原始盆地恢復(fù)綜述

土筱箐

摘要：原始盆地的恢復(fù)在油氣勘探和盆地動態(tài)演化研究中有著重要的作用。目前的研究中，由于研究重點不同、所得資料的限制，往往是針對原始盆地某一內(nèi)容進行恢復(fù)。本文通過分析近些年原始盆地研究相關(guān)文獻，總結(jié)出了原始盆地恢復(fù)的主要內(nèi)容和方法，將資料、內(nèi)容、方法三者結(jié)合起來，闡明其關(guān)系。以期在資料有限的情況下，更容易的判斷所得資料可恢復(fù)沉積盆地何種特征，并且確定其所能用到的方法；或是在明確某一研究內(nèi)容的情況下，更容易地尋找所需資料并且確定適當?shù)姆椒ㄟM行恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：原始盆地；恢復(fù)方法；恢復(fù)內(nèi)容

原始盆地的概念是由劉池陽（1993）提出的，所謂原始盆地是指地史上盆地發(fā)育過程中沉積建造及展布、構(gòu)造變形、水動力、熱動力、區(qū)域構(gòu)造背景、地理環(huán)境和盆地類型等的原始狀況（面貌）。該概念的提出是基于“原型盆地”一詞?！霸团璧亍币辉~最早由Klemme于1974年提出，其概念隨著研究的深入不斷發(fā)展。朱夏、劉和甫、杜旭東、張渝昌、趙文智、何登發(fā)等學(xué)者從不同角度對原始盆地的概念進行了闡述。原始盆地研究的實質(zhì)是恢復(fù)盆地的原始面貌，而盆地的原始面貌控制著烴源巖及上覆地層的形成及展布，同時也對油氣的運移方向有著重要的影響。所以，原始盆地的恢復(fù)對于油氣資源的勘探開發(fā)、盆地動態(tài)演化的研究、油氣成藏的研究有著重要的作用。

原始盆地的恢復(fù)涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，主要包括原始盆地邊界的恢復(fù)、構(gòu)造特征的恢復(fù)、沉積體系的恢復(fù)、剝蝕厚度的恢復(fù)等。

1.剝蝕厚度的恢復(fù)

所謂剝蝕厚度是指：現(xiàn)今地層剖面上恢復(fù)出的，從剝蝕開始時被剝蝕地層的骨架厚度和孔隙度之和。目前，恢復(fù)剝蝕厚度的方法很多，可分為地質(zhì)學(xué)方法、地?zé)釋W(xué)方法、地球物理方法和地球化學(xué)方法四大類。常用的剝蝕厚度恢復(fù)方法有：地震剖面直接追蹤法、參考層厚度變化率法、相鄰地層厚度對比法、鏡質(zhì)組反射率法、聲波時差法和沉積速率法。

參考層厚度變化率法和相鄰層厚度比值法均屬于地質(zhì)對比法，主要依據(jù)在同一構(gòu)造層內(nèi)地層的沉積具有繼承性和持續(xù)性的原理，應(yīng)用地層殘余厚度數(shù)據(jù)來計算剝蝕厚度。參考層厚度變化率法是在未剝蝕區(qū)（A）及剝蝕區(qū)（B）分別選擇一點，計算參考層中兩點間厚度變化率，它也是剝蝕層厚度變化率，據(jù)此可算出B點剝蝕層原始厚度，再可算出剝蝕厚度。鄰層厚度比值法，主要是將未剝蝕區(qū)某點（A）參考層和剝蝕層的厚度比應(yīng)用于剝蝕區(qū)，以此算出原始厚度，再計算剝蝕厚度。

沉積速率法分為沉積速率比值法和沉積速率趨勢法，需要運用到沉積速率數(shù)據(jù)、地層殘余厚度數(shù)據(jù)以及地層絕對年齡數(shù)據(jù)。沉積速率比值法是依據(jù)相鄰地層在不同點沉積速率比值相等的原理來估算剝蝕厚度。沉積速率趨勢法則是依據(jù)沉積速率在橫向上的連續(xù)性來估算剝蝕厚度。

鏡質(zhì)體反射率法和聲波時差法是運用圖解法來計算剝蝕厚度。鏡質(zhì)體反射率法主要依據(jù)的是熱演化程度與埋深之間的正相關(guān)線性關(guān)系。地層出現(xiàn)抬升剝蝕，不整合面上下的線性關(guān)系則會變得不連續(xù)。通過將不整合面一下的R₀剖面線穿過不整合面，向上延伸到R₀值與上覆地層底界R₀相等的深度點，則該點與不整合面深度差為剝蝕量。

2.古構(gòu)造的恢復(fù)

原始盆地構(gòu)造特征的恢復(fù)主要是基于殘留盆地的構(gòu)造。常用方法包括：依據(jù)地層回剝原理的“寶塔圖法”、依據(jù)沉積一沉降補償原理的厚度圖法；基于物質(zhì)守恒原則的平衡剖面法；依據(jù)波場重建，利用三維可視化技術(shù)研究古構(gòu)造的地震屬性恢復(fù)古構(gòu)造法；通過二維古構(gòu)造圖疊加恢復(fù)三維空間古構(gòu)造的三維空間古構(gòu)造恢復(fù)法；依據(jù)三維空間體積不變原則的同一變形體古構(gòu)造恢復(fù)法等。其中厚度圖法是在剝蝕厚度研究基礎(chǔ)上進行的，適用于構(gòu)造變形簡單、平緩的地區(qū)；平衡剖面法主要是基于地震資料，適用于擠壓或伸展構(gòu)造區(qū)。三維構(gòu)造恢復(fù)法主要是在地震資料的基礎(chǔ)上進行去斷層恢復(fù)、去褶皺恢復(fù)，在厚度資料的基礎(chǔ)上進行去壓實恢復(fù)，最終得到目的層在某時期的構(gòu)造形態(tài)，其主要適用于構(gòu)造復(fù)雜區(qū)。

3.盆地邊界的恢復(fù)

原始盆地邊界的恢復(fù)主要是為了圈定原始盆地的范圍，其研究主要建立在以下四項工作的基礎(chǔ)上：①今盆地內(nèi)所研究地層分布與沉積特征；②周鄰?fù)诘貙臃植寂c沉積特征；③物源綜合分析；④周鄰構(gòu)造單元形成演化。

其研究可以通過以下三種方法來進行。其一是依據(jù)露頭及巖心資料，對比今盆地及周鄰地區(qū)同期地層分布與沉積特征，確定殘留盆地的歸屬、對比劃分地層、判斷分析邊緣相，以此來確定盆地邊界。其二是依據(jù)露頭、巖心資料，通過物源區(qū)綜合分析來追索物源位置，確定沉積邊界、恢復(fù)古地理。輕礦物、重礦物及其組合分析法、碎屑巖類分析法、裂變徑跡法、區(qū)域沉積學(xué)分析方法以及地球化學(xué)特征及其空間變化分析方法和同位素分析等方法均為物源分析的常用方法。為了避免單一方法的局限性及縮小誤差，常采取多種方法綜合進行物源分析。其三是依據(jù)地震、測井、露頭、巖心等資料，對研究區(qū)及周鄰構(gòu)造的單元的構(gòu)造演化進行分析。由于周鄰構(gòu)造單元的形成控制著盆地的形成演化，所以對其研究也是確定盆地邊界的重要方法。

4.沉積體系的恢復(fù)

沉積體系是指在沉積環(huán)境和沉積作用過程方面有成因聯(lián)系的三維巖相組合。沉積體系的恢復(fù)主要有兩種方法，其一是在古地貌的研究基礎(chǔ)上恢復(fù)沉積體系，其二是在沉積相研究的基礎(chǔ)上恢復(fù)沉積體系。

古地貌控制著沉積地層的發(fā)育，所以可依據(jù)不同地貌單元（古坡折帶、古溝谷、古凸起、古斷裂、古凹陷等）的組合恢復(fù)沉積體系。古地貌的恢復(fù)包括構(gòu)造恢復(fù)和地層厚度恢復(fù)兩部分。地層厚度恢復(fù)常用印模法、層拉平古地貌恢復(fù)法、高分辨率層序地層學(xué)法。目前常用的印模法，主要是通過地震資料識別地層界面并統(tǒng)計地層殘留厚度，在殘留厚度的基礎(chǔ)上恢復(fù)剝蝕厚度，并對上覆地層進行去壓實恢復(fù)、構(gòu)造恢復(fù)。由于上覆地層厚度與下伏古地貌呈鏡像關(guān)系，所以可以進一步進行古地貌恢復(fù)。

在沉積相研究基礎(chǔ)上恢復(fù)沉積體系，是通過對測井資料的解釋研究（如：依據(jù)砂地比畫沉積相圖）及地層組合序列、沉積充填和沉積構(gòu)造特征、化石等方面的綜合研究（如：恢復(fù)巖相古地理）恢復(fù)沉積相，在此基礎(chǔ)上恢復(fù)沉積體系。

我國常見的沉積體系有沖積扇沉積體系、河流沉積體系、三角洲沉積體系和湖泊沉積體系。

5.總結(jié)

原始盆地恢復(fù)的內(nèi)容涵蓋非常廣，意在恢復(fù)盆地在某一時期的全貌，來為地質(zhì)研究及勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。不同內(nèi)容的恢復(fù)均息息相關(guān)、環(huán)環(huán)相扣，如：古構(gòu)造的恢復(fù)常在剝蝕厚度恢復(fù)的基礎(chǔ)上，古構(gòu)造恢復(fù)可以為沉積體系的恢復(fù)提供重要依據(jù)。不同的恢復(fù)內(nèi)容也有多種研究方法，在研究時，應(yīng)依據(jù)盆地特征以及資料情況，選擇合適的方法或者多種方法綜合研究。