第四章 盆地的沉积学分析

沉积盆地分析基础与应用学院：姓名：学号：沉积盆地是地球圈层系统的浅部组成部分，大多数盆地的充填体厚度小于10-20km，但其形成和演化却受控于深部地球动力学过程。

世界上大多数裂谷类盆地的构造一热体制直接受控于岩石圈的减薄和隆起的软流圈的状态。

相当厚的沉积物充填的地壳大型坳陷。

从石油地质学看，要使一定面积上沉积物能堆积到相当大的厚度，该地区的地壳必然在整体上具有下沉趋势，即它是与沉积同时的同生坳陷。

一个沉积区有自己的边界，在边界内沉积物有规律地分布，反映了沉积时或沉积岩原生状态时的古地理一古构造环境，因而它又可称为原生盆地或原型盆地。

沉积盆地是指在一定特定时期，沉积物的堆积速率明显大于其周围区域，并具有较厚沉积物的构造单元。

如松辽盆地、渤海湾盆地等。

从而对盆地历史的了解成为可能，这对于石油地质研究是十分重要的。

沉积盆地分析是在20世纪板块构造学说创立后发展起来的一个重要的地球科学研究领域。

对沉积盆地不仅强调要将其视作一个整体，通过多学科和手段进行动态的、综合的分析，也强调对沉积盆地形成时的大地构造、古气候、海平面等背景分析。

通过对沉积盆地的特征分析来反演盆地演化历史，同时强调从盆地角度出发联系全球系统包括海洋、古地理及气候等的变化。

在地球科学研究和应用的3大领域(科学研究、物质需求、生存环境)中,沉积盆地均处于极为重要的地位.其中展布面积大、发育时间长的大中型盆地(如含油气盆地)意义更为重要.沉积盆地是地史上地壳或岩石圈较长时间相对沉降、沉积物在其中不断充填过程中的一种负向地壳构造.将沉积盆地动力学定义为:直接控制和明显影响盆地沉降和沉积充填的地球内、外动力地质作用有机耦合的统一动力学系统和演化过程;属地球动力学大系统的重要组成部分.根据盆地沉降动力的不同,将盆地成因划分为热力、应力、重力和复合成因4种类型.从厘定和揭示盆地沉降、沉积和堆积中心的分布位置、演变规律及其相互关系入手,剔去非沉降作用产生的沉积效应,有可能揭示沉降作用特征和其与沉积、堆积中心的时空演变关联及原因.活动性强、深部作用活跃、后期改造强烈是中国沉积盆地的重要特点,这由中国大陆的特性所决定.根据后期改造的主要地质作用及改造形式的不同,将改造盆地划分为8种类型.剔去后期改造的影响,系统恢复原始盆地面貌,为深刻认识和揭示盆地演化改造过程和油气成藏、定位及分布的重要基础.根据改造盆地的地质实际和笔者的研究实践,探讨和提出了改造盆地研究和油气评价的思路及程式;从绝对时间和相对时限两方面,具体厘定了中国盆地油气晚期超晚期成藏定位的时限.探讨了深部作用对油气富集的影响、油气逸散及其地质效应等问题.含油气盆地动力学研究系统可划分为成盆、成藏和评价3大次系统.在盆地演化和改造过程中,各次系统及子系统之间联系密切、相互作用.倡导沉积盆地研究遵循"整体、动态、综合"的总则.世界已探明的砂岩型铀矿床逾82%与已生产的油气田或煤田同盆共存.盆地中沉积物的性质取决于盆地的位置，如盆地位于陆内，则有陆相沉积物的堆积;如位于大洋中，则为海相沉积；如位于沿海地区，则有海、陆相两类沉积物的堆积;一个沉积盆地的发育，通常是经历了几百万年的历史，在如此漫长的地质时期内，其中沉积物的性质及沉积物的特征，都处在不断的变化中。

关中盆地古近系沉积特征与沉积相简析关中盆地是我国重要的沉积盆地之一，其古近系沉积特征与沉积相对
于该区域的地质演化和资源勘探具有重要意义。

本文将从盆地的沉积构造、岩性特征、古地理环境等方面进行简析。

盆地的沉积构造特征主要包括沉积层序、沉积剖面和古地貌等方面。

古近系沉积特征明显的特点是层序分明、组合丰富。

在关中盆地的古近系中，常见的下部沉积层序是河流沉积和古土壤发育，上部则是湖相沉积。

这种层序特征反映了盆地发育的不同时期古地貌演化和岩相体系的变化。

在岩性特征方面，盆地主要是由碎屑岩和碳酸盐岩组成。

碎屑岩在垂
向上分为浅水沉积和陆相沉积两大类，其中浅水沉积常见的有砂岩、泥岩等；陆相沉积常见的有煤系岩、粉砂岩等。

碳酸盐岩多为湖泊或浅海相沉
积的石灰岩。

关中盆地的岩性特征主要受盆地内部构造和外部环境的控制，反映了盆地内外岩相体系的演化过程。

古地理环境是研究盆地古近系沉积的重要依据之一、在盆地古近系沉
积过程中，古地理环境的变化对沉积相有着直接的影响。

关中盆地在古近
系时期经历了从陆地到浅海再到湖泊的环境演化过程。

早期的陆相沉积是
由典型的河流和风化侵蚀过程形成的，中期的浅海相沉积则主要受到海平
面上升和沉积载体供应的影响，晚期的湖相沉积则由于地形抬升导致水体
封闭而形成。

构造动力学机制与中国沉积盆地形成一．背景及意义中国有大小不同的沉积盆地485个，进行过油气勘探的盆地有107个，发现有大-中型油田的盆地16个，占勘探盆地数的15%。

对于这些盆地的分布规律和动力学成因机制有不同的认识，胡见义等（1991）从现有盆地反应最终格局出发，认为西部具挤压、东部为张性、中间过渡性盆地的观点；也有的从地貌结合盆地动力学性质，以大兴安岭---太行山---雪峰山为界，把中国分为东西两部，以西为挤压型盆地，以东为拉张型盆地；这条NNE向的山脉分布带，恰好是中国东部重力梯度带。

近年来朱介寿等（2002）【1】根据欧亚大陆及西太平洋地区58个数字地震台站约12000个长周期波形记录，挑出4100条面波大圆传播路径，采用面波频散及波形拟合反演方法，对东亚及西太平洋边缘海地区的地壳和地幔进行了高分辨率三维S波速成像，结果发现以东经110 为界，东西两部分岩石圈、软流圈的结构与深部动力学过程有巨大的差异。

此界限与大兴安岭—太行山---雪峰山连接基本对应，界线以西主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区，界线以东主要是由于软流圈上涌引起的岩石圈减薄区。

中国大陆晚中、新生代以来，东西构造差异和盆地的不同类型成因，我们将由表及里和由浅入深到演示区青年和软流圈内更深层次上考查西部陆内俯冲、陆内造山和前陆盆地形成等问题，考查东部裂谷盆地的形成和演化，这非常有利于今后油气勘探工作[2]。

二．沉积盆地的动力学机制[3]地球历史演化的动力是来自地核和地幔, 通过地幔的热对流把地核产生的热量传递到地表, 并通过不断变化的热对流和物质对流来达到地球内部的平衡。

核-幔边界过剩的热通过地幔羽的形式或软流圈的区域性隆升形式传递到岩石圈上部, 并使岩石圈隆起、遭受剥蚀, 当热散失后在地表形成盆地。

地幔热对流具体体现在软流圈上涌的高度或莫霍面位置,或以火山喷发作用将热直接传导到大气圈。

软流圈和莫霍面的位置对中、新生代盆地的形成和演化具有明显的制约作用。

沉积盆地：是地球表面发生构造沉降、形成了沉积充填的地域同沉积盆地：沉积充填阶段盆地的原来面貌后沉积盆地：被改造后的沉积充填盆地残留盆地：改造作用强烈，原沉积盆地大面积被剥蚀后保留下来的盆地伸展盆地：是与在张应力作用下，地壳和岩石圈伸展减薄作用有关的一类裂陷盆地前陆盆地：位于造山带侧缘和克拉通之间的狭长盆地，盆地纵剖面为不对称楔状盆地原型：单一的盆地，即不同时期形成的盆地单元叠合盆地：不同时期、不同成因的盆地单元叠合后形成地层格架：是指盆地中地层和岩性单元的几何形态及其配置关系，是一种三维概念构造反转：指的是变形作用的反转，如原来的构造低地后期发生了上隆，初期的正断层晚期又以逆断层方式从头活动等盆地等时地层格架：依据底层接片的等时性，对盆地中各地层单元精准对比基础上成立起来的地层格架. 层序：是一套相对整一的、成因上有联系的地层，其顶底以不整合面或与之对应的整合面为界。

体系域：是同一时期内具有成因联系的沉积体系组合海泛面：是一个将新老地层分开的界面，跨过那个面水深突然增加最大海泛面：是一个层序中最大海侵时形成的界面，是海侵体系域与高位体系域的分界面密集段：是指在极缓慢速度下沉积的地层段，也称凝缩段，一般很薄，缺乏陆源物质可容纳空间：指可供沉积的、潜在的沉积物堆积空间沉积基准面：是一个假想的动态平衡面，高于此面堆积的沉积物不稳固、不能保留下来，低于此面则发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保留下来瓦尔特相律：在一个整合的序列中，只有那些在自然界相邻出现的相才能在垂向层序中出现沉积相：沉积环境的物质表现地槽：地壳上具有强烈活动的长条地带，前期发生不同性下降，后期强烈褶皱形成的庞大山系地台：大陆上自形成以后未再蒙受强烈褶皱的稳固地域，有双层结构，即由基底和盖层组成克拉通：大陆地壳中长期不受造山运动影响，只受造陆运动发生过变形的相对稳固部份构造坡折带：同沉积构造长期活动引发的，沉积斜坡明显突变的地带裂谷：由于整个岩石圈蒙受伸展破裂而引发的，而且常常是一侧或双侧为正断层限制的低洼地带回剥法：是在维持地层骨架厚度不变（除断层或剥蚀外）的条件下，以盆地内地层分层为基础，按地质年龄从头到老把地层逐层剥去，从而恢复每一个时期末所有沉积地层的形态及古厚度，进而恢复沉积速度和沉降速度。

沉积盆地基底沉降分解研究沉积盆地基底沉降是一种沉积盆地形成过程，包括地质，构造，物理学和水文学因素。

沉积盆地形成的深度直接影响沉积体系的形态和结构，为沉积体系的演化提供理论指导。

从构造学的角度，沉积盆地形成的深度可以由前期构造度来推断，从而更深地了解盆地形成过程。

研究表明，盆地形成的深度是由几个主要因素所决定的，包括构造降深，塑性和粘性沉降，以及孔隙介质改造。

催蚀性荷载作用是沉积盆地形成过程中最显著的影响因素之一。

构造活动和岩石塑性变形会导致盆地的深度随着时间的推移不断增加。

催蚀性荷载作用的影响体现在盆地与盆地周围山脉的面积比，以及山脉的高度。

例如，较大的面积比会导致盆地深度增加，而山脉高度会影响构造降深对山脉的影响。

借助GIS技术可以比较准确地识别盆地围绕山脉的面积比，以及深度，从而更准确地判断盆地形成的深度和构造降深的作用。

粘性和塑性沉降是另外两种极为重要的因素，他们可以影响沉积盆地形成过程中深度随时间变化的速度等结构性参数。

塑性沉降可由破坏性活动导致平衡沉降，而粘性沉降则是由游离液流姿势引起向下沉降。

这两种沉降过程也可以识别和量化，以便更准确地判断盆地形成的深度和形态。

最后，孔隙介质改造也可通过孔隙水压识别，这样可以更多地了解沉积盆地的演化特征和形成条件。

典型的改造情况包括压实和流变，他们可能会改变盆地形成过程中山脉等地质要素的结构和沉降率。

综上所述，沉积盆地基底沉降分解研究是非常重要的，它将构造和水文学要素结合起来，识别和量化几种关键的沉降因素，包括构造降深，塑性和粘性沉降，以及孔隙介质改造，以更准确地推测盆地演化的深度。

除此之外，还可以开展盆地的构造，地球物理学框架，水文学，以及地层学等相关研究，以深入研究盆地形成过程，以及更好地了解矿产资源和环境影响。

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。

#沉积盆地分析的原理与应用##1. 引言沉积盆地是地球表面上的重要地质形态之一，由于其丰富的沉积物、特殊的地质环境以及重要的经济价值，对于沉积盆地的分析和研究具有重要意义。

本文将介绍沉积盆地分析的原理与应用，并以列点的方式展开讨论。

##2. 分析原理 - 沉积盆地演化理论：沉积盆地分析的基础是沉积盆地演化理论。

沉积盆地演化理论主要包括构造、地质、气候等因素对沉积盆地形成与演化的影响。

- 地层学：地层学是沉积盆地分析的重要工具和方法。

地层学主要研究沉积盆地中各个地层的分布、特征、变化规律以及地层联系等。

- 沉积学：沉积学研究沉积物的成因、性质和分布等，是分析沉积盆地的重要手段。

沉积学可以揭示沉积环境、沉积作用以及沉积过程等信息。

##3. 应用领域沉积盆地分析在以下几个领域有广泛应用：•石油地质：沉积盆地是石油储藏的重要区域。

通过沉积盆地分析，可以揭示石油地质条件、储量分布规律，对石油勘探和开发具有重要指导意义。

•地质灾害：沉积盆地常常是地质灾害的高发区。

通过沉积盆地分析，可以研究地质灾害的成因、演化过程和预测预警等，为防灾减灾提供科学依据。

•环境地质学：沉积盆地中保存了丰富的环境信息，通过沉积盆地分析，可以研究环境变化、污染来源等，为环境保护和治理提供依据。

•水文地质学：沉积盆地在地下水资源的储存和流动中起重要作用。

通过沉积盆地分析，可以研究地下水资源的分布、充沛性和可持续利用性等，对于地下水资源管理具有重要意义。

##4. 分析方法沉积盆地分析的主要方法如下：•剖面观测：通过野外地质调查和钻孔观测等，获取沉积盆地的剖面数据。

剖面观测可以揭示地层的分布、倾向、倾角以及岩性等信息。

•地球物理勘探：利用地震勘探、电磁勘探、重力勘探等手段，获取沉积盆地地下的构造和岩性等信息。

地球物理勘探可以揭示沉积盆地的深部结构和地质变化等。

•沉积物分析：利用化学分析、物理分析等方法，对沉积物进行分析。

沉积物分析可以获得沉积环境、沉积物来源、沉积物组成等信息。

沉积盆地演化与沉积体系分析沉积盆地是地球表面形成的一种地质结构，它是地质历史中重要的组成部分。

沉积盆地演化与沉积体系分析是研究沉积盆地形成、演化和沉积过程的重要方法和手段。

本文将以沉积盆地演化与沉积体系分析为主题，探讨其背景、原理和应用。

一、背景沉积盆地是由地质构造运动和地貌发育造成的沉积洼地，不同的地质构造和地貌特征会形成不同类型的沉积盆地。

沉积盆地的形成与地球动力学、火山活动、构造抬升、海平面波动等因素密切相关。

沉积盆地演化与沉积体系分析旨在通过研究盆地的形成演化过程，了解沉积盆地的地质历史和沉积特征，为资源勘探和环境保护提供依据。

二、原理1. 沉积盆地形成演化原理沉积盆地的形成与构造运动有着密切关系。

在板块构造运动的作用下，地壳发生抬升、陷落或拗曲等变形，形成了沉积盆地。

构造运动的类型和过程决定了沉积盆地的类型和特征。

火山活动、地震等地质灾害事件也会对沉积盆地的形成和演化产生影响。

2. 沉积体系分析原理沉积体系是沉积形成过程中沉积物在空间和时间上的整体组织。

通过对沉积体系的研究，可以了解盆地的沉积环境、沉积相、岩性特征等信息。

沉积体系分析主要通过野外地质调查、岩心取样、地震勘探等手段，结合沉积学、地球物理学和地质学等学科知识，对不同地层进行分析和解释。

三、应用沉积盆地演化与沉积体系分析在石油地质、矿产资源勘探和环境保护方面具有重要的应用价值。

1. 石油地质沉积盆地是石油形成和富集的重要地质环境，通过对沉积盆地的演化和沉积体系的分析，可以了解盆地内石油保存和运移的规律，为石油勘探提供依据。

根据盆地的构造、沉积相和沉积速度等信息，可以预测石油的分布和储量，指导勘探工作。

2. 矿产资源勘探不同类型的沉积盆地具有不同的矿产资源潜力，通过对盆地的演化和沉积体系的分析，可以确定盆地内矿产资源的分布规律和富集条件。

例如，富含煤炭、铀矿、金矿等资源的盆地，通过分析沉积体系和沉积相，可以找出矿点和矿床的分布范围，指导开采和利用。