7月2日,学院院长吴智平教授做客学院主办的腾讯会议室“油气地学”云端讲坛第十一讲,为师生作题为“含油气盆地走滑构造及其控藏作用”的学术报告。
从我国近海盆地背景谈走滑构造
渤海盆地、南海北缘、莺歌海盆地等我国的近海盆地存在典型走滑拉分的主要“特色”,都具有明显的“走滑”效应,只不过强弱不同。对渤海盆地、珠江口盆地、乌石凹陷中央隆起带、潍西南凹陷等具体位置的地质构造都可以看出“走滑”的特征。因此走滑构造的研究对于我国的油气盆的发现以及现有的盆地地质研究有着重要的价值,吴智平以我国近海盆地成盆背景为切入点,对走滑及其伴生构造的类型与样式作出详细的剖析。
走滑构造是指岩石圈或地壳在剪应力作用下产生的构造变形。走滑伴生构造指主走滑带内部或附近区域,由于走滑位移引起的各种伴生构造变形。吴智平在对走滑及其伴生构造概念讲解时指出:“同一走滑应力场之下,不同位置的局部应力场差异,应变差异导致了走滑及其伴生构造发育类型与样式的多样性。”走滑及其伴生构造可以从构造单元、应力特征、构造样式、发育位置这四个类型区域划分,吴智平以走滑的发育位置为线索对走滑及其伴生构造进行了梳理。
对于平直走滑带,吴智平表示随着走滑的强度不同构造样式不同,走滑强度由弱到强,形成不同的断裂构造,且在此基础之上,他提出了同沉积走滑断裂,即自下而上走滑强度由强变弱,导致同一断裂不同层系的断裂组合样式的差异;对于弯曲走滑带与走滑叠接带,他指出弯曲与叠接方式的不同,导致同一走滑背景下不仅可以形成走滑构造样式,同时也可产生拉张或挤压构造样式,此外他还解释了与走滑相关的盆地与凸起,或是由挤压、伸展导致的走滑双重构造的形成;马尾状构造是走滑断裂尾端的一种结构,根据其形成的局部力学性质和主断裂位置,可将其分为伸展和挤压叠瓦扇此外,吴智平认为在对走滑伴生构造各种类型的理解时,最应从应力特征上解读走滑过程中增压、释压两部分。
走滑构造中“伸展-走滑”的应力叠加问题
中国近海成盆背景复杂,多元控制,走滑与伸展的复合效应可以解释很多盆地的构造及成因。吴智平表示这一复合效应是在盆地中针对走滑构造应该关注的问题,他对“伸展-走滑”的复合效应中一些关键性问题进行了讲解并通过一系列物理模拟实验结果剖析“伸展-走滑”的应力叠加。
通过对渤海海域新生代盆地等地区考察数据的分析,吴智平指出中国近海盆地成盆动力具有拉张与走滑的复合效应,不同时期、不同方向、不同性质的区域应力的匹配关系控制了盆地结构的时空差异。他表示复合盆地与叠合盆地并不等价。同时,他提出该复合效应中的应力叠加问题。
对于“伸展-走滑”的应力叠加问题,吴智平给出了伸展与走滑应力叠加配比关系的定量表征,并把理论应用在辽东湾坳陷等地区的分析,得出了可靠的结果。针对走滑方向和生长方向为垂直情况,吴智平主要依据“先走滑”与“后走滑”情况下应力叠加的构造物理模拟、不同“伸展-走滑”配比关系的构造物理模拟、斜向拉伸条件下断裂体系发育构造物理模拟这三类实验数据进行应力叠加的分析,得到了不同情况下应力作用的地质特征和相关地质构造的应力成因,提出斜向拉伸构造变形模型,并结合长堤潜山、辽中洼地、东营凹陷与惠明凹陷的地质数据很好验证的验证了理论。吴智平表示通过应力叠加的模拟和验证重新解释了断裂中切割效应等问题,并且应力叠加问题的解析是走滑构造问题研究的重要手段也是地质构造中地震解释的重要理论指导。
走滑构造对油气成藏的控制作用
渤海东部走滑带发现油气占全渤海地质储量73%以上,发现的亿吨级的油田占渤海亿吨级油田的一半以上,发现的5000万吨以上的油田占渤海5000万吨级油田数量的一半以上。渤海海域油气勘探实践表明走滑及其相关构造对油气藏的形成与分布具有重要控制作用,走滑作用所导致的局部增、释压效应是控制油气成藏的关键。对于走滑构造与油气成藏吴智平主要解答了“如何表征走滑所导致的局部增压与释压强度”、“什么是石油地质条件对局部增、释压效应的响应”以及“为什么走滑转换的增、释压效应是控制渤海东部油气成藏的关键作用”的问题。
不同类型的走滑转换构造增压、释压强度的定量表征。吴智平提出了增(释)压强度系数,并表示运用大连片处理三维地震资料可以实现弯曲走滑断裂不同段、不同深度的增、释压强度的立体定量表征。他指出石油地质条件对局部增、释压效应的响应主要在三方面:一是走滑所导致的局部释压区多对应于深洼区,有利于源岩发育;二是走滑所导致的局部增压利于大中型圈闭的形成;三是走滑所导致的局部增、释压影响油气的运聚。对于走滑转换的增、释压效应对渤海东部油气成藏的控制作用吴智平表示“走滑断裂释压段垂向、侧向连通性好,是较好的油源断裂;走滑断裂及其派生断裂的组合样式控制了走滑转换带构造圈闭的发育;增压效应导致孔、渗降低,使得增压段断层具有更强的侧向封堵性,有利于封堵成藏;增压区上盘成藏、多层系成藏、断圈成藏占主导,释压区则有利于下盘成藏、浅部成藏和潜山成藏。”
对于盆地中各种纷繁复杂的构造现象,吴智平表示:“存在即合理。”他强调在盆地研究中应注意走滑与挤压复合作用的复杂性和石油地质条件的响应性,只有这样才能全面认识走滑对成盆的重要性,并对走滑构造与油气成藏等问题与参会的学校师生和校外的专家学者进行热烈地探讨。
吴智平,中国石油大学(华东)地球科学与技术学院教授(博士生导师),长期从事含油气盆地构造研究,作为第一负责人承担并完成了国家油气专项、国家油气战略选区、国家“973”项目专题、国家自然科学基金等各类科研项目80余项,在Gondwana Research、Marine and Petroleum Geology、 Tectonophysics、地质学报、石油学报等国内外主流学术刊物上发表论文138篇,2篇论文入选 “领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖论文”(F5000),多次获得省、部级教学、科研成果奖励;所领导的团队获评中海油总公司优秀外协团队。已在“原型盆地恢复及盆地叠合关系” 、“地层不整合面”等研究领域形成了特色和优势。
(作者:朱坤 张文倩 马哓月)
(编辑:邓宇轩)
