走滑構造變形特征及其形成圈閉分布

李明剛，吳克強，康洪全，賈懷存，程濤

（中海油研究總院，北京 100027）

引言

走滑構造作用可以形成復雜的構造系統，是構造地質學研究的一個重要的前沿課題。自從扭動斷層概念提出以來，走滑構造的研究取得了長足的進展[1-3]。走滑構造作用不僅影響著盆地的形成與演化，在油氣成藏方面也有重要的作用[4-7]。近年的油氣勘探中發現了越來越多的與走滑構造作用相關的油氣圈閉，因而受到廣泛關注。

郯廬斷裂是一條著名的走滑斷裂帶，勘探實踐表明其渤海海域段油氣資源非常豐富，探明儲量占整個渤海油田的70%，目前落實的走滑構造圈閉基本都獲得了油氣發現。但是走滑構造圈閉并不是沿著走滑斷裂帶滿帶分布，而只是在特定的區域存在。因此查明走滑構造圈閉的分布規律，對走滑斷裂帶的油氣勘探具有重要的指導意義。本文試圖在走滑構造變形特征梳理的基礎上，總結走滑構造圈閉的成因與分布模式，指導走滑變形區的油氣勘探。

1 走滑構造的識別標志

走滑構造是地殼或巖石圈在位移矢量近水平的剪切應力作用下產生的構造變形，包括走滑主位移帶及各種由斷層走滑位移引起的伴生構造。具體的走滑構造樣式與走滑斷層的位移方式有關。走滑斷層以兩盤斷塊體相對走滑位移為主要運動特征，按照位移方式一般有張扭、壓扭和平行扭動 3種。一般來講平行扭動形成“真正的”簡單剪切走滑變形，而張扭和壓扭位移方式，由于走滑斷層的位移方向多與斷層線斜交，進而引起斷層兩盤斷塊或走滑斷層上覆地層變形。走滑構造普遍存于盆地構造體系中，并與其他構造樣式共同構成了盆地構造體系。走滑構造是1種重要的含油氣構造樣式，常表現出一些特征性的變形特征[8-9]，為認識走滑構造奠定了有利條件。

1.1 剖面識別標志

（1）花狀構造。花狀構造是鑒定走滑構造最重要的標志。在花狀構造中，主干走滑斷層上緩下陡，淺層近對稱性發散，深層近直立切入盆地基底。花狀構造進一步可以劃分為正花狀構造和負花狀構造。正花狀構造是在壓扭作用下產生的，花心部分斷塊向上位移表現出背斜特征，斷層表現出逆斷層的特征；負花狀構造在張扭作用下產生的，花心部分斷塊向下位移表現出向斜特征，斷層大多具有正斷距。理論上分析，正花狀構造和負花狀構造可以同時出現在同一走滑構造帶的不同構造部位。

（2）絲帶和海豚效應。絲帶和海豚效應是走滑斷層沿著斷層走向不同位置的剖面上表現出的正斷層和逆斷層的特點。絲帶效應是指走滑斷層近直立，但是沿走滑斷層走向斷層傾向有變化，造成不同剖面有正斷層和逆斷層的表現；海豚效應是在走滑斷層斷面傾向一致的情況下，由于斷層走滑位移引起斷層兩盤在不同位置的差異升降，表現出正斷層和逆斷層的特點。

（3）斷層兩側地層厚度不協調。斷層走滑位移會引起斷層兩盤錯動變形，如果同一地層存在厚度的變化，則斷層的走滑位移會導致剖面上斷層兩側地層厚度有顯著的差異。

1.2 平面識別標志

平面上，走滑構造也具有特定的變形特征。而且不同構造層系走滑構造的平面組合樣式差異明顯。深部構造層，走滑斷層主斷面連續分布，切割盆地基底，表現出線狀延伸、帶狀展布的特點。中部構造層，隨著走滑作用的減弱，走滑斷層主斷面逐漸“羽化”，平面上首尾相接，表現出帚狀特征，局部或有雁列特征。淺部構造層，主斷面不發育，大量次級斷裂構成雁列式的帶狀展布。

2 走滑構造樣式及演化

走滑構造樣式隨著走滑斷層位移的漸進發展會發生一定的變化（圖1）。基底走滑斷層發育早期，盆地蓋層常常發育寬緩的雁列褶皺帶來調節斷層的走滑位移，蓋層的雁列褶皺與基底斷塊頂面可以產生滑脫。隨著走滑位移量的增大，盆地蓋層雁列褶皺寬度加大并出現各種次級剪切破裂，斷續的雁列走滑斷層開始發育，這些走滑斷層可能沒有直接與基底中的主干走滑斷層相聯接，但是它們可以在基底走滑斷層帶的漸進變形過程中逐漸勾通，形成連續好、貫通整個盆地蓋層的線型走滑斷層帶[10-12]。晚期，走滑遞進變形使得基底走滑斷層與蓋層走滑斷層連接在一起，蓋層走滑變形帶的寬度又變窄，走滑位移相對集中在貫穿基底與蓋層的主干走滑斷層上。

圖1 走滑構造演化模式

3 走滑構造圈閉的成因與分布

通過以上分析可知，在走滑變形區走滑構造沿著走滑斷層呈帶狀展布，可以通過剖面組合樣式以及平面展布規律等一些標志性特征綜合識別。然而，走滑構造變形引起的相關圈閉并不是沿著走滑構造帶普遍發育。理論分析和勘探實踐證實走滑構造圈閉僅分布在走滑斷層水平位移變換成垂直位移的區帶，具體分布在以下4個位置。

（1）單條走滑斷層的端部。走滑斷層位移沿著斷層走向逐漸減小直至尖滅，這種位移變化的特征在斷層兩盤形成前壓（增壓）后拉（釋壓）的應力狀態，導致兩盤端部呈現出2個壓縮區和2個拉伸區的四象限應變分布特征，產生一些與走滑斷層斜交的張剪性或壓剪性斷裂（圖 2a）。收縮區擠壓隆升，拉伸區伸展沉降，進而發育各種構造圈閉。

圖2 單條走滑斷層位移相關的圈閉分布

（2）單條走滑斷層內彎曲段。走滑斷層彎曲部位是斷層位移受阻或應力釋放的區域，走滑斷層以壓扭或張扭的位移方式形成收斂增壓和離散釋壓區（圖 2b）。在增壓彎曲段水平擠壓分力引起地殼收斂隆升，容易形成背斜類圈閉，規模大；在釋壓彎曲段水平拉伸分力導致地殼拉張沉降，容易形成斷塊類圈閉，圈閉分散。

（3）多條斜列走滑斷層重疊部位。多條走滑斷層有左階和右階2種斜列的組合形式。在斜列走滑斷層的重疊部位，走滑作用誘導的垂直位移疊加，是圈閉發育區。圈閉發育狀況與具體斷裂組合方式及走滑方向有關。右階右旋和左階左旋走滑斷層帶的重疊部位，釋壓疊覆，拉張裂陷沉降，容易形成斷塊類圈閉甚至發展為拉分盆地；右階左旋和左階右旋走滑斷層帶的重疊部位，增壓疊覆，壓扭反轉隆起，容易形成背斜類圈閉（圖3a）。

圖3 多條走滑斷層位移相關的圈閉分布

（4）多條共軛走滑斷層交會區。共軛走滑斷層的交會區是應力集中收斂或發散釋放的區域，在這樣的應力場背景下引起地殼收縮隆起或拉張斷陷，進而形成相關的圈閉類型。如圖3b所示，北東向右旋和北西向左旋走滑斷層的共軛交會區，一、三象限為收斂增壓區，容易形成隆起構造；二、四象限為拉張釋壓區，盆地沉降形成斷塊構造甚至發育凹陷區。渤海的勘探實踐證實了該規律。在北西向張家口—蓬萊左旋斷裂體系和北東走向郯廬右旋斷裂帶的交會處，一、三象限增壓疊覆，壓扭反轉形成正地形的圈閉群，而二、四象限為釋壓拉張區，強烈斷陷是渤海海域主要凹陷的發育區。

總體而言，走滑構造圈閉類型可以劃分為2類，一類與單條走滑斷層相關，另一類與多條走滑斷層相關。受走滑斷層控制，沿著走滑斷層帶狀分布，具體分布在4個位置：單條走滑斷層的端部、單條走滑斷層內彎曲段、多條斜列走滑斷層重疊部位和多條共軛走滑斷層交會區。走滑構造圈閉不同分布位置都存在增壓收縮和釋壓拉張2種應力狀態。其中增壓收縮區多發育背斜—斷背斜類圈閉，圈閉較為整裝單一，面積較大；而釋壓拉張區一般發育斷塊—斷鼻類圈閉，圈閉較為分散，規模相對較小（表1）。渤海的勘探實踐證實增壓區的地質儲量遠大于釋壓區的地質儲量，因此應著重重視增壓區的勘探。

表1 走滑構造圈閉分布規律

4 勘探實例分析

走滑構造圈閉在上述4個走滑斷層水平位移轉變為垂直位移的區帶普遍發育，這一規律的認識，有助于走滑變形區一些構造圈閉的成因解釋與圈閉落實。

錦州25-1油田位于渤海海域遼東灣探區遼西凹陷的北部，是1個億噸級的大型油氣田。該油田6、11井區所在的“凹中隆”成因認識一直存在爭議。眾所周知，NE向郯廬走滑斷裂帶從遼東灣地區穿過，因此油田圍區存在的 NE向基底斷裂應該是郯廬斷裂帶的分支，而具有走滑變形的性質。通過系統刻畫、落實油田圍區的NE向基底走滑斷裂，提出了“凹中隆”合理的解釋方案：處于F1和F2兩條左階右旋走滑斷層的重疊位置，走滑斷層位移引起該區擠壓疊覆，形成反轉隆起構造。走滑斷層控圈的思維同樣適用于海外地區的油氣勘探。由于南美與西非大陸旋轉拉張裂離的作用，桑托斯盆地鹽下斷裂體系晚期與區域伸展應力場斜交，表現出走滑的性質，進而控制了鹽下局部反轉構造圈閉的發育。如L構造存在的3個構造高點都是受左旋走滑斷裂帶控制形成的局部擠壓反轉構造。西部和中部構造受單挑走滑斷層控制，都處于左旋走滑斷層彎曲增壓部位，斷層位移受阻，擠壓收斂形成的反轉背斜、斷背斜構造。東塊構造主要是受2條右階左旋走滑斷層的疊覆增壓位置，地層壓扭形成反轉斷背斜構造。

5 結論與啟示

（1）走滑斷層作用控制相關構造圈閉總體沿著走滑斷層帶水平位移轉換為垂直位移的區段帶狀分布，具體分布在4個位置：單條走滑斷層端部、單條走滑斷層內彎曲段、多條斜列走滑斷層重疊部位和多條共軛走滑斷層交會區。

（2）走滑構造圈閉不同分布位置都存在增壓收縮和釋壓拉張2種應力狀態，發育不同的圈閉類型。

（3）走滑變形區應該樹立“走滑控圈”的思維，堅持尋找、識別大型的走滑斷層，每條新走滑斷層的確認，必定能夠沿著落實的斷裂發現一系列走滑相關圈閉，進而打開新的勘探局面。

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