第七讲+盆山耦合作用与油气成藏+

造 山 带 子 系 统 隆 升 与 蚀 顶 造 山 过 程 与 演 化 俯 冲 、 碰 撞 岩 浆 － 热 作 用 流 体 活 动
系 统 综 合
造 山 作 系 统 分 析 用
成 山 成 盆 成 藏 耦 合 及 其 动 力 学 控 制 烃 源 演 化 油 气 充 注 生 排 烃 子 系 统
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106°00'
108°00'
略阳
秦
岭
造
0 20 40 6 0（K m）
汉中 宁强
32° 40'
山
安康 紫阳 镇巴
带
32° 40'
广元 旺苍
南江
万源 巴中 通江 苍溪 阆中 仪陇
31° 20'
城口
平昌 宣汉
31° 20'
达县 营山 南充 渠县 万县 开江
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印支期断 裂及褶皱
燕山晚期 断裂褶皱
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106°00' 108°00'
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燕山中期 断裂褶皱
喜山期断 裂及断裂
盆山耦合作用的内涵
垂向上的耦合 造山带的隆升与沉积盆地沉降(隆升) 间的耦合关系 横向上的耦合 (1)盆山间物质循环的耦合关系 (2)盆山间能量交换的耦合关系 (3)盆山互换的耦合关系（同步演化）
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中国大陆地质特征
西北挤压盆山系 华北伸展 盆山系 青藏高原复合造山带
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国 外 1. Basin Research,1999 “Tectonics and Surface Processes in Landscape Evolution”. 2. Coupled Lithosphere-Surface Processes 3. Tectonics, Sedimentation and Denudation 4. source-to-sink and uplift-erosion-unroofing
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(三)天山造山带及两侧盆地系 统的岩石圈层间插入消减模式
（赵俊猛，1998）

FIG12-6
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-
） 和 （ 抬 轿
子 型 陆 内 造 山 造 盆 模 式 示 意 图
天 山 型 双 向 俯 冲 模 式 （

FIG
A
B ）
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3、主要研究内容和方法
盆 山 系 统 盆 地 子 系 统 沉 降 及 沉 积 充 填 成 盆 作 用 构 造 变 形 及 演 化 盆 地 类 型 及 成 因 热演化 流 体 活 动 时 空 耦 合
物 质 转 换 应 力 场 、 温 压 场 深 部 机 制 深 部 物 质 分 异 水 、 烃 类 、 热 液
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天山造山带与两侧盆地的相互作用关系示意图
（据高祥林等，1999）
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沙雅布尔津地震宽角反射、折射剖面观测系统（a） 和地质剖面（b）反映天山造山带向两侧盆地相背逆冲特征
（据赵俊猛等， 1999）
山
安康 紫阳 镇巴
Northeast Sichuan basin——a study case
系 统 综 合 控 制 系 统 分 析 系 统 综 合
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输 导 体 系 聚 集 及 成 藏 改 造 时 空 匹 配 油 气 运 聚 子 系 统
油 气 成 藏 作 用 系 统
Methodology
1. Isotopic determination
2. Quantitative Provenance Analysis of Sediments
2）板块构造的动力学机制、驱动力源一直存在争议；
—板块构造面临着如何发展和适应于大陆复杂性的问题
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
板块构造面临着如何发展和适应于大陆复杂性的问题： 美国20世纪80年代末提出了大陆动力学概念，并 制定了国家级的“1990～2020大陆动力学研究计划（A national program for research in continental dynamics)”——试图解决板块构造在大陆的局限性， 进一步补充、完善和发展板块构造学说、建立大陆动
•研究简史
(1) 前陆盆地及其相邻冲断带研究(20世纪70年代);
(2) 沉积盆地及相邻造山带同步演化史研究(80年代);
(3) 造山带—沉积盆地耦合关系研究(90年代) ；
(4) 成山 ( 造山带 ) 成盆 ( 沉积盆地 ) 成藏 ( 油气藏、固体 矿藏)统一的动力学研究(21世纪) 。
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basin
The geologic model of orogenic erosion and basin sedimentation
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2、盆山体系及其耦合作用的内涵
盆山体系（basin-mountain system）或称盆山系统： 沉积盆地和造山带在空间上相互依存，在物质上相互 转换，并统一于地球深部动力学机制，有机地组成了
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物质平衡
Mass balancing
How to recover the original shape of basin and mounatin? time ? mechanism ?
mountain
Q
N E
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国际岩石圈计划（ILP,1980s）
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
通过国际地球动力学计划（IGP,1970s)和国际岩石圈计
划（ILP,1980s）的实施：
1）验证了板块构造对大陆的适用性，但对大陆的复杂
性和特殊性，板块构造过于简单并不适用于大陆内部；
龙门山前，4.5万km2，P、 T、J均具有有利成藏条件， 推覆体下盘存在巨型构造
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
“盆山体系”和“盆山耦合”是中国地质学家着眼于中
国大陆地质构造的实际和油气勘探实践，提出的新概念
和研究思想。 国外，关注“岩石圈深部过程与近地表构造过程的耦合 （coupling of lithosphere and near－surface processes） 、构造与沉积的关系（The sedimentary record of orogenesis ）” 。
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ø º Æ ò Climate þ Ê ° ´ × ÷Ó Ã Denudation
Ì É § ý ° þ Â ¶ Ex hu mat io n
Á » ³ ý × ÷Ó Ã Sedimentation
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
板块构造理论的局限性： 1）板块构造如何登陆，或者说大陆上如何运用 板块构造理论？ 2）地质历史上板块构造能够追溯到什么时候？ 3）板块构造形成的动力学机制、驱动力源？ 国际地球动力学计划（IGP,1970s)
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Leabharlann Baidu
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造
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汉中 宁强
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大 陆 构 造 演 化 模 式
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（据李德威）
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准噶尔西北缘，成 北天山前，与库车坳陷具有相似 的大地构造环境和石油地质条件 熟油气勘探区
博格达山前，P烃源 岩发育、推覆构造下 盘具有大型构造
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盆山耦合作用的内涵
机制上的耦合 盆山耦合关系的内在根源和动力主要在地 球深部； 盆山耦合关系的表现
(1)造山带楔进作用(wedging)和盆地挠曲; (2)造山带滑脱作用(detachment)或拆层作用 (delmination)与盆地变形; (3)造山带蚀顶作用(deroofing)和盆地充填。
吐哈台北缘
库车，4.3万km2， 油气资源4.1亿t、 2.23万亿方
塔东南
鄂尔多斯西缘北段， 已有良好油气发现 鄂尔多斯 西缘南段
塔西南，14.1万 Km2，油气资源16 亿t、2.23万亿方
祁连山前
柴达木西部昆仑山前 大巴山前 柴北缘，1.5万km2， 侏罗系烃源岩分布好
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楚雄盆地
process
5. Coupled tectonics and sedimentation
6. The sedimentary record of orogenesis
“挤压造山带－冲断带－前陆盆地”系统研究最
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盆山体系及其耦合作用研究历史
力学和盆地动力学及其构造模式。
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
据刘树根等（2006）
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
大陆动力学——国际地学界研究的热点和前沿探索领域：
一个相互联系且不可分割的整体。
盆山耦合作用（basin-mountain coupling）：造山与
成盆过程之间物质与能量的相互关联、相互制约作用
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盆山体系的内涵
(1)大陆构造的基本单元是沉积盆地和造山带; (2)造山带与沉积盆地是形成于统一的地球动力 学系统之中的一对孪生体，它们在空间上相互依 存、物质上相互补偿、演化上相互转化、动力上 相互转换(盆转山、山控盆、盆定山的过程); (3)盆山系统主要表现为物质的循环系统和能量 的交换系统(其媒介主要为流体); (4)盆山系统是陆块相互作用、岩石圈层圈相互 耦合的复杂系统。
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P前展式推覆及扇体迁移模式:
由 P1j→P3w ， 随同生控扇断裂由老山→盆缘的前展式推
覆活动,扇体呈现由盆缘向盆地迁移的沉积响应模式图解
其中最重要和最直观的研究内容就是大陆构造；
大陆上最基本的构造单元为盆地和造山带；
因此，新的大陆构造思想的生长点必须是建立在造
山带和沉积盆地精细研究的基础上——盆山关系及其耦
合作用的研究。
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（据李德威）
第七讲 盆山关系及其耦合作用与油气成藏
1、盆山关系及其耦合作用的提出
2、盆山体系及其耦合作用的内涵
3、主要研究内容和方法 4、存在问题及发展趋势
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1、盆山关系及其耦合作用的提出
板块构造理论——20世纪地球科学最重大的成果： 很好的阐释了地磁、地震、地热、火山、岩浆活 动、变质作用、矿产形成、生物演变、大洋形成、洋 底地形和年龄、造山运动等众多地质现象和问题。