现代构造地质学.docx

反转构造对油气勘探的意义在地质学界人们早就认识了反转构造，但使用“反转”术语来描述一个含油 气盆地的构造反转始于 20 世纪 80 年代初期目前国内外地质学界对反转构造的 概念和适用尺度还有不同的理解一些学者认为，构造的反转是区域地球动力学 环境的转化，是由壳—幔物质的转化而引起的，例如地槽可转化为造山带，陆壳 开裂转化为洋壳，洋壳俯冲碰撞可以转化为陆壳，这就是广义的反转构造但是 一些学者认为，反转构造的定义不应扩展那么广泛，其尺度应限于盆地构造含 油气盆地反转构造即盆地尺度的反转构造，对油气勘探具有重要意义最近几年， 随着构造地质学研究的进步及油气勘探地震技术的改进和认识的提高，以及反转 构造中油气勘探成功率的提高，石油地质学家逐步认识到反转构造是一种重要的 叠加构造样式，它与油气的生成、运移和聚集有着密切的关系因其在油气勘探 中的重要意义，引起了越来越多的石油地质学家的重视许多专家、学者从几何 学、运动学及成因机制等角度对其进行了较深入的研究，获得了不少可喜的成果 本文旨在系统介绍反转构造的研究现状，指出了反转构造研究中存在的问题及今 后的发展方向，以期更好地开展对反转构造的研究，为指导油气勘探，扩大找油 领域服务。

1 反转构造的定义反转构造是由Glennie和Boegner首先引入含油气盆地构造研究的，他们认为构 造反转主要是指原来的构造沉降后来逆转而形成构造隆起Bally也认为构造反 转是盆地、半地堑、地堑系统由于先存正断层伸展变形作用逆转成挤压力，而向 内向外不同程度地旋转Harding则认为构造反转即为构造起伏在极性上的变化 当指一个特殊构造时，则系指从原来的构造低转变为构造高，如果规模大，此种 变形类型可称作“盆地反转构造”Williams等的定义为，正反转构造是在控盆 伸展断层受到挤压作用发生反向运动时产生的，负反转构造则是在先存的缩短构 造体系发生伸展作用产生的Cooper等指出盆地反转可定义为原来有一个断层系 统控制的盆地，后来受挤压或扭压而产生隆起，使盆地充填部分地挤出，原来的 正断层可再活动为逆断层，但也不总是如此王燮培等、Mitra、胡望水等认为 反转构造是指构造变形发生反向变化所产生的与前期构造性质相反的一种叠加 构造，分为正反转构造和负反转构造冯建辉等认为反转构造应是同一断层面上 呈现两期力学性质近于相反的构造指出反转构造不是简单的构造叠加，而是限 于地堑、半地堑盆地范围内并可识别出裂谷期层序或被动充填层序的盆地范围 内。

大多数学者认为反转构造应包括正反转构造和负反转构造2种类型但也有 个别学者持不同意见，如Murphy将反转构造仅限定为大陆裂谷环境早期正断层 上盘的逆向活动所形成的构造综合上述学者的观点，结合油气勘探的实际，反 转构造可以定义为同一地质体在不同地质历史时期，构造作用发生反向变化所产 生的与前期构造性质相反的一种复合构造根据伸展构造和压缩构造叠置顺序， 将在伸展构造之上叠加压缩构造的地质体称为正反转构造，它与油气聚集密切相 关，也最常见，是油气地质研究的重要领域；反之则称为负反转构造通过对反 转构造特征的研究，能了解构造反转的特点、时期，对研究盆地的演化历史及其 特征提供了有力的证据，这对油气勘探具有重要的指导意义81①对彖，光卄断轧 試地中的半地嚨s地轨稲出 热冷却曙帶拥及造宙带中的迎冲体系軒构造地质体 是反转构珞产生的前挺.②构造体制转换，这矍阪转产生的关磁因跖 郎受 构适应力场的先后雲化觀响.对于先布控盆断婪发 生应力体制转换.便徘恬期产牛的构谡与前期性质 扌R反的复合购适.③吋空朮對，早期为拉帐应力场控制的地輩、半地 鉅斯陷赫地箸地质休在晚期乂道哽挤压变莊.珈成 仲觀构逝之上叠加压缩构造的地质体为正向反转， 反之为货向反转*经典正反转构造演化示意图2 反转构造的类型及特征 对反转构造的分类，大多停留在简单的认识上，迄今还没有统一的认识，比如，Hayward等从变形强弱程度上对其进行了分类，Mitra从断层的几何形态和作用机 制上将其划分为断展型和断弯型正反转构造2大类，胡望水依据力学机制把正反 转构造划分为4类，后又依据断层的作用形式将正反转构造化分为2大类、5亚类、14小类。

刘和甫等根据反转期次、叠加顺序特别是断层性质转化及其与褶皱的关 系，将松辽盆地中新生代反转构造划分出3类11种基本样式，陈昭年等依据有无 逆冲断层和反转层序差异，将松辽盆地反转构造划分出2类6种样式这些分类具 有较高的理论研究价值，但它们大多停留在简单的认识上，且局限于对正反转构 造的讨论，很难全面满足对反转构造特征、形成机制、数学模拟、盆地形成、演 化及油气勘探分析研究的需要笔者认为，根据简单、实用的原则，从构造作用 出发，反转构造可以划分为正反转构造、负反转构造和复合型反转构造3大类 正反转构造又可以分为断裂型、褶皱型和混合型3个亚类断裂型又可以细分为 压扭型、挤压倾滑型和走滑诱导型负反转构造目前国内仅在济阳坳陷、塔北隆 起牙哈断裂带、江汉盆地等地区有所发现其中以济阳坳陷内的负反转构造最为 发育，以该地区为例，将负反转构造划分为负反转褶皱和负反转断裂2个亚类， 负反转褶皱又可细分为薄底型和秃底型，负反转断裂又可细分为似正断层型和上 正下逆混合型3 反转构造的识别及研究方法反转构造的识别主要依据其地震反射特征另外，反转构造的几何形态特征， 比如零点、截断断层、背冲断层、挤隆构造、地堑外翻型逆冲断层、边缘除此之 外，反转构造的识别还应注意以下2点：①在反转构造中，必须能够鉴别出与先 存张性断层活动同期的沉积物，这类沉积物可以是同裂谷型沉积物或被动边缘沉 积物。

同张裂期沉积物的存在是鉴别反转构造的最可靠标志之一张裂后沉积物 在反转过程中往往形成一些非对称的背斜，这一形态以往在地震剖面上容易被含 糊地解释为滑塌或底辟作用的产物在地质图上，经过反转的同张裂期沉积地层 内的同一条断层可以在不同部位分别呈现正、逆断层性质②注意区分正反转构 造与逆同生断层逆同生断层是指在断陷盆地中，由于盆地轴部的边沉降、边沉 积，盆地肩部边抬升、边翘起，使已成层半固结的沉积物在重力作用下整体顺坡 边滑动、边沉积、边揉皱、边断裂（逆冲）所形成的构造现象它是一种重力滑动 构造而正反转构造是在挤压为主的地质环境中形成的，其断裂是在早期拉张翘 倾运动中形成的箕状断陷的边界同生基底断裂，在晚期转为挤压形成二次活动的 逆断层其断裂是生根的，这是与逆同生断层（重力滑动构造）的根本区别反转 构造一般需经历这样3个阶段；①拉张阶段（快速沉降、沉积）；②拉张、挤压过 渡阶段（拉张作用逐渐停止，沉积速率相应递减）；③挤压阶段（抬升、剥蚀）这 一过程要求区域应力场发生相应的变化因此，当某一区域在某一地史时期内应 力场出现转变时，有可能产生反转构造反转构造的研究方法有定性和定量2种 在我国油气构造研究中，常常利用上、下构造比较的方法来识别反转构造的发育 程度。

我们可以根据层序的变形特征及接触关系确定反转时间和期次此外，地 层被剥蚀程度在一定意义上反映了盆地构造反转的程度，通过盆地的剥蚀史分 析，可认识盆内构造反转的次序和强度对反转构造开展定量研究是反转构造研 究的最新进展目前，反转构造反转强度定量研究方法有构造高程、生长指数、 反转率、位移—距离曲线、地层分离等通过这些参数的确定，能较系统地研究 反转构造的几何学和运动学特征4 反转构造的成因机制反转构造的成因机制有两方面的含义，一是反转构造的形成机制；二是形成反 转构造的动力学背景反转构造的形成究竟由于什么原因仍是有争论的，这个问 题应根据不同情况具体分析反转构造的形成既受盆地初始张裂沉降时的基底构 造形态的影响，也有赖于区域性的侧向挤压作用虽然有学者强调垂向的均衡抬 升作用的重要性，但全球不少沉积有巨厚深水沉积物的盆地从未遭受过反转，而 且由均衡作用、热力作用形成的抬升与石油地质界使用的反转构造的形成机制 （侧向挤压）有着本质的区别，因此，多数学者反对将这类作用做为反转构造的形 成机制之一模拟实验和野外实例中观察到的有关反转构造的一个共同特征是先 存断层在反转时具有很强的选择性，即一些断层反转，而另一些断层则保持原先 性质。

Sibson将断层的选择性反转归因于下列3个主要因素：①低摩擦系数物质 的存在；②孔隙流体压力的不均匀分布；③先存张性断层的倾角一些具有挤压 分量的走滑断层也形成反转构造，如巴西西北岸外、美国犹他州西北部、巴布亚 新、几内亚等地一般来说，沿一走滑断层（如圣安德烈斯断层）的不同部位可产 生压扭、张扭等活动但整个区域的应力性质并未改变，因此Cooper等曾反对把由 这一类压扭活动抬升归于反转构造但在1993年牛津会议上，大多数代表主张将 压扭作用作为反转构造的形成机制之一Dewey将盆地反转的动力学机制归纳为 以下几种情况：由于板块边界形状及相对运动的改变所引起的板内应力场的变 化；大陆边缘从张裂阶段向遭受洋脊推力作用的转变；地壳与岩石圈厚度之比； 盐底辟、热点等引起的抬升，等等正反转构造是正断层逆转活动，使半地堑、 地堑等构造的同期沉积层序向外凸出的构造例如我国松辽盆地孤店地区，随着 日本海的扩张，松辽盆地受到来自北西—南东向挤压应力的作用，原来拉张应力 作用下形成的正断层转化为逆断层，形成正反转构造负反转构造多是发生在早 期逆冲断裂的基础上，由收缩构造环境转化为伸展裂陷环境，承袭老的压性构造 面发生反向活动形成的。

如二连盆地南部由于早期燕山期挤压应力作用，由南向 北基底产生了一系列逆冲断层，中燕山期应力场发生转化，由收缩环境转变为伸 展环境，在老破裂面的基础上产生反向活动，即由逆冲断层转化为正断层，形成 负反转构造由此可见，区域应力场的转化是形成反转构造的关键，而各类反转 构造的形成，又与断层的逆向活动有关因此，反转构造的形成，断层逆向活动 是必要条件，反转构造的形成实质上就是断层再活动的结果侧向挤压是反转构 造的主要形成机制，压扭断层有可能形成反转构造，但这类反转构造与纯粹由挤 压作用形成的反转构造相比，在规模上要小得多王燮培等认为，走滑断裂的局 部挤压分量是导致构造反转的基本因素，单一水平挤压的解释和实际资料不符 合，提出研究反转构造应在考虑全区整体应力环境的基础上，对每个局部反转构 造的应力场作具体分析英伦三岛周缘的张性沉积盆地在第三纪时遭受强烈反 转与理论模型结果相比，一些盆地缺失近4km厚的张裂后沉积物，显然，用来 自阿尔卑斯的挤压作用难以解释如此巨大的抬升与剥蚀，因为虽然英伦三岛在第 三纪时遭受挤压作用，而且挤压作用由南而北递减，但地层缺失的程度却是自南 向北增大因此即使在与挤压有关的反转构造地区，也有可能存在其他解释。

反 转构造可能有多种作用和机制所形成，应结合地球物理、地球化学等方面的研究， 从多种标志和特征去判断，才能得出比较正确的结论5 反转构造与油气聚集近年来，随着反转构造不断被揭示，构造反转与油气聚集的关系引起了人 们广泛的关注研究表明，构造反转对油气聚集有重要影响，表现在：(1) 正反转构造为油气藏的形成提供了有利的圈闭在发生构造反转之前， 一般都沉积了巨厚的生、储、盖层沉积的富含有机质的烃源岩在快速沉降条件 下即埋即藏，易于成熟生烃烃源岩与裂谷期层序中的砂岩及裂谷期后层序的泥、 页岩构成了完整的生储盖组合构造反转形成的背斜直接反扣在生油凹陷之上， 构造规模一般较大，且无需断层封闭，因而是理想的储油圈闭近邻背斜的断层 因晚期再次活动可成为油气运移的通道因此，反转构造环境的油气生、运、聚、 圈、保等条件是相当优越的，对油气藏的形成十分有利2) 在伸展盆地中往往由于变形微弱缺乏完整的背斜圈闭，而构造反转作用 在一定程度上弥补了这一欠缺，并在伸展盆地中增加了逆冲高断块等新的圈闭类 型3) 反转构造一般面积和幅。