什么是地层和变形？
地层形成后，在地球内部动力地质作用(主要是地壳运动)下，会形成各种变形(如褶皱、断裂)，称为地质构造。石油和天然气在地层中形成，在地层中运移，保存在一定的地层地质构造中，形成油气藏。因此，要研究油气的生成和聚集，就必须研究地层及其变形。
一.地层
研究地壳上的地层，首先要搞清楚新旧地层的关系，建立地层体系。
(一)建立地层系统的依据
1.地层层序律
地层层序律是指正常情况下，先沉积的地层在下，后沉积的地层在上的自然顺序，即下伏地层比上覆地层老。这里的“正常情况下”是指地层在形成后没有受到严重的地壳运动和反转。
2.化石序列定律
化石是指保存在地层中的远古生物的遗骸或遗迹。由于生物的演化具有方向性、不可逆性和阶段性的特点，由低级向高级、简单单向的复杂演化，同一地区的不同地层应该含有不同的化石，而不同地区含有相同化石的地层应该属于同时形成的地层，这就是化石序列规律。
3.地层接触关系
在空间上相邻但形成时间不同的两套地层之间有两种接触关系:
(1)整合接触:上下地层连续沉积或基本连续沉积，无明显或仅有短期沉积间断；在地层的产状上，上下地层相互平行或大致平行。这表明在地层沉积过程中，地壳一直在持续稳定地沉积，没有长时间的沉积间断。
(2)不整合接触:上、下两套地层为不连续沉积，两者之间存在长期、明显的沉积间断，即在沉积间断期，不仅不接受沉积，还受到外力的侵蚀，导致两套地层之间形成明显的风化剥蚀面，称为“不整合面”。
不整合接触是由地壳剧烈运动造成的。根据地壳运动的性质和强度，可分为平行不整合和角度不整合两种接触关系(见图2-2)。
图2-2地层接触关系示意图
平行不整合(也称“伪整合”):虽然上下地层之间存在一个不整合面(伪整合面)，并有地层损失现象，但两层产状一致或基本一致。它显示了地壳的运动。
角度不整合(又称“不整合面”):上、下两套地层之间缺少地层和不整合面，两套地层的产状以明显的角度相交。表明地壳不仅有明显的升降，而且有水平方向的运动(褶皱和断层已发生)。
(2)地层系统和地层单位
人们根据地层层序和化石序列的规律，结合地层接触，通过对比和整理地层剖面，相当准确地建立了世界各地区生物发育的过程和地层形成的序列，建立了统一的地质年代表和完整的地层系统表，如表2-2所示。
根据它们的新旧关系，地球上的所有地层被分为三个宇宙:于先生(PH)、远古宇(PT)和太古代(AR)。空间内的界限，界限内的划分，部门内的划分。与地层单位豫、结、统、统相对应的地质年代单位称为周、代、纪、史。“世界”可以进一步分为“时期”。地层系统单位是地质时间划分的物质表现，是空间的，而地质时间单位是时间单位。
周、代、纪、史、期都是相对地质年代单位。通过测量放射性同位素的半衰期来确定地层的确切形成时间，往往以“百万年”为单位，这是绝对的地质年龄。
2005年，第三次全国地层会议通过了《中国地层指南和中国地层指南手册(修订版)》，统一了我国区域或局部地层划分和地质时代，此处不再赘述。
二、地层的变形——地质构造沉积地层形成后，由于地壳运动(垂直或水平运动)的影响，地层会受到各种内应力(拉应力、压应力、剪应力)的作用而发生变形。岩石变形过程可分为三个阶段，即弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂变形阶段。当岩层在力的作用下处于塑性变形阶段时，岩层会形成各种形式的弯曲；当岩层的应力超过其破裂压力时，岩层将在不同方向破裂。我们称前者为褶皱，后者为断裂，是地壳上地层变形后最常见的地质构造。
油气勘探开发的实践证明，地质构造是油气运聚保存的基本地质条件之一。
表2-2代表地层(地质)年份
(1)地质构造研究图
常用来表示地下地质构造特征的图件有构造等值线图和构造剖面图。
1.结构等高线图
构造等高线图(简称“构造图”)是用构造等高线表示地下某一岩层起伏的平面投影图，如图2-3(a)所示。其方向大致为北(N)、南(S)、左西(W)和右东(E)。两条相邻等高线之间的高差称为“垂直间距”。等高线密集时，地层陡峭稀疏。对于褶皱岩层，如果等高线闭合，从外到内，等高线高程由小变大，说明岩层向上弯曲；相反，地层向下弯曲。构造等值线图由钻井和地球物理资料绘制。
2.结构横截面
构造剖面图(简称“剖面图”)是用一定的地层符号表示沿构造某一方向的几个地下地层和特征的剖面图，如图2-3(b)所示。横截面也可以由钻井和地球物理数据绘制。
图2-3构造图和剖面图(二)褶皱构造
地壳的起伏或水平挤压运动可使岩层不断向上或向下弯曲，并永久留在地层中。这种弯曲的岩层称为褶皱。岩层的每一个弯曲(向上或向下)都叫做褶皱。褶皱有两种基本形式:背斜和向斜，如图2-4所示。
图2-4褶皱的基本类型
1.背斜
背斜是地层向上的弯曲；核心的地层是旧的，两翼的地层是新的。两翼地层走向相反(倒转背斜除外)。背斜在地表露头显示地层对称性的重复，从岩心到外层变新。在构造图上，构造等高线是闭合的，构造等高线的高程由外向内递增。
2.向斜
向斜是岩层向下弯曲，其核心层较新，翼层较老。两翼的地层倾向于相互面对。在地表露头和构造图上，向斜与背斜相对。
(3)断裂构造
如果岩层上的应力超过岩层的断裂强度，岩层就会断裂，即形成断裂构造，断裂面称为断裂面。根据断层面两侧地层的位移，断层构造可分为裂隙(节理)和断层两种类型。
1.裂缝(接缝)
断裂面两侧地层没有明显相对位移的断裂构造称为断裂。裂缝通常形成于脆性岩石(如碳酸盐岩)中。规则裂隙的定向排列组合称为节理，这种裂隙面称为节理面。节理通常将岩层切割成规则的几何体。根据力学性质，裂缝(节理)可分为两种类型:
(1)拉伸裂纹(拉伸接头)——指拉伸应力(一对大小相等、方向相反的拉伸应力)形成的裂纹。其特点是:裂纹面垂直于拉应力；常开(或开)，也可被其他矿物充填(如方解石)；裂纹表面粗糙，呈锯齿状，无划痕；破裂面经常绕过岩层中的颗粒(如砾石)；往往形成于背斜构造的顶部和倾没端。
(2)剪切裂缝(剪切缝)——指剪切应力形成的裂缝。其特点是:裂纹表面封闭、平直、光滑，可有少量划痕；破裂面可以切割岩层中的颗粒；它们成对出现，呈* * *轭“X”形，两组剪切裂纹较小交角(约60°)的平分线方向为最大压应力方向；常见于褶裥，通常为斜褶曲轴线或平行褶曲轴线，成对出现。
2.故障
断层是指断层面两侧岩层发生明显位移的断层构造。岩层相对位移的破裂面称为断层面。断层面与地面的交线称为断层线(地下油田是指一个岩层与剖面的交线在水平面上的投影线)。断层面两侧的岩石称为断层的两个板块。断层倾斜时，断层面以上的板块称为上盘，断层面以下的板块称为下盘。相对上升的板块叫上升板块，相对下降的板块叫下降板块。两个板块沿断层面的相对运动距离称为断层距离。
根据断层两个板块的相对运动性质，可分为:
(1)正常故障。上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为正断层。正断层是由拉应力或重力形成的。其组合形式有:
地堑和地垒——由两条以上的正断层组成，两条相邻的正断层倾向相反，中间板块相对下降，形成地堑；如果两个相邻的断层倾向相反，中间的圆盘相对上升，形成地垒，如图2-5所示。
图2-5地堑和地垒
阶梯状断层——由若干条大致平行、倾向相同、呈阶梯状排列的正断层组成，如图2-6(a)所示。
图2-6阶梯状断层和叠瓦状断层
(2)反向故障。下盘相对上升下盘相对下降的断层是逆断层。逆断层是由水平压应力形成的。倾角小于45°的逆断层称为逆掩断层。小于25°的逆断层称为滚动断层；大于45°的逆冲断层称为逆冲断层。其组合形式主要为叠瓦状断层，如图2-6(b)所示。
(3)平移(推)断层。两个板块在水平方向上相对移动的断层是平移断层。平移(逆冲)断层是由剪切地应力形成的。断层构造，尤其是裂缝，可以作为油气的储存空间。烃源岩中的微裂缝可作为油气运移至储层的通道。封闭断层可以成为圈闭的屏蔽条件，形成断块油气藏。但油气藏形成后，地壳运动形成的断层会破坏油气藏。