第3章沉降史

中国地质ＧＥＯＬＯＧＹＩＮＣＨＩＮＡ第３４卷第２期２００７年４月Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．２Ａｐｒ．，２００７胶莱盆地位于胶东半岛，是一个经历了多阶段构造演化历史和改造作用的白垩纪断陷盆地，由不同性质的盆地原型叠加而成。

该断陷盆地西界为郯庐断裂中段的沂沭裂谷系，南界为苏鲁造山带（图１）。

盆地基底横跨２个不同性质的构造单元：东南部为胶南隆起带，属于苏鲁造山带的北带；西北部为胶北隆起，属于华北地块的组成部分，两者界线位于五莲—即墨—牟平断裂带［１］。

由于其特殊的大地构造位置，胶莱盆地的研究一直受到大地构造学家的关注。

随着石油勘探的深入和资料的积累，对盆地地层序列、沉积特征、深部结构、构造样式、地球物理场特征、构造演化历史等方面的认识也在逐渐深化［２－６］，对胶莱盆地含金矿性研究也取得了重大的突破［７］。

研究结果表明，胶莱盆地在白垩纪时期经历了多阶段演化历史，盆地伸展构造出现时空叠加、复合和改造，形成复杂的伸展构造样式［８，９］，不同性质的盆地原型遭受了后期不同类型改造，成为一个典型的复合改造型断陷盆地。

笔者基于沉积－沉降分析方法，并运用盆地叠合与盆地改造的研究思路，对胶莱盆地地层层序、盆地原型、沉积－沉降速率等进行了分析，恢复了早白垩世莱阳群沉积期的盆地原型，探讨不同构造演化阶段的盆地伸展动力学背景，为胶莱盆地油气勘探提供基础地质依据。

１地层序列胶莱盆地基底由太古界胶东群、元古界荆山群、粉子山群和蓬莱群等组成。

盆地盖层包括白垩系和古近系。

白垩系由３套地层组成，自下而上为下白垩统莱阳群、下白垩统青山群和上白垩统王氏群；古近系为五图组或黄县组［１０－１１］。

下白垩统莱阳群是本文重点研究层系，对应一套河湖相沉积，在盆地的各个凹陷中均有发育，其沉积规模及地层序列受到凹陷大小和沉降幅度的制约。

该群分为６个组，自下而上为：逍仙庄组、止凤庄组、马耳山组、水南组、龙旺庄组、曲格庄组［２］（图２）。

底部逍仙庄组为一个独立的沉积旋回，岩性以灰黑、灰绿、灰黄色页岩夹粉砂质灰岩为主，代表了胶莱盆地形成初期的沉积建造；从止凤庄组到曲格庄组成了另一个湖进—湖退沉积旋回，碎屑物粒度呈粗—细—粗变化［１２］，代表盆地断—坳演化过程。

• 洪积土的工程特性： • 1）靠近坡脚段为较粗的碎屑土，土质均匀，地势 高、地下水位低，地基承载力高； • 2）离山区远的地带由粉土、黏土颗粒组成，受周 期性干燥及可溶盐的胶结作用，承载力高； • 3）中间段由于受前沿细颗粒的影响，常有地下水 溢出，或形成沼泽，承载力较低。 • 另外：洪积扇富水，可做水源地。
坡积物的特点： 1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。 2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。 坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土 基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。 由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质 粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可 达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。 坡积土上建设应注意的问题： ①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。 ②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。 ③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
1、残积物
岩石－（物理、化学）风化－ 残留在原地
残积物－残积土－残积层
壳风 化
土壤层 残积物 化岩石 新鲜岩石
残积物成分与 母岩有关 残积物厚度与 地形有关
强风化
半风 中风化
弱风化
• 2、坡积层 • 坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的土。即 是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥 蚀，顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形 成的沉积物。其成份与坡上的残积土基本一致。由于地形 的不同，其厚度变化大，新近堆积的坡积土，土质疏松， 压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残 积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度， 而表面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长，搬运、沉 积在山坡下部的物质就越厚，表面倾斜度就越小。 • 片流（坡流、面流）——在降雨或融雪时，地表水一部分 渗入地下，其余的沿坡面向下运动。这种暂时性的无固定 流槽的地面薄层状、网状细流称为片流。片流搬运的物体 在坡麓堆积下来，形成坡积土。

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内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造——地表形态的塑造者
外力地质作用破坏和重塑地表形态——地表 形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。
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第二节 地质年代
• 绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用
于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。
倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。
倾角(dip angle)：岩层层 面与水平面的最大锐角。
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产状三要素(elements of attitude)
表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表
示，通常格式是： 走向南西200°，倾角南东
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我国干湿地区划分图 16/63
潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。如东南沿海。
干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。
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中国地势分布示意图
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大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
地震作用(earthquake)
地内机械能突 然释放，以弹性 波的形式传播到 地表引起猛烈冲 击。
汶川地震
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岩浆作用（magmatism）
岩浆形成、运动、 演化、冷凝。
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变质作用(metamorphism)
在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发 生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。
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2. 岩浆岩与围岩接触关系

3.5 滨线轨迹 Shoreline trajectories
正常海退Normal Regressions
正常海退三角洲沉积序列
滨线上滨面加积砂岩
3.5 滨线轨迹 Shoreline trajectories
正常海退Normal Regressions
高位体系域
海侵
异源控制因素的特征
3 气候变化
Milankovitch旋回
Milankovitch频段有关的气候旋回比较普遍，大量的 研究已在湖泊、海洋、碎屑岩及碳酸盐体系都发现了 该频段的沉积旋回；
Milankovitch周期的主要参数
偏心率（Eccentricity）：0.1~0.4Ma 倾斜度（Obliquity）：0.04Ma 岁差（Precession and nutation）：0.02Ma
异源控制因素的特征
1 海平面变化
3.2 沉积作用的异源控制因素 Allogenic controls on sedimentation
异源控制因素的特征
2 构造沉降
构造沉降与盆地边缘类型
3.2 沉积作用的异源控制因素 Allogenic controls on sedimentation
异源控制因素的特征
3.2 沉积作用的异源控制因素 Allogenic controls 源供应
沉积物供给从本质上讲是气候和构造作用的结果。
3.2 沉积作用的异源控制因素 Allogenic controls on sedimentation
内因沉积物供给
4 物源供应
侵蚀 侵蚀
海 侵 期Transgressions
以侵蚀作用为主的滨线海侵期的海岸
3.5 滨线轨迹 Shoreline trajectories 强制海退 Forced Regressions 强制海退体系的滨线迁移轨迹 海陆过渡带： 伴随着滨线强制

第三章 地震层序与地震相分析
3．地质分层、地震分层与层序地层学分层的区别 与联系
一 、 地 震 层 序 的 划 分
地质分层是根据钻井取心的岩性、古生物及其它特征作出的。而 更大量的分层则是依据测井曲线特征得出的。 地震分层是根据剖面中的连续强相位确定的。多年来每个探区都 已形成一套统一的波组划分方案，并指导着地震解释和油气勘探。不 过它们主要是用来进行构造解释。 层序地层的分层则是为了满足地层学和沉积学研究，根据地震反 射特征中提出的分层意见。这一工作近年来才刚刚开始，还没有形成 各大探区统一的分层方案。尽管上述3种分层方案应当是统一的，然而 由于客观地质现象的复杂性，由于地震资料垂向分辨率的限制，以及 其它技术上的原因，在目前状况下，要做到完全的统一还有困难。 从地质分层上看，尽管人们努力从古生物解释方面力求明确地层 的时代 (时间) 界面，但是由于资料获取方面的困难，实际上，除了代、 纪、世级的分层外，在更细的分层上，更多的还必须依靠测井资料确 定的岩石地层单元。在某些地区或某些地段，它们的穿时现象是十分 明显的。不克服这些弱点，将会给油气勘探带来重大影响。
第三章 地震层序与地震相分析
二 、 地 震 相 概 念 及 划 分 标 志
前积充填往往和扇或三角洲有密切关系。 研究盆地充填必须与研究盆地的性质紧密联系。就一个盆地或凹陷 的性质来说有侵蚀型的 (如侵蚀谷)、有拗陷型的、有地堑型的、有单侧 断陷 (箕状断陷) 型的，不同性质的盆地(或凹陷、谷地、断陷) 对其上覆 地层的充填类型有明显的影响。解释人员应当摆脱单纯的形态或地震相 分类，通过分析找出它们的成因特征。
一 、 地 震 层 序 的 划 分
第三章 地震层序与地震相分析
一 、 地 震 层 序 的 划 分

石
２１ ０ １年 ９月
油
地
质
与
工
程
ＰＴ ＯＥ Ｅ Ｒ Ｌ ＵＭ Ｅ Ｌ Ｙ Ａ Ｎ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｇ Ｏ ＯＧ ＮＤ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｒ Ｎ
第２ ５卷
第 ５期
文 章编 号 ：６ ３ ２ ７ ２ １ ） ５ ０ １ ５ １ ７ —８ １ （０ １ ０ —０ ０ 一Ｏ
歧 深 地 区 沙 三 段 沉 降 特 征 及 其 与 构 造 演 化 的 关 系
资源 勘 查 工 程 专 业 ，０ ９年 获 中 国地 质 大 学 （ ２０ 武汉 ） 洋 地 质 专 海
业 硕 士 学 位 ， 主 要 从 事 海 洋 地质 科 研 工 作 。 现 基 金 项 目 ： 国石 油 大 港 油 田公 司重 点 科 研 项 目“ 深地 区沙 三 中 歧
段 地 震 地 质 综 合 研 究 与 目标预 测 ” Ｄ （ ＧＹＴ一２ ０ ０ ７一Ｊ 一５ １ ） Ｓ ３５ 。
杜 民 陆 永 潮 李 ， ， 锐
（ ． 州 海 洋 地 质 调 查 局 ， 东 广 州 ５ ０ ６ ；． 国地 质 大 学 （ 汉 ） １广 广 １ ７０ ２ 中 武 资源 学 院 ）
摘要 ： 对歧 深 地 区重 点 勘 探 层 段 进 行 沉 降 史； ， 了解 其 沉 降速 率 的 时 空展 布 特 征 ， 漠拟 可 同时 也 可 以研 究 沉 降特 征 与 盆 地 构造 演化 阶段 之 间 的 关 系 。 以歧 深 地 区的 三 维地 震 资料 为基 础 ， 理 选 取 各 项 模 拟 参 数 ， 用 Ｅ Ｍ 盆 地 模 拟 合 利 Ｂ
史研 究提 供 时空框 架 ＿ 。 。构 造 沉 降速 率及 沉 降 量 ２］ ￣ 直接 受控 于 盆地类 型 及其 形 成 机 制 ， 沉 降 史 分 析 故

No. 8
No. 9
2010-6-4
1N4o. 10
2010-6-4
1N7o. 11
（3）生物沉积与地层形成
生物筑积作用：是生物礁地层形成的一 种特殊形式。原地生物形成生物格架， 之后别的填隙物充填。
地层特征：地层一般呈丘状隆起，岩层多 具块状构造。在形式上，可以表现为侧 向加积或垂向加积。
不同环境的水动力条件及其变化规律不同， 形成的旋回沉积序列也不同。
No. 15
控制地层旋回沉积作用的因素主要有环 境单元变化造成的水动力条件、物理化学 条件、生物条件的变化、海平面升降、沉 积物源性质、盆地基底的构造活动、古气 候的变化等。
根据成因，旋回沉积作用可分为不同的 类型，例如生物筑积作用等沉积体自身作 用为主的旋回沉积作用、曲流河的侧向加 积作用、三角洲等由于沉积盆地内环境单 元变迁形成的旋回沉积作用等。
现实主义原理是相分析的主要理论依据。 为了要对地层进行相分析，首先必须了解现 代沉积的不同结构、构造及其形成的环境条 件，然后以历史比较的观点，对古代地层的 相应特征作出环境条件的推论。
No. 24
注意：地质作用赖以进行的环境条件是 随时间的推移不断变化的，在运用现实 主义原理进行相分析时，不可机械的套 用现代模式，不仅要注意古、今地质作 用的相似性，还要考虑其差异性，而且 距今年代越久远，差异越大。
No. 16
曲流河
河流作用为主的三角洲
No. 17
海滩
碎屑岩潮坪
No. 18
No. 19
第二节 沉积相有关概念及主要相标志
No. 20
一、沉积环境和沉积相
➢ 沉积环境：具有独特的物理、化学和生物条件的自然地理单元 （河流环境、湖泊环境、滨海环境等）

注意：地质作用赖以进行的环境条件是 随时间的推移不断变化的，在运用现实 主义原理进行相分析时，不可机械的套 用现代模式，不仅要注意古、今地质作 用的相似性，还要考虑其差异性，而且 距今年代越久远，差异越大。
瓦尔特相律（相序递变规律）——
(J Walther，1894) :只有那些彼此毗邻的相和相区，才 能原生地重叠在一起; 即可以根据相邻沉积相在纵向上 或横向上的变化预测其在横向上或纵向上的变化。
沉积构造的几种主要类型 ：
(１)层理： 由于季节性气候的变化，沉积环境 的改变，使先后沉积的物质在颗粒 大小、排列方式、形状、颜色和成 分上发生相应变化，从而在垂向上 显示出来的成层现象。大都与沉积 同时形成，所以能很好地反映水动 力条件。
多数层理由牵引流形成。即水 在流动过程中使水底松散的颗粒 产生波痕，并因波痕的移动而形 成各种层理，主要有交错层理， 水平层理和平行层理。
二、沉积环境的主要
识别标志
相标志：一定沉积环境内独特的物 理、化学和生物作用形成的能反映 沉积环境条件的沉积特征。
沉积环境（相）研究方法
矿物成分 和岩石类型 沉积岩层 的构造
岩石 的颜色
岩石 的结构
沉积环境（相）研究方法
古生物的种类和生态不仅可确定海相与非海 相，而且还可指示水域的深度、盐度、温度 和浊度等。近年来不仅重视遗体化石，而且 还用遗迹化石资料来判断沉积环境。
Fe3+∶Fe2+ ＞ 3.0 ， 则岩石显红色。 Fe3+∶Fe2+=3-1.6 ， 呈紫色、砖红色、棕色 等。 Fe3+∶Fe2+ ＜ 1.6 ， 呈浅绿灰色或灰色。 Fe3+∶Fe2+ 近 于 0 ， 则呈黑色。

期Age
时Chron 层Bed
3.3 地质年代的分类及确定方法
地球从形成至今已有46亿年，地史学中，将各个地质历史
时期形成的岩层，称为该时代的地层。各地层的新、老关系 在地质构造形态的判别中有着非常重要的作用。
地质学中计算时间有两种方法:
绝对年代：表示地质事件发生至今的年龄称为绝对年龄（同
位素年龄）； 相对年代：表示地质事件发生的先后顺序为相对年代。
寒武纪的三叶虫
侏罗纪的恐龙
注意寻找和采集古生物化石标本，尤其是标准化石， 就可以依据古生物地层学方法确定岩层的地质年代。
3. 切割律
不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，就侵入岩与 围岩相比，侵入者时代新，被侵入者时代老，这就是切割律 就包裹者与被包裹者来说，包裹者新，被包裹者老。
此方法还适用于有交切关系的地质体，砾岩与石灰岩为不 整合接触关系，不整合面以下的石灰岩年代较老，不整合面 以上的砾岩年代较新。
古生代
中生代
新生代
各个代、纪延续时间不一，总趋势是年代越老延 续时间越长，年代越新延续时间越短。 年代越新者保留下来的地质事件的记录即地层越 全，划分越细。 地质年代单位的划分也考虑到生物进化的阶段性， 年代越新，生物进化的速度加快，反映出地质环 境演化的速度在加快。
3.2 地方性岩石地层单位
地方性岩石地层的划分 首先是调查岩石 性质、运用确定 相对年代的方法 研究它们的新老 关系.
2. 古生物法
沉积岩中保存的各地质历史时期的生物遗体和遗 迹称为化石。
不同地质时代的岩层中含有不同类型的化石及其组 合，而在相同地质时期的相同地理环境下形成的地层， 则都含有相同的化石，这就是生物层序律。
在某一环境阶段，能大量繁衍、广泛分布，从发生、 发展到灭绝的时间越短，并且特征显著的生物，其化 石称为标准化石 例如，寒武纪的三叶虫，侏罗纪的恐龙等等，在每 一地质历史时期都有其代表性的标准化石。

１ １ 地 层单 元的埋 深和 厚度 分 析方 法 ．
岩层 的孔 隙度 随埋 深 的变化 可用 下式嘲 来描 述 ：
（ ）一 ０ 一 ｚ ｅ （） １
式中， ｚ为沉 积 物 的埋 藏 深度 ， （ ） ｍ； ｚ 为深 度 ｚ 的沉 积物 的孔 隙度 ， ； 为 沉积 物沉 积 时（ 一 ０ 的原 处 ｚ ） 始 孔 隙度 ， ； 为 岩层 的压实 系数 。 ｃ 假 设某 岩层 的厚度 为 Ｈ ， 、 界面 深度 为 ｚ 顶 底 和 ｚ ， 隙度一 度关 系式 为 （ ） 则有 ： ：孔 深 ｚ，
ｋ／ ； ｇ ｍ。 Ｐ 为沉 积物 的平 均密 度 ，ｇ ｍ。 △ Ｌ为海 平 面的变 化 幅度 ， Ｗ ｋ／ ； Ｓ ｍ； 为古 水 深 ， 为基 底 响应 函 ｍ；
数， 当局部 均衡 时取 一 １ 当 区域 均衡 时取 ０＜ ＜ １ ， 。 考虑 到准 噶尔盆 地南 缘 中 、 生代 主 要为 陆相沉 积 ， 层 单元 沉 积 时古 水 深 较 浅 ， 在计 算 中水深 和 新 地 故
准 噶 尔 盆 地 南 缘 中 新 生 代 构 造 沉 降 史 分 析
吕 Ｊ Ｉ （ 荣 胜利油田 有限公司东辛采油厂， 山东 东营 ２ ０４ ５ ０） ７ 汪 新 文 （ 地质大学 （ 中国 北京）地球科学与资源学院， 京 １０８） 北 ０３ ０ 沈 勇 伟 （ 油田分公司采油二厂地质所， 新疆 新疆 克拉玛依 ８４ ７ ３０ ） ０
海 平面校 正均 予略 去 ， 样式 （ ） 为 ： 这 ４ 变
Ｙ—Ｓｐ— ｆ ＼ ｍ
Ｐ ，
１
（ ５ ）
通 过压 实校正 后 ， 即可求 出构 造沉 降量 ｙ。
砂 岩 、 岩 的初始 孔 隙度 、 泥 压实 系数 、 骨架 颗粒 密度 等参 数 的准 确 求取 比较 困难 ， 合 相关 井 孔一 结 深关 系 的计 算 ， 定砂 岩 的初始 孔 隙度 为 ５ ， 设 ６ 砂岩 压 实 因子 （ 砂） ０ ３ ｋ 砂 岩骨 架 颗粒 密度 （ ）为 Ｃ 为 ． ９ ｍ－ ， Ｉ砂 Ｄ

趋势与思路：多种因素、综合分析、资料和技术积累
一、地球收缩与膨胀说
A、收缩说（Contraction tectonics）
源于皱缩苹果与冷却地球的直观对比 Because of cooling and contracting, the earth’s crust has
gradually been compressed, forming mountain ranges full of folded and faulted strata, just as skin of dried apple.
一、地球收缩与膨胀说
A、收缩说（Contraction tectonics）
James Dana （1813--1895）：大洋是冷却收缩下沉 而成的， 在收缩程度不同的块体的交接部位会出现裂缝、褶皱隆起和 抬升。
John Pratt (1809--1877)： 解释重力异常，认为山脉是较热的 部分，密度较小；而海盆是较冷的部分，密度较大，由于热 量分布不均匀，致使地球表面不均匀收缩而形成山脉。
收缩说存在问题：固定论、认为全球应力场都相同、无大规 模水平运动
一、地球收缩与膨胀说
A、收缩说（Contraction tectonics）
James Dana （1813--1895）：大洋是冷却收缩下沉 而成的， 在收缩程度不同的块体的交接部位会出现裂缝、褶皱隆起和 抬升。
John Pratt (1809--1877)： 解释重力异常，认为山脉是较热的 部分，密度较小；而海盆是较冷的部分，密度较大，由于热 量分布不均匀，致使地球表面不均匀收缩而形成山脉。
Hilgenberg (1933) 地球膨胀——硅铝质地壳 拉张破裂——大陆裂解、大洋形成

正确
地层的原始厚度
地层的沉降速率 被压实后的缩减厚度
与现在实际厚度比较
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重新调 整参数
不正确
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2.反演模型--------回剥技术
❖ 基本原理： 地层随埋藏深度增大，厚度变小，但其骨架厚度基 本不变，唯一变化的是其孔隙度，除非发生剥蚀或断层等。可 以按照现今的地层厚度，一层层地剥去，并恢复在地史中的厚 度。
Mckenzie纯剪切模型
初始沉降(Si)：
岩石圈减薄引起的沉降
冷却沉降(Sh)：
岩石圈冷却引起的沉降
构造沉降 = 初始沉降 + 冷却沉降
负荷沉降是建立在艾利(Atry)地壳均衡原理之
上的c该学说认为，当盆地基底因某种动力作
用产生沉降时，地壳表面形成的空间将由水来
Airy均衡模充式填。由于沉积作用，这些水域全部（a)或部
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二、盆地的下沉机制
盆地的下沉就是地壳的下沉，它由地球动力学环境所决定
虽然目前已经提出了重力作用、热力作用、应力作用等若干机制， 但是，对详细的机理还存在许多争论。
⑴构造因素，岩石圈伸展减薄； ⑵热力作用因素，岩石圈冷却收缩； ⑶沉积物负荷引起的均衡补偿作用； ⑷地壳深部的变质作用； ⑸板内应力作用。
第五章 盆地沉降埋藏史分析(地史)
一、盆地的沉降与充填及其石油地质意义 二、盆地下沉的机制 三、沉积盆地沉降埋藏史的恢复
（一）压实过程中孔隙度的变化 （二）埋藏过程中的沉积厚度和沉降幅度 （三）埋藏沉降史的恢复原理 （四）基础资料的准备和处理
四、不同类型盆地沉降史特征
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一、盆地的沉降与充填及其石油地质意义

坡积物的特点： 1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。 2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。 坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土 基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。
由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质 粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可 达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。 坡积土上建设应注意的问题： ①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。 ②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。 ③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
• 它以人类的出现为开始，哺乳动物兴盛， 气候波动剧烈，各种陆相沉积发育。
• 有冰期和间冰期之分，更替达20多次。
二、第四纪沉积环境
• 1.沉积环境：指形成松散碎屑物的地形、地 貌、动力、生物、无力、化学等因素的总 和。
• 2.沉积环境对沉积物特征的影响： • （1）动力愈强，搬运颗粒越粗； • （2）距离越远，颗粒磨圆程度越好； • （3）颗粒越粗，沉积物越易成单粒结构； • （4）搬运越远，沉积物分选性越好。
• 3.第四纪沉积物的总体特征：
• （1）岩性松散： • ——习称“松散堆积物”，也有胶结甚至固结的。是确定
第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火山岩、强钙质胶 结的沉积物外。
• （2）富含生物化石 • （3）地层对比较困难 • （4）人类活动迹象明显
• 4成因类型：
三、第四纪沉积层
• 1、沉积层 • 残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土，而
1、残积物
岩石－（物理、化学）风化－ 残留在原地

长石粒内溶蚀孔隙及粒间溶孔
砂 岩 内 的 溶 孔
溶孔亮晶鲕粒白云岩，发育负鲕结构（粒内溶孔和示底构造）
负鲕
负鲕
负鲕
5. 自生矿物的形成
自生矿物和结核代表着成岩、后生、表生作用阶段响 应的地球化学微环境，可以作为阶段划分的重要标志。 自生矿物和胶结物没有严格的定义区分。 常见的自生矿物有：海绿石、鲕绿泥石、沸石、粘土 矿物、菱铁矿、自生长石、自生硅质矿物、莓状黄铁矿、 铁白云石等。
次生加大的石英
鲕绿泥石
石英次生加大及片状伊利石充填
绿泥石
川中地区包浅001-1井须二段砂岩
粒间残余孔隙内见伊利石、黄铁矿颗粒
最常见的现象是交代、重结晶、次生加大等。
4.表生成岩作用
较深埋藏的岩石，被抬升到潜水面以下，在常温常压的 条件下，在渗滤水和浅部地下水(包括上升水)的影响下所发 生的变化，称为表生成岩作用。 表生成岩作用与暴露于地表或潜水面以上的岩石所遭受 的风化作用是不相同的，风化作用是一种“去石化作用” ， 是使岩石发生解离和成壤作用。而表生成岩作用表现为次生 胶结、交代、某些物质的富集以及成矿作用。表生成岩作用 的强度取决于岩石的渗透性、岩性及古地理、古气候等条件。
连生胶结（嵌晶结构）— 方解石胶结物的重结晶作用
单体六方板状，集合体书册状、蠕虫状高岭石晶间孔
5.溶解作用
砂岩中的任何碎屑颗粒、杂基、胶结物和交代矿 物，在一定的成岩环境中都可以不同程度地发生溶解作 用。溶解作用的结果形成了砂岩中的次生孔隙。 如果溶解作用仅仅是砂岩中的原生胶结物被全部溶 解掉，那么所形成的次生孔隙的结构特征与原生孔隙完 全一致。如果碎屑颗粒与自生矿物被溶解或部分溶解， 则所形成的次生孔隙结构与原生孔隙有很大的差别。早 期形成的次生孔隙，又可被后来的胶结物充填，交代矿 物又可对碎屑和自生矿物进行再交代，以后又可再度发 生溶解。这样，砂岩的孔隙结构可以发生极大的变化。

The proportion of suspended load to bed load sediment.
辫状河沉积
Tanana River, Fairbanks, Alaska, USA
Braided Stream: These streams move tremendous amounts of gravel but usually look low or even empty
砾
质 辫
河道/纵向沙坝
河漫滩不发育 心滩/席状砂坝
状
河
沉
积
砾质→砂质辫状河沉积
A BC B
AB C
冲积扇(西藏羌塘)
洪积扇
冲积扇(金寨)
冲积扇(金寨)
冲积扇(湖北浠水马垅，K-E)
砾质辫状河，克兹尔塔格组，D3,新疆阿克苏?源自砂 质 辫 状 河 沉 积
砂 质 辫 状 河 沉 积 模 式
砂质辫状河(克拉玛依,J)
砂砾质辫状河(迁安,滦河)
辫状河沉积特征和沉积序列
河 漫 滩：粉砂岩和泥质岩，小型流水波痕和
（不发育） 交错层理（垂向加积）
河道砂坝：砾岩、含砾砂岩、砂岩，流水波痕和
交错层理（板状、波状、楔状、槽状 交错层理），叠瓦状组构
滞留沉积：砂岩、砾岩，大型槽状交错层理，底
部冲刷面
A network of small channels separated by small and often temporary braid bars. Highly mobile
High slope and/or large sediment load(0.016ft/ft for 0.0042 cu.m/s)
曲流的裁弯取直——牛轭湖形成

幻灯片1第三章地层形成的沉积环境沉积作用、古地理第一节沉积古地理学的概念和定律一、沉积环境：一个具有独特的物理、化学和生物特征的自然地理单元。

二、沉积相：能够反映沉积环境的岩石及古生物特征的综合。

或者说，相是形成特定沉积环境的一套有规律岩石和生物特征的组合。

三、相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间（横向）上的变化。

相变：沉积相在空间上横向的变化。

幻灯片2三、相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间（横向）上的变化。

Sandstone faciesShale & coal faciesCarbonate faciesShale faciesFacies changes幻灯片3四、相分析(facies analysis)：综合地层的岩石特征和生物特征，推断其成因（沉积环境和沉积作用）相分析三要素1、基本素材M a t e r i a l2、基本原理P r i n c i p l e s3、模式M e t h o d o l o g yM u d c r a c k s+R a i n d r o p s 幻灯片4Induction（归纳）， Deduction（演绎）幻灯片5五、相对比定律：19世纪末期由德国学者瓦尔特（J.Walther，1894）提出，“只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在一起”。

并进一步研究认为：岩相类型在时、空分布上存在着内在的联系（相变）。

相对比定律又称瓦尔特定律即在垂向上整合叠置的相是在侧向上相邻的沉积环境中形成的。

幻灯片6相对比定律:只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在一起”。

并进一步研究认为：岩相类型在时、空分布上存在着内在的联系（相变）。

相对比定律又称瓦尔特定律幻灯片7六、均变论Uniformitarianism“The past history of our globe must be explained by what can be seen to be happening now”(James Hutton). It was named Uniformitarianism by Charles Lyell (1830; Hutton, 1795)幻灯片8Mars幻灯片9幻灯片10Deep biosphere热液喷口是最具化学多样性的微生物生长地. 地球化学梯度和热梯度提供了多种微生物（嗜冷、温、热、压、酸、碱、盐菌）聚集的小生境表层生物圈仅占生物生成空间的3%，深部生物圈则占生物生成空间的97%，深海极端条件下生活的极端生物，其2/3的基因与迄今科学上的已知基因不同。

)
45
沟－弧－盆体系
被动大陆边缘
主动大陆边缘
46
西 太 平 洋 型 大 陆 边 缘
47
中国
西 太 平 洋 型 大 陆 边 缘
48
安第斯型大陆边缘
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四 古地磁学方法
不管是火成岩还是沉积岩都含有磁性矿物，这些 矿物在岩石形成时受到地磁场的磁化影响，在 岩石中保留了可以指示当时地磁方向的磁偏角 （D）和磁倾角（I）等剩余磁性。 如果采用退磁措施，消除以后地壳运动对原有剩 余磁性的叠加影响，恢复岩石形成时的磁化方 向，就可利用左侧公式计算出古纬度（λ）。 根据采样点位置，可以确定古板块当时的古纬度， 通过同一板块不同时期的古地磁古纬度分析， 可以推断板块的运动方向和距离。
加勒比板块 科科斯板块
纳兹卡板块
南美板块
南极板块
24
1 板块
被各种边界（洋中脊、海沟、转换断层、
古缝合线等）限定的岩石圈（地壳和上 地幔）块体
25
2 板块边界
离散型板块边界：洋中脊 （形成新的岩石圈） 会聚型板块边界：海沟（岩石圈消减） 转换断层型板块边界：转换断层 （不形成新的岩石圈，也无岩石圈消减）
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（三）双变质带
指板块碰撞俯冲带附近发育的 1 高压低温变质带（蓝闪石片岩） 2 高温低压变质带（红柱石、矽线石、兰 晶石），它们往往沿缝合线相伴出现
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三 古大陆边缘的识别
1 被动大陆边缘 (大西洋型) 无洋壳俯冲带 2 主动大陆边缘 (活动大陆边缘 (西太平洋型和安第斯型) 有俯冲带
②汇聚背景的大地构造相：包括上消减带 蛇绿岩相、大洋岛弧相、消减/增生杂岩 相、弧前盆地相、弧后盆地相（陆内）、 弧后盆地相（洋内） ③碰撞背景的大地构造相：包括洋内碰撞 相、残余洋盆相、碰撞前伸展盆地相、具 洋壳侵入的前渊相、具陆壳侵入的前陆盆 地相、与隆升相关的构造环境