走滑断层的识别标志及其石油地质意义

走滑断层的识别标志及其石油地质意义　

夏义平刘万辉徐礼贵郑良合　

（中国石油东方地球物理公司，河北省涿州市０７２７５１）　

摘要：按照断层规模和石油地质控制作用的差别，走滑断层分为板块级、盆地级、区带级、圈闭级和显微级五　

大类。断面陡立、发育花状构造、平面形迹丰富、空间常见海豚效应、断层两侧地层厚度突变等现象是识别走滑断层的　

主要标志。综合利用地面地质、航磁、重力、卫星照片、三维地震等资料，可以更加有效地解释和评价走滑断层。走滑　

断层对油气勘探的重要意义主要体现在控制沉积盆地的构造格局和沉积体系，从而影响油气系统、形成有效的聚油气圈　

闭、充当油气运移通道和改善储层的储集物性等，有时也有破坏圈闭的保存条件和沟通油田底水影响开发效率的负面影　

响。　

关键词：走滑断层；分类；识别标志；综合解释　石油地质作用　

中图分类号：ＴＥｌ１１．２　文献标识码：Ａ　

国内的构造学界通常把断层分为正断层、逆断层　

和平移断层三大类【ｌ１，也有人再加上顺层断层而归为四　

大类［２１。其实顺层断层应该是逆断层的一种特殊形式或　

发育的早期阶段，单列出来没有太大意义。所谓平移断　

层，系指断层两盘基本上顺走向相对滑动的断层。区域　

性大型平移断层称为走向滑动断层。笔者以为，把区域　

性大型平移断层抽出来单独命名理由不够充分，而“平　

移　一词也不能准确地反映这类断层两盘丰富的运动　

形式，因此把这类断层统称为走滑断层。　

２０世纪７０年代初，Ｈａｒｄｉｎｇ提出“花状构造　

（Ｆｌｏｗｅｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）　的概念，用来描述典型的与走滑　

断层相关的构造变形【３１，并分析了这类构造的地震响应　

和解释方法［４１。这大大提升了勘探家对走滑断层的关注　

度。但人们的注意力过多地放在了这类构造的几何形　

态上，在地震剖面上解释出了大量的“花状构造　。认　

识到这一概念被误读和滥用，Ｈａｒｄｉｎｇ先生后来又发表　

了一篇补充文章，详细列举了在解释花状构造中可能存　

在的陷阱【５ｌ。在过去的３０年里，尤其是最近几年，由于　勘探程度的不断提高，研究工作越来越深入细致，我们　

发现走滑断层及其伴生构造并不稀缺，而是普遍存在　

于从剪切到挤压、拉张等各种应力环境之下的一种非　

常常见的构造现象。在油气勘探中，走滑断层有其独特　

的识别标志和重要的石油地质意义。　

１走滑断层的概念及分类　

１。１有关概念　

走滑断层（Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ）是指两盘断块体以　

相对走滑位移为主要运动特征的断层。两盘的相对位　

移方向向右的走滑断层称为右旋走滑断层（Ｄｅｘｔｒａｌ　

Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ，Ｒｉｇｈｔ－ｌａｔｅｒａｌ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ，　

Ｒｉｇｈｔ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ），位移矢量向左的断层称为左旋走　

滑断层（Ｓｉｎｉｓｔｒａｌ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ，Ｌｅｆｔ－ｌａｔｅｒａｌ　

Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　ｆａｕｌｔ，Ｌｅｆｔ－Ｓｌｉｐ　Ｆａｕｌｔ）。　

断层两盘的相对位移矢量通常是斜向的，当走滑　

断层位移矢量中有较大的倾向位移分量时可分别称为　

第一作者简介：夏义平，男，１９８２年毕业于武汉地质学院地质系，１９９９年获中国地质大学博士学位，２００２年毕业于美国科罗拉多矿业学　

院，现任中国石油东方地球物理公司副总经理、总地质师，长期从事物探解释和石油地质综合研究工作。　

收稿日期：２００６－１１－２９　

１７№．１　２００＂／Ｃｈｉｎａ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅ）ｃｐＩ　ｎｉ∞１

’　维普资讯 http://www.cqvip.com “正走滑断层”（倾向位移分量为正断层）或“逆走滑断　

层”（倾向位移分量为逆断层）。从这个意义上来说，自　

然界中几乎不存在完全没有走滑分量的“纯”倾向断　

层，就像几乎不存在完全没有倾向位移的“纯”走滑断　

层一样。这也从一个侧面说明了走滑断层应该是普遍　

存在的。走滑断层位移过程中也会进一步引起两盘断块　

或走滑断层上覆地层的变形，所有这些与位移矢量近水　

平的剪切作用有关的构造变形统称为走滑构造。走滑作　

用形成的各种构造要素的组合，称为走滑构造组合。　

花状构造（Ｆｌｏｗｅｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）是与走滑断层相关　

联的最典型的褶皱样式，这个术语源自这类构造的剖　

面断裂组合与花瓣形态有某些相似之处，亦有研究者　

根据相同道理称之为棕榈树构造（Ｐａｌｍ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）。　

在聚敛型（Ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ）走滑断层或走滑断层的聚敛　

部位，断裂岩石块体由于压扭作用（Ｔｒａｎｓｐｒｅｓｓｉｏｎ）上　

升形成正花状构造（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｆｌｏｗｅｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）；相　

应地，在离散型（Ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ）走滑断层或走滑断层的　

离散部位，断裂岩石块体由于张扭作用（Ｔｒａｎｓｔｅｎｓｉｏｎ）　

下降形成负花状构造（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｆｌｏｗｅｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）。　

阶步（Ｓｔｅｐｏｖｅｒ）是由一系列走滑断层沿主位移带　

成雁行排列构成。根据这些断层的排列展开方向，阶步　

分为左阶斜列和右阶斜列［６１。组成阶步的断层的过渡部　

位称为岩桥区（Ｒｏｃｋ　Ｂｒｉｄｇｅ）。　

１。２类型　

目前，对走滑断层的系统研究仍然显得相对缺乏，　

对走滑断层的分类，基本有以下几种．根据断层两盘的　

相对运动方向可以分为左旋走滑断层和右旋走滑断层；　

根据倾向应力分量的特征可以分为正走滑断层和负走　

滑断层；根据与同一应力场中其他地层变形之间的相　

互关系可以分为转换断层、调解断层等等。　

本文从油气勘探的角度出发，倾向于根据断层规　

模把走滑断层分为五大类，分别是：板块级走滑断层、　

盆地级走滑断层、区带级走滑断层、圈闭级走滑断层和　

显微级走滑断层。　

（１）板块级走滑断层（Ｐｌａｔｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　

Ｆａｕｌｔ）。板块级走滑断层专指转换型板块边界，是规模　

最大的一级走滑断层。在转换型板块边界，相邻两板块　

的相对运动方向严格平行于边界，沿此边界岩石圈既　

无增长也无消失。板块级走滑断层与油气富集没有直　

接关系，不是我们关注的重点。　

（２）盆地级走滑断层（Ｂａｓｉｎ　Ｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　

，ｒ中国石油勘探２００７年第１期１８　Ｆａｕｌｔ）。该走滑断层是指板块内部控制一个或多个盆地　

发育的大型走滑断层。其规模仅次于转换型板块边界，　

对相关盆地的形成、演化、沉积体系、构造格局都有重　

要影响。典型的盆地级走滑断层包括美国西海岸圣安　

德列斯断层、新西兰的阿尔卑斯断层、英国苏格兰的大　

格林断层等，我国著名的郯城一庐江断层和阿尔金断　

层也属此列。　

（３）区带级走滑断层（Ｌｏｃａｌ　Ｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　

Ｆａｕｌｔ）。该类断层主要发育并作用于盆地内的二级构造　

带，在不同的应力背景下，其表现形式大不相同。在我　

国西部挤压环境下，有两种类型的区带级走滑断层，一　

类是逆冲构造带内部各变形单元之间的调节断层，其　

走向与纵向逆冲断层或褶皱枢纽近于垂直［１１。这类断层　

发育十分普遍；另一类是由形成褶皱或逆掩断层的统　

一应力场中的平面Ｘ剪裂面发育而成，这种走滑断层　

的走向与主逆冲褶皱带斜交，而且常呈两组共轭产出。　

在我国东部拉张环境下，区带级走滑断层常表现为帚　

状、麻花辫状或者干脆就是一组近平行的小断层组成　

的断层族，剖面上走滑特征不明显，与正断层十分相　

似。区带级走滑断层及其伴生构造构成了东部盆地各　

含油凹陷内的主要含油气构造。　

（４）圈闭级走滑断层（Ｔｒａｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　

Ｆａｕｌｔ）。圈闭级走滑断层就是比区带级走滑断层略小的　

走滑断层，其延伸和影响范围较小，一般不超过一个独　

立圈闭。　

（５）显微级走滑断层（Ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｉｋｅ－Ｓｌｉｐ　

Ｆａｕｌｔ）。显微级走滑断层是比圈闭级走滑断层更小的走　

滑断层。两者的区别在于，圈闭级走滑断层在当前的地　

震资料分辨率下是可以识别的；而显微级走滑断层在　

地震资料上不能或难以直接识别。　

２走滑断层的判识标志　

由于产生于独特的应力背景之下，走滑断层具有　

一系列独特的几何学特征，这也是判识其是否存在的　

重要标志。　

２．１断层断面陡直．直插基底　

倾向断层的断面产状基本都呈上陡下缓的犁状　

（Ｐｌｏｕｇｈ），形态相对较复杂的坡坪式断层的总体趋势　

也是如此。而走滑断层的情形与此相反，其断面大多表　

现为上缓下陡，到深部近于直立，深深插入沉积基底。　

这是走滑断层在剖面上的最典型特征之一，见到这样　维普资讯 http://www.cqvip.com 的削面特征荩本扯　】眦从定局走滑断层。　

但并非所有的走消断最苷Ｉ：县扫这一特点，已知的　两　特｛州分圳是侗　断展和继Ⅲ寰性止滑断层　侗竹断　

甚的断面铲状旺较简　，多　自：奇状．Ｉｎ－响节断甚是　主＋句造也　的　副产品”，它ｎ　切割濠度爱控ｒ卡空Ｊ　的主滑８　面的　废．不会深八到沉积基底　’Ｊ外一种情　

Ｍ是走滑作用征　期倾　ｌｊ断层的　ｊｉ『ｌ｛上　，它继承　

了俪　新甚的断面．田此住断吕腱布的绝大部分．Ｊｔ削　面特征与倾向断层十分相似　当然．它会　其他方　产　

十些　走滑骨关的构造现象　

２　２孰面上可能啦蔫诧４　ｔ构遗　

花状构造是走泔惭　产生柏龄蛆型的坐借构造择　

式　横切走滑带的洲响１上山一条主『　断层（走滑断　最ｌ和苦干派生断层共同组成个类似“花”　０结构。　

主Ｆ断层一股倾角较陡，在滦部近于垂直，向上有一定　的俪斜　派生断县　浅向稼｛　集，竹　ｊ相交Ｉ‘卞干断　

层　每　条派生断层就是一片　花瓣　。　

由走滑作用产生的褶皱带的宽度通常较与倾向断　裂伴生　褶皱带窄，　褶皱形忐轼为对称。构成抱状构　造　最外佃９的两个“花瓣”（派十断最）堆本限定丁褶　

皱变膨的范嗣．　“化”的内　，地层产　发生强刑而　复杂的变化　而　花”自０两仰』．地层产状通常不会或　

艇少受到走滑作用的影响（幽¨。　物　１　蛮崆表明，基底走滑断层刊盖层变形的影响　

范Ｒｊ（宽度）取决下断最衍动阶段，盖层厚度和能Ｔ性　扭动性顷（张扛迁足压扭）断　走向与应力方向的角　

ｌ萑托小镩闻素　持续走滑在不同阶段刘变　的影响有　

围ｌ走滑断屉艟托状构造（　裂盐地某地区）　Ｆｉｇ　ｌ　Ｓｔｌｉｋｅ　ｓｌｉｐ　ｌａｕｉｔ　ａｒ¨］ｒ０靶ｔｔｅ　ｓｔｒ【Ｊｃ　Ｌｕｒｅ　＿ｃ　Ｉｉｕｑｕｍｌ　Ｂａｄｒ　较大葶　．深郜断裂走滑活动早期　两　蛮形ｎ々　巫大，随着电滑活动的　续盖甚耗雌破裂、蚌进而硅　

通后，世滑活动刘变形的彩响迅速减弱　盖甚ｊ　度种徙　

干性刊基底断裂走滑活动导致盖层奎彤的ｌ¨　电有较　大差　，较薄　较能干岩层构成的盖晨庄深梆断裂走涓　

活动Ｈ　Ｊ　ｌ　变形宽度相对较小；住其他条件相同自（Ｊ情况　下．斜向挤压电滑ｆ　抓Ｊ比斜向引ｊＫ走滑（张扭）对　

两　童Ｊｌ＝；的影响更凡；　』样是斜ｌ　挤　，斜　Ｊ｛】度愈　凡　走滑隆起带的宽准愈ｋ。　

花状构造一定是走滑的产物，所以化状构造是叭　

别走滑断甚的标志性构造样式。但在共际地震削　上　解释花状怕造ｌ川．一定曼注意排除箨种陷阱＾ｌＩ：花状构　

造征剖　１．的几¨特征与冲起构造胀哔尚造　反转恂　造有　似之处　负花状构造　各ｌ』而ｊ二与＿Ｅ断层牵引构　

造，『析陷也界的断阶带有时难以区守。一定要结合其他　方而的特征，从空间　垒面　析，　确１　＂ｕ出　正的花