同沉积逆断层的发育特点及油气聚集条件分析

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同沉积逆断层的发育特点及油气聚集条件分析

摘要发育在压性、压扭性盆地中的同沉积逆断层上盘地层比下盘地屡相应地耍薄。

上盘可缺失莱些层段或一直未接受沉积，上盘发育的不对称背斜可为伺生、部分同生或后生下盘地层有时呈楔状向断层处加厚。陷内的断屡两埘岩性差异小，盎缘或凹陷边界断层岩性差异明显。断面形态有铲形和平直形，前者主要与逆冲推爱有关，后者主要受基底断块控制，断层活动方式有连续和问歇性活动两种。断层发育阶段分为同生断期、摺装发育期和消亡期。同沉积逆断层具有良好的聚油条件。圈闭形式主要有上盘背斜断层遮挡、浅层落实背斜，基岩潜山及地层尖灭等，并可叠舍连片。聚油方式“新生古储〞为主．并有“古生新储〞；油气主通过接触式或断层运移。

关键词同沉积逆断层活动方式圈闭

1引言

在含油气盆地中普遍发育同沉积构造，它们与油气聚集紧凑相关。其中最重要的是同沉积断层(也称生长断层、同生断层等)，即边沉积边活动的断层。按性质可把同沉积断层分为二类：同沉积正断层和同沉积逆断层。50年代以来，随着石油勘探资料的积累及研究的深入，发现同沉积正断层与盆地演化、沉积相分布及油气富集有直接关系，从而对其特点、类型、发育模式及控油规律等进行了深入研究。

但对同沉积逆断层却知之甚少，迄今为止，国内外还未见有明确的报道。由于世界上所发全部替换现的同沉积断层中，正断层占绝对优势，因此，过去一直把同沉积正断层〞称为“同沉积断层〞。但在我国西北诸盆地特别是柴达木盆地中，广泛存在同沉积逆断层，柴达木盆地最大的油田即受控于与该类断层有关的背斜构造。因此笔者建议，今后不应把“同沉积正断层〞笼统称为“同沉积断层〞，以免引起混淆。

尽管都是同沉积的，但逆断层与正断层有根本区别。吴庆福(1987)在分析准葛尔盆地西北缘冲断带时指出萁同生性，并提出了具有不同活动方式的三个阶段。这里笔者将在阐述压性及压扭性地区同沉积逆断层特点的基础上，对其基本类型，活动特点等方面进行探讨。

2同沉积逆断层的一般特点

由于是边沉积边活动的断层，两盘地层厚度必然有区别。上盘(上升盘)地层比下盘(下降盘)地层相应要薄(图1)，这种厚度差与断层的活动强度，所处沉积环境及物源条件等有关。生长指数(下降盘厚／上升盘厚度)变化范周很大。柴达术盆地内同沉积逆断层的生长指数多在1～2．5之间，断层的垂直地层断距向深部增大(图1-A)。有时上盘会升至侵蚀面之上遭遇剥蚀+剥掉原来已沉积的地层或在下盘沉积时上盘没有接受相应的沉积(图1一B)。水退或水进形成的地层尖灭在上盘常可见到。极端状况下，上盘一直未按受任何沉积，古老的基底岩系出露地表形成山岭(图l—c)。后一种状况要与后期冲断区分开。

盘发育背斜，下盘由于地层向断层处加厚而浮现的“楔状〞形态，是同沉积逆断层的典型形态(图2)，上盘背斜多为不对称，近断层一翼陡，远离断层一翼缓。两翼倾角的差异视变形程度而异，变形越猛烈，差异越大。地层从缓翼向陡翼逐渐减薄(图2．3)。断层发育末期，上盘背斜有顶薄．翼厚现象。大量状况下这只是背斜形成后的古地形所致，说明这种背斜并不象过去曾认为的那样具有同生性(王宁国，1981)，而是后期才发育形成的背斜轴面直立、上下形态基本吻合(图2、3、4)，背斜走向与断层走向基本一致(图4)。在压扭性同沉积逆断层中，上盘背斜可能与断层在平面上有小交角。

虽然没有实际资料证明，但也不能排除上盘背斜长期同沉积发育的可能性(图5a、b)。此时背斜应表现为顶薄翼厚(翼均增厚，否则为单斜)、构造幅度下大上小、岩性顶粗翼细的特点。但当顶部减薄量不大而后期又经过较强纵弯褶皱作用时，背斜顶部塑性岩层(如泥岩)由此加厚的量可以抵消，甚至超过减薄量(图5c第①层)，给人一种该阶段无背斜发育的假象。从基底向上发育的同沉

积逆断层，由于基岩为“块状〞相对强硬层，所以在盖层发生褶皱时，其变形较弱或不变形(图3)

就目前中国西部的资料来看，同沉积逆断层的剖面形态可有二类：一是呈上陡下缓的铲形(图3)，甚至向深部交于一拆离面(图6)；另一是断面较陡平直插入基底(图7)。前者主要是逆冲推覆前锋带在盆地发育过程中不断活动所致。其走向平行于区域构造线。有时可见数条平行排列的逆断层具同生性，它们可是同一叠瓦状断层系(图6)。这类断层往往构成盆地或凹陷的同沉积边界，下盘地层可以具有向断层加厚的“楔状〞形态。上盘往往抬升较高或冲至剥蚀面以上而未接受沉积，下盘近断层处发育近源粗碎屑堆积。但是，在冲断前缘活动缓慢的状况下，两盘岩相不一定有很大差异。

断面较陡，平直插入基底的同沉积逆断层大多发育在盆地内部’受基底断块的控制，往往具有压扭性。它也可以作为凹陷边界，两盘厚度可相差很大(图7)。假使沿走向的水平位移明显，两盘地层不能直接对比，甚至使原本上升的一盘厚度反而增大。这种后期挤压(纵弯裙皱作用)使塑性层④不断层主要受压扭(或派生的局部压扭)太大的厚度差清失，且珥部稍有增厚力作用形成，特别是后期压扭改造猛烈时变形更繁杂。如柴达术盆地发育的类似花状构造的繁杂构造(图7)就是这类同沉积断层经进一步变形而成。

3同沉积逆断层的活动方式

铲形同沉积逆断层主要与盆缘的逆冲断裂带活动有关，其走向也一致，甚至是冲断层的一部分——前锋带(图6)显然，其是在水平挤压应力作用下才能发生。陡直的断层往往是受基底断块控制，是在压扭性应力作用下基底断块上冲而导致断层的发生。无论水平挤压或压扭应力条件下，只有是持续且与盆地内相应地层沉积期一致时，才可能发育同沉积逆断层。中国西部正好具备这一条件。喜山期以来，受印度大陆与欧亚大陆碰撞影响，中国西部处于挤压缩短环境，在一系列山系(如昆仑山、祁连山、天山等)边缘发育逆冲断裂带，一些地区冲断前峰波及盆内而形成同沉积逆断层同时一系列巨型走精断裂带(如阿尔金走滑断裂带)对盆地内构造也有很大影响，发育了包括压扭性同沉积逆断层的一系列相应构造(宋建国，l982)。

同沉积逆断层的活动方式主要有二种，即连续性活动和间歇性活动。

连续性话动是指在一定时间内断层持续活动，下盘地层每一层均比上盘厚且无明显沉积休止，上盘可以是连续沉积(图3、4)也可以有沉积休止，甚至一直未接受沉积(图1-B、c)。间歇性活动是指断层在某一(或某几个)时期不活动，结果会出现的两种状况：一是接受沉积，两盘厚度和岩性无区别或渐过渡(图8)；另一种状况是两盘均无接受沉积，即存在沉积休止(图1一A)。

吴庆福(1987)，在探讨准葛尔盆地西北缘冲断前缘断层同生性活动方式时认为，该类断层活动分三阶段；上盘为主动盘的冲断活动期，下盘为主动盘的潜滑活动期和由差异沉积为主导的向上长入期，并认为这三个阶段组成一个完整构造旋回。这可能适应于某些冲断带做为盆缘断裂的状况。由于屙沉积逆断层下盘增厚．不象同沉积正断层那样圈8两盘无沉积休止的间呈箕状，从目前资料看，大多是从基底向上发育的，所以靠歇性周沉积逆断层沉积增厚导致潜滑下盘主动向下插入较困难，更不可能导致缩短变形(逆断)。笔者认为，按上、下盘活动性可分三种状况：上盘为主动盘，下盘为主动盘及上、下盘均主动

活动，它们均为构造力所致。

在水平挤压力作用下形成的断层，与逆冲断裂带中同向的断层多为上盘主动上冲(图6)；而反向断层(特别是冲断带下盘的反向断层)一般为下盘主动。假使区域应力场发生了变化，主动盘也可变为被动盘。如压扭应力作用形成的同沉积逆断层，往往两盘均活动，或许一盘主动程度更大些。

上盘背斜一般在同沉积逆断层活动后期才出现，显然是在水平压应力作用下，在盖层中发生的变形C同沉积逆断层的发育过程可以概括为三个阶段(图9)：同生冲断期、褶皱发育期和消亡期。

同生冲断期(图9一A)断层从下向上冲断，上盘相对抬升，下盘在下降过程中沉积不断增厚。无论水平挤压或压扭应力环境，只要断层从基底向上冲断，该阶段上盘仅当单斜，盖

层无变形。这是由于上盘基底之上沉积较薄，盖层主要依附于强硬的基底活动而发生不协调变形，假使断层在盖层内发育(盖B层滑脱型)，则地层很易发生褶皱变形。

当盖层较厚时，在挤压力(或压扭力)作用下，盖层发生与基底不协调的变形，这种变形被断层限制在上盘而形成背斜(图9一B)。褶皱作用调理了部分变形，使得断层活动强度比前一阶段减弱，两盘厚度差相对较小。该阶段可能很短，也可能持续一定时间，后一种状况下背斜可能有同沉积特点。

背斜形成后断层多中止活动，上覆地层填平补齐后不再受下面影响(图9一c)之后再一次构造运动也可能使之再活动。一些地区可能仅至第一阶段即终止，盆缘的同生性冲断层大多如此。4积逆断层与油气聚集的关系

同沉积逆断层也具有良好的油气聚集条件。主要表现在以下几个方面：

(1)与生油凹陷紧凑相关。区域性的同沉积逆断层往往构成凹陷边界．断层活动直接影响

着凹陷内沉积的发育。下降盘近断层处往往沉积最厚，是最有利的生油部位(图3)。由于下降盘沉降和沉积速率均较高，能形成较厚的生油岩沉积，快速埋藏又有利用于有机质向烃类转化。从柴达术盆地同沉积逆断层发育区的资料来看，断层中止活动后，沉积凹陷逐渐萎缩，主力生油层在断层同沉积活动期发育。

(2)发育多种类型的圈团(图10)。上盘背斜构造(王宁国称之为“正牵引背斜)无疑是最好的构造圈闭，面积和幅度均较大，特别是该类背斜具同生性，长期发育时能捕获各个时期生成的油气，且背斜顶部储集性变好。由于上盘岩性较粗，基底隆升较高，沉积较薄，落实量较小，下盘及上盘远离断层处岩性较细，沉积厚度大，落实量相对较大，这种差异落实作用会使构造活动中止后沉积的水平地层形成落实背斜(图1O—A一2)

断层封闭型圈闭也是很重要的一种类型，其中包括上盘单斜断块，鼻状构造、卞盘牵引构造(图10B)等。这类圈闭中断层的封闭性是至关重要的。由于断层是同沉积活动的，未固结或未完全固结的沉积物会参与断层带形成封堵；逆断层本身的性质决定其封闭的可能性较正断层要大一些．特别两盘岩性配置较好状况下，断层起封堵作用基岩潜山(图10A)和地层尖灭圈闭(图lOB)也常发育，它们位于上升盘。在上升盘长期隆起遭遇风化淋滤状况下，会使基岩储集性大大改善，特别是基岩为碳酸盐岩时能形成良好的圈闭。由于上盘I直处于相对上升状态，地层可向上超覆尖灭，形成地层尖灭圈闭(图lOB⑥)。另外，断层的活动会使断层附近强硬岩层产生裂缝，从而改善储集性能，特别断层在后期发生压性平移运动状况下更是这样。柴达木盆地的勘探经验已经证明白这点。

(3)油气运移的方式：主要有垂向和侧向运移或二者结合(图10)。据柴达木盆地和准葛尔盆地相应构造油气聚集状况(王宁国，1981、吴庆福，1987)，油气聚集方式以新生古储〞(或

“上生下储〞)为主。又分二种状况，一是下降盘生油层直接与上升盘较老的储集层接触，油气穿过断层在上盘聚集起来}二是上升盘生油层中的油气沿水平方向运移至其下面的储层中。另外，也有古生新储方式．即老地层生成的油气直接或通过断层向上运移，在较新的地