层 ， 代表 十屋 断陷 的基底 ( 图3 一 ) 。右侧活动推板向右水平运动2 0 mm， 在基底 顶 面形成 断 层 F ， 与主 边 界 断层 倾 向 一 致( 图3 一 ) 。继续伸展 2 0 I T l l T I ， 同时在模型顶面铺 设 白色石英砂 ， 代表火石岭组沉积地层 ， 保持顶面水 平 。 在模 型顶 面相继 形成 F 、 F ， 、 F 三条 断层 ， 其 中 F 和 F 。 倾 向活动端 ，即与主边界断层倾 向一致 ， F 和 F 4 倾 向 固定 端 ，即 与主 边 界 断层 倾 向 相反 ， 2组倾 向相反的断裂组合构成地堑样式( 图 3 一 ) 。再伸 展2 0 mm， 沉积沙河子组。 靠近地堑中部 的 2条断层 F ， 和 F ： 向上继续活动， 远离地堑中部的 2条断层 F 和F 停止活动( 图 3 一 ) 。 再伸展 3 0 l n l T l， 沉积营城 组 。F 和 F 继续 向上 活动 ， 在 地堑 中部 增加 了倾 向 活动端的 F 和 F 断层( 图 3 一 ) 。 继续伸展 3 0 1 1 1 1 “1 ， 沉积登 娄库组 ， 新增加 断层 3条 ， 其 中 F 和 F 。 断 层倾向活动端 ， F 断层倾 向固定端 ， 并切割 F 断层 ( 图 3 一 ) 。上述所有正断层倾角都较陡，在 6 0 7 0 o 之间和安德森模式 中正断层倾角较陡的理论 一 致 。 3 1 2水 平 收 缩 变 形 将薄膜与活动端脱离， 与底板连接 ， 进行盆地挤 压反转过程 。 在登娄库组顶面沉积 1 5 IT I 1 T I 厚的石英 砂 ， 代表坳 陷期( 泉头组一嫩江组) 沉积 ， 右侧挤压缩 短 6 0 1 T l n l。形成 F 】 F 1 9 逆 断层 ， 倾 角在 2 5 - 4 0 o 之 间 ， 其 中F 。 切断 基底 至顶 面 ， F 和 F ： 出现 在断 陷 期 的 地层 中， F 3 F 。 发育于浅部坳陷期的地层中， 向下仅 切断登娄库组的顶面。断陷期形成的靠近活动端的 正断层 向下倾角逐渐变陡 ， 接近直立 断面朝活动端 弯曲凸出， 为右侧挤压造成的。 边界断层上盘内所有 的正断层在构造反转期几乎没有沿断层面形成逆断 层 ( 图 3 一 ) 。 4 24地质通报G E OLO GIC A LB U L L E T IN O FCH INA 0 图3铲型边 界模型演化过 程 F i g 3Evolutionofshovelshapebou nd ar yf aultmodel 左 图为 实验 系列照片，右 图为照 片中模型解 释 图，照片 中的箭 头代表 伸展或 缩短方 向 ，百分比数值代表总伸展率 313铲 型边界模 型正断层的演化 该模型共发育9条正断层，对不同伸展或收缩 阶段的正断层 进行断距和倾角测 量，测量的断距为 切割最底层顶面的断距，测量的倾角为断层中下部 断层的倾 角，取得 的数据见表2。 根据表2的数据作出铲形 边 界模型伸展 量 一 断 距关系 图(图4 ) 和 铲形边 界模型伸展量 一 断层倾 角 关 系图(图5)。 图4表明，水平伸展阶段，随着伸展量的逐渐加 大每条正断层的断距都在加大， 而在水平收缩 阶 第 2 8卷 第 4期 解 围爱等 ： 松辽盆地南缘 十屋断 陷构造物理模拟研究 4 2 5 g 量 L 亡j o 伸 展 ram 图 4 铲 型边界模型伸展量一 断距关系图 Fi g4 R e l a t i o n d i a g r a m b e t w e e n e xt e ns i o n a moun t a nd t hr o w of s h ov e l s ha pe bou nd a r y f a u k mo de l 伸 展 黾 mm 图 5 铲型边界模型伸展量一 断层倾 角关 系图 Fi g 5 R e l a t i o n d i a g r a m be t we e n e xt e ns i o n a mou nt a nd dip a ng l e of s h ov e l s h a p e bo un da r y f a u l t mod e l 地质通报GEO L O GICALBU L L E T INOFCHINA O 图6直线型边 界模型演化过程 F i g 6Ev olutionoflinear shapebound ar yf au ltmodel 左图为实验 系列照片，右图 为 照片 中模型解 释 图，照 片中的箭头代表伸展或缩短方向 ，百分比数值代 表总伸展率 几乎所有断层 的断距都没有减小，说 明这些正断 没有反转形成逆断层。从图5中可见，水平伸展阶 ，随着伸展 量的加大，各正断层的倾 角先 加 大 ，然 减小，而在水平收缩 阶段，倾 角几乎都在加 大 ，表 这些正断层在挤压过程 中倾 角逐渐变陡。 32直线 型 边界模型 321水平伸展变形 将底板上的薄膜与右侧活动端连接， 进行伸展 和同沉积，实验过 程如下。 在模型底面均匀地铺设10m m厚的白色石英砂 ， ? 第 2 8卷 第 4期 解 国爱等 ： 松辽盆地南缘十屋断陷构造物理模拟研究 4 2 7 表 2 铲 型边界模型 中的伸展量与正 断层的断距、 倾角 T a b l e 2 Ex t e n s i o n a mo u n t , t h r o w a n d d i p an g l e o f no r m a l f au l t s i n s ho ve l s hap e boun dar y f a ul t m o de l 代表十屋断陷的基底 ( 图 6 一 ) 。向右侧伸展2 0 r m ， 在基底顶面形成断层 F 和 F ， 构成地堑( 图6 一 ) 。 继续伸展 2 0 mm， 同时在模型顶面铺设白色石英砂， 代表火石岭组沉积地层 ， 保持顶面水平 。F 和F 。 继 4 2 8 地质 通 报 G E O L O G 1 C A L BU L L E T I N O F C H I N A 2 0 0 9年 续向上活动 ， 增加 F 。 断层 ， 倾向活动端( 网6 一 ) 。 再 伸展 2 0 mm， 沉 积沙 河 子组 ， 地 堑 中部 形成 断层 F ， 倾向活动端 ， F 和 F 向上继续活动， F 停止活动( 图 6 一 ) 。再伸展 3 0 m m， 沉积营城组， 新增加 F 和 F 断层 ， 倾 向相反 ， F 和 F 继续 向上 活动 ， F 和F 。 停 止 活动( 图 6 一 ) 。 继续伸展 3 0 I I I 1T I ， 沉积登娄库组 ， 没 有新增断层( 图 6 一 ) 。 g g U 3 2 2 水 平 收 缩 变 形 将 薄膜 与活动端脱 离 ， 与底 板连接 ， 进行盆地挤 压反转过程。 在登娄库组顶面沉积 1 5 1T I1 T I 厚的石英 砂 ， 代表坳陷期( 泉头组一嫩江组) 沉积 ， 右侧挤压缩 短 6 0 1 1 1 1 1 1 。 形成 F F 逆 断层 ， 其 中 F 向下切 断断陷 期的地层 ， F 和 F 发育在浅部坳陷期的地层 中， 向 下仅切断登娄库组的顶面。断陷期形成的 F - F 正 图 7直线型边界模型伸展量一断距关系图 F i g 7 Re l a t i o n d i a g r a m be t we e n e xt e n s i on a mou nt a n d t h r ow of l i ne a r s ha p e bo u nd a ry f a ul t mod e l 图 8 直线型边界模型伸展量一 断层倾角关系图 Fi g 8 Re l a t i on d i a g r a m be ve e n e xt e ns i on a mo un t a nd d i p a ng l e o f l i n e a r s ha pe bou nd a r y f a u l t mo de l 第28卷第4期 解国爱等：松辽盆地南缘十屋断陷构造物理模拟研究 429 断层倾角变陡、断面弯曲，没有 沿断层面形成逆断层 (图6 一 (7 )。 323直线型边界模型正断层的演化 该模型共发育6条正断层，对不同阶段每条正 断层的断距 和倾角进行测量，取得数据见表3。根据 表3的数据作出直线型边界模型伸展量 一 断距关系 图(图7)和直线型边 界模型伸展 量 一 断层倾 角关系 图(图8)。 图7和图8表 明，直线型边界模型发育的正断 层 和铲型边界条件模型类似，各正断层的断距在水 平伸展阶段 不断加大，在水平 收缩阶段断距 没有发 生减小说明正断层在挤压过程中没有反转形成逆 断层。各正断层的倾角在水平收缩 阶段 不断加大，正 断层的倾角在挤压过程中逐渐变陡。 将2种边界类型的模型进行对比，直线型边界 模型形成的断层数量较少，构造样式相对简单 一 些 。 而铲型边 界模型上盘盆地内形成的构造样式相对复 杂。即边界断层的形状决定断陷盆地内构造样式 的 变化，与前人的研究结果 一 致用。 4实验结果与实际地质模型 比较分析 十屋断陷从 断陷期开始充填至今共经历 了多次 构造运动，但是对盆地 沉积改造作用较大的构造运 动只有3次：晚侏罗世末期发生的火石岭运动，以 强烈伸展为特征，形成了以桑树台断裂为控盆断裂 的十屋断陷；早白垩世晚期发生的登娄库末期构 造运动以挤压抬升为主。断陷沉 积结束，早期沉 积地 层改造强烈，褶皱、断裂发育，而后十屋断 陷与松辽 盆地南部 大部 分地区进入统 一 的坳 陷盆地 沉 积阶 段；晚白垩世 出现的嫩江末期构造运动，使得坳 陷 盆地沉 积结束，受到挤压褶皱抬升。盆地大部分地区 遭受剥蚀，广泛发育背斜、反转构造等 【 8 _173 。 将上述模 拟实验结果与十屋断 陷Nw sE向 剖面(图9)、S N 650地震剖面解释 图(图10)进行比较， 无论 是 盆地的整体形态 (西断东超 的箕状 盆地)，还 是盆地内部的构造样式(如地堑、正断层等)都非常 图9十屋断陷剖面(据何生等，1995，有修改，剖面位置见图1，地层代号注释同表1) F i g 9S ec tionofShiw ufaulteddepres sionstru cture 图10十屋断陷S N650地震剖面解 释(剖面位置见 图1，地层代号注 释同表1) Fi g 10Seismicprof ileinterpretationforSN650ofS hiw ufaulteddepres sionstr u cture l 234 曹般驰癸 她 质 通 报 G E O L O G 1 C A L B U L L E T I N O F C H I N A 2 0 0 9年 相似 。 尤其是铲型模型相似程度更大。 5 讨论与结论 十屋 断陷在嫩 江末期运 动形成 的构造反转 已形 成共识 ， 并对油气勘探具有重要的指导意义 。 在对反 转构造分析 的过程 中 张青林等 将十屋断陷正反 转构造分为五大类 。 其中第一类为复活型反转构造 ， 即反 转 过程 中形成 的逆 断层 是早 期 正 断层 的复 活 ， 早期正断层的断面被逆断层全部利用 。龙胜祥等同 认为十屋断陷反转构造是在 Nws E向挤压作用 下 。 先存的正断层发生逆转 ， 形成的“ 下正上逆型” 或 “ 上下皆逆型” 反转构造。 从模拟实验可以看出， 断陷 期 盆地 内形成 的正断层 ，在挤 压反转 过程 中没有形 成逆转 ， 只是断面倾角变陡或弯曲。 这是因为在拉伸 应力作用下 。根据安德森模式形成的正断层倾角一 般较大，而在水平挤压应力作用下形成低角度的逆 断层 ，所以在反转挤压过程中很难沿着断陷期形成 的高角度的正断层面发生逆转。边界断层可能会发 生逆转形成逆断层， 因为下盘坚硬不易变形 同时边 界断层 深部倾角 变缓 ， 上 盘受到挤 压后 ， 容 易沿边 界 断层发生逆向滑动， 产生正反转构造。 模拟实验结果 将帮助解释十屋断陷盆地地震剖面的反转构造 ， 对 十屋盆地 内高角度正断层的反转解释要慎重。 十屋盆地西边界发育桑树台铲形断层 ，断层倾 角在浅部 较陡 。 深部 较缓 。 桑 树 台边 界断层 控制 十屋 盆地 的基 本构造形态 ，断 陷期伸展 形成 2 组 倾 向相 反 的正断层 ， 构成地堑 构造样 式 ， 形成 西断 东超 的同 沉积构造和生长地层。 模拟实验表明， 十屋盆地坳陷 期构造 反转形 成 的逆断 层 主要 发育 在坳 陷层 内 ， 只 有少量逆 断层 向下发 育切断 断陷层 的地层 。断陷期 形 成的正 断层 在后期反 转构造 中受 到挤压 时倾 角变 陡 ，反转期 的缩短量 主要是通 过地层 弯 曲和形 成缓 倾角的逆断层得到平衡的，逆断层几乎不沿着早期 的正 断层形成反 转构造 。 致谢：研究过程中得到南大易派科技有限公 司 吴晓俊总经理、 刘正高级工程师的指导 ， 在此表示诚 挚的感谢。 参 考文献： 【 1 Ko o p ma n A， s p e k s nij d e r A， Ho r s fie l d W T S a n d b o x mo d e l s tud i e s o f i n v e m i o n t e c t o n i c s J T e c t o p h y s i c s ， 1 9 8 7 ， 1 3 7 ： 3 7 9 3 8 8 f 2 B u c h a n a n P G， Mc C l a y K 1 k S a n d b o x e x p e r i me n ts o f i n v e r t e d l i s t r i c a n d p l a n a r f a u l t s y s m s 明 Te c t o p h y s i c s ， 1 9 9 1 ， 1 8 8 ： 9 7 1 1 5 【 3 Mc C l a y K R， s c o t c A D E x p e r i me n t mo d e l s o f b a n n g w a l l d e f o r - ma t i o n i n r a mp fl a t l i s tr i c e x t e n s i o n f a u l t s y s t e ms U T e c t o p h y s i c s ， 1 9 91 ， 1