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地质构造基础

地质构造基础(多图、易懂、珍藏版)

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一、地层

1. 地层概念

地质历史上某一时代形成的层状岩石称为地层,地层是地壳中具一定层位的一层或一组岩石,在正常情况下,先形成的地层居下,后形成的地层居上。层与层之间的界面可以是明显的层面或沉积间断面。它主要包括沉积岩、火山沉积岩以及由它们经受一定变质的浅变质岩,从岩性上讲,地层包括各种沉积岩、火山岩和变质岩;从时代上讲,地层有老有新,具有时间的概念。

2. 岩石

岩石是由一种或几种造岩矿物所组成具有一定结构构造的固体结合体。按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。与油气田关系密切的岩石主要是沉积岩,而沉积岩中又以砂岩、石灰岩、泥岩为主。在特殊的条件下,岩浆岩(如花岗岩)和变质岩也可以形成油气的储集层。

△地壳物质循环简略示意图

3. 岩浆岩

岩浆岩是由岩浆冷凝固结而成的岩石。岩浆是在地下深处天然生成的,为一种高温、高压

状态富含挥发性成分的粘稠状硅酸盐熔融物质。当岩浆向地壳薄弱地带(发生破裂或失去平衡)活动时其温度、压力会逐渐下降,挥发性物质不断析出,岩浆自身逐渐分化,经过冷凝和结晶便形成岩浆岩,也称火成岩。

岩浆由地壳深处向浅处活动的过程称侵入作用,在这一阶段冷凝固结形成的岩石叫侵入岩。岩浆沿裂隙溢出地表或喷向天空的活动过程叫岩浆喷发或火山活动,这一阶段冷凝固结形成的岩石叫喷出岩或火山岩。

△火山及其构造示意图

△岩浆岩

4. 变质岩

由沉积岩、岩浆岩或先期生成的变质岩经过变质作用而形成的一类岩石称作变质岩。如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩等。大理岩由石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石变质而成;石英岩是由石英砂岩或硅质岩类变质而成;板岩、千枚岩等是由粘土质、粉砂质原岩变质而成。在变质作用过程中,无论是岩石的变形还是物质成分的重新组合,都有是在固态情况下进行的,这与岩浆作用是不同的。

△变质岩

5. 沉积岩

沉积岩是组成地球岩石圈的三大类岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩)之一。它是在地壳表层条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运作用、沉积作用以及沉积后作而形成的一类岩石。

沉积岩是在地表常温、常压条件下由任何早先形成的岩石(岩浆岩、变质岩和先成的沉积岩)遭受风化剥蚀作用破坏的产物、有机物质、火山物质以及宇宙物质等,在原地或经外力搬运、沉积及成岩作用形成的岩石。99%以上的石油和天然气都储集在沉积岩中。

△沉积岩

6. 沉积岩的形成

早先形成的任何岩石经过长期的日晒雨淋、水流、冰川的冲蚀、风吹磨蚀和生物等的风化作用,然后被风、地表流水(山洪、河流、海潮波浪)和生物等力量的作用(搬运作用),搬到低洼处或适当的地方沉积或堆积下来,最后沉积物继续增厚,不断经历压实、胶结、重结晶、交代作用和溶解物质的沉淀等成岩作用,才能固结成沉积岩。这种促使疏松的沉积物变成固结岩石的作用称成岩作用。成岩作用是沉积岩形成的最后阶段。

沉积岩的形成大体经历以下几个过程:沉积物的形成—母岩的风化作用、风化产物的搬运和沉积作用、沉积物的成岩作用。

△岩石形成

7. 地质年代

地球发展过程中,某一时代所形成的一套成层的岩石,即为那个时代的地层。在正常情况下,后形成的地层总是盖在先形成的地层上面,“下老、上新”这就是地层层序规律。

人们研究了地壳中全部地层和它们的层序,并按照一定的原则把地壳中的全部地层共分为五个大的部分,即太古界、元古界、古生界、中生界和新生界。每个界又可分成几个系,每个系又分成几个统,统还可以细分。

以上按地层层序划分的地层单位宇、界、系、统、阶等单位,是根据生物的演化阶段来划

分的,是国际性和大区域性范围适用的单位,通常称为时间地层单位。每一个地层单位都有相应的形成这一个地层的时间单位。按地层顺序和其中所含化石,把地球全部历史分成许多自然阶段或时期,就叫做地质年代,从老到新顺序排列起来就编成地质年代表。

见下表:

地质工作者常常根据不同地区地层沉积的特点进行区域性的分层,自统以下又细分为“组”、“段”。见下表:

注:沙河街期(即沙河街组)以前沉积的地层从略,统称为第三纪以前(或前第三系)地层。

二、构造

1. 地质构造

地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形变位,从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等组成地壳的岩层和岩体,在内外地质作用下(多为构造运动),发生变形和变位后,形成的几何体,或残留下的形迹。地质构造主要分为两大类:褶皱和断层。又可以将褶皱细分为向斜和背斜,断层细分地垒和地堑。

2. 背斜构造及向斜构造

在构造运动的影响下,地层发生弯曲变形而未丧失其连续完整性的构造叫褶皱构造。其中一

种弯曲叫褶曲。褶曲的形态多种多样,其基本形态上有两种:就是背斜(也称背斜构造)和向斜(也称向斜构造)。如图:

背斜和向斜

背斜构造是指地层由于发生向上弯曲并向四面倾伏而形成的褶曲叫背斜构造,图中A-B;

向斜是指地层向下弯曲四周地层倾向相向,叫向斜构造,图中C-D;

3. 背斜构造与油气藏

背斜构造是油、气聚集的主要场所,在渤海地区由于断层发育,多数背斜构造遭断层破坏。如埕北油田东营组油藏,就是埕北凸起上被断层切割的披覆型半背斜构造。在特殊情况下,向斜构造也可聚集油气。由于褶曲形态在平面展布上的长度和宽度的不同,可分为以下几种类型:穹窿、短轴褶曲、长轴褶曲线状褶曲、断裂构造。

4. 断裂构造

答:当地层受力产生变形,其应力达到和超过岩层的极限强度时,破坏了岩层的连续性和

完整性,产生破裂或沿破裂面发生位移,形成断裂构造。断裂构造按其沿着断裂面两侧岩层有没有明显的位移,分为两种基本类型:裂缝(裂隙或节理)和断层。裂缝是断裂面两侧岩块无明显的位移;断层则是沿着断裂面两侧岩块发生了明显位移。

5. 断层

按断层两盘相对位移方向不同可将断层分为几种类型可分为:正断层、逆断层、平移断层等

三种。

正断层:上升盘在断层面下侧称为正断层。正断层的倾角一般较大,在钻井剖面中有地层缺失现象。

逆断层:上升盘在断层面上侧称为逆断层。在钻井剖面中有地层重复现象。

平移断层:两盘沿断层面走向相对移动的断层称为平移断层。一般断层面较陡走向比较稳定。

a-正断层;b-逆断层;c-平移断层;d-逆掩断层

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