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文档简介
沉积盆地动力学与盆地成藏系统1.本文概述沉积盆地,作为地球表面重要的地貌单元,不仅记录了地球漫长的地质历史,而且蕴藏着丰富的油气资源。沉积盆地的形成、发展和演化过程,即其动力学特征,对盆地内油气的生成、运移和聚集起着决定性的作用。深入研究沉积盆地动力学与盆地成藏系统之间的关系,对于揭示油气藏的形成机理、预测油气资源分布和指导油气勘探实践具有重大的理论和实践意义。本文旨在系统阐述沉积盆地动力学的基本概念、研究内容和方法,分析沉积盆地动力学与盆地成藏系统之间的相互关系。文章首先回顾了沉积盆地动力学的发展历程和研究现状,然后重点探讨了沉积盆地动力学的主要研究内容,包括盆地形成的构造背景、盆地演化的动力学机制、盆地内沉积充填过程及其响应等。在此基础上,文章进一步分析了沉积盆地动力学对油气成藏的影响,包括盆地的构造格局对油气运移的控制作用、沉积充填过程对油气生成的制约作用等。本文还介绍了盆地成藏系统的基本概念和构成要素,包括烃源岩、储集层、盖层、圈闭和运移通道等。通过对盆地成藏系统的综合分析,文章揭示了沉积盆地动力学与盆地成藏系统之间的内在联系,探讨了如何利用沉积盆地动力学的研究成果来预测和评价油气资源。本文总结了沉积盆地动力学与盆地成藏系统研究的前沿问题和未来发展趋势,提出了加强多学科交叉融合、深化盆地动力学与成藏机理研究、推动油气勘探技术创新等建议,以期为推动沉积盆地动力学与盆地成藏系统研究的深入发展提供参考和借鉴。2.沉积盆地的地质特征沉积盆地通常具有明确的边界。这些边界可能是由断裂、褶皱、岩浆活动或构造隆起等地质作用形成的。这些边界不仅控制了盆地的形状和大小,也决定了盆地内沉积物的分布和类型。沉积盆地内部通常填充有厚层的沉积岩。这些沉积岩可以是陆源碎屑岩、碳酸盐岩、火山碎屑岩等,它们的形成和分布受到盆地内水动力条件、物源供应、气候条件等多种因素的控制。这些沉积岩记录了盆地形成和演化的历史,是研究盆地动力学的重要载体。沉积盆地往往发育有多套烃源岩和储集层。烃源岩是生成油气的物质基础,而储集层则是油气聚集和保存的空间。这些烃源岩和储集层的发育受到盆地内沉积相带、构造活动、古气候条件等多种因素的影响,它们的存在和分布规律对于油气勘探和开发具有重要的指导意义。沉积盆地的地质特征还表现在其热演化历史上。盆地的热演化历史受到地壳厚度、地热梯度、岩浆活动等多种因素的控制,它决定了盆地内地层的温度、压力等物理化学条件,从而影响了油气的生成、运移和聚集过程。沉积盆地的地质特征是多方面、多层次的,它们共同构成了盆地的独特面貌和内在规律。对这些特征进行深入的研究和理解,不仅有助于我们揭示盆地动力学的机制和规律,也为油气勘探和开发提供了重要的理论和实践指导。3.盆地动力学过程沉积盆地的形成和演化是一个复杂的地质动力学过程,它涉及到地壳板块运动、构造应力场、热体制和地球内部流体等多种因素。这些因素在时间和空间上的相互作用,共同塑造了盆地的形态和构造格局,进而影响了盆地内烃源岩的发育、烃类的生成和运移,以及油气的聚集和保存。盆地动力学过程首先表现为地壳板块的相对运动。板块俯冲、碰撞、转换和离散等边界条件的变化,导致地壳应力场的重新分布和构造格局的调整。这些构造活动在盆地中形成了多种类型的断裂和褶皱,为烃源岩的形成和油气的运移提供了通道和空间。同时,板块运动还导致了地壳的升降和沉降,从而影响了盆地的沉积充填和沉积相带的展布。盆地动力学过程还受到地球内部热体制的控制。地幔对流、地壳热传导和放射性生热等热机制共同构成了盆地的热背景。这些热过程不仅控制了盆地的热演化历史,还影响了烃源岩的生烃作用、油气的成熟和运移。例如,高温条件下有机质的热解作用可以促进烃类的生成,而盆地内温度梯度的变化则影响着油气的运移方向和聚集位置。地球内部流体在盆地动力学过程中也扮演着重要角色。这些流体包括岩浆、热液和烃类等,它们在盆地内通过断裂和裂隙等通道进行运移和聚集。这些流体的活动不仅影响了盆地的构造格局和沉积充填,还为烃源岩的形成和油气的生成提供了必要的物质和能量条件。盆地动力学过程是一个多因素、多机制相互作用的复杂系统。深入理解这一过程对于认识盆地的成藏条件和油气资源评价具有重要意义。未来随着地质学和地球物理学等学科的不断发展,我们将能够更深入地揭示盆地动力学过程的奥秘,为油气勘探和开发提供更加科学的指导。4.盆地成藏系统分析沉积盆地动力学与盆地成藏系统的研究是地质学领域的重要分支,它涉及到盆地的形成、发展、以及其中的油气资源的聚集和分布。在这一领域中,“盆地成藏系统分析”是一个关键的环节,它为我们理解和揭示油气资源的形成和分布规律提供了重要的理论基础和实践指导。盆地成藏系统是指在一定的地质时期内,由于沉积作用、构造作用和地球化学作用等多种地质过程的共同作用,形成的具有特定结构和功能的油气资源聚集系统。这一系统通常包括了油气的生成、运移、聚集和保存等关键环节,是油气资源形成和分布的基本单元。盆地成藏系统的动力学机制是研究油气资源形成和分布的关键。这包括了盆地的沉积充填过程、构造演化过程、流体动力学特征以及热演化历史等多个方面。通过对这些动力学过程的分析,可以揭示油气资源的生成条件、运移路径和聚集规律。根据不同的地质条件和成藏机制,盆地成藏系统可以被划分为不同的类型,如克拉通盆地、裂谷盆地、前陆盆地等。每种类型的盆地都有其独特的地质特征和成藏规律。通过对盆地成藏系统的分类和评价,可以为油气勘探和开发提供科学依据。盆地成藏系统的勘探技术是实现油气资源有效开发的重要手段。这包括了地震勘探、钻井技术、测井技术、地质解释和建模技术等。通过对盆地成藏系统的深入研究,可以指导勘探技术的选择和应用,提高油气资源的发现率和开发效率。盆地成藏系统的研究不仅关注地质学问题,还需要考虑其对环境和社会经济的影响。油气资源的开发会对环境产生一定的影响,如地表破坏、水污染和温室气体排放等。在进行盆地成藏系统分析时,需要综合考虑环境保护和可持续发展的要求,实现油气资源的绿色开发。通过对“盆地成藏系统分析”这一段落的深入探讨,我们可以更好地理解油气资源的形成和分布规律,为油气勘探和开发提供科学依据,同时也为环境保护和可持续发展做出贡献。5.沉积盆地与能源资源沉积盆地的定义与特征:文章可能会对沉积盆地进行定义,即沉积盆地是由沉积作用形成的地表或地下的低洼区域,具有复杂的地质结构和丰富的沉积物。这些沉积物在长期的地质作用下,形成了不同的岩石类型和沉积环境。能源资源的形成:沉积盆地是油气等能源资源形成的重要场所。在沉积过程中,有机质的沉积和埋藏为能源资源的形成提供了物质基础。随着时间的推移,这些有机质在一定的温度和压力条件下,转化为石油和天然气。盆地成藏系统:文章可能会详细介绍盆地成藏系统,包括油气的生成、迁移、聚集和保存等过程。这些过程共同决定了油气资源的分布和储量。沉积盆地的地质结构和沉积环境对油气的聚集和保存起着至关重要的作用。能源资源的勘探与开发:沉积盆地的动力学特征对能源资源的勘探和开发具有指导意义。通过对沉积盆地的深入研究,可以更好地理解油气资源的分布规律,从而提高勘探的成功率和开发效率。环境与可持续发展:文章可能会讨论沉积盆地在能源资源开发中所面临的环境问题,以及如何在保证资源开发的同时,实现可持续发展。这包括对沉积盆地生态系统的保护,以及对开发技术的环境友好性进行改进等。沉积盆地与能源资源的关系是复杂而密切的。通过对沉积盆地动力学和成藏系统的研究,不仅可以为能源资源的勘探和开发提供理论支持,还可以促进资源的合理利用和环境保护。6.环境与沉积盆地沉积盆地的形成和发展,是地球动力学、板块构造、地壳运动、气候变化以及地表侵蚀等多重地质因素共同作用的结果。沉积盆地动力学研究的核心,在于理解这些环境因素如何影响盆地的形成、演化和消亡。环境因素对沉积盆地的空间分布有重要影响。例如,在板块边界,洋壳与陆壳的相互作用会形成一系列的被动大陆边缘盆地、前陆盆地以及弧后盆地等。这些盆地的形成和分布,直接受到板块运动方向和速度的控制。而在板块内部,地幔热柱活动、地壳热膨胀等因素,也可以形成热沉降盆地,如北美的大西洋沿岸盆地。环境因素对沉积盆地的沉积过程和沉积物类型有决定性影响。例如,在湿润气候区,丰富的降水和地表径流带来了大量的沉积物,形成了河流、湖泊和三角洲等沉积体系。而在干旱气候区,降水稀少,地表径流有限,沉积作用主要以风成沉积为主,如沙漠和黄土等。海洋环境的变化,如海平面的升降、海流的变化等,也会对海洋盆地的沉积过程和沉积物类型产生重要影响。环境因素对沉积盆地的油气成藏有重要影响。沉积盆地的油气成藏,需要满足烃源岩、储集层、盖层和圈闭等条件。而这些条件的形成和分布,都与环境因素密切相关。例如,烃源岩的形成,需要充足的有机物质来源和适宜的生物化学环境储集层的形成,需要适宜的沉积环境和成岩作用盖层的形成,需要稳定的沉积环境和良好的封闭性而圈闭的形成,则需要地壳运动和构造变形的参与。深入理解环境因素对沉积盆地的影响,是沉积盆地动力学和盆地成藏系统研究的重要方向。这不仅有助于我们理解盆地的形成和演化历史,也有助于我们预测和评估盆地的油气资源潜力。7.沉积盆地研究方法与技术沉积盆地动力学与盆地成藏系统的研究,需要借助一系列先进的研究方法和技术手段。这些方法和技术涵盖了地质学、地球物理学、地球化学、石油地质学等多个学科领域,为我们揭示沉积盆地的形成、演化、油气生成与聚集等过程提供了有力支持。在地质学研究方面,我们采用地质填图、沉积相分析、地层对比等手段,详细研究盆地的地层结构、沉积序列和沉积相带分布。通过综合分析盆地的构造、沉积和岩浆活动,揭示盆地的动力学演化过程,为油气勘探提供基础地质资料。地球物理学在沉积盆地研究中发挥着重要作用。通过地震勘探、重力勘探、磁法勘探等手段,我们可以获取盆地的深部结构和构造信息。地震反射成像技术可以揭示盆地的断裂系统、岩浆岩分布和沉积层序,为油气勘探提供重要的地球物理依据。地球化学研究则侧重于分析盆地内流体的化学特征、成岩作用和油气生成过程。通过化学分析、同位素示踪等手段,我们可以了解盆地内流体的来源、运移和演化历史,揭示油气生成和聚集的地球化学条件。石油地质学是沉积盆地研究的核心领域之一。通过钻井取心、岩心观察、测井解释等手段,我们可以获取盆地内油气藏的直接证据。结合盆地动力学演化历史,分析油气藏的生成、运移和聚集过程,为油气勘探和开发提供关键的地质依据。沉积盆地动力学与盆地成藏系统的研究需要综合运用多种方法和技术手段。通过地质学、地球物理学、地球化学和石油地质学等多学科的交叉融合,我们可以更加深入地了解沉积盆地的形成、演化和油气成藏过程,为油气勘探和开发提供重要的科学支撑。8.案例研究为了具体说明沉积盆地动力学与盆地成藏系统之间的关系,本文选取了两个典型的沉积盆地作为案例进行研究。这两个盆地分别位于中国东部和西部,代表了不同类型的沉积盆地和油气成藏系统。中国东部某含油气盆地是一个典型的伸展构造盆地,经历了多期的构造运动和沉积作用。通过对该盆地的详细研究,我们发现盆地的动力学演化过程与油气成藏系统具有密切的关联。在盆地形成的早期,由于地壳的伸展作用,盆地内部形成了多组断裂系统。这些断裂不仅控制了盆地的沉积格局,还为油气的运移和聚集提供了通道和场所。随着盆地的演化,沉积作用不断填充盆地,形成了多套烃源岩和储集层。某些层位的烃源岩具有良好的生烃能力,而储集层则具有良好的储油、储气性能。在盆地的演化过程中,油气的生成、运移和聚集受到了多种因素的影响。盆地的动力学演化过程是一个重要的控制因素。盆地的构造运动不仅影响了烃源岩的成熟度和油气的生成,还控制了油气的运移路径和聚集场所。盆地的热演化过程也对油气的生成和运移产生了重要影响。盆地的热演化历史可以通过地热史恢复等方法进行重建,进而分析油气生成和运移的时空分布特征。通过对该盆地的综合研究,我们发现盆地的动力学演化过程与油气成藏系统之间存在密切的关联。盆地的构造运动、沉积作用和热演化过程共同控制了油气的生成、运移和聚集,形成了不同类型的油气藏。这些油气藏的分布特征和成藏机制对于盆地的油气勘探和开发具有重要的指导意义。中国西部某陆相盆地是一个典型的挤压构造盆地,经历了多期的构造运动和沉积作用。与东部伸展构造盆地相比,该盆地的动力学演化过程和油气成藏系统具有不同的特点。在该盆地的演化过程中,地壳的挤压作用导致了盆地的抬升和变形。这种挤压作用不仅控制了盆地的沉积格局,还影响了油气的生成和运移。由于盆地的抬升作用,烃源岩的成熟度普遍较低,油气的生成量相对较少。盆地的变形作用为油气的运移和聚集提供了有利条件。在盆地的某些部位,由于构造挤压形成的断裂和褶皱构造为油气聚集提供了良好的场所。该盆地的沉积作用也具有一定的特点。盆地在演化过程中形成了多套烃源岩和储集层,其中某些层位的烃源岩虽然成熟度较低,但仍然具有一定的生烃能力。同时,盆地的储集层也发育良好,具有良好的储油、储气性能。这些层位的组合和配置关系对于油气的生成和运移具有重要的影响。通过对该盆地的综合研究,我们发现盆地的动力学演化过程与油气成藏系统之间同样存在密切的关联。盆地的挤压作用、沉积作用和热演化过程共同控制了油气的生成、运移和聚集,形成了不同类型的油气藏。这些油气藏的分布特征和成藏机制对于盆地的油气勘探和开发同样具有重要的指导意义。通过对这两个典型沉积盆地的案例研究,我们可以更深入地理解沉积盆地动力学与盆地成藏系统之间的关系。不同类型的沉积盆地和油气成藏系统具有不同的特点和演化机制,需要我们在实际勘探和开发过程中进行具体的分析和研究。同时,这些案例研究也为我们提供了有益的借鉴和参考,有助于推动沉积盆地动力学和油气勘探领域的发展。9.结论与展望本文深入探讨了沉积盆地动力学与盆地成藏系统的关系,通过综合研究和分析,我们得出了一系列重要的结论。沉积盆地的动力学过程对成藏系统的形成和演化具有决定性的影响,其中构造运动、热体制和沉积充填等因素共同塑造了盆地的成藏环境。盆地的成藏系统是一个复杂的、多因素耦合的体系,它包括了烃源岩、储集层、盖层以及运移通道等多个关键要素。这些要素在动力学过程的驱动下,相互作用、相互影响,共同决定了盆地的成藏规模和分布特征。尽管我们取得了一定的研究成果,但仍有许多问题需要进一步探讨和解决。沉积盆地动力学的研究仍需要深入,尤其是在构造运动、热体制等方面的研究,需要更加精细的观测和分析手段来揭示其内在机制和规律。盆地成藏系统的研究也需要进一步加强,尤其是在成藏机理、成藏过程和成藏模式等方面的研究,需要更加系统和全面的分析方法来揭示其本质特征和演化规律。参考资料:盆地是指地壳上具有相同或相似发育特征(包括沉积特征、应力环境、发育时间和过程)的统一的沉陷单元,当盆地中发育相当厚度沉积物且中心比周围厚得多时,称为沉积盆地。从不同的角度,“盆地”一词有不同的含义。沉积物堆积之后,由于地壳运动改造而形成的盆地,称为“构造盆地”,又称“沉积后盆地”,如大型的向斜、地堑等。在某一特定的地史时期,长期不断下沉接受沉积物堆积,沉积物的厚度比周围地区的沉积物厚,这样的区域称“沉积盆地”M.T.Halbouty(1979)曾对沉积盆地下过如下的的定义:沉积盆地是在一定地质时期,在独立的地理区,于相对统一的构造环境中,由来自一处或多处沉积物源的沉积物组成的沉积岩体。A.W.Bally(1975)对沉积盆地的定义为:包含有超过1km厚沉积物的沉降体制,它现今或多或少地保存有原来的形状。从上述关于盆地的定义可以看出,尽管不同学者的角度不同,但强调的基本内容是相同的。第一,盆地是由一定的物质组成的,即它应该至少含有1km厚的沉积岩层;第二,盆地都是发育在一定的地质时代的,盆地可以是现代的,也可以是地质历史时期的;第三,盆地具有一定的空间形态,它应或多或少地保留了它原有的盆状形态。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。1979年哈尔布蒂统计世界上有600个沉积盆地;1982年约翰统计为641个沉积盆地(李国玉,2005);1986年张亮成根据面积在1000平方千米以上、沉积岩厚度在1000米以上的标准统计,世界上共有960个沉积盆地,但这些数字都大大低估了世界沉积盆地的数量。根据李国玉等(2005)的统计,仅中国的沉积盆地就有417个。截至目前,世界上已经大规模勘探开发的含油气盆地约有200个,重要的含油气盆地有80个。在我国的417个沉积盆地中,陆上和近海有重要的含油气盆地12个,即渤海湾盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地、柴达木盆地、吐哈盆地、东海盆地、珠江口盆地、莺歌海盆地和琼东南盆地。除陆上和近海盆地以外,在我国南海南部海域还有一批重要的含油气盆地,如增木盆地、文莱-沙巴盆地、中建南盆地、万安盆地、北康盆地、南薇西盆地、礼乐盆地、西北巴拉望盆地和笔架南盆地,这些盆地中的大部分都已经有周边国家在进行石油勘探和开发活动。世界最大沉积盆地是哥伦比亚—委内瑞拉所在的南美北部大盆地——南美大盆地。20世纪40年代以来,人们就开始了盆地的分类工作。板块学说问世以后,以此为基础的分类方案纷呈云涌。国外从Klemme(1970)开始,先后有Dickinson(1974)、Bally(1980)、Kingston(1983)、Miall(112000)、Klein(1987)、Ingersoll(1988)、Allen和Akkev(1992)等对全球主要盆地进行了研究和类型划分。在国内,赵重远(1978)、甘克文(1982)、李德生(11984)、陈发景(1986)、朱夏(11983)、罗立志等(1982)、刘和甫(1986)、陈景达(1989)和彭作林(1995)等先后利用板块构造的观点对中国的沉积盆地或含油气盆地进行了分类。①地壳类型:大陆壳、洋壳、过渡壳;②板块的运动形式:聚敛型、离散型、转换型;③在板块上的位置:克拉通内、克拉通边缘、洋中脊等。目前广泛采用的盆地分类方案主要有两种:一种是以现今盆地的基本特征与板块构造背景的密切关系为依据,将盆地划分为克拉通盆地,陆内、陆间裂谷盆地,被动大陆边缘盆地,弧前、弧后盆地,前陆盆地和走滑盆地等,该方案反映的是盆地的地貌构造形态和板块构造背景;另一种是以盆地形成的地球动力学特征为依据,将盆地划分为与张性(伸展)、压性(挠曲缩短)和与走滑作用有关的(扭性)盆地,该方案突出的是盆地形成过程的应力状态和地球动力学特征。Dickinson(1974)的分类依据盆地相对岩石圈底质类型的位置、地壳类型、盆地相对板块边界的类型划分出5种:洋盆、裂谷大陆边缘、弧沟体系、缝合带、陆内盆地。该分类缺乏与走滑—转换断层有关的盆地,Reading(1982)予以了补充。Dickinson(1976)在此基础上按照沉降成因和地球动力学型式将盆地分为拉张裂谷型和造山带型两大类,再根据上述原则分为6个亚类16种盆地。岛弧造山带和碰撞造山带以外由压缩形成的盆地主要与造山有关,这是Dickinson分类的一个重要见解。该分类的优点是:不但考虑了板块的类型,而且把板块的演化与分类较好地统一起来;缺点是:将转换盆地分别归于造山型和拉张裂谷型,这与板块的基本活动形式不一致。Bally等的分类方案主要强调:盆地与地缝合带(Geosuture)的关系、岩石圈的刚性程度、板块边缘类型、盆地与B型俯冲带和A型俯冲带的关系。Bally的分类充分考虑了地球动力学机制,总结了世界上各种盆地类型.Miall(1984)根据大洋Wilson旋回和板块边缘性质,在Dickinson(1974)的分类基础上划分出5种沉积盆地类型:离散型板块边缘盆地、会聚边缘盆地、转换边界盆地、碰撞边缘盆地和克拉通盆地。目前,大多采用与Miall分类类似的方案。AAPG相关专辑—离散或被动大陆边缘盆地、内克拉通盆地、活动大陆边缘盆地、前陆盆地和褶皱带、内裂谷盆地—是对Miall分类方案的一种认同。本文按克拉通盆地、拉张型盆地、与会聚边缘有关的盆地、与造山有关的盆地及与走滑断层有关的盆地进行基本特征描述。克拉通为长期稳定的或仅有微弱变形的地壳(美国地质研究所,《地质词典》)。Bally(1989)指出划分盆地为克拉通的一个前提是至少存在一个前中生代的刚性岩石圈,增生的前中生代复合体可以组成克拉通盆地的基底。克拉通盆地可以位于结晶的前寒武纪基底、古生代基底或者裂陷的或是其它增生的大陆岩石圈物质之上,只要这种物质表现为克拉通性质。①克拉通盆地的平面形状多种多样,平面和剖面轮廓不规则,但长宽比一般为1:1~2:1。面积可大可小,从11×104km2(巴黎盆地)~350×104km2(西西伯利亚盆地)不等。②克拉通盆地纵向上一般呈碟盘状,显示了盆地的不对称和基底的不平整性。①克拉通盆地位于陆壳或刚性岩石圈之上,与中新生代巨型缝合线无关。④克拉通盆地,特别是位于稳定大陆板块之上的内克拉通盆地常以大面积的浅海—滨海(可有一部分海陆交互相)沉积为主。⑤由于处于构造较稳定的环境,沉积物的形成速度十分缓慢,形成宽而薄的席状砂体,横向上相变不明显,表现出沉积中心与盆地沉降中心基本一致的特征。⑥沉积物以稳定型的内源沉积和陆源沉积为主。内源沉积物以碳酸盐岩为主,其分布与沉积环境的水动力条件密切相关。陆源碎屑沉积岩以石英为主,石英砂岩中常见代表稳定、开阔海环境的海绿石。⑦在盆地沉积的纵剖面上,表现出明显的韵律旋回。克拉通的这种旋回沉积,引发了层序地层学的诞生。⑧在内克拉通盆地中,相对于全球相对海平面的变化,在低水位体系域以陆源碎屑沉积为主,高水位时则形成广袤的碳酸盐岩台地。克拉通盆地的初始发育时间一次开始于早古生代(540~520Ma),与劳伦大陆的破裂有关,形成了北美克拉通。另一次开始于二叠纪末泛大陆的裂解,从而发育了非洲、澳大利亚等一系列克拉通盆地。①克拉通不仅不是不活动的、稳定的和不变形的,相反,它经受过程度不一的变形作用,其中包括几千米的位移。②裂谷或坳拉槽可以发育在陆壳之上,属于克拉通盆地的一种类型,它们是一种独特的盆地,具有控制油气产出的条件。①克拉通盆地源岩发育在寒武纪—早白垩系,源岩主要为泥岩、页岩、碳酸盐岩等。②源岩变化厚度较大,从20~1000m不等,生烃与否主要取决于有效源岩的厚度。①包裹式:如三角洲砂体、河流砂体、潮道砂体等四周为页岩所围绕,油源的供给或靠周缘页岩或靠断层沟通。④交互式:储盖组合在纵向上相互叠置,在侧向上错列遮挡,是克拉通内盆地较常见的一种储盖组合,这与海进/海退的旋回式变化有关。克拉通盆地的生油岩主要发育在坳陷内,而储集岩主要发育在隆起区或斜坡带,生油岩与储盖组合的配置关系以侧变式为主。②基底隆起之上的(新)构造常为同沉积背斜或与基底(断裂)有关的构造。从板块构造动力学角度出发,把板块三种主要运动形式中与拉张(或离散)运动有个的盆地,统称为拉张型(或离散型)盆地。就板块构造位置而言,拉张型盆地主要有板块内部及克拉通内部的裂谷型盆地和大陆板块边缘的盆地,以及板块内部的大洋中脊、大洋盆地和陆隆盆地。①陆内裂谷盆地边缘较陡、地势较高,沉积物易被搬运离开盆地本地,因而沉积盆地相对处于饥饿状态,碎屑来源于邻近断层陡崖和裂谷中隆升地块,并沿裂谷中少数河道搬运,在地表主要表现为淡水和咸水的冲积扇和湖泊沉积。②陆内裂谷盆地常具有壳—幔镜像倒影关系特征,即盆地区地壳厚度薄,且发育壳内低速层或异常地幔,具负布格重力异常或正布格重力异常峰值、负磁力异常和高电导异常及高热流值。大陆在拉张作用下完全开裂,地幔物质上涌形成新的洋壳,盆地区发育成准大陆型或准大洋型过渡壳,裂谷轴部已位于洋壳之上,并成为典型的初始分离板块边界。坳拉谷盆地指克拉通边缘楔入克拉通内部以断层为边界的槽地或地堑,是未发育成熟的裂谷带。当邻近洋盆关闭,转换成褶皱造山带时坳拉谷便残留在大陆上,进一步接受来自于褶皱带的沉积物。Dickinson认为在裂谷初期和早期,坳拉谷主要接受火山熔岩和以断层控制的断崖扇沉积,物质的搬运方向总体上沿裂谷轴部向洋搬运,而邻近的大洋关闭后,物源来自于造山带,向克拉通方向搬运。被动大陆边缘及大西洋型大陆边缘,是板块离散的结果。按Dickison(1976)的观点,被动大陆边缘盆地主要有两种类型:冒地斜沉积菱柱体和大陆堤。根据火山弧的相对位置,分为海沟、增生盆地、弧前盆地、弧内盆地、弧后前陆盆地、边缘海盆地、弧间盆地。①水下海沟靠洋方向的洋底由热液沉积和洋壳拉斑玄武岩及其上的远洋沉积和火山灰组成,绝大部分都无陆源沉积物的堆积。③海沟是长形沉积盆地,其沉积物主要供应来自于盆地一侧,并主要沿横向搬运。④海沟中有4中类型的沉积相:海沟扇、轴向水道、非水道化片状流、饥饿海沟。①俯冲增生盆地最发育的地点是在下冲板块或海沟中有充分的陆源沉积供应之处。②沉积物的特征是地层倾向岩浆弧,而构造指向却与之相反;地层厚达数十千米。①根据盆地基底性质,弧前盆地一般可分为3种类型:残留盆地、堆积盆地和复合盆地。②弧前盆地中的沉积物有3种来源:俯冲增生体、火山(岩浆)弧,以及某些情况下相邻大陆的纵向补给。③现代弧前盆地一般宽50~100km,长可达数千千米,沉积物可厚10km,覆盖在增生杂岩体之上,可以是地层接触,也可以是断层接触。①弧内盆地分布在火山弧内部或火山弧与弧前盆地的过渡地区,沉积物不整合地覆于弧体岩石之上。在大陆边缘弧和一些共生有广阔盆地的大洋弧中,岛弧火山活动的显著特点是其爆发性,它有两种爆发方式,即高对流喷发柱形式,形成广泛的火山灰层和火山碎屑流;另一种是物质搬运方式,这是喷发期内火山灰云、水下火山碎屑流和火山碎屑泥石流或喷发期后的河流、海岸和海洋过程,特别是沉积物块体流的形成过程。②弧背盆地发育在弧背褶皱逆冲带的前陆地区,一般开始于板块俯冲的中后期,常称为弧后前陆盆地,同碰撞缝合带前缘盆地——周缘前陆盆地一起构成最重要的两类前陆盆地。在板块汇聚过程中,弧前盆地的形成和演化主要受弧背褶皱逆冲带的控制,这个造山带成为弧背盆地的主要物源区,但弧背盆地也可以接受纵向水流带来的物源。①现代弧后边缘盆地和弧间盆地主要分布于太平洋西部,也见于大西洋西部和地中海。②弧后边缘盆地一般堆积有大量沉积物,它们的地层厚度接近于大陆壳。③有些弧后盆地是拉张性盆地,这是由于与消减有关的洋壳弧后扩张引起的。④控制弧后特性和弧后盆地分布的关键因素很可能是俯冲带相对于上覆板块的侧向运动。⑤弧间盆地中的沉积物包括来自火山岛链的火山碎屑与蒙脱石粘土、生物软泥以及风吹来的大陆灰尘,而缺少陆源物质的注入。虽然大多数盆地是对称张开的,但沉积作用类型却很少对称。⑥弧后边缘盆地则有大量不同类型的陆源物质的注入,它的沉积作用类型同大洋一样复杂。在新生的海盆地壳上覆盖有远洋沉积物,在深海平原中有几千米厚的浊流沉积,在大陆架上有大陆沉积盆地。盆地研究领域的下列重要进展正在推动着较完整的盆地分析科学系统的形成:(1)层序地层学以及与之密切相关的沉积体系分析、旋回和事件地层分析等为盆地充填研究带来了新的概念体系与方法;(2)构造一地层分析使盆地的构造演化与沉积充填的关系更为密切地结合起来;(3)盆地的形成机制与主要类型盆地的动力学模型,深部地球物理研究则提供了重要支柱;沉积盆地的基本思想就是把盆地作为一个基本研究单元,进行整体解剖和综合分析。这种旨在阐明沉积环境和气候环境,了解各地层单元形成时的沉积条件和它们之间的古地理关系,探讨构造作用对盆地成因、盆地形成期的构造格架和现今构造轮廓所施加的影响。这种方法正符合系统中具体分析结构怎样决定系统功能的原则。油气的形成、演化与现今存在的形式,是整个盆地演化过程中各结构要素间相互作用达到动态平衡的产物,故整体性研究对含油气盆地分析具有更重要的现实意义。通过地质、地球物理等基础观测资料,可对盆地进行以下五个方面的分析:沉积分析、层序地层分析、构造分析、能量场与流体系统分析、背景分析。(1)沉积参数包括盆地充填的岩性特征、充填序列、沉积体系的配置等;(2)构造参数包括盆地构造架、地层厚度和分布、古构造运动面、低级别同生构造的类型和配置、充填期后形变特征等;(3)热过程参数包括同期和准同期岩浆活动,反映热历史的各项指标,如镜质体反射率,粘土矿物的变化和矿物包体测温等;(4)成矿作用参数包括矿体的质量和数量参数,以煤盆地分析为例,主要煤体分带性和煤质分带性。在上述各项参数中沉积参数常常是最基本的研究内容,因为沉积充填乃是盆地的实体,沉积环境是各种矿产形成的最直接控制因素。地震勘探技术的进步和层序地层学方法的出现,使得在盆地研究中能快速地识别不整合间断面及其相应的整合面,并追踪层序界面,划分各级层序地层单元,并建立等时地层格架。在此基础上可以进一步研究沉积体系域及沉积体系的类型和分布,并重建各个时期盆地的古地理环境和沉积体系的分布。对于中国东部北、中新生代断陷型含煤和含油气盆地分析中,发现盆地的演化阶段具有明显的共性,一般存在个阶段,作者按演化阶段划分成因地层单元,并通过追索和编图,重建了沉积体系域。这阶段是初始充填阶段,以冲积扇和辫状河沉积占优势,明显分化阶段,盆地中心形成浅水湖,周缘形成浅水三角洲和扇三角洲最大水进阶段,或称大湖阶段,湖面扩大,并逐渐转化为深水湖,冲积沉积体系缩小,湖相沉积中水下重力流广泛发育,最好的生油岩形成于此阶段快速充填阶段,由于构造背景的变化,源区的上升,三角洲和扇三角洲快速进积,深水湖泊不再存在全面淤浅阶段,在盆地中形成平坦的洪泛平原或洼地,有的地区发育网结河道,本阶段为最好的聚煤时期,许多数十亿吨和百亿吨级煤盆地的主煤层皆形成于此阶段,如胜利、霍林河、伊敏等盆地,结束充填阶段,处于区域总体上升背景,冲积沉积体系再次回春,但发育时期短暂。盆地构造背景的研究表明,上述沉积充填演化取决于构造体制的变化,即古构造应力场由右旋张扭向左旋压扭的转化,前一体制下形成了总体水进程阶段一,而后几依制下造成了总体水退过程,直到结束充填。上述个演化阶段沉积体系域的恢复为找煤和油气曾起了重要作用,多次成功地进行了预测。盆地的地层格架是盆地分析最基本、最重要的参数之一,它是指沉积盆地的外部和内部几何形态以及组成盆地的层的堆积性质。概括地说,地层格架不仅指盆地的固体几何形态和盆地所包含的地层单元或单元序列的固体几何形态,而且涉及到单个地层单元的性质,最终体现了沉积环境。在油气勘探活动中,盆地构造分析是石油地质学家十分重视的课题之一。盆地整体动态的研究,就是分析盆地在时间和空间上的演化过程和地球动力学背景,分析盆地在内外地质作用下其性质发生改变的过程、盆地内部的形变特征及其形成的周围构造环境,包括盆地与造山带的相关关系。构造分析主要包括了基底构造特性,古构造运动面及构造演化阶段,各演化阶段基本构造单元划分,构造样式及其配置,盆地整体构造格架。其中古构造运动面的识别是划分盆地演化阶段确定高级别层序地层单元边界的重要基础,识别和划分盆地中隆起和坳陷的次级单元及其配置关系是盆地整体构造格架分析的最重要的内容。近年来,随着盆地研究的逐步深入,盆地构造分析在理论和实践方面均取得了重大进展。盆地分析已开始从盆地分类学转向对盆地动力过程的研究,强调盆地整体动力作用和盆地形成过程,注重盆地各演化阶段原型的分析。能量场与流体系统分析主要从地温场,流体压力场与异常压力体,古构造应力场,流体疏导系统,盆地流体流动样式的系统这些方面作分析。在揭示盆地的结构特征基础上,进一步研究流体系统对油气成藏、成矿和水资源是至关重要的。背景分析内包含了盆地形成演化与板块构造的关系,盆地演化与地幔对流系统的关系,Moho面与软流层界面起伏关系,成藏成矿系统及相关过程的背景分析。盆地深部背景是最终认识盆地成因和演化的关键,软流层的流动起到决定性作用。现今盆地分析很少局限于基础研究,大多与油、气、煤、核原料等能源资源的预测和勘探紧密结合进行的。通过这些资料可以进行盆地演化过程的定量动力学模拟,其中包括盆地的沉降史,盆地的热历史,压力系统的演化,烃类的生成和排出,流体成分变化和运移,构造变形史,成岩过程及孔隙演化史。根据所得出的成果可应用于烃类成藏及金属、非金属矿床成矿,地下水资源,地球科学基础等研究。随着全球能源需求的不断增长,油气资源的勘探和开发成为当今地质学研究的重点。沉积盆地作为油气资源的主要储存区域,其成藏期研究和成藏过程综合分析对于提高油气勘探成功率、优化开发策略以及保障能源安全具有重要意义。本文将就沉积盆地油气成藏期研究及成藏过程综合分析方法进行探讨。油气成藏期是指油气从生成、运移到聚集形成可供开采的油藏的整个过程所需的时间。根据成藏期与地史的关系,可分为古成藏期、早成藏期、晚成藏期和现代成藏期。古成藏期:主要指沉积盆地形成后,初次油气的聚集过程。这一时期,油气在初次聚集后形成原始油藏,但由于地质运动的影响,大部分油气被散失到其他区域。早成藏期:主要指沉积盆地稳定后,油气的再次运移和聚集过程。在这一时期,由于盆地稳定,油气的聚集效率更高,形成了较多的油藏。晚成藏期:主要指沉积盆地经历抬升、侵蚀后,油气的再次运移和聚集过程。这一时期,由于盆地的抬升和侵蚀作用,原有的油藏受到破坏,但同时又形成了新的聚集区。现代成藏期:主要指当前地质条件下油气的运移和聚集过程。这一时期,由于人类活动和工程技术的进步,使得现代油气勘探和开发成为可能。对于不同成藏期的研究,有助于我们了解油气的形成过程和分布规律,为勘探和开发提供指导。地质分析:通过对沉积盆地的地层、构造、岩性等地质因素进行分析,了解油气生成、运移和聚集的条件和过程。地球物理勘探:利用地震、重磁电等地球物理方法,对地下油气藏进行勘探,获取地下地质构造、岩性、油气分布等信息。地球化学勘探:通过分析地下岩石、土壤、水体等中的烃类、烃类衍生物等化学成分,了解油气生成、运移和聚集的过程和规律。数值模拟:利用计算机技术建立地下油气运移和聚集的数值模型,模拟油气成藏过程,为勘探和开发提供理论支持。资源评价:根据地质分析、地球物理勘探、地球化学勘探和数值模拟等手段获取的信息,对沉积盆地油气的资源量、品质和分布进行评价。以上五个方面相互补充、相互印证,共同构成成藏过程综合分析方法。在实际应用中,应根据具体情况选择合适的方法进行综合分析,以提高分析的准确性和可靠性。沉积盆地油气成藏期研究和成藏过程综合分析是提高油气勘探成功率、优化开发策略以及保障能源安全的重要手段。通过深入研究和综合分析,我们可以更好地了解油气的形成过程和分布规律,为勘探和开发提供科学依据。随着科技的不断进步和应用实践的积累,沉积盆地油气成藏期研究和成藏过程综合分析方法将不断完善和发展,为未来的油气勘探和开发提供更加强有力的支持。沉积盆地和盆地成藏系统是地球科学领域的重要研究对象,对于石油天然气等资源的勘探开发具有重要意义。本文将深入探讨沉积盆地动力学和盆地成藏系统的原理、应用及优化策略,以期提高石油天然气成藏的效率和品质。沉积盆地动力学主要研究沉积盆地的形成、演化和预测,其原理和方法在石油天然气勘探开发中发挥了重要作用。沉积盆地是由地壳运动引起的地形洼地,积累了丰富的沉积物,这些沉积物中可能包含着大量的石油天然气资源。了解沉积盆地的动力学特征对于资源勘探具有重要意义。在石油天然气勘探开发中,沉积盆地动力学的研究可以帮助我们预测有利勘探区域、资源量和埋藏深度等关键信息。沉积盆地动力学还为勘探提供了科学依据,指导了钻探工程的设计和实施。盆地成藏系统是指在一个特定的地质时期内,由盆
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