Strike-slip faults in marine cratonic basins in China: Development characteristics and controls on hydrocarbon accumulation

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.8.7

Abstract

Abstract:

As a new type of petroleum reservoir, the strike-slip fault-controlled oil and gas reservoirs show promising resource potentials. Here, through comparative analysis of the strike-slip fault development characteristics and control on hydrocarbon accumulation in the three largest marine cratonic basins (Tarim, Sichuan and Ordos) in China, the similarities and differences in fault architecture and movement characteristics between the three basins are revealed. In combination with the dynamic evolution of each basin, the formation mechanisms of the strike-slip faults are discussed and the fault controls on oil and gas reservoirs are systematically analyzed. We show that (1) all three basins develop small-medium displacement strike-slip faults, and the fault structures can be characterized by “layered deformation” in profile, segmentation in plan view and superposition architecture—formed as a result of episodic fault activity—in vertical view. (2) The formation mechanisms, distributions and movement periods of the strike-slip fault systems differ between basins. Being the oldest, the strik-slip fault system of the Tarim Basin experiences the longest evolution, where the northern strike-slip faults merge together from north to south while divide into eastern and western regions. In the Ordos Basin, a NWW-trending strike-slip fault forms in the southwestern margin as a result of intracontinental extrusion at the margin. And in the Sichuan Basin, under the influence of the Permian Emeishan mantle plume, the pre-existing basement faults reactivate and form the NW-, NWW- and nearly EW-trending transtensional strike-slip faults. (3) The strike-slip faults in the three basins all have important controls on oil and gas accumulation. For reservoir rock formation, fault-controlled/fault-dissolution fracture-cavity or fault-controlled fracture-pore reservoir rocks can form under coupled fault-fluid interaction/modification. For trap formation, fault-controlled/fault-dissolution fracture-cavity lithologic traps can form in carbonate rocks. And for migration, the steeply dipping strike-slip faults can directly connect source rocks and reservoir rocks to form very important vertical migration conduits for oil and gas.

Key words: strike-slip faults, development characteristics, control on hydrocarbon accumulation, Tarim Basin, Sichuan Basin, Ordos Basin

CLC Number:

ZHENG Herong, HU Zongquan, YUN Lu, LIN Huixi, DENG Shang, JIA Huichong, PU Yong. Strike-slip faults in marine cratonic basins in China: Development characteristics and controls on hydrocarbon accumulation[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(6): 224-238.

Figures/Tables 13

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盆地	构造样式			断穿层位	活动时期	主控因素
盆地	断裂体系	平面分布	剖面样式	断穿层位	活动时期	主控因素
塔里木盆地	塔北隆起似共轭断裂体系	断裂体系南北对接,东西分区	纵向分层,深部平面分段直立走滑,浅部雁列正断	基底—新生界	加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西中晚期多期活动;隆起之上印支期、喜山期继承性活动	盆缘多边界多期非共轴挤压
	塔中隆起及北坡近平行断裂体系	断裂体系南北对接,东西分区	纵向分层,深部平面分段直立走滑,浅部雁列正断	塔中隆起:基底—新生界; 塔中北坡:基底—石炭系	加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西中晚期多期活动;隆起之上印支期、喜山期继承性活动	盆缘多边界多期非共轴挤压
	塔西南多走向走滑断裂体系	呈北东向近平行展布,先巴扎地区似共轭	多期逆冲-走滑叠加	基底—二叠系	加里东期到海西晚期之前,巴什托持续至喜山期	盆缘多期挤压
四川盆地	川东-川北近共线走滑断裂体系	北西向为主	单层花状构造为主,深部分段直立走滑	前寒武系基底—二叠系	海西晚期为主	基底先存断裂、盆缘应力
	川中多走向走滑断裂体系	近东西向、北东东向、北西西向	纵向分层,深部直立走滑,浅部可见雁列正断	前寒武系基底—白垩系	海西晚期、印支期、燕山期
	川南多走向走滑断裂体系	北西西向、北东东向	纵向分层,深部直立走滑,浅部可见雁列正断	前寒武系基底—三叠系	海西晚期、印支期
鄂尔多斯盆地	西南部近平行断裂体系	主滑移带北西西向;雁列带呈北东东向	纵向分层,深部直立走滑,浅部雁列正断	基底—白垩系	燕山早期、燕山晚期	西南缘挤压应力向盆内传递

盆地	构造样式			断穿层位	活动时期	主控因素
盆地	断裂体系	平面分布	剖面样式	断穿层位	活动时期	主控因素
塔里木盆地	塔北隆起似共轭断裂体系	断裂体系南北对接,东西分区	纵向分层,深部平面分段直立走滑,浅部雁列正断	基底—新生界	加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西中晚期多期活动;隆起之上印支期、喜山期继承性活动	盆缘多边界多期非共轴挤压
	塔中隆起及北坡近平行断裂体系	断裂体系南北对接,东西分区	纵向分层,深部平面分段直立走滑,浅部雁列正断	塔中隆起:基底—新生界; 塔中北坡:基底—石炭系	加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西中晚期多期活动;隆起之上印支期、喜山期继承性活动	盆缘多边界多期非共轴挤压
	塔西南多走向走滑断裂体系	呈北东向近平行展布,先巴扎地区似共轭	多期逆冲-走滑叠加	基底—二叠系	加里东期到海西晚期之前,巴什托持续至喜山期	盆缘多期挤压
四川盆地	川东-川北近共线走滑断裂体系	北西向为主	单层花状构造为主,深部分段直立走滑	前寒武系基底—二叠系	海西晚期为主	基底先存断裂、盆缘应力
	川中多走向走滑断裂体系	近东西向、北东东向、北西西向	纵向分层,深部直立走滑,浅部可见雁列正断	前寒武系基底—白垩系	海西晚期、印支期、燕山期
	川南多走向走滑断裂体系	北西西向、北东东向	纵向分层,深部直立走滑,浅部可见雁列正断	前寒武系基底—三叠系	海西晚期、印支期
鄂尔多斯盆地	西南部近平行断裂体系	主滑移带北西西向;雁列带呈北东东向	纵向分层,深部直立走滑,浅部雁列正断	基底—白垩系	燕山早期、燕山晚期	西南缘挤压应力向盆内传递

盆地		储集体类型	储集空间	成储机制	圈闭类型	通源层系
塔里木盆地	顺北地区	断控缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	拉分段和压隆段破裂成储	断控缝洞型圈闭	震旦系、寒武系、奥陶系
塔里木盆地	塔河及顺南地区	断-溶缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	大气淡水沿断裂带下行溶蚀;上行热液溶蚀改造	断裂-岩溶型圈闭	奥陶系、志留系、侏罗系、白垩系
四川盆地		断-溶缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	大气淡水沿断裂带下行溶蚀	断裂-岩溶型圈闭	二叠系茅口组、二叠系栖霞组、震旦系、下寒武统
鄂尔多斯盆地		裂缝-孔隙型	孔隙、裂缝	高角度裂缝或断裂伴生的破碎带	断缝体圈闭	下古生界、三叠系延长组、侏罗系延安组

盆地		储集体类型	储集空间	成储机制	圈闭类型	通源层系
塔里木盆地	顺北地区	断控缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	拉分段和压隆段破裂成储	断控缝洞型圈闭	震旦系、寒武系、奥陶系
塔里木盆地	塔河及顺南地区	断-溶缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	大气淡水沿断裂带下行溶蚀;上行热液溶蚀改造	断裂-岩溶型圈闭	奥陶系、志留系、侏罗系、白垩系
四川盆地		断-溶缝洞型	洞穴、孔洞、裂缝	大气淡水沿断裂带下行溶蚀	断裂-岩溶型圈闭	二叠系茅口组、二叠系栖霞组、震旦系、下寒武统
鄂尔多斯盆地		裂缝-孔隙型	孔隙、裂缝	高角度裂缝或断裂伴生的破碎带	断缝体圈闭	下古生界、三叠系延长组、侏罗系延安组