盆地的地層和構(gòu)造格架課件

（三）沉積盆地的地層和構(gòu)造格架

林暢松、劉景彥沉積盆地是由一系列要素或參數(shù)組成的，包括構(gòu)造、地層、熱特征等，研究這些參數(shù)是沉積盆地分析的基本任務(wù)。盆地的構(gòu)造和地層格架是構(gòu)成盆地最基本的參數(shù)。

1.沉積盆地的地層格架沉積盆地的地層格架(Stratigraphicframework)是指沉積盆地的外部和內(nèi)部地層單元的幾何形態(tài)、組合樣式及其堆積性質(zhì)(Conybeare，1979)。

（三）.沉積盆地的地層和構(gòu)造格架Conybeare，澳大利亞，lithostratigraphicanalysisofsedimentarybasin

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架

1）.外部形態(tài)盆地充填的三維的外部形態(tài)，反映盆地的構(gòu)造格架的控制和盆地的成因。沉積盆地的外部形態(tài)可以從剖面上或平面上加以描述。

（1）平面形態(tài)沉積物的堆積和分布范圍。拗陷盆地一般是混圓形或不規(guī)則圓形，其寬深比一般較大；而裂陷或裂谷盆地則呈長條形，寬深比小。（2）剖面形態(tài)最大厚度帶，沉積中心的分布：對稱、不對稱；寬、深比。不同成因的盆地的深度與寬度比的大小有明顯的差異如斷陷盆地寬、深比小，拗陷盆地較大。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架

2）.內(nèi)部形態(tài)沉積盆地的內(nèi)部幾何形態(tài)是指構(gòu)成盆地的地層單元的形態(tài)、性質(zhì)及其組合關(guān)系。（1）地層單元的界面

在盆地內(nèi)不同級別的界面分隔著不同級別的地層單元，這些界面有著不同的性質(zhì)和成因，呈現(xiàn)為角度不整合或平行不整合關(guān)系或無沉積、低速沉積作用面，其形成受到各種因素的控制，與盆地構(gòu)造演化、海平面或沉積基準(zhǔn)面變化等有關(guān)。地層單元的年齡、劃分和對比是一項艱巨的任務(wù)，要結(jié)合生物地層學(xué)、放射性地層學(xué)、磁性地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)和層序地層學(xué)等方法進(jìn)行綜合分析。近年來發(fā)展起來的層序地層學(xué)為此提供了重要的理論和分析方法。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架（2）地層單元的幾何形態(tài)地層單元的幾何形態(tài)是決定地層格架內(nèi)部構(gòu)成樣式的主要因素。不同地層單元的沉積中心的分布往往是不同的，并呈有規(guī)律的遷移，反映了構(gòu)造、物源供給方向以及沉積基準(zhǔn)面變化等對沉降中心的影響。盆地的沉降中心與沉積中心在沉積補償時是一致的，非補償時則不一致，這需要結(jié)合沉積時的古水深變化加以分析。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架（3）地層單元的性質(zhì)地層單元的性質(zhì)主要指其巖相組成和成因，與沉積環(huán)境密切關(guān)系。地層單元內(nèi)的巖相組合和沉積體或體系域的分布是很復(fù)雜的，取決于多種因素的綜合作用。在沉積充填分析一章將作詳細(xì)分析。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架3）.地層格架樣式

不同的沉積盆地具有特定的地層格架樣式。沉積盆地內(nèi)部構(gòu)成樣式的詳細(xì)程度首先取決于地層單元或?qū)有虻膭澐?。一般來說，盆地地層格架的建立是以相對宏觀的三級層序及其內(nèi)的沉積體系域(Vail等，1977；VanWegona，1992)為基本的地層單元。

以四級或準(zhǔn)層序組、準(zhǔn)層序為單元建立的重點區(qū)的地層格架可稱為高精度的層序地層格架，它是以測井、露頭、巖芯等高精度的資料分析為基礎(chǔ)的，高分辨的三維地震資料是在地下進(jìn)行高精度層序格架和儲層預(yù)溯的重要技術(shù)支持。

以精細(xì)的沉積相單元為單元可建立反映沉積體系內(nèi)部構(gòu)成特征的相構(gòu)成樣式(Midl，1990)。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架2.沉積盆地的構(gòu)造格架沉積盆地的構(gòu)造格架是指沉積盆地的構(gòu)造性質(zhì)和基底構(gòu)造以各種同沉積構(gòu)造的配置(Conybeare，1979，修改)。盆地的構(gòu)造格架是隨盆地的演化而不斷變化的。盆地構(gòu)造格架樣式反映了區(qū)域構(gòu)造、盆地構(gòu)造應(yīng)力場以及先存基底構(gòu)造的等控制。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架2）盆內(nèi)的同沉積構(gòu)造又稱同生構(gòu)造，包括同沉積斷裂同沉積褶皺等。同沉積褶皺還可劃分為同沉積向斜和同沉積背斜。同沉積構(gòu)造可通過沉積厚度變化、沉積相分布、沉積旋回、古流、沉積體幾何形態(tài)等分析加以識別。A、沉積斷裂

在斷陷或裂谷盆地中，同沉積斷裂極為發(fā)育。同沉積斷裂的下降盤沉厚度常突然變厚，沉積旋回增多，并控制著特定沉積相帶的展布。

盆緣沉積斷裂往往控制著巨厚的沖積扇或扇三角洲相帶的發(fā)育。深切盆地基底的規(guī)模較大的同沉積斷裂常常形成重力、磁力突變帶。這些斷裂具有長的活動性，往往是繼承古老斷裂帶再活動。追蹤盆外先存斷裂帶有助于內(nèi)同沉積斷裂的識別。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架B、重力生長構(gòu)造

在快速沉降和堆積的盆地中，常常發(fā)育由于重力作用導(dǎo)致的重力生長構(gòu)造（斷裂）。

著名的例子來自貝努斷槽內(nèi)發(fā)育的尼日爾河三角洲沉積區(qū)。三角洲緣帶的快速堆積和差異壓實導(dǎo)致了重力滑脫、斷裂或泥底劈作用，形成鱗狀的、密集分布的生長斷裂系和滾動背斜構(gòu)造。

這些斷裂的斷裂面一上陡下緩，并尖滅于主要的滑脫層內(nèi)。伴生次級斷層發(fā)育，常組成各種雜的樣式。這些斷裂多發(fā)育于盆地的沉降或沉積中心，而盆地沉降中心往受控于基底斷裂。同時，它們的分布排列還受到盆地古構(gòu)造應(yīng)力場的制。這些構(gòu)造對油氣勘探極為重要，它們常常是重要的油氣圈閉構(gòu)造。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架同沉積構(gòu)造的識別方法a.沉積厚度的突變，上下盤兩側(cè)同期沉積厚度的差異b.沉積旋回和砂層、巖層數(shù)的差異c.沉積相的分布--巨厚的沖積扇相帶、古河系位置的長期發(fā)育，相帶的特殊分布等；古流系分析，古流的轉(zhuǎn)彎、現(xiàn)代河流的轉(zhuǎn)灣位置都與斷裂有關(guān)，可以類比；煤體形態(tài)的變化、沉積層序的組成和幾何樣式分析等。d.有機質(zhì)、成巖、壓實差異等e.盆外古老斷裂的分布f.重力、磁場的突變帶

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架C、鹽構(gòu)造或泥底劈構(gòu)造

與重力滑脫作用有關(guān)的另一類構(gòu)造是鹽構(gòu)造或泥底劈構(gòu)造。鹽構(gòu)造的形成與下伏鹽層的滑動、上拱等作用有關(guān)。這類構(gòu)造近年來引起了地質(zhì)學(xué)家的廣泛重視。典型例子見于墨西哥灣第三系盆地。這里的三角洲沉積堆積于厚的鹽層之上，致鹽層滑動、上拱或底劈，形成了千姿百態(tài)的斷裂組合樣式。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架3）反轉(zhuǎn)構(gòu)造

反轉(zhuǎn)構(gòu)造是指先存構(gòu)造發(fā)生構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)化而形成性質(zhì)相反的構(gòu)造。由伸長構(gòu)造受到擠壓而發(fā)生反向運動所產(chǎn)生的構(gòu)造稱為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造；反之為負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造(Milliams等，1989)。我們一般指的是正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。反轉(zhuǎn)構(gòu)造可劃分為簡單斷展型、穿透斷展型、簡單斷彎型、縮截斷彎型及簡單皺型等。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架3）反轉(zhuǎn)構(gòu)造簡單斷展型、穿透斷展型、簡單斷彎型、縮截斷彎型簡單皺型。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架3）反轉(zhuǎn)構(gòu)造

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架4）盆地的基底組成

盆地的基底組成可以是老的結(jié)晶巖系、變質(zhì)巖系或褶皺巖系，大陸殼或洋殼。這些特征反映特定的盆地類型，與盆地的活動性密切相關(guān)。大型的穩(wěn)定克拉通盆地一發(fā)育于古老的結(jié)晶基底之上，而發(fā)育于褶皺巖系之上的盆地則表現(xiàn)出相對的活動性。盆地的基底性質(zhì)反映了盆地發(fā)育的區(qū)域地質(zhì)背景，許多盆地分類方案都把盆地發(fā)育的基底性質(zhì)作為重要的依據(jù)。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架5）區(qū)域性不整合面盆內(nèi)分布的規(guī)模較大的不整合面或角度不整合面往往是古構(gòu)造運動面。這些古構(gòu)造運動面分隔著盆地不同演化階段的沉積充填，其上、下地層結(jié)構(gòu)、古地理或沉積格局可能發(fā)生了明顯的變化。沿這些界面一般發(fā)生過明顯的侵蝕作用，估算剝蝕量及其分布可分析古構(gòu)造運動的方式、強度等，對恢復(fù)盆地地層格架、構(gòu)造沉降速率計算及油氣勘探等具有重要意義。

許多研究表明，這些界面的形成與構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)化、幕式裂陷和裂后構(gòu)造調(diào)整、前陸運山的幕式逆沖等構(gòu)造事件有關(guān)。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架盆地的構(gòu)造格架是區(qū)域構(gòu)造格局的一個組成部分，受到區(qū)域板塊構(gòu)造環(huán)境的控制。盆地的構(gòu)造格架在整個盆地演化過程是不斷變化的，這種演化一般具有階段性或分期次進(jìn)行的