第八章同生构造分析 第一节同沉积背斜 概念 构造的形成时期和形成过程对于油气的生成和聚集有重要的影响。因此，构 造地质学不但要研究那些在岩层形成后受力而形成的构造活动，而且还要研究与 沉积作用同时形成的构造变动。 广义的古构造就是一定地史前的地质构造。这个概念包括了各级构造单元和 各类构造变动。例如古潜山构造带，逆牵引构造带，以至坳陷带、盆地等都在 义的古构造的范踌之内。 狭义的古构造主要指的是同沉积背斜。在石油地质文献中所指的古构造，往 往是狭义的古构造。同沉积背斜是在盆地普遍沉陷的背景上，局部地区发生褶皱 的背斜构造。它一面沉积，一面褶皱隆起，因而具有下列特征。 二、同沉积背斜的特征 同沉积背斜最常见的一个特征就是具有上缓下陡的构造形态。这个特征在 系列标准层所作的构造图上（图8-1）可以清楚的看到。往往浅层的构造岩层倾 角小，深层的构造岩层倾角较大。如果同沉积背斜是一个封闭的构造，由于上 下岩层的倾角发生变化的原因，使得下部岩层形成的闭合度大于上部岩层形成的 闭合度；或者上部构造不具备圈闭条件，到了深处则可以演变为圈闭构造。 图8-1同沉积背斜剖面图 同沉积背斜的第二个特征是上部构造与下部构造的形态常常不吻合。由于 上、下构造形态不吻合，从而导致上、下部构造的高点发生明显的位移。这种位 移的规律性留在下一节详细介绍，它与褶皱顶部的机械位移及不调和褶皱的顶部 位移是很不相同的。 同沉积背斜的第三个特征是岩层厚度由轴部向两翼变厚。愈是在古隆起剧烈 1
1 第八章 同生构造分析 第一节 同沉积背斜 一． 概念 构造的形成时期和形成过程对于油气的生成和聚集有重要的影响。因此，构 造地质学不但要研究那些在岩层形成后受力而形成的构造活动，而且还要研究与 沉积作用同时形成的构造变动。 广义的古构造就是一定地史前的地质构造。这个概念包括了各级构造单元和 各类构造变动。例如古潜山构造带，逆牵引构造带，以至坳陷带、盆地等都在广 义的古构造的范畴之内。 狭义的古构造主要指的是同沉积背斜。在石油地质文献中所指的古构造，往 往是狭义的古构造。同沉积背斜是在盆地普遍沉陷的背景上，局部地区发生褶皱 的背斜构造。它一面沉积，一面褶皱隆起，因而具有下列特征。 二、同沉积背斜的特征 同沉积背斜最常见的一个特征就是具有上缓下陡的构造形态。这个特征在一 系列标准层所作的构造图上（图 8-1）可以清楚的看到。往往浅层的构造岩层倾 角小，深层的构造岩层倾角较大。如果同沉积背斜是一个封闭的构造，由于上、 下岩层的倾角发生变化的原因，使得下部岩层形成的闭合度大于上部岩层形成的 闭合度；或者上部构造不具备圈闭条件，到了深处则可以演变为圈闭构造。 图 8-1 同沉积背斜剖面图 同沉积背斜的第二个特征是上部构造与下部构造的形态常常不吻合。由于 上、下构造形态不吻合，从而导致上、下部构造的高点发生明显的位移。这种位 移的规律性留在下一节详细介绍，它与褶皱顶部的机械位移及不调和褶皱的顶部 位移是很不相同的。 同沉积背斜的第三个特征是岩层厚度由轴部向两翼变厚。愈是在古隆起剧烈
上升的时期，这种厚度的变化亦愈大。一旦古隆起上升在水面以上时，则发生岩 层缺失。因此，同沉积背斜顶部的地层剖面与它两翼比较，通常是欠完整的，而 且有多次的局部不整合在顶部出现。 第四个特征属于同沉积背斜的岩性特征。表现在岩层厚度变化的同时，同沉 积背斜的同一层的岩性亦相应的发生变化。一般是同一层的岩性由顶部向两翼逐 渐变细。对一套岩系而言，顶部岩系的砂岩百分比往往大于翼部，或者翼部岩系 的泥岩百分比往往大于顶部。 上面所介绍的，属于同沉积背斜的普遍特征。我们知道，其它的原因同样可 以导致同沉积背斜的形成。例如由断块运动形成的逆牵引背斜，由潜山引起的披 盖构造，由岩盐流动引起的盐丘隆起。但是这些类型的同生构造，除了上面介绍 的特征外，它们还有各自的特征，我们在后面详细介绍。 e 图8-2同沉积背斜：东营一辛镇背斜带 无论在我国东部或西部的盆地中，都可以见到同沉积背斜。上述的几种特征 不同程度被反映在这些构造之中。值得指出的是，后期的构造运动可以使同沉积 背斜的形态复杂化。因此，不仅要知道同沉积背斜的一般的特征，而且还须要注 意鉴别那些被复杂化了的同沉积背斜。例如：济阳坳陷中的东营一辛镇背斜，就 是一个被后期断裂运动复杂化了的同沉积背斜（图82） 下面简单描述一下东营一辛镇背斜的特征： 东营一辛镇背斜的轴向近东西，面积约六十平方公里，由七个局部构造组成。 构造带主要在老第三纪边沉积褶皱逐渐形成。它具备前面所介绍的一般特征。但 是东营一辛镇背斜带己被断层破坏，它的形态是一个地堑，而且它的深部又被膏
2 上升的时期，这种厚度的变化亦愈大。一旦古隆起上升在水面以上时，则发生岩 层缺失。因此，同沉积背斜顶部的地层剖面与它两翼比较，通常是欠完整的，而 且有多次的局部不整合在顶部出现。 第四个特征属于同沉积背斜的岩性特征。表现在岩层厚度变化的同时，同沉 积背斜的同一层的岩性亦相应的发生变化。一般是同一层的岩性由顶部向两翼逐 渐变细。对一套岩系而言，顶部岩系的砂岩百分比往往大于翼部，或者翼部岩系 的泥岩百分比往往大于顶部。 上面所介绍的，属于同沉积背斜的普遍特征。我们知道，其它的原因同样可 以导致同沉积背斜的形成。例如由断块运动形成的逆牵引背斜，由潜山引起的披 盖构造，由岩盐流动引起的盐丘隆起。但是这些类型的同生构造，除了上面介绍 的特征外，它们还有各自的特征，我们在后面详细介绍。 图 8-2 同沉积背斜：东营—辛镇背斜带 无论在我国东部或西部的盆地中，都可以见到同沉积背斜。上述的几种特征， 不同程度被反映在这些构造之中。值得指出的是，后期的构造运动可以使同沉积 背斜的形态复杂化。因此，不仅要知道同沉积背斜的一般的特征，而且还须要注 意鉴别那些被复杂化了的同沉积背斜。例如：济阳坳陷中的东营—辛镇背斜，就 是一个被后期断裂运动复杂化了的同沉积背斜（图 8-2）。 下面简单描述一下东营—辛镇背斜的特征： 东营—辛镇背斜的轴向近东西，面积约六十平方公里，由七个局部构造组成。 构造带主要在老第三纪边沉积褶皱逐渐形成。它具备前面所介绍的一般特征。但 是东营—辛镇背斜带已被断层破坏，它的形态是一个地堑，而且它的深部又被膏
岩层复杂化了 东营一辛镇背斜分布在凹陷的中央，深部地层特征厚、而且含膏盐岩层、盐 层厚达655米以上，埋藏在2900米以下，受上部岩柱的差异负荷而产生塑性流 动，形成盐背斜。盐层上拱使上部地层发生引张而形成张裂隙，接着因重力作用 而顶部塌陷。大约在渐新世背斜为断块所分割，至第三纪明化镇组达到定型。新 层往深部发展时倾角变缓，以至顺层滑动而消失。因此断层对深部地层的影响并 不大，所以东一辛构造的深部仍是完整的大型背斜带。 三、同沉积背斜分析 同沉积背斜为什么有以上的种种特征？这些特征时间有什么成因之间的联 系？为了解决这些问题，我们将进行下面的分析。 1.岩性分析 同沉积背斜是一个继承性的古隆起，在古地理景观上，它往往是水下的一个 高地，它的高度不一定很大，但与相邻的区域相比，顶部毕竞离水面较浅。因此 在古隆起的顶部受到波浪的城动和底流的冲刷比两翼更强烈，堆积在古隆起上的 碎屑物，经过长期的淘洗，较细的物质随底流带走，较粗的物质保留下来。同 层的砂泥岩的百分比因而就有所变化。往往使砂岩百分比的含量向古隆起中央变 大，向两翼变小。随着岩性的这种变化，将导致储集层的孔隙度和渗透率发生变 化。例如，松辽盆地的扶余Ⅲ号是一个同沉积背斜。扶余油层在构造的轴部的岩 性较粗，砂岩百分比含量为40%，翼部的砂岩百分比小于30%。渗透率在轴部 附近是200千分达西以上，在翼部剖则小于100千分达西。可见它顶部的储油物 性比翼部要好。 同沉积的岩性变化既然与它的成因有内在的联系，因此，实际上同沉积背斜 的一个带普遍性的特征。根据这个特征，我们通过编制砂泥岩的百分比含量等值 线图，可以粗略地判断同沉积背斜分布的范围。 在碳酸岩盐发育的区域，如果背斜的翼部至顶部碎屑灰岩的含量有所增加， 或者在顶部发育砂状灰岩，甚至砾状灰岩，这种现象同样也显示同沉积背斜发育 的标志」 在靠近古隆起的顶部，因水流较浅，细粒物质被带走，有利于形成生物滩和 鲕滩沉积。在构造运动影响下，有时生物滩露出水面，遭受淋滤和溶蚀，使之成 为良好的储集层。例如沪州古隆起就是这一类型。在嘉陵江组嘉一段沉积时成滩， 分布在隆起顶部：嘉一段向嘉二段过度沉积时成滩的范围不断加大。这种现象反 映了海盆的海水变浅，隆起相对加大。 2.形态分析 从古构造剖面图上能直观地看到标准层的构造发育过程。了解今构造与古构 造的演变关系。将两者的幅度拿来比较，其比值就反映了古构造的发展阶段，通
3 岩层复杂化了。 东营—辛镇背斜分布在凹陷的中央，深部地层特征厚、而且含膏盐岩层、盐 层厚达 655 米以上，埋藏在 2900 米以下，受上部岩柱的差异负荷而产生塑性流 动，形成盐背斜。盐层上拱使上部地层发生引张而形成张裂隙，接着因重力作用 而顶部塌陷。大约在渐新世背斜为断块所分割，至第三纪明化镇组达到定型。断 层往深部发展时倾角变缓，以至顺层滑动而消失。因此断层对深部地层的影响并 不大，所以东—辛构造的深部仍是完整的大型背斜带。 三、同沉积背斜分析 同沉积背斜为什么有以上的种种特征？这些特征时间有什么成因之间的联 系？为了解决这些问题，我们将进行下面的分析。 1. 岩性分析 同沉积背斜是一个继承性的古隆起，在古地理景观上，它往往是水下的一个 高地，它的高度不一定很大，但与相邻的区域相比，顶部毕竟离水面较浅。因此 在古隆起的顶部受到波浪的掀动和底流的冲刷比两翼更强烈，堆积在古隆起上的 碎屑物，经过长期的淘洗，较细的物质随底流带走，较粗的物质保留下来。同一 层的砂泥岩的百分比因而就有所变化。往往使砂岩百分比的含量向古隆起中央变 大，向两翼变小。随着岩性的这种变化，将导致储集层的孔隙度和渗透率发生变 化。例如，松辽盆地的扶余Ⅲ号是一个同沉积背斜。扶余油层在构造的轴部的岩 性较粗，砂岩百分比含量为 40%，翼部的砂岩百分比小于 30%。渗透率在轴部 附近是 200 千分达西以上，在翼部剖则小于 100 千分达西。可见它顶部的储油物 性比翼部要好。 同沉积的岩性变化既然与它的成因有内在的联系，因此，实际上同沉积背斜 的一个带普遍性的特征。根据这个特征，我们通过编制砂泥岩的百分比含量等值 线图，可以粗略地判断同沉积背斜分布的范围。 在碳酸岩盐发育的区域，如果背斜的翼部至顶部碎屑灰岩的含量有所增加， 或者在顶部发育砂状灰岩，甚至砾状灰岩，这种现象同样也显示同沉积背斜发育 的标志。 在靠近古隆起的顶部，因水流较浅，细粒物质被带走，有利于形成生物滩和 鲕滩沉积。在构造运动影响下，有时生物滩露出水面，遭受淋滤和溶蚀，使之成 为良好的储集层。例如沪州古隆起就是这一类型。在嘉陵江组嘉一段沉积时成滩， 分布在隆起顶部；嘉一段向嘉二段过度沉积时成滩的范围不断加大。这种现象反 映了海盆的海水变浅，隆起相对加大。 2. 形态分析 从古构造剖面图上能直观地看到标准层的构造发育过程。了解今构造与古构 造的演变关系。将两者的幅度拿来比较，其比值就反映了古构造的发展阶段，通
常将古构造划分为四个阶段。 (1)雏形期：是古隆起出现的初期，隆起的幅度不大。古今构造的幅度比值 小于50%。往往是盆地早期的某一两次构造运动所成。形成雏形古构造运动， 般不是盆地最强烈的构造运动。例如松辽盆地白垩纪姚家组的末期形成的古隆 起，一般均属于雏形期。在其它的盆地之中，雏形期大体是这样：华北盆地发生 在老第三纪沙三段沉积的末期：在江汉盆地相当于潜四段沉积的末期：在准葛尔 盆地相当于上第三纪白碱滩组沉积时形成的古构造。上述地史时期形成的古隆 起，大多数属于雏形期的古隆起。 (2)定形期：是古构造的强烈隆升阶段。幅度相当大。古、今构造幅度比值 大于50%，小于80%。定形期所反映的构造运动，通常都是盆地最强烈的一次 运动。定型期的构造形态与今构造的形态基本相似。每个盆地的定形期的地质时 代并不相同。例如松辽盆地的古构造大多数在白垩纪末期定型，华北盆地大多数 在老第三纪东营期末定型，江汉盆地大多数在潜一组沉积的末期定型，准葛而尔 盆地大多数在中、下侏罗系、纪定型。 (3) 完整期：由定型期以后直接到第四纪，构造略有发展，变化不大，称为 完整期。 (4)衰退期：是指闭合度被后期构造运动所破坏的构造而言。如果今构造的 圈闭幅度和面积反而不及原来的古隆起大，则谓之构造衰退。从理论上讲，时代 较老的构造，受破坏的可能性大。但是中生代盆地的古构造、衰退只是一种局部 的或者个别的现象。例如扶余Ⅱ号构造因后期区域倾斜而使闭合度变小。东一辛 背斜带断层分割而改变了构造形态，均属构造衰退的实例。 上面所介绍的构造发展阶段，以定型期最为关键。根据定型期与盆地生油层 烃类大规模运移关系，可以将同沉积背斜分为早、中、晚三大类。现以松辽盆地 的实例阐明如下。 第一类，早期发育而成的构造。在形态上浅层构造平缓，深部构造的倾角较 大。构造的幅度也由浅向深变大。断层的数量和断距亦向深处增加。在松辽盆地 早期形成的古隆起，它的集几何形态经常有一定的特征的。在平面图上，构造轴 向北西一南东延伸，与区域构造线斜交。构造组合大多数为斜列式。图8-3为松 辽盆地的双兴构造。这是一个典型的早期形成的同沉积背斜。此外，如扶余号 构造，兰棱构造等等都有以上的特征。 第二类，中期发有而形成的构造。这类构造在白垩纪的底界尚未隆起，从白 垩纪姚家组沉积时才具雏型。嫩江组沉积后定型，明水期完成。如大庆长垣上的 葡萄花、杏树岗、喇叭甸子构造都属此类。其特征是，深层构造不明显，中层构 造的面积和幅度均较大，浅层构造的面积和幅度均较小。 第三类，晚期发有而形成的构造，主要是明水组沉积以后一次形成。其特征 4
4 常将古构造划分为四个阶段。 （1） 雏形期：是古隆起出现的初期，隆起的幅度不大。古今构造的幅度比值 小于 50%。往往是盆地早期的某一两次构造运动所成。形成雏形古构造运动，一 般不是盆地最强烈的构造运动。例如松辽盆地白垩纪姚家组的末期形成的古隆 起，一般均属于雏形期。在其它的盆地之中，雏形期大体是这样；华北盆地发生 在老第三纪沙三段沉积的末期；在江汉盆地相当于潜四段沉积的末期；在准葛尔 盆地相当于上第三纪白碱滩组沉积时形成的古构造。上述地史时期形成的古隆 起，大多数属于雏形期的古隆起。 （2） 定形期：是古构造的强烈隆升阶段。幅度相当大。古、今构造幅度比值 大于 50%，小于 80%。定形期所反映的构造运动，通常都是盆地最强烈的一次 运动。定型期的构造形态与今构造的形态基本相似。每个盆地的定形期的地质时 代并不相同。例如松辽盆地的古构造大多数在白垩纪末期定型，华北盆地大多数 在老第三纪东营期末定型，江汉盆地大多数在潜一组沉积的末期定型，准葛而尔 盆地大多数在中、下侏罗系、纪定型。 （3） 完整期：由定型期以后直接到第四纪，构造略有发展，变化不大，称为 完整期。 （4） 衰退期：是指闭合度被后期构造运动所破坏的构造而言。如果今构造的 圈闭幅度和面积反而不及原来的古隆起大，则谓之构造衰退。从理论上讲，时代 较老的构造，受破坏的可能性大。但是中生代盆地的古构造、衰退只是一种局部 的或者个别的现象。例如扶余Ⅱ号构造因后期区域倾斜而使闭合度变小。东—辛 背斜带断层分割而改变了构造形态，均属构造衰退的实例。 上面所介绍的构造发展阶段，以定型期最为关键。根据定型期与盆地生油层 烃类大规模运移关系，可以将同沉积背斜分为早、中、晚三大类。现以松辽盆地 的实例阐明如下。 第一类，早期发育而成的构造。在形态上浅层构造平缓，深部构造的倾角较 大。构造的幅度也由浅向深变大。断层的数量和断距亦向深处增加。在松辽盆地 早期形成的古隆起，它的集几何形态经常有一定的特征的。在平面图上，构造轴 向北西—南东延伸，与区域构造线斜交。构造组合大多数为斜列式。图 8-3 为松 辽盆地的双兴构造。这是一个典型的早期形成的同沉积背斜。此外，如扶余Ⅲ号 构造，兰棱构造等等都有以上的特征。 第二类，中期发育而形成的构造。这类构造在白垩纪的底界尚未隆起，从白 垩纪姚家组沉积时才具雏型。嫩江组沉积后定型，明水期完成。如大庆长垣上的 葡萄花、杏树岗、喇叭甸子构造都属此类。其特征是，深层构造不明显，中层构 造的面积和幅度均较大，浅层构造的面积和幅度均较小。 第三类，晚期发育而形成的构造，主要是明水组沉积以后一次形成。其特征
图8-3双兴构造 是深层无构造显示，中层构造的面积和幅度均较小，浅层的构造面积幅度均较大。 例如图8-4龙虎泡构造就是这种类型，它的浅层在四方台组一个北东向的短轴背 斜，向深处发展，至青山口组则变为一个向斜。 图8-4龙虎泡构造 以上三类构造，不仅它们的形态很不同，而且在盆地中的分布也具有一定位 置。早期形成的同沉积背斜，主要分布在松辽盆地东部隆起带附近。中期形成的 构造，主要分布在东部隆起与中央坳陷的斜坡上。晚期形成的构造主要分布在盆 地西部斜坡附近。可见，构造定型期总的趋势是，由东向西愈来愈新。值得注意 的是，这种趋势与盆地的沉积中心的迁移方向基本相同。 3.厚度分析 构造运动改变了盆地水下的地形，使普遍沉降的盆地发生局部隆起。接踵而 来的便是沉积补偿。厚度分析方法的理论就是沉积补偿原理。 5
5 图 8-3 双兴构造 是深层无构造显示，中层构造的面积和幅度均较小，浅层的构造面积幅度均较大。 例如图 8-4 龙虎泡构造就是这种类型，它的浅层在四方台组一个北东向的短轴背 斜，向深处发展，至青山口组则变为一个向斜。 图 8-4 龙虎泡构造 以上三类构造，不仅它们的形态很不同，而且在盆地中的分布也具有一定位 置。早期形成的同沉积背斜，主要分布在松辽盆地东部隆起带附近。中期形成的 构造，主要分布在东部隆起与中央坳陷的斜坡上。晚期形成的构造主要分布在盆 地西部斜坡附近。可见，构造定型期总的趋势是，由东向西愈来愈新。值得注意 的是，这种趋势与盆地的沉积中心的迁移方向基本相同。 3. 厚度分析 构造运动改变了盆地水下的地形，使普遍沉降的盆地发生局部隆起。接踵而 来的便是沉积补偿。厚度分析方法的理论就是沉积补偿原理