走滑断裂“分期-异向”变形过程砂箱物理模拟：以塔里木盆地顺北5号断层北段为例

Sandbox Physical Simulation on “Different Period-Different Direction” Deformation Process of Strike-Slip Faults：A Case Study of Northern Segment of Shunbei No. 5 Fault in Tarim Basin

摘要

塔里木盆地顺北5号走滑断裂是顺北及邻区一条克拉通内小尺度走滑断裂带，整体分为3段：北段、中段和南段.选取顺北5号断层北段为研究对象，结合断层几何学和运动学解析，应用构造物理模拟实验，明确了走滑断层的变形特征与形成机制.结果表明：顺北5号断层北段主体表现为多段式特征，发育平直型、压隆型和拉分型3种类型构造样式.北段主要活动时期为加里东中期III幕与加里东晚期，表现为两期异向叠加变形作用，早期（T₇ ⁴界面）表现为多种组合样式分段生长特征，晚期（T₇ ⁰界面）表现为雁列式正断层分布特征.基于顺北5号断层北段砂箱物理模拟证实，早期走滑作用控制断层分段变形特征，晚期张扭作用控制着雁列式断层的分布规律.因此，“分期-异向”叠加变形控制了顺北5号断层北段走滑断层的变形过程和形成机制.

Abstract

Shunbei No. 5 strike-slip fault is a small-scale strike-slip fault zone in Shunbei and its surroundings of Tarim basin, which can be divided into three section: north, middle and south. In this paper, the northern segment of Shunbei No. 5 fault is selected as the research object, and the deformation characteristics and formation mechanism of the strike-slip fault are clarified by using the structural physical simulation experiment. The results show that the main features of the northern segment of Shunbei No. 5 fault are multi-segment, and three types of structural styles are developed, i.e., translational strike-slip type, compression-uplift type and pull-apart type. The main active period of the north segment is the Middle Caledonian stage III and the Late Caledonian stage, which is characterized by two stages of metasomatic superimposed deformation, and the early stage (T₇ ⁴ interface) is characterized by the segment growth of various combinations, the late stage (T₇ ⁰ interface) shows the distribution characteristics of echelon normal faults. Based on the sandbox physical simulation of the north segment of Shunbei No. 5 fault, it is confirmed that the early strike-slip action controls the deformation characteristics of the fault segments, and the late transtensional action controls the distribution law of the echelon-type fault. Therefore, the “different period-different direction” superimposed deformation controls the deformation process and formation mechanism of strike-slip fault in the northern segment of Shunbei No. 5 fault.

关键词

塔里木盆地 / 走滑断裂 / 砂箱物理模拟 / 变形期次 / 形成机制 / 石油地质

Key words

Tarim basin / strike-slip fault / sandbox physical simulation / deformation period / formation mechanism / petroleum geology

0 引言

走滑断层是板缘及板内广泛发育的一种构造类型（Dooley andSchreurs，2012），走滑断裂沿平面走向结构具有非均一性，通常存在多段-多类型组合特征，纵向上分层叠置变形特征（林波等，2021；周铂文等，2022）.近年来，塔里木盆地顺北地区深层-超深层碳酸盐岩地层围绕走滑断层相继实现规模性突破，揭示了走滑断裂活动的控储、控藏、控富、控运的重要作用（焦方正，2017，2018；邓尚等，2018，2019；Deng et al.，2019；韩剑发等，2019；邬光辉等，2021），提出了新型“断控缝洞型油气藏”（云露和邓尚，2022）.顺北地区发育一系列NNE向和NNW向走滑断裂带（吕海涛等，2017），顺5号断层发育在顺托果勒低隆上，是一条贯通南北的弧形主干走滑断裂带，基于断裂走向变化特征，将顺北5号断层分为3段：北段（NW20°）、中段（SN-NE10°）和南段（约NE20°），断裂具有平面分段、纵向分层继承性发育的发育特征（邓尚等，2019）.勘探实践表明：顺北5号走滑断层控制着深层碳酸盐岩地层中缝洞型储层的发育（焦方正，2017；邓尚等，2018；韩剑发等，2019），进而决定着油气富集的程度.前人针对顺北5号断层北段分段、分期变形特征和力学成因开展了详细的研究工作（邓尚等，2018，2019；邬光辉等，2021），但对顺北5号断层北段变形过程与形成机制尚未见系统研究.

砂箱物理模拟实验基于相似性原则建立，用小尺度模型来模拟再现地质构造演化过程的方法，被广泛应用于各类构造演化研究（童亨茂等，2009； Wang et al.，2021；Schmid et al.，2022；Zwaan et al.，2022）.前人通过走滑构造物理模拟揭示出走滑断层形成演化的一般过程及走滑伴生构造样式（Dooley et al.，2012；肖阳等，2017）以及走滑断层叠覆区拉分及挤压构造变形特征（Wu et al.，2009），同时也应用构造物理模拟解释走滑构造在含油气盆地中对于油气聚集控制作用（陈兴鹏等，2019；杨海风等，2021；Bian et al.，2022）.但是对于走滑断层多期叠加变形以及不同走滑方向变形过程的研究较少.

本文选取顺北5号断裂北段为研究对象，从断层平面分段变形特征和纵向叠加变形期次出发，基于砂箱物理模拟实验，分析“分期-异向”叠加作用对走滑断裂演化的影响，明确顺北5号断层北段变形过程与形成机制，旨在为顺北地区走滑断层成因机制与控储作用研究提供理论依据.

1 地质背景

顺托果勒低隆起是塔里木盆地的一个二级构造单元，北邻塔北隆起，南接卡塔克隆起，东西邻近阿瓦提坳陷和满加尔坳陷.顺北地区位于塔里木盆地中部顺托果勒低隆起北部，发育一系列NNE向和NW向走滑断层（邓尚等，2019）（图1）.顺北5号走滑断层是一条贯穿塔北隆起、塔中隆起、顺托果勒低隆的板内弧形走滑断裂带，长度约270 km，根据断裂带走向变化特征、平面-剖面特征与活动强度，将顺北5号走滑断裂分为3段：北段、中段与南段（邓尚等，2018；王珍等，2022），本文主要研究对象是顺北5号断裂北段（图1）.

顺北地区主要经历了4期构造运动：加里东早期（寒武纪-中奥陶世）克拉通内弱伸展稳定沉降阶段、加里东中晚期-海西早期（中奥陶世-中泥盆世）克拉通隆起形成演化与强烈挤压阶段、海西晚期-印支期（早二叠世-侏罗纪）塔北隆起持续抬升与挤压阶段和燕山期-喜山期古隆起与断裂调整定型阶段（何登发等，2008；李萌等，2016）.顺北地区勘探目的层主要为下古生界奥陶系地层，钻井揭示地层发育齐全，自下而上依次为下奥陶统蓬莱坝组（O₁ p），中-下奥陶统鹰山组（O_1-2 y），中奥陶统一间房组（O₂ yj），上奥陶统恰尔巴科组（O₃ q）、良里塔格组（O₃ l）和桑塔木组（O₃ s）（孟祥霞等，2015）.

2 顺北5北段断层分段变形特征与变形期次

顺北5号走滑断裂是富油气的断裂，整体在走向上具有明显差异（图1），本次主要以顺北5号断裂北段（走向为NW20°）为对象，明确断层几何学与运动学特征，厘定走滑断层分段特征与活动期次，构建地质模型，从而为其成因机制砂箱物理模拟提供支撑.

2.1　走滑断层分层-分段变形特征

从顺北5号断层北段平面相干切片图可以看出，该断层具有深层（T₇ ⁴）、浅层（T₇ ⁰）分层变形特征（图2）.深层平面上表现出分段变形特征，由9条断层构成，整体细分为9段（分别为①~⑨）（图2），控制着8个叠覆带的形成，其中6个叠覆带表现为左阶组合特征，2个叠覆带表现为右阶组合特征；地震剖面特征表明，右阶叠覆带表现出下凹现象，以正断层为边界，形成典型的拉分构造（图3b），而左阶叠覆带表现为压脊构造现象，以逆断层为边界，形成典型的压隆型构造（图3a，3c），平直段表现为微弱变形特征.浅层（T₇ ⁰）平面上表现为左阶雁列式正断层组合样式，整体断裂带走向与下伏走滑断层走向一致，具有继承性发育特征，剖面上表现为“负花状”构造样式（T₇ ⁰界面），整体均具有下凹特征（图3a~3c）.

2.2　断层变形期次

根据走滑断层分段组合方式和叠覆带类型可以判断走滑断层滑移方向（Aydin andPage，1984）.顺北5号走滑断裂带在T₇ ⁴界面发育左阶斜列隆起构造和右阶斜列拉分构造，基于走滑断层运动学判别标准，指示该走滑断层在加里东中期III幕具有右旋走滑作用（图2a）.在T₇ ⁰界面，顺北5断裂带表现为左阶雁列式正断层组合样式，指示其右行走滑特征（图2b）.

结合不同构造样式发育层位、不同古应力环境、不整合接触关系（邓尚等，2018）和剖面“花上开花”特征，认为顺北5断裂主要经历3个阶段的多期活动特征.第一阶段活动在加里东中期，在T₇ ⁴界面发育的压脊隆起构造，局部存在平直段及张扭下凹区.第二阶段活动在加里东中期Ⅲ幕-加里东晚期，特征表现为顺北5断裂在或张扭下形成的地堑构造与雁列正断层（图3）.此外结合前人研究证实，第三阶段活动在海西中、晚期，特征表现为顺北5断裂深层走滑段再次活动而在上覆地层中再次形成雁列正断层.

结合动力学演化过程，浅层（T₇ ⁰界面）在受到斜向应力作用形成雁列正断层.在T₇ ⁴界面以深，呈高陡走滑断面，以基底断层存在，先存基底结构，从而导致多段变形特征.因此，在多段组合基底结构下，经历多期不同应力场方向走滑变形，产生现今分层构造样式的差异性.

3 走滑断裂变形过程砂箱物理模拟

3.1　实验地质模型

从剖面构造样式、断层活动机制出发结合相干等敏感属性，将顺北5号断层中北段在奥陶系碳酸盐顶界面（T₇ ⁴）分为多段组合结构（邓尚等，2019）整体右旋走滑，在T₇ ⁴界面分段以左阶展布为主，分段叠覆部位发育压隆段，局部右阶展布形成拉分段.剖面上呈正花状构造、负花状构造或直立走滑，其界面构造样式与走滑性质及分段侧接的方式有关（林波等，2021），从而推测构建多段组合基底模型.基于顺北5号断层几何学和运动学解析，以北段④~⑦段为研究对象，按照顺北5号断层北段在多段组合模式，建立基底断层组合构型，④段与⑤段、⑥段与⑦段左阶组合形成压隆型叠覆区，⑤段与⑥段右阶组合形成拉分型叠覆区.通过一块刚性基底板（有机玻璃板，厚度0.1 cm），模拟垂直基底走滑断层，基底板上覆盖未变形砂体模拟沉积地层.根据基底断层叠覆关系（整体表现为“两隆夹一凹”特征），在基底板一边切割呈锯齿状组合，4段与第5段左阶组合，5段与6段右阶组合，6段与7段左阶组合（图4），根据走滑断裂连接特征，断层段叠覆离距存在微弱差异.

3.2　实验参数与边界条件设置

砂箱物理模拟实验是基于相似原理建立的（Hubbert，1951；Ramberg，1981）（表1）.实验模型动力学相似条件σ*=h*ρ*g*=5×10^-6.碳酸盐岩层砂体C≈30 Pa，盖层50 Pa，基于动力相似，模拟6 MPa、10 MPa岩石强度层.实验均重复3次之上，以保证实验再现性（Krantz，1991；Panien et al.，2006；Cubas et al.，2010），实验前砂体表面通过刮板刮平.实验过程中在模型顶部垂直方向上，用高清照相机和应用红外线扫描仪定时拍摄及扫描，记录砂体平面变形过程.图片的分辨率至少是颗粒大小的数量级，可以很好地记录表面结构.实验加载通过计算机控制伺服电机运动完成，运动速率精度0.001 mm/s，实验速度为0.1 mm/min，实验模拟地壳浅层岩石脆性变形，实验速度没有地质时间概念，并且实验速度对实验结果没有影响（Wigner，1960）.模型左右两侧用可调节宽度侧挡板围陷，构成30 cm×30 cm矩形，实验有效变形长度20 cm.由于实验变形后需要在砂体表面喷洒明胶水，为了避免破坏构造现象，砂体表面铺设0.5 cm保护砂层.

基底板之上覆铺设8层砂体，为了分隔地层，铺设4层标志层，其厚度基本可以忽略不计；地层厚度根据实际地层相似性获取（表1），第一期变形铺设1.6 cm层面厚度，第二期变形铺设2 cm厚度.基底板之上铺设第一期变形地层约为1.6 cm厚度石英砂（60目），中间及顶部铺设2套蓝色标志层，通过马达驱动基底板实现与基底断层平行的右旋走滑作用（表2）.变形2 cm位移之后，扫描表层三维地形，反映断层和构造形态变形；然后实施第二期变形叠加变形，在已经铺设1.6 cm砂体之上，铺设2 cm厚的石英砂（100目），中间及顶部铺设2套绿色标志层，通过改变马达前进方向，形成逆时针偏转10°（与基底断层偏转10°）的右旋走滑作用（表2）.

3.3　实验结果

第一期施加右旋走滑作用，位移量达到5 mm时产生弥散性的左阶排列的雁列断层，为走滑段发育的早期阶段（图5a）.随着位移的增加，达到18 mm时，发生应变局部化，在先存左阶和右阶组合部位形成小型隆起和拉分下凹构造（图5b），由于实验识别精度问题，拉分下凹构造现象在物理模拟平面图中并不明显；结合红外线扫描成像和剖面特征，两压隆带之间发育斜长型下凹现象，海拔约-2.8 mm（图6b），剖面上表现为“负花状”特征，以两条相向倾斜正断层为边界（图7，剖面b，黄色地层）.研究结果揭示了走滑断层在第一期变形的分段生长特征，形成了“两隆夹一凹”的构造特征，压隆叠覆带呈椭圆形，边部发育逆断距（图7，剖面a和剖面c），压隆带向中心收敛，压隆带中心部位隆起幅度最大.北段压隆带面积相对较小，隆起幅度约3.4 mm，南部隆起较大，幅度约5.6 mm，北段压隆带存在贯穿中心的连接断层，而南部压隆带不发育贯穿断层，仍处于叠覆阶段（软连接）.

第二期施加与基底断层偏转10°的右旋走滑作用，在第一期变形结果基础上继续增加位移，在26 mm位移时，表现为雁列式软连接特征（图5d），当位移达到34 mm时，雁列式断层开始发生局部连接，形成更大规模的断层（图5d）.从图5c和图5d中可以看出，平面上形成了一系列左阶雁列式正断层，它们整体沿着基底走滑断层走向延伸，与下伏走滑断裂走向一致，该条断裂带不发育压隆型叠覆构造，但在拉分型叠覆区变形相对较大，强于压隆叠覆区的变形，随着实验位移增加，雁列式正断层断层断距增大.剖面上表现为“负花状”特征，以两条相向倾斜正断层为边界（图7，剖面a、剖面b和剖面c，紫色地层）.

4 顺北5号断层北段分段演化过程及其地质意义

4.1　顺北5号断层北段“分期-异向”叠加变形过程

从走滑断层实验平面结果可以看出，深层平面受控于断层分段组合模式，控制着“两隆夹一凹”的构造特征（图6b），其结果与实际构造图断层组合、构造形态具有一致性（图6a），因此，顺北5号断层北段受控于先存基底结构，从而导致多段变形特征，即早期近平行主断层应力场控制着深层断层组合与演化规律（图5a，5b）.浅层受控于基底断层与区域应力场配置关系，第二期构造运动是以第一期作为先存构造，相对于走滑断层而言转变为张扭作用，在弱张扭作用下，形成一系列雁行式排列的正断层（图5c，5d），与实际地区具有很好的对应性（图2b；T₇ ⁰界面）.物理模拟实验剖面a、剖面c深层为压隆特征，剖面b表现为拉分下凹特征；但浅层3个剖面位置均表现为下凹特征（图7），其结果与叠覆带相应位置的实际地震剖面特征具有一致性（图3）.对比实验结果与实际特征的协同性和一致性，认为顺北5号走滑断层北段明显经历“分期-异向”叠加变形机制作用.

基于构造解析和走滑断层变形过程砂箱物理模拟研究，建立了顺北5号走滑断层北段“分期-异向”叠加变形过程模式（图8），顺北5号断裂具有垂向分层-分期、平面分段的生长特征特征.早期（奥陶系构造层）构造样式受控于走滑断层分段组合样式，表现出“隆-凹”相间的构造特征，即叠接拉分区和叠接压隆区相间分布；而晚期（志留系构造层）构造样式主要受控于基底断层与区域应力场配置关系，张扭作用导致浅层雁列正断层的形成，形成了“负花状”正断层.

4.2　奥陶系碳酸盐岩走滑断层分段控储差异性

顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层自身物性极差，普遍低于5%，无法成为有效储层，顺北5号走滑断层在中-下奥陶统鹰山组钻井放空和漏失现象揭示走滑断层变形控制着缝洞型储层的形成演化（焦方正，2018）.顺北地区走滑断层表现为多期活动特征，由于断裂破裂作用，形成大量裂缝，导致发育高渗透性断层核和破碎带，有效提高孔渗性，为大气淡水、热液流体和油气的注入提供了有效的通道.因此，断裂破裂机制和大气淡水-热液双重溶蚀作用是碳酸盐岩缝洞体系的主控因素；值得注意的是，断层是流体运移的先决条件，但不同构造部位缝洞型储层发育特征存在差异性（韩剑发等，2019；云露和邓尚，2022），实际钻井产能信息表明拉分型和压隆型叠覆区比平直段储集空间更大.

3组不同基底构型（实验位移、地层厚度以及砂岩粒度相同）物理模拟实验对比，图9b为平直走滑模拟实验，图9a为右阶左旋挤压型叠覆区模拟实验，图9c为右阶右旋拉分型叠覆区模拟实验（图9a、9b两组实验中主断层距离S均为3 cm）.可以发现，叠覆带明显增大了断裂变形区域，增大了储层改造空间.压隆型叠覆带变形范围最大，叠覆区可识别的小断层和裂缝数量相对较少，整体走向与主断层小角度相交，表现出应变分散特征（图9a）；平直段整体表现为雁列式断层生长连接过程，破碎带范围相对稳定且最小，其取决于走滑位移的大小（图9b，图10）；拉分型叠覆带变形范围相对较大，叠覆区内部小断层裂缝较发育，表现出应变集中特征，叠覆区小断层走向与主干断层夹角表现出“中心大-两端小”的特征，即远离叠覆区中心小断层逐渐趋近于与主断层平行（图9c）.因此，走滑断裂带叠覆区明显增加了地层破碎程度、控制裂缝带密集发育，从而增大了储层改造范围，相同位移条件下，拉分型叠覆构造更易形成规模性储层条件；但是当达到一定位移条件下，压隆型叠覆构造同样可以形成规模性储层条件.

一般来说，无论是拉分型叠覆构造还是压隆型叠覆构造，离距（叠覆断层段之间的垂直距离）越大，伴生破碎带范围越大，即控储规模越大；但压隆段应变相对分散，尽管范围很大，但是伴生小断层和裂缝数量相对较少，离距越大，越难于相互作用.但是，基于物理模拟实验位移与破碎带宽度关系（图10），当达到一定位移条件下，压隆段可以整体改造叠覆带储集空间（图6b；北端离距小于南端离距，北端压隆区被贯通，南端压隆区未被明显贯穿），这与现今油气勘探实践（顺北5、满深1等井）也具有一致性.因此，需要综合考虑走滑断层位移、组合样式、离距和区域应力场等主控因素，才能有效寻找碳酸盐岩缝洞型规模储层，从而指导油气精细勘探.

5 结论

（1）顺北5号断层北段具有垂向分层、平面分段变形特征，深层（T₇ ⁴界面）走滑断层表现为9段式生长特征，具有“隆-凹（压隆叠覆区-拉分叠覆区）”相间分布特征.浅层构造应力场转变，使得顺北5号走滑带产生张扭作用，形成一系列雁列式正断层组合样式.

（2）区域应力场与基底结构共同决定了构造样式差异型，早期（加里东中期III幕）顺北5号断层北段受控于先存基底结构，从而导致多段变形特征，即早期近平行主断层应力场控制着深层断层组合与演化规律.晚期（加里东晚期）受控于基底断层与区域应力场配置关系，在弱张扭作用下，形成一系列雁行式排列的正断层，物理模拟结果与实际地区具有很好的一致性，因此，认为顺北5号走滑断层北段明显经历“分期-异向”叠加变形机制作用，建立了顺北5号走滑断层北段“分期-异向”叠加变形过程模式.

（3）走滑断层分段控制的叠覆区明显增大了储层改造范围，相同位移条件下，拉分型叠覆构造更易形成规模性储层；但是当达到一定位移条件下，压隆型叠覆构造同样可以形成规模性储层.离距越大，伴生破碎带范围越大，即控储规模越大.因此，需要综合考虑走滑断层位移、组合样式、离距和区域应力场等主控因素，才能有效寻找碳酸盐岩缝洞型规模储层.

参考文献

[1] Aydin,A.,Page,B.M.,1984.Diverse Pliocene-Quaternary Tectonics in a Transform Environment,San Francisco Bay Region,California.Geological Society of America Bulletin,95(11):1303.https://doi.org/10.1130/0016-7606(1984)951303:dptiat>2.0.co;2

[2] Bian,Q.,Deng,S.,Lin,H.X.,et al.,2022.Strike-Slip Salt Tectonics in the Shuntuoguole Low Uplift,Tarim Basin,and the Significance to Petroleum Exploration.Marine and Petroleum Geology,139:105600.https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2022.105600

[3] Chen,X.P., Li,W., Wu,Z.P.,et al.,2008.Structural Characteristics of Combined Extension and Strike-Slip: Insights from Analogue Modeling. Geotectonica et Metallogenia，43(6):1106-1116 (in Chinese with English abstract).

[4] Cubas,N.,Maillot,B.,Barnes,C.,2010.Statistical Analysis of an Experimental Compressional Sand Wedge.Journal of Structural Geology,32(6):818-831.https://doi.org/10.1016/j.jsg.2010.05.010

[5] Deng,S.,Li,H.L.,Han,J.,et al.,2019.Characteristics of the Central Segment of Shunbei 5 Strike-Slip Fault Zone in Tarim Basin and Its Geological Significance.Oil & Gas Geology,40(5):990-998,1073(in Chinese with English abstract).

[6] Deng,S.,Li,H.L.,Zhang,Z.P.,et al.,2018.Characteristics of Differential Activities in Major Strike-Slip Fault Zones and Their Control on Hydrocarbon Enrichment in Shunbei Area and Its Surroundings,Tarim Basin.Oil & Gas Geology,39(5):878-888 (in Chinese with English abstract).

[7] Deng,S.,Li,H.L.,Zhang,Z.P.,et al.,2019.Structural Characterization of Intracratonic Strike-Slip Faults in the Central Tarim Basin.AAPG Bulletin,103(1):109-137.https://doi.org/10.1306/06071817354

[8] Dooley,T.P.,Schreurs,G.,2012.Analogue Modelling of Intraplate Strike-Slip Tectonics:A Review and New Experimental Results.Tectonophysics,574-575:1-71.https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.05.030

[9] Han,J.F.,Su,Z.,Chen,L.X.,et al.,2019.Reservoir-Controlling and Accumulation-Controlling of Strike-Slip Faults and Exploration Potential in the Platform of Tarim Basin.Acta Petrolei Sinica,40(11):1296-1310 (in Chinese with English abstract).

[10] He,D.F., Zhou,X.Y., Yang,H.J., et al., 2008.Formation Mechanism and Tectonic Types of Intracratonic Paleo-Uplifts in the Tarim Basin. Earth Science Frontiers, 15(2)：207-221 (in Chinese with English abstract).

[11] Hubbert,M.K.,1951.Mechanical Basis for Certain Familiar Geologic Structures.Geological Society of America Bulletin,62(4):355-372.https://doi.org/10.1130/0016-7606(1951)62[355:mbfcfg]2.0.co;2

[12] Jiao,F.Z.,2017.Significance of Oil and Gas Exploration in NE Strike-Slip Fault Belts in Shuntuoguole Area of Tarim Basin.Oil & Gas Geology,38(5):831-839 (in Chinese with English abstract).

[13] Jiao,F.Z.,2018.Significance and Prospect of Ultra-Deep Carbonate Fault-Karst Reservoirs in Shunbei Area,Tarim Basin.Oil & Gas Geology,39(2):207-216 (in Chinese with English abstract).

[14] Krantz,R.W.,1991.Measurements of Friction Coefficients and Cohesion for Faulting and Fault Reactivation in Laboratory Models Using Sand and Sand Mixtures.Tectonophysics,188(1-2):203-207.https://doi.org/10.1016/0040-1951(91)90323-K

[15] Li,M.,Tang,L.J.,Li,Z.J.,et al.,2016.Fault Characteristics and Their Petroleum Geology Significance:A Case Study of Well Shun-1 on the Northern Slope of the Central Tarim Basin.Petroleum Geology and Experiment,38(1):113-121 (in Chinese with English abstract).

[16] Lin,B.,Yun,L.,Li,H.Y.,et al.,2021.Spatial Structure of Shunbei No.5 Strike-Slip Fault and Its Relationship with Oil and Gas Reservoirs in the Tarim Basin.Oil & Gas Geology,42(6):1344-1353,1400(in Chinese with English abstract).

[17] Lü,H.T.,Zhang,S.N.,Ma,Q.Y.,et al.,2017.Classification and Formation Mechanism of Fault Systems in the Central and Northern Tarim Basin.Petroleum Geology and Experiment,39(4):444-452 (in Chinese with English abstract).

[18] Meng,X.X.,Wang,H.B.,Yao,Q.Z.,et al.,2015.Tectonic Evolution Characteristics of Tabei Uplift and Its Controlling Effect on the Reservoir and Hydrocarbon Accumulation of Ordovician Carbonate.Natural Gas Geoscience,26(Suppl.1):109-120(in Chinese with English abstract).

[19] Panien,M.,Schreurs,G.,Pfiffner,A.,2006.Mechanical Behaviour of Granular Materials Used in Analogue Modelling:Insights from Grain Characterisation,Ring-Shear Tests and Analogue Experiments.Journal of Structural Geology,28(9):1710-1724.https://doi.org/10.1016/j.jsg.2006.05.004

[20] Ramberg,H.,1981.The Role of Gravity in Orogenic Belts.Geological Society,London,Special Publications,9(1):125-140.https://doi.org/10.1144/gsl.sp.1981.009.01.11

[21] Schmid,T.C.,Schreurs,G.,Adam,J.,2022.Characteristics of Continental Rifting in Rotational Systems:New Findings from Spatiotemporal High Resolution Quantified Crustal Scale Analogue Models.Tectonophysics,822:229174.https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.229174

[22] Tong,H.M.,Meng,L.J.,Cai,D.S.,et al.,2009.Fault Formation and Evolution in Rift Basins:Sandbox Modeling and Cognition.Acta Geologica Sinica,83(6):759-774 (in Chinese with English abstract).

[23] Wang,L.,Maestrelli,D.,Corti,G.,et al.,2021.Normal Fault Reactivation during Multiphase Extension:Analogue Models and Application to the Turkana Depression,East Africa.Tectonophysics,811:228870.https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.228870

[24] Wang,Z.,Tang,D.Q.,Kang,Z.J.,et al.2022.Development Characteristics and Its Role in Controlling Oil and Gas Accumulation of the Mid-North Part of Shunbei No.5 Strike-Slip Fault Zone in Tarim Basin.Earth Science(in Press) (in Chinese with English abstract).

[25] Wigner,E.P.,1960.The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences.Communications on Pure and Applied Mathematics,13(1):1-14.https://doi.org/10.1002/cpa.3160130102

[26] Wu,G.H.,Ma,B.S.,Han,J.F.,et al.,2021.Origin and Growth Mechanisms of Strike-Slip Faults in the Central Tarim Cratonic Basin,NW China.Petroleum Exploration and Development,48(3):510-520 (in Chinese with English abstract).

[27] Wu,J.E.,McClay,K.,Whitehouse,P.,et al.,2009.4D Analogue Modelling of Transtensional Pull-Apart Basins.Marine and Petroleum Geology,26(8):1608-1623.https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2008.06.007

[28] Xiao,Y.,Wu,G.H.,Lei,Y.L.,et al.,2017.Analogue Modeling of Through-Going Process and Development Pattern of Strike-Slip Fault Zone.Petroleum Exploration and Development,44(3):340-348 (in Chinese with English abstract).

[29] Yang,H.F.,Lü,D.Y.,Sun,Y.H.,et al.,2021.The Fault System and Its Tectonophysics Simulation in the Eastern Huanghekou Sag in Bohai Bay Basin.Earth Science,46(7):2391-2402 (in Chinese with English abstract).

[30] Yun,L.,Deng,S.,2022.Structural Styles of Deep Strike-Slip Faults in Tarim Basin and the Characteristics of Their Control on Reservoir Formation and Hydrocarbon Accumulation:A Case Study of Shunbei Oil and Gas Field.Acta Petrolei Sinica,43(6):770-787 (in Chinese with English abstract).

[31] Zhou,B.W.,Chen,H.H.,Yun,L.,et al.,2022.The Relationship between Fault Displacement and Damage Zone Width of the Paleozoic Strike-Slip Faults in Shunbei Area,Tarim Basin.Earth Science,47(2):437-451 (in Chinese with English abstract).

[32] Zwaan,F.,Chenin,P.,Erratt,D.,et al.,2022.Competition between 3D Structural Inheritance and Kinematics during Rifting:Insights from Analogue Models.Basin Research,34(2):824-854.https://doi.org/10.1111/bre.12642

[33] 陈兴鹏，李伟，吴智平，等，2019. 伸展-走滑”复合作用下构造变形的物理模拟.大地构造与成矿学，43(6):1106-1116.

[34] 邓尚,李慧莉,韩俊,等,2019.塔里木盆地顺北5号走滑断裂中段活动特征及其地质意义.石油与天然气地质,40(5):990-998,1073.

[35] 邓尚,李慧莉,张仲培,等,2018.塔里木盆地顺北及邻区主干走滑断裂带差异活动特征及其与油气富集的关系.石油与天然气地质,39(5):878-888.

[36] 韩剑发,苏洲,陈利新,等,2019.塔里木盆地台盆区走滑断裂控储控藏作用及勘探潜力.石油学报,40(11):1296-1310.

[37] 何登发，周新源，杨海军，等，2008.塔里木盆地克拉通内古隆起的成因机制与构造类型.地学前缘，15(2):207-221.

[38] 焦方正,2017.塔里木盆地顺托果勒地区北东向走滑断裂带的油气勘探意义.石油与天然气地质,38(5):831-839.

[39] 焦方正,2018.塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩断溶体油气藏发现意义与前景.石油与天然气地质,39(2):207-216.

[40] 李萌,汤良杰,李宗杰,等,2016.走滑断裂特征对油气勘探方向的选择:以塔中北坡顺1井区为例.石油实验地质,38(1):113-121.

[41] 林波,云露,李海英,等,2021.塔里木盆地顺北5号走滑断层空间结构及其油气关系.石油与天然气地质,42(6):1344-1353,1400.

[42] 吕海涛,张哨楠,马庆佑,2017.塔里木盆地中北部断裂体系划分及形成机制探讨.石油实验地质,39(4):444-452.

[43] 孟祥霞,王宏斌,姚清洲,等,2015.塔北隆起构造演化特征及对奥陶系碳酸盐岩的控储控藏作用.天然气地球科学,26(增刊1):109-120.

[44] 童亨茂,孟令箭,蔡东升,等,2009.裂陷盆地断层的形成和演化:目标砂箱模拟实验与认识.地质学报,83(6):759-774.

[45] 王珍,唐大卿,康志江，等，2022.塔里木盆地顺北5号走滑断裂带中北段发育特征及控藏作用.地球科学(待刊).

[46] 邬光辉,马兵山,韩剑发,等,2021.塔里木克拉通盆地中部走滑断裂形成与发育机制.石油勘探与开发,48(3):510-520.

[47] 肖阳,邬光辉,雷永良,等,2017.走滑断裂带贯穿过程与发育模式的物理模拟.石油勘探与开发,44(3):340-348.

[48] 杨海风,吕丁友,孙永河,等,2021.渤海湾盆地黄河口凹陷东洼断裂体系发育特征及其变形过程的构造物理模拟.地球科学,46(7):2391-2402.

[49] 云露,邓尚,2022.塔里木盆地深层走滑断裂差异变形与控储控藏特征:以顺北油气田为例.石油学报,43(6):770-787.

[50] 周铂文,陈红汉,云露,等,2022.塔里木盆地顺北地区下古生界走滑断裂带断距分段差异与断层宽度关系.地球科学,47(2):437-451.

基金资助

国家自然科学基金项目(41972157)

黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2020142)