沉积盆地中的两种沉积响应模式

收稿日期:2007-03-19;改回日期:2007-04-26。责任编辑:刘志强。

作者简介:王正和,男,1976年生,博士研究生,研究方向为沉积与层序地层;通讯地址:100083,北京市海淀区学院路29号;E -mail:carbon -hydro@ 。

沉积盆地中的两种沉积响应模式

王正和

中国地质大学能源学院,北京100083

摘 要 当沉积盆地系统中某种沉积影响因素发生变化时,其中的沉积充填过程与样式也会表现出相应规律的变化。这可称之为沉积对盆地变化的响应或沉积响应。从逻辑思辨及实际资料出发,根据沉积盆地可能的发育演化特征,提出了两类理论上的盆地沉积响应模式,即镜像沉积模式和拉锯式沉积模式。对于这两类模式的理解将有助于从整体上更好的认识盆地中地层的系统充填过程,也有助于油气勘探中油气藏分布规律的预测。关键词 盆地;沉积响应;层序

中图分类号:P539.2 文献标识码:A 文章编号:1006-3021(2008)01-103-06

Two types of Sedimentary Response in Basin

WANG Zheng he

School of energy ,China Univ ersity o f Geoscience ,Beij ing 100083

Abstract When a certain factor t hat could influence the deposit ion chang ed in basin,the process and styles of depositional filling w ill accordingly change with a certain rule.Based on the log ical consequence and the characters of possible develop -ment of basin,two ideal styles of depositional r esponse in basin are pro posed for the first time.T hat is t he mirro r -image style of deposition and the see -saw st yle of deposition.T o comprehend the two sty les of depositional response is helpful to understand the filling process of stratum in basin,and is helpful to fo recast the distribution rules of hydr ocarbo n reservoir in ex ploration.

Key words basin;depositio nal response;sequence

20世纪80年代,系统思想被引入地球科学的

研究与思考之中。之后由美国科学家首先提出了 地球系统科学 (Earth System Science)的概念。其核心思想也就是把整个的地球当作一个系统和整体来研究,从而可以站在全局的角度来认识和思考客观规律(NASA,1988,2000;毕思文,1998,2004;狄丽颖等,2007)。地球科学系统思维方式(Geoscien -tific Fashion of System T hinking)是一种哲学的思维方式,它可以让我们更有效地从宏观上去认识和把握事物的特征与本质(白屯,2005)。

在对盆地进行宏观上的系统沉积充填研究时,引入这种系统思想,从而能对沉积盆地进行整体性、思辨性的研究。沉积盆地从其诞生、发育、演化直至

衰亡,都可以单独地看作一个有机整体。那么,在沉

积盆地这个有机整体的演化过程中,其中的沉积充填也会表现出一种整体的、系统的响应特征。因此,当盆地系统中某一沉积充填的影响要素发生改变以后,沉积充填样式与结果也会发生相应的变化。也就是说盆地中的沉积充填过程(结果)是盆地系统发生某种变化过程(结果)的响应。这可称之为沉积盆地中的系统沉积响应。

基于对沉积盆地系统的整体性研究,经过逻辑思辨推理与分析,可以总结出盆地系统中的两种沉积响应模式。一种为镜像沉积模式;另一种为拉锯式沉积模式。

2008年2月29卷1期:103-108地 球 学 报

ACT A G EOSCIENT I CA SIN ICA F eb.200829(1):103-108

1 镜像沉积模式

所谓的镜像沉积模式,是指在同一地质历史时期中,在盆地周缘所发育的沉积层序的叠置样式呈现出一种以盆地中心为对称点的镜像对称关系。比如,在盆地的东缘与西缘所发育的同时期地层要么均呈现出向盆方向的进积或者退积,或者均为加积样式。总之,在盆地的对称位置上发育的同时期地层具有相同的层序叠置样式。该种沉积模式的特征与发育原理如下图(图1,图2)所示。

镜像沉积模式的形成过程与原理如下:如果在盆地周缘有以盆地中心为镜像对称的物源及沉积物卸载区,且物源供给速率也保持一致的话,当对称的沉积物卸载区可容纳空间变化一致的时候,就会在盆地系统中形成这种镜像沉积模式。气候、盆地基底的隆升与沉降或者区域性基准面的升降都有可能单独或者共同作用,并导致对称位置上可容纳空间的一致性变化及镜像沉积模式的形成。但是,在这种镜像沉积模式中,具体的地层叠置样式是表现为进积、退积还是加积,则要受物源供给速率与可容纳空间变化速率所共同影响。

在图2中,沉积物卸载区域A 与区域B 关于盆地中心呈镜像对称。由于相对海/湖平面上升,导致区域A 与区域B 的可容纳空间均增大并发育镜像的进积式地层叠置样式。在镜像沉积模式中,在建立全盆地等时地层格架或者进行全盆地地层对比的时候,应当是将对称位置上所发育的且具等时性的进积与进积、退积与退积或者加积与加积相对比。如图2中 ~

所标示的才是合理的等时面对比。

图1 沉积体系对称发育的简单盆地模型(据Henry 等,

1999修改)

F ig.1 Simplified mo del of sedimentary basin with developed

symmetrical depositional system (modified from Henry

et al.,1999)

2 拉锯式沉积模式

所谓的拉锯式沉积模式,是指在某一地质历史时期中,在盆地周缘所发育的沉积层序的叠置样式以盆地中心为对称点,呈现出一种拉锯式的对应关系。比如,在某一地质历史时期,在盆地的东缘所发育的沉积层序呈现出进积式的叠置,而在盆地西缘所发育的同时期沉积层序却表现为退积式的叠置。总之,在盆地的对称位置上发育的同时期沉积层序,其叠置样式呈现出一种你进我退的拉锯式模式。该种模式特征及发育原理如下图(图3,图4,图5,图6)所示。

在分析拉锯式沉积模式形成原理之前,首先给出4个与盆地相关的假定条件。假定 :盆地中水体总量基本保持恒定,盆地中的水量输入率与输出率大体保持恒定不变;假定 :沉积物的供给速率保持不变;假定 :盆型(即盆地的形态)大体保持不变;假定 :有以盆地中心为镜像对称的物源供给与沉积物卸载区。

基于以上4个假定条件(

如果没有这四个假定

图2 镜像沉积模式

F ig.2 T he style of mirror -imag e deposition

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