平衡剖面-技术简介

C
运动学恢复算法 3 ：断层平行流
原理: 基于颗粒层流理论。通过定义与断层平行的流线，上盘地层
的颗粒沿着这些流线运动来恢复上盘变形。
Footwall A Flow Lines Dip Bisectors Hangingwa ll
这一算法主要用来解 决断面几何形态复杂的褶 皱逆冲带。
B
同时，它同样适用于扩 张构造背景 ，如犁式正断 层产生的宽缓滚动背斜构 造。
下第三纪末期
白垩纪末期 晚侏罗世末期 早中侏罗世末期
97570测线平衡剖面
沉积构造演化史分析
德令哈坳陷的形成和演化受基底构造和断裂作用的控制，具阶段性演化特 征，可划分为基底形成演化阶段（前侏罗纪），整体坳陷阶段（ J—N1），断陷 演化阶段（N2—Q1+2），断陷衰亡阶段（Q3+4）。 ①印支运动末期—燕山运动早期，北部南祁连宗务隆山随同工区西南部锡铁 山—埃姆尼克山—起褶皱成山，开始出现了盆地相间的格局。早中侏罗世为内陆 潮湿坳陷型沉积时期，因地势低平，湖泊—沼泽沉积分布广泛；上侏罗统为内陆 干旱坳陷型沉积类型。 ② J3末—K，该阶段的后造山事件曾使盆地抬升和产生褶皱变形，白垩纪的 沉积类型为内陆半干旱—半潮湿型。晚白垩世后形成巨厚新生代为主的盆地。在 挤压背景下的新生代盆地，周围山区不断上升，物源供给充足，经常处于补偿和 超补偿状态。 ③ N2—Q1+2 时期，盆地遭受新构造运动的破坏严重，是盆地内逆断层活动 最强烈的时期。该区处于亚热带干旱气候环境，稳定湖区面积与盆地面积的范围 小，水上沉积和浅水沉积分布广。 ④中第四纪以来（Q3+4）周边山系进一步升起，气候更干旱，盆地地貌景观 成为广阔冲积平原上分布着若干残存的盐湖。
平衡剖面基本原理
构造研究一般假定构造是从原始水平状态起始变形的， 现在保存的构造是经过变形的结果，要认识构造及其形成 发育的全过程应进行构造复原。 构造复原的一个基本依据就是岩石虽然发生变形，但是 除深层次和部分中层次的变形外，岩层厚度、面积和体积 基本不变，即变形中物质是平衡的。构造复原有以下基本 假设： ①变形期间的岩石体积基本不变。 ②岩石体积仅被剥蚀和沉积压实改变。 ③主导变形方式是脆性断层。 ④褶皱与断层有关。 ⑤假设由压溶和构造压实引起的体积损失很小。
i.e. granites
Restored Lower line B
非运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动去褶皱
原理: 用弯曲滑动机制恢复或正演褶皱模型，沿钉线或 钉面将褶皱顶层和它内部的平行滑动系统恢复到基准面 。
Slip System Template Bed
A
B Pin Passive Bed
C
Default for: • Fold & Thrust belts • Inversion and Salt tectonics
平衡剖面基本原理
平衡剖面是通过分析区域构造背景，将解释剖面上的变形 构造通过几何学、运动学原理，复原成未变形形态的一种技 术。其目的是帮助地质人员认识构造形成发育的全过程，以 及检验解释结果的合理性。 一般构造解释和分析是在二维完成，体积守恒被简化为长 度和面积守恒。 用于平衡分析的剖面必须与构造运动方向一致。
原理: 用垂直剪切或斜剪切方法消除地层形变，将 地层恢复到水平的或假定的区域基准面。
Datum Surface Vertical Shear Angle
Key line
A
Defaults for:
Lower line
Key line restored to Datum Surface
Extensional regimes Inversion regime Salt tectonics Homogeneous rocks
通常从最新构造开始恢复，再依次恢复次新构 造，直到所有构造恢复，最后得到剖面恢复系列图
平衡剖面软件工具
Geosec软件是CSD公司研制的，具有 速度快，人机交互灵活，显示直观等特点 。该软件在青海德令哈地区的应用取得了 良好的效果。 2Dmove软件是Midland Vally公司研 制的，应用更为灵活方便，系统稳定性好 。该软件已在桩海地区、官1井区进行应用 。
运动学恢复算法 1 ：斜剪切
原理: 断层上盘的形变是由断层的几何形态决定的。用一系
列用户可选的参数包括移动方向、剪切矢量和水平断距等参 数来控制恢复，沿断层移动上盘，上盘体积守恒。
Footwall Hangingwall A1
A In Extension A2 = A1 A
Extensional area
在构造恢复中应用的技术
非运动学（静态）方法—忽略断层几何形态。
剪切去褶皱（适用于扩张构造背景） 弯曲滑动去褶皱（适用于挤压构造背景）
运动学（动态）方法—考虑断层几何形状对上盘变形的影响。
斜剪切（适用于扩张构造背景）
弯曲滑动（适用于挤压构造背景） 断层平行流（适用于挤压和扩张构造背景）
非运动学恢复算法 1 ：简单剪切去褶皱
平衡剖面技术在德令哈地区的应用
T6 97550
为典型的 挤压构造 背景
97570
两测线横 跨德令哈 盆地，平 行构造主 应力方向， 符合平衡 剖面制作 的要求
F10 F3 F2 F1 现代沉积构造剖面 F4 F5 F6 F7 F8 F9
上第三纪N23末期
上第三纪N22末期
上第三纪N21末期
上第三纪N1末期
•这一方法对恢复正断 层很有效。
A2 Key line restored to Datum Surface B HW elements collapse down onto fault plane Restored Lower line B
Defaults for: • Extensional regimes • Inversion regimes •Salt tectonics
Default for: • Fold & Thrust belts • Inversion • Salt tectonics
Angular Shear
C
剖面恢复流程
1、地震剖面解释
2、采用层速度、区域厚度岩性资料，进行时深转换， 将剖面转换成深度剖面。
3、选择基准层，张性构造一般以水平面作为基准面，压性构 造一般选择剖面中不缺失地层层面作为基准层，以后剖面恢 复均以该层为基准。 4、对剖面张性构造采用断层滑动及垂向/斜向滑动机制进行 恢复。 5、压性构造恢复主要采用弯滑、断滑、断弯机制进行恢复。
C
Shear veቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtor
运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动
原理:用弯曲滑动机制并考虑断层面产状恢复断层上盘的褶皱 形态。在恢复过程中需要定义轴面，沿钉线或钉面将褶皱恢 复到基准面，同时尽可能忠实于原始的断层形状。
轴面
A
B
这一算法用来模拟 在褶皱和逆冲带发 现的断层弯曲褶皱 的几何和运动特征 。算法限制于具有 单一的断坪-断坡-断 坪形态的断层。