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内《走滑断裂的识别与构造分析——以四川盆地为例》针对四川盆地走滑断裂识别与研究存在的关键问题，开展克拉通盆地微小走滑断裂的识别，研究走滑断裂的几何学、运动学与动力学。《走滑断裂的识别与构造分析——以四川盆地为例》提出深层微小走滑断裂的识别方法，查明川中走滑断裂的分布，厘定走滑断裂的“分级、分类、分层、分段”的标准与特征，揭示小位移、长走滑断裂带的连接生长机制，提出克拉通内裂陷的俯冲动力学模型，建立克拉通内大规模走滑断裂弥散性分布的构造理论模型，阐明川中走滑断裂的演化过程与演化方式，为克拉通盆地多期复杂走滑断裂构造解析及其相关油气藏勘探开发提供理论依据。
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目录第1章 绪论 11.1 走滑断裂研究的关键难题 11.2 走滑断裂研究历程与现状 31.2.1 走滑断裂研究历程 31.2.2 走滑断裂研究现状 4第2章 四川盆地区域地质背景 162.1 区域构造特征 162.1.1 大地构造位置 162.1.2 构造单元划分 172.2 盆地基底结构与区域地层特征 212.2.1 盆地基底结构 212.2.2 区域地层特征 262.3 盆地构造-沉积演化 342.3.1 元古宙基底形成与中新元古代裂陷 342.3.2 古生代构造-沉积演化 402.3.3 中-新生代构造-沉积演化 442.4 四川盆地断裂系统 472.4.1 基底断裂系统 472.4.2 盖层断裂系统 48第3章 走滑断裂的识别 533.1 走滑断裂的处理方法 533.1.1 川中地区走滑断裂识别存在的地质问题 533.1.2 走滑断裂地震正演模型 543.1.3 针对走滑断裂地震成像的处理方法及流程 563.2 川中走滑断裂地震判识 653.2.1 川中地区走滑断裂的判识标志 663.2.2 主干走滑断裂识别方法 723.2.3 微小走滑断裂判识方法 753.3 走滑断裂判识假象 793.3.1 与基底结构有关的假象 793.3.2 岩性岩相造成的假象 823.3.3 岩相突变造成的假象 833.3.4 走滑断裂假象剔除方法 843.4 走滑断裂地震响应与解释 853.4.1 台缘断裂发育与否的地震响应 853.4.2 走滑断裂的地震响应 863.4.3 走滑断裂解释原则 873.4.4 走滑断裂解释的合理性与精度 90第4章 走滑断裂几何学特征 934.1 走滑断裂的发现与分布 934.1.1 四川盆地存在的走滑断裂类型 934.1.2 川中地区走滑断裂的发现 1004.2 走滑断裂“四分”特征 1044.2.1 走滑断裂分类 1054.2.2 走滑断裂分级 1094.2.3 走滑断裂分层 1154.2.4 走滑断裂分段 1224.3 典型走滑断裂特征 1314.3.1 走滑断裂特征 1314.3.2 一级走滑断裂特征 1314.3.3 二级走滑断裂特征 1404.3.4 三、四级走滑断裂特征 140第5章 走滑断裂运动学特征 1425.1 走滑断裂分期与定年 1425.1.1 走滑断裂活动期的地震判识 1425.1.2 走滑带断裂U-Pb测年 1455.1.3 川中地区走滑断裂的活动期次 1485.2 走滑断裂演化过程实验模拟 1505.2.1 构造物理模拟实验 1505.2.2 数值模拟实验 1725.3 走滑断裂生长演化过程 1825.3.1 走滑断裂差异活动性 1825.3.2 连接生长在地震剖面上的响应 1855.3.3 断裂长度与位移 1865.3.4 走滑断裂带演化模式与机制 187第6章 走滑断裂的成因机制 1936.1 走滑断裂形成地质背景 1936.1.1 板块构造环境 1936.1.2 基底结构和南华系裂谷特征 2076.1.3 区域滑脱层 2096.2 走滑断裂的成因模式 2096.2.1 前震旦系先存构造 2106.2.2 震旦纪走滑断裂萌芽阶段 2106.2.3 震旦纪末—早寒武世右旋走滑断裂系统定型阶段 2126.2.4 晚二叠世—三叠纪左旋弱走滑断裂活动阶段 214参考文献 216
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第1章绪论 1.1走滑断裂研究的关键难题 深层（埋深＞4500m）碳酸盐岩油气资源丰富、勘探程度低，是全球油气勘探开发的重要方向（Garl and et al.，2012；孙龙德等，2013；白国平和曹斌风，2014；张光亚等，2015），已成为我国“一带一路”与“深地”油气战略的重要领域，具有重要的能源安全战略地位（贾承造和庞雄奇，2015；马永生等，2020）。但是，深层前中生代古老碳酸盐岩原生孔隙大多消亡，次生孔、洞孔隙成因与分布复杂，勘探开发难度极大（赵文智等，2012；邹才能等，2015；Pang et al.，2015；沈安江等，2019）。由于断裂及其相关溶蚀作用可导致基质孔隙度增加50%以上、渗透率增加1个数量级以上（Wu et al.，2019c；He et al.，2022），深层断控碳酸盐岩储层（包括裂缝性/型、缝洞型、断溶型及断裂相关储层）成为勘探开发的重要方向（李建忠等，2021；何治亮等，2023）。 大型走滑断裂系统一般位于板块边缘，克拉通盆地内构造稳定，难以发育大规模走滑断裂系统。目前发现的走滑断控油气田位于中新生界，克拉通盆地内难以形成前中生界走滑断控规模储层与大油气田。近年来，塔里木克拉通盆地内发现了深层走滑断控灰岩缝洞型大油田，已探明油气地质储量达10亿t，年产原油超过400万t，揭示了深层走滑断控油气藏的巨大资源潜力。研究表明，塔里木盆地中部深层发育大型走滑断裂系统，不仅有利于油气的运聚与保存，而且对致密灰岩发育大型缝洞体储层具有重要的控制作用（云露，2021；王清华等，2021）。但是，深层走滑断控碳酸盐岩储层非均质性极强、分布与成储机理更为复杂，地震技术难以精准识别，并造成复杂的油气分布与生产特征，导致井位部署难、高产稳产难，即使在富油走滑断裂带也有较多的失利井与低产井，60%以上的钻井缺乏经济效益，钻探与开发成本极高，勘探开发难度极大，面临一系列***勘探开发难题（江同文等，2021；Wang et al.，2022）。 四川克拉通盆地深层海相碳酸盐岩天然气资源丰富（杨雨等，2020），已在川中隆起深层震旦系—寒武系丘滩体白云岩中发现了安岳大气田，在开江—梁平海槽二叠系—三叠系台缘带白云岩中发现了普光与龙岗等大气田（马永生，2007；邹才能等，2014；马新华等，2019），是我国天然气勘探开发的重点领域。但是，四川盆地深层碳酸盐岩勘探开发也面临广大台内深层碳酸盐岩新领域突破难、深层碳酸盐岩气藏高效评价开发难的诸多***理论技术难题（杨雨等，2020；谢军，2020；郭旭升，2022）。鉴于四川盆地具有典型的克拉通盆地隆拗结构，而国内外研究通常认为稳定克拉通盆地内难以形成大规模的走滑断裂系统及其断控规模储层，此前四川盆地“无大规模走滑断裂、无规模走滑断控白云岩储层、无走滑断控大气田”，未开展走滑断控油气藏的勘探开发。为开辟四川克拉通盆地内深层走滑断控白云岩油气藏勘探开发新领域，需要解决两大关键***难题。 1.深层微小走滑断裂难以有效识别的技术难题 由于克拉通盆地内深层走滑断裂直立、规模小、埋深大，常规地震技术难以有效识别。理论正演模型表明，深层微小（垂直断距＜30m）走滑断裂难以形成断面反射，塔里木盆地仍面临微小走滑断裂难以准确识别的难题（江同文等，2020；Wang et al.，2022）。目前即便主干断裂也难以开展地震剖面精细解释与工业成图，不同人的解释方案差异大，而且很多解释与钻井不吻合。相对于塔里木盆地，四川盆地走滑断裂规模更小、地震分辨率更低，同时受三叠系膏盐层速度变化影响大，信噪比更低，走滑断裂的假象更多，常规地震剖面上难以形成显著的走滑断裂响应，平面地震响应更弱，难以确证走滑断裂真假，比塔里木盆地更难以进行走滑断裂解释，制约了走滑断裂的工业成图与勘探部署。因此，亟须研发针对深层弱走滑断裂的识别方法技术，为深层走滑断裂相关油气藏的研究与勘探提供资料基础。 2.弱伸展稳定克拉通盆地内如何形成大规模走滑断裂系统的理论难题 大型走滑断裂体系主要分布于板块边缘与洋中脊（Sylvester，1988；许志琴等，2004；Mann and Gao，2013），而稳定的克拉通盆地内以大隆大拗的构造格局为主，主要发育如塔里木盆地在区域斜向挤压作用下形成调节古隆起收缩变形的走滑断裂（邬光辉等，2016，2021；Qiu et al.，2019；贾承造等，2021），从而形成克拉通内大面积分布的压扭断裂系统。而四川盆地中生代之前长期处于稳定的弱伸展克拉通内（何登发，2011；王学军等，2015；Liu et al.，2021），并广泛发育弱伸展背景下多期碳酸盐台地，国内外缺乏这类克拉通盆地内弱伸展构造环境下大规模走滑断裂系统发育的构造理论与实例。因此，需要研究克拉通盆地内大规模走滑断裂系统的成因机制，为走滑断裂构造解析与勘探开发部署提供理论依据。 综合分析，四川盆地走滑断裂构造研究需要重点开展以下三个方面的关键理论技术攻关。 （1）突破克拉通盆地内难以形成大型走滑断裂系统的理论局限，创新建立克拉通盆地内弱伸展构造环境下大规模走滑断裂系统构造理论，引领走滑断裂研究与部署。 （2）突破深层微小走滑断裂难以识别的技术难题，创新研发深层弱走滑断裂的识别技术，支撑走滑断裂的发现与工业成图。 （3）突破深层弱走滑断裂难以描述的技术难题，创新形成弱走滑断裂构造解析方法技术，支撑走滑断裂地质评价与钻探部署。 通过开展四川盆地川中地区走滑断裂构造解析研究，不仅可能发现与落实大型走滑断裂系统，支撑实现四川盆地深层走滑断控白云岩气藏从0到1的突破，而且可以形成适用于克拉通盆地走滑断裂识别与构造解析的方法技术，创新形成克拉通盆地走滑断裂构造理论，引领深层走滑断控油气藏的勘探与开发。 为此，2019年以来，为开辟深层走滑断控白云岩油气藏勘探开发新领域，支撑四川盆地深层碳酸盐岩大气田的高效勘探与开发，依托10余项中国石油天然气股份有限公司科技攻关项目、国家科技重大专项与国家自然科学基金项目，在中国石油天然气股份有限公司与中石油西南油气田分公司的组织下，西南石油大学与中石油西南油气田分公司联合开展了相关理论技术攻关研究，并支撑了走滑断控白云岩气藏的勘探与开发实践，取得重要新发现。 1.2走滑断裂研究历程与现状 1.2.1走滑断裂研究历程 1.研究萌芽阶段 走滑断裂是指那些运动方向平行于断裂走向的任何尺度的断裂（Sylvester，1988；胡德胜等，2009）。走滑断裂的研究可以追溯到17世纪末，1906年旧金山大地震，圣安德烈斯断裂上突然产生最大达417m的右旋滑动，引起了地质学家的注意。在20世纪30～40年代，西方学者提出了走滑断裂的若干基本概念，如Sonder（1938）的全球剪切断裂网格，Kennedy（1946）基于苏格兰大裂谷断裂研究提出平移断层的基本定义，Sonder等（1938）将区域走滑断裂作用作为地壳的主要运动之一。20世纪50年代，Moody和Hill（1956）分别在北美、中亚阿富汗、西太平洋等地区发现并研究了许多巨大的平移断层。同一时期，中国东部的郯庐断裂带也开始为人们所认识。 2.早期研究阶段 早期研究阶段，地质学家主要是研究走滑断裂，大区域或全球范围走滑构造研究较少。1956年，Moody和Hill发表了**文章“Wrench-fault tectonics”（《扭断裂构造》），描述了全球著名的走滑断裂及其产状，而且还探讨了其成因模式。Moody与Hill基于圣安德烈斯断裂系的研究，提出平移断裂构造学的基本原则并讨论了世界平移断裂网。磁异常条带的发现使学者们开始了对大洋中脊走滑构造的研究。Wilson（1965）提出大洋中脊转换断层的概念，提出大洋扩张的机制。 3.近代研究阶段 20世纪60年代末，随着板块构造和海底扩张学说的提出，地质学家们认识到地球上存在着众多的以前未被认识到的大型走滑断裂，特别是转换断层概念的提出，引起了地质学家们的关注，为板块构造学的发展做出了重要贡献。 随后不久，Harl and （1971）提出张扭（transtension或divergent strike-slip）和压扭（transpression或convergent strike-slip）的概念，而且还运用走滑构造来解释油气圈闭、盆地及造山带的演化，认为造山带中的某些现象用走滑构造来解释比用俯冲模式更为合理。Crowell（1962）对北美圣安德烈斯断裂进行了重要研究。Wilcox等（1973）进行平移构造的实验分析。Freund（1974）研究了平移断层的运动学。 4.现代研究阶段 20世纪70年代末期，有关走滑构造的研究开始深入。1978年，由温德利（Windley）主持召开了“海洋与大陆中的转换断层”学术讨论会，由奥德利-查尔斯（Audley-Charles）等主持召开了“东南亚岩浆作用与构造作用”学术研讨会。通过这两次会议，学者达成共识，认为地球上很多地区的地质研究不能不考虑走滑构造。因此，从20世纪70年代末期开始，对走滑构造的研究逐渐热起来，特别是东南亚地区，成为研究走滑构造的理想场所。 1979年，在奥克兰大学由巴兰斯（Balance）主持召开了“走滑造山带中的沉积作用”学术讨论会，会后出版了论文集《倾斜走滑活动带中的沉积作用》（Sedimentation in Oblique-Slip Mobile Zones），就倾斜走滑断裂的特点等做了详细论述。该论文集是当时走滑构造研究方面的系统著作，也为后来的研究打下了基础。 在前人研究的基础上，20世纪80～90年代开展了有关走滑构造的大量研究，如Badham（1982）对西欧海西造山带的研究；Taira等（1983）对西太平洋中生代斜向俯冲与走滑拼贴效应关系，以及中央构造线及有关断裂进行了研究，提出走滑活动带的概念；Woodcock和Fischer（1986）讨论了全球走滑断裂成因分类；Sylvester（1988）通过长期对圣安德烈斯断裂的研究，于1988年完成“走滑断裂”一文，这篇论文详细总结了当时近50年内全球走滑断裂研究的进展及研究过程中遇到的问题；Tapponnier等（1986）研究亚洲碰撞走滑断裂网；Kimura和Tamaki（1986）研究北美西部大陆边缘的地体增生与走滑运动；Sengor（1990）研究了地中海区走滑断裂及造山作用中的走滑挤出构造等。在第29届国际地质大会上，设立了一个“走滑断裂构造与沉积作用”的主题，国际岩石圈委员会在20世纪90年代新设立了“大陆岩石圈的走滑断裂”的任务组，以期对走滑构造进行更深入的研究。 20世纪90年代以来，随着观测及实验技术的进步，走滑断裂的研究得到长足的进展，如走滑断裂与深部流体的关系（Kennedy et al.，1997）、走滑断裂与其两侧的地形地貌的关系（Spotila et al.，1998）、走滑断裂的深部构造特征（Zhu，2000）以及走滑断裂的应变承载及分解机制（Jones，2003）等。这一阶段对走滑构造的研究较为深入，特别是走滑构造带中发育的拉分盆地研究较为系统。随着研究的不断深入，学者们就走滑构造对板块俯冲作用、碰撞作用、沉积作用、造山机制、盆地成因等地质作用方面的认识更加深化。 1.2.2走滑断裂研究现状 1.克拉通盆地内大规模走滑断裂系统的成因 走滑断裂的基本含义是断层两盘主要沿走向相对水平移动，也可称为平移断层（Sylvester，1988）。其基本特征是平直的断线、陡立的断面及较窄的断裂带，分左旋及右旋。走滑断裂可能出现在不同的构造环境中（许志琴等，2004），具有纯剪与单剪机制。根据定义，走滑断裂（平移断层）发生水平运动
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