海底沉积物多边形断层及其对天然气水合物赋存的控制
发布时间：2021-03-09 09:25
多边形断层是一种非构造成因的小型层控伸展断层,多发育于细粒沉积物中,数量多且断距小,断层面在平面上呈不规则多边形排布,在剖面上呈倾向相近或相反的伸展断层。多边形断层的形成机制主要包括"密度反转"、"脱水收缩"和"剪切破裂",不同形成机制所主导的断层形态各有特点。"密度反转"的标志是波状地层接触面;"脱水收缩"的特征是犁状断层和生长层序,直接证据是海底沟纹和沉积物样品中的微裂缝;"剪切破裂"的特征是平直状断层和地堑-地垒式断层组合。多边形断层提高了细粒沉积层的渗透率,可作为烃类气、流体垂向运移的通道。脱水收缩形成的犁状断层流体输导性能可能弱于剪切破裂形成的平直状断层。天然气水合物作为浅表层烃类气、流体运移的产物,其赋存区域也可能会受到多边形断层的控制。分布较深的多边形断层可为天然气水合物提供气、流体运移通道,而分布较浅的多边形断层可为天然气水合物提供储集空间。
【文章来源】：中国地质. 2020,47(01)北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
多边形断层立体形态示意图（据Cartwright,1994a修改）
地震属性提取和相干性时间切片通常被用来呈现多边形断层的平面形态(Sun et al.,2010;Wang et al.,2010a)，多边形断层在平面上走向随机并呈不规则多边形排布。从不同地区来看，断层的平面形态可以分为交汇型（图3a、d）和孤立型（图3b、c），两者又各自包括线形（图3b）和弧形（图3c）两种形态(Cartwright and Lonergan,1996;Lonergan et al.,1998a;Cartwright et al.,2003)，其平面形态差异可能与赋存层位的岩性变化有关(Stuevold et al.,2003)。多边形断层的平面形态容易受到构造应力的影响。在构造断层存在的地区，多边形断层几乎与构造断层走向一致(Ostanin et al.,2012)。盐层向上部地层底辟的过程中会产生上拱的环状应力，多边形断层趋向于沿圆环呈放射状分布。而在环状作用力区域外，多边形断层为随机走向（图4)(Stewart,2006;Dan,2012)。
多边形断层一般分布于被动大陆边缘的海底细粒沉积物中(Cartwright,1994a;Cartwright,1994b;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Lonergan,1997;Cartwright and Dewhurst,1998;Dewhurst et al.,1999b;Goulty,2001;Goulty,2002;Berndt et al.,2003;Cartwright et al.,2003;Cartwright,2011;Ostanin et al.,2012;Jackson et al.,2014;Tewksbury et al.,2014;Seebeck et al.,2015;Turrini et al.,2017)，位于海底以下0～1500 m的地层中(Cartwright and Dewhurst,1998)。该断层具有层控的特征(Cartwright,1994,1994b,2011;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Dewhurst,1998;Goulty,2002;Gay,2017;Jackson et al.,2014;Morgan et al.,2015;Seebeck et al.,2015;Kumar et al.,2016)，断距一般小于100 m，其在平面上呈多边形排列(Cartwright,1994a;Cartwright,1994b,2011;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Lonergan,1997;Cartwright and Dewhurst,1998;Lonergan et al.,1998a;Cartwright et al.,2003;Gay et al.,2004;Laurent et al.,2012;Jackson et al.,2014;Gay,2017;Wrona et al.,2017)，走向随机；在剖面上普遍表现为伸展断层(Cartwright et al.,2003;Hale and Groshong,2014;Seebeck et al.,2015)，倾向相近或相反（图2）。多边形断层将地层切割为多个不规则多面体，多面体大小不一，在部分大断块中还发育二阶多边形断层。二阶断层将大断块切割成小断块，形态类似“俄罗斯套娃”(Gay et al.,2004)。该类断层长度从几厘米至几千米不等，断距从几厘米至几十米不等，断层数量多且连续性较差，导致断层体密度难以统计。受限于目前的地震分辨率，厘米级的多边形断层在地震剖面上也难以识别，但在浅表层沉积物取心中已有报道(Wattrus et al.,2003)。图2 多边形断层立体形态示意图（据Cartwright,1994a修改）
【参考文献】：
期刊论文
[1]琼东南盆地北礁凹陷多边形断层发育特征及成因[J]. 李俞锋,蒲仁海,樊笑微,李斌. 大地构造与成矿学. 2017(05)
[2]珠江口盆地靖海凹陷多边形断层系统成因及油气成藏意义[J]. 江宁,何敏,刘军,薛怀艳,郑金云,张青林. 石油与天然气地质. 2017(02)
[3]西沙海域南部多边形断层的发现及其分布特征与控制因素[J]. 杨涛涛,吕福亮,王彬,杨志力,李丽,张强. 海相油气地质. 2017(01)
[4]琼东南盆地多边形断层在流体运移和天然气水合物成藏中的作用[J]. 王秀娟,吴时国,王大伟,马玉波,姚根顺,龚跃华. 石油地球物理勘探. 2010(01)
[5]Characteristics and Formation Mechanism of Polygonal Faults in Qiongdongnan Basin, Northern South China Sea[J]. 孙启良,吴时国,姚根顺,吕福亮. Journal of Earth Science. 2009(01)
本文编号：3072645
【文章来源】：中国地质. 2020,47(01)北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
多边形断层立体形态示意图（据Cartwright,1994a修改）
地震属性提取和相干性时间切片通常被用来呈现多边形断层的平面形态(Sun et al.,2010;Wang et al.,2010a)，多边形断层在平面上走向随机并呈不规则多边形排布。从不同地区来看，断层的平面形态可以分为交汇型（图3a、d）和孤立型（图3b、c），两者又各自包括线形（图3b）和弧形（图3c）两种形态(Cartwright and Lonergan,1996;Lonergan et al.,1998a;Cartwright et al.,2003)，其平面形态差异可能与赋存层位的岩性变化有关(Stuevold et al.,2003)。多边形断层的平面形态容易受到构造应力的影响。在构造断层存在的地区，多边形断层几乎与构造断层走向一致(Ostanin et al.,2012)。盐层向上部地层底辟的过程中会产生上拱的环状应力，多边形断层趋向于沿圆环呈放射状分布。而在环状作用力区域外，多边形断层为随机走向（图4)(Stewart,2006;Dan,2012)。
多边形断层一般分布于被动大陆边缘的海底细粒沉积物中(Cartwright,1994a;Cartwright,1994b;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Lonergan,1997;Cartwright and Dewhurst,1998;Dewhurst et al.,1999b;Goulty,2001;Goulty,2002;Berndt et al.,2003;Cartwright et al.,2003;Cartwright,2011;Ostanin et al.,2012;Jackson et al.,2014;Tewksbury et al.,2014;Seebeck et al.,2015;Turrini et al.,2017)，位于海底以下0～1500 m的地层中(Cartwright and Dewhurst,1998)。该断层具有层控的特征(Cartwright,1994,1994b,2011;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Dewhurst,1998;Goulty,2002;Gay,2017;Jackson et al.,2014;Morgan et al.,2015;Seebeck et al.,2015;Kumar et al.,2016)，断距一般小于100 m，其在平面上呈多边形排列(Cartwright,1994a;Cartwright,1994b,2011;Cartwright and Lonergan,1996;Cartwright and Lonergan,1997;Cartwright and Dewhurst,1998;Lonergan et al.,1998a;Cartwright et al.,2003;Gay et al.,2004;Laurent et al.,2012;Jackson et al.,2014;Gay,2017;Wrona et al.,2017)，走向随机；在剖面上普遍表现为伸展断层(Cartwright et al.,2003;Hale and Groshong,2014;Seebeck et al.,2015)，倾向相近或相反（图2）。多边形断层将地层切割为多个不规则多面体，多面体大小不一，在部分大断块中还发育二阶多边形断层。二阶断层将大断块切割成小断块，形态类似“俄罗斯套娃”(Gay et al.,2004)。该类断层长度从几厘米至几千米不等，断距从几厘米至几十米不等，断层数量多且连续性较差，导致断层体密度难以统计。受限于目前的地震分辨率，厘米级的多边形断层在地震剖面上也难以识别，但在浅表层沉积物取心中已有报道(Wattrus et al.,2003)。图2 多边形断层立体形态示意图（据Cartwright,1994a修改）
【参考文献】：
期刊论文
[1]琼东南盆地北礁凹陷多边形断层发育特征及成因[J]. 李俞锋,蒲仁海,樊笑微,李斌. 大地构造与成矿学. 2017(05)
[2]珠江口盆地靖海凹陷多边形断层系统成因及油气成藏意义[J]. 江宁,何敏,刘军,薛怀艳,郑金云,张青林. 石油与天然气地质. 2017(02)
[3]西沙海域南部多边形断层的发现及其分布特征与控制因素[J]. 杨涛涛,吕福亮,王彬,杨志力,李丽,张强. 海相油气地质. 2017(01)
[4]琼东南盆地多边形断层在流体运移和天然气水合物成藏中的作用[J]. 王秀娟,吴时国,王大伟,马玉波,姚根顺,龚跃华. 石油地球物理勘探. 2010(01)
[5]Characteristics and Formation Mechanism of Polygonal Faults in Qiongdongnan Basin, Northern South China Sea[J]. 孙启良,吴时国,姚根顺,吕福亮. Journal of Earth Science. 2009(01)
本文编号：3072645
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