走滑断裂在地壳中非常发育,可形成多种结构类型,反映了复杂的运动学和动力学背景,控制了油气资源的分布。近年来,随着克拉通走滑断层理论和技术的发展,塔里木盆地顺托果勒低隆起引起了人们的广泛关注。受多期构造运动叠加的影响,其特殊的走滑断裂及其派生构造特征控制着该地区油气的分布。相比之下,埋藏在沉积盆地深层的走滑断层,对其运动学和形成机制研究难度大。这限制了对断裂特征和其控藏作用的探究。在该研究中,我们确定了塔里木盆地顺南地区形成的“S”型张性断裂的特征。使用高分辨率三维地震数据和属性分析来研究其几何形变特征。利用地震曲率属性计算“S”型张性断裂各点的应变值(图1)。确立了“S”型张性断裂的形成机制(图2),并在此基础上讨论了其在控制油气运移和聚集中的作用。

图1. 剪切带中Sigmoidal tension gashes边缘各点的剪切应变值(γ)计算结果
研究认为,顺南地区发育的“S”型张性断裂规模较大,呈雁列式排列,具有“S”型弯曲特征。“S”型张性断裂具有多期发育特征,在形成过程中沿剪应力方向发生了差异旋转。且在走滑断层主位移带附近,“S”型张性断裂的应力值较高,两端逐渐减小。浅层变形大于深层变形。在控制油气聚集方面,“S”型张性断裂在沟通烃源岩、油气输导、侧向封堵和储层改造方面具有重要作用。

图2. Sigmoidal tension gashes形成机制模式图
本研究不仅为超大型“S”型张性断裂带的形成和演化提供了地震证据,也为该地区的油气勘探提供了一定的指导。研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊《Petroleum Science》。由国家自然科学基金(No.42272155)、中国科学院战略先导研究计划(No.XDA14010301)、国家自然科学创新研究群体基金(No.41821002)和国家自然科学基金(No.41702138)联合资助。论文第一作者为太阳成集团tyc151cc博士生杜彦男,通讯作者为太阳成集团tyc151cc吴孔友教授和刘寅副教授。
论文信息:Du Yannan, Wu Kongyou*, Liu Yin*, Li Yanying,Cao zicheng. Geometry and formation mechanism of tension gashes and their implication on the hydrocarbon accumulation in the deep-seated strata of sedimentary basin: A case from Shunnan area of Tarim Basin[J]. Petroleum Science, 2023, 21(1):87-99. https://doi.org/10.1016/j.petsci.2023.10.021