盆地动力学研究综述及展望

沉积盆地是地球系统的浅层组成部分,是壳-幔、岩石圈-软流圈两级圈层相互作用的浅部表现形式。沉积盆地分析不仅可以揭示不同类型化石能源、沉积型层控矿产、砂岩型铀矿等资源的分布规律,为矿产勘探提供直接依据,而且可以为大地构造演化过程、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变提供丰富资料和详细证据。当代盆地分析不断从单一沉积学分析拓展到综合分析,从静态要素分析拓展到过程和动力机制分析。盆地动力学研究内容包括3部分,即以沉积学分析为主的盆地充填动力学、以构造地质学分析为主的盆地形成演化动力学和多学科交叉的盆地流体动力学研究。近10多年来,盆地动力学研究在深水沉积学、高精度层序地层学、源-汇系统、源区剥蚀过程及其深部响应、大陆边缘盆地动力学及盆地流体动力学等方面取得了长足的进展。     

黑龙江漠河盆地构造特征与成盆演化

对漠河盆地的地层层序、构造特征和构造单元、盆地演化过程等进行了研究。漠河盆地盖层主要为侏罗纪陆相煤系地层及白垩系火山岩，属典型的二元结构。晚侏罗世中期由于蒙古—鄂霍茨克洋的关闭，额尔古纳微板块与西伯利亚板块碰撞，使盆地西部产生逆冲推覆构造，地层缩短量在64km以上。晚侏罗世晚期到晚白垩世，盆地进入西太平洋构造域演化阶段，处于拉张环境，在盆地中部和东部发生了三期大规模的火山活动，形成火山断陷盆地。因此，漠河盆地经历了蒙古—鄂霍茨克洋和西太平洋两种不同构造域的演化阶段，具有西部挤压推覆、中部和东部拉张断陷构造特点。     

欧亚大陆中部盆地群大剖面的编制及其构造意义

盆地结构记录了盆地演化特征,盆地群结构和构造特征由其所处的构造背景和板块边界决定。随着油气勘探的不断深入,积累了大量地震剖面,为盆地群剖面特征对比,提供了大量的基础资料。本文从大地构造背景着手,通过筛选地震与地质剖面,大致沿北纬39°绘制了欧亚大陆东西向剖面(在东部北黄海盆地有向南的偏转):西起黑海盆地,东至琉球海沟,剖面长约12000km,横穿18个盆地,涵盖克拉通盆地(塔里木原型盆地等)、裂谷盆地(太原盆地、渤海湾盆地等)、前陆盆地(黑海盆地、南里海盆地等)和弧后盆地(东海盆地)等多种盆地类型。其中,陆壳上的盆地发育在前寒武基底上,演化历史悠久;褶皱基底、洋壳基底和洋陆过渡壳基底上发育的盆地主要发育在中新生代。通过详细对比剖面各段结构和构造演化特征,发现中新生代构造活动决定了欧亚大陆中部盆地群最终格架,盆地多具有多期叠合改造的特征。剖面西段盆地群普遍具有中生代伸展断陷,叠加后期挤压坳陷的特征;剖面东段盆地群具有中生代断陷,叠加后期坳陷的特征。现今构造格架由西到东表现为前陆坳陷到弧后坳陷,鄂尔多斯盆地和沁水盆地是本剖面线结构特征分段的枢纽。     

鄂尔多斯盆地西缘南北差异及其形成机制

鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世南北两段存在着明显差异,北段发育由伸展正断层控制的裂陷盆地,南段发育由逆冲断层控制的前陆盆地。它们分别与阿拉善挤压构造带及东祁连褶皱逆冲带相邻。盆地沉积充填前者主要为扇三角洲体系、冲积扇-辫状河平原体系,后者主要为陡坡三角洲体系、冲积扇体系。两类盆地和盆缘构造带一起组合成非限制性侧向挤出构造,该类构造控制了研究区晚三叠世构造作用和成盆作用过程。     

尼日尔Termit盆地三维地质构造建模研究与应用

三维构造建模是构造研究的前沿手段和发展方向,具有实用性、精确性、可视性等多种优势,在国内外应用越来越广泛,但目前主要以局部油藏和断块为研究对象,针对全盆地尺度的三维构造建模比较少。尼日尔Termit盆地在早白垩世和古近纪发育两期裂谷,导致盆地断裂发育,构造复杂,构造研究的难度大。本文通过摸索和研究,利用大量二维和三维地震以及100余口井资料,将Termit盆地(约30 000 km2)作为一个整体进行三维构造建模,克服断层多、构造复杂、数据量庞大等难题,采用层位模拟、断层三角网格剖分、断层自动命名、断面交切关系处理、闭合边界自动生成等技术,在Termit盆地实现了盆地级三维构造建模,该模型可提取全盆地任意方向、任意层位的构造剖面以及任意连井剖面,同时可以任意提取每个区带及局部构造的三维立体模型,以便进行更精细的构造分析。该建模技术为大范围工区精细构造研究提供了新的技术手段,可应用于构造单元的划分、区带评价、目标优选及井位论证等许多方面。Termit盆地三维地质构造模型显示该盆地具有断坳叠置、下大上小的盆地结构,早期晚白垩世坳陷期海相烃源岩广泛分布,后期古近纪叠置裂谷坐落在晚白垩世坳陷期海相烃源岩之上,有利于后期古近纪叠置裂谷聚集油气。基于建立的盆地构造模型,进一步明确了该盆地各区带的构造特征及成藏潜力。研究认为Fana低凸起位于Moul凹陷和Dinga凹陷之间,断裂较为发育,有利于油气的运移、聚集和成藏,是盆地最有利的勘探区带;Dinga断阶带紧邻Dinga凹陷,断裂最发育,也是有利的勘探区带;Araga地堑断裂发育,成藏条件较好;而Moul凹陷和Dinga凹陷虽然油源条件好,但构造活动较弱,断裂不发育或较弱,不利于油气的向上运移,勘探潜力较差。此外,基于盆地构造模型可以对两期叠置裂谷形成的构造样式及断裂进行精细分析,研究其对油气聚集成藏的控制作用,从而优选出有利的目标,为井位部署提供决策建议。该成果和认识在Termit盆地的勘探中取得了很好的应用效果,进一步促进了古近系上组合和白垩系下组合的勘探突破。     

盆地深层构造地球物理信息处理系统研究

本文分析了盆地研究的历史现状、基本内容和特点,提出了盆地,特别是煤盆地深层构造地球物理研究的基本思路和方法步骤,在此基础上,给出了盆地深层构造地球物理信息处理系统的程序结构框架.最后,以鲁西西部煤盆地为例,给出了盆地深层构造的形态特征等有关处理成果图.     

沉积盆地地球动力学分类及构造样式分析

沉积盆地分类和构造样式分析应从（１）几何学，（２）运动学，（３）动力学和（４）时间等方面来进行研究，从动力学系统可以将盆地分为：（１）裂陷盆地，（２）压陷盆地和（３）走滑盆地３大类；随着时间进展从板块运动学系统可以划分出盆地的演化序列；在一定构造阶段可以形成一定的盆地几何特征，各类盆地相应地产生伸展构造体系，压缩构造学系统和板块构造理论为盆地分类提供理论基础，构造样式对比为预测和外推盆地的构造圈闭     

右江盆地层序充填动力学初探

在盆地分析及层序地层研究成果基础上,采用层序 -盆地 -地球系统的动态成因分析方法,对右江盆地进行了初步的层序充填动力学研究。首次识别出 5个级别的层序界面及相应的沉积层序,讨论了层序界面与地质事件、层序级别与盆地类型等的关系,进而建立了右江盆地层序地层格架。通过对裂谷盆地层序发育明显受同沉积断裂及基底沉降控制的分析,建立了层序成因与盆地构造活动的关系模型。在此基础上,探讨了层序充填动力学过程及其与盆地演化的关系。右江盆地层序充填过程包括陆内裂陷、陆缘裂谷、弧后裂谷和前陆造山四个阶段,经历了海西 -印支期由拉张到挤压的完整构造旋回。     

舒兰盆地构造格架的地球物理制约

舒兰盆地位于佳伊地堑中南段,伊通盆地东北部,是北东向展布的一个狭长状断陷盆地,前人仅对舒兰盆地开展过初步的地质调查,但对盆地构造特征、演化过程的研究相对薄弱.综合区域地质资料、孢粉资料等,分析对比了舒兰盆地与伊通盆地的新生代沉积地层;通过电法、地震剖面解析,认为盆地南段为半地堑式构造特征,中段为地堑式构造特征,盆地北段从西北至东南呈阶梯状加深的构造形态;结合钻井资料分析认为,盆地基底岩性南段以上二叠统杨家沟组为主,中段主要由花岗岩和白垩系组成,北段主要由白垩系组成;综合分析认为,舒兰盆地构造演化可划分为3个构造演化阶段,即初始断陷期(古新世早期)、断陷期(古新世—渐新世)和挤压反转期(渐新世—中新世).     

金衢盆地的沉积相

金衢盆地发育在古生代变质褶皱基底之上,前中生代的构造格架和地质特征对金衢盆地的形成与演化具有很大的影响。通过对金衢盆地的古地理环境、沉积构造、沉积中心以及岩相变化的研究;分析了金衢盆地的形成与演化历史,讨论了晚中生代-新生代的构造环境演化。研究表明:①金衢盆地是由挤压到拉张形成的断陷盆地,盆地边界大多为正断层;②地层序列在盆内不同位置变化较大;③沉积相:金衢盆地各时段沉积相的展布各具特色,并且演化序列比较清晰;冲积扇相以冲积扇裙的形式分布于盆地南北两缘,且有一定差异;河流及沙洲相分布于盆地中部,即衢县和龙游之间的区段;三角洲相主要有扇三角洲、辫状三角洲及正常三角洲;研究区发育湖泊相,其中滨浅湖和半深湖占绝对优势。     

论胶莱盆地的改造与原型盆地恢复

改造盆地的研究具有重要的石油勘探意义。通过系统分析对比原型盆地与改造型盆地认为胶莱盆地具有改造型盆地的特征。根据胶莱原型盆地的改造过程及其特点的探讨、国内改造型盆地研究实例分析及胶莱盆地改造型盆地研究的欠缺，对胶莱盆地改造型盆地进行了充分论证。最后，指出胶莱盆地的改造与原型盆地恢复的关键在于判断胶莱原型盆地构造性质、原型盆地恢复采用的理念及多种研究方法相结合。     

从前陆盆地充填地层分析盆山耦合关系

根据前陆盆地充填地层分析盆地和造山带的耦合关系，研究区域包括四川中生代前陆盆地和鄂尔多斯中生代前陆盆地。研究表明，前陆盆地和造山带具有较好的耦合关系。前陆盆地充填沉积物特征是造山带形成演化和盆地沉降的响应。向上变粗的沉积序列以及地层不整合盆地方向的迁移反映了造山带向前陆不断隆升的演化过程，前陆盆地沉积物的岩石学特征反映了双物源供给和造山带的剥蚀。层序地层的体系域构成和地层堆积方式主要受控于前陆盆地沉降速度的变化。     

Structural Architecture and Evolution of Kumkuli Basin, North Tibet

Utilizing the new data of gravity, magnetic, and magnetotelluric survey, we analyzed the characteristics of the three geophysical attribute (gravity, magnetic, and resistivity) interfaces and the deep architecture and structure of Kumkuli basin. The research results can provide basic data for early basin structural study. From coupled basin and mountain system, analysis of the structure, and evolution of Knmknli basin, we found that there was zoning from north to south and from west to east. Kumkuli basin has three structural architecture layers including metamorphic crystallization basement, fold basement and sedimentary cover. Knmkuli basin can be divided into three structural units, two depressions, and one uplift. Structural evolution of the Kumkuli basin can be divided into five evolution stages, including Kumkuli microcontinent formed in Sinian-Ordovician, suture around Kumkuli basin formed in Eopaleozoic, retroarc foreland basin formed in Neopaleozoic, rejuvenated foreland hasin developed in Mesozoic, and strike slip and compression basin developed in Cenozoic.     

沉积盆地动力学与模拟研究

沉积盆地动力学过程与模拟研究是当前地球科学研究的前沿领域。盆地形成演化的动力学机制、盆地沉积充填过程与模拟、盆地规模的流体动力学等方面的研究近年来取得了重要进展。从定性的静态描述分析转向定量的动态过程研究是当前盆地动力学研究的主要发展趋势。盆地形成机制研究在深部过程控制、多重机制联合作用、幕式裂陷和反转过程等方面取得显著进展。前陆盆地构造—充填过程和模拟、构造活动盆地层序地层学、盆地充填过程分析与模拟等研究代表了盆地充填动力学研究的最新成果。盆地流体过程和模拟是当前的一个研究热点,盆地流体的识别、追踪和盆地规模的流体动力学分析与模拟获得突出性进展。     

黄骅坳陷孔南地区孔二段湖盆结构恢复

孔南地区孔二段受到沧东断层、徐西断层等活动影响,地层结构遭受强烈的改造,原有湖盆结构发生了很大的变化。隆起区构造单元富泥质沉积,凹陷构造单元富砂质沉积,成为研究区孔二段的主要特征之一,也成为研究的难点。本文通过对研究区孔二段沉积厚度、岩相、沉积相、构造分析以及等时地层格架下的沉积体系展布规律分析等,对孔二段沉积时期湖盆结构进行了恢复,改变了以往认为孔店期为断陷产物的认识,得出孔二段沉积时期,湖盆总体为坳陷盆地,现今处于盆地中心的孔店隆起构造带为孔二期的古湖盆中心和沉降中心。这一结论对认识黄骅坳陷孔南地区盆地演化,成因机制和油气勘探具有重要的意义。     

青藏高原北部盆地构造沉积演化与高原向北生长过程

从可可西里到河西走廊的青藏高原的北部地区,地貌具有独特的"盆-岭"相间的特征,是青藏高原隆升增长过程中长期地质作用的产物,沉积盆地记录了这一过程的演化历史。对可可西里盆地、柴达木盆地和酒泉盆地新生代的沉积充填与盆地动力学背景的研究发现,3个盆地的演化序列具有相似性,盆地的早期为走滑盆地或伸展盆地性质,中期发育前陆盆地,最后以山间盆地结束。以南北向挤压短缩为动力背景的前陆盆地是高原北部造山带运动的直接响应。高原北部前陆盆地的发育时序为：可可西里前陆盆地（53～23Ma）、柴达木前陆盆地（46～2．45Ma）和酒泉前陆盆地（29．5～0．13Ma）,反映了青藏高原北部在新生代具有向北阶段性生长的特征。     

松辽盆地南部西部斜坡区晚白垩世坳陷盆地坡折带研究

通过对晚白垩世松辽盆地南部西部斜坡区的综合研究,从基底构造、古地理位置、地层产状和厚度、钻井和地震资料特征及构造发育情况等方面表明,该区在青山口组-嫩江组坳陷期发育侵蚀坡折带、沉积坡折带和构造坡折带.由于多种类型坡折带的存在,制约着盆地充填可容空间的变化,控制了区内的层序发育、沉积体系展布和非构造圈闭类型.松辽盆地南部西部斜坡区湖盆坡折带附近是非构造油气藏发育的有利部位,可以应用坡折带理论指导本区的隐蔽油气藏勘探.     

老挝万象盆地钾盐矿床微量元素地球化学特征及矿床的成因

老挝万象盆地钾镁盐矿主要富集在塔贡组下段膏盐中,主要由石盐岩、光卤石、钾石盐、含光卤石钾石盐及少量溢晶石等组成,属单层结构类型。钾镁盐矿中的微量元素Br、Rb和氯化物有直接的关系,是在万象盆地内找钾的直接标志,可在不同程度上反映原始盐溶液的浓缩发展过程。而Sr、B地球化学性质稳定,随卤水浓度的增高而富集在卤液中,可间接指示含钾的层位。证实了万象盆地的卤水来源于南部呵叻盆地,并有地表水体及深部卤水补给的可能性。研究万象盆地元素的地球化学特征,对丰富古代固体钾盐成矿理论、指导兰坪-思茅盆地蒸发岩研究及找钾工作具有重要的指示意义。     

沉积盆地构造核心理论和关键技术方法:前沿与发展方向

系统分析前人在沉积盆地构造研究的基础上,论文总结了沉积盆地构造核心理论和关键技术方法的前沿与发展方向。沉积盆地构造核心理论包括盆地分类理论、成盆机制理论、变形定量分析理论和盆地充填过程理论。盆地分类理论是依据不同分类标准建立盆地分类方案,其发展趋势是基于资源与构造背景的原型盆地分类和基于盆地演化的叠合盆地分类;成盆机制理论是定量模拟不同作用机制下(纯热机制、构造作用、负载作用)盆地沉降过程及其控制因素,其发展趋势是三维成盆动力学模拟;变形定量分析理论包括断层相关褶皱理论、临界楔理论和盐构造理论,其发展趋势是三维构造建模与三维定量变形分析;盆地充填过程理论主要开展不同构造成因盆地的充填过程对比与盆山过程的源-汇分析,其发展趋势是多元源-汇分析与定量化盆地分析。沉积盆地构造关键前沿技术包括三维构造建模技术、构造物理模拟与数值模拟技术和基于三维构造恢复的裂缝预测技术。构造物理模拟技术包括了基于工业CT扫描成像物理模拟技术:可以无损动态监测构造带内部变形演化过程,精确构建变形带三维空间展布形态;基于PIV的有限应变分析的物理模拟技术:可以定量分析变形的演化过程,直观展示应变分布特征,探讨构造应变动态分布规律;基于超重力离心机的构造物理模拟技术:可以模拟不同尺度构造流变过程,探讨岩石圈浅层脆性变形与深层韧性流变之间的动力学机制。