陆相断陷盆地控砂原理研究现状
- 格式:doc
- 大小:84.00 KB
- 文档页数:9
断陷盆地典型构造特征、成因及油气地质意义班级:学号:姓名:日期:摘要:断陷盆地指断块构造中的沉降地块,又称地堑盆地。
它的外形受断层线控制,多呈狭长条状。
本文以辽河盆地为例,简述了断陷盆地及其典型构造样式,以不同的断陷盆地为例,通过研究其构造发育、演化、分布特征及油气藏发育特征,总结了断陷盆地的一些典型构造特征、成因及油气地质意义。
关键字:断陷盆地、油气成藏、构造样式、断裂构造目录一、断陷盆地及其典型构造样式概述 (2)1、【断陷盆地层序构成】 (2)2、【构造样式类型划分依据】 (4)3、【构造样式制约有利构造岩相带的分布】 (5)4、【构造样式与油气藏】 (6)二、断陷盆地典型构造特征、成因及油气地质意义 (7)1、【断裂构造】 (8)2、【背斜构造】 (14)3、【潜山构造】 (18)4、【底劈构造】 (22)5、【火成岩构造】 (28)6、【不整合构造】 (30)7、【伸展走滑构造】 (31)三、参考文献 (34)一、断陷盆地及其典型构造样式概述断陷盆地指断块构造中的沉降地块,又称地堑盆地。
它的外形受断层线控制,多呈狭长条状。
盆地的边缘由断层崖组成,坡度陡峻,边线一般为断层线。
随着时间的推移,在断陷盆地中充填着从山地剥蚀下来的沉积物,其上或者积水形成湖泊(如贝加尔湖、滇池),或者因河流的堆积作用而被河流的冲积物所填充,形成被群山环绕的冲积、湖积、洪积平原。
如太行山中的山间盆地和地堑谷中发育着的冲积洪积平原。
低于海平面的断陷盆地被称为大陆洼地。
断陷盆地是由两条性质相同的岩层之间相对下降的断块而形成的。
一般倾向相向的高度角50~90°,常形成狭长的凹陷地带,或形成断陷盆地。
但断陷盆地一般规模比地堑大,形状也不相同。
造成地堑的断层,两侧可能是正断层,也可能是逆断层。
地堑的大小不一,例如我国陕西省的渭河地堑是秦岭北坡断裂下降,而两侧相对上升的结果。
贝加尔湖地堑长750公里,宽85公里,深1620米。
陆相断陷盆地多元控油主元成藏概念及其意义刘震赵贤正赵阳郝琦刘俊榜许晓明梁全胜肖伟中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京102249摘要从油气藏形成分布控制因素角度出发提出用多元控油主元成藏这一概念来概括陆相断陷盆地岩性油气藏形成特征和分布规律以期对岩性油气藏勘探起到指导作用陆相断陷盆地岩性油气藏的形成和分布受多种地质条件的影响宏观控制因素多元主要有盆地类型构造带类型沉积体系域类型储集体类型烃源岩质量以及盆地温压系统等在不同盆地上述条件表现出显著的差异性特征但通过对岩性油气藏形成的自身特点和成藏条件的分析认为岩性圈闭能否成藏主要受4个主控因素多元制约油气运移通道流体动力储层临界物性和砂体封闭条件对于具体某一个凹陷或构造带成藏的主要控制因素将更加具体化关键词岩性油气藏成藏条件控制因素多元控油主元成藏中图分类号T E112.3文献标识码A近20年来随着油气勘探程度的不断深入和勘探技术的迅猛发展岩性油气藏勘探理论和技术不断完善为老油区突破找到了新的方向进入20世纪90年代以来我国东西部各大盆地基本都陆续进入了隐蔽油气藏勘探阶段作为最主要的隐蔽油气藏类型之一岩性油气藏的形成机理与分布规律已成为一个备受关注的热点课题许多学者都从不同的方面进行了卓有成效的研究[19]提出了一系列有价值的观点60年代末到70年代初在系统总结我国东部断陷盆地油气分布规律的基础上前人提出了复式油气聚集带的观点[10];林畅松潘元林等2000在研究渤海湾盆地时指出构造坡折带是油气藏形成的有利部位[11];杜金虎等2003通过对二连盆地隐蔽油藏与构造油藏形成和分布差异性的深入研究指出隐蔽油藏与构造油藏形成和分布遵循互补性原理[12];李丕龙张善文等2004从断陷盆地隐蔽油气藏勘探实际出发以隐蔽油气藏形成的主控因素为主线建立了断陷盆地断坡控砂模式并提出了相势控藏的理论认识[13]本文结合多年的研究工作在总结前人工作的基础上提出陆相断陷盆地多元控油主元成藏的概念供大家讨论以期对石油地质理论和岩性油气藏勘探起到推动作用1多元控油主元成藏概念陆相断陷盆地的岩性油气藏的形成和分布受多种地质条件的控制其中每个条件都可看作控制岩性圈闭能否成藏的一个元素故笔者称之为多元它包括6项宏观地质条件即盆地类型构造带类型沉积体系域类型储集体类型烃源岩质量以及盆地温压系统;结合岩性油气藏形成的自身特点和成藏条件上述宏观地质条件可进一步归纳为4项主要地质控制因素即控制岩性圈闭能否成藏的4个主元:油气运移通道流体动力储层临界物性和砂体封闭条件同时在具体的陆相断陷盆地中其岩性油气藏的形成只受到上述4个主元中若干个主元的控制其分布也主要集中在第一作者简介刘震男中国石油大学北京教授博士生导师1990年获石油大学北京博士学位主要从事石油地质学和层序地层学的研究与教学工作收稿日期2005-10-28修改日期2006-06-24石油地质P E T R O L E U M G E O L O G Y少数主要地质单元之中笔者称之为控制岩性圈闭成藏的主元2岩性油气藏形成与分布控制因素的多元性陆相断陷盆地岩性油气藏形成和分布受多种地质因素的控制具有多元控油的特点2.1盆地类型的影响岩性油气藏发育在沉积盆地中各类断陷盆地都应该可能形成岩性油气藏在以渤海湾盆地为代表的克拉通内断陷盆地发现了牛庄留西大王庄等岩性油气藏[8,14];在以二连为代表的板间断陷盆地发现了宝力格木日格宝饶和赛66等岩性油藏各种断陷盆地的岩性油气藏的探明程度存在极大的差异我国目前岩性油气藏勘探的重大突破主要是在渤海湾盆地和二连盆地即主要是在克拉通内断陷盆地和板间断陷盆地板间断陷盆地中除了二连盆地外已经在南襄盆地的泌阳凹陷发现了双河大型岩性油气田另外在苏北盆地的高邮凹陷发现了中小型岩性油藏目前大陆边缘断陷盆地和拗拉谷断陷盆地的勘探程度较低尚没有进入岩性油气藏勘探阶段2.2构造带类型的控制构造带类型与岩性油气藏的形成和分布有密切的联系不同构造带上岩性油气藏的发育特征存在明显的差别同一类构造带在不同断陷里的含油气性也不完全相同2.2.1各类构造带均能发育岩性油气藏在箕状断陷盆地中陡坡带缓坡带和深洼带3种构造带上都不同程度地发现了岩性油气藏陡坡带可以形成大型岩性油气藏巴音都兰凹陷陡坡带在阿四段探明了大型扇三角洲砂岩体岩性油藏饶阳凹陷陡坡带在沙河街组找到了大型辫状河三角洲砂岩体岩性油藏东营凹陷在北部陡坡带发现了沙四段和沙三段砂砾岩扇体岩性油藏[2,15];廊固凹陷在万庄沙三段发现近岸水下扇岩性油藏等在缓坡带上已经发现了大量的岩性油气藏乌里雅斯太凹陷在腾一段发现了大型的湖底扇砂岩体岩性油藏东营凹陷南部缓坡带发现了王70王96和王92等砂岩体岩性油藏下辽河坳陷在西部缓坡带发现了曙二区东和齐3-17-5等大型浊积砂体上倾尖灭油藏黄骅坳陷板桥凹陷斜坡带的沙一段沙二段中发现了大张坨和滨北砂岩体岩性油藏深洼带是重要的岩性油气藏发育带东营凹陷的牛庄洼陷沙三中下段发现了亿吨级的牛庄浊积扇砂岩体岩性油藏群赛汉塔拉凹陷深洼槽带找到了赛66小型岩性油藏在泌阳凹陷深湖带核三段发现了双河大型岩性油藏[16,17];岐北凹陷深洼带沙一段发现了港深32浊积砂岩体岩性油藏2.2.2不同类型凹陷的相同构造带上岩性油气藏发育程度不同虽然陡坡带缓坡带和深洼带均可以形成岩性油气藏而且都可以形成大型的油气藏但是在不同类型凹陷的同类构造带上其岩性油气藏的发育程度却明显不同同样是陡坡带单一断层陡坡带与断阶型陡坡带的岩性油气藏发育情况就完全不一样单一断层陡坡带上虽然也可以形成岩性油气藏但规模和数量均比较小如廊固凹陷西北部的陡坡带边界断层下降盘的沙河街组地层中形成了大量近岸水下扇砂砾岩体但仅形成一个中小型的万庄水下扇砂砾岩油藏巴音都兰凹陷南洼槽的东部断阶型陡坡带发育了大型的宝力格岩性油藏另外东营凹陷的北缘断阶型陡坡带同样探明了多个砂砾岩体油气藏缓坡带的含油气性也存在差别断层不发育的缓坡带不如断层发育的缓坡带更有利于形成岩性油气藏如二连盆地乌里雅斯太凹陷东部缓坡带形成了大型的湖底扇岩性油藏而在苏北盆地高邮凹陷东部断层不发育的稳定型缓坡带上尚未发现重要的岩性油气藏另一方面后期构造翘倾明显的缓坡带不如后期抬升幅度适中的缓坡带更容易发育岩性油气藏如正常坡度的东营南斜坡渤南洼陷南斜坡泌阳凹陷北部斜坡和饶阳凹陷蠡县斜坡都发现了重要的岩性油气藏;而在后期急剧构造反转倾角较大的廊固凹陷南部缓坡巴音都兰凹陷南洼槽西部缓坡带在岩性油气藏勘探方面都没有取得突破深洼带形成岩性油气藏的能力也与其类型有关继承性深洼带似乎含油气性都比较好如在赛汉塔拉凹陷中南部深洼槽发育了赛66湖底扇砂岩油藏吉尔嘎朗图凹陷深洼区宝饶内带发育大型岩性油藏而发育中央构造带的凹陷深洼带岩性油气藏的分布比较复杂中央构造带内岩性油气藏多分布在中央构造带两翼以及两旁的次洼槽内如东营凹陷发育北东向的石油地质P E T R O L E U M G E O L O G Y中央隆起带在这个构造带的主体部位以构造油气藏为主而中央构造带南侧的牛庄次洼则形成了大型牛庄岩性油藏另外廊固凹陷发育柳泉曹家务断裂背斜中央构造带该带内虽然也发育岩性圈闭但岩性油气藏却很少规模也不大倒是在该中央构造带的东侧洼陷中发现了中岔口岩性油藏看来有中央构造带的深洼带其岩性油气藏主要分布在中央构造带旁边的次洼之内并且可以形成大型的岩性油气藏2.2.3同一凹陷中不同构造带的岩性油气藏发育程度不均衡在同一个凹陷中陡坡带缓坡带和深洼带岩性油气藏的富集程度存在明显的不均衡性即不可能在一个凹陷内这3个带中都发育大量的或大型的岩性油气藏比较常见的现象是某个带上富集岩性油气藏而其他带上岩性油气藏相对不发育或者是在某个带上发现了大型岩性油气藏而同时在其他带上只能找到中小型的岩性油气藏例如东营凹陷在中央带旁边深次洼中找到了大型牛庄岩性和梁家楼构造岩性油藏而邻近的南部斜坡带只是在王家岗地区发现若干小型岩性油藏又如巴音都兰凹陷南洼在东部的陡坡带发现了大型的宝力格岩性油藏但在其西部缓坡和深洼带还未取得岩性油气藏勘探的突破再如乌里雅斯太凹陷在南洼东部缓坡带探明了大型木日格岩性油藏但同时在其西部陡坡带却没有发现岩性油气藏由此看来一个凹陷的岩性油气藏的资源总量似乎是守恒的某一个带富集后其他带上就不富集表现出显著的不均衡特征2.3沉积体系域类型的控制虽然V ai l 等提出的层序地层模型明确地指出了在各个体系域中储层形成条件储层性质和储层分布的地理空间并特别强调低位体系域对于储层预测的重要性[18]但陆相湖盆具有受构造运动影响明显湖平面升降频繁多旋回多沉积层序的特点其不同体系域的含油性受凹陷的类型构造沉积发育史等多种因素控制在不同凹陷中各体系域的含油性有所不同对于以单旋回沉积为主的二连盆地小湖盆巴音都兰和乌里雅斯太凹陷低位体系域沉积多表现为填平补齐性质储层物性差缺乏有效的烃源层因此不利于隐蔽油藏的形成而高位体系域常形成扇三角洲湖底扇等沉积体系砂体发育具有良好的储集能力纵向上砂体紧邻湖侵体系域形成的泥岩集中段油气供给条件优越封盖条件好易于形成岩性油藏对于以多旋回沉积为主的大型湖盆其沉积体系域的含油性有所不同湖盆形成早期在凹陷边缘地区发育低位体系域沉积砂体而在凹陷的沉积中心往往侧变为大面积烃源岩分布从而形成旁生侧储的组合同时其上部湖侵体系域的广泛分布既进一步丰富了油源条件又提供了区域性盖层形成了上生下储的成藏组合因此其低位体系域高位体系域均有利于岩性油藏的形成2.4储集体类型的控制尽管能够含油气的储集体类型很多几乎各种储集体都可形成岩性油气藏但在一个确定的盆地中能够形成岩性油气藏的储集体类型都变得相当局限在目前获得重大突破的两大探区控制岩性油气藏的储集体类型都比较集中济阳坳陷虽然可以形成岩性油气藏的储集体类型有7种如河道相滩坝相扇三角洲相近岸水下扇相三角洲相浊积相和坳陷期冲积平原相但大型的岩性油气藏主要分布在浊积扇扇三角洲和近岸水下扇3种储集体中二连盆地碎屑岩储层类型有洪积河流辫状河三角洲扇三角洲近岸水下扇湖底扇等多种然而岩性油气藏却主要集中在扇三角洲和湖底扇即浊积扇两种储集体类型中表1与构造油藏勘探主要立足于正向二级构造带不同岩性油藏的勘探应突破构造带的概念应以宏观的沉积体系为基础划分勘探单元并特别注重储集相和成岩过程等控油因素的基础研究2.5烃源岩质量的控制烃源岩有机质的类型丰度和演化程度对岩性油气藏形成有直接的影响类型的不同可能决定是岩性油藏还是岩性气藏丰度的差别则影响到岩性油气藏的数量规模和充满度演化程度控制能否形成岩性油气藏也决定形成何种流体的油气藏有效烃源岩与岩性油气藏的位置关系可以分为4种情况:源内岩性油气藏源外侧岩性油气藏源上岩性油气藏和源下岩性油气藏源内岩性油气藏主要是湖底扇近岸水下扇和扇三角洲前缘深水砂岩体岩性油气藏如牛庄木日格和宝力格岩性油藏源外侧岩性油气藏主要是湖岸上超的滩坝砂岩体刘震等:陆相断陷盆地多元控油主元成藏概念及其意义扇三角洲分流河道砂岩体油气藏前者如巴音都兰凹陷南洼巴6井滩坝砂岩油藏后者如东营凹陷王家岗沙三上沙二段浅层三角洲分流河道岩性油藏和东营凹陷西部馆陶组尚店林樊家河道砂岩油藏源上岩性油气藏一般指油气垂向穿层运移进入浅层的岩性圈闭比较典型的例子是辽东湾辽中凹陷北部J221-1东二段岩性油气藏源下岩性油气藏自然是上生下储的生储盖组合但由于陆相断陷盆地沉积充填的多旋回特点往往存在多套烃源岩在油气向下充注的同时也存在下部另一套烃源岩的向上充注2.6盆地温压系统的控制温压系统是盆地级的流体动力场耦合特征现已发现的复式温压系统有两种类型一是超压型复式温压系统二是低压型复式温压系统[19]由于这两种温压系统的动力趋势明显不同因此影响到这两种温压系统内的岩性油气藏在超压型复式温压系统内高压型温压系统里的岩性油气藏主要分布在深洼带及其附近一般以深水沉积砂砾岩体油藏为主如湖底扇近岸水下扇和扇三角洲前缘砂岩油藏牛庄双河和营11岩性油藏都属于这种类型同时由于下伏为超压型温压系统在超压释放时期深部超压的驱动下油气可沿着断层或裂隙进入上部静压型温压系统并在其中先期形成的岩性圈闭内聚集成藏在低压型复式温压系统内低压型温压系统里的岩性油气藏也主要分布在深洼带及其附近一般以湖底扇扇三角洲或辫状河三角洲砂岩油藏为主如木日格宝力格宝饶内带和临南等油田的低压岩性油藏但在其上的静压型温压系统中岩性油气藏极不发育如二连盆地获得岩性油藏突破的巴音都兰乌里雅斯太赛汉塔拉和吉尔嘎朗图凹陷在浅部的腾二段和赛汉塔拉组中基本未发现岩性油气藏又如济阳凹陷的典型异常低压凹陷惠民凹陷在浅层静压型温压系统中东营组馆陶组明化镇组也没有发现具有规模的岩性油气藏其岩性油气藏主要分布在沙二沙四段深层的低压型温压系统内除了成藏之外岩性油气藏在分布特征方面也体现出总体的多元性3岩性圈闭成藏的四元主控因素总体上讲虽然陆相断陷盆地岩性油气藏的形成和分布具有多元控油特点但具体到某一特定盆地或凹陷多种控制因素所起的作用并不是等同的同样有主次之分某一岩性圈闭的成藏往往只受其中的几条或一条主要因素的控制所以岩性油气藏的成藏控制因素具有主元性表1二连盆地岩性油藏沉积环境统计表T abl e 1St at i st ics of sedi m ent ary envi ronm ent of l i t hol ogi c oi l reservoi rs i n E rli an B asi n石油地质P E T R O L E U M G E O L O G Y根据岩性油气藏形成的成藏条件和岩性圈闭成藏控制因素的综合分析认为岩性圈闭能否成藏主要受4个主控因素制约油气运移通道流体动力储层临界物性和砂体封闭条件3.1成藏主控因素之一油气运移通道油气运移通道是联系油源和圈闭之间的桥梁没有运移通道油气就不能成藏运移通道条件包括通道类型及其输导油气的能力运移通道与油气聚集相辅相成含油气系统的运移通道不同则油气运聚的方式各异反过来油气的不同运聚方式又可以改造甚至形成新的运移通道H i ndl e 1997研究认为油气的运移路径受输导层顶面或封闭层底面的几何形态控制[20]当断层作为运移通道断层面呈平面状时油气运移路径保持不变断层面为凹状时油气运移路径发散具有分散油气的趋势;而当断层面呈凸状时油气运移路径汇聚具有富集油气的趋势在生烃中心及附近油气运移路径形成密集的网络;而远离生烃中心运移路径逐渐汇集形成油气运移的优势通道或主通道因此油气往往沿高孔渗砂体等优势通道发生运移而且断层面和构造脊的形态控制着流线方向是发散还是会聚总之油气在储层砂体断层和不整合面组成的输导通道中在各种动力的作用下向低势区运移在合适的遮挡或圈闭中被滞留下来形成油气藏如巴音都兰凹陷南洼槽沉积扇三角洲砂体发育了优质的高渗透性储层输导条件输导系统以高孔渗砂层为主要输导类型油气首先由烃源岩和砂体接触各个方向进入砂体然后沿着高孔渗砂层从油气高势区顺层侧向运移聚集图13.2成藏主控因素之二流体动力异常高压和异常低压使油气对运移通道有选择性在东营凹陷2200m 以上地层压力为正常压力2200m 以下深层为异常高压深部流体具有较高的动能流体具有从深部地层向浅部地层运聚的趋势[19,21]而异常低压流体运移动力弱属于低能环境油气往往在原有通道砂体或断层中依靠浮力以慢速流方式运移一般运移距离较短如惠民凹陷临南洼陷具典型的异常低压特征2000m 以下地层具有明显的低压异常深部流体处于弱能环境难以向浅部运移油气只能在较深部层系的圈闭中聚集[19,21]同时在平面上油气也是沿着流体势减弱的向运移在合适的圈闭处聚集成藏从东营凹陷南斜坡沙三段东营期末相对油势与现今油藏分布图图2上可以看出油气藏都分布在成藏期油势相对较低的部位油气运移受到流体势场的直接控制3.3成藏主控因素之三储层临界物性在烃类充注的过程中存在临界物性条件砂体内部物性对砂岩体含油气性具有控制作用只有物性达到一定条件砂体内部才开始含油气笔者对二连盆地巴音都兰凹陷的扇三角洲储层砂体物性进行统计时发现砂体物性不同其含油性存在差异无论是孔隙度还是渗透率油气进入储集砂体似乎应存在一个临界值图3砂岩储层的孔隙度高于10%且渗透率高于2.510-3m 2时油气才能进入储层陈冬霞等2003在研究东营凹陷时发现砂体平均粒径达到0.2m m 时砂体内部才开始含油气在其平均孔隙度大于12%平均渗透率大于110-3m 2时才能含油[6]可见储层物性临界条件对油气充注有着重要的影响3.4成藏主控因素之四砂体封闭条件3.4.1砂体顶面泥岩盖层的封闭性成岩作用控制了盖层的突破压力大小物性因素等封盖性能当砂体顶面泥岩盖层埋藏太浅时泥岩压图1巴音都兰凹陷油气侧向运移示意图Fi g.1D i agram m at i c m ap of oi l /gas par al l el m i gr at i oni n Bayi ndul an s ag刘震等:陆相断陷盆地多元控油主元成藏概念及其意义实程度低成岩性差物性一般较好上部地层孔隙流体活跃不利于致密岩的形成[22]导致封堵油气的能力较差若埋藏过深在超压流体的作用下易发生水力破裂[23]泥岩中产生裂缝而发生油气的散失图4只有埋藏达到适当深度岩石经过强烈压实作用后孔隙大量损失渗透率大幅度降低地层流体不活跃并且矿化度较高大量矿物沉淀泥岩致密性变强才可能形成有效的盖层或遮挡层砂体顶面的泥岩盖层的封闭性能由于油气的幕式充注及储盖的能量匹配情况变化而表现出一定的旋回性当流体未充满或外溢渗漏时砂岩流体压力和泥岩孔隙压力都小于孔隙临界压力发生流体持续充注盖层封闭烃柱高度增加到一定程度时储层砂岩流体压力大于孔隙临界压力时盖层发生水力破裂盖层封闭性能丧失随着流体的泄露储层砂岩流体压力降低重复上述过程3.4.2受断层遮挡的砂岩体封闭性受断层遮挡的砂岩体封闭性与断层的封闭性密切相关而断层封闭性则受多种因素的影响岩性配置断裂带的结构断面形态和受力性质断层的组合形式流体性质温压系统和封闭史等[24]断层活动具幕式特征早期封闭的断层后期由于构造应力场的转变断层复活等因素的影响而转为开启性断层封堵的油气则丧失逸散相反早期开启性的断层后期由于成岩作用力学性质转变等因素的作用而变为封闭图2东营凹陷南斜坡沙三段在东营期末相对油势与现今油藏分布图Fi g.2M ap show s t he r el at i ve oi l pot ent i al and pr esent oi l res ervoi r s di st r i but i on duri ng l at er D ongyi ng depos i t i onal epoch i n t he t hi rd m em ber of Shahej i e Form at i on i n t he sout h sl ope of D ongyi ng s ag图3二连盆地巴音都兰凹陷扇三角洲砂体物性与含油性分布直方图Fi g.3D i st ri but i on hi st ogramfor s andbody proper t i es off an-del t a of Bayi ndul an s ag i n E r l i an Basi n石油地质P E T R O L E U M G E O L O G Y。
断陷盆地盆地演化与沉积特征研究断陷盆地是地质学上一种重要的地质单元,其形成和演化过程受到地球动力学和构造活动的影响。
断陷盆地在地球历史上发挥着重要的作用,不仅对地质学和油气勘探有着重要意义,还对环境演化和资源利用等方面提供了宝贵的信息。
一、断陷盆地的形成机制断陷盆地是由于地壳运动引起的断层活动而形成的。
其主要形成机制有地壳伸展、挤压和剪切等作用。
在地壳运动的过程中,地壳板块的拉伸、挤压和剪切作用使地壳发生断裂变形,导致断层的形成,从而形成断陷盆地。
二、断陷盆地的演化过程断陷盆地的演化过程可以分为起伏互换、局部沉降和水体循环等阶段。
起伏互换阶段是指地壳运动引起的断层活动导致地壳上的山脉和高原发生抬升,形成起伏不平的地貌。
局部沉降阶段是指断层活动引起的地壳断裂,使局部地区的地壳下沉,形成盆地。
水体循环阶段是指盆地内水体的平衡调节,包括湖泊的形成和消失,以及河流的发展和变化。
三、断陷盆地的沉积特征断陷盆地的沉积特征主要包括沉积物的类型、厚度和分布等。
断陷盆地的沉积物类型丰富多样,包括淤泥、砂石和碳酸盐等,其中淤泥主要由沉积物悬浮物质组成,砂石主要由水流和风力带来的物质组成,碳酸盐主要由浅海和湖泊中水生生物的沉积物组成。
断陷盆地的沉积物厚度和分布与地壳的抬升、下沉和断层活动有关,一般来说,断陷盆地中心的沉积物厚度较大,向外逐渐减小。
四、断陷盆地的研究意义断陷盆地的研究对地质学、油气勘探和环境变化等方面具有重要的意义。
通过研究断陷盆地的演化过程和沉积特征,可以了解地壳运动和构造活动的发展规律,为地质学的研究提供重要的依据。
此外,断陷盆地中的油气资源是世界上重要的能源资源之一,通过研究断陷盆地的油气勘探特征,可以提高勘探效率。
此外,断陷盆地的演化和沉积特征还可以为环境演化的研究提供重要的信息,有助于我们了解地球环境的变化和人类活动对环境的影响。
总之,断陷盆地的形成和演化过程与地壳运动和构造活动紧密相关,其沉积特征对地质学、油气勘探和环境演化等方面具有重要意义。
四川盆地形成的真正原因以及对其影响的研究天津市地质工程勘察院芮苏明四川盆地地处中国大陆西南部,位于东经103°~108°、北纬28°~32°附近之间,面积大约45万平方公里。
自东北至西南方向呈不规则椭圆状。
传统理论认为,四川盆地为中新生代内陆盆地和断陷盆地型沉积,上三叠统€€€€下侏罗统为含煤砂页岩建造,中侏罗统€€€€白垩系多磨拉石和红色碎屑岩建造,第三系主要为断陷盆地型含膏岩的红色岩系。
那么,形成这一断陷型盆地的原因究竟是什么呢?一直以来人们普遍认为是燕山运动使盆地周围褶皱隆起,并且其构造受基底构造的影响极大,经过多次剧烈变动,才造成现代地貌的基本特征。
但是,本人经过对该地区之地形、地貌及相关地质资料的综合研究后发现,在距今约6千5百万年€€€€1亿年前,有一颗小行星从东北方向以极小的角度斜着撞向地球,也就是说其运行轨迹与地球以近乎相切的形式相撞,并且其陨落方向还正好与地球的自转方向相对。
它撞地后形成的巨大陨坑才是四川盆地形成的原因,而且由于巨大的冲击力所造成的那个核当量比在日本广岛爆炸的原子弹还大数万倍乃至更大的大爆炸,更是给中国西南部地质构造的变化、矿产资源的生成、地形地貌以及气候环境、生物种群演变和地球自身的发展等等都带来了巨大的、极其深远的影响。
为此,我将在以下诸方面加以论述:一、地形中国大陆的地形走势是西高东低,从海拔5000米以上的青藏高原向东至东经112°附近海拔1000米以下的丘陵,其高度基本上都是均匀地逐渐降低的,但只有四川盆地这一小部分却在东经103°附近将高原突兀地剪切了下去(见图1€€€€中国地势图)。
同时盆地还呈现出从东北方向向西南方向由浅到深的变化,这一现象可以从我国的遥感卫星影像上清晰地反映出来(见图2€€€€中国卫星影像图)。
可是,盆地所属的构造区域正处在形成于晋宁运动时期的扬子地台之上,在这一相对稳定类型的沉积盖层之上出现如此大面积的断陷型盆地,就象是把一颗钢珠扔向一个刚做好的蛋糕上一样,这种现象只有一种解释€€€€非外力而所不能。
陆相坳陷型盆地地震沉积学研究规范1.创立大型陆相湖盆三角洲沉积体系理论阶段20世纪80年代,根据坳陷期地质资料和单体三角洲砂体几何形态精细描述,从区域沉积相到盆地级河流―三角洲沉积体系建立了大型叶状复合三角洲中的枝状、垛状、枝―垛过渡状及席状三角洲沉积模式。
宏观上,建立了大型陆相湖盆水进型三角洲沉积模式及大型陆相浅水湖盆三角洲沉积模式,将陆相浅水湖盆三角洲划分为4种类型和8种亚类,并对各类三角洲成因、分布及沉积特点进行了描述。
同时,总结了大型陆相浅水湖盆三角洲与海盆三角洲沉积模式的区别,认为大型陆相浅水湖盆三角洲以建设性为主,在湖退期和稳定期甚至湖侵期都可以形成建设性三角洲,河口区(三角洲内前缘)为水下分流河道与席状砂体,不发育大型、厚层、反韵律的河口砂坝或指状砂坝,海盆三角洲的主要特征恰恰是发育大型河口砂坝且具有良好的分选性。
陆相浅水湖盆三角洲在湖盆大幅度退缩或季节性干枯情况下可以直达湖盆中心,形成没有稳定前缘席状砂的干枝状三角洲,三角洲前缘因坡度平缓不易形成大型浊积物。
海盆三角洲仅分布于海盆边缘,一般不会出现于枝状三角洲,常发育通过大陆坡到达深海盆地浊积物。
陆相浅水湖盆三角洲具有连续沉积过程中相缺失的特点,而海盆三角洲沉积过程连续时相序也连续。
2.沉积动力学研究阶段20世纪90年代,主要是针对三肇凹陷扶杨油层进行区带级的沉积相研究,同时对松辽盆地油气田形成的条件和分布规律进行了全面总结。
期间,编制了段级地层1:500000沉积相图,按平面形态和相组合总结了河流、河流―三角州沉积模式。
根据单一三角洲旋回的不同平面形态和相组合特征划分为鸟足状、叶状和席状三角洲3种模式。
从盆地构造演化角度分为断陷、坳陷、断坳转换及反转4个阶段,结合古构造、物源和古气候及基准面变化等因素对盆地沉积演化进行了沉积动力学分析,指出:区域断裂系统控制物源区;基底断裂带是长期发育的物源方向;古中央隆起带控制了沉积体系的空间展布;潮湿气候条件下湖盆扩张,干旱气候条件下湖盆萎缩。
层序地层学的发展现状以及未来研究方向的讨论作者:岳亚东来源:《中国科技博览》2018年第17期[摘要]在对经典层序地质学理论和现代层序地质学理论的研究过程中,我们通过观测地震层序地层、露头层序地层和测井层序地层活动特点的研究,发现层序地层的计算机模拟分析方法,然后利用层序地层计算机具体的分析了其出现的过程,这个过程被誉为地球科学的第一次革命,并依此对层序地层学提出了如今和未来研究方向的想法。
本文将对层序地层学目前的发展状况和以后的发展方向进行论述,希望对相关从业人员给予一定能够得启发。
[关键词]层序地层学;发展现状;未来研究方向中图分类号:P539.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0118-01前言:层序地层学作为各个世纪年代发展的一个重要的学科,它是以地震地层学作为参考,并结合地震、钻井及露头等方面知识,同时涵盖沉积环境与岩相古地理的理论,最后对地层层序格架做更加全面、综合的理论分析和实际预测的科学。
层序地层学也贯穿生物地层学、年代地层学和岩石地层学发展过程,所以层序地层学逐渐发展成为一科地质学的单独学科。
1.层序地层学的发展1.1 全球海平面变化根据最新全球海平面的实际情况,以及结合了海平面所处位置的地质年代、磁性地层和生物地层等相关地质分析,同时联系海相盆地的地震剖面及露头剖面的层序地层特征,最终绘制出目前全球海平面的变化曲线。
通过这个全球海平面的变化曲线可以再根据目标探测地点的历史地震资料,可以对所在地的地下岩石和海平面的性质进行钻前预测,同时和全球性地层进行比较。
1.2 不同构造背景下的层序地层学模式目前中国内陆所特有的盆地类型为主动大陆边缘型、裂谷型、前陆型盆地这三种类型,这是根据海相被动大陆边缘的构建所划分。
现在中国面临最普遍的问题就是怎样解决陆相断陷盆地的资源勘探问题,研究其层序地层学特征有利于中国未来解决特殊的地质问题。
1.3 对湖相盆地的层序地层学月球对地球的吸引会引起海平面的升降变化和潮汐现象,在海相盆地中,利用层序地层学的理论和方法在湖相盆地中进行应用,科学家发现地球上的湖平面的变化规律和湖相沉积环境的变化规律与海平面对前海地层的控制作用有关,并且两者所产生的效果非常相似。
陆相盆地控砂原理研究现状、问题与发展趋势1. 陆相盆地控砂原理研究现状与问题陆相断陷盆地构造及其复杂,控砂因素多样,归纳起来,陆相断陷盆地控砂的主要原理包括古地貌控砂和层序界面控砂两大主要原理,古地貌控砂原理包括沟扇对应原理和坡折控砂原理,这些控砂原理在理论上推动了沉积学的发展,在实践上为油气勘探作出了重要的贡献。
坡折控砂和层序界面是目前中国石油地质学家研究的一个热点。
1.1 “沟-扇”对应控砂原理研究现状与问题早在20世纪60-70年代,沉积学家在研究海底扇沉积时就认识到了沟谷对扇形成的重要作用,在比较经典的海底扇沉积模式中,如意大利海底扇模式(Mutti E. 和 Ricci Lucchi F.,1972,1974,1975,1977)【1,2】、加利福尼亚州岸外几个现代海底扇(Normark W.R.,1970)【3】都给出了一个供给水道(Walker R.G.,1978)【4】。
Normark W.R.还对供给峡谷对深水扇的影响进行了分析(Normark W.R.,1974)【5】。
Nardin T.R.等人在对峡谷-扇体系和大陆坡-坡脚体系进行研究时认识到具有峡谷(点物源)和不具有峡谷(线物源)的物源供给方式的差异会导致在坡脚沉积物成因类型和沉积体规模的差异(Nardin T.R.,Heln F.J.,Gorsline D.S.和Edwards B.D.,1979)[6]。
深切的峡谷就象个收集器,它拦截了由河流搬运到海岸以及由沿岸流改造的极粗沉积物,在峡谷中,滑坡和块体流是搬运沉积物、侵蚀谷壁,使沉积物沿补给水道沉积的重要机制(Shepard and Dill,1966; Lewis,1971;Stanley D.J.,Palmer H.D.& Dill r.f.,1978)【7-9】,沉积物以海底扇为主,而在不具峡谷的大陆坡区沉积物供给为线状物源,在坡脚沉积物中,浊积岩相对较少,以滑坡和块体流沉积为主(Gorsline and Emery,1959;Stanley,1963;Heezen and Drake,1964; Lowe,1982)【10-13】。
到20世纪90年代,随着层序的层学的兴起,人们对深海碎屑体系发育控制因素的认识越来越趋向于多元化(Reading,1991; Reading& Orton,1991;Reading &Richards,1994)[14-16],沉积物的供应的来源、速率和类型、海平面升降、区域盆地构造运动都是深海碎屑沉积体系的重要控制因素,Reading 和 Richards(1994)对单点物源、多点物源和线物源三种输入体系的类型对沉积体系类型、特征的影响做了非常详尽的分析,认识到深切峡谷单点和多点物源形成的扇体规模要比线物源形成的扇体规模要大的多,砂体更发育(Reading &Richards,1994)[16]。
在国内,胜利油田90年代在东营凹陷北部陡坡带勘探过程中,认识到陡坡带在横向上沟、梁相间起伏变化的特点,控制了5大扇群组合l0个大的复合扇体,东营凹陷北部陡坡带由西到东发育十沟十一粱,发育了10个较大的扇体群(孔凡仙,2000)【17】,提出了沟-扇对应的理论,有效地指导了陡坡扇砂砾岩体的勘探。
后来在滨南、利津等油田也都认识到了沟-扇对应这一陡坡带扇体发育规律(谢风猛,武法东,陈建渝,曹树春,2002;毕义泉,2002;武法东,谢风猛,李湘军,陈建渝,2002)【18-20】。
现在国内研究沟扇对应时,只注重有没有沟,而对沟的成因、侵蚀时间以及沟所切过的源区岩性性质没有进行分析研究。
沟能不能控制扇的形成,主要取决于沟所切过的地层岩性及其侵蚀的时间,一般所来侵蚀变质岩、火山岩的沟谷,一般在坡下容易形成扇体,而侵蚀碎屑岩,尤其是泥质岩,或者碳酸盐岩地区,一般不同意形成大规模的富砂扇体。
沟谷侵蚀时间越长,越容易形成继承性扇体。
因此,分析沟扇是否对应时,要加强沟的成因、切过的地层、侵蚀时间等要素的综合分析才能得出正确的结论,而不能简单地看有没有沟谷形态地存在。
1.2 陆相盆地坡折控砂原理研究现状与问题坡折带(slope break zone)的概念最早起源于地貌学,指地形坡度发生突变的地带(Vail P R, Mitchum R M, Todd R G.,1977)【21】。
不论在沉积盆地中还是在剥蚀区都可能发育,不论在海相盆地还是在陆相盆地,沉积坡折都是很普遍的现象。
在层序地层学中,“沉积坡折带”是一个重要的概念,是否发育Ⅰ型层序界面首先要取决于陆架坡折的存在(Stow D A V, Mayall M., 2000,Wheeler H E. 1964,Posamentier H W, Jervey M T, Vail P R. 1988)【22-24】在海相盆地中,在具陆架坡折的层序地层模式的指导下,油气勘探取得了巨大的成功。
中国陆相盆地中存在“坡折带”并对层序、砂体和油气藏起着重要的控制作用已基本得到中国石油地学家的认同。
在陆相盆地中,坡折带泛指从坡折和坡脚及其附近的明显受斜坡控制的的侵蚀和沉积作用活跃地带,包括坡折、斜坡和坡脚三个部分(王英民,刘豪,辛仁臣,王颖,2005)【25】。
早在1996年,樊太亮等在胜利油田埕岛地区东营组高分辨率层序地层与储层预测研究中就提出了坡折带的概念,并分析了坡折带对东营组沉积的控制作用,认为“坡折带决定了浊积物的卸载场所”(樊太亮,李卫东,1999)【26】。
林畅松等(2000)对济阳坳陷沾化凹陷第三系构造坡折带进行了深入系统的研究,提出了断陷盆地构造坡折带的概念、特征、基本类型、对砂体的控制作用以及在预测隐蔽油气藏中地作用(林畅松,潘元林,肖建新,孔凡仙,刘景彦,郑和荣,2000)【27】。
“坡折带”这一理论提出之后,在中国陆相断陷盆地中得到了迅速推广,对勘探起到了巨大指导作用,其主要贡献在于对砂体的预测和隐蔽油气藏预测中的应用,在各油区产生了巨大的经济效益,学术上也掀起了“坡折带”研究的高潮(陈发景,贾庆素,张洪年,2004;刘豪,王英民,2004;任建业,陆永潮.2004;王英民,金武弟,2003;王英民,刘豪,李立诚, 2002;王英民,刘豪,辛仁臣,王颖,2005;肖军王华,2003;谢玉洪,王振峰,2004;辛仁臣,王英民,2004;徐长贵,赖维成,2004.张善文,王英民,2003)【28-37】。
目前学术界对陆相盆地坡折带的研究主要几种在3个方面:分类研究、控层控相研究、控藏研究、关于陆相裂谷盆地坡折带的分类目前还没有一个统一的、学术界共同认可的分类方案。
林畅松教授等(2000)将沾化凹陷的坡折带根据断裂所处的位置,将断裂坡折分为凹陷边缘断裂坡折、凸起边缘断裂坡折,根据断裂的平面组合形态将其分为叉形、帚形等断裂坡折【27】。
任建业等(2004)将断陷盆地中的构造坡折带分为断坡带、弯折带、挠曲带和枢纽带4种类型【30】。
王英民等(2002)在对准噶尔侏罗纪大型坳陷湖盆研究中发现,在坳陷盆地中除断裂坡折外,还存在挠曲坡折、沉积坡折和侵蚀坡折等不同成因类型,它们表现为多级坡折带的特点,在平面上和剖面上有复杂的组合模式【32】。
目前国内关于断裂坡折的分类多数为形态分类,对成因强调的较少。
在伸展断裂坡折的分类中,关于传递坡折的分类文献较少。
传递带的概念最早是在挤压变形研究中提出来的(Dahlstrom C.D.A,1970)【38】。
重叠的构造末端能使缩短保持平衡或使这种缩短呈规则、平滑变化,这样的构造称为“传递带”(Dahlstrom C.D.A,1970)。
目前,目前国内对这一术语的翻译比较混乱,除传递带外,还有称为“转换带”、“调节带”、“变换带”等等,本文暂统称为“传递带”。
陈发景教授等人在Morley(1990)的分类(Morley C K, Nelson R A, Patton T L.,1990)【39】基础上,按照传递带传递、调节应变和位移变化方向与伸展构造走向的关系,将传递带分为纵向、斜交传递带和横向传递带,而后按照断层间叠覆程度进一步分为趋近型、叠覆型或完全叠覆型和共线性,按照断层倾向分为同向型、背向型和对向型(陈发景,贾庆素,张洪年,2004)【28】。
另外,在文献检索中,在陆相盆地研究中很少见到关于走滑型坡折带的研究。
实际上,许多盆地的形成与走滑作用有关,而不是纯伸展而成的(Campagna D.& Aydin A.,1994; Serpa L.& Pavlis T.L.,1996)[40-41]。
但是国内关于坡折的研究主要集中在关于伸展型边界断裂坡折的研究,关于走滑型边界断裂坡折对沉积体系的控制作用的研究和报道都比较少。
坡折带对油气勘探的一个重要的作用就是对储层和隐蔽圈闭的预测,国内目前关于这方面的研究实例非常非常的多【25-30、33-34、36-37】,可以说,陆相坡折带理论是中国石油地质学界的一个创新,陆相坡折带的研究对油气勘探作出了重要的贡献。
但是,中国陆相坡折的研究也存在一些问题,如研究对象主要集中于伸展断裂坡折,而对沉积坡折、走滑型边界断裂坡折等研究的相对要欠缺;对坡折的分析主要集中于几何形态特征的分析,而欠缺坡折成因机制的研究;注重坡折控砂现象的研究,欠缺坡折控砂条件的研究,因为并非所有坡折都可以控砂;大多数学者对坡折的研究都没有进行古地貌恢复研究,而是用现今的坡折来研究对古沉积的研究,虽然对于中国大多数陆相盆地来说,坡折的发育具有继承性,但对一些晚期构造活动强烈的地区,只有进行了古地貌恢复之后才能进行正确的砂体预测。
1.3 陆相盆地层序界面控砂原理研究现状与问题1.3.1 层序地层学的形成与发展简述层序地层学是70年代末由P.R.Vail教授及其在EXXON的同行们在R.M.Mitchum 和J.B.Sangree等在地震地层学基础上发展起来的,在经历了萌芽阶段(1949-1977)、形成阶段(1977-1988)和综合发展阶段(1988-今)等三大发展阶段,层序地层学的概念体系已经建立。
层序地层学萌芽阶段(1948—1977):最早在1948年美国地质学会举办的沉积相研讨会上,Sloss,Krumbein及Dapples等(1949)人就提出了“层序”是“一种以不整合面为边界的地层单位”这个概念(Sloss L.L. ,W,Krumbein and E.Dappls,1949)【42】,可一直二十世纪7O年代“层序”仍未得到普遍认可和应用,只是Sloss(1963)在北美克拉通晚寒武世至全新世地层研究中,率先应用“层序”进行了地层划分(Sloss L.L.,1963)[43] ,,其后也仅有他的学生接受和应用了这一概念,并主要限于克拉通盆地中根据地表露头所见的区域不整合面进行地层层序划分,但这为当今层序地层学的发展奠定了概念基础。