平衡剖面-技术简介

平衡剖面技术在构造分析中的应用及意义作者：谭静张林光庹秀松来源：《卷宗》2018年第10期摘要：平衡剖面技术是一种遵循几何守恒原则而建立的地质剖面正演与恢复方法。

通过介绍了平衡剖面技术的原理和平衡剖面的制作方法，论述了平衡剖面技术在构造分析中的应用及取得的进展。

结合计算机技术，实现完整的三维地质可视化、平衡和恢复系统，是平衡剖面技术的发展趋势。

关键词：平衡剖面技术，物质守恒原理，构造分析，构造演化1 引言平衡剖面技术是一种通过分析区域构造背景，对解释剖面选用合适的变形机制，将剖面上的变形构造通过几何学、运动学原理全部或部分复原成合理的未变形状态的构造分析技术。

Chamberlin，Buche最早将平衡剖面技术用于确定同心褶皱的拆离面深度。

20世纪50-60年代，Dahlstrom系统提出平衡剖面技术，随着Suppe、Verrall等人对平衡剖面理论的不断完善，逐渐推广至伸展构造、挤压构造以及造山带等形成演化研究。

特别是与计算机结合后，平衡剖面技术在地震资料解释也取得很好的应用效果。

近年来，随着一些新的反转构造、伸展构造、滑脱构造等物理模型和数学模型的建立，平衡剖技术在反转构造、挤压区盐构造平衡和伸展断陷盆地亚分辨正断层的预测等方面取得重要进展。

2 平衡剖面技术的基本原理平衡剖面技术的理论基础是物质守恒原理（Ramsay，1987）。

即岩石在变形前后体积保持不变，且对于一条剖面而言，剖面的缩短与地层的加厚相一致。

根据地壳变形规律、物体变形机理和物质守恒定律，平衡的剖面必须要满足以下几个限制条件：面积守恒、层长守恒、位移量守恒（张进铎，2007）。

即如果变形前后物质的体积不变，则在垂直构造走向剖面上体现为“面积守恒”；如果变形前后岩层厚度保持不变，则表现为“层长守恒”。

因此，平衡剖面可以理解遵循岩层层长或面积在几何学上的守恒原则，考虑岩石变形的物理属性和岩层的大规模、多期次构造变形，将已变形的剖面恢复到未变形状态，或从未变形地层剖面依据变形原理得到变形剖面的方法，成为研究构造演化的有效工具。

第25卷第1期长安大学学报(地球科学版)Vol.25No .12003年3月JOU RAL OF CHA NG p AN U NI VERSIT Y (EA RTH SCIENCE EDIT ION )Mar.2003平衡剖面的制作流程及其地质意义王运所1,刘亚洲1,张孝义1,张剑峰2,尹 哲1(1.中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳457001;2.中原油田分公司采油二厂,河南濮阳457001)[摘要] 平衡剖面技术是地质思维和计算机技术的结晶,使对断层构造的研究提高到定量阶段,其依据是在垂直构造走向的剖面上,地层长度和面积(2D)或体积(3D)是均衡的。

在此原理基础上利用数学手段对盆地的构造发育史进行正演和反演模拟,直观地再现地下构造的原始几何形态,迅速提供地震剖面的构造解释方案,并对解释结果进行检验(不平衡的剖面其解释一般有问题),为深刻认识构造发育史、分析油气运移及聚集规律提供依据,提高了工作效率。

其结果也为盆地模拟、油藏模拟、定量计算构造伸缩量等地质研究打下了坚实的基础[1]。

[关键词] 平衡剖面;计算机技术;断层构造;均衡;构造发育史;正演和反演[中图分类号] P54;T P31 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9955(2003)01-0028-05[作者简介]王运所(1974-),男,河南商水人,工程师,现从事油气地质综合研究工作。

[收稿日期] 2002-03-261 概述了解一个地区的构造发育过程,对油气勘探有重要意义。

/平衡剖面0狭义上指构造发育剖面。

平衡剖面技术就是依据在垂直构造走向的剖面上,地层长度和面积(2D)或体积(3D)是均衡的,不均衡的剖面一般不真实[2~3]。

在此原理基础上利用数学手段对盆地构造发育史进行正演和反演模拟,再现地下构造的原始几何形态,深刻认识构造发育过程,为分析油气运移及聚集规律提供依据,把解释通过图形准确、直观地反映出来,是计算机技术和地震解释的较完美结合。

海滩平衡剖面研究述评◎ 吴瀚彬 中国海洋大学摘 要：平衡剖面是指在波浪、潮流等动力要素和泥沙特性不变的条件下，海滩剖面会逐渐趋于平衡。

平衡剖面理论对海岸工程的建设，海滩养护的设计等具有重要的指导意义。

回顾了国内外对海滩平衡剖面理论的研究进展，从平衡剖面的经验形态函数、水沙运动机制和平衡时间尺度三个方面，系统概述了该领域的研究现状与发展趋势，归纳了现有研究的局限性，提出了相应的研究展望。

关键词：平衡剖面；动力机制；平衡尺度1.引言近岸区域一般是指从海岸向海延伸大约10~20米以浅的海域，是海洋和大陆交汇的敏感区域，涉及复杂的地形与驱动泥沙的浪潮流等动力要素的非线性耦合，是多学科交叉研究的热点与前沿领域。

海滩平衡剖面在海洋地质学[1]中的定义为：近岸海区从水深等于盛行波1/2波长的深处，至暴风浪可达到的岸滩最高点之间，由粒径相同和比重相同的泥沙构成坡度均匀的海底，在波浪的作用下，其侵蚀和堆积处于相对平衡状态的海底剖面。

平衡剖面表征波浪、波生流等动力因素与地貌形态和泥沙特性在长时间尺度上的非线性耦合作用。

研究平衡剖面理论有助于提高养滩工程的效率，减少养滩工程的成本，尤其是对于补沙位置以及补沙周期的选取。

此外，对于研究海平面上升下的岸滩侵蚀也具有十分重要的意义。

本文在回顾国内外平衡剖面理论研究的基础上，从平衡剖面的经验形态和动力机制两个方面概述了该领域的研究现状以及发展趋势，总结并提出已有研究存在的不足及今后需要进一步研究的课题。

2.平衡剖面的经验形态近岸地貌形态总体上表现为上凹形，坡度从岸线向海方向递减，大量的研究致力于使用基于统计学规律的经验性数学表达式描述剖面的几何形态。

此类经验模型根据公式的复杂程度可以分为单调式、分段式以及复合式。

单调式的平衡剖面形态以幂函数为代表，用以表征水深与离岸距离之间的关系。

此类函数的模式（h=A x m）由Br uu n率先提出，之后由Dean加以完善，因此也被称为Br uu n-D e a n模型。

伸展构造区的平衡剖面恢复在伸展构造区中，平衡剖面可以反映地下岩层在伸展作用下的变形和演化过程。

平衡剖面的建立可以帮助我们更好地了解地下岩层的结构和特征，以及伸展构造的形成机制。

1.平衡剖面是指剖面上的构造变形、变位通过几何准则可以复原的剖面。

它遵循在封闭体系中体积守恒、面积守恒和线长守恒三项基本原则。

在资料足够充分时，这种平衡剖面所复原的构造符合实际，可信度高。

在建立平衡剖面时，需要注意以下几点：1. 建立平衡剖面需要综合考虑地质历史、地层学、古生物学、沉积学等多种因素，需要充分了解区域地质背景和地层特征。

2. 建立平衡剖面需要充分考虑沉积环境的变化，包括沉积速率、沉积相、古地理环境等因素。

3. 建立平衡剖面需要充分考虑地层变形和构造运动对沉积的影响，包括褶皱、断裂、地层错位等因素。

4. 建立平衡剖面需要充分考虑古气候和古环境对沉积的影响，包括气候变化、海平面变化等因素。

5. 建立平衡剖面需要充分考虑地球物理探测和数值模拟等方法的应用，以便更好地了解地下岩层的结构和性质。

2.伸展构造区建立平衡剖面，可以采用以下方法：1.逐层回剥法，该方法可以建立具有演化特征的平衡剖面。

2.在拉伸构造区，需要考虑同沉积、同剥蚀、同生正断层、盐构造和阶段性演化等问题，通过消除后期构造变动的改造，重塑各断块的初始形态，然后从断块→剖面→平面和空间→时间逐步恢复古地质构造，再现拉伸。

3.平衡剖面恢复中考虑压实作用伸展构造区中压实作用在平衡剖面恢复中起着重要的作用。

随着沉积物堆积，上覆水体和沉积物的负荷压力不断增加，沉积物中的孔隙度会逐渐降低，水分排出，体积逐渐缩小，这个过程就是压实作用。

压实作用可以分为机械压实作用和化学压实作用两种类型。

机械压实作用主要表现为颗粒的重新排列、塑性变形和破裂。

例如，在沉积物中，片状、针状和柱状颗粒会因为压力作用而发生重新排列，形成页岩的页理和沿页理方向的易裂性；化学压实作用也称为压溶作用，是指压力导致矿物选择性溶解的过程。

平衡剖面技术在盆地构造分析中的应用进展及存在的问题汤济广;梅廉夫;沈传波;于水明;周锋【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2006(013)006【摘要】平衡剖面技术是一种遵循几何守恒原则而建立的地质剖面正演与恢复方法,是构造演化定量分析的有效手段.介绍了平衡剖面技术的原理和平衡剖面的制作.论述了平衡剖面技术在反转构造和挤压区盐构造平衡、伸展断陷盆地亚分辨正断层预测等方面取得的进展,而对不同方向的叠加构造、含斜向滑动的构造以及含不均匀剥蚀的多期构造平衡与恢复目前则难以实现.由二维剖面平衡与复原走向三维平衡与复原,同时与计算机技术紧密结合,实现完整的三维地质可视化、平衡和恢复系统,是平衡剖面技术的发展趋势.【总页数】4页(P19-22)【作者】汤济广;梅廉夫;沈传波;于水明;周锋【作者单位】中国地质大学(武汉)资源学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学(武汉)资源学院,湖北,武汉,430074;湖北省油气勘探开发理论与技术重点实验室,湖北,武汉,430074;中国地质大学(武汉)资源学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学(武汉)资源学院,湖北,武汉,430074;中国地质大学(武汉)资源学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TE111.1【相关文献】1.平衡剖面技术在海拉尔盆地构造演化中的应用 [J], 赵海燕;李杭兵;范广鹏2.平衡剖面技术在洼陷构造分析中的应用——以临南洼陷古近系为例 [J], 李翔3.伸展区域平衡剖面法及其在构造分析中的应用 [J], 薛冈;卢华复;朱成宏;包红林4.平衡剖面正演模拟技术在松辽盆地构造分析中的应用 [J], 张功成;梁慧社5.平衡剖面技术在台湾海峡盆地西部构造演化研究中的应用 [J], 韦振权;张莉;帅庆伟;易海;钱星;雷振宇;王衍棠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第一章平衡剖面基本原理与方法一、平衡剖面的原理与研究意义平衡剖面技术是根据物质守恒定律推出的，自然界的任何事物都是力求达到平衡的稳定状态。

旧的平衡态的破坏与新的平衡态的建立是相辅相成的。

就全球构造而言，一个地区的拉张必然伴随着另一个地区的压缩，否则就无法保持地球表面积的恒定。

对于一条剖面而言，剖面的缩短与地层的加厚是一致的，否则就不能保持剖面面积的守恒，平衡剖面正是根据这一原理提出了一系列几何学法则并以此制约在剖面解释中的随意性。

平衡剖面的概念：首先剖面应该是可以被接受的剖面，即剖面上的构造应是在露头上观察到的或者证实是确实存在的；其次它必须是合理的剖面，即能够将剖面合理地恢复到未变形的状态，这种既合理又可以被接受的剖面就叫做平衡剖面。

在实际应注意区分不同的概念，防止将平衡剖面的概念简单化。

⑴平衡剖面并不等于复原剖面。

首先，一条好的剖面应当是一个地区构造特征的浓缩；其次，平衡剖面应当是合理的，这就是要对剖面中缺乏资料的地区进行合理的推测，从平衡剖面的几何学法则对解释和推断进行限制，减少随意性。

任何一条剖面无论其合理与否，都可以进行复原，一条剖面可以有多种不同的解释，也就有多种复原方案，如果简单地把复原剖面当作平衡的剖面，就会得出错误的结论。

⑵应注意区分不平衡的剖面与不能平衡的剖面，这是两个不同的概念，不平衡的剖面是指在解释中存在着不合理的因素，经过检验修改后可以获得平衡的剖面。

而不能平衡的剖面是指所选剖面中由于本身的地质因素，如剖面线选择与构造方向交角太大，或剖面线穿过走滑构造带等，这些因素决定了剖面本身并不符合平衡剖面的前提，如果用平衡的原理进行修改，反而会误入歧途。

二、平衡剖面方法目前主要应用于以下几个方面：⑴进行剖面的合理性检验用平衡剖面进行剖面的合理性检验是平衡剖面应用的最主要的一个方面。

平衡的剖面是合理的，但不一定是真实的剖面，但不平衡的剖面却一定是错误的。

平衡剖面可能只是一种模式，且可能有多种解释，但与不平衡的剖面相比，它满足了大量的合理性限制，因此，可能更接近正确，它必须与其它方法结合使用才能收到良好的效果。

平衡剖面技术在川西凹陷的应用[摘要]平衡剖面技术在研究盆地构造演化以及古地貌分析中起着重要的作用，平衡剖面技术通过几何学原则结合计算机技术，对含油气地层构造剖面进行剖面构造发育演化的模拟，通过平衡剖面技术我们可以合理的恢复盆地的构造演化史。

利用平衡剖面技术对川西凹陷侏罗系剖面进行了构造恢复，编制了构造发育剖面，恢复了该区的构造演化史。

[关键词]平衡剖面技术构造演化川西凹陷1平衡剖面技术基本原理平衡剖面方法是根据物质守恒这一自然界的基本定律提出的。

根据物质守恒定律，可以推导出体积守恒、面积守恒和层长守恒等一系列平衡剖面恢复的几何法则。

当岩层长度在变形与未变形的两种状态下相等是，剖面是平衡的。

其编制原则具体如下：（1）面积守恒原则。

在地层变形前后其地层所占的面积应该是不变的，对比区域在变形前后是同一种岩石，若孔隙度保持不变，计算过程中构造压实作用不考虑。

（2）断层法则。

断层活动引起的岩层缩短在上、下岩层一致。

（3）能量最小法则。

断层在能量消耗最小部位发生。

（4）伸缩量一致原则。

岩层经过断裂、褶皱，其伸缩量应基本一致。

2平衡剖面制作2.1对盆地进行综合分析（1）选择剖面。

为了能够正确反映构造变形量及构造的变形程度，所要求选择的剖面应垂直于区域构造的走向，与区域构造运动的方向保持一致。

在没有与区域构造走向正交剖面的情况下，也可以利用与构造运动方向有一定夹角的剖面，且剖面与构造运动方向夹角最好不得超过30°，并在定量分析构造变形时，须消除夹角所引起的误差。

（2）收集资料。

收集的资料包括研究区域的地表露头、地震、综合录井及钻井分层资料等。

先将断层位置及产状和钻井所得到的资料标记到地震剖面上，并将地震剖面进行时深转换，以确定断层面。

（3）压实及去压实。

地层在沉积过程中，地层体积减小，在制作平衡剖面时，依据面积守恒与层长守恒原则等，对相应的地层做去压实恢复，恢复其地层原始厚度。

2.2地质模型的建立、剥蚀力的分析及剥蚀类型分析基于地质模型的剥蚀面判断。