底闢作用

底闢作用

底闢作用(diapirism)是指在構造力的作用下,或者由於岩石物質間密度倒置所引起的浮力作用,地下高塑性岩體,如鹽、石膏、粘土、頁岩及煤層等向上流動並向上推擠或刺穿擠入上覆岩層,從而形成上隆構造的作用。底闢作用形成的構造變形稱為底辟構造。鹽丘是最重要的底辟構造,岩漿侵位時也可產生岩漿底闢作用。

釋義

底闢作用(diapirism)是指在構造力的作用下,或者由於岩石物質間密度倒置所引起的浮力作用,地下高塑性岩體,如鹽、石膏、粘土、頁岩及煤層等向上流動並向上推擠或刺穿擠入上覆岩層,從而形成上隆構造的作用。底闢作用形成的構造變形稱為底辟構造。鹽丘是最重要的底辟構造,岩漿侵位時也可產生岩漿底闢作用 。

底辟構造的分類

1、按照底辟和與圍岩的關係

按照底辟和與圍岩的關係可將底辟分為刺穿構造和隱刺穿構造。隱刺穿構造是指底辟物質沒有刺穿圍岩,其底辟核頂面的形態和圍岩保持一致。這種底辟構造常常是底辟發育初期的形態,或者是由於底辟物質粘度大、塑性差、變形弱的結果。刺穿底辟通常是底辟發育到成熟階段的產物。

2、根據發生刺穿作用時的溫度

žG.D.Obrien 根據發生刺穿作用時的溫度,把底辟分為高溫底辟和低溫底辟。高溫底辟主要指的是岩漿侵入或噴發所引起的底辟構造,低溫底辟則是人們一般所理解的狹義的底辟構造,主要是鹽、泥等塑性地層向上侵入或刺穿所產生的構造。也包括和鹽泥底辟具有同樣侵入方式的某些變質岩,如蛇紋岩底辟構造。

3、按照底辟核頂面的埋藏深度

可將底辟分為淺、中、深三種:淺層底辟,其頂面埋深小於1200m;中層底辟,其頂面埋深在1200~3000m之間;深層底辟,其頂面埋深大於3000m。

ž4、按形成底辟構造的力學機制

可分為垂直底辟和排驅式底辟兩種。垂直底辟主要為鹽底辟,排驅底辟主要為泥底辟 。

底辟構造的形成條件

ž條件1:要有足夠厚度的低密度岩層。

條件2:低密度軟弱岩層的密度相對小於上覆岩層的密度。

條件3:低密度軟弱岩層頂面的負負荷分布不均勻。

東營凹陷鹽底闢作用

地質背景

東營凹陷位於勝利油區東南部,屬於新生代渤海灣盆地濟陽坳陷中的一個次級構造單元。東營凹陷為北斷南超的箕狀斷陷,北界為陳南斷層,南界為齊廣斷層及石村斷層。東營凹陷中生代時期發生強烈斷陷,古近紀時處於斷坳階段,其南界斷層活動不明顯,新近紀時進入坳陷階段,凹陷邊界斷層相對穩定。該區古近-新近系地層組成自下而上為:孔店組(進一步分為三段,簡稱孔三、孔二和孔一段)、沙河街組(可進一步分四段,簡稱沙四、沙三、沙二和沙一段)、東營組(進一步分為三段,簡稱東三、東二和東一段)、明化鎮組和館陶組。其中沙四段中-下部以鹽、膏和軟泥岩為主,又以鹽占絕大多數,但其鹽層的厚度隨構造部位不同而有所變化。

中央隆起帶是位於東營凹陷中部的走向近東西的背斜構造帶,它東西長60km,南北寬12km,面積約為600km ,四周為窪陷圍繞,即:北為民豐窪陷,西為利津窪陷,南為牛莊窪陷。

特點

(1)東營凹陷中央隆起帶同生斷層普遍發育,斷層數量較多。平面上可以分為辛鎮、東營和郝一現3個構造。

(2)東營凹陷中央隆起帶構造在剖面上可分為3層:上層“負花狀構造”發育,許多正斷層下降盤上形成“逆牽引”構造,多為Y字型或反Y字型的斷裂形態,組成“負花狀”地塹斷裂系;中層為鹽底辟構造,據強度,可分為低幅度隆起和隱刺穿構造,一般表現為鹽枕構造,底辟物質主要由鹽膏和軟泥岩兩種不同性質的塑性層聯合組成,而以鹽、膏為底辟物質的主體;下層犁狀斷裂變緩部位或基底,構造單一。

(3)構成底辟構造核部的塑性岩層呈脊狀或枕狀,組成辛鎮、東營和郝一現3個強度不同的北東東向底辟構造帶。構造上層的“負花狀”地塹斷裂系是中層底辟構造的標誌性斷裂特徵,其複雜程度反映著塑性上拱的強度和幅度。

(4)東營凹陷中央隆起帶構造運動史分析表明,該區構造都是在沙二段下部地層沉積以後、沙二段上部地層開始沉積以前主斷裂都已形成,構造的雛形基本形成;在東營組沉積以前或在東營組沉積過程中構造形態基本定型;到館陶組沉積時期構造運動才基本上完成,構造壯大為現今所見形態。

(5)東營凹陷中央隆起帶構造動力學研究表明,複雜斷塊組合構造主要為底闢作用的結果,伴生的逆牽引作用形成“包心狀”的複雜斷裂構造形態,東營凹陷中央隆起帶構造成因是在第三紀渤海灣盆地總體處於北北西/南南東向的區域伸展構造背景下,主要由局部底闢作用和逆牽引作用共同作用的結果。這一動力學解釋同樣適用於渤海灣盆地中的其它負花狀構造 。

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