盆地构造分析
盆地构造分析课程的基本内容 1.盆地的主要类型及特征 2.盆地内构造及其油气意义
3.构造发育史剖面的编制与分析 4.盆地的形成与演化 5.盆地构造的成因机制 绪论
一、盆地构造分析的重要性
二、盆地构造分析的研究内容及意义 三、盆地构造分析的研究思路及方法
一、盆地构造分析的重要性 盆地的概念
朱夏(1965)曾经将盆地定义为“地壳的一定地段在大地构造发展一定阶段的一种洼陷构造”或理解为“在地质发展史一定阶段的一定运动体制下发展 的统一的沉降大地构造单元”
A.G.Fischer(1975)曾指出对于地质学家来说,地球上的盆地为岩石圈表面在三度空间上的凹地,其中充满了水或空气。
R.C.Selly(1976-1985)按三重概念将盆地分为三种,即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地。所谓“地貌盆地”是指被天然高地围绕的一块低地。“沉积盆地”是指一个平缓皱曲的沉积层向中心倾斜的地区。“构造盆地”亦称沉积后盆地。
叶连俊(1980)认为“持续的接受沉积的地区称为沉积盆地”。他根据盆地的沉积作用与盆地形成作用的时间配合关系将盆地分为先成盆地、同生盆地和次生盆地等三类。
张文佑(1984)也强调区别前构造期盆地、同构造期盆地和后构造期盆地的意义,并指出许多现存的含油气盆地都是被改造的后构造期盆地。
因此,就“盆地”而言具有三重涵义,即地貌盆地、沉积盆地、和构造盆地。而通常所说的“盆地分析”主要指的是沉积地层组成的;第二是地质时代,即沉积盆地发生在一定的地质时代;第三是空间,即沉积盆地是具有盆状形态的地壳构造单元。
含油气盆地是油气生成、运移、聚集、保存的基本单位。按照含油气性可将含油气盆地分为三级,即具大油气田的盆、只含中小油气田的盆地和仅见油气流的盆地。全球已划定的517个盆地中,其有大油气田的盆地有73个,只含有中小油气田的有138个,仅见油气流的有47个,至今无重要油气发现的有259个。
二、盆地构造分析的研究内容及意义
1. 含油气盆地形成与演化的区域构造背景
(1) 研究盆地形成的区域大地构造位置和动力学环境,如板内、板缘和板缘类型、盆地与周缘造山带或构造单元之间的相互关系以及古地理、古构造应力场等条件的研究;
(2) 研究区域地壳或岩石圈结构、构造及其与盆地形成与演化的关系;
(3) 研究区域深大断裂的形成、演化与分布规律、区域岩浆活动与构造事件。
总之,盆地的形成与演化是在一定的区域尺度上深部壳幔相互作用、岩石圈减薄、变形的过程。 2.盆内构造研究
(1) 研究盆地的沉积鄄构造层序及其纵、横序列、构造旋回和构造事件、盆地形成与演化阶段 (包括盆地的改造期次与型式),建立构造鄄沉积模式;
(2) 分析盆地的构造样式、盆内构造系统的类型及其几何学、运动学和动力学特征(不同时期的应 力场)、分析它们的叠加关系,研究不同层次、不同尺度构造变形的关系、形成与分布规律及其控制因素,划分不同级别的构造单元; (3) 研究盆地的构造鄄岩浆活动、盆地古地温演化史,在恢复沉积古厚度与古剥蚀量的基础上分析盆地的基底沉降史 (埋藏史) 和构造沉降史;
(4)盆地构造的模拟研究,包括在确定各种地质构造参数 (含岩石力学与时间参数) 并在确定本构方程的基础上进行的成盆过程与构造变形史的物理模拟和盆地构造理论模型的正、反演数值模拟等。
以上四方面的分析内容以及对它们在时空分布规律上的研究是含油气盆地构造分析的核心内容。在盆内构造分析时需要从时空上分期恢复盆地原型,即进行不同时期原型盆地构造的动态分析。
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3.盆地构造与油气关系的研究
(1)分析和研究盆地构造与油气的关系,旨在揭示构造发育与油气生、运、聚、保的内在制约关系,直接为油气的勘探与开发的布置提供依据;
(2)盆地构造与油气的关系包括:盆地沉降与生烃凹陷的形成与分布的关系;在构造控制下的沉积特征与排烃、油气运聚的关系;成藏后期构造事件对油气藏保存条件 (或破坏、再分配) 的影响;盆内地层的变形、变位及断层封启性与流体势、油气运聚的关系等等;
(3)由上可知,含油气盆地构造的几何学、运动学和动力学特征对油气的生成、运移、聚集、分布与保存等诸方面具有十分重要的理论意义和实际意义。
三、盆地构造分析的研究思路及方法 (1)上世纪60年代板块构造学说问世以来,地质构造的研究视角已扩大为上至宇宙天体的影响下至地幔物质的运动。板块构造的出现标志着过去准静态的地球模式已被抛弃,代之以高度活动的地球观 (马杏垣,1987)。这种活动论的构造观点包括四个方 面 (朱志澄,1990):①以水平运动为主的活动论以及渗进突变的旋回式发展是认识和分析构造的根本思想;②岩石圈是层圈式的,各分层界面常常是活动性的构造界面,各分层构造是不协调的,横向是不均一的;③构造是多级、多时、多性的;④挤压构造、伸展构造和平移构造共同组成了岩石圈的各级各类构造;
(2)含油气盆地构造的形成与演化不仅表现在不同规模构造和不同级别构造的依存和叠加上,也表现在不同级次应力场的相互影响与转化上。也即,盆地构造的变形、变位具有时间序列和空间层次。因此,对盆地进行整体、动态、综合研究是含油气盆地构造分析的基本原则;
(3)目前常用的方法有:比较构造学方法、解析构造学方法、多学科综合分析法、构造物理模拟和数学模拟法等。但是,很多方法有待于进一步完善和改进,尚需将各学科的新理论、新技术和新方法不断引入到含油气盆地构造的分析和研究中,使盆地构造的整体、动态、综合研究水平和油气勘探与开发水平不断提高,更好地为油气勘探和开发服务。 地质剖面
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含油气盆地的分类 一、盆地分类
1.盆地赋存的大地构造位置
沉积盆地作为一个地壳构造单位,它的形成和发展无疑受控于大地构造环境。板块构造理论问世以后,很多学者根据盆地所处的板块构造位置来划分盆地类型。 按板块构造观点划分为不同类型的板块边缘(如离散型边缘、聚敛型边缘)和板块内部盆地。 2.盆地形成的动力环境
不同的动力学环境中形成的盆地在结构、沉降与沉积充填特点等方面都有差异。因此,盆地形成的地球动力学环境也是划分盆地的一个重要标志。
通常可以依据盆地的形成的动力学环境划分为引张型盆地、挤压型盆地、扭动型盆地和混合型盆地等。 3.盆地的形态和机构
沉积盆地的形态、规模和结构都存在很大差异,也可作为划分依据。
依照规模可分为:超巨型盆地,面积大于100×104km2;巨型盆地,面积为50~100×104km2; 大型盆地,面积为10~50×104km2;中型盆地,面积为1~10×104km2;小型盆地,面积小于1×104km2。 沉积盆地是由两个结构层次组成的,即盆地的沉积岩层和下伏的盆地基底。盆地的基底可以直接是地壳结晶基底,也可以是沉积岩层经过褶皱变质作用形成的基底,甚至是早期的沉积盆地中的沉积岩层经过一定的构造变形而形成的基底。
4.盆地的沉降与充填
根据盆地的下沉和充填补偿的关系可以分为过补偿盆地、补偿盆地和欠补偿盆地等。
根据盆地内发育的主要沉积系统、沉积环境和沉积相特点可以划分为大陆环境、陆缘环境和海洋环境盆地。 5.盆地的含油气性和含矿性
根据沉积盆地的含油气性和含矿情况,可以化定含油气盆地、含煤盆地和含盐盆地等。 按生油层演化程度划分为未成熟、成熟、过成熟等类型的盆地。
6.根据盆地形成和发育的地质时代或沉积作用的时代,将沉积盆地分为中生代盆地、古生代盆地、新生代盆地等。 (一)国外学者提出的盆地分类方案举例 1)Dickinson 的盆地分类
Dickinson 根据板块的开合和盆地的动力环境将形成盆地的环境分为裂谷环境和造山环境,并将扭张性和扭压性盆地分别归属到两种构造环境中。
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2)Blly的盆地分类
他强调盆地与巨型缝合带的关系及B俯冲带和A俯冲带的差异。
3)Klemme的分类
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4)Poulet的分类
M.Poulet依据盆地与板块构造边界性质的关系将盆地分为与扩张带有关的、与造山带有关的和克拉通内部的三大盆地类型,没有专门列出与走滑带有关的盆地类型。
5)picha的盆地分类
picha(1989)将世界上的243个沉积区分为五大类,即克拉通内盆地、离散边缘、洋盆、聚敛边缘、前陆
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