盆地古构造-地貌恢复原理和方法
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发布时间：2022-04-23 01:03
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时间：2023-07-08 21:45
坡折带对沉积相和砂体的控制是通过对沉积基准面和古构造斜坡的控制而实现的。对裂陷期构造坡折带的研究可以通过详细的构造研究比较容易地进行。对于裂后期演化阶段，盆地的沉降主要是由沉积负荷、热动力和海平面变化所控制的。从三亚沉积时期开始，莺歌海盆地进入裂后热沉降阶段，断裂体系不发育，因而，难于通过构造坡折带的概念来进行岩性储集体的预测。在本次研究中，我们采用“回剥技术”，通过计算盆地的沉降量定量恢复盆地发育某一时期的原始地貌形态，然后结合盆地的构造、层序地层和沉积体系的分析，确定原始古地貌对一些特殊油气储层，如盆底扇的控制作用。
1.基本原理———定量确定盆地沉降量的回剥技术
计算沉降量一般采用回剥技术。该技术是采用反演的方法来恢复沉降史的地史分析方法，目前已成为盆地分析中的一种常规技术。基本的原理是质量守恒和沉积压实原理。随着埋深的增加、地层负荷加大，导致沉积物孔隙度变小，所以，要恢复地层的原始厚度必须进行去压实校正。
回剥技术建立在地层骨架厚度保持不变的前提下，从已知地层分层参数出发，按地层年代逐层剥出。期间考虑沉积压实、间断及构造时间等因素，直至全部地层回剥为止，最终恢复出各地层的埋藏史(图5－7)。
图5－7 回剥过程示意图
地质历史时期的盆地通常有一定的古水深，而且各个沉积单元沉积时的古水深不同，尤其是深水相区，水深对沉降量的计算不容忽视。这时盆地的总沉降量应该是沉积厚度和古水深之和。
此外，沉降幅度一般是以现今海平面为基准计算的，而古水深是以当时的海平面为基准的。层序地层学的研究表明，古今海平面的变化较大，因此，沉降史回剥中还应该进行海平面变化校正。
通过上述几个方面的校正，最终即可得到盆地的原始沉降深度。图5－8表示了盆地沉降量计算流程。
图5－8 盆地沉降史模拟流程图
2.数据的采集和参数的选取
盆地沉降量的计算是通过计算机来进行的。为了确定出研究区范围内沉降量，首先选取了近40条跨过全区的地震剖面，采集了从海平面到T60界面的分层数据，并运用下列时深转换公式确定了它们的深度值:
Y=0.1189×T1.3055
式中:Y为深度值，单位为m;T为双程时间，单位为ms。
为了进行去压实校正，需要确定各层序的岩性或岩性组合，这主要是通过钻孔岩心、测井和地震相的分析确定。表5－1是正常压实情况下单一岩性通常采用的压实系数(c)和表面孔隙度(φ)。混合岩性可按此数值按比例加权得出。
表5－1 不同岩性的物性参数
(据Sclater等，1980)
沉积盆地水深较大时，必须作水深校正才能得出正确的构造沉降量。古水深的估计是通过沉积相分析，古生物组合和作过古水深研究的钻井等进行。
根据本区的情况，并参考现代南海海区的水深变化来确定古水深。一般的取值如下:海岸平原古水深为0;滨海为20～30m;浅海为<200m，半深海为<500m。
此外，莺歌海盆地中中新世之后，陆架陆坡体系开始形成，可以根据地震剖面上大型前积层去压实校正后恢复的古斜坡形态，估算古水深(图5－9)。
由于绝对海平面的变化有较多的争议，故本项研究中未考虑海平面变化的影响。通过上述数据的采集和各种参数的确定，形成各个剖面的沉降量分析数据库，输入计算机即可获得各个剖面不同时期的盆地的沉降量。
图5－9 古水深测量示意图
3.古地貌图的编制
古地貌图由盆地发育某一个时期的等深度线来表示。编制步骤如下，首先对选择的测线进行回剥计算，确定不同时期的沉降量，这些沉降量实际代表了相应时期的盆地的深度;然后选择编制古地貌图的界面和时段，并将相应时段的沉降量数据转绘到平面底图之上;最后勾绘出等值线图。古地貌图上表示的基本要素主要有以下几个方面。
(1)剥蚀区和沉降区;
(2)研究区内的主要构造形迹，如重要的边界断层、层内滑脱断层和对某些重要沉积体有控制作用的断层、大型的底辟体、对沉积地貌有重要控制作用的构造，如断裂坡折带等;
(3)沉降区等深线，一方面表示了盆地沉降区内的差异沉降，另一方面显示了盆地沉降区内的地貌形态，如陆架、陆坡、深海平原、沟、槽、岭、脊等;
(4)主要的沉积单元和重要的沉积体，如低位扇、斜坡扇、三角洲、扇三角洲、下切谷充填体等;
(5)沉积物源和沉积物注入点;
(6)重要的层序界面，如初始海进面、最大海进面等。
