盆地构造分析

盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术200613003*摘要：盆地模拟做到了对盆地构造演化、油气生成、运移、聚集和分布等内容的定量研究。

地史模型作为盆地“五史模型”之一，其模拟内容包括沉降史、埋藏史及构造演化史。

而平衡剖面技术，则是目前进行盆地构造演化史分析的重要手段。

本文结合《盆地模拟与资源评价》的课堂教学内容以及前人研究成果，总结了平衡剖面技术的原理、应用、尚存不足及其发展动向。

关键词：构造演化史；平衡剖面技术；应用；尚存不足；发展动向1平衡剖面技术的原理Dahlstrom等（1969）定义平衡剖面技术为把剖面上的变形构造通过几何学原则全部复原成合理的未变形剖面的技术。

据物质守恒定律，可推导出体积守恒、面积守恒和层长守恒等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等是，剖面为平衡的。

其编制原则如下：（1）面积守恒原则。

在地层变形前后其地层所占面积应是不变的，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平衡剖面技术的应用平衡剖面技术已普遍应用于挤压构造和褶皱一冲断带中的构造分析，并能定量描述变形和形成发育过程。

李汉阳等（2013）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。

准噶尔盆地西北缘为典型的前陆冲断带，复杂的地质条件致使地震波速横向变化较大，郭峰等（2012）利用平衡剖面技术，解决了如何研究该区构造演化及动力学机制这一难点。

结果表明，研究区经历了挤压、伸展、挤压三期构造运动，构成一完整的构造旋回。

其中，晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期，而三叠纪为构造挤压最强烈期，对该区构造演化、构造格架形成、油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。

不同类型盆地的构造样式、层序地层格架断陷盆地的构造样式根据正断层的几何形态和构造运动学特征，作者建议将正断层划分为四种基本类型，即非旋转平面式正断层、旋转平面式正断层、铲式正断层和坡坪式正断层。

根据盆地或凹陷的边界正断层的几何形态和运动学特征购差异，可以将伸展型断陷盆地的剖面构造样式分为四种类型：①由非旋转平面式正断层控制的“地堑与地垒”；②由旋转平面式正断层控制的“多米诺式半地堑系”；③由铲式正断层控制的“半地堑”或“滚动式半地堑”；④由坡坪式正断层控制的“复式半地堑”(断陷半地堑十断坡凹陷)。

裂陷盆地中控制各个断陷地堑或半地堑的主干正断层在平面上的展布有多种型式，致使断陷盆地也呈现不同的平面形态，如线型、平行式、侧列式、雁列式、锯齿状、狗腿式、或分叉式等。

压陷盆地的构造样式逆冲褶皱带的构造样式1前陆盆地边缘逆冲带的构造样式是以前陆方向逆冲的叠瓦状逆断层组为特点。

靠近造山带部分的逆冲断层的倾斜相对较陡，向前陆方向逆冲断层的倾斜逐渐变缓，这些逆冲断层向深部产状变得更缓，收敛于基底拆离断层之上，构成叠瓦扇结构。

2前陆盆地内部的逆冲构造样式包括：①铲式逆冲断层与蛇头构造、叠瓦扇结构：逆冲断层面表现为上陡下缓的铲式形态。

上盘向上逆冲并发生褶曲变形，形状貌似蛇头。

②坡坪式逆冲断层与断弯褶皱：在挤压作用下形成的逆冲断层产状随岩层能干性的变化而发生折射，断层在能干岩层中的切割角度较大为断坡。

在非能干岩层中的切割角度较小为断坪，这种产状的逆冲断层称为坡坪式逆冲断层。

坡坪式逆冲断层的上盘断坡逆冲到下盘断坪上后，上盘为了适应断层的几何形态会发生褶皱变形，成为断弯褶皱③盲冲断层、断展褶皱与断滑褶皱：逆冲断层在逆冲过程中其位移逐渐减小以致在地层中尖灭，称为盲冲断层。

伴随着盲冲断层的位移减小断层上盘及上覆地层会发生褶皱变形，称为断展褶皱。

顺层的逆冲断层在层间尖灭并引起上覆地层发生褶皱，称为断滑褶皱④双重构造和楔状双重构造：双重构造是由一条顶板断层和一条底板断层夹持中间的逆冲断片组成，夹持的中间逆冲断片可以被若干分支断层切割。

鄂尔多斯盆地构造体系分析鄂尔多斯盆地地跨陕西、宁夏、内蒙、山西、甘肃等五省区，面积25×104Km2，传统的大地构造位置位于中朝准地台的西部，鄂尔多斯台坳区。

构造体系的位置：南北夹持于秦岭、阴山纬向构造体系之中，东西两侧为六盘山、贺兰山南北向构造带，还位于祁、吕、贺山字型前弧内侧（称伊陕盾地），同时又是华夏—中华夏系的一个拗褶型盆地，新华夏系主要分布于盆地西缘，以NNE向断裂为主，并控制银川断陷发育，它是一种上叠构造。

鄂尔多斯是一个多体系联合控制的复合型盆地，其中祁、吕、贺山字型为主导控制因素（图）。

1.秦岭纬向构造体系该体系是一个经历长期多次构造运动而形成的极其复杂的挤压性构造带，无论是断裂带、岩体、地层和变质带的走向以及其间的山间盆地都异常明显的呈东西走向，其展布范围在秦岭地区跨越北纬32°---34°30′之间。

一般认为其北界止于华山山前一线，但在盆地南部如渭北嵯峨山、老龙山、崛山一带有东西向逆冲断层发育，在长武地区也有东西向的褶皱和断裂分布，一般认为是秦岭纬向系的波及范围。

区域东西向构造带：位于秦岭、阴山两个纬向构造体系之间的东西向构造带，展布于关中、陕北地区。

关中北部和陕北东西向构造属区域东西向构造带展布范围，与宁夏中卫、中宁和山西离石、关帝山一带东西向构造遥相呼应，并通过陕北定边—米脂一线，形成一褶皱隆起带。

在铜川—澄城一线以北也有东西向隆起显示。

2.南北向构造带对盆地成生发展起重要控制作用的是西缘的贺兰山构造带，它成生于古生代，褶断定型于侏罗纪末幕运动。

它控制盆地古生代及中生代沉积发育，自西而东划分为4个构造带：（1）贺兰山—大小罗山复背斜带；（2）银川—韦州复向斜带；（3）桌子山—沙井子断褶带；（4）天池—环县向斜带。

3.祁、吕、贺山字型构造体系该体系处于阴山和秦岭两大纬向构造体系之间，主要成生时期在晚古生代，更远还可以追溯到南华纪初期即已开始出现，至侏罗纪末期褶断定型，到新生代又继续活动，至今仍有活动显示。

塔里木盆地构造分析塔里木盆地是在前震旦纪陆壳基底上发展起来的大型复合叠合盆地。

盆地的形成经历了震旦纪—中泥盆世、晚泥盆世—三叠纪和侏罗纪—第四纪3个伸展-聚敛旋回演化阶段。

1.塔里木盆地大地构造背景略图（据王鸿贞）图2.塔里木盆地地质结构示意图[10]林，1996）试图在前人工作的基础上，对塔里木盆地构造样式作系统分析，解剖5种基本构造样式，即挤压构造样式、引张构造样式、扭动构造样式、潜山—披覆构造、样式和反转构造样式，研究其几何学和运动学特征、时空展布规律、垂向叠置型式及构造变形机制等[3]，另外，塔里木盆地还发育多期的盐构造[9]。

2.1 挤压构造样式挤压构造样式是在挤压构造环境下形成的地质构造组合，与板块构造的聚敛运动有关。

挤压构造是塔里木盆地分布最广泛的构造样式，也是盆地中最重要的油气圈闭样式[4]2.2 引张构造样式最新勘探成果表明，沙雅隆起中新生界油气田(藏)有很大一部分受正断层或引张断块控制，如达里亚、阿克库勒、轮台、雅克拉、牙哈和沙西北部地区的一批中—新生界油气田(藏)。

因此，塔里木盆地引张构造样式近年来引起了人们的关注和重视。

早期的引张构造由于受后期挤压作用的改造．很难保存下来。

现存引张构造主要是后期形成的负反转构造。

2.3 扭动构造样式由于印度—欧亚大陆碰撞而产生的走滑断层，是中国西北部重要的构造特征，北东向断层具左行位移，北西向断层具有行位移。

下面主要讨论塔里木盆地走滑断裂带和雁列褶皱待征；分析走滑—逆冲断裂带。

2.4潜山—披覆构造样式2.4.1 断块潜山披覆背斜雅克拉潜山地层由震旦纪、寒武纪和奥陶纪碳酸盐岩组成，受轮台逆冲断裂控制。

在轮台断裂上盘存在的一系列与其反向倾斜的次级逆断层，构成了复杂的背冲断块潜山构造。

被断层复杂化的古生界断块潜山储集体，表现为向南西方向倾伏的单斜．层位又北东往南西方向变新，而由南西往北东方向则呈层状逐渐变薄直至尖灭。

在海西期，该断块构造整体受轮台断裂逆冲惟覆而抬升道受风化剥蚀。

海拉尔盆地构造样式分析海拉尔盆地位于大兴安岭西部的呼伦贝尔草原，地形以箕状断裂为主，自东向西地形表现为东断西超、西断东超，至盆地西部以双断为主。

传递断裂层分为同向、反向、背向传递层三种。

盆地基底的实际构造对其应力传递及转化应力场也有着很大关系，且盆地中传递带的存在是导致其构造样式十分多样的根本性原因。

本文主要分析了海拉尔盆地的构造样式情况。

标签：海拉尔盆地；构造样式；分析海拉尔盆地的形成是在中生代盆地，其盆地的内在构造格局为二隆三坳，具体凹陷可划分为16个。

在技术发展成熟后，经技术验证，与海拉尔相关的研究成果大多已经得到证实，且发现了多个油气聚集带，并在其中发现了一些高产富集区域[1]。

对盆地的构造样式进行研究有利于人们对盆地的发展史进行详细了解，并基于地震剖面形成具体的地质模型。

还能幫助勘探人员对盆地内的油气、煤田、铀矿储存分布规律进行认识，使得地质勘探的效益大大提升。

1 海拉尔盆地构造样式海拉尔盆地内的凹陷约有16个，其长宽比值集中在3-7，一些长宽比值达到7。

这个数据提示盆底内部凹陷多为长条状凹陷。

盆地西侧为呼伦湖，东侧的贝尔凹陷面积及断裂幅度都很大。

海拉尔除了上述凹陷较大外，其余的凹陷埋深则较小。

海拉尔盆地的凹陷及断裂幅度均表现为西部比东部较大，且盆地南部断裂幅度相较于背部较大[2]。

嵯岗隆起以西出现的凹向走向为NNE，东侧除了鄂温克、东明及乌尔逊凹陷外，其他凹陷的凹向为NE-NEE。

从盆地凹陷的剖面可知，西侧凹陷及呼伦湖出现的凹陷都是小面积断陷的连接，而查干诺尔凹陷的背部则是双断式断陷，盆地南移则表现东断西超式断陷。

而在构造特点及展布特点上，该盆地的特点及规律性都十分明显。

首先，盆地的凹陷形式多是箕状断陷。

其次，断陷表现为不对称结构，而这结构表明盆地断陷期上地壳的特征主要是简单剪切变形。

最后，盆地中东部的断陷在平面上表现为点阵式展布特征，南北向表现为右行雁列式分布。

2 传递断层带经过实例分析后，有学者认为东非裂谷中的基底主断层呈侧列，断层以走向斜坡、凸起带、复杂多边形断块体为主的构造形式，且根据具体形式出现应变传递。

断裂盆地形成与构造背景分析断裂盆地是指在地壳运动过程中，由于地壳内部应力的破坏和释放导致地壳断裂，进而形成的一种地质构造形态。

断裂盆地的形成与构造背景密切相关，下面将对其形成机制及背后的构造背景进行分析。

一、断裂盆地的形成机制1. 构造应力的积累地壳内部存在着各种构造应力，如张应力、剪应力等。

当这些构造应力达到一定程度时，地壳内部的岩层就会产生断裂，进而形成断裂盆地。

2. 断层的活动断层是断裂盆地形成的重要原因。

断层的活动可以导致地壳内部岩层的错动和隆升，形成下沉的地质构造形态，进而形成断裂盆地。

3. 地壳的伸展和收缩地壳的伸展和收缩是断裂盆地形成的另一个重要原因。

地壳伸展时，断层活动频繁，断裂盆地的形成就更为明显。

而当地壳收缩时，断层活动减弱，断裂盆地的形成相对较少。

二、断裂盆地的构造背景分析1. 地壳运动断裂盆地的形成与地壳运动密切相关。

地壳运动是指地球上地壳板块的相互作用和相对运动。

当板块运动产生巨大的地壳应力时，地壳内部岩石会因应力超过其承载力而断裂，从而形成断裂盆地。

2. 岩石性质不同岩石具有不同的强度和变形能力，这也是断裂盆地形成背后的构造背景之一。

例如，岩石强度低、层间滑动性好的地区容易形成断裂盆地。

3. 地壳构造的活跃性断裂盆地的形成还与地壳构造的活跃性相关。

在地壳构造活跃的地区，地壳内部的构造应力相对较大，断裂盆地形成的可能性更高。

4. 伸展环境和挤压环境地壳在不同的构造环境下，断裂盆地形成的机制有所不同。

在伸展环境下，断裂盆地多由张性断层活动形成；而在挤压环境下，断层活动多由剪切性断层活动形成。

综上所述，断裂盆地的形成与构造背景密切相关，包括构造应力的积累、断层的活动以及地壳的伸展和收缩等因素。

断裂盆地的形成机制和构造背景的分析有助于我们更好地理解地壳运动和地质构造演化的过程，对地质资源的勘探和矿产资源的开发具有重要意义。

同时，对于预测和评价地质灾害、地震等自然灾害也具有一定的参考价值。

盆地构造分析复习思考题及思考题说明：板块构造部分已经给大家了，这里主要是盆地及综合部分的，可能还会有第三部分，大多数问题已给了参考答案，要求同学们以这些内容为线索展开全面复习。

一、名词1、含油气盆地：具备成烃要素、有过成烃过程并已发现有商业价值油气聚集的沉积盆地。

2、伸展盆地（裂陷盆地）：是由岩石圈受拉张而伸展、减薄形成的裂陷或裂陷-坳陷盆地。

3、裂谷：它是指由深大断裂控制的具有陡而长的两壁平行的沉降谷。

4、边缘海盆地：位于大陆与岛弧之间或岛弧与岛弧之间的盆地。

5、压缩盆地：是指由挤压作用形成的盆地，或者受逆冲断层控制的断陷盆地。

6、油区构造样式：是指含油气地区具有相同或相近成因和形态特征的地质构造组合，即指由统一的构造应力场作用下而形成的构造总合。

7、二级构造带：由位置相邻的、有一定成因联系的正向局部构造所组成，属于盆地内部二级正向构造单元。

8、断滑褶皱：是发育在顺层滑脱面上或冲断面上的褶皱。

9、正花构造：是在压扭性应力场情况下形成的，其主要特征是扭动带内断片向上散开，向深处收敛变窄变陡，主断层及分支断层多具逆滑距，撒开的断层间具地垒断片，地层表现为背形。

10、生长背斜：是在盆地普遍沉陷的背景上，局部地区发生褶皱的背斜构造，它一面沉积，一面褶皱隆起。

11.盆地盖层：即同沉积盆地的主体，是盆地生储盖发育的空间。

12.构造调节带：在伸展构造中保持应变守恒的构造调节部位。

13.沉积中心与沉降中心：沉积盆地中沉积相带最细的位置与盆地中沉积物最大厚度发育部位。

14.冒地斜棱柱体：位于开阔海区靠近大陆一侧在大陆架上形成的一套富含韵律的沉积体。

15.构造反转率：同拉张层序中收缩位移与拉张位移的比值。

16.周缘前陆盆地：发育于板块A型碰撞阶段靠近俯冲板块一侧的挠曲盆地。

17. 正反转构造：先存的伸展构造体系中的正断层、地堑等由于后期的挤压而变为逆断层或隆起，这种先伸展后收缩的构造叫正反转构造。

18．拗拉谷：即指三叉裂谷中衰退夭折的那一支裂谷。

海底与沉积盆地构造分析期末
海底构造是指海底地形和海底地壳运动的形成和演化过程。

沉积盆地构造则是指沉积岩层的形成和沉积盆地的演化过程。

两者密切相关，下面就海底与沉积盆地构造分析做简要介绍：
海底构造
海底构造是指海底地形和海底地壳运动的形成和演化过程。

在这个过程中，海底地壳会发生互相挤压和拆分，同时也会发生岩浆侵入和火山喷发等现象。

这些过程会导致海底地形的变化，形成海山、海沟、海脊等特征。

另外，海底还有海岸平原和大陆架平原两种类型的地形。

海岸平原是指在海岸线与海洋底部之间的平坦且广阔的区域。

而大陆架平原则是指在大陆与海底之间的平坦区域。

这些平原通常会被沉积物覆盖，沉积物的种类和分布情况对于沉积盆地构造的研究具有重要意义。

沉积盆地构造
沉积岩层是地球表面最广泛分布的岩层之一。

沉积盆地构造是沉积岩层的形成和沉积盆地的演化过程。

沉积岩层通常由砂岩、泥岩、炭岩、灰岩等组成，不同的沉积岩层揭示了不同的地质历史。

在这个过程中，沉积物的来源、沉积环境、地质活动等都对沉积岩层的特性产生影响。

沉积盆地通常是在地质构造运动的作用下形成的，具有复杂的地质历史和特征。

研究沉积盆地的构造可以了解到沉积盆地内的地质历史、地震活动及其成因、石油和天然气的形成与分布、区域环境变化等。

总结
海底与沉积盆地构造研究可以为了解海洋环境变化、资源勘探与利用提供重要的科学依据。

对洋区地质构造特征和沉积体系的深入研究，有助于发现海洋中的资源，建立新型的石油天然气藏模式，解决能源瓶颈问题；同时，有助于更好地理解海底地质环境，为海底地震和海啸的预警预测提供支持。