[科普中國(guó)]-底辟構(gòu)造

特征

底辟構(gòu)造diapiric structure，密度較小的高塑性低粘度的巖石（如巖鹽、石膏或泥巖等）向上流動(dòng)，拱起甚至刺穿上覆巖層所形成的穹隆或蘑菇狀構(gòu)造。簡(jiǎn)稱底辟。底辟的直徑可從幾米到幾千米。鹽丘是最常見的底辟構(gòu)造，它由鹽類巖石或石膏向上流動(dòng)或擠入而使上覆巖層拱曲隆起所成。核部的鹽體常成圓柱狀，其內(nèi)鹽層變形復(fù)雜。鹽核之上的上覆巖層往往形成穹隆或短軸背斜及伴生的放射狀或環(huán)狀斷層。鹽核周邊與圍巖常為陡傾的斷層接觸，圍巖傾角也變陡。鹽丘周圍的巖層因鹽丘上隆而相對(duì)下坳，形成周緣向斜，鹽丘構(gòu)造具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，鹽核常成重要的鹽類或硫磺礦床，鹽上的穹隆及周緣圍巖中常富集石油和天然氣。

以泥質(zhì)為核的底辟稱為泥質(zhì)底辟，又稱泥火山，泥質(zhì)中的甲烷氣體在泥火山形成中起了重要作用。由巖漿上拱并侵入圍巖而形成的稱巖漿底辟。

珠江口盆地白云凹陷底辟構(gòu)造類型及其成因

珠江口盆地位于中國(guó)南海北部，是中國(guó)近海含油氣盆地中一個(gè)重要的盆地.盆地內(nèi)發(fā)育眾多形態(tài)各異的底辟構(gòu)造，目前僅有少量的文章對(duì)其進(jìn)行過分類研究，缺少系統(tǒng)地論述.底辟構(gòu)造是流體穿層流動(dòng)的一種特殊形式，對(duì)其展開分類及成因分析有助于洞察白云凹陷內(nèi)流體的活動(dòng)信息和油氣運(yùn)移特征.本文針對(duì)珠江口盆地白云凹陷地震剖面上所顯示的大量而且種類豐富的底辟構(gòu)造，開展了底辟構(gòu)造識(shí)別、分類及其內(nèi)涵流體活動(dòng)信息的研究，依據(jù)盆地模擬結(jié)果和區(qū)域構(gòu)造特征討論了底辟構(gòu)造的成因特征，得出如下兩個(gè)結(jié)論：(1)珠江口盆地發(fā)育多種類型的底辟構(gòu)造，有底辟初期的龜背上拱、泥底辟、氣體泄流通道、裂縫帶這4種類型，不同的底辟構(gòu)造類型內(nèi)涵有不同的地質(zhì)信息；(2)底辟構(gòu)造的成因與構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)，超壓對(duì)底辟構(gòu)造的形成與活動(dòng)影響較小，不起主要的作用。2

分類擠入構(gòu)造底辟構(gòu)造又稱“擠入構(gòu)造”，它在中新生代沉積盆地中有著廣泛的分布，是一種非常重要的油氣圈閉。一底辟構(gòu)造的概念地殼深部塑性巖層在外力作用下發(fā)生“底辟作用”，由此而產(chǎn)生的構(gòu)造叫底辟構(gòu)造。R.E.Chapman認(rèn)為所謂的底辟作用是指地球內(nèi)部的某些物質(zhì)以塑性和流體狀態(tài)從深部向淺層的侵入刺穿，由此引起負(fù)載層的褶皺變形叫底辟構(gòu)造。研究表明，某些巖層在應(yīng)力作用下將像流體或粘性固體一樣流動(dòng)，這些巖層包括蒸發(fā)巖（特別是鹽）、粘土巖、泥炭、泥灰?guī)r、冰及火成巖和某些變質(zhì)巖。但最普遍、最重要的是鹽類（包括與其伴生的石膏）和粘土底辟構(gòu)造。底辟的向上運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于周圍地區(qū)的沉積物而言的，通常是隨著沉積盆地的發(fā)展而下沉，只有當(dāng)?shù)妆俚南蛏仙L(zhǎng)快于周圍沉積物的沉陷時(shí)，它才具有絕對(duì)的向上運(yùn)動(dòng)。

刺穿構(gòu)造底辟構(gòu)造的分類按照底辟和與圍巖的關(guān)系可將底辟分為刺穿構(gòu)造和隱刺穿構(gòu)造。隱刺穿構(gòu)造是指底辟物質(zhì)沒有刺穿圍巖，其底辟核頂面的形態(tài)和圍巖保持一致。這種底辟構(gòu)造常常是底辟發(fā)育初期的形態(tài)，或者是由于底辟物質(zhì)粘度大、塑性差、變形弱的結(jié)果。刺穿底辟通常是底辟發(fā)育到成熟階段的產(chǎn)物。 G.D.Obrien 根據(jù)發(fā)生刺穿作用時(shí)的溫度，把底辟分為高溫底辟和低溫底辟。高溫底辟主要指的是巖漿侵入或噴發(fā)所引起的底辟構(gòu)造，低溫底辟則是人們一般所理解的狹義的底辟構(gòu)造，主要是鹽、泥等塑性地層向上侵入或刺穿所產(chǎn)生的構(gòu)造。也包括和鹽泥底辟具有同樣侵入方式的某些變質(zhì)巖，如蛇紋巖底辟構(gòu)造。按照底辟核頂面的埋藏深度，又可將底辟分為淺、中、深三種：淺層底辟，其頂面埋深小于1200m；中層底辟，其頂面埋深在1200~3000m之間；深層底辟，其頂面埋深大于3000m。按形成底辟構(gòu)造的力學(xué)機(jī)制又可分為垂直底辟和排驅(qū)式底辟兩種。

鹽丘鹽丘的基本特征：鹽丘在平面上形態(tài)各異，但比較多的是圓形和橢圓形，也有狹長(zhǎng)狀和不規(guī)則形態(tài)。

狹長(zhǎng)狀的鹽脊通常埋藏較深或者是發(fā)育初期階段的產(chǎn)物。鹽丘在地震剖面上的反映非常明顯，鹽丘內(nèi)部呈雜亂反射，而圍巖的反射界面在此突然中斷，由此可以將鹽丘的形態(tài)勾繪出來。鹽底辟的發(fā)育強(qiáng)度差別很大，有的侵入高度很小，鹽核以鹽枕或鹽脊、或者以鹽栓的形態(tài)向上拱起，形成隱刺穿的鹽背斜構(gòu)造。鹽枕就屬于此類。在鹽脊或鹽枕之上的背斜構(gòu)造常被斷層復(fù)雜化，大多形成一個(gè)地塹斷裂系。刺穿高度很大的鹽丘構(gòu)造常常發(fā)育在鹽盆中心部位，或者是鹽源層厚度大的地區(qū)，這里有巨厚的鹽層供給鹽丘生長(zhǎng)。鹽丘在向上刺穿過程中，可能引起圍巖強(qiáng)烈變形。鹽核周圍地層向上翹起，鹽核頂部地層向上隆起形成背斜，并可能伴生一個(gè)復(fù)雜的地塹斷裂系。而在圓形的鹽丘上，多形成放射狀斷層，延伸距離很小。在有的情況下，鹽丘雖然刺穿高度很大，但圍巖的變形并不強(qiáng)烈，這可能是在鹽丘生長(zhǎng)時(shí)鹽核和圍巖的粘度較低，且比較接近所致。鹽丘的刺穿通常都很高，在發(fā)育成熟的鹽丘（朵為淺層鹽丘）頂部常發(fā)育一個(gè)鹽帽。

圓形和橢圓形鹽丘一般埋深較淺，常常是發(fā)育成熟的鹽底辟構(gòu)造。鹽源層在外力作用下，初期通常一狹長(zhǎng)狀的鹽脊向上生長(zhǎng)，侵入到淺層后逐漸有狹長(zhǎng)狀變?yōu)闄E圓狀或圓形，總之，有深部向上，鹽丘的形態(tài)是面積逐漸變小，形態(tài)逐漸變圓，這是塑性變形的規(guī)律（即變形式所作功最小法則）所決定的。由的鹽丘在上升過程中，可能脫離母鹽層，而呈淚滴狀，這是鹽生長(zhǎng)的浮力理論的一個(gè)重要依據(jù)。巖帽是由于地下水對(duì)鹽的溶蝕淋濾作用形成的不溶殘?jiān)饕捎彩?、石膏和方解石組成。巖帽厚度差別很大，從幾米到幾百米不等一般可以分為三個(gè)帶，即底部主要由硬石膏組成，該層的厚度通常較大；中部為石膏層；上部主要成分是方解石和石灰?guī)r。有時(shí)，巖帽中還有天然硫。當(dāng)鹽丘在平面上呈圓形時(shí)，鹽帽在側(cè)向上的延伸范圍通常比鹽丘主體的面積要大。有些鹽丘的側(cè)面向外凸出而覆蓋在沉積巖之上，這就是所謂的倒懸體。倒懸體下面的地層一般都比較陡，有時(shí)近于直立，常?？梢詷?gòu)成良好的圈閉，應(yīng)引起足夠的重視。