在峽谷和北海維京地塹的斷層帶和階梯狀地塹的烴類(lèi)的運(yùn)移和聚集的意義

1、在峽谷和北海維京地塹的斷層帶和階梯狀地塹的烴類(lèi)的運(yùn)移和聚集的意義Haakon Fossen, Richard A. Schultz, Egil Rundhovde,Atle Rotevatn, and Simon J. BuckleyAAPG Bulletin, v. 94, no. 5 (May 2010), pp. 597613摘要分隔地塹系統(tǒng)發(fā)育在延伸構(gòu)造盆地的石油和天然氣勘探上有著重要的意義。在猶他州和北海維京地塹峽谷區(qū)的地塹之間我們對(duì)比和模擬了一個(gè)典型的階梯狀構(gòu)造，盡管它們的構(gòu)造背景不同，但發(fā)現(xiàn)它們以驚人的相似性適用于其他地塹系統(tǒng)。在這些情況下，這些階梯狀構(gòu)造代表地塹系統(tǒng)內(nèi)部的相對(duì)較

2、高部分，這可能是在地塹深處部位第一批充填碳?xì)浠衔锏臉?gòu)造。再者，轉(zhuǎn)換斜坡和較小的斷層輔助了烴類(lèi)在階梯狀構(gòu)造輕易的運(yùn)移和允許階梯狀構(gòu)造作為油氣從深地塹油灶運(yùn)移到盆地較高部位圈閉的良好的通道。在勘探中，階梯狀地塹和其相關(guān)構(gòu)造應(yīng)被特別的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兛赡苷宫F(xiàn)了油氣沿著地塹兩翼向大的圈閉較充足的聚集。這些觀測(cè)結(jié)果顯示，并且增加了對(duì)這些位于維京地塹的階梯狀構(gòu)造的the Kvitebjørn,Valemon,和Huldra油田，和維京地塹和其他地塹系統(tǒng)的地塹階梯狀構(gòu)造的關(guān)注度。介紹從許多別的大陸裂谷系統(tǒng)，例如東非裂谷（Rosendahl等，1986;Morley等,1990;Nelson等,19

3、92），奧斯陸裂谷（Sundvoll and Larsen,1994），Rheine裂谷(Ziegler,1992),the蘇伊士裂谷(Bosworth,1995)和里約格蘭德裂谷(Mack and Seager,1995)，以及洋中裂谷系統(tǒng)（例如Sempéré等,1993)看出在地塹軸線大規(guī)模橫向偏移和介入（圖1）。在很好的探索侏羅北晚期海洋被動(dòng)裂谷系統(tǒng)上，維京地塹詳述了在維度60°-62°之間的中央裂谷地塹（圖2）。維京地塹在連貫的右階中被分割（圖3、4）。最近發(fā)現(xiàn)位于維京地塹的側(cè)翼的一些大的南海近海油田（例如斯達(dá)夫瓊德、克斯、斯諾里、奧斯貝爾油田）

4、和一些小的滿烴構(gòu)造是在相同的地區(qū)。雖然巨大的石油天然氣田是位于較高的裂谷邊緣，但一些小的油田和成藏組合在地塹覆蓋部分被發(fā)現(xiàn)。在地塹轉(zhuǎn)換帶或者階梯狀部位和碳?xì)浠衔锞奂瘏^(qū)的有趣的巧合不僅僅的巧合：我們指出這些聚集區(qū)和這些階梯狀地塹的特別的構(gòu)造特征是相關(guān)的。雖然階梯狀地塹構(gòu)造和裂谷聚集區(qū)有不同的構(gòu)造特征，但從討論它們先前的研究工作（例如Rosendahl,1987;Morley等,1990）我們將注意到維京地塹的階梯狀地塹和在猶他州峽谷地區(qū)和地塹系統(tǒng)幾何上相似的地方有結(jié)構(gòu)的相似之處。在比較異常的好的暴露峽谷的例子和大尺度維京地塹上，沿著和地塹相關(guān)的地形和邊緣斷層的擴(kuò)展測(cè)量的基礎(chǔ)上，我們討論了石油勘

5、探地塹分割的重要性。圖1 以地塹軸線相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換斜坡和位移的階梯狀地塹的概念轉(zhuǎn)換構(gòu)造和地塹分割由小構(gòu)造發(fā)育來(lái)的斷層在地震活動(dòng)和抗震蠕動(dòng)中迅速聚集油氣（如科維，等，2007）。在斷層組演變中，個(gè)別斷層相互影響和重疊，形成轉(zhuǎn)換構(gòu)造（如拉森，1988；蔡爾茨，等，1995）。一個(gè)轉(zhuǎn)換構(gòu)造也被稱為是階梯狀構(gòu)造，它是在2個(gè)斷層之間轉(zhuǎn)換位移的位置。轉(zhuǎn)換位移在地層學(xué)中用于指示正常重疊斷層的延展性褶皺（例如Willemse,1997）。這些地方被認(rèn)為是轉(zhuǎn)換斜坡（例如Peacock and Sanderson,1994）。轉(zhuǎn)換斜坡可以積累張力直到斜坡中的巖石在剪切力作用下破碎（Crider和Pollard,19

6、98）。在這點(diǎn)上，兩個(gè)斷裂段成為物理上的相連形成一個(gè)或者更多個(gè)貫穿斷層(Soliva和Benedicto,2004)。這種構(gòu)造結(jié)果被稱為一個(gè)被破壞的轉(zhuǎn)換斜坡(Childs等,1995)。圖2 北海裂谷系統(tǒng)和維京地塹相關(guān)的挪威、蘇格蘭和中央地塹的三重交界處以及默里灣盆地。地圖顯示的是白堊紀(jì)晚期，冷色是深的地方。模型是Evans等2003年建立的。被許可轉(zhuǎn)載的地質(zhì)學(xué)會(huì)重?。▊惗兀┺D(zhuǎn)換斜坡的形成和破壞不斷貫穿于斷層組的發(fā)展史中。此外，它們的形式范圍很廣，從可顯著取樣到地圖結(jié)構(gòu)上的厘米規(guī)模的構(gòu)造到100km的構(gòu)造均可（Peacock等，2000;Soliva和Benedicto，2004）。轉(zhuǎn)換構(gòu)造的

7、形式轉(zhuǎn)換斜坡可以消極的影響斷層的封閉容量，并且在運(yùn)移過(guò)程中，特別是水和碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)生中，起到積極的溝通斷層的作用（Bense和Balen,2004;Rotevatn，等,2007,2009a,b）。地塹也通過(guò)斷層交互作用和連接作用演化，除非它們包括兩套相反的傾向斷層的軸線。因此，轉(zhuǎn)換在一個(gè)簡(jiǎn)單地塹的軸部以兩個(gè)相對(duì)傾向的轉(zhuǎn)換斜坡形式存在（圖一）。最好顯示的一個(gè)例子之一是側(cè)部臺(tái)階狀或者是階梯狀地塹和相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換斜坡在美國(guó)猶他州峽谷地國(guó)家公園地塹帶被發(fā)現(xiàn)，是可以按最合適比例放大到大的規(guī)模的北海北部的維京地塹的例子。在這篇文章中，我們指的階梯狀地塹是垂直于受力方向的地塹轉(zhuǎn)換。維京地塹分段維京地塹形成

8、于地塹中央，北海裂谷構(gòu)造最低的部位，從中央地塹三相連接構(gòu)造和南部默里灣盆地到北部松恩地塹大約延伸500km（311mi）（圖2）。在北海裂谷系統(tǒng)經(jīng)歷了兩次主要斷裂階段：一個(gè)從二疊紀(jì)晚期到白堊紀(jì)早期，一個(gè)是侏羅紀(jì)中晚期到早白堊紀(jì)（例如Roberts等，1993;Færseth,1996）。維京地塹本身的后一個(gè)階段的結(jié)果：軸向最大的伸展方向位于前二疊紀(jì)-三疊紀(jì)時(shí)期更遠(yuǎn)的東部（Færseth等,1995）。幾何學(xué)上講，從地圖上看維京地塹是不規(guī)則的，沿受力向側(cè)面成階梯狀。在北部，尤其是右階地塹段很好的發(fā)育。在這個(gè)區(qū)油氣田個(gè)體段大約有30km（18.6mi）寬50-100km（31-

9、62mi）長(zhǎng)，北部段被稱作松恩地塹（圖3）。然而，地塹精確度寬度是不能很好的約束的，因?yàn)閿鄬雍蛿鄬拥膹?fù)雜的交換作用是沿著地塹邊緣的。在橫截面上，維京地塹的延伸幾乎是對(duì)稱（圖4b）到東部不對(duì)稱的斷層逆牽引構(gòu)造（圖4a）。地塹邊界斷層顯示的是晚侏羅紀(jì)向上偏移大約3km（2mi），并且在地圖上可以看到明顯的曲線。在晚侏羅紀(jì)維京地塹延伸估計(jì)要達(dá)40-50%(Roberts等,1993,Odinsen等,2000)。圖3 詳細(xì)的圖2，顯示維京地塹北部和本文討論的段。GFS =Gullfaks Sør 領(lǐng)油氣田圖4 穿過(guò)維京地塹的剖面圖，模型來(lái)著Odinsen等(2000)。參見(jiàn)圖3對(duì)應(yīng)的位置圖

10、5 北部右旋階梯狀維京地塹系統(tǒng)（左），闡明在白堊紀(jì)水平的基礎(chǔ)上，顯示連接達(dá)維斯林階梯狀構(gòu)造（峽谷地，右邊：見(jiàn)圖6的位置）。標(biāo)明階梯狀地塹高的位置和轉(zhuǎn)換斜坡。GF=克斯油氣田（3.6億Sm3）127億Sft3可產(chǎn)出油，240億Sm38470億Sft3可產(chǎn)出氣）；GFS=GullfaksSør油氣田(4800萬(wàn)Sm317億Sft3油，460億Sm31.6萬(wàn)億Sft3氣)；HU=Huldra油氣田（500萬(wàn)Sm31.76億Sft3油，160億Sm35650億Sft3氣）；KB=Kvitebjørn油氣田（0.27億Sm39.53億Sft3油，740億Sm32.6萬(wàn)億Sft3氣）；

11、VS=Visund油氣田（2900萬(wàn)Sm310.2億Sft3油，470億Sm31.6萬(wàn)億Sft3氣）；VA=Valemon（最少5億Sm318億Sft3油等價(jià)物）。m.b.s.l.是低于海平面的米數(shù)。維京階梯狀地塹我們要特別注意這兩個(gè)在維京地塹北部的階梯狀地塹。這個(gè)帶叫Huldra-Kvitebjørn和Viking-Sogn階梯狀地塹，地塹軸部這個(gè)地區(qū)的橫向偏移在數(shù)量上與地塹段的寬度是一致的。(-35- km22 mi)(圖3,4)。雖然在圖3所示圖上顯示出了一種針對(duì)這個(gè)地區(qū)的復(fù)雜模式斷層的簡(jiǎn)單的圖片顯示，但它指出了一些重要的受力特征。一個(gè)是在每一個(gè)分割段內(nèi)系統(tǒng)化的多重復(fù)合的地塹的

12、地塹帶的深度是從陷入中央部分的段到階梯狀構(gòu)造的性當(dāng)淺的地方（圖5）。另一個(gè)是在Huldra-Kvitebjørn階梯構(gòu)造最高部位的油氣田（Huldra and Kvitebjørn 油氣田）和一些恰好處于它們附近的主要的油氣田（Gullfaks地區(qū)和Oseberg Veslefrikk地區(qū)）。此外，一些轉(zhuǎn)換構(gòu)造是處于地塹的階梯狀構(gòu)造，在臨近的階梯狀構(gòu)造中連接地塹部位和油氣田的高部。我們發(fā)現(xiàn)它們具有典型的多階梯狀地塹帶的特征，并且我們將用完好暴露的峽谷地的例子來(lái)詳細(xì)的探討它們。峽谷地地塹地塹位于猶他州大峽谷國(guó)家公園針區(qū)。位于科羅拉多河?xùn)|部長(zhǎng)長(zhǎng)的，12km（7mi）寬25km（

13、15mi）長(zhǎng)，的地區(qū)，在這里，一些地塹已經(jīng)形成，且仍在發(fā)展，（McGill and Stromquist 1979;Moore and Schultz,1999;Trudgill,2002;Furuya，等,2007)。這個(gè)處于一個(gè)大規(guī)模的呈拱形的地方的地塹系統(tǒng)，發(fā)育在一個(gè)大約460m(1509ft)的厚序列的石炭二疊系的砂巖，從屬灰?guī)r屬于卡特勒、瑞克和何蒙莎形式。這些砂巖是依靠賓夕法尼亞鹽巖沉積（相反的系列），露頭沿著科羅拉多河峽谷特殊的剖面為基礎(chǔ)。相對(duì)于科羅拉多河峽谷，地塹地區(qū)的沉積巖恰好略微下跌（約4°），并且在砂巖和石灰?guī)r中的地塹系統(tǒng)，相對(duì)于科羅拉多河下切谷，重力轉(zhuǎn)換反應(yīng)慢（

14、McGill和Stromquist,1979;Schultz-Ela和Walsh,2002)。因此，這些地塹地層形成于科羅拉多河之后，在石炭二疊系砂巖遭到侵蝕直到下面的鹽殼，這一過(guò)程開(kāi)始于科羅拉多高原新生代晚期隆起。物理上講，地塹形成于廣泛發(fā)育的科羅拉多高原的斷層早期的節(jié)理組，這些節(jié)理被認(rèn)為是經(jīng)過(guò)沉積巖歷史上的抬升和冷卻，突然的下降從而這個(gè)地區(qū)積累的剪切位移達(dá)幾百米（達(dá)600-700ft）。在正常的斷裂中，地塹降落到下層的鹽巖中，并且，這些垂直位移和下層鹽巖溶蝕及橫向流動(dòng)相關(guān)聯(lián)。在地圖上看出，受地塹邊界正斷層影響，一些暴露顯著的階梯狀地塹和聯(lián)合轉(zhuǎn)換構(gòu)造在地塹區(qū)被發(fā)現(xiàn)（Trudgill和Cart

15、wright,1994;Moore 和Schultz,1999)。峽谷斷層在物性上和北海和大部分其他油藏發(fā)現(xiàn)的是有所不同的。因?yàn)樗鼈兛拷韺拥牡貙油ㄟ^(guò)明顯巖化的砂巖的先前存在的節(jié)理發(fā)生斷裂作用。這導(dǎo)致斷層和節(jié)理不但可以傳熱也可以引導(dǎo)流體垂向流動(dòng)。在儲(chǔ)集層例如北海的那些，隆起不足或者不存在，發(fā)生在非破碎沉積物和沉積巖中的斷層往往代表滲透率較低的薄層，它們更可能影響流體的流動(dòng)。在本文中，我們注重維京地塹和峽谷地地塹的幾何取代物的物性，特別是位于峽谷地的多維斯狹窄段地塹的暴露良好的階梯帶的地方，并指出了它們次要的幾何相似性和構(gòu)造特征上的斷層性質(zhì)的不同。多維斯狹窄地帶多維斯狹窄地帶代表眾多南北延伸不對(duì)

16、稱的峽谷地地塹，并且有主要的斷層位于地塹的西邊。在相同的斷裂帶上，東邊是一個(gè)被早期南北延伸節(jié)理和后期的斷裂作用的開(kāi)啟的區(qū)域帶所影響的平緩的滾動(dòng)構(gòu)造。從幾何上講，和維京地塹的相似處是異常驚人的（圖5），盡管峽谷地?cái)鄬邮嵌盖偷那沂芟惹暗墓?jié)理控制（圖6、7）。此外，位于斷層內(nèi)部阻礙之間的層理是很少翻轉(zhuǎn)的，相比北海的例子延伸也相當(dāng)少。圖6 多維斯狹窄地帶階梯狀地塹的空中照片。標(biāo)出了兩個(gè)反相的下傾斜坡和階梯中央的高部地區(qū)圖7 橫穿多維斯狹長(zhǎng)地塹體系的剖面圖沒(méi)有垂向比例尺放大參見(jiàn)圖6的這個(gè)位置在圖6空中照片和相應(yīng)的地圖解釋顯示出地塹地區(qū)的幾個(gè)特征屬性。第一，穿過(guò)階梯狀構(gòu)造的在地塹軸部位移大概是地塹的寬帶，

17、即大約200 m（656 ft）。這些維京地塹的位移的描述（如上圖所示）。第二，在多維斯狹窄地段的兩個(gè)相反的下傾斜坡仍然是主要的未破壞區(qū)，但是被節(jié)理和小的斷層切口。這些斜坡位于地塹邊界斷層的重復(fù)地帶：作為沿?cái)鄬舆M(jìn)入斜坡地區(qū)的位移減小，另一方面把它提升作為穿過(guò)斜坡的轉(zhuǎn)換位移。多維斯狹窄斜坡是簡(jiǎn)單的幾何體，在早先局部節(jié)理模式的趨勢(shì)下被次要斷層和節(jié)理所控制，但是和維京地塹的整體幾何形態(tài)是非常相似的。實(shí)際上位移沿著邊界斷層向階梯狀構(gòu)造減小引出第三種性能特點(diǎn)，發(fā)生在兩個(gè)地塹段之間的構(gòu)造隆起區(qū)。在峽谷地的例子中，被證明在兩個(gè)斜坡間是一個(gè)高翼或者是地壘。這個(gè)引人注目的特點(diǎn)給出的直接印象是異常，特別是在多維斯

18、狹窄地帶的例子中。在多維斯狹窄地帶這個(gè)狹窄并戲劇性窄的地壘的是部分性功能節(jié)理再生在這部分的地塹體系。定性的說(shuō)，在其他例子或者沉積中，在階梯狀地塹中的一個(gè)或多個(gè)新高也是被期待發(fā)生的。在維京地塹的例子中，的確發(fā)現(xiàn)了這樣的高點(diǎn)，并且發(fā)現(xiàn)氣和凝縮物的聚集。例如在Kvitebjørn油田，在Huldra油田和Valemon聚集區(qū)（圖5）。維京地塹中的斷層相互作用模式在多維斯狹窄地帶階梯狀地塹的狹窄地壘（翼）表現(xiàn)出一個(gè)很有意思的特征，在這個(gè)地區(qū)，一部分受先前的節(jié)理系統(tǒng)控制，一部分是由兩個(gè)侵入的地塹邊界斷層段的生長(zhǎng)史造成的（見(jiàn)Serra和Nelson,1988）。類(lèi)似的構(gòu)造高點(diǎn)在相連的維京地塹系統(tǒng)

19、也可以觀察到。在定性的預(yù)測(cè)不連接并且韌性的巖層上，這種結(jié)構(gòu)有什么共性的表現(xiàn)嗎？從地圖上看，一個(gè)特別有趣的方面是這些正面構(gòu)造和這些地塹軸部位移是相關(guān)的。如果地塹的位移大于地塹本身的寬帶，那么一個(gè)狹窄的地壘將在兩個(gè)地塹段之間保存下來(lái)（圖8a）。如果地塹軸部的位移小于地塹本身的寬度（圖8b），那么，重疊的區(qū)域?qū)?huì)被表現(xiàn)為一個(gè)低位（狹窄地塹），雖然仍是地塹系統(tǒng)的最高的部位。在峽谷地的例子中代表了一種情況，即位移小于地塹的寬度但狹窄的地壘仍然存在，因?yàn)閺澢鷶鄬臃D(zhuǎn)（圖8c）。我們建議兩個(gè)相互靠近的斷層翻轉(zhuǎn)的周?chē)鷳?yīng)力場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)致一般連續(xù)的斷層段彎曲。類(lèi)似幾何學(xué)所指出的維京松恩階梯狀地塹（圖3），在相

20、反傾向的斷層間創(chuàng)造了一個(gè)有趣的高構(gòu)造。探索這些問(wèn)題，我們采用庫(kù)侖方法進(jìn)行了數(shù)值模擬（Toda等,2008），這是一個(gè)三維的前期力學(xué)模型，計(jì)算了應(yīng)力和彈性半空間的位移，這取決于沿著斷層被限制的位移（見(jiàn)Toda等，1998；此外Schultz和Lin，2001；Wilkins和Schultz，2003，詳細(xì)的方法和運(yùn)用到正斷層和地塹體系）。在斷層增長(zhǎng)上使用力學(xué)模型，像這樣做，對(duì)斷層模式的發(fā)展和相關(guān)地形和除此之外模擬可用的模型提供了深刻的理解（如Hus等，2005；Bose和Mitra，2009）。從我們研究斷層的幾何學(xué)從圖8a和b上可以看出。每一個(gè)地塹被一個(gè)確定的內(nèi)部?jī)A斜正斷層分析，長(zhǎng)4km（2.

21、5）并以60°角向下傾斜1km（0.6mi）深。沿著每一個(gè)斷層應(yīng)用一個(gè)100m（328ft）的恒定位移，與其他正斷層的數(shù)值相一致（如Schultz，等，2008）。這些母巖被用煬模型表現(xiàn)為80GPa（145038psi），泊松比為0.25，摩擦系數(shù)為0.6，與那些沉積巖有一致的值。采用每隔100m（328ft）有規(guī)律的計(jì)算，可以得到網(wǎng)格測(cè)量觀察值為2*2km（1.23*1.24mi）處于階梯狀地塹的地面中心。雖然下面詳細(xì)呈現(xiàn)出這些斷層規(guī)模、位移、傾角的比值和母巖性能影響的結(jié)果，但分析的結(jié)論是通過(guò)變更這些值沒(méi)有造成實(shí)質(zhì)上的改變。結(jié)果是，我們的結(jié)論支持其他地塹系統(tǒng)有相似的斷層幾何和階梯地

22、形。（a） （b） （c）（a）地塹位移大于地塹寬度（b）地塹位移小于地塹寬度（w）（c）地塹位移小于地塹寬度。彎曲斷層翻轉(zhuǎn)圖8 階梯狀地塹的三種幾何形式。描點(diǎn)和陰影區(qū)是低勢(shì)區(qū)。以本文進(jìn)行討論當(dāng)?shù)貕q位移大于地塹的寬度地塹可以生長(zhǎng)進(jìn)入圖8a中各種情況的任意一個(gè)重疊的幾何形式，當(dāng)?shù)貕q位移小于地塹寬度時(shí)，情況顯示在圖8b中。在過(guò)去的情況中（圖8b），在中心重疊區(qū)斷裂的結(jié)果在下降，并預(yù)測(cè)盆地在這個(gè)區(qū)域的模型（見(jiàn)圖9）。然而，第一種情況的斷層（圖8a）導(dǎo)致中間地壘的隆起增強(qiáng)（圖10）。這種結(jié)果指出地塹傳播到重疊幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)致沉積或者抬升的增加，在地塹之間轉(zhuǎn)換取決于最初的間距，雖然這些階梯狀構(gòu)造在某種程度上

23、簡(jiǎn)單假定恒定的斷距可以增加這些效果。這些情況在圖9和圖10中假定這兩個(gè)內(nèi)部斷層概括了圖8b中的狹窄地塹除了沿著變換趨勢(shì)增加外還沿著碰撞而增加。這種可能的發(fā)生，例如，依據(jù)峽谷地的例子，先前的構(gòu)造或者節(jié)理控制斷層增長(zhǎng)方向。一種模型指出這種形式被一個(gè)從下面露出的地塹的壓力狀態(tài)解釋（圖11a）。在逆時(shí)針?lè)较颍ㄟ^(guò)斷層內(nèi)部模型支持的傳播預(yù)測(cè)較小的水平應(yīng)力定向，產(chǎn)生的地塹或者地壘相對(duì)總延伸地塹是旋轉(zhuǎn)的（圖11b）。通過(guò)模型和圖8c看出在峽谷地的例子中，這個(gè)引人注目的地壘不存在顯著的旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閿鄬邮茄刂惹肮?jié)理增加的并且突然沿著它們成階梯狀，取代預(yù)測(cè)的平緩的旋轉(zhuǎn)。在峽谷地多維斯地塹中心翼和地壘可以理解成斷層

24、在寬的間隔和一個(gè)沿著受力的各向異性增加的結(jié)果（如節(jié)理組），反之，旋轉(zhuǎn)地壘和沿著北海維京地塹分段處的地塹是由缺少重要各向異性的地層斷層積累引起的，如圖11b所示。討論當(dāng)談到勘探的時(shí)候，峽谷地的例子和維京地塹所共同具備的一些特性是非常重要的。大體上，存在三個(gè)主要方面的鏈狀地塹系統(tǒng)。一個(gè)方面，地塹的深部分也許位于生油窗，盡管它的兩翼不是這樣的。因而地塹系統(tǒng)在很多石油和天然氣產(chǎn)區(qū)是作為生油灶，這包括北海在內(nèi)。在連續(xù)沉降過(guò)程中，一個(gè)地塹系統(tǒng)的深部最終會(huì)逃出生油窗，在這樣情況下，淺層的階梯狀構(gòu)造也許仍舊保留在生油窗內(nèi)。因而，地塹段在生油窗范圍內(nèi)造就有了一個(gè)較長(zhǎng)的地塹生油巖層殘留時(shí)間?？紤]到烴類(lèi)運(yùn)移和和捕獲

25、，第二個(gè)方面與階梯狀地塹內(nèi)的轉(zhuǎn)換構(gòu)造的作用有關(guān)。在諸如北海這樣構(gòu)造，很多大型斷層是封閉的，因?yàn)橛袧B透性單元和非滲透性單元是并列的，極少情況下，因?yàn)轫?yè)巖影響，轉(zhuǎn)換構(gòu)造為烴類(lèi)從深地塹區(qū)運(yùn)移到側(cè)翼的構(gòu)造隆起區(qū)提供重要的運(yùn)移途徑。斷層密閉能力取決于幾個(gè)因素，其中移位與巖石屬性和地層學(xué)被認(rèn)為是最重要的（如Yielding，等，1997）。 圖9 預(yù)測(cè)地形變化和在地塹消減小于地塹寬度的地方的重疊地塹段的關(guān)系。（a）三維透視圖顯示預(yù)測(cè)區(qū)域的提升和沉降。（b）等值線圖預(yù)測(cè)地塹區(qū)域地表的垂直位移。值得注意的是在轉(zhuǎn)換斜坡兩個(gè)內(nèi)部斷層之間的高度沉降，是通過(guò)恒定不變的斷層距來(lái)假定用這種模型的假象。 圖10 預(yù)測(cè)地形變

26、化和在地塹消減大于地塹寬度的地方的重疊地塹段的關(guān)系；a和b同圖9。值得注意的是轉(zhuǎn)換斜坡下降盤(pán)的增加的抬升。 圖11 （a）地形預(yù)測(cè)和（b）庫(kù)侖壓力變化與地塹靠?jī)?nèi)部斷層的已出露的集合體生長(zhǎng)的關(guān)系。在圖b中通過(guò)暖色顯示了區(qū)域斷層增長(zhǎng)，指示刻度線顯示位置方向的媒介（水平線方向）的主應(yīng)力2。虛線表示斷層在缺乏構(gòu)造的各向異性的增加的方向。在某些臨界點(diǎn)，尤其是靠近斷層段的地方，小小的移位會(huì)造成斷層從封閉型變成不封閉型。因?yàn)榭拷A梯狀地塹的斷層喪失移位和轉(zhuǎn)換構(gòu)造，階梯狀構(gòu)造有可能是位于與其他封閉斷層的交匯處，甚至是轉(zhuǎn)換斜坡內(nèi)地震發(fā)生區(qū)域（Rotevatn，等，2009）。像維京地塹這樣的大規(guī)模階梯地塹范圍內(nèi)

27、，這意味著階梯狀地塹是一個(gè)區(qū)域，在這區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生于地塹系統(tǒng)深部分的烴類(lèi)能運(yùn)移出周?chē)趽鯏鄬訋В疫\(yùn)移到沿著地塹系統(tǒng)側(cè)翼構(gòu)造隆起區(qū)。在維京地塹的北部，烴類(lèi)運(yùn)移似乎發(fā)生在旁邊的四周或者穿過(guò)斷層帶的低位移部分（Johannesen，等，2002），而這一運(yùn)移路徑是地塹階梯狀構(gòu)造產(chǎn)生的。沿著斷層帶流體的垂直運(yùn)移也出現(xiàn)在盆地，甚至在密閉斷層旁邊也許間歇地或者連續(xù)地促使流體向垂直方向移動(dòng)。因?yàn)榇蟛糠謹(jǐn)鄬訋Ш碗A梯狀地塹相應(yīng)斷層是不規(guī)則的，我們應(yīng)該期望加強(qiáng)這些斷層內(nèi)的烴類(lèi)垂直運(yùn)移。這一猜想得到Rowland和Sibson在新西蘭針對(duì)分段裂縫系統(tǒng)研究的佐證（2004）。作者發(fā)現(xiàn)在階梯狀和鏈狀地塹中會(huì)有集中的地?zé)?/p>

28、帶，這些區(qū)域的復(fù)雜構(gòu)造會(huì)增加垂向的孔隙度。注意到我們所發(fā)現(xiàn)的階梯狀地塹內(nèi)構(gòu)造都很復(fù)雜，這一的構(gòu)造復(fù)雜度也許會(huì)在產(chǎn)生很多問(wèn)題，盡管這取決于當(dāng)?shù)睾芏嘁蛩?。結(jié)合深位置以及很差的地震成像這些復(fù)雜的情況給我們帶來(lái)了挑戰(zhàn)，同時(shí)也需要我們得出更加精確的構(gòu)造圖形。第三個(gè)方面是峽谷地地區(qū)和維京地塹系統(tǒng)都具備的，是階梯狀地塹內(nèi)的局部構(gòu)造隆起的位置。這些構(gòu)造位于烴類(lèi)從地塹深處運(yùn)移線路上，如果地塹系統(tǒng)足夠大的話，也許聚集大量的烴類(lèi)，盡管它們?nèi)莘e傾向于比淺層鏈狀結(jié)構(gòu)更小。以維京地塹為例，這Kvitebjørn區(qū)域是迄今為止勘探發(fā)現(xiàn)的階梯狀地塹內(nèi)最大的聚集，包含27,000,000Sm3可開(kāi)采的石油和74,000,000 Sm3可開(kāi)采的天然氣。總體上說(shuō)，觀測(cè)和力學(xué)分析表明，在裂縫系統(tǒng)的地區(qū)繪圖時(shí)，階梯狀地塹應(yīng)該特別對(duì)待。在這些區(qū)域發(fā)現(xiàn)烴類(lèi)聚集的可能性，包括其他的在內(nèi)，取決于階梯的深度。如果它們被深埋，它們也許僅僅表現(xiàn)出天然氣積聚，高溫高壓引起的壓縮和粘結(jié)也許減少