本文以准噶尔盆地南缘更新统-全新统砾岩、大庆长垣杏树岗构造过断裂取心井砂岩、秦皇岛鸡冠山海绿石石英砂岩中微构造为重点解剖对象,结合国外公开发表的文献成果,系统剖析了不同性质的砂岩断裂变形机制、微构造类型、特征及形成的断裂带内部结构,为深入研究砂岩内断裂封闭性具有重要的指导意义。研究表明,纯净的砂岩在未固结—半固结成岩阶段发生断裂,变形机制为颗粒边界摩擦滑动,导致颗粒旋转和滚动,即为颗粒流,断层岩同母岩相比,只发生颗粒的重排,形成的微构造为解聚带,孔渗性同母岩比没有明显降低,断层核和破碎带均为流体垂向运移的通道。在固结成岩阶段(孔隙度大于15%)发生断裂,变形机制为碎裂作用,断层岩为碎裂岩,形成的微构造为碎裂带,渗透率同母岩比一般降低1～3个数量级,碎裂带形成为应变硬化结果,从单一碎裂带发展到簇状碎裂带,当碎裂程度很高时发生应变软化作用,产生滑动面,形成断层,因此断层核和破碎带具有一定封闭能力,滑动面为油气垂向运移的通道。固结阶段(孔隙度小于15%)发生断裂,变形机制主要为破裂作用,断层核为断层角砾岩,伴生微构造类型为裂缝,为典型的高渗透断裂带。在埋藏较深条件下,伴随大量裂缝形成,产生碎裂流作用,断层核形成碎裂岩,破碎带依然发育大量的裂缝。固结成岩的砂岩在抬升过程发生断裂,变形机制为破裂作用,形成无内聚力的角砾岩,破碎带依然发育大量的裂缝,为高渗透断裂带。当温度超过90℃时,埋深大于3km,石英压溶胶结的速度明显增大,早期形成的解聚带和碎裂带均会因石英压溶胶结而增强封闭能力,形成压溶胶结碎裂带。不纯净的石英砂岩在未固结—固结成岩阶段发生断裂,断裂变形机制主要为层状硅酸盐与砂岩颗粒的混合作用,断层核发育层状硅酸盐-框架断层岩,破碎带中伴生的微构造为层状硅酸盐带,为封闭能力很强的断裂带。变形带共有四种基本类型:解聚带、碎裂带、压溶胶结碎裂带和层状硅酸盐带,解聚带提高储层渗透率,碎裂带、压溶胶结碎裂带和层状硅酸盐带阻碍流体的流动。野外观察表明,流体不沿变形带流动,而是绕过变形带或沿着变形带周围的裂缝流动。这一认识解决了石油地质学中两个关键问题:一是断裂控制的多套储层往往存在含油气性差异,根本原因在于断裂在不同储层中伴生的微构造差异,母岩孔隙度越高,泥质含量越高,形成碎裂带、压溶胶结碎裂带和层状硅酸盐带物性越低,密度越大,油气越难以充注到储层中,导致并非物性好的储层都是油层。二是断层破碎带如果发育碎裂带、压溶胶结碎裂带和层状硅酸盐带,会导致储层极强非均质性,破碎带内富集的剩余油难以开采,利用多靶点定向井挖潜断层边部剩余油时,需要避开断层破碎带。