《油区构造解析》考试卷(A)及参考答案

《油区构造解析》考试卷（A ）

（必须在答卷纸上答题，姓名、学号写在答卷纸上）

一、区分和解释下列相近的名词概念（每题8分，共40分，必要时可画图辅助说明）

1、构造样式与构造族系

2、铲式扇正断层组与多米诺式正断层组

3、断弯褶皱和断展褶皱

4、基底卷入构造与盖层滑脱构造（薄皮构造）

5、正花状构造与正反转构造

二．论述题（共60分，必要时可画图辅助说明）

1、影响构造变形样式的主要因素。（12分）

2、简要描述下图中所示的各种构造样式特点（各断层的组合），分析剖面所示构造的演化过程。（18分）

深度∕k m

2.3.4.

5.1.0.

3、用图示表示一个左旋走滑构造带的应变椭圆，并简要说明该构造带可能出现的各种类型的构造要素。（15分）

4、简述与盐底辟有关的龟背式构造的特征及形成演化过程。（15分）

《油区构造解析》考试卷（A）参考答案

（必须在答卷纸上答题，姓名、学号写在答卷纸上）

一、区分和解释下列相近的名词概念（每题8分，共40分，必要时可画图辅助说明）

1、构造样式与构造族系：Groshong（1985）将构造族系定义为具有共同力学成因的一组构造集合体，指在基本不变的边界条件下变形产生的各种有成因联系的构造型式的集合体。构造样式是指一组相关构造的总体特征，这些特征可以与其它地区或不同时代的另一组相关构造进行区别和比较。

2、铲式扇正断层组与多米诺式正断层组：主干正断层为铲式正断层，上盘发育一系列与主干铲式正断层同向和反向的铲式正断层和旋转平面式正断层，与主干铲式正断层连锁在一起形成的断层组合称为“铲式扇”（listric fan）。一系列旋转平面式正断层同向倾斜构成的正断层组称为“多米诺构造”或多米诺式正断层组。在递进变形过程中，平面式正断层的旋转受阻会产生新的旋转平面式正断层，或旋转平面式正断层向铲式正断层转化。多米诺构造中正断层的间隔与滑脱面或滑脱层有一定的关系，一般滑脱层深度较浅、正断层间隔较小。

3、断弯褶皱和断展褶皱：坡坪式逆冲断层的位移会使上盘的断坡部分逆冲到下盘的断坪之上，上盘岩层受断层面形态制约而发生褶皱变形，这种褶皱称为“断弯褶皱（fault-bend fold）”。伴随着盲冲断层的位移减小，断层上盘及上覆地层会发生褶皱变形，这种褶皱称为“断展褶皱（fault-propagation fold）”。类似地，顺层的逆冲断层也可能在层间尖灭，并引起上覆地层发生褶皱，这种褶皱称为“断滑褶皱（detachment fold）”。

4、基底卷入构造与盖层滑脱构造（薄皮构造）：结晶基底与沉积盖层一起卷入变形，主要的断层一般都切割到结晶基底中，这种构造变形称为结晶基底卷入构造变形；同样地，如果盆地基底为沉积岩或浅变质岩层、或变质岩层，当基底岩层在盆地沉积盖层变形过程中一起被卷入变形时也属于基底卷入构造变形。如果沉积盖层与基底之间存在大型的区域性滑脱断层或拆离断层，盖层构造变形发生在区域性滑脱断层上盘，这种构造变形称为盖层滑脱构造变形。

5、正花状构造与正反转构造：横切走滑构造带的剖面上，常可以见到主干走滑断层向上近对称地分支，构成下窄上宽的貌似“花朵”的破裂带，称为花状构造（flower Structure）。正花状构造是在压扭作用下产生的，其大多数断层具逆断距，个别断层表现为正断距，组成地层总体表现为背斜特征，断层间为地垒断片。盆地沉降区反转成为隆起区或伸展构造反转成为收缩构造，称为正反转构造。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。即原来沉降的盆地发生隆升。盆地边缘或内部原来的正断层可能在构造反转过程中发生逆冲断层位移，这种断层称为“正反转断层”或“反转正断层”。

二．论述题（共60分，必要时可画图辅助说明）

1、影响构造变形样式的主要因素。（12分）

①岩层成分和结构：岩层组成成分不同表现出的脆、韧性和能干性不同。在统一的应力环境中，不同岩层对应力的承受能力和变形反映方式会有较大的差异。能承受较大应力的岩层称为“能干岩层”或强硬岩层，承受应力能力较小的岩层称为“非能干岩层”或软弱岩层。岩层的能干性是相对的。一般地，碎屑沉积岩层中砂岩、砾岩属于能干岩层，泥岩属于非能干岩层；化学沉积岩层中硅质岩、碳酸盐岩属于能干岩层，盐岩、膏盐岩等属于非能干岩层。

同种岩性或岩性类似的岩层中，厚度较大的岩层的能干性也较强。通常是能干岩层在构造变形过程中起主导作用，非能干岩层其被动作用。

②压力：随着围压的增大，岩层承受构造应力的能力增强，岩层强度增大，但是岩层的韧性也增大。

③温度：随着温度的增高，岩层承受构造应力的能力减弱，即强度减小，同时岩层的韧性也增大。

④应变速率：应变速率愈高，岩层强度愈大，岩层的脆性也增大。

⑤流体和溶液作用：流体或溶液可以使岩层发生软化，使岩层强度降低，也可能使岩层韧性增强（？）。

⑥流体压力：岩层内部的应力是靠岩层内部质点（质点包括不同的尺度，例如岩石块体、沙粒、晶体、晶体质点等）相互传递的。如果岩层内部存在孔隙流体压力，可以抵消岩层所受的部分围压，使岩层的有效应力值减小。岩层中的有效应力σe 是指减掉孔隙流体压力的影响后，实际作用在岩层内部质点间的应力，即：σe ＝σ－σ f 。由于孔隙流体压力的影响，有效应力的莫尔圆整体向σ轴“－”方向移动。在差应力值不变的前提下，由于孔隙流体压力的影响，应力莫尔圆向σ轴“－”方向移动而使其与破裂包络线相交，岩层会发生破裂。流体压力增大使岩层所受的有效应力减小，流体压力使岩层强度降低、脆性增大。

2、简要描述下图中所示的各种构造样式特点（各断层的组合），分析剖面所示构造的演化过程。（18分）

深度∕k m

2.3.4.

5.1.0.

F1和F2组成地垒构造；F2、F17构成多米诺构造；F4、F5、F6、F7、F8、F9构成逆冲叠瓦扇；F10、F11、F12、F13、F14、f15构成逆冲双重构造，其中F10为顶板断层、F16为底板断层。从图面结构可以看出，逆冲断层构成的收缩构造变形发生在J-K 时期，浅层的逆冲叠瓦扇相对与深层的逆冲双重构造先形成，由于双重构造的形成使叠瓦构造变形；在早第三纪时期，该区发育伸展构造变形，形成地垒凸起和多米诺式正断层系。晚第三纪和第四纪时期构造活动相对较弱，但是由于压实作用使早期的正断层部分切割到上第三系内部。

3、用图示表示一个左旋走滑构造带的应变椭圆，并简要说明该构造带可能出现的各种类型的构造要素。（15分）

（图略）

①里德尔（R ）剪切破裂（Riedel shear ）——同向走滑断层（synthetic strike-slip fault ）：与主位移带小角度（一般＜15o 相交、剪切方向与主位移带一致、角顶指向本盘断块位移方

向。

②共轭里德尔（R＇）剪切破裂（conjugated Riedel shear）——反向走滑断层（antithetic strike-slip fault）：与主位移带呈大角度相交、并且剪切位移方向相反的次级走滑断层。R′剪切面与R破裂面共轭，共轭角通常为60°-70°。

③同向（P）剪切破裂——次级同向断层（secondary synthetic fault）：与主位移带相交夹角一般＜10o，剪切位移方向与主位移带剪切方向一致，与主位移带的锐交角角顶指向对盘断块位移方向。

④局部张性（T）破裂——与主位移带大角度相交的、延伸不长的正断层组，断层走向与应变椭圆中的局部伸展方向垂直。

⑤Y剪切：与主位移带平行的断层。

⑥局部收缩变形——雁行式褶皱（en echelon folds）和逆断层组，褶皱和断层只在构造带中发育延伸不长，断层走向与应变椭圆中的局部收缩方向垂直。

其中①、③、⑤的剪切方向一致，在走滑构造递进变形过程中可相互勾通连接，组成交织的走滑断层带。R＇剪切在剪切旋转中可以不发育。

走滑作用形成的上述各种构造要素构成走滑构造组合，其中反应走滑位移特征的破裂带称为主位移带，由于断层走滑位移引起的其它构造称为走滑伴生构造。

主位移带（principal displacement zone）：与走滑构造带走向一致的、连续的走滑断层位移带，简称PDZ。在地壳深部，走滑主位移带往往是一条走向稳定的、线性延伸的走滑主干断层，向上发散可能与浅层的如图的①、③、⑤甚至④等各种破裂面连接在一起构成网状交织的破裂带。

伴生构造（associated structures）：走滑构造带内部或主要走滑位移带附近区域，由于走滑位移引起的各种伴生构造变形。这些伴生构造的局部应变轴方向与走滑构造带的变形椭圆中的应变方向是基本一致的。走滑构造应变椭圆中的上述6种构造要素都可以视为走滑伴生构造。此外还包括位于构造构造带中一些断块体差异升降形成的地垒—地堑构造、局部拉分盆地和推挤隆起构造等。走滑伴生构造常常沿走滑构造带有规律地排列，如在右行走滑构造带中出现右阶的R剪切破裂、右阶的张节理或正断层、左阶的短轴褶皱或逆断层等。力学分析和模拟实验证实这些构造的排列型式是合理的，与主干走滑断层的位移是一致的。渐进的走滑变形还会使走滑构造带中的伴生构造及断块体发生旋转变形，而旋转的方向也是与主干走滑断层的位移是一致的。

4、简述与盐底辟有关的龟背式构造的特征及形成演化过程。（15分）

刺穿的盐底辟核之间的核上岩层变形成为上凸下平（或下凹）的构造样式，称为“龟背式构造”（turtle structure）。龟背式构造是盐底辟中的标志性构造，它记录了盐底辟的形成和演化过程。其形成过程大致分为三个阶段：①隐刺穿底辟和原始周缘向斜形成阶段，底辟的核上岩层变形相对简单，以底辟核为背斜核部形成横弯背斜，背斜顶部上覆岩层受到横向引张有发育“V”型、“X”型正断层组的趋势，底辟核周围则发育向斜或凹陷，称为周缘向斜（rim syncline）。在隐刺穿阶段发育的周缘向斜也称为“原始周缘向斜”（primary rim syncline）；②刺穿底辟和次级周缘向斜形成阶段，当底辟核刺穿上覆岩层后原始周缘向斜被发育于刺穿底辟核周缘的“次级（第二序次）周缘向斜”（secondary rim syncline）取代，原来的盐枕由于刺穿底辟构造向上运移，使位于原始背斜翼部的地层成为新发育的次级周缘向斜的核部；③底辟后阶段，底辟核发生侧向扩展或顶部塌陷，形成第三期周缘向斜，进一步使早期的位于两个底辟核之间的原始周缘向斜演化成为宽缓的背斜构造。

（图略）