韧性断层带内的脆性变形

性韧断层以下列塑性变形机制为特征:晶体塑性,物质迁移和晶界滑移。每种机制均可在显微构造特征上加以分辨。脆性变形是由于碎裂作用,以裂隙和碎片为特征。韧性断层带以糜稜岩为标志,而脆性带则以碎裂岩为特征。本文旨在研究韧性断层带内的碎裂作用,按其特性可以分为四种类型:1.软糜稜岩基质中的硬矿物碎屑的碎裂;2.碎裂应变,导致塑性流变机制并继之以糜稜岩的发育;3.广布的初始碎裂,伴随退化变质及塑性流动;4.周期性的碎裂流动和塑性流动。     

沙102井区梧桐沟组油藏地质特征

沙102井区梧桐沟组油藏为一上倾方向受岩性尖灭控制,下倾方向由一正断层断穿的岩性油藏。随着近些年来的滚动勘探开发,对油气的运移方向和运移模式有了新的认识,认为油气是由烃源岩二叠系平地泉组有机质成熟生成后,沿下倾方向的断裂垂直向上进入储集层,而并非由烃源岩平地泉组和储集层梧桐沟组之间的不整合面侧向运移。     

断裂构造中的圈闭及油气运移模式

本文提出了与断裂有关的运移和圈闭模式.模式的基本假设是:断裂既不构成封闭,也不成为通道.因此,断裂对运移和圈闭的影响,取决于断层对接地层的岩石性质及对接断块的构造产状。断裂面剖面图结合构造图,反映了运移和圈闭的三维空间状况,并说明了三种相互影响的关键参数:(1)闭合式,即无断裂背斜、断裂背斜或鼻状构造;(2)横断裂几何形态,即沿断层断距及其变化;(3)地层几何形状,即渗透和非渗透单元厚度及其间距.横断层溢出点决定了圈闭的闭合度和垂向运移的途径.向斜溢出点则限定了垂向运移途径的(?)层高点和测向运移的出口.模式基本假设的有效性和重要性,可以通过具体含油气区内油田特征的对比进行评价。     

挪威西部Sunnfjord Staveneset地区加里东期挤压构造和造山晚期伸展构造

研究区位于挪威西部,是Kvamshesten伸展剥离断层带(KDZ)上盘的一部分。KDZ下盘为含榴辉岩的下地壳岩石,上盘是一套前寒武纪基底-盖层对组合。盖层由志留纪大陆边缘沉积物,一套志留纪仰冲混杂岩和一套晚奥陶世蛇绿岩以及泥盆纪Kvamshesten盆地沉积物组成。盆地沉积岩系与前泥盆纪岩石为不整合沉积接触关系。蛇绿岩仰冲和加里东期Scandian造山运动发育一套绿片岩相条件下的倒向SE的挤压构造。随着造山垮塌的开始,中上地壳形成了伸展剪切带,使挤压剪切带与组构重新活化,继承性组构的运动方向逆转,从上盘向SE运动转为向NW向运动,区域伸展构造叠加在挤压构造之上。Staveneset地区造山垮塌早期阶段的主要构造特征是,不对称向西倾倒褶皱使主期挤压叶理发生反向褶皱作用,和混杂岩带中沿软弱岩层的NW和W向剪切和半韧性断裂。挤压组构与最早伸展组构之间不存在变质间断,然而,伸展构造发育在脆性逐渐增强的条件下。泥盆系沉积在Kvamshesten剥离断层上盘的一套岩石之上,该剥离断层在晚志留世—早泥盆世时就已经历了显著的伸展变形和构造剥露。直到现在,在讨论泥盆系盆地形成的构造控制作用时,大多忽略了西挪威伸展剥离断层上盘伸展变形的作用。     

流体历史分析——远景评价中的一个新概念

流体历史分析是用以研究影响烃类成藏作用中石油运移和盆地水文地质这两个重要因素的.这一分析综合运用了矿物学上的直接观察与测定和数学模拟.成岩矿物中的流体包裹体可直接观测石油的运移时期和测定古温度.为了说明盆地的水文地质,用成岩矿物的同位素组成来测定年龄,并且鉴定古孔隙水的来源.该分析定时的特性与时控的热指标的综合解释为石油生成的数学模拟提供了一详细的岩石热演化史的输入.而烃类流体包裹体可以从观察上对理论预测进行校正.在昆士兰州西南部的Eromanga盆地,区分出了两个石油运移历史不同的地区.在Jackson-Challum地带,石油运移的高峰期与石英的胶结作用在晚白垩世同时进行;而在Tintaburra-Bodalla南部地带,石油的运移发生在石英胶结作用之后,从中白垩世延续至今.Jackson地区石油运移是在孔隙水中~(18)O相当富集时发生的,这种富集表明了地下水缓流过程中成岩作用的变化;而Tintaburra地区石油运移是在现今向下流动的水流系统中进行的,其地下水~(18)O的相对贫瘠表明是大气水来源.在悉尼盆地南部,白垩纪时期的深埋藏与最大热流值促使了Illawarra煤系地层石油的生成与运移,在Scarborough砂岩中这一过程可从流体包裹体中观察到.由于巨大厚度地层被侵蚀,继后岩石的冷却阻止了早第三纪石油的形成.孔隙水中~(18)O同位素的相对贫瘠表明在大气水向下流动过程中发生了早期成岩作用.由于成岩作用是在缓流中进行,因而导致了孔隙水中~(18)O同位素的富集,这一过程至少从距今140百万年持续到了90百万年,即伊利石胶结作用时期.     

古构造在东非裂谷形成和演化中的作用

通过对比东非裂谷与古构造的发育位置发现,各裂谷区段通常位于与岩石圈缝合线相关的前寒武纪地壳韧性前缘陡冲断层之上.地壳深部糜棱带的韧性伸展活化形成拆离断层,产生初始盆地.最初的断裂发生在岩石圈地幔的缝合带之上,地壳和地幔变形之间没有联系.转换断层带是由代表古横向陡冲断层的NW-SE向大型横推剪切带演化而成.而其它一些NE-SW向深部古老构造的活化形成了相当于大型张裂隙的盆地.自渐新世以来,因阿法尔热点引起的岩石圈大陆破裂(组成东非裂谷)自其起点逐渐向南扩展.从几个原始盆地开始的大陆破裂的扩展在时间和空间上是不连续的.这些原始盆地随后相互连接,形成横穿古前缘或横向陡冲断层及表层走滑断层的裂谷主干分支,当被切割的古大断裂与近NW-SE向的区域运动方向平行时,交会带就发育转换断层.     

南里海盆地砂页岩层压实过程中的侧向流体运移

南里海盆地中砂岩和页岩两者均存在着超过静水压力的孔隙流体压力。该盆地的孔隙压力数据说明,砂、页岩之间存在着差别相当大的过剩水压头。资料表明砂岩正作为它的上覆和下伏压实页岩的排泄渠道,且那些流体通过砂岩从盆地内部向北部排泄区做侧向区域性的流动。流体运动的主要驱动力是页岩的压实。本文介绍用一阶数学分析的方法,试图检验砂岩的渗透率是否适合区域流动系统的要求,分析结果表明区域砂岩的渗透率范围1—30md,看来这个范围是合适的。该结果支持了南里海盆地侧向流体流动是区域性的设想。如果盆地内有流体的垂向输导,由于其垂向足够的非渗透性,不能提供区域流动系统的主要通道。砂岩内的侧向流动表明,这种地层层序可划分为若干水压力彼此孤立的水平单元,这一结论对指示油气运移是重要的。     

特立尼达滨岸哥伦布盆地硅质碎屑地层中断层带的封闭性

0 前言在硅质碎屑地层层序中,断层对烃类的封闭作用,无论是勘探新油气田还是正在开发的油田,都是相当重要的。这篇论文对特立尼达滨岸第三系硅质碎屑地层内两个油气田中断层封闭性进行了分析。研究的目的在于:(1)确定形式这类封闭的机制;(2)了解深度、地层特性和断层位移量在评价断层封闭模式中所起的作用,和(3)不同性质流体在断层封闭中的特征。在这篇论文中论述了断层在构成烃类运移和聚集时的横向封闭的能力。这里没有讨论因开发而伴生的短时间封闭。     

断层对油气运移的控制作用

断层的地质构造对油气运移的控制作用的研究,有利于分析油气运移的情况,为了进行更深入的地质研究打下基础。断层与油气运移的关系非常复杂,由于断层的出现,引起油气的初次运移和二次运移,达到油气聚集的条件,形成油气藏,通过有效的技术手段,开发油气藏,取得最佳的经济效益,达到油气田生产的目标。     

有关角砾岩问题的物质和构造研究

内生作用形成的角砾岩一般与构造作用(断层角砾岩、碎裂岩)、岩浆作用(从侵入到次火山的角砾岩、火山角砾岩岩筒)、以及流体爆破作用(爆破角砾岩、同生角砾岩)有关。在世界各地,包括欧洲海西期(例如,法国中央地块,Cornwall,Erzgebr)的火山侵入弧内,淡色岩的,尤其是海西晚期的成矿作用(与花岗岩有关)的一个重要特征,是有构造和流体力学控制的岩浆角砾产出。在中欧海西褶皱带的Saxothurizgiccum,这样的角砾岩一般与Erzgebirdge-Vogtland-Krasny les区(东德/Crechoslovakia)锡矿床有联系。     

石油系统的模式与应用

"石油系统"术语成为油气聚集形成的一种新的观点仅有20年的时间.该概念以地质现象形成的次序为基础,始于油气的生成,然后运移,最后到圈闭.它的事件序列主要取决于沉积盆地的地球动力学,并受控于全球板块构造.因此,主要的石油系统模式能够根据大型盆地类型确定.主要存在三种油气成矿系统,即大陆裂谷型、地台型和造山带型,其中每种类型之间存在一定的差异.裂谷型石油系统提供良好的多层次的油气形成、垂向运移和聚集条件.相反,地台型石油系统有利于形成良好的储集地层,而源岩及长距离的侧向运移通道条件欠佳,因此常形成沥青带;造山带型石油系统有利于在未受构造运动影响的带内形成圈闭,并伴随有较广泛的地表油气显示."石油系统"的概念描述了油气藏的动力学特征和流动层.它对于制定勘探战略具有一定的指导意义.     

流体包裹体在油气地质中的应用

流体包裹体的发展已历经150余年。近年来,流体包裹体在油气地质勘探中起到了不可获取的作用,受到广大油气地质工作者的重视。文章在前人对流体包裹体研究的基础上,简述了流体包裹体的类型和研究手段,重点阐述流体包裹体在油气成藏、运移和储集上的应用。     

亚利桑那州Picaho变质核杂岩中与第三纪糜稜岩化作用和滑脱断裂作用有关的流体运动——以~(18)O/~(16)O同位素为据

在亚利桑那州南部Picaho变质核杂岩内的第三纪地壳滑脱断层的构造剖面上,展示了三个构造层.自下而上分为未遭受变形的花岗岩基底、糜稜岩化层和角砾状、热液蚀变层.底部滑脱断层构成了下层的顶面,并伴有糜稜岩和绿泥石角砾岩;其上为蚀变程度不均的碎裂花岗岩中层,中层的顶部为上滑脱断层,其面上叠加了中新世外来的强烈氧化及钾化的火山岩.在这个过程中,δ~(18)O增加了10‰.,温度下降了400℃.下层未变形的Oracle花岗岩(δ~(18)O≈7.8)保留了似岩浆岩的矿物分馏特征,但在环境温度约为520℃,δ~(18)O_(H2O)≈4‰的水与岩石低比率占主导的情况下,这种分馏在温度下降300℃,以及在水与岩石高比率的条件下,δ~(18)O_(H2O)=3‰±1‰的流体渗入时,绿泥石化角砾岩记录了全岩变化值为+8‰.在强烈氧化和钾交代的上层火山岩温度下降到150℃时,上滑脱断层为一明显的同位素不连续面.下部的两个层和上层的蚀变作用分别与两个不同的流体层有关.在构造剖面上自下而上地记录了温度从高到低、水与岩石的比率从低到高、并以塑性蠕变到脆性破裂的变化规律,以及展示了深部"交换"流体与浅部表层氧化含水层之间的界面.     

S-C糜棱岩的成因和一种新的断层带模式

本文综合介绍了模拟石盐(halite)剪切带的力学习性和变形结构的实验数据,特别是S—C糜棱岩的内部构造及其力学含义。实验研究表明,在大剪切应变条件下(这种条件沿断层或板块边界可能会见到)对于脆性剪切应变与位错滑动状态下的完全韧性流动之间的完整过渡来说,迄今为止,石盐是唯一的矿物,并且剪切带内的变形结构与糜棱岩和碎裂岩的变形结构是相似的。因此,这些实验结果便有助于理解断层岩,尤其是糜棱岩的成因.并建立真实的断层模式. 在脆性域与完全的韧性域(即对压力不敏感的非弹性域)之间,存在着一个宽而明显的“半韧性”域,其变形结构与韧性域中所发育的变形结构几乎完全相同,但其剪切阻力则是由压力决定的,并且在低压部分可能会出现潜在的不稳定断层,在以烘干盐类样品的剪切带实验中,半韧性域和韧性域中的特征性结构是沿最大伸长方向形成的类似于糜棱面理的叶理,在半韧性域中,以均匀分布的透入性叶理的形成为特征的、近乎均匀的剪切变形在临界剪切应变之后转变为非均匀的变形。这种应变局部化导致潜在不稳定断层的运动.应变局部化之后的内部滑动的主要方式是平行于剪切带的边界沿Y型里德尔剪切裂纹发生错动,并与R1型和某些P型里德尔剪切裂纹相结合。这些由集中变形所形成的剪切面与所谓S—C糜棱岩的内部构造十分相似。因此,半韧性域是形成S—C糜棱岩的主要场所,并且至少某些S—C糜棱岩必定是在地震发生的深度上形成的。这一解释与最近的有关假玄武玻璃和糜棱岩交织在一起的报道是一致的.同时表明,重结晶的石盐颗粒(假定它们大多数是变形之后的颗粒)的大小随着剪切应变的增大而不是剪应力的增大而减小,这与颗粒粒度随着应变集中而减小的现象是一致的,应变集中己为世界各地的许多糜棱岩所证实。因此,根据重结晶颗粒来估算流变应力必须非常谨慎,并且可能经常出错. 根据石盐实验对现有断层模式进行了批评性的审查,并且提出了一种新的断层模式,据此将断层带随着深度的增加划分为脆性域、半脆性域、半韧性域和韧性域。在半韧性域断层的剪切阻力最大,地震发生的深度可能向下延伸到半韧性域的上部.这样,半韧性域便成为分析许多S—C糜棱岩的成因,模拟先存断层和板块边界上发生的大地震或特大地震以及对定量评价横过板块边界上力学相互作用有重要意义的区域。     

神木北地区上古生界断裂构造分析及其影响

神木北地区位于鄂尔多斯盆地的东北部,富集油气资源,其在上古生界太原组、山西组和石盒子组上发育小型正断层、逆断层、个别切割能力较强的走滑断层及高角度裂缝,由构造作用产生的断层、裂缝及后期由烃源岩内部异常高压使泥岩破裂所形成的裂缝都影响油气运移和油气田分布。该文利用地震资料、钻井资料、测井资料和成像资料结合人工地震合成记录标定法、野外露头调查法等对地震资料处理、解释和结合野外露头调查法、岩心观察法,镜下薄片鉴定法和成像测井方法等识别裂缝构造、发育类型和发育基本规律,上述方法对神木北地区的油气资源勘探,具有重要的研究意义和具体的应用价值。     

得克萨斯海湾沿岸第三纪生长断层的封闭性

生长断层由发育在上升盘或下降盘上的非封闭性断层面和封闭性剪切带构成。假定剪切带的性质与块体运动中塑性变形的软沉积物性质相同。岩心观察表明,剪切带组构类似瑞德尔剪切,并且随变形程度的增加表现为条纹状、锯齿状、共轭的和新月形的剪切。渗透率和孔隙度变化范围分别为0.1～0.01md和18％～8％。据有限的测试资料,初始压汞毛细管压力为400～550 psia,可形成平均油柱高98 m的圈闭。剪切带具有效封闭性,由于变形使原始沉积物均质化,并导致沉积物内小孔隙均匀分布。相反,断层面为拉伸区,具较高渗透性和低排替压力,使得油气从深处生油层运移到浅部圈闭。因此,生长断层既能在剪切带内形成封闭,又能沿断层面产生渗漏。剪切带可用倾角测井判别。剪切带倾角大小和方向均有变化,而与断层相邻地层的倾角由于正牵引作用显示较均一的模式。     

石油聚集对成岩作用的影响——以北海中部Fulmar砂岩储层为例

在北海中部Fulmar油田,已对Fulmar组(上侏罗统)岩心作了沉积岩相学和石油地球化学的研究.与水饱和带相比,在油饱和带中的石英次生加大和钾长石的钠长石化程度要低.然而,对石英次生加大中流体包裹体的显微测温研究表明,这两个带中具有相似的温度范围(85～126℃),且所测的最大温度与现今储层的温度接近(大约130℃).这就意味着油饱和带中石英的次生加大在油聚集以后还在进行,只是其程度上与水饱和带相比受到了阻碍.因此,可以肯定局部的石英胶结物是通过压溶作用形成的.与水饱和带中钾长石的钠长石化程度相比,油饱和带的程度要小得多(约小50%).因为这一过程涉及到钠的提供和钾的排除,因此,很可能受到石油聚集的限制.根据钠长石化的差异判断,Fulmar储层中石油的聚集很可能是发生在晚第二纪,这一推断与邻接盆地中用生油模拟得到的时间基本上是吻合的.在Fulmar砂岩中,极少或不含高岭石,也找不到长石或碳酸盐大量被淋滤的证据,这很可能是因为部分由浊流和滨外砂沉积物组成的Fulmar砂岩没有暴露于大气的原因所致.从次生孔隙的发育来看,尽管Fulmar砂岩与低熟到成熟的Kimmeridge粘土岩地层相邻,但此生油岩中形成的有机酸和CO_2对其只起很小的作用.     

含油气盆地地下水深成卸载带与沉积成矿

含油气盆地地下水卸载的地区叫做深成卸载带。这些深成的沉积水卸载途中被挤压出的水,其体积非常庞大。卸载通常都带有脉冲间隙特点。业已证明,许多大型和超大型沉积铁、锰矿床都产在含油气盆地地下水深成开放卸载带中。这些地带在成矿学上的差别主要是由地下水向上运移的条件不同造成的。在运移途中没有形成大规模铁矿物(硫化物和碳酸盐)浸染条件时,便在深成卸载带形成沉积铁矿床,并常常伴生没有单独开采价值的锰矿石。在这种情况下,深成卸载带与主要位于含油气盆地边缘部分的深部断裂构造有关。以南乌克兰一些世界规模的大型沉积锰矿床为例表明,在含油气盆地边部存在着延伸很远的平缓单斜坡的情况下,沿其透水层上升的溶液,实际上完全可以释放出铁,结果形成了浸染状的后生铁矿物。在这种情况下,深成卸载的矿石富集带与其在地表出口附近的这些层位的充水侵蚀断面有关。上升溶液在含油气盆地范围内,侧向运移的距离可达几百公里。鲕状铁矿床按其成矿溶液及其中金属的来源的不同分为两类:由含油气盆地的上升地下水形成的深成沉积矿床(西西伯利亚、刻赤—塔曼、咸海沿岸等地的)和传统的表生矿床,即由下降地表水及潜水将风化壳金属再沉积所形成(奥尔斯克—哈里诺沃及马尔基矿床等)。深成沉积鲕状铁矿床的分布面积和金属储量比表生铁矿床的要大几十到几百倍。只要矿石有属于表生类型的证据,就可以证明以往曾发育过红土风化作用。在深入研究矿床的成因模式、找矿和预测准则、寻找与碳氢化合物层的共生关系时,必须考虑到决定含油气盆地地下水深成卸载带形成和分布的各种因素。矿床在这些地带的定位不限于开放式水下卸载和形成沉积铁、锰矿床的情况。     

巴西东北部伯南布哥州的新法曾达和伯南布哥剪切带花岗岩的岩浆侵位、剪切带的成核作用及演化

新法曾达和塞拉达岩基以及托里塔马侵入体在巴西东北博尔博雷马省的东部形成了一个巨大的花岗岩地块。NE—SW走向的新法曾达左旋平移剪切带(FNSZ)切割了3个花岗岩体之间的接触带,3个岩体的内部及靠近它们附近的岩石发生了变形。塞拉达Japeganga的南边是右旋东西向的东伯南布哥剪切带(EPESZ)。新法曾达的塞拉达Japeganga杂岩向上长英质单元组分逐渐增多,杂岩的内部构造反映了岩浆房中垂向上呈展状的原始岩层。局部强烈不协调的接触关系,围岩中普遍缺失与剪切有关的变形,以及在远离FNSZ和EPESZ处侵入体的内部岩浆组构不受剪切带控制,这些特征表明岩浆侵位先于剪切带的活动。但是,岩浆的结晶与剪切带的活动同时,这可以从在靠近剪切带处岩浆叶理发生旋转以及岩浆逐渐过渡到固态变形组构中看出来。在侵入体结晶期间或之后,剪切带控制了后续岩浆囊的上升和侵位,然后在FNSZ和EPESZ中形成了岩脉群。岩脉中的镁铁质岩脉占主导,表明在剪切带的活动期间,剪切带向下延伸到了上地幔。以前的观点认为,断层带控制着侵入体的上升和就位方式。但是,本文报道了一个用于解释花岗岩与走滑断层普遍共生的新观点。博尔博雷马省的几个陆内剪切带的成核作用是由于与先存岩浆房伴生的热异常的结果。不完全结晶的岩浆体造成了地壳流变的明显不均一性,这可能引发了应变局部化和剪切带的成核作用。     

西藏尼玛盆地烃源岩评价

青藏高原蕴含着丰富的油气资源,但勘探与开发程度较为薄弱。尼玛盆地坐落于西藏中部,为叠合在班公湖-怒江缝合带之上的一个新生代陆相盆地,盆地内发育有古近系丁青湖组、牛堡组与新近系康托组等地层。文章通过收集有关尼玛盆地牛堡组烃源岩调查与评价工作的研究资料,对尼玛盆地烃源岩沉积特征和生烃潜力进行初步评价。牛堡组泥岩以及灰岩均有较好的生烃能力。其中牛堡组泥质有机碳含量平均值在0.78%,属较好烃源岩;泥灰岩及灰岩有机碳含量较高平均值为2.35%,属好烃源岩;有机质类型以Ⅰ、Ⅱ1型为主;成熟度均位于成熟-过成熟之间。结核以上数据综合分析,初步可以判断尼玛盆地具有较好的生烃潜力和勘探前景。