沉积学与盆地分析的新理论与方法
沉积学是地质科学的基础学科之一，是研究沉积物的物质成分、结构构造、分类及其形成作用，以及沉积环境和分布规律的一门科学。研究对象是沉积物和沉积作用，包括研究未曾石化和已经石化的天然沉积物及自然环境中沉积作用的过程和机理。沉积学作为地质科学的一个分支，它与流体力学和地层古生物学密切相关，与物理学、化学、海洋学、气象学、水文学、土壤学、建筑学也有重要联系。
沉积学作为地质学中的一门分支学科在过去三十年，特别是近十几年来已取得了长足的进展，并且在科研和生产中发挥着越来越大的作用。这是因为沉积学研究不仅涉及像地球岩石圈演化这样的基本理论问题，而且也关系到如石油、天然气、煤等能源和铁、锰铝铅锌铜等矿产资源的开发和利用，海港建设、河道疏浚、谁看防淤及环境保护等一系列实际问题的解决。
1沉积环境及其演化
1.1碳酸盐和陆源碎屑混合沉积体系
近年来，混合沉积机制研究的突破主要体现在以下两个方面：
(1)海平面变化对混合沉积体系的影响及其环境效应。在潮坪、潮缘和浅海滨岸带，海平面变化对混合沉积环境影响最大，可以形成广泛的混合沉积；在平坦的碳酸盐台地，海平面上升可使沉积速率增大，造成混合沉积发育，而海平面下降则导致台地浅水区缩小和台地顶部暴露，减少了混合沉积体系的机率出现；在碳酸盐缓坡，无论海平面上升还是下降，缓坡中均可见到数量不等的混合沉积。
(2)构造升降通过控制盆地类型、物源区、沉积区的分布形态以及物源供给量来控制混合沉积，对活动大陆边缘混合沉积体系的影响尤其明显。此外，风暴流、浊流及等深流等突发事件作用，通过对原有沉积物的改造和实现跨环境搬运、再沉积而形成浅海-盆地相混合沉积；气候通过冰期-间冰期的变化影响海平面的变化和物源的供给控制混合沉积体系。
1.2事件沉积学
事件沉积学是从“灾变论”复活、发展而形成的边缘学科。风暴、不整合、季纹泥沉积、洪泛面以及大洋缺氧等事件是一系列区域性甚至洲际性事件，而磁极倒转、气候突变、构造巨变、星球撞击(陨击)、凝灰/火山灰沉降、海平面上升、
冰川作用、生物绝灭等事件具全球性。事件沉积学的产生和发展不但给地球演化、生命的起源研究带来巨大冲击和突破，而且对预测全球的环境变迁和气候变化等具有重要借鉴意义。
1.3旋回沉积学
米兰柯维奇的轨道旋回沉积理论研究表明，宇宙边界条件长期旋回变化(如地-月体系及其轨道参数：偏心率、轴斜率、岁差)与地球边界条件(如大陆分布、洋流循环、海平面、冰室-温室期更替及主要构造和气候事件等)共同经大洋和大气圈反馈体系的调节而影响并制约了海洋沉积作用。因此，米兰柯维奇旋回韵律在不同的沉积环境都打上其烙印，并具特定的沉积标识：δ13C、δ18O、伽马值、特征元素丰度、酸不溶物、有机碳、膏盐类矿物、古生物组合与丰度、层理对、岩石类型及物理性质等。与米兰柯维奇旋回息息相关的海平面变化研究的新进展主要表现在：①海平面变化与层序地层、古气候、天外撞击事件、稳定同位素及微量元素效应等密切相关；②构造沉降、全球海平面变化及物源供给三者系统的耦合关系；③海平面升降幅度的定量测定及全球海平面曲线模拟更加精确；④基本弄清了与米兰柯维奇有关的高频海平面变化机制。
1.4生物礁研究的新进展
生物礁具有独特的古环境和古地理意义。生物礁随时间的延伸其结构更加复杂，而对环境的适应性降低，如大西洋一些生物礁在遭受更新世的灭绝事件之后，其残存的稳定部分被现代的鹿角珊瑚属生物礁所替代。Leinfelder等研究发现巴西现代残存生物礁是一个例外，巴西现代珊瑚生物礁是从第三纪珊瑚生物礁残存部分演化而来，但它没有被鹿角珊瑚属生物礁替代，这是因为受浑浊的亚马逊河的影响。上述的研究证据为第三纪地球上生物礁的形成与演化研究拓宽了新的视角。
2沉积盆地分析与大地构造沉积学
沉积盆地分析是当代地质学研究的热点和前缘学科，它正向动力学和定量动态模拟研究方向发展。大地构造沉积学作为沉积盆地分析的一个重要方面，以大陆动力学和沉积学的基本理论为基础，探讨各种大地构造背景中沉积盆地的形成、发展和演化，从而恢复古动力学条件和古构造环境，探讨大陆动力学过程和岩石圈演化的时空细节，特别对Rodinia超大陆研究是这方面的前沿。近年来积累了大量利用化学成分和矿物组分的参数来分析物源、搬运作用、沉积作用、古
气候和古构造运动等的方法及经验。
3层序地层学
层序地层学是从20世纪80年代以来在地震地层学基础上发展起来的一门新兴边缘学科。层序地层学及精确定年技术(高分辨古生物学和同位素定年技术)不仅提出了建立等时地层格架、确定盆地中沉积体系三维配置的理论与方法，而且大大推动了沉积充填动力学的研究。层序地层学、事件地层学和构造-地层学等相关分支学科的密切结合，将使得盆地充填的动力学过程研究产生飞跃，并将有效地用于能源和矿产资源勘探。层序地层学的重要突破在于建立了盆地、区域乃至全球的等时地层格架，并将沉积相和沉积体系的研究放在统一的等时地层格架中进行，因而能有效地揭示沉积体系的三维配置关系。
层序地层学自八十年代兴起以来得到了迅猛发展，通过在全球范围内的层序地层对比，层序沉积模式、矿产资源评价以及油气勘探等方面取得显著进展，同时，其自身理论学科也得到了进一步完善和发展，形成了生物层序地层学、高分辨率层序地层学、高频层序地层学、层序充填动力学以及应用层序地层学等一些新的发展方向。
4储层沉积学
储层沉积学脱胎于储层地质学，是沉积学与储层物理学、储层地球化学等相互交叉综合产物，它是以沉积学理论为基础，对储层古地理、沉积相、成岩作用、孔隙演化及其与储层发育、演化及分布之间的关系进行研究，进而为有利储层的勘探和预测提供科学依据的边缘分支学科。长期以来，储层储集性的不均一性和分段性一直构成储层研究和勘探的最大障碍。目前，在能源研究由勘探转向提高油气回采率的新形势下，储层沉积学，引起极大关注并开始迅速发展，其研究的重点对象就是储层不均一性和分段性及其控制因素，并主要着重于下列诸方面的研究：①成岩作用及其模拟在储层沉积学研究中的应用—成岩储层沉积学的发展，包括三方面：储层定量化模拟一一储层孔隙度和渗透率及其变化的模拟；储层流体动力学研究—流体运移及物质平衡模拟；化学热力学研究—化学反应及物理平衡模拟；②古岩溶学在储层沉积学中的应用—岩溶储层沉积学的发展；③有机地球化学在储层沉积学中的应用—有机成因储层沉积学的发展；④矿物包裹体学在储层沉积学中的应用—储层包裹体沉积学的发展；⑤裂缝性储层沉积学的发展；⑥综合成因储层沉积学的发展；⑦储层描述。
5全球变化沉积学与环境沉积学
面对生态、环境、灾害、全球变化等重大问题，结合环境科学、沉积学的理论和技术，环境沉积学应运而生。全球变化沉积学与环境沉积学已经成为地球科学研究的前沿，它以现代沉积学理论为基础，结合气候学、第四纪地质学、环境沉积学、灾害沉积学、资源沉积学、生态学、生物学、水文地质学以及物理化学等自然及工程学科，运用各种沉积记录、孢粉、硅藻、浮游生物、珊瑚、树轮、古土壤、粘土矿物、自生矿物、古地磁、地球化学、人类活动等信息，采用多指标定量恢复物源、古植被、古生态、水面波动变化、古盐度、古温度及环境演变等。全球变化沉积学与环境沉积学研究主要集中在现代湖泊沉积与气候变化、黄土-土壤沉积与气候变化、生物礁与古气候变化、沙漠沉积与古气候变化等几个方面。
环境沉积学是环境科学与沉积学相互渗透而发展起来的一门新兴学科，以沉积学原理为基础，结合沉积学和环境科学的研究技术，研究各种沉积循环、环境变化过程中的环境问题和环境科学中的沉积问题，以预防和减轻自然灾害、协助解决和控制环境污染，科学有效地实现生态环境保护和缓解，控制全球环境恶化，实现人与自然协调和可持续发展。目前主要有原生环境沉积学、污染物环境沉积学、生态环境沉积学和全球变化环境沉积学等4个研究方向。其内容包括水资源问题、地质灾害研究、城市工程研究和矿业开发环境问题等。
6资源沉积学
面对全球资源的恶性损耗和社会对自然资源需求的与日俱增，资源和发展问题成为全球研究热点。按研究内容、范围及重点，资源沉积学进一步分为传统资源沉积学和现代资源沉积学。传统资源沉积学是指对各种地质矿产、能源矿产及地下水资源等的矿源层(或烃源岩)、含矿岩系和含水层等进行沉积学研究，并了解成矿地质背景、成矿条件、成矿过程及其与古地理、沉积相和成岩作用之间的关系，进而对矿产的时空分布规律进行预测的一个沉积学分支。现代资源沉积学的研究重点主要包括资源与环境生态之间的关系，研究内容涉及资源、环境、生态、社会以及它们之间的相互关系。可见，现代资源沉积学比传统资源沉积学更为社会化、环境化和实用化，并更具使命性和现实性。资源沉积学作为资源科学与沉积学的交叉渗透学科，已发展到现代资源沉积学，其重点是研究资源与环境、生态、社会及其相互间的关系，目的是为资源经济、资源管理及区域资源勘探开
发提供背景资料和科学依据。
7高新技术应用
古地磁、地面雷达、高精度遥感技术、地球化学、深部地震反射剖面、层析成像、大地电磁测深、热流和应力测量、X衍射、离子和激光探针、加速质谱仪、科学深钻、计算机和通讯技术等对现代沉积学研究与应用提供了保证。
地球化学作为定量化的地学在当代沉积学研究中日益重要。运用地球化学定量刻画海平面变化、沉积环境的演化、成岩演化、全球地层对比、物源分析、定年、水体盐度、灾变事件以及生物灭绝事件等。空间遥感技术具有快速、多波段、周期性、大面积覆盖等观测能力，是新一轮地质调查、资源、环境变化动态监测、全球变化研究，甚至包括地球与星际空间的相互作用等方面研究中不可替代的重要手段。
8沉积学展望
当前沉积学研究的4个发展方向为大地构造沉积地质学、资源/能源沉积地质学、环境沉积地质学和区域地质调查沉积地质学。当代沉积学研究应向多学科交叉渗透、多种高新技术的引用和多领域应用的方向发展。今后的沉积学仍将沿此方向发展，重点应考虑大陆动力沉积学，特别是造山带的大地构造背景下古地理、沉积相、沉积过程、地层格架、层序与充填系列、流体作用与盆山系统形成演化的耦合关系。
沉积学未来的发展总体表现出由宏观向微观、由定性向定量、由理论向应用、由静态向动态、由单学科向多学科、由手工向智能、由地区向全球发展的总体趋势。由于学科交叉渗透形成了新的学科分支及研究热点，能在更深层次上进行起点高、难度大、科学意义明显的研究；已成为与当代人类活动的3大基本问题——人口、资源、环境密切相关的研究问题。未来沉积学的发展，必须以与人类的生存、发展所依托的环境、气候、资源服务为发展方向，才会有更加旺盛的生命力和美好的未来，才会对21世纪人类生活质量的提高做出贡献。
盆地分析就是利用多种方法和手段对盆地进行整体解剖，找出各要素间的内在联系规律，建立盆地三维空间随时间演化的模式进行定量动力学模拟，对各类能源资源井斜预测和勘探。
盆地分析涉及整个地质学以及有关学科领域，是一项跨学科的系统工程。盆
地分析是地质学界，尤其是石油地质学界最“热门”的研究课题之一。近年来，沉积盆地分析研究发展迅速，取得了许多新进展。下面简单地介绍一下进展最快并在继续发展的几个主要方面。
1地层和沉积环境分析
在盆地研究中，由于地震勘探技术的进步和层序地层学方法的出现，使得我们能快速地识别不整合间断面及其相应的整合面，并追踪层序界面，划分各级层序地层单元，并建立等时地层格架。在此基础上可以进一步研究沉积体系域及沉积体系的类型和分布，并重建各个时期盆地的古地理环境和沉积体系的分布。
2盐构造分析
近年来，随着盆地勘探开发的不断进展，在一些盆地发现了一批与盐构造密切相关的油气田(藏)，对此我国学者开展了较多的研究工作，对盐构造的研究及方法理论的探讨也有了新进展。提出了盐构造剖面的分层合并复原方法等一些新的研究构造分析的方法，通过研究盐构造与油气聚集的关系以及对已有的各个含盐盆地盐构造的对比研究，可以对含盐油气盆地盐构造特征及其与油气聚集的关系产生更为全面的认识。从而使盆地分析更加深入。
3能量场与流体系统分析
能量场与流体系统分析主要从地温场，流体压力场与异常压力体，古构造应力场，流体疏导系统，盆地流体流动样式的系统这些方面作分析。在揭示盆地的结构特征基础上，进一步研究流体系统对油气成藏、成矿和水资源是至关重要的。4背景分析
背景分析内包含了盆地形成演化与板块构造的关系，盆地演化与地幔对流系统的关系，莫霍面与软流层界面起伏关系，成藏成矿系统及相关过程的背景分析。盆地深部背景是最终认识盆地成因和演化的关键，软流层的流动起到决定性作用。现今盆地分析很少局限于基础研究，大多与油、气、煤、核原料等能源资源的预测和勘探紧密结合进行的。
通过这些资料可以进行盆地演化过程的定量动力学模拟，其中包括盆地的沉降史，盆地的热历史，压力系统的演化，烃类的生成和排出，流体成分变化和运移，构造变形史，成岩过程及孔隙演化史。根据所得出的成果可应用于烃类成藏及金属、非金属矿床成矿，地下水资源，地球科学基础等研究。
5盆地分析主要方法
5.1地震层速度
盆地分析中，盆地构造形态和沉积体系是研究盆地的基础工作，层速度和地层有一定的关联，层速度是岩层本身的速度，大小与岩石的岩性及物性有关。不同岩石具有不同的速度，通过地震层速度与地震层位地层对比，找出地震层位与地层对应的关系，由于层速度的横向上有区域性，纵向上有递增性，根据层速度这种一般性规律确定沉积环境及构造的变化。速度的变化可以反映地层的分布信息，也就可以反映出盆地的构造形态。由于速度和岩性也密切相关，通过速度-岩性分析，将地震层速度的方法用于研究盆地内的岩性变化从而反映构造现象，为沉积相和沉积体系分析提供可靠依据。
地震层速度应用的具体方法是根据速度分析的基本原理，以速度谱为基础，先进行剖面分析，得出层速度，再做平面分析，求得剩余速度。得出的层速度剖面图能反映褶皱、断裂等构造现象，对于合理地进行剖面构造解释具有重要价值。层速度的平面图能反映盆地总体的构造特征，为盆地构造研究提供了可靠信息。相对剩余层速度平面图能反映盆地的岩性变化趋势，能有效进行岩性预测，为盆地沉积相和沉积体系分析提供有力依据。
5.2重矿物
将重矿物应用在盆地分析里可以进行物源分析，构造演化响应，地层分析与对比以及岩相古地理以及恢复古气候等方面的重建。因为重矿物是物源区的重要标志，所以可以根据其物性特征及其组合关系来判别物源，目前发展最为迅速的是单颗粒矿物测年在物源研究中的应用。重矿物的组合及其特征受到构造活动的影响，因此可以利用盆地内重矿物所反馈的信息来研究构造演化及盆地与造山带的关系。目前主要研究在两个方面，一是在确定盆地物源背景下，根据造山带脱顶原理通过沉积盆地内重矿物组合带及其变化，来反演盆地周缘造山带的活动进而分析造山带与盆地的关系。二是根据盆地内构造活动期重矿物组合及其变化来研究盆地演化。通过建立重矿物地层，可以解决地层分析对比的问题，并在岩性单一，缺乏化石的情况下提供了有效途径，这方面研究还不够成熟，尚处于探索阶段。在岩相古地理重建中，重矿物分布受到地利环境的制约，由水槽实验的结果表明了不同的地理环境使得重矿物的分布规律不同。这样可依据实验结果来鉴别不同岩相，预示着重矿物在重建岩相古地理环境中的重要作用，由于气候是影响母岩风化的因素之一，可依据重矿物进行古气候恢复。随着测试技术愈加先进，
研究手段和方法也愈加丰富，使得重矿物在盆地分析中的应用更广更深。但重矿物分析仅仅是一种方法，地质环境是复杂多变的，需要结合多种方法进行总体评价和综合研究才能获得更准确的结论。
5.3陆源碎屑地球化学
陆源碎屑地球化学在盆地分析中可以揭示沉积物成分中所包含的更细微的信息，从微观的角度来分析是研究盆地演化不可缺少的手段。在盆地不同地区，沉积物源区母岩地层时代有随时间推移发生改变的现象，它们提供了大量反映盆地沉积环境、物源变迁以及构造演化方面的证据。然而，由于经历了风化、搬运以及成岩等一系列物理、化学过程，多数来自母岩区的不稳定成分遭到破坏，而较稳定的碎屑成分在沉积物中相对富集，碎屑岩的地球化学成分仍然主要受控于物源区。因此通过测定分析陆源碎屑岩的化学成分可以准确判断母岩区的岩性特征，进而对盆地的沉积充填、物源变迁以及构造演化问题进行研究。这种方法的应用在西方已有不少的成功例子，在我国由于条件限制，用此方法进行了初步尝试，由于陆源碎屑地球化学可以提取沉积物成分中更细微的信息，解决传统岩石学无法解决的问题，具有独特的优势，今后将是盆地演化研究中必不可少的手段之一。
5.4流体包裹体
流体包裹体作为流体活动的原始样品和真实记录，逐渐应用到油气生成、运移和聚集方面，并成为含油气盆地分析的重要手段之一。当流体包裹体应用到盆地分析中时需要满足以下的条件：①流体包裹体的成分能够代表其形成时主体流体成分；②包裹体内的物理化学条件、性质与主矿物结晶生长时的一致；③包裹体与其寄主矿物之间不发生任何物质交换或者其它化学反应；④流体包裹体作为一封闭体系在形成时及形成后不存在物质的流入或溢出。首先是通过显微镜观测研究沉积物的成岩作用、流体包裹体与成岩作用的关系及包裹体的成因。其次是对其进行温度测定和压力研究，最后确定成分。由于烃类有机包裹体是油气运移聚集过程中遗留下来的历史记录，结合研究区的成岩作用史及构造演化史有助于解决油气运移方面的问题。
5.5裂变径迹
裂变径迹测定地质年龄的方法是由60年代初期物理学家和地质学家成功研究出的，但用裂变径迹方法重塑盆地热演化史的研究是近几十年的事。裂变径迹
分析与有机质成熟度指标或包裹体测温技术相比，具有独特优点，能同时提供有关受热实践和温度两方面的信息。裂变径迹是高能裂变碎片穿过周围固体而形成的强烈损伤带，径迹可以用一定的化学试剂对矿物进行蚀刻面显示出来。裂变径迹在温度作用下逐渐减少，直至消失的现象为裂变径迹的退火作用，退火是裂变径迹的重要特征。通过古裂变径迹数量来测定矿物的地质年龄，通过径迹
长度分布获得恢复热演化史的重要信息。裂变径迹分析是一种新方法，根据裂变径迹的退火过程和所造成的对裂变径迹年龄和径迹长度的影响可用来重建盆地的热演化史，较准确地反映盆地的热演化。
5.6盆地模拟
自从20世界70年代计算机实现一维沉积柱的升降模拟以来，盆地模拟方法在石油地质研究中迅速发展起来成为了一个新的研究方法，经过短短十来年得到飞速发展，并成为当前盆地研究中最热门的研究课题之一。当前，盆地模拟还没有明确统一的概念，对盆地的某些性质、某个部分或全盆地进行的数值模拟都可以称为盆地模拟。实现步骤大体可以分成三个阶段：第一阶段主要结合现代沉积环境特点模拟某些沉积作用过程；第二阶段主要进行沉积层序或盆地充填序列的模拟；第三阶段为盆地分析综合模拟阶段，即全面考虑各种地质因素及其相互作用关系综合模拟盆地沉积史、热演化史及油气生成和运移过程。今后一段时间内该领域的主要研究方向将是沉积盆地演化的三维、动态、综合模拟。盆地模拟之所以在世界范围内受重视与其显著的优点分不开，它可以深入细致地研究盆地的沉积发育史，构造发育史，直观再现盆地的发展和演化，从整体上定量研究盆地动力地质过程。不过盆地模拟至今仍然存在缺陷：如模型还不完善造成模拟结果与实际地质情况误差较大，不少模拟还仅仅是一维或二维模拟，难以反映盆地随时间的四维发展，参数的选择没有统一的标准，各模拟系统难以统一、相互有较大的差别等等，这仍需要广大地质学家、石油地质学家、计算机专家携手合作深入研究，以改进完善现有方法。盆地模拟技术势必将日益成熟，成为盆地分析的强有力的工具。
随着计算机技术在盆地分析中的广泛应用和地质软件的迅速发展。盆地分析的研究取得了很大进展，出现了新的研究方法和理论。这些方法大部分从地层和沉积分析，以及构造分析方面入手，结合研究区内特点，逐步深入地分析盆地，为盆地模拟获得了重要的研究资料。随着各类学科理论知识的不断完善，科技不
断发展，学者们的共同努力，将会使盆地分析的理论更加系统化，研究手段更加成熟。
参考文献：
[1] 刘宝君，王剑，谢渊.当代沉积学研究的新进展与发展趋势——来自第三十一届国际地质大会的信息[J].沉积与特堤斯地质，2002，22(1):1-6.
[2] 刘焕杰，桑树勋，郭英海.我国含煤沉积学若干问题及展望[J].沉积学报，2003，21(1):129-132.
[3] 曾允孚，覃建雄.沉积学发展现状与前瞻[J].成都理工学院学报，1999，26(1):1-7.
[4] 徐强，刘宝君，朱同兴.中国沉积学研究的现状和发展方向[J].西南石油学院学报，2000，22(3):1-5.
[5] 李思田.论沉积盆地分析系统[J].地球科学，1992，17(Z):31～39.
[6] 冯增会张雷王正庆中国含油气盆地分析的研究进展(J) 中国新技术新产品，2009，5:111
[7] 李思田.沉积盆地分析基础与应用[M].北京:高等教育出版社，2004.
[8] 宋尚元，居兴华.地震层速度分析与地层对比[J].中国煤田地质，1997，9(1).
[9] 张二华，范士芝，马立祥.地震层速度在盆地分析中的应用[J].地质科技情报，2000，19(1).
[10] 和钟铧，刘招君，张峰.重矿物在盆地分析中的应用研究进展[J].地质科技情，2001，20(4).
[11] 叶玮.顺直河道中沉积物的粒度及重矿物分布规律——室内大型水槽实验[J].沉积学报，1998，16(1):134～138.
[12] 邵磊，刘志伟，朱伟林.陆源碎屑岩地球化学在盆地分析中的应用[J].地学前缘，2000(7):297～303.
[13]方国庆.盆地模拟—盆地研究中的热门课题[J].天然气地球科学，1991，(1):30～32.
[14]王璞，杜小弟.沉积盆地分析的定量数学模拟原理与方法[J].西安石油大学学报(自然科学版)，1993，8(1):14～18.
[15] Dickinson W R. Plate tectonics andsedimentary basins. San Joagu in GeolSoc Short Course，SEPM Sec Pub，1974(22).
中国地质大学(武汉)2018考研大纲：821 沉积学 教材 1.焦养泉、吴立群、荣辉主编. 2015. 聚煤盆地沉积学. 武汉：中国地质大学出版社 2.李思田主编. 1996. 含能源盆地沉积体系. 武汉：中国地质大学出版社 3.姜在兴主编.2010.沉积学(第二版).北京：石油工业出版社. 一、绪论 考试内容 沉积学的概念;沉积学的研究内容、目标和任务;学科起源、发展与研究热点。 考试要求 1. 掌握沉积学的概念，并能准确描述。 2. 准确表述沉积学的主要研究对象、研究内容、目标和任务。 3. 了解学科起源、发展历程与目前学科研究的热点。 二、沉积物(岩)形成演化过程 考试内容 (1)沉积物的来源 沉积物来源的主要类型;陆源碎屑物质;生物源物质;火山源物质;
宇宙源物质;风化作用;沉积有机质。 (2)搬运作用与沉积过程 搬运作用的类型;机械搬运作用与沉积作用;牵引流的定义和特点;牵引流的三种搬运方式;重力流的定义和特点;重力流的几种典型类型;鲍马序列;化学搬运作用与沉积作用;生物搬运作用与沉积作用。 (3)成岩作用 成岩作用的概念;成岩作用阶段;成岩作用类型;压实作用;胶结作用;淋滤作用;成岩作用对沉积物的(岩)的影响。 考试要求 1. 了解沉积物来源的几种主要类型及形成机理。 2. 了解陆源碎屑物质、生物源物质、火山源物质和宇宙源物质的主要异同点。 3. 理解搬运作用的概念，掌握搬运作用的类型，根据沉积单元的基本特征解释搬运作用过程。 4. 掌握机械搬运作用类型与沉积作用基本特征。 5. 掌握牵引流的定义和特点，了解牵引流的三种搬运方式，掌握碎屑沉积物在牵引流搬运过程中发生的粒度变化、分选性变化以及颗粒形态变化。 6. 掌握重力流的定义和特点，了解重力流的集中典型类型，掌握鲍马序列的定义和特征。深刻理解牵引流和重力流的差异。 7. 了解化学搬运与沉积作用的特点。了解化学搬运与沉积作用的一般影响因素。
鄂尔多斯盆地沉积——构造演化及油气勘探新领域 2002年9月
目录 前言 一．地质背景与构造演化 （一）地质背景 (1) （二）构造演化 (2) 二．鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积演化 （一）奥陶系沉积体系划分及岩相古地理演化 (4) （二）石炭—二叠纪沉积体系划分及岩相古地理演化 (10) （三）中生界沉积体系划分及岩相古地理演化 (18) 三．鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系生、储、盖特征及天然气富集规律（三）烃源岩特征 (25) （四）储集岩特征 (33) （五）盖层特征 (44) （六）天然气富集规律……………………………………………………四．尔多斯盆地上古生界生、储特征及天然气富集规律 （一）烃源岩特征 (55) （二）储集岩特征 (56) （三）天然气富集规律 (69) 五．鄂尔多斯盆地中生界生、储特征及石油资源评价 （一）烃源岩特征………………………………………………………… （二）储集岩特征………………………………………………………… （三）石油成藏规律………………………………………………………
前言 本课题以新理论、新思路为指导，以收集、综合分析和总结已有成果为主，重点野外调查和岩芯观察为辅，深化、综合、总结前人研究成果，研究盆地沉积演化历史，确定生储盖组合、结合研究和总结石油地质规律和油气勘探新领域。 为了完成有关研究内容，课题组成员自合同鉴定之后进行了大量的资料收集，露头剖面观测，钻井岩芯观察等工作，完成了大量工作量，具体见表1。 表1 完成工作量一览表 通过一年的工作取得了如下认识 1．确定了奥陶系、石炭—二叠系、中生界三叠—侏罗系沉积体系类型，其中奥陶系主要为碳酸岩沉积，包括4大沉积体系，石炭—二叠系主要为陆源碎屑岩沉积，包括6大沉积体系，中生界侏罗系包括三大沉积体系。 2．详细讨论了各时期岩相古地理特征及演化 3．深入论述了奥陶系、石炭—二叠系及中生界生储留特征，特别是详细讨论了各时代储集岩特征 4．在上述基础上分别讨论了奥陶系、石炭—二叠系及中生界的油气有无勘探目标区，认为今后不同时代油气勘探具有重要的指导意义。
1．沉积盆地是地球表面的负向地貌单元，包括湖泊、海洋及陆地上山间或山前的凹陷区 这些盆地在地质历史上曾经下沉并接受堆积物——沉积岩。沉积盆地中聚集了许多矿产，其中重要的有石油、天然气、煤、磷、铝等。促使这些矿产得以形成和聚集的重要因素之一是古地温。例如，石油是在60～150℃的古地温条件下形成的。 2．应用地质“温度计”可以恢复沉积盆地的古地温 沉积盆地在地质历史中经历的地温一般低于200℃。地质科学中现在用以标定高温（高于200℃）的温度计较多，它们对研究与寻找火成及变质矿产起了很大作用。用以标定低温的温度计还很少。由于沉积矿产的形成受温度变化的幅度不大，对低温地质温度计的要求较苛刻，要求它们准确而又十分灵敏，以反映温度的细微变化。因此，建立有效的低温地质温度计的难度较大，仍然是国内外正在研究的重大课题之一。到目前为止，已在几个方面取得了肯定的结果。 3．利用有机质成熟度推算古地温 有机质成熟度指标是指有机质热演化成熟作用程度的衡量标准，是以有机质各组分在热降解作用过程中其化学组成、结构和物理性质所发生的变化为基础建立的。各成熟度指标均以特定的化学动力学反应和温度相联系；不仅与生油层经历的最高温度有关，也与生油层的整个受热历史有关。 镜质体反射率最早是用来标定煤的热演化阶段——煤阶的指标，70年代初广泛用于生油层生油阶段的划分，此后成为应用最广泛、也被认为是最可靠的有机质成熟度指标。在一些海相地层和碳酸盐岩地层中，特别是在前志留纪地层（维管束植物出现以前沉积的地层）中镜质体稀少或不含镜质体，这时可采用固体沥青反射率来代替镜质体反射率评价生油层的成熟度。其它以各种有机组分光学性质为基础的成熟度指标还有：孢粉颜色指数（PIC）和热变指数（TAI），生物碎屑反射率及干酪根无定形组分反射率等。以化学组成为基础的指标有：热解分析的最高热解峰温（Tmax）和生物标志化合物指标。 用有机质成熟度指标，尤以镜质体反射率恢复古地温，进而推算石油生成过程，已在国内外普遍开展。国外的主要石油勘探公司均有专人从事这项工作。在实际应用中，仍在不断改进这种方法，提高其精度和应用范围。 4．沉积自生矿物的成岩作用分带与古地温 粘土矿物在沉积圈中分布非常广泛，是泥岩的主要组成矿物。研究粘土矿物的成岩变化对沉积岩学和石油地质学具有十分重要的意义。在60年代，美国学者Weaver（1960）、Powers （1967）、Burst（1969）、Perry和Hower（1972）等发现蒙脱石脱水转变成伊利石具有一定的埋藏范围，提出了蒙脱石—伊利石系列矿物可用作标定沉积岩成岩作用程度和古地温的指标。日本学者青柳宏一（Aoyagi）（1979）、风间利荣（Kazama）（1980）和佐佐木诏雄（Sasaki）（1982）等通过对日本新生代盆地粘土矿物和沸石类矿物成岩分带的研究，标定了自生矿物分带的温度，并据此推测盆地的古地温和地层剥蚀厚度。
沉积岩与沉积相 1沉积相：沉积环境及其在该环境中形成的沉积岩（物）特征的组合。 2 清水沉积作用：是指在没有或很少有陆源物质流入的陆表海环境中的碳酸盐沉积作用。 3扇三角洲：由相邻高地进积到安静水体中的冲积扇。 4沉积岩：是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等经过搬运作用、沉积作用及沉积后作用而形成的一类岩石。5成岩作用：指沉积物沉积以后，由疏松的沉积物变成固结岩石的作用。 6细层：数毫米~ 数厘米；组成层理的最小宏观单位。同一纹层在相同水动力条件下同时形成。 7板状交错层理：细层单向倾斜，单向水流所造成，见于河床沉积中。8楔状交错层理：层系呈楔形，多出现于三角洲及湖、海的浅水地带。9杂基：与粗碎屑一起沉积下来的细碎屑混入物。 10胶结物：碎屑颗粒沉积以后，以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来，充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物。 11火山碎屑岩：是指火山作用形成的各种碎屑物质堆积而成的岩石12相模式：古代沉积面貌的再现，并加以典型化和模式化。 13萨勃哈：指高出高潮面的干燥海岸平原 14浊流：是指主要由涡流的向上分力支撑的一种沉积物重力流。 15相序递变规律: 只有横向相依的相，才能在纵向上相互叠置而没有沉积间断 16底砾岩：由下伏地层风化剥蚀的砾石形成的，结构和成分成熟度高，成分以稳定岩屑为主，位于海侵层序的最底部的砾岩，其下部存在一个沉积间断。 17异化颗粒：是指在沉积盆地中形成的一种非正常化学沉淀的碳酸盐颗粒。 18亮晶方解石：是异化颗粒下沉到水盆地底部以后，由碳酸钙达过饱和的粒间水沉淀结晶而成的，故不单独组成岩石。 19蒸发岩：是由于蒸发作用使水溶液高度浓缩而沉淀形成的。20油页岩：是指主要由藻类及一部分低等生物的遗体经腐泥化作用和煤化作用而形成的一种高灰分、低变质的腐泥煤。 21相标志：最能反映沉积相的一种标志 22二元结构：洪水期限河流断面扩大，引起河漫滩洪水流速减小，洪水挟带的细粒泥沙，覆盖在河床冲积物上，形成下部为粗沙和砾石组成的河床冲积物，上部为细沙或粘土组成的河漫滩冲积物，构成下粗上细的沉积结构 23广盐性生物：指能够在海水含盐度变化较大的海水中生活的生
第十章 沉积盆地及古地理分析 塔里木沉积盆地
沉积盆地:地球表面三度空间内，容纳沉积物堆积的场所。 沉积盆地分析:运用多学科（沉积学、地层学、构造地质学）知识，采用多种方法（钻孔、露头观察、地球物理）对沉积盆地的形成、沉积充填、古地理演化
和地球动力学进行综合研究的过程。 古地理学:研究地史中地球表面的自然地理（海陆分布、海平面变化、沉积介质性质、地形地貌、气候条件、生物分布等）特征及其发展历史的学科。 古地理分析：通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等方法，再造地质历史时期中的自然地理景观的过程，也就是再造沉积区和侵蚀区的古景观的过程。古地理研究包括: （1）沉积古地理：反映海陆分布、各种古环境及沉积产物； （2）生物古地理：通过生物相、生物分区研究，确定古代环境（海陆，水深）的分布及其对古板块构造的指示意义。 （3）构造古地理：着眼于构造地貌标志，表示各种沉积类型、组合的分布，表示构造—地貌单元，如大陆边缘、岛弧、边缘海、裂陷槽等。
古地理分析的内容包括：确定侵蚀区位置、盆地边界、古地貌、母岩性质、介质类型、水动力条件、化学性质、古气候等。 古地理分析不仅可以确定当时的自然地理景观，还可查明沉积矿产生成与分布规律，阐明沉积作用与大地构造之间的关系，进一步了解地壳运动与地质发展史，作出矿产的预测。 一、陆源区的分析 1. 判断古陆或侵蚀区的存在 2. 查明古地形的起伏特征 3. 物源区母岩性质的确定
(1) 砾岩的成分； (2) 砂岩的成分； (3) 碎屑重矿物组合 判断古陆或侵蚀区的存在 古陆或侵蚀区的概念：侵蚀区相对于沉积 区，在一定时期内，以风化侵蚀作用为主的地 区。如在一定时期内堆积了沉积物，则可以认 为是沉积区。 侵蚀区是向沉积区供给陆源碎屑的剥蚀区。 判断侵蚀区存在的6个标志： （1）地层的缺与失，某些地层可能是在沉积之 后被侵蚀掉的。 （2）地层的尖灭和较新地层的超覆。 （3）地层顶部有古风化壳存在，不整合接触。 地层的缺和失 (4) 根据沉积相变化： 从侵蚀区到沉积区的相变化有规律，海 侵相序或海退相序。
《沉积学》模拟试题A 一、名词解释(每题2分,共20分) 1.沉积岩 2.机械沉积分异作用 3.杂基 4.结构成熟度 5.沉积后作用 6.叠层石构造 7.沃尔索相律 8.河流的“二元结构” 9.沉积相10.重力流 二、填空题(每题1分,共20分) 1.沉积岩的形成过程大致可分成如下阶段：、、。 2.按有无页理发育，可将粘土岩分为页岩和。 3.狭义火山碎屑岩的主要岩石类型有：、、。 4.碳酸盐岩主要由、、、、五种结构组分组成。 5.冲积扇的沉积类型包括、、和四种类型。 6.根据地貌特点、水动力状况、沉积物特征，无障壁海岸沉积相由陆向海依次为、、和四个亚相。 三、简答题(每题6分,共30分) 1.简述三级分类命名原则并对具体岩石命名。 简述三级分类命名原则（4分），并给具体岩石命名（2分）：一碎屑岩，粒度在0.5-0.25mm的碎屑占60%，0.1-0.25mm的占27%，0.01～0.1mm的占11%，<0.01mm的占2%。2.试画出并简单描述3种不同类型的层理构造（每个图示和描述各1分）。 3.白云石有哪些成因机理？ 4.简述典型浊积岩的垂向序列（鲍玛序列）特征。 5.简述欧文的陆表海能量带模式。 四、论述题(共40分) 1.试从碎屑岩的原始物质来源、搬运和沉积作用、沉积后作用等方面阐述碎屑岩的形成过程。 （25分） 2.何谓建设性三角洲？试述建设性三角洲的鉴定特征、主要亚相、微相类型，并分析与油气 的关系。（15分） 《沉积学》模拟试题A参考答案
一、名词解释（每题2分，共20分） 1.沉积岩 沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是它在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。 2.机械沉积分异作用 碎屑物质在搬运、沉积过程中按粒度大小、密度、形状以及矿物成分等物理性质进行分异并依一定顺序分别集中的沉积现象。 3.杂基 杂基是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，其粒级一般以泥为主，可包括一些细粉砂。 4.结构成熟度 是指碎屑物质经风化、搬运和沉积作用的改造，使之接近终极结构特征的程度。结构成熟度愈高，表示碎屑物质分选性愈好，杂基含量越少。 5.沉积后作用 沉积后作用是从沉积物到沉积岩，以及在沉积岩形成以后再到它遭受风化作用或变质作用即到其被破坏或发生质的变化以前，发生的一系列的变化或作用，是沉积岩的形成和演化的重要阶段。 6..叠层石构造 主要是由蓝绿藻的生长活动所形成的沉积构造类型。由亮暗基本组成：暗层富有机质，亮层富碳酸盐矿物。这两种基本层交互出现，即成叠层石构造。形态有柱状、层状、锥状、波状等。主要出现在潮坪环境。 7.沃尔索相律 只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。 8.河流的“二元结构” 河流沉积的下段是由河床亚相的滞留沉积和边滩沉积组成，是由于河道迁移而引起的沉积物侧向加积的结果，构成了河流沉积的底层沉积。上段由堤岸亚相和河漫亚相组成，属泛滥平原沉积，主要是大量细粒悬浮物质在洪泛期垂向加积的结果，构成了河流沉积剖面的顶层沉积。底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的“二元结构”。 9.沉积相 沉积环境和该环境中所形成的沉积物（岩）特征的总和（综合）。
沉积学复习 基本概念： 沉积岩：是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。（在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。） 沉积岩石学：是研究沉积物及沉积岩的岩石学，特别着重研究沉积（物）岩的物质成分、结构构造、岩石类型以及沉积物及岩石的形成作用、分布规律及其演化过程的学科。 沉积学：沉积学是沉积岩岩石学中的沉积作用部分发展、演化而来的，并形成了更广泛的研究内容和应用范围。它解释了沉积地层的垂向和横向的关系，从多方面探讨沉积地层中构成地质记录的特征，作用成因分析，并使之上升为理论。 沉积相：是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和，成分相同的岩石组成同一种相，在同一地理区的则组成同一组。（沉积环境及在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。） 岩相：沉积物的沉积环境和表明沉积环境的岩性特征，生物特征，地球化学特征的总和。沉积环境：岩石在沉积和成岩过程中所处的自然地理条件、气候状况、生物发育状况、沉积介质的物理的化学性质和地球化学条件。 相标志：指反应沉积相的一些标志，它是相分析及岩相古地理研究的基础。可归纳为岩性、古生物、地球化学和地球物理四种相标志类型。 相序递变规律：是指沉积相在时间和空间上发展变化的有序性或相序递变。主要是：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现没有间隔。 相模式：以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据，从大量的研究实例中，对沉积相的发育和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式，称为相模式。 沉积体系：是与某些现象的或推测的环境和沉积作用有密切成因联系的三度空间岩相组合。（成因上相关的沉积环境和沉积体的组合，即受同一物源和同一水动力系统控制的、成因上有内在联系的沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。） 基本原理： 沉积相（见P241）和沉积环境、岩相之间的相互关系 1）沉积相的概念： 2）沉积环境的概念： 3）岩相的概念：岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。 岩相和沉积相是从属关系，而不是同一关系。 相互关系：关于沉积相有三种观点：一种观点沉积相是指沉积环境，对于这种观点，沉积相就是沉积环境，岩相是它们的产物；第二种观点是指疼的岩石组合就是岩相，对于这种观点，沉积相就是岩相，沉积环境是其基础；第三种观点沉积相是沉积环境及其在该环境中形成的沉积岩特征的组合，对于这种观点，沉积相包含沉积环境和岩相。 相模式的作用：（见P242） 1）从比较的目的来说，它必须起到一个标准的作用； 2）对于进一步观察来说，它必须起到提纲和指南的作用； 3）对于新的研究地区来说，它必须起到预测的作用；
《沉积地质学》复习整理（一） 1.压实作用 压实作用或物理成岩作用是指沉积物沉积后，在其上覆水体或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。在沉积物内部可发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。 压实作用的表现形式： ○1颗粒接触方式:点接触、线接触、凹凸接触。○2颗粒破裂：刚性颗粒易发生，产生微裂隙。○3颗粒变形：塑性颗粒易发生，形成假杂基。○4软性颗粒弯曲：云母等。 压实(溶)受控因素：颗粒（-孔隙水）的成分、填隙物的类型、胶结物的类型和胶结速率、地温梯度、埋藏速度、时间。 （1）内因：颗粒的成分(石英难)、粒度、形状、圆度(反，因为填积紧密孔隙度小)、分选性(反)、粗糙度(f影响压实作用的进程)。 （2）外因：沉积物的埋藏深度、埋藏过程、胶结类型及程度、溶解作用、异常高压。早期快速深埋、胶结弱或溶蚀强、不存在异常高压时，有利于压实作用。 Eg:泥炭(假设厚度为100%)，在上覆沉积物的压实作用下变成褐煤(厚度20%)，变成烟煤(厚度10%)。 2.压溶作用：一种物理化学成岩作用。随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(2~2.5倍)，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格的变形和溶解作用。随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压处的形态：点接触---线接触---凹凸接触(砾石中的砾岩)---缝合接触(砂岩中的石英颗粒)。 3.白云岩化作用 白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题之一。古代地层中所见的白云岩大多具有交代的证据，它们是经白云石化作用所形成的。白云石化作用的机制很复杂，并不是一种机理所能概括，学者们提出了许多白云岩化作用的机理来解释白云岩的成因。 亚当斯等(1960)在研究美国二叠纪白云岩的成因时，提出了蒸发泻湖渗透回流作用形成交代白云岩的假说。后来迪菲耶斯等(1965)在研究加勒比海的博内尔岛的现代白云石形成时，也证实存在这种作用。亚当斯和罗德斯(1960)等所提出的蒸发泻湖渗透回流作用机制是：在蒸发强烈的海洋地区，堡礁或沙堤所阻挡的近岸泻湖，与外海海水交流不能正常进行，在强烈的蒸发作用下，使间歇性进入泻湖的海水盐度不断增高。向岸方向盐度更高。当盐度达到72‰时，除CaCO3以文石和高镁方解石方式沉淀外，开始出现石膏沉积，向岸越近其蒸发作用越强烈。当盐度达到199‰，沉积物中大量出现石膏并逐渐出现石盐。大量过盐水中的Ca被沉淀。大大提高了海水中Mg含量。这种重卤水沉降到泻湖底部并顺着泻湖向海洋方向平缓的斜坡流动，当遇到堡礁或沙堤和附近的沉积物时，由于沉积物的孔隙中饱含正常盐度海水，因浓度差使高盐度高密度的重卤水向含低盐度和低密度的正常海水沉积物中渗透，并向海洋方向回流。在流经疏松的钙质沉积物和礁体时，Mg进入沉积物的CaCO3晶格中，逐渐形成白云石。 4.胶结作用：从孔隙溶液中沉淀出的矿物质(胶结物)将松散的沉积物固结起来形成岩石的作用。是沉积物转变成沉积岩的重要作用，也是使沉积层中孔隙度和渗透率降低的主因之
收稿日期:2007-03-19;改回日期:2007-04-26。责任编辑:刘志强。 作者简介:王正和,男,1976年生,博士研究生,研究方向为沉积与层序地层;通讯地址:100083,北京市海淀区学院路29号;E -mail:carbon -hydro@https://www.doczj.com/doc/d83737198.html, 。 沉积盆地中的两种沉积响应模式 王正和 中国地质大学能源学院,北京100083 摘 要 当沉积盆地系统中某种沉积影响因素发生变化时,其中的沉积充填过程与样式也会表现出相应规律的变化。这可称之为沉积对盆地变化的响应或沉积响应。从逻辑思辨及实际资料出发,根据沉积盆地可能的发育演化特征,提出了两类理论上的盆地沉积响应模式,即镜像沉积模式和拉锯式沉积模式。对于这两类模式的理解将有助于从整体上更好的认识盆地中地层的系统充填过程,也有助于油气勘探中油气藏分布规律的预测。关键词 盆地;沉积响应;层序 中图分类号:P539.2 文献标识码:A 文章编号:1006-3021(2008)01-103-06 Two types of Sedimentary Response in Basin WANG Zheng he School of energy ,China Univ ersity o f Geoscience ,Beij ing 100083 Abstract When a certain factor t hat could influence the deposit ion chang ed in basin,the process and styles of depositional filling w ill accordingly change with a certain rule.Based on the log ical consequence and the characters of possible develop -ment of basin,two ideal styles of depositional r esponse in basin are pro posed for the first time.T hat is t he mirro r -image style of deposition and the see -saw st yle of deposition.T o comprehend the two sty les of depositional response is helpful to understand the filling process of stratum in basin,and is helpful to fo recast the distribution rules of hydr ocarbo n reservoir in ex ploration. Key words basin;depositio nal response;sequence 20世纪80年代,系统思想被引入地球科学的 研究与思考之中。之后由美国科学家首先提出了 地球系统科学 (Earth System Science)的概念。其核心思想也就是把整个的地球当作一个系统和整体来研究,从而可以站在全局的角度来认识和思考客观规律(NASA,1988,2000;毕思文,1998,2004;狄丽颖等,2007)。地球科学系统思维方式(Geoscien -tific Fashion of System T hinking)是一种哲学的思维方式,它可以让我们更有效地从宏观上去认识和把握事物的特征与本质(白屯,2005)。 在对盆地进行宏观上的系统沉积充填研究时,引入这种系统思想,从而能对沉积盆地进行整体性、思辨性的研究。沉积盆地从其诞生、发育、演化直至 衰亡,都可以单独地看作一个有机整体。那么,在沉 积盆地这个有机整体的演化过程中,其中的沉积充填也会表现出一种整体的、系统的响应特征。因此,当盆地系统中某一沉积充填的影响要素发生改变以后,沉积充填样式与结果也会发生相应的变化。也就是说盆地中的沉积充填过程(结果)是盆地系统发生某种变化过程(结果)的响应。这可称之为沉积盆地中的系统沉积响应。 基于对沉积盆地系统的整体性研究,经过逻辑思辨推理与分析,可以总结出盆地系统中的两种沉积响应模式。一种为镜像沉积模式;另一种为拉锯式沉积模式。 2008年2月29卷1期:103-108地 球 学 报 ACT A G EOSCIENT I CA SIN ICA F eb.200829(1):103-108
中国地质大学（北京）大三（上）《沉积盆地分析》考前复习题 一、前陆盆地的沉降机制论述 与岩石圈挤压挠曲有关的盆地统称为前陆盆地。前陆盆地的发育与逆冲构造产生的构造载荷使岩石圈挠曲引起的前陆沉降作用有关。 前陆盆地的沉降机制有以下三类： 1 构造应力作用 前陆盆地地壳或岩石圈厚度变化主要是挤压作用动力学机制。由于岩石圈板块的俯冲、碰撞等汇聚作用引起岩石圈向下牵引弯曲和地壳岩石圈的挠曲沉降，常见于俯冲带或造山带。如周缘前陆盆地和陆内造山前陆盆地，前者是大洋板块俯冲和消减后，在继续俯冲的、向下挠曲的陆壳之上形成的沉积盆地；后者是陆内板块碰撞挤压挠曲形成山前凹陷继而形成沉积盆地。 2 负载（重力作用） 某些前陆盆地与岩石圈加载造成的挠曲或弯曲变形作用有关。如弧后前陆盆地，其发育于仰冲板块上的岩浆弧之后。火山岛弧构造载荷导致挠曲沉降，盆内充填了大量来自前陆和后陆方向的沉积物。 3 热沉降机制 由于先前受热的岩石圈的冷却及伴随的密度增大而产生的均衡沉降。在前陆盆地的形成过程中，这种作用机制很少，弧后前陆盆地的形成可能与此有关。 前陆盆地沉降机制一般以构造应力作用为主，三种机制综合作用。 二、裂陷盆地和前陆盆地形成的动力学机制及其相互之间的区别 列陷盆地形成的动力学机制： 1、列陷盆地沉降的控制因素：（1）岩石圈的变薄；（2）热异常；（3）沉积物负载的均衡沉降；（4）软流圈上升造成的熔融作用 2、列陷盆地的形成作用主要有两种：即主动裂陷作用（张应力作用和地幔作用相伴生）和被动裂陷作用（先张应力作用引起破裂，后热地幔物质上侵） 3、岩石圈的伸展模式：（1）岩石圈的纯剪切模式，包括均匀纯剪切拉伸模型和非均匀纯剪切拉伸模型（2）岩石圈的简单剪切模式（3）简单剪切—纯剪切挠曲悬臂梁模型（4）拆离—纯剪切模式 4、裂谷盆地具有幕式进行的热点
含油气盆地 发生过油气生成作用，并富集为工业油气藏的沉积盆地。沉积盆地是指在漫长的地质历史时期，地壳表面曾经不断沉降，接受沉积的洼陷区域。 含油气盆地必须具备的条件：①是一个沉积盆地；②在漫长的地质历史时期中，曾经不断沉降接受沉积，具备油气生成和聚集的有利条件；③有工业性油气田。凡是地壳上具有统一的地质发展历史，发育着良好的生储盖组合及圈闭，并已发现油气田的沉积盆地，统称为含油气盆地，因此可将含油气盆地看作是油气生成、运移和聚集的基本地质单位。在油气勘探中，常常把油气盆地作为一个统一整体看待，从整个含油气盆地的沉积发育史、构造发育史和水文地质条件出发，研究油气生成、运移和聚集的条件，划分出油气聚集的有利地区。分类在油气勘探中，为了将未知含油气盆地与已知含油气盆地进行对比，常常将沉积盆地或含油气盆地进行分类。 含油气盆地分类方案较多，归纳起来，主要有3大类：①按槽台学说划分盆地类型，这种分类从20世纪50年代起沿用至今。主张这种分类的代表为И．О．布罗德；②主要是根据板块活动的性质进行盆地分类，以W.R.迪金森（1974，1977）和A.W.巴利（1980）为代表；③以古生代槽台体制和中、新生代板块构造体制为基础进行盆地分类，主张此方案的为中国朱夏（1981）。此外，有些石油地质学家，主张采用以地球动力学为基础的盆地成因分类。例如，中国陈发景等（1981）和M.P.沃森（1986）主张，将中国中、新生代盆地划分为裂谷型盆地和前陆（或挠曲）型盆地两大类。中国刘和甫（1986）划分为张裂环境、挤压环境、剪切环境和重力环境4类。在上述的盆地分类方案中，盆地类型都是指某一时期的原型，实际上很多盆地都是由几种盆地原型有规律组合而成，D.R.金斯顿（1983）称之为多旋回盆地。除少数较年轻的中、新生代盆地外，普遍为多种类型叠加的古生代和中、新生代盆地。 因此，盆地的形成、构造演化是当前盆地研究中的重要课题之一。区分不同旋回时期不同性质的盆地，可以对含油气远景作出正确的评价。盆地中油气聚集特点不同类型的盆地及其后期的改造，影响着控制油气聚集的构造样式。大陆内裂谷型盆地，以北海中生代维京地堑和渤海湾早第三纪断陷盆地为代表。在拉张裂谷环境中，油气聚集与掀斜（或翘倾）断块有关。掀斜断块的构造特征是生长正断层发育，形成一系列半地堑（或地堑）和半地垒（或地垒）。断凹为生油中心，油气聚集主要分布在断凹和斜坡处。油气聚集模式多呈3层结构。断陷期前主要为基岩油藏、潜山油藏和构造裂缝油藏。断陷期主要为滚动背斜、披覆背斜、盐（泥）底辟背斜油气藏、断块油气藏以及地层油气藏。断陷期后主要为披覆背斜、滚动背斜以及地层油气藏。大陆内拗陷型盆地以中国松辽和俄罗斯西西伯利亚中生代盆地为代表，下伏有裂谷型盆地。
盆地地层格架的建立 一、地层的沉积作用 沉积作用分为物理的、化学的、生物的，按形成方式，可分为垂向加积作用和侧向加积作用两种。 1、古隆起区和古凹陷区分析 沉积物在介质中自上而下的堆积过程，它是以沉积物“雨”降落方式堆积沉积物的，沉积层是垂向上加积的。 大洋环境、大型湖盆、封闭海盆、泻湖和爆发型火山沉积、浊积岩、风暴岩、洪泛岩、宇宙尘堆积、风成黄土等是垂向加积的。 垂向加积作用形成的地层具有以下特征： (1) 未发生倒转的地层，总是上新下老。 (2) 连续延伸的相同属性的岩层界面必然是等时面。 (3) 地层的相变不服从瓦尔特相律。 2. 侧向加积作用 沉积物沿搬运方向的堆积，它所形成的原始沉积层是斜的， 即等时面是倾斜的，如曲流河道迁移过程中边滩向凸岸方向加 积、三角洲前缘向海方向的加积、沙坝向海推进。 滨岸沉积在海平面上升时形成的向岸方向的侧向加积； 生物建隆在它的筑积速度和海平面上升幅度均衡时为垂向加 积； 而当海平面上升幅度小于筑积速度时就会出现侧向加积。 侧向加积作用形成的地层具有如下特征： (1)未经构造变动和未发生例转的地层序列，其沉积层是原始倾斜的，即其等时面是原始倾斜的，因此这种斜列的沉积层不符合地层叠覆律。 (2)在大范围内连续延伸的相同属性岩层或岩性界面，其穿时性是绝对的，等时性是相对的。 (3)地层的相变符合瓦尔特相律。
3.海进、海退与地层的形成 海进、海退是地层形成的主要动力过程。不同地史时期，不同环境形成了不同的地层记录，其重要特征是：若地层层序连续，相序必然连续，相的时空结构服从瓦尔特相律，如果相同属性的岩相界面在斜交和垂直海岸线方向上必定是穿时的，如美国西南部寒武系和华北南部河南、河北一带早古生代的三山子组白云岩均是著名的穿时岩石地层单位。 二、地层对比与地层格架的建立 地层对比是确定不同地点的不同剖面的地层特征和地层位置相当。按地层的不同的属性建立了不同的地层单位，故有不同地层单位的对比，如生物、岩性、年代、磁性、地震反射特征等。 地层格架是指区域性岩石地层的时空有序排列形式，它可以用一定的几何图形表示。分为空间格架和时间格架。 空间格架（岩石地层格架）反映岩石地层序列的结构和空间排列特征、是沉积盆地分析和沉积地层及沉积层控矿产分布规律预测的基础； 年代地层格架是解释性的格架。 建立区域地层格架，必须了解地层序列内基本不整合界限单位的发育特征，包括其划分、时空分布情况、垂向叠覆及其内部岩石地层的结构、形态、相互关系、侧向堆积规律等。 建立区域地层格架的要点： 1. 区域不整合面的识别与追索 （1）不整合面上、下岩层的几何关系 （2）古风化壳标志 （3）岩性、岩相标志 （4）不整合的剥蚀标志 （5）地层缺失和古生物带的缺失 2. 凝缩段的追索与识别 3.特殊形态岩石单位的填图 4. 遥感图象解译 5. 沉积序列垂向变化研究 6. 地层时代研究 7. 地层格架的建立
石油大学（北京）博士研究生入学考试试题 考试科目：含油气盆地分析原理和方法（试卷1） 适用专业：矿产普查与勘探、地质工程、岩石学—矿物学—矿床学等地学类专业 一、翻译给出的英文地质名词，并解释其地质含意（每题5分，共35分，必要时可画图辅助说明） 1.Continental Embankment 2.Peripheral Foreland Basin 3.Proto-ocean Rift Trough 4.Transtensional Basin 5.Tectonic Subsidence 6.Remnant Ocean Basin 7.Sequence 二、论述题（共65分，论述中，必要时可画图辅助说明） 1、简述拗拉槽的形成演化过程（提示：说明形成过程中的板块构造运动、拗拉槽与其它构造单元的大地构造位置关系）。14分 2、试述全球海平面变化的主要原因，并重点论述板块构造运动如何影响全球海平面变化。14分 3、简述周缘前陆盆地沉积层序（包括前陆盆地基底层序）的基本特点及其垂向、横向变化特征。15分 4、简述拉分盆地形成的地质背景和构造演化过程。10分 5、简述含油气系统概念及划分含油气系统的主要依据。12分
石油大学（北京）博士研究生入学考试试题 考试科目：含油气盆地分析原理和方法（试卷2） 适用专业：矿产普查与勘探、地质工程、岩石学—矿物学—矿床学等地学类专业 一、翻译、区分和解释给出的英文名词概念（每题7分，共35分，必要时可画图辅助说明） 1、Continental Rise and Continental Embankment 2、Retroarc Foreland Basin and Backarc Basin 3、Onlap and Downlap 4、Tectonic Subsidence and Load Subsidence 5、Failed Rift and Aulacogen 二、论述题（共65分，论述中，必要时可画图辅助说明） 1、简述周缘前陆盆地的形成过程，并说明该盆地基底可能包含有那些类型盆地的沉积层序（提示：从板块构造演化角度讨论周缘前陆盆地形成之前的板块构造位置及盆地类型，以及最终可能导致的盆地叠加与复合的结果）。16分。 2、简述裂陷主动裂陷作用和被动裂陷作用的概念及其地质过程的差异。14分。 3、试论引起盆地沉降的主要机制。12分。 4、谈谈地层去压实校正的基本原理，假设某砂岩岩层在地表的孔隙度为60%，并经过机械压实到3500米深处时地层厚度为100米，孔隙度为20%，那么去压实校正后该岩层的原始厚度应该为多少米。（根据去压实校正原理计算出大致厚度，不用积分计算）。13分。 5、简述影响区域盖层有效性的主要因素。10分
沉积盆地分析基础与应用课程报告 学生姓名：郑运杰 专业班级：地质11001 指导教师：郭甲世 时间：2013.0526
盆地类型及中国盆地的特点研究 摘要：沉积盆地作为地球表面最基本的构造单元之一(大约占地球表面大陆2/3的面积由沉积地层组成)，其不仅记录了岩石圈动力学过程和板块相互作用的历史，而且蕴藏着人类不可缺少的能源和其他矿产资源。近年来，与盆地分析相关学科的研究和矿产资源开发极大地促进了沉积盆地的研究。沉积盆地的动力学正在成为盆地研究领域的主要趋向，并将成为跨世纪的固体地球科学研究规划中的重要组成部分，其目的在于认识盆地的成因，进而揭示其全部演化历史中的动力学过程，并探求其内在驱动力。盆地分类研究不仅涉及到人们对其大地构造属性的认识而且关系着对盆地含油气前景的评价。 关键词：盆地分析、力学机制、结构分类、含油气前景 一．沉积盆地形成的力学机制 盆地动力学是当今地质学的一个热点和前缘分支，是地球动力学研究的重要组成部分，它强调了地球表层特征与地球内部驱动力的关系。作为近代地学革命标志的板块构造学说的产生和发展赋予了盆地研究新的内涵，使得人们能够根据板块构造的理论重新认识盆地形成的动力机制，并基于盆地与板块构造格架的关系提出了众多的盆地分类方案。盆地的深部动力背景是盆地动力机制研究的重要基础，该领域研究程度最高的当属伸展型盆地。在岩石圈减薄的过程中，软流圈的状态，包括顶面深度、温度，是否存在地幔柱，在减压条件下是否发生地幔熔融等，都直接与盆地的形成和构成有关。深部熔融不仅导致了大规模的岩浆活动，也引起了地表隆升;溢出量占形成岩浆的比例愈小，隆升幅度就愈大。沉积盆地的力学机制与其成因类型有密切关系，近年来盆地研究者多流行根据板块构造进行盆地分类，这样盆地的类型在某种意义上来讲也反映了盆地的成因和力学机制。 （一）岩石圈伸展作用形成的盆地 岩石圈伸展作用形成的盆地处于陆内裂谷到被动大陆边缘演化序列内部。可将其分为两种类型。 1.1主动裂谷 主动裂谷：这种裂谷中，热柱对岩石圈底部的冲击作用引起对流减薄、穹状上隆和地壳的拉张。在主动裂谷中，地壳变形与热柱对岩石圈底部的上拱作用有关。来自地幔柱的传导
第一章绪论 1、盆地的概念 盆地具有三重涵义，即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地 地貌盆地”是地理学术语，指四周被自然高地围限的地形上的洼地，包括大陆上区域分布的无覆水的洼地，如四川盆地等，也包括覆水的小型的冰碛湖到大型的大洋盆地。 沉积盆地”是地球表面长期发生构造沉降，并接受沉积或发生沉积作用的地区。如果板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走向的滑移，这时在垂直于板块或断块边界的剖面上表现出来的变形并不造成地壳的伸展或缩短。这种变形称为走滑变形。在走滑变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地。 2、沉积盆地和构造盆地的区分 “沉积盆地”亦指同沉积盆地：即沉积与盆地的下沉是同时的，表现为岩相带的走向、古水流方向与盆地的形状、构造一致，沉积层的厚度愈向盆地边缘愈薄——盆地边界是沉积边界，往往有盆地边缘相，如冲积扇、辫状河、扇三角洲沉积“构造盆地”亦称沉积后盆地：由于后期构造运动产生的、具有盆地形态的一种向斜构造，与沉积作用无关，其岩相带的走向、古水流的方向等与盆地的现存构造及地貌无关，说明后来形成的盆地是构造运动发生改造的结果。 第二章板块构造与盆地分类 3、岩石圈组成及界面，大洋和大陆地壳的物质组成 地震波包括纵波(P波)、横波(S波)和面波， 地壳在横向上是极不均一的。可分为大陆地壳与大洋地壳两种类型。 洋壳厚度较薄，一般为5-10km (不包括海水厚度)。 大洋地壳：大洋地壳的结构比较一致，从上到下可分为3层：层1-沉积层；层2-玄武岩层；层3-大洋层(变辉长岩)；大洋层以下进入上地幔。洋壳的物质成分主要相当于基性岩，物质的平均密度较陆壳大，约为2.8-2.9 g/cm3。 大陆地壳：陆壳厚度较大，平均厚度约33km，在某些高山地区可厚达70km，在较薄的地方仅25km左右。大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很强的不均一性，总体上看，由上向下亦可分为3层：上地壳、中地壳、下地壳。陆壳的物质成分相当于中、酸性岩，物质的平均密度较洋壳小，约为2.7-2.8g/cm3。 4、板块边界类型 根据相邻板块的相对运动状态，板块的边界类型也可以分为三类： 1）离散边界：离散边界是指板块发生相背运动，导致大陆破裂、离散漂移至海底扩张；随着地幔物质上涌，在大洋中脊两侧不断形成新的洋壳，将最早形成的洋壳推向两侧，在两侧大陆边缘形成被动大陆边缘。典型的离散边界是大洋中脊和大陆裂谷系。 2）汇聚边界洋包括 ①陆俯冲边界(山弧-海沟型或安第斯型，主要见于太平洋与南美大陆边缘) ②洋-洋俯冲边界(岛弧-海沟型，主要见于西北太平洋边缘)密度大而厚度薄的大洋板块通常俯冲在大陆板块或另一个大洋板块之下 ③陆-陆碰撞边界：密度基本相同的两个大陆板汇聚，发生碰撞造山 3）转换边界：相邻板块的走滑运动形成转换断层，它是在板块离散和汇聚运动中期转换位移作用的岩石圈尺度的断层 The Wilson Cycle
生活需要游戏，但不能游戏人生；生活需要歌舞，但不需醉生梦死；生活需要艺术，但不能投机取巧；生活需要勇气，但不能鲁莽蛮干；生活需要重复，但不能重蹈覆辙。 -----无名 1．沉积盆地是地球表面的负向地貌单元，包括湖泊、海洋及陆地上山间或山前的凹陷区 这些盆地在地质历史上曾经下沉并接受堆积物——沉积岩。沉积盆地中聚集了许多矿产，其中重要的有石油、天然气、煤、磷、铝等。促使这些矿产得以形成和聚集的重要因素之一是古地温。例如，石油是在60～150℃的古地温条件下形成的。 2．应用地质“温度计”可以恢复沉积盆地的古地温 沉积盆地在地质历史中经历的地温一般低于200℃。地质科学中现在用以标定高温（高于200℃）的温度计较多，它们对研究与寻找火成及变质矿产起了很大作用。用以标定低温的温度计还很少。由于沉积矿产的形成受温度变化的幅度不大，对低温地质温度计的要求较苛刻，要求它们准确而又十分灵敏，以反映温度的细微变化。因此，建立有效的低温地质温度计的难度较大，仍然是国内外正在研究的重大课题之一。到目前为止，已在几个方面取得了肯定的结果。 3．利用有机质成熟度推算古地温 有机质成熟度指标是指有机质热演化成熟作用程度的衡量标准，是以有机质各组分在热降解作用过程中其化学组成、结构和物理性质所发生的变化为基础建立的。各成熟度指标均以特定的化学动力学反应和温度相联系；不仅与生油层经历的最高温度有关，也与生油层的整个受热历史有关。 镜质体反射率最早是用来标定煤的热演化阶段——煤阶的指标，70年代初广泛用于生油层生油阶段的划分，此后成为应用最广泛、也被认为是最可靠的有机质成熟度指标。在一些海相地层和碳酸盐岩地层中，特别是在前志留纪地层（维管束植物出现以前沉积的地层）中镜质体稀少或不含镜质体，这时可采用固体沥青反射率来代替镜质体反射率评价生油层的成熟度。其它以各种有机组分光学性质为基础的成熟度指标还有：孢粉颜色指数（PIC）和热变指数（TAI），生物碎屑反射率及干酪根无定形组分反射率等。以化学组成为基础的指标有：热解分析的最高热解峰温（Tmax）和生物标志化合物指标。 用有机质成熟度指标，尤以镜质体反射率恢复古地温，进而推算石油生成过程，已在国内外普遍开展。国外的主要石油勘探公司均有专人从事这项工作。在实际应用中，仍在不断改进这种方法，提高其精度和应用范围。 4．沉积自生矿物的成岩作用分带与古地温