盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术

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。同时文中提出，在复杂的前陆冲断带，可采取以下方法提高恢复结果的可靠性：选择合适的地震剖面线；采用变速时深转换获取可靠的地质剖面；对不同深度的地层采用不同的变形机制恢复；去压实校正过程中，按岩性分段处理，减少由岩性横向变化大引起的误差。

汤良杰等（2008）在辽东湾选取一地质剖面进行平衡剖面分析，表明渤海盆地的新生代构造演化分为3阶段：a．断陷期，孔店组至沙四段沉积时期为断陷早期，沙三段沉积时期为强烈断陷期。b．断拗期，沙二段至沙一段沉积时期为断拗早期，东三段一东二段沉积时期为强烈断拗期。c．坳陷期(东一段沉积时期至第四纪)。

邹东波等（2006）为研究柱海地区的构造演化史，选取了横贯研究区的两条地震剖面，利用平衡剖面技术恢复出了这两条剖面在各个沉积历史时期的厚始沉积剖面，将桩海地区中生代以来的构造演化历史分为四阶段：三叠纪到侏罗纪中期的印支运动褶皱发育期、晚侏罗纪到白垩纪燕山运动断陷和挤压发育期、早第三纪断陷发育期、第四纪坳陷期。

刘学峰等（2004）以平衡剖面理论为指导，利用平衡剖面反演技术，研究了松辽盆地北部深层代表性剖面的构造发育史。

3平衡剖面技术的不足及发展动向

自1969年平衡剖面的概念第一次被提出，其得到了快速发展，并在实践中广泛应用，但其发展仍存不足：平衡剖面技术测出的缩短量和缩短率精度有待提高；三维模拟的制作过程繁琐；未考虑地层岩性展布及沉积相；地层厚度的精准度对平衡剖面技术的准确性影响很大。

伸展构造区的构造活动多具有幕式特征，多期次的构造活动致使构造变形叠加，地层也相应经历了多期次的沉积与剥蚀。在拉张性盆地的应用中，平衡剖面技术受到了一定限制。在多期次叠合盆地应用中，尚存不少难度，如剥蚀厚度的恢复、反转构造及异向叠加构造的平衡问题。所以，综合应用计算机技术、剥蚀量计算、应力场分析等多种手段，将是平衡剖面技术发展的必然趋势，其在构造变形剧烈、地震资料品质较差的地区，将得到更广泛的应用。

结论

通过几何学原则，平衡剖面技术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模拟。利用平衡剖面技术合理恢复盆地的构造演化史，有利于研究区油气勘探、开发。计算机技术、剥蚀量计算、应力场分析等多种方法相结合，将是平衡剖面技术发展的必然趋势，其在构造变形剧烈、地震资料品质较差区域，有良好前景。

参考文献

[1]Dahlstrom CD A.Balanced cross sections[J].Canadian Journal of Earth Sciences，1969.6(4).

[2]李汉阳,周佩,李欣.平衡剖面技术在川西凹陷的应用[J].地球,2013,10(2).

[3]郭峰,侯树杰,刘如红,等. 平衡剖面技术在前陆冲断带构造恢复中的应用-以准噶尔盆地西北缘为例. [J].海洋地质前沿,2012,28(12).

[4]汤良杰,万桂梅,周心怀,等.渤海盆地新生代构造演化特征[J].高校地质学报,2008,14(2).

[5]邹东波,余朝华,吴时国.桩海地区中生代一新生代构造演化—应用平衡剖面技术[J].油气勘探. 2006.

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