Durante el proceso de plegado, la formación se dobla y deforma, y los estados de tensión de cada parte son diferentes, y las características estructurales correspondientes también son diferentes (Figura 6.11).
Ambas alas: Debido al deslizamiento entre capas, se producen arrugas de tracción entre capas, grietas y fracturas entre capas, que proporcionan buenas condiciones para el relleno de líquido mineral.
El núcleo del anticlinal está en estado de tensión, produciendo grietas de flexión longitudinales y espacios de colapso, que proporcionan un buen espacio para la acumulación de mineral líquido, petróleo y gas, formando un cuerpo mineral en forma de silla de montar. y yacimientos de petróleo y gas. El espacio colapsado se convierte en una buena estructura de almacenamiento de petróleo. Estas trampas estructurales causadas principal o totalmente por pliegues tienen varias formas, que van desde cúpulas bajas en forma de cúpula (Figura 6.12) hasta anticlinales largos y estrechos (Figura 6.12). Pueden ser simétricos, asimétricos o invertidos (fig. 6.12).
Figura 6.12 Diagrama estructural ideal y sección transversal de un pliegue de cúpula anticlinal típico.
Los pliegues en esta figura pueden representar muchas trampas que contienen yacimientos de petróleo y gas (los cuadrados diagonales y el gris representan petróleo; las flechas grandes indican la dirección de inclinación del área)
Figura 6.13 y 6.14 es el mapa estructural del campo petrolero Apache en el condado de Caddo, Oklahoma, EE. UU. La Figura 6.15 es una sección transversal del campo Echlin del Grupo Nottingham en el Reino Unido, que muestra la trampa en el extremo giratorio de la cima del anticlinal. La Figura 6.16 muestra varios depósitos hidrotermales en silla de montar.
La cara interior del anticlinal se encuentra en estado de compresión, formándose pequeños pliegues y grietas.
El exterior del conducto está en estado estirado, lo que produce un estiramiento longitudinal; el interior se aprieta, produciendo pequeñas grietas y pequeñas arrugas secundarias.
Los rastros estructurales mencionados anteriormente relacionados con las estructuras de plegado son buenos lugares para la carga de mineral líquido y controlan las características de formación y ocurrencia de los cuerpos minerales.
Los pliegues por flexión ocurren en capas de roca horizontales bajo condiciones de compresión lateral, y sus deformaciones internas se pueden dividir en dos categorías: deformación de corte paralela a la sección de la capa de roca y deformación longitudinal paralela a la interfaz de la capa de roca.
El efecto de cizallamiento de las secciones estratigráficas paralelas y su control en los yacimientos petrolíferos: Muchas rocas sedimentarias tienen estratos plano-paralelos bien desarrollados. Esta superficie débil preexistente a menudo controla el tipo de deformación interna a medida que la formación rocosa se dobla. Cuando cada capa de roca se dobla, la capa más externa se desliza hacia el extremo de giro del pliegue en relación con la capa interna. Los pliegues así formados tienen una verdadera morfología de pliegue paralelo y se denominan pliegues curvos. En este tipo de pliegue, si la deformación de corte única se distribuye uniformemente por toda la formación rocosa plegada, se formará un pliegue sinuoso (Fig. 6.438+07). Si la distribución de la deformación por corte simple es desigual y el deslizamiento por corte en la interfaz de la capa de roca es mayor que el deslizamiento por corte en el centro de la capa de roca, se formarán pliegues por flexión y deslizamiento (Figura 6.438+08).
Figura 6.13 Mapa estructural de la cima de las arenas bituminosas de Boromede (Ordovícico) en el embalse de Apache en el condado de Caddo, Oklahoma.
(Según lo informado por Lai)
La distancia del contorno es de 100 pies. Los pliegues se formaron después de la deposición del interior del Misisipi y antes de la deposición del Pérmico.
Figura 6.14 Geología regional del embalse Apache y áreas sedimentarias cercanas del Pérmico en el condado de Caddo, Oklahoma.
(Según lo informado por Lai)
Este mapa también puede considerarse como un mapa paleogeográfico, porque representa la geología regional del período prepérmico. Si se utiliza la superficie de contacto estratigráfica de entonces como línea de tendencia y se compara con la estructura actual de la capa subyacente de arenisca Boromedi del Ordovícico, se puede ver que el punto más alto del pliegue se desplazó hacia el noroeste.
Esto puede deberse a la inclinación regional hacia el sureste de los estratos del Pérmico Tardío.
En la figura, m representa el sistema del Misisipio; DS representa el período Devónico-Silúrico.
Figura 6.15 Sección transversal del campo petrolífero de Echlin en Nottinghamshire, Reino Unido.
(Según Petroleum Science)
El campo es un campo petrolero altamente productivo cuya trampa está formada por un anticlinal completamente cubierto por los sistemas Pérmico y Triásico.
Figura 6.16 Varios cuerpos minerales en forma de silla de montar en depósitos hidrotermales
(Según Zhou Shunzhi 1983)
(a) Eje anticlinal y sinclinal El cuerpo en forma de silla de montar El yacimiento en la parte inferior puede denominarse yacimiento "en forma de silla de montar invertida" (una mina de tungsteno y estaño en Hunan) (b) un yacimiento complejo en forma de silla de montar con grietas y esquistosidad desarrolladas a lo largo del eje del anticlinal transversal ( una mina de tungsteno-estaño en Liaoning) Mina de cobre); (c) Yacimiento en forma de silla de montar (mina de molibdeno Shaanxi Fanshi) formado por metasomatismo de una solución que contiene mineral, con esquisto como capa protectora y distribuido a lo largo de piedra caliza silícea (d) mineralización diseminada en forma de veta concentrada En el yacimiento en forma de silla de montar en el eje del anticlinal, hay vetillas que contienen mineral en capas cruzadas (una mina de tungsteno en el sur de Jiangxi (e) Dolomita y piedra caliza dolomítica: ① galena densa y); zonas de esfalerita (2) yacimiento en forma de silla de montar con veta de galena tardía; ③ veta (mina de plomo y zinc en el oeste de Guizhou); (f) yacimiento de mineral en forma de silla de montar ordinaria (g) yacimiento de mineral en forma de silla de montar de múltiples capas; el yacimiento superior es más grueso y se extiende hacia Gradualmente se vuelve más pequeño y tiene forma de media luna (una mina de hierro en Yunnan (h) yacimientos en forma de silla de montar y en forma de silla de montar invertida formados por fallas y pliegues);
Figura 6.17 El proceso de desarrollo progresivo de la ruptura en forma de S y la escisión de la placa durante el desarrollo de pliegues de deformación interna formados por pliegues de flujo serpenteantes.
(Según Ramsey 1967)
Figura 6.18 Desarrollo de fallas de empuje en pliegues de flexión-deslizamiento
En pliegues de flexión-deslizamiento, el volumen total de deslizamiento y el pliegue El ángulo de inclinación de la capa está relacionado con el cambio de curvatura de la superficie de pliegue. La cantidad de deslizamiento real también es proporcional al espesor de la capa de roca, es decir,
CC ”=(q 1+Q2)dγ(6.1)
Donde: cc” es la cantidad total de deslizamiento Q1 es el ángulo de inclinación del plano (radianes) del punto B'; Q2 es el ángulo de inclinación del punto Dγ es la distancia entre los dos planos;
Supongamos que φ es la deformación por corte angular, entonces la deformación por corte finita γ se puede expresar mediante el ángulo de buzamiento de la formación:
El campo de tensión estructural controla las rocas y los minerales.
Los principales valores y direcciones de deformación en cualquier ubicación del pliegue se muestran en la Figura 6.19 y la Figura 6.20. Se puede ver en la figura que en los pliegues (pliegues de flexión) formados por corte de lecho, las deformaciones en diferentes partes de la capa de deformación son diferentes, con una fuerte deformación en las alas y una deformación débil en los extremos giratorios, controlando así significativamente la migración de fluidos minerales y petróleo y gas y recolección.
Figura 6.19 Deformación interna causada por deformación de longitud tangencial de formaciones rocosas curvas
(Según Ramsay 1967)
l-la longitud horizontal de la unidad inicial; t ' -La longitud vertical de la unidad inicial; δl - la longitud de crecimiento del arco exterior después de doblar la roca θ - el ángulo después de la apertura;
Figura 6.20 Deformación interna de la capa deformada bajo la acción de pliegues de flexión
(Según Ramsay 1967)
Deformación longitudinal de la interfaz de la capa de roca paralela y su control de roca y mineralización Efecto: La deformación de longitud tangencial es un modo de deformación interna común en láminas de roca de lecho curvo, siendo los principales ejes de deformación paralelos y perpendiculares a las capas de roca plegadas, respectivamente. La línea recta en la sección transversal antes de la deformación sigue siendo vertical (o casi vertical) después de la deformación (Figura 6.19). Hay una superficie neutra (o superficie neutra finita) dentro de la capa de flexión, y la deformación finita principal sobre esta superficie es cero. En el arco exterior del plano neutro, la formación rocosa está sometida a deformación por tracción, al mismo tiempo que está sujeta a deformación por compresión en el lado del arco interior (Figura 6.20). Debido a estas tensiones, el espesor de la capa interior cambia. En varias partes del pliegue con diferentes valores de curvatura (C=1/γ), los cambios en el espesor positivo (original 1) en ambos lados del plano neutro se muestran en la Figura 6.19. A medida que aumenta la curvatura, el espesor positivo de la capa de roca disminuye (si t = +1) o aumenta (t = -1). En el arco exterior del pliegue, los estratos de roca se vuelven más delgados cerca del extremo de giro, lo que indica que la convergencia isoclina de esta parte del pliegue es fuerte. En la formación del arco interior, la convergencia de la isoclina es débil.
La deformación lineal e de cada parte del pliegue es
El campo de tensión estructural controla el mineral de roca.
Donde: γ es la curvatura del plano neutro; t' es el espesor normal de la capa de roca plegada.
Si t' es positivo, entonces e es la deformación principal máxima e 1; si t' es negativo, es e3. Si el espesor original es el espesor unitario, la distancia y la relación de deformación principal en el plano. t' r está
fuera del arco plegado:
El campo de tensión tectónica controla rocas y minerales.
Dentro del arco de plegado:
El campo de tensión tectónica controla rocas y minerales.
Donde: c es el radio de curvatura de la superficie neutra (1/r).
En resumen, se muestra que el aumento de la deformación finita principal sobre el plano neutro no sólo está relacionado linealmente con la distancia desde el plano neutro, sino también linealmente con el aumento de la curvatura.
Por lo tanto, la deformación principal máxima siempre ocurre en el límite de la roca al final del giro, mientras que la deformación mínima ocurre en el plano neutral y el ala. La deformación principal máxima absoluta debida a la deformación de longitud tangencial siempre ocurre en los límites de los estratos del arco interno dentro de los pliegues.
Vale la pena recordar que la parte giratoria del anticlinal se encuentra en un estado de tracción local durante el proceso de deformación, lo que a menudo conduce a fracturas por tracción, destruye la integridad de la roca y provoca una gran cantidad de petróleo. y el gas desaparezca. Por lo tanto, no todas las cimas anticlinales son buenas estructuras de almacenamiento de petróleo y requieren un análisis específico. Por ejemplo, en la estructura Wangchang del campo petrolífero de Zhouji, hay petróleo en ambos extremos, pero no hay petróleo en la parte media. La razón es que allí se desarrollan fallas, se destruyen trampas estructurales y se pierde petróleo y gas.
Figura 6.21 Los pliegues oblicuos cambian con la profundidad, provocando la migración de cuerpos minerales hidrotermales o yacimientos de petróleo y gas.
Al estudiar las trampas de pliegues, se debe prestar gran atención al impacto de la aparición de pliegues en la ubicación de producción de los yacimientos de petróleo y gas. Dado que la mayoría de los pliegues de la corteza terrestre se forman por extrusión horizontal, sus superficies axiales pueden inclinarse, de modo que los extremos giratorios de las partes superior (superficial) e inferior (profunda) no se mueven en la misma línea vertical. con profundidad (Figura 6.21). El ángulo de inclinación axial del pliegue a lo largo del rumbo también puede cambiar, inclinándose en la dirección opuesta, mientras que el plano axial en la sección media es vertical, lo que hace que las posiciones y cambios de los yacimientos de petróleo y gas y los cuerpos minerales hidrotermales en diferentes secciones sean diferentes. (Figura 6.22) .
El proceso de formación de pliegues contemporáneos consiste en que el levantamiento antiguo continúa elevándose mientras recibe sedimentación a su alrededor y por encima de él. Esto hace que la capa fuente se doble y el petróleo y el gas migren a la superficie. Si está cubierto por un escudo, el petróleo y el gas pueden acumularse en la parte superior del bulto.
Figura 6.22 El cambio en la aparición de pliegues a lo largo del eje de rumbo provoca la migración de cuerpos minerales hidrotermales y yacimientos de petróleo y gas.
En cuanto a los levantamientos y depresiones gigantes, se demuestra que controlan la distribución y deposición de las cuencas sedimentarias. Esto se ha discutido en geología del petróleo y no se explicará aquí.
Desarrollo progresivo de los pliegues de las rocas y su control sobre el petróleo y el gas: Cuando las rocas horizontales se someten a compresión lateral, se volverán inestables y curvadas. La formación de pliegues no ocurre de la noche a la mañana, por lo que tiene las características de desarrollo progresivo (Figura 6.23). Cuando la capa de roca está ligeramente doblada, el lado interior está en estado de compresión, el lado exterior está en estado de tensión y las dos alas están acompañadas de corte. Cuando los pliegues se fortalecen aún más, la flexión de la capa de roca se intensifica y toda la capa de roca queda en un estado de compresión. A medida que los pliegues se desarrollan gradualmente, debido a la flexión y el deslizamiento, puede comenzar a formarse una zona de ruptura en forma de ganso salvaje en el ángulo de inclinación máximo de las alas del pliegue. Con el desarrollo de los pliegues, estas zonas de fractura por tracción en forma de ganso salvaje también sufrirán una deformación progresiva. Tienden a inclinarse hacia el eje posterior en un ángulo medio o bajo si el efecto de cizallamiento es desigual, pueden tener forma de S; en las alas plegables. Escisión de la placa (ver Figura 6.6438+07). Se pueden concentrar deformaciones de cizallamiento particularmente fuertes en la interfaz de formaciones de roca dura, lo que a menudo conduce al desarrollo de cabalgamientos de lecho. Acompañado de esta deformación progresiva, tiene especial importancia para la migración y acumulación de petróleo y gas.
Figura 6.23 Desarrollo progresivo de pliegues
(Después de Ramsey 1967)
Pliegues progresivos de capas compuestas multicapa: deslizamiento entre capas y tangencial Mecanismo de control de petróleo y gas Combinando longitud y deformación: En los procesos geológicos, las formaciones rocosas deformadas son a menudo capas compuestas de múltiples capas compuestas de rocas de diferentes litologías. En este caso, las deformaciones internas más comunes en formaciones rocosas curvas son el resultado de una combinación de efectos de flexión-deslizamiento, deformaciones de longitud tangencial y otros modos de deformación. Por ejemplo, hay dos capas duras A y C, con una fina capa no dura B entre ellas, y estas tres capas están rodeadas por un material menos sólido. A medida que las capas se comprimen gradualmente a lo largo de su longitud, primero se acortan de manera aproximadamente uniforme y luego fluctúan erráticamente con una amplitud creciente, lo que hace que las capas se doblen en curvas sinusoidales cuya longitud de onda característica depende de la relación de viscosidad de cada capa (Ramsay, 1967). En este momento, la deformación interna de la capa dura es causada en parte por la deformación de longitud tangencial. En el arco exterior del pliegue, la relación de deformación finita principal formada en la etapa inicial de deformación disminuye debido al estiramiento del lecho; en el arco interior, la relación de deformación finita aumenta; En la capa B, la deformación incremental principal es un simple corte en el plano, con la fuerza principal del elipsoide de deformación inclinándose alejándose del plano del pliegue dorsal. Si la deformación es lo suficientemente grande, se desarrollará la escisión y la fuerza y orientación de la escisión también cambiarán debido a los cambios en la deformación finita a lo largo del proceso de plegado. En la capa dura se forma un plano de escisión positivo (que converge hacia abajo hacia el plano del eje posterior); en la capa no dura se forma un plano anti-escisión (que se desvía del eje posterior y se extiende hacia abajo) (Ramsay, 1967). Bajo esta deformación, el extremo giratorio del anticlinal formado en la formación dura es un buen espacio de almacenamiento de petróleo y un lugar de llenado de fluido hidrotermal.
Cabe señalar que las formaciones con diferentes combinaciones litológicas se deforman de manera diferente durante el proceso de plegado.
(1) Combinación de estratos plásticos y frágiles
El agrietamiento por tracción y el aplastamiento ocurren en el exterior de la curvatura del estrato de roca frágil, y no se genera espacio de desprendimiento [Figura 6.24 ( a) y (b)].
Figura 6.24 Resultados del plegamiento de dos estratos diferentes.
(Según Korolev 1958)
(1) La capa de roca plástica suprayacente y la capa de roca frágil subyacente están solo en el anticlinal. La roca frágil se rompe y forma grietas, y la roca frágil se rompe y forma grietas. la capa de roca no se rompe; (b) la capa de roca frágil suprayacente y la capa de roca plástica subyacente solo pueden fracturarse y formar grietas de fractura en la roca frágil en la parte superior del sinclinal, y la capa de roca no se desprende; (c) La capa de roca plástica suprayacente, la capa de roca de carga subyacente y el área local entre las capas de roca se desprenden, lo que resulta en grietas y fisuras en el anticlinal de roca que soporta la carga, pero son fáciles de sanar (d) desprendimiento y silla de montar; se forman agujeros perfilados en el anticlinal debajo de la capa de roca que soporta carga, encima de la capa de roca que soporta carga y debajo de la capa de roca plástica, y en el sinclinal. Formación de grietas de curación (e) estratos de roca frágiles superpuestos y roca que soporta carga subyacente; estratos, formando desprendimiento interlaminar, agujeros en forma de silla de montar y grietas de fractura en el estrato de roca frágil sinclinal, lo que resulta en grietas de curación en el anticlinal (f) capa de soporte de carga superpuesta, los estratos frágiles subyacentes formaron peladuras y agujeros en forma de silla de montar debajo de la capa de soporte, y los estratos frágiles en la parte superior del anticlinal se rompieron y fracturaron, formando grietas de fractura curativas en el sinclinal de la capa de soporte. 1-capa de roca frágil; 2-capa de roca plástica; 3-capa de roca portadora
(2) La combinación de capa de roca plástica y capa de roca dura
Si la capa de roca plástica es utilizado como techo de la capa de roca fuerte, en la horizontal. Durante la compresión, las capas de roca superiores forman pliegues estrechos y empinados, mientras que las capas de roca inferiores forman curvas amplias y lentas. En un anticlinal, la parte superior de la capa de roca fuerte se estira y la capa de roca plástica la cubre, dificultando la creación de un espacio de desprendimiento. También es difícil formar descamación en la ranura inclinada [Figura 6.24(c)]. Cuando la capa de roca fuerte sirve como techo, en el extremo de giro del anticlinal, el plástico interno se descarga y la presión estática se pierde, formando un espacio de desprendimiento en el sinclinal, la capa de roca fuerte en el extremo de giro se rompe [Figura 6.24; (d)].
(3) Sistema estratigráfico frágil y sólido
Cuando la capa de roca frágil está por encima de la capa de roca fuerte, el suelo de la capa de roca frágil en el anticlinal está bajo presión y el techo de la capa de roca fuerte debajo En un estado de tensión, se producen grietas por tensión en sinclinal, el piso de la formación rocosa frágil está en un estado de tensión, lo que resulta en grietas por tracción y espacios de desprendimiento [Figura 6.24(e)]. Si una capa de roca frágil se encuentra debajo de una capa de roca sólida, se formará un desprendimiento en forma de silla de montar en el anticlinal y se producirá una ruptura por tracción en la capa de roca frágil. Las ranuras en sinclinales también pueden producir grietas por tensión [Figura 6.24(f)].