反转构造
反转构造——精选推荐
反转构造与油气摘要构造反转指的是变形作用的反转，如原来的构造低地后期发生了上隆，早期的正断层晚期又以逆断层方式重新活动等。
反转构造由于它独特的地质构造对油气藏的形成极为有利，这里将通过一些反转构造的实例，来阐述这类构造的一般特征与油气聚集的关系。
关键词反转构造油气聚集油气成藏反转构造又称构造反转,系指在不同地质历史时期应力改变造成伸展或压缩构造的垂向叠加。
据伸展和压缩构造叠加顺序,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 ,反之则称为负反转构造【1】。
反转构造研究是盆地分析中的重要组成部分。
它不仅能为确定盆地的特征及演化提供依据,而且直接影响到对油气运移、聚集的评价。
1 反转构造的简单分类及其定义（1）正向反转构造先期构造以正断层为主，在张性引力作用下形成，后期以挤压应力作用为主，上盘沿原断层面逆冲作用形成反转构造。
其特点是上盘的逆冲往往仍保留了较厚的沉积层，形成不谐和的构造沉积关系。
当然，局部也会因剥蚀而不再保留正断层发育时的较厚的沉积厚度。
但新的层序有向上变粗的沉积序列。
（2）负向反转构造指原来的逆断层系列，在张性应力系统下，沿原断层面形成系列逆断层。
其鉴别特征是，原来逆断层上盘的剥蚀层面上部形成了比二盘较厚的沉积层，而且有向上变细的正向序列特点。
（3）正负反转构造的组合典型的张性—压性—张性环境三组合（图 1），由于经历了张性、压性、张性的三期构造作用，其同沉积作用产物，上盘以二个厚层夹一个薄层，而下盘以二个薄层夹一个厚层。
典型的压性—张性—压性环境三组合，由于构造环境从压性—张性—压性的变化，上盘岩性以二簿夹一厚层，而下盘以二厚层夹一薄层为特征。
但对于一个沉积盆地而言，以简单的正向反转转化为负向反构造为主，因为沉积盆地往往以裂陷下凹开始，以盆地的萎缩为结束。
但也有复合型盆地，如胜利油田古生界往往由挤压构造为主，而中生代经历了裂陷发育与萎缩的阶段，是复合性反转构造盆地。
2 反转构造的油气勘探2.1 松辽盆地北部正反转构造与油气聚集2.1.1正反转构造的特征从目前资料看,正反转构造是松辽盆地油气聚集的主要场所,绝大多数油气均储存在反转构造圈闭中。
名词解释
1、转换断层：是一种横切大洋中脊的断层，对大洋中脊的扩张起调节作用。
它不同于常见的平移断层。
转换断层的活动与大洋中脊的扩张同时进行，水平错动只发生在相邻两段洋中脊之间。
2、岩石圈：在固体地球上层，存在着物理性质截然不同的两个圈层。
下面是塑性的软流圈；上面的一层，包括地壳和被称为橄榄岩层的地幔最上部，具有较高的刚性和弹性，叫做岩石圈。
3、软流圈：是上地幔的一部分，地震波速在此处显著降低，也称低速层，一般认为此层的岩石强度较小，塑性较强，有人认为软流圈内岩石存在部分熔融现象。
4、大洋中脊：即大洋的中央山脉，山脉中央为裂谷带，是大洋的扩张中心。
5、板块：地球岩石圈被洋中脊、岛弧海沟系、转换断层等三大构造活动带分割形成的大小不一的不边续的岩石圈块体。
6、板块俯冲：相邻的板块相向运动，一个板块潜没到另一个板块之下。
7、大陆地壳：亦称大陆型地壳，简称陆壳，分布在大陆和被海水覆盖的陆架和陆坡下面，是由上部硅铝层或花岗岩和下部硅镁层或玄武岩组成。
8、大洋地壳：即大洋型地壳，简称洋壳。
洋壳由上部枕状熔岩、变质枕状熔岩和岩墙群以及下部辉长岩和蛇纹岩化的超镁铁质岩组成，即由硅镁质成分组成。
9、被动边缘：即被动大陆边缘，双称大西洋型大陆边缘，其地壳是洋壳到陆壳的过渡，大陆和海洋位于同一刚性岩石圈板块内的过渡带，没有海沟俯冲带，没有强烈地震、火山和造山运动。
它以生成巨厚的浅海相沉积、岩浆活动微弱和地层基本上未遭受变形而与活动大陆边缘形成鲜明对照。
10、主动边缘：即主动大陆边缘，又称活动大陆边缘或太平洋大陆边缘。
洋陆汇聚、大洋板块向毗邻的大陆板块之下俯冲消减形成强烈活动的大陆边缘。
这中大陆边缘有强烈的地震和火山活动。
11、弧后盆地：又称边缘海盆地，板块俯冲带的火山弧后方（陆侧）与大陆之间的深海盆地，一般是由弧后扩张形成的。
12、增生楔：又称增生柱、增生杂岩。
为俯冲的大洋板块从海沟下潜时被上盘板块刮削下来的沉积盖层和洋壳碎片，连同原地深海沟沉积物堆积到海沟的向陆一侧而形成。
反转构造的反转程度及其与油气聚集的关系
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ａ 上 下 皆 正（ 微 反 转 ） 一 轻 ｂ一上 逆 Ｆ正（ 分 反 转 ） 一 上 下 皆 逆（ 部 反 转ｊ 部 ｃ 全
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轻微反转 Ｉ 中等反转 Ｉ 强烈反转 ｄ 向形（ － 上下皆凹） Ｉ 一透镜形（ ｅ 上凸下凹）ｌ ｆ 一背形（ 上下皆凸Ｊ
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油
２０ ０ ６年 ３月
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地
质
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Hale Waihona Puke 收 率 第１ ３卷 第 ２期
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反转构造的反转程度及其与油气 聚集的关 系
刘新月 ， 常波涛 ， 孙连浦 ， 余培湘 ， 李方清
１ 反转构造
反转构造可分为断层型反转构造 、 褶皱型反转 构造和混合型反转构造 Ｊ 。本文主要论述断层型 反转构造和褶皱型反转构造。
１１ 断层 型 反转构 造 ．
褶皱 型反转 构造 类型
图 １ 反转 构造类型及反转程 度
上 下 皆正 断层 型 反 转 盖层 缩 短 变 形微 小 ， 主要
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油
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２０ ０ ６年 ３月
同伸展层序最下部或超过最下部 ， 则形成 了上下皆 逆断层型反转 （ ｌ） 图 ｃ 。轻微反转后 、 全部反转前 的
处于轻微反转程度的上下 皆正断层型反转和向 形褶皱型反转不利于油气聚集 ， 其原因为： ①这两类 反转构造的反转程度 轻微 ， 不利 于构造圈闭形成。 构造圈闭一般形成于反转期 ， 如果反转程度轻微 ， 则 不容易产生断层或褶皱 ， 就不容易形成构造圈闭 ， 或
辽河西部凹陷陈家反转断层构造特征与油气的关系
２ 反转构造特征
反转构造是断层 面上两种力学性质逆转而成 的叠加构造 。反转构造在地震剖面上的特征为：基底波 呈 明显 “ 盆状” ；断层上盘发生反转 ，断面两侧地层厚度差异明显 ， 一般可分为两种类型 ：即正反转构造 和负反转构造 。前者为正断层逆转活动 ，使得半地堑 、地堑等构造 的同期沉积层序 向外凸出。当反转作 用强烈时，可使整个半地堑 、地堑同期沉积层序全部愈出，形成强烈反转构造。后者是逆断层转化为正 断层 ，即先挤压 、后伸展形成半地堑 、地堑。负反转构造多发生在早期逆冲断裂的基础之上 ，由于应力 场的转化 ，断面发生反向活动，形成断陷边界正断层 。其 中正反转构造更利于油气的聚集 。 ３ ． １构造 几何 学分 析 陈家 断层 为研究 区 内主要 断层 。它是 台安 —— 大洼 断 裂 所 派生且 是该 断裂 的重 要组 成部 分 。陈家断 层与 区域 构 造走 向一 致 ，剖 面呈上 陡下 缓 的逆 冲断层 。陈家 断层在 区 内延伸长度超过 ２ ５ ｋ ｍ，断距一般在 １ ０ ０ ～ １ ０ ０ ０ ｍ 。陈家断 层在 中部的位移量最大 ， 因此本文选取研究区域中部的地 震剖面 Ａ Ｂ与剖面 Ｃ Ｄ进行构造分析。（ 图２ 、图 ３ ） 陈家断层为北东走 向， 断面东倾 ，向深部切穿台安一 大洼断层 。断面上部陡 ６ ０ 。 ８ ０ 。 ，下部较缓 ３ ０ 。～ ４ ０ 断层两侧地层厚度差异明显 。陈家断层切穿地层至下 而上依次为 Ａ ｒ 、Ｍ ｚ 、Ｅ ｓ 、Ｅ ２ ｓ 、Ｅ ３ ｄ 、Ｎ 。 ｇ 。陈家断层上 图 ２ 地 震解 释 剖面 Ａ Ｂ 下盘的次级断层较为发育。从 Ａ Ｂ 、 Ｃ Ｄ两张地震剖面的相 对 厚度来 看 ，Ｅ ： Ｓ ” ～Ｅ Ｓ ” 期 间 ，断层 上盘 的厚 度 比其 在 下盘 的厚度较小 ， 说明 Ｅ ｓ ＂至 Ｅ ｓ 冲沉积期间 ，陈家断层 上盘沉积物相对较少 ， 或者因挤压抬升作用而使岩层遭受 剥蚀 。该时段 的陈家断层表现为挤压作用形成的逆 冲断 层 ，其倾角较小 ３ ０ 。～ ４ ０ 。。Ｅ ： ｓ 抻～ Ｅ ｚ ｓ 沉积期间，断 层上盘厚度却 明显大于下盘对应 的地层厚度 ， 说明该时期 内断层上盘沉积物较多 ， 陈家断层表现为拉张作用形成 的 正断层。倾角为 ４ ０ 。～ ６ Ｏ 。 ，比之前 的逆 冲断层较陡。 Ｅ ｚ ｓ ｈ ～Ｎ 倡沉积期间 ，断层上盘厚度相对小于下盘对应的 地层厚度 ， 倾角为 ７ ０ 。～ ８ ０ 。。 说 明该时期 内地层遭受挤 压 、抬升 或者剥 蚀作 用 ，该 时期 内陈 家断层 活 动 陛质 为拉 张作用形成 的正断层 。据以上分析可以得出 ， 陈家断层具 图 ３ 地 震 解 释 剖 面 ＣＤ 有 多期 反转 的性 质 。 ３ ． ２ 构造 运动学 模 拟 构造变形 的运动学数值模拟是指在断层的几何形态已知的情况下， 按照对应构造几何模 型编制 的计 算机软件， 计算不 同位移量下上盘地层的几何变形。 如果模拟的构造叠加变形与实际剖面对应的几何形态 致， 说明原始未变形剖面按照相应 的构造几何模型能够达到现今的变形状态，因此其构造解释是合理 的。反之则表明断层的形态勾画或构造模型出现问题， 需根据实际情况进行修改嘲 。 为验证 陈家断层多期反转叠加 的合理 Ｉ 生 并再现其构造变形的运动学过程 ，笔者结合地震剖面 ，利用 计算机模拟技术对陈家断层活动解释方案进行几何变形模拟 （ 图４ ） 。 从模拟的构造变形剖面可以看出 Ｅ ｚ ｓ ＂至 Ｅ ｓ 冲陈家断层活动 ｌ 生 质为早期挤压的逆冲断层（ 图４ ， １ ２ ） 。 Ｅ ｚ ｓ ～ Ｅ ｚ ｓ 期间，陈家断层继续活动 ， 断层上盘沉积物不断增多 ， 其厚度最终明显大于下盘厚度 ， 这恰 好是生长正断层的特征 （ 图４ ，３ － ６ ） 。在 Ｅ ｓ ＂至 Ｅ ｓ ¨ 时期内，陈家断层的力学性质由之前的挤压转为 拉张，表明陈家断层具有正反转构造 的特征 。它是陈家断层 的第一期构造反转。卷入地层为受挤压剥蚀
松辽盆地的反转构造
松辽盆地的反转构造
松辽盆地是我国东北地区的最大油田区，也是我国主要的天然气和石油产区之一。
松辽盆地的构造发展复杂，其主要构造史可以分为前中后三个阶段。
其中，反转构造是松辽盆地最主要的构造类型之一。
反转构造是指一种构造运动，它使原本下降的断层或干涸的沉积盆地开始上升，并形成新的抬升或甚至是隆升地形和地貌。
反转构造在地质学和石油勘探中都有重要的意义，由于反转构造的特殊性质，有可能在其中形成富含天然气和石油的地层。
在松辽盆地的反转构造过程中，前两个阶段主要是在中生代进行的。
而第三个阶段则发生在新生代，由于太平洋板块的俯冲、造山过程以及强烈的构造应力作用等因素，导致了松辽盆地深部产生了前所未有的变化。
松辽盆地的反转构造特点是明显的断层反转，其作用与破碎是分不开的。
在反转构造作用下，断层双侧的地壳板块会垂直方向加强压缩和鞭挞磨损作用，最终形成了厚大包括变形和增厚的重叠断裂带。
而在断层反转的同时，原来的盆地则被突然提高，同样经历着加厚和走向改变等过程。
松辽盆地的反转构造造成了巨大的影响，首先是区域地质结构的改变，地壳板块在与板块交界处聚积形成了新的山脉、丘陵和隆起区。
其次，这种特殊的构造运动也有助于沉积岩石的保存和深埋，形成了大量的天然气和石油资源。
此外，反转构造也会对地下水系统造成影响，使原本在地下水中的物质向上升、
向下降等各种方向运移。
总之，反转构造是松辽盆地最主要的构造类型之一，对地质构造、地貌形成和石油、天然气等资源的形成和分布等都有重要的影响。
虽然反转构造是自然资源的丰富来源之一，但其构造复杂度和地质结构的变化也增加了石油勘探和开采的难度。
松辽盆地反转构造运动学特征
现 代 地 质第10卷 第3期1996年9月GEOSCIENCEJournal of Graduate S chool,Chin a University of Geoscien cesVol.10 No.3 Sept.1996松辽盆地反转构造运动学特征陈昭年 陈发景(能源系 北京 100083)摘 要 松辽盆地是我国东北部一大型的中新生代板内裂谷盆地,嫩江期末至明水期末的构造反转作用是盆地发育的重要阶段。
拉张—挤压构造作用的交替,使构造通过先存正断层逆向再活动和褶皱两种方式实现构造缩短。
本文从定性和定量两方面论述了松辽盆地反转构造形成的运动学特征。
关键词 反转构造 运动学 断层再活动 褶皱 松辽盆地分类号 P5420 引 言反转构造系指由于早先控盆的伸展作用后来转化为挤压作用,伸展盆地中半地堑、地堑系统和热冷却坳陷遭受挤压变形产生压缩构造并叠加在伸展构造之上而形成的构造〔1〕。
反转构造的形成有两个不连续变形幕,即伸展幕和随后的挤压幕〔2〕。
在伸展幕,盆地拉张沉降并沉积裂谷期和坳陷期伸展层序;在随后的挤压幕,先存断层逆向再活动,伸展层序发生挤压变形,形成上逆下正型、冲断层型以及褶皱型反转构造。
通过对这些构造的运动学研究使我们从本质上了解其形成和发展过程。
反转构造运动学的研究包括定性、定量两方面的内容,它们是: 研究挤压前拉张伸展程度和挤压缩短程度; 研究褶皱与断层之间的运动学关系; 确定构造反转运动的期次和时间; 研究构造的升降作用。
1 反转构造的伸展和压缩程度研究反转构造拉张和挤压程度的定量方法有生长指数、构造高程、滑移位移、反转率和地层断距等。
对这些参数进行测定,可定量认识反转构造的运动学特征。
1.1 生长指数生长指数(或生长率)是一个能判定伸展和挤压时间及速率的参数〔3〕,它通过测定断层上、下盘对应地层单元的相对厚度来表征断层的活动程度(图1)。
T horsen1963年关于生长指数的原始定义为:GI=t h/t f其中:t h为上盘伸展层序垂直地层厚度;t f为下盘对应层序垂直厚度。
高等构造地质学(5)-反转构造与走滑断层
J.Letouzey（1990）在研究断层重新活动时指出，某些 正断层由于挤压作用而重新活动，或产生新的断裂，这取 决于它们的方位、滑动摩擦系数和应力状态。例如，在一 个特定地区发育了几个方向不同的前期地堑，在挤压期反 转和抬升的地堑是那些走向大致与最大挤压应力轴近于垂 直的地堑。 J.Letouzey（1990）还认为，在挤压体制中一个半地堑的 反转，如果浅构造部位倾角为60°~80°的前期正断层，深 部断层倾角为45°，在沿垂直于断层走向施加挤压应力作 用时，可以看出倾角45°的正断层深度大致符合断层重新 活动的最佳条件。相比之下，浅部高角度的正断层，则不 容易重新活动。
2、负反转构造：由逆断层转化为正断层，由 隆变凹，这都是负反转构造作用造成的，即先挤 压、后伸展形成的半地堑系、地堑系可称为负反 转构造。 负反转构造多是发生在早期逆冲断裂的基础之 上，由于应力场的转化，由收缩构造环境转化为 伸展裂陷环境，承袭老的压性结构面发生反向活 动，形成断陷阱边界正断层，这是形成负反转构 造的必要条件。
早期断裂系统的重新逆向活动，是产生反转构造的基础，这是毫 无疑问的，也就是说，一旦一个断裂系统贯穿地壳，就会在某些 范围内被后来的变形阶段再次利用。
反转构造样式
1、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。当反转作用 强烈时，可使整个半地堑、地堑同期沉积层序全部愈 出，形成强烈反转构造。根据反转作用的强烈程度， 可以把中国中、新生代沉积盆地的正反转构造分成以 下几种类型： （1）、轻微反转的正反转构造：这类构造的反转程度 低，反转量小，逆断距尚不足以抵消原来的正断距， 反转率基本等于零。地震剖面上仅能见到半地堑的向 外愈出，边界正断层还未见到逆断距。
走滑构造
反转构造的识别与油气成藏
反转构造的识别与油气成藏摘要：反转构造是具有重要油气勘探意义的一种叠加构造样式，与油气的生成、运移、聚集有着密切的关系。
随着反转构造中油气勘探成功率的提高，越来越受到地质学家的高度重视，近十多年来许多地质学家从几何学、运动学等角度对反转构造进行研究，认为不同性质和规模的构造反转，其发育规律、展布形式均不同，并对油气的运移和富集有重要作用。
关键词：反转构造；识别；油气成藏1 概述反转构造又称构造反转或盆地反转，它是指构造变形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叠加构造，包括正构造反转和负构造反转。
“正反转”指由于早先控盆的伸展作用后来转化为挤压作用，伸展盆地中半地堑、地堑系统和热冷却坳陷遭受挤压变形产生压缩构造并叠加在伸展构造之上而形成的构造。
褶皱形态上，下部常为向斜、凹陷，上部为背斜、隆起（曾维特等，2012）。
典型的正反转构造是指正断层系统控制的地堑、半地堑构造受到挤压作用后发生褶皱和逆冲构造变形，这种是先伸展、后挤压的叠加或复合构造。
负反转构是指先存在的挤压构造系统形成一系列褶皱和逆冲断层，后期又受到伸展再活动，形成正断层和半地堑系、地堑系组合，这种先挤压后伸展的叠加和复合构造。
2 反转构造研究方法及思路2.1 反转构造的研究方法反转构造的研究方法有定性和定量两种，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，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。
2.2 反转构造的研究思路反转构造研究是盆地分析中的重要组成部分，其研究思路为：利用地质剖面、地震剖面等，从基本样式及剖面特征、断层及其与褶皱的关系、组合类型、排出特点、平面展布等方面研究反转构造的几何学特征（徐士银等，2006）；其次，运用物理和计算机模型、平横剖面和发展史剖面及反转参数计算等手段研究反转构造的形成演化期和反转强度；从盆地演化、应力场变化等方面探讨反转构造形成的动力学机制；最后，从反转构造与油气运聚时空配置、反转构造圈闭特征、保存条件等方面研究反转构造与油气藏的关系。
松辽盆地的反转构造
松辽盆地的反转构造
松辽盆地是我国最重要的油气勘探区之一，位于东北地区。
在地质上，它是一个非常复杂的盆地体系，拥有复杂的构造形态、沉积特征和油气地质条件。
其中，反转构造是该盆地中非常重要的一种构造类型。
松辽盆地的反转构造主要分布在东北和北部地区，主要是指原本或几乎平静的层序和构造体系，在后期发生了强烈的压缩变形和隆升，形成了类似隆起或山地的构造形态，这就是所谓的反转构造。
反转构造在松辽盆地中的形成主要起源于古近纪之后，晚新生代之前的变质作用和构造作用。
在古近纪末期，受到来自太平洋板块的冲击作用，松辽盆地中的中生代扇三角洲沉积物遭受了巨大的变形和挤压，形成了一系列的褶皱和断裂。
这些地质构造在后期因为地球内部受力状态变化，再次发生了隆升作用，从而形成了反转构造。
另外，尚有一些反转构造是由第三纪地层的隆起和抬升作用形成的。
由于松辽盆地在新生代中很长一段时间内都处于隆起状态，受到地球表面重力的作用，产生了巨大的垂直应力，这些应力不断地影响了地壳上的运动，促使形成了一系列反转构造形态。
虽然反转构造在某些程度上给油气勘探带来了一定的困难，但是这种构造形态也为油气勘探提供了极佳的地质条件。
在反转构造的隆起带、断裂带和褶皱带等地，由于原有的砂岩和灰岩
等多孔性岩石受到挤压和变形，形成了一些局部的连接孔隙和大量的微小孔隙，为油气藏提供了非常良好的地质存储条件和富集条件。
总之，松辽盆地作为我国最重要的油气勘探区之一，其反转构造的地质条件为油气勘探提供了非常好的机会，也为地质学家研究我国东北地区的构造演化和油气地质提供了非常好的案例。
反转构造
收缩构造的反转
沉降构造的反转 隆起构造的反转 左旋走滑构造的 反转 右旋走滑构造的 反转
广义的“反转构造”概念
反转构造变形主要是体现在剖面变形中； 将剖面上在原来向下的沉降位移（包括
水平伸展、水平收缩、水平走滑和垂直 位移引起的构造沉降）基础上叠加了向 上的隆起位移形成的构造变形现象统称 为“正反转构造”，相反的情况称为 “负反转构造”。
反转构造可以只是在局部出现，也可以分
布在整个盆地区，前者可以描述为局部构 造反转，后者则属于盆地反转。有些情况 下，反转构造只沿着某条断层带分布，这 可能是由于走滑作用叠加的结果。 可以将盆地反转定性地描述为轻微反转、 中等反转、强烈反转和全部反转等几个不 同程度的反转级别。
正反转断层的反转率的定义
Ri值介于0～1之间，其值愈小反转程度愈小，
当等于1时，先存正断层全部反转
dh—正断层上盘同生层序沿断面视厚度； dc—零点以上的正断层上盘同生层序沿断面视厚度； de—零点以下的正断层上盘同生层序沿断面视厚度；
裂陷盆地反转机制
导致盆地发生构造反转可能有多种机制，其中热体 制变化和区域构造体制变化可能是主要原因。 Lowell（1995）认为裂陷盆地反转的驱动力主要是 板块构造边界条件变化引起的区域水平挤压作用或 斜压作用。导致高角度正断层反转发生逆断层位移 更有可能是斜压作用引起先存正断层再活动。 Brodie 和 White（1995）强调壳下或板下岩浆作用 对盆地反转的贡献，即从软流圈侵入到莫霍面附近 岩浆引起岩石圈增厚并导致盆地在重力均衡过程中 迅速上升，使盆地反转。
叠加构造与反转构造
下列几种情况不能视为构造反转：
（ 1）两次运动或位移性质相同（例如伸展、收缩、 走滑等）而方向不同的构造变形的叠加；
反转构造及其油气聚集
科技 离向导
◇ 论述◇ 高校
反转构造及其油气聚集
李金锋 庞博文 孙成 才 （ 中国矿业大学资源与地球科学学院 江 苏 徐州 ２ １ １ ） ２ １ ６
【 要】 转构造主要 指伸展 盆地 中地堑、 摘 反 半地堑 系 统遭 受挤压 变形所产 生的压缩构造。 它一般经历拉张断陷、 稳定坳陷及挤 压反转三 个演化段 ， 构造反转形成的各种褶 皱背斜构造直接叠覆在 生油断陷之上 ， 生运储 配置关 系得天鞋厚 ， 有利 于油 气聚集。本文论述 了反转构造的
特征及 】 反转构造 ； 油气聚 集； 含油气盆地 ； 伸展盆地 ； 识别
断裂型和褶皱型正反转构造 只有 在断层逆冲和地层褶 皱这两种 ０前 言 ． 才能出现。 但在实际的构造运动 中， 在 地质学界人们早就认识 了反 转构造 ． 但使用 “ 反转 ” Ｉ ｅ ｉ １ 构造作用任意一种起主导作用 时， ｎ ｒｏ ｖ ｓｎ 术 语来 描述一个含油气盆地 的构造反转始 于 ８ Ｏ年代初期最 近几 年 ． 随着构造地质学研究的进步及地震勘探技术的改进和认识 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 成因机制等方面 ｘ 其进行 了较为深人的研究， 获得 了可喜的成果。反转构造与单一成 因的构造不同 ， 它是两种不 同性质应力在不同时间叠加所产生的一种 复合构造 。盆地反转构造早期 为张应力场控制的地堑 、 半地堑断陷盆 地 ， 于伸展变形幕 ． 处 盆地伸展拉长 ： 晚期为挤压应力场控制的坳陷盆 地 ． 于挤压变形幕 ． 处 盆地挤压缩短 。 由于盆地反转构造 与油气关系密 切 ． 以一直为石油勘探工作者所关注 所 这两种构造 因素往往相互影响 因此很难区分 混合型正反转构造往 往表现出早先断裂的逆冲与明显地层水 平缩 短且 褶 皱不 只局限于断 面附近 ． 该情况下无论消 除断层反转 因素还是褶皱 因素 ， 反转现象仍 然存在。
实验报告
构造物理模拟实验报告——铲式伸展、挤压和反转构造的砂箱模拟实验1、引言挤压构造变形是地壳变形的基本样式，而伸展盆地是油气形成聚集的重要场所。
在我国东部与西部的各主要含油气盆地中，挤压、伸展构造对于盆地的形成、演化以及油气运移聚集有着不同程度的控制作用，加强对挤压、伸展构造的深入研究具有十分重要的经济、地质意义。
利用砂箱实验装置，模拟挤压构造变形、铲式伸展变形和在不同边界条件下的伸展断层系统的形成过程，为充分理解断层系统的几何学、动力学演化过程提供了有力的依据。
2、模型设计2.1、铲式拆离伸展模型模型固定端一侧用聚苯塑料块构成一个铲式的边界断层，沿此铲式边界断层在模型的底部铺一层帆布，帆布的一端连接在活动端挡板底缘。
随着活动端的向外移动，牵动帆布以及上覆的砂一起运动，在铲式边界断层上盘发生变形。
采用边伸展边加砂模拟同沉积作用。
砂层厚度为1-1.2cm ，各层间以白色薄砂层为标志层，拉伸速率为4mm/min ，总伸展量为20cm 。
图1.铲式伸展构造实验装置2.2挤压变形模型（推土机模式）图2.挤压构造实验装置实验材料为砂子，砂层厚度为1-1.2cm ，各层间以白色薄砂层为标志层。
挤压速率为4mm/min ， 总挤压量为20cm 。
2.3、反转变形模型在砂箱底部铺一层胶皮，胶皮的两端分别连接在活动端挡板底缘和固定端挡板底缘。
实验过程先拉伸后挤压，实验材料为砂子，砂层厚度为1-1.2cm ，各层间以白色薄砂层为标志层。
拉伸速率为4mm/min ，总拉伸量为20cm ，且每隔25分钟加砂一次模拟同沉积地层；挤压速率为4mm/min ， 总挤压量为20cm 。
图3.反转构造实验装置3、实验结果3.1、铲式拆离伸展模型实验结果 伸展开始前的砂层如图4-a 。
图4-a 变形前砂层形态在伸展至0.5cm 时，在靠近活动端一侧的砂层受基底不均匀拉张和重力作用产生一条断层（图4-b 断层1）。
图4-b 伸展0.5cm时砂层形态伸展至4cm时，边界断层处砂层开始发生旋转，在深部水平拆离断层面上出现一条深度较大的、与边界断层反向倾斜的正断层（图4-c断层3），倾角近45°。
8反转构造
关于反转构造的定义和适用尺度一直有 两种不同的认识，即狭义的反转构造和广义 的反转构造。反转构造又称构造反转，是指 地史期间某地区构造变形作用发生了反向变 化，其规模可以是整个沉积凹陷发生构造反 转，也可以表现在一个次级褶皱或断裂的演 化上。将同一褶皱或同一断裂面上呈现两期 力学性质近于相反的构造定义为狭义的反转 构造；区域地球动力学环境的根本改变所造 成的伸展与挤压构造运动性质的转换称为广 义的反转构造.
2、断弯取直复合型反转褶皱
3、坡坪式断层反转褶皱
（三）、断滑反转褶皱
1、简单断滑反转褶皱
2、复杂断滑反转褶皱
（四）、截断型反转构造
1、盆地边缘截断
盆地边缘截断
2、盆地内部截断
（五）、逆掩断坡型反转构造 1、滑脱逆掩断坡型
2、冲断逆掩断坡型
冲断逆掩断坡型
3、台阶型逆掩断坡型
（六）、铲式断层系的反转 1、反转－突隆构造
反转构造国内外研究现状
构造反转 可分为负 反转、裂 构 谷期正反 造 转、后裂 谷期正反 反 转三大类。转 构造应力 的 场强度是 样 影响反转 式 构造的关 键因素。
正反转构造的基本样式 作为一种复合构造形式，正反转构造基本上可 分为三种情况：①早期拉伸半地堑沿主正断层反向 运动而拱起；②正断层逆转为逆断层的反向活动 （也可以是一系列“多米诺”式断层）；③基底深 凹（沉积最厚处）反转拱起。 我国东部中新生代盆地大多具有一个先断后坳 的发育过程。后期的挤压反转主要表现为沿断陷边 界正断裂重新逆向活动，构成断裂反转；在深层断 裂不发育处或向上没有延伸到的浅层则主要表现为 褶皱反转；而更多的则是属于以上两种情况的混合。 故可把正反转构造分为三种类型：断裂型、褶皱型 和混合型。
复合（叠加） 两期或多期 不同性质构 造叠加
反转构造
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China University of Geosciences
a C B3 B2 B1 A A b C B3 B2 B1 A c C B3 B3 B2 B1 A B2 B1 A B3 B2 B1 A C B3 B2 B1
①对象。先存断裂，盆地中的半地堑、地堑系统， 热冷却坳陷以及造山带中的逆冲体系等构造地质体 是反转构造产生的前提。
周祖翼（1995）认为盆地所得的反转构造几何学、运动学 等成果完全可以应用于造山带，并给造山带研究提出新的 思路和启示。2004年在意大利佛罗伦萨召开的第32届国际 地质大会针对造山带内的构造反转和构造继承也提出了很 多新的方法和理论。
经典正反转构造演化示意图 2016/10/18 11
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反转构造类型——负反转构造
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Gabriel O. Grimaldi and Steven L. Dorobek，2010，AAPG
构造地质学研究的进步和油气勘探地震技术的改进和认识的提高， 反转构造与油气聚集的密切关系得到重视
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第三阶段：反转构造的定量、模拟研究阶段；90年代——本世纪初
；地震高分辨率勘探技术以及计算机模拟、实验室砂箱模拟、磷灰 石裂变径迹分析、平衡剖面、有机地化等技术的发展 。
松辽盆地北部断裂演化序列与反转构造带形成机制
该 阶段 一直 持续 到嫩 江组 沉积 晚期 ｌ ２ 。其 中在青 山 口 组一 姚 家组 沉积 期发 生 了强烈 的断裂 活 动 ，形 成 了高
密 度分布 的 Ｔ ２ 和 Ｔ 。 断裂 （ 见图 ２ ａ ） ，其 中 Ｔ ２ 断裂 密
度 最大 。这 些断层 最大 的特 征是剖 面上 由 “ ｖ 字型”
组合 （ 见图 １ ） ，因此 ，推 测此 时期 区域张应 力场 为北
西一 南东方 向 （ 见图 ２ ｂ） 。 该应 力场 主要受 控于太 平洋 板块 与 欧亚 大 陆板块 俯 冲造 成 的深部 地 幔物 质上拱 作
时期 太平 洋板 块 与欧亚 板块 相互 作 用并 远程 传递 水 平
研 究 区范 围内 Ｔ ２ 反射 层共 发育 ｌ ｌ ８条 断裂密集 带 （ 见
图 ４） ， 其 中南北 走 向 ３ ７条 、 北西～ 北北西 走 向 ６ ５ 条、 北 东一北 北东 走 向 １ ０条 、东西 走 向 ６条 。大庆 长垣 与
齐家 古龙 凹陷东部 地 区 的断裂 密集 带最 为发 育 ，主 要
程 度最 高 ；其 他地 区 只是零 星 发育 Ｉ —Ｉ Ｉ 型 持续 活动
的断裂 ，大 多 断裂 为 Ｉ型断 裂 ，其在 之后 的拗 陷期 未
持 续 活动 ，对 密集带 的形成 影 响较小 ，使 得 密集带 的
发 育程度 相对 较低 。 上 述多 方位 密集 带 的形 成 除 了受 控 于先存 断 陷期 构 造 和泉 头组 下部 塑性 泥岩 层 以外 ，还 与特 定 的应 力 机 制 有直 接关 系 。在盆 地拗 陷演 化 阶段 ，断 陷期 的 地 幔柱 及火 山作 用均 已经 处 于强烈 热 衰减 阶段 ，其 上拱 的引 张应 力 明显减 弱 ，主要 发生 区域热 沉 降作用 。该
反转构造
以巴楚断隆的正反转构造为例
巴楚断隆的正反转构造
• 巴楚断隆位于塔里木盆地中央隆起带西段， 经历了古生代的拉张断陷，中，新生代的 挤压隆升的正反转构造演化历史。是其主 要构造反转期为第三纪。巴楚断隆的发育 极大地受到南北两凹陷的沉降的影响，其 成因主要是由于板块碰撞和走滑断裂活动 所形成的剪切挤压所致。 Nhomakorabea谢谢
反转构造
反转构造（Inverted structure）
• 正反转构造类型 • 负反转构造类型
正反转构造分类
• 断层型 反转挤压变形幕构造缩短的主要承担者为先存 的正断层，在反转期先存正断层重新活动，沿断层面逆向 滑动，从而完成挤压变形产生的缩短。 • 褶皱型 反转挤压变形幕构造缩短的主要承担者为褶皱， 而不是先存断层。在反转期先存正断层不发育，或者先存 正断层不活动或活动微弱，反转期构造挤压产生的缩短变 形主要表现为形成褶皱隆起 • 复合型 反转构造挤压变形幕构造缩短的主要承担者既 有先期断层，也有后期褶皱。
负反转构造分类
以塔北隆起牙哈断裂带的负反转构造为例
塔北隆起牙哈断裂带的负反转构造
• 具有“先逆后正”(剖面上表现为下逆上正）的特 征。 • 塔里木盆地经历了早二叠世晚期-三叠系长期挤压 构造环境，侏罗-古近纪进入了应力松弛的断陷盆 地构造发展阶段。 • 压扭性构造作用 张扭性构造作用 • 牙哈大断裂发生负反转，在白垩系及其上覆地层 表现为正断层。
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( 2)不整合面是反转构造识别的重要标志。
（3）地腹地震反射为“丘状”。从地震反射特征上 看, 正反转构造下面的反射同相轴不可追踪, 均为“丘 状”和“ 空白带”。表现出岩性单一, 可能与塑性岩 层有关。
( 4)伸展断层发生极性 反转，断层存在零点。
反转构造多发生在 伸展断层上盘，以早期 形成的伸展断层反向复 活为诱发机制。同一条 断层往往具有不同性质: 以零点为界限，表现为 下正上逆。零点的位置 与反转构造强度的关系 是:反转强度越大，零 点的位置越靠近断层深 部。
测线972
反转构造的演化
①对象。先存断裂，盆地中的半地 堑、地堑系统，热冷却坳陷以及造 山带中的逆冲体系等构造地质体是 反转构造产生的前提。
②构造体制转换。即受构造应力场 的先后变化影响，对于先存控盆断 裂发生应力体制转换，使得后期产 生的构造与前期性质相反的复合构 造。
③时空配置。早期为拉张应力场控 制的地堑、半地堑断陷盆地等地质 体在晚期又遭受挤压变形，形成伸 展构造之上叠加压缩构造的地质体 为正向反转，反之为负向反转。
四、构造反转与油气聚集
因此，反转构造是一类重要的油气圈闭类型它具有 以下优点： 1、有利的生、储、盖、圈、运、聚条件； 2、增加新的圈闭类型； 3、对储层孔、渗有较好的影响； 4、构造反转期与油气运聚期有良好的时空匹配关系
（5）顶部发育对偶正断层。在地震剖面上表现为在正 反转构造顶部发育一系列的对偶正断层, 有的为“负花 状构造”, 甚至像“ 开花馒头”。这些断层的落差很小, 一般不超过100m, 断层走向与构造的长轴方向一致; 构 造消失, 断层也消失。
( 6)构造高点由浅至深偏移。伸展构造体系中存在的 披覆背斜、塌陷背斜等褶皱构造，其构造高点自上 而下具有明显的继承性和一致性，反转造随反转烈 度的增加各层系的构造高点向下盘方向偏移，且浅 层构造幅度大于深层构造。各层系的高点由浅至深 逐渐偏移是反转构的造重要识别标志.
G1=(h上 - h下)/h下
四、构造反转与油气聚集
控制反转构造成为含油气圈闭的关键因素是: ①烃源岩的最大埋深，表明油气的生成条件; ②拉张与挤压变形的相对时间表明油气的运移条件，理想的条 件是拉张晚期生油气，反转之后出现大规模运移; ③构造反转的强度及圈闭的保存状态，反转强度过低圈闭幅度 小，强度过高易使圈闭受到破坏; ④盖层及其封闭性，通常情况下，伸展盆地反转之前，一般都 经历了断陷、拗陷阶段，沉积了巨厚的生、储油岩系，反转期形 成的构造直接覆于生油凹陷之上，其面积和幅度相对没有构造反 转作用发生的伸展断块和逆牵引背斜要大。此外，反转挤压应力 和由此引起的断层活动为油气运移提供了动力和通道。
复合型正反转构造 往往表现出早期断 裂的逆冲与明显地 层水平缩短，且褶 皱不只局限于断面 附近，该情况下无 论消除断层反转因 素还是褶皱因素， 反转现象仍然存在
与反转构造易混的构造
主干走滑断层一般倾角较陡，走滑断层面与统一地层面的夹 角在剖面上可能不互补，而正反转断层通常是上陡下缓的铲式断 层，断层面与同一地层面的夹角在剖面上应该是互补的。
反转构造的定量研究方法有:生长指数、反转率等 。 反转率是用来定量描述反转构造的反转程度以及前期 拉张与后期挤压的相对强度，反转率(R)规定为挤压位移与 拉张位移的比值。 生长指数G可用于分析反转构造中拉张和挤压作用的速 度。
Ri=dc/dh=1- de/dh 式中
dh——与断层平行的同张断裂层序 的厚度; dc——与断层平行的同张断裂层序 零点以上的厚度，代表该层序的缩 短部分； de——与断层平行的同张断裂层序 零点以下的厚度，代表保留正断层 位移部概述 2、正反转构造 3、负反转构造 4、反转构造的识别 5、反转构造与油气聚集
1、反转构造的概述
反转构造是一种重要的复合型叠加构造，它是指同一地 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叠加构造。 分类： 正反转构造 负反转构造
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。
正反转构造分类
断层型正反转
正反转构造
褶皱型正反转
混合型正反转
断层型反转是指早 期控陷的基底断裂 发生反转，形成正 反转断层 。在反转 期先存正断层重新 活动，沿断层面逆 向滑动，从而完成 挤压变形产生的缩 短
褶皱型正反转构造 是指先拉张沉降， 后水平挤压隆升， 且先期的拉张断层 未显著逆向活动的 反转构造。反转挤 压变形幕构造缩短 的主要承担者为褶 皱，而不是先存断 层。
反转构造类型
正反转构造
正反转构造指先存在的伸展构造系统形成一系列正断层及半地 堑、地堑系组合，然后再受到后期挤压再活动，形成褶皱和逆冲 构造。这种先伸展后挤压的叠加和复合构造称作正反转构造。
正反转构造
正反转构造一般需经历 这样3个阶段:
①拉张阶段(快速沉降、 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);
反转构造类型——负反转构造
负反转构造 指先存在的挤压 构造系统形成一 系列褶皱和逆冲 断层，后期又受 到伸展再活动， 形成正断层和半 地堑系、地堑系 组合。这种先挤 压后伸展的叠加 和复合构造称为 负反转构造。
负反转构造分类
三、反转构造识别
反转构造在地震剖面上有 以下特征: ������
（1）下伏“盆形”基 底。在地震剖面上, 基 底波明显的呈“盆状”