二维沉积层序计算机模拟研究

本项研究建立了综合性的二维沉积层序模拟系统SSMS。该模拟系统由盆地的沉降过程模拟与盆地充填过程模拟两个子系统构成。盆地的沉降模拟结合了反演的沉降回剥和盆地形成的正演模型;盆地充填过程模拟综合考虑了盆地沉降、重力均衡作用、海（湖）平面升降、沉积物供给、侵蚀作用、沉积物分布和压实等因素。结合实例分析表明,该模拟系统可用于定量分析盆地构造、海（湖）平面、沉积物供给等变化对沉积层序的形成过程、几何形态及其沉积体系分布的控制作用,检验地质模型和进行预测。     

试论构造因素对泌阳断陷陆相层序形成的影响机制

构造作用是控制泌阳断陷湖盆陆相层序发育的关键性因素，它制约着低频层序（盆地充填序列、构造层序、层序组及层序）的发生、发展与形成。区域性构造运动控制着盆地充填序列及构造层序；盆地边界断裂的脉动性控制着层序组及层序。在陆相断陷湖盆中，盆地基底构造沉降是非线性或间断函数；由盆缘控盆边界断裂向盆地中心，沉降速率逐渐减小，呈“反铰链式”沉降。在从假定湖平面变化呈一正弦函数曲线、物源供给速率中等且匀速的条件下，采用计算机分别模拟了加速沉降和减速沉降两种过程的陆相层序响应特征。研究结果表明，一个构造沉降旋回过程控制着一个陆相层序及其体系域的发育和形成。     

陆相断陷盆地层序类型及隐蔽圈闭预测

对中国东部古近系和新近系陆相断陷盆地层序地层的研究结果表明,陆相断陷盆地存在着同生断裂坡折带、弯折带2种基本的坡折带类型.当水平面下降到坡折带以下时,构成一个完整的水平面升降旋回,可形成包括低水位、湖扩展、湖萎缩3个体系域的层序(三分体系域);当水平面未下降到坡折带以下时,构成一个不完整的水平面升降旋回,可形成包括湖扩展、湖萎缩2个体系域的层序(二分体系域).这2种层序在纵向上有规律的叠置组合就构成了盆地层序充填序列.水平面上升期是寻找充填作用形成的水下扇(低水位扇)、小型(扇)三角洲(低水位楔)隐蔽圈闭的有利层序地层部位;而水平面下降期则是寻找(扇)三角洲前缘滑塌作用形成的浊积扇隐蔽圈闭的有利层序地层部位.     

断陷湖盆层序地层研究和计算机模拟──以二连盆地乌里雅斯太断陷为例

断陷湖盆高级别的层序单元可依据不整合面及其对应的整合面来划分。高级别的不整合面主要是古构造运动面。应用二维回剥法恢复盆地构造沉降的速率曲线与层序界面比较分析表明，高级别的层序界面的形成与构造沉降速率的幕式变化和断块掀斜运动有关。湖泛面可作为副层序和副层序组划分的依据，湖平面变化受到气候、沉积物供给和盆地构造沉降相互作用的控制。各级层序界面的确定需要综合地质、地球物理及地球化学资料等系统分析。二连盆地乌里雅斯太断陷内充填了３０００多米厚的陆相湖盆沉积，可划分为５个层序组，识别出９～１１个三级层序，以湖泛面和碎屑体系的废弃为标志划分了副层序组和副层序，建立了湖盆地层格架。系统的沉积学研究概括出三种层序的体系域模式，即深湖盆型层序体系域、浅湖－深湖盆型层序体系域及浅湖－河流型层序体系域模式。不同体系域模式中的沉积体系作有序的分布，并受控于湖平面相对的高低变化和构造格架样式。层序地层模拟是近年来发展起来的一门新兴技术。通过模拟可分析层序的发育和形成机制，揭示构造沉降、海平面或湖平面变化及沉积物供给对层序发育和盆地充填演化的控制作用。以乌里雅斯太断陷为例的模拟验证了构造沉降速率的幕式变化和横向上的差异沉降是高级别层序?     

试论控制断陷湖盆陆相层序发育的影响因素

以南襄盆地泌阳断陷中新生代陆相层序为例,探讨了控制断陷湖盆陆相层序形成和发育的影响因素。研究表明,基底构造沉降、物源供给、古气候波动及湖平面变化是控制断陷湖盆陆相层序发育的四大主要因素。在泌阳断陷湖盆中,区域性构造运动控制着盆地充填序列及构造层序,盆地边界断裂的脉动性控制着地震层序 (层序组 )及层序;物源供给速率与可容空间变化速率比值决定着陆相层序单元堆叠型式;古气候影响陆相层序发育的作用机理是通过影响物源及湖平面变化而产生效应,古气候周期性变迁决定着陆相层序中高频单元的发生、发展和定格;湖平面变化是研究断陷湖盆层序地层的主要内容,它直接控制着陆相层序诸多几何学方面的特征。这四大控制陆相层序发育的基本因素之间存在着一种特定的因果关系.     

盆地的形成和充填过程模拟──以拉伸盆地为例

沉积盆地定量动力学模拟和分析是目前地学领域的一个研究热点。文中建立的拉伸盆地模拟系统可模拟拉伸盆地的沉降过程、估算盆地的拉伸量、分析盆地深部结构和热流背景;动态模拟盆地的充填过程及预测层序格架和沉积体系域的分布样式。沉降和热史模拟结合了二维的回剥法和简单或纯剪切的盆地形成模型。盆地充填模型综合考虑了盆地的构造沉降、均衡作用。沉积物供给。海（湖）平面变化等对盆地充填过程的控制作用。对莺、琼盆地模拟分析揭示了盆地的幕式拉伸过程和深部热演化;层序模拟提示了盆地沉降。海平面变化等对盆地充填演化的控制作用。     

陆相断陷盆地二级层序时限构造沉降与湖平面变化的响应关系

针对陆相断陷盆地构造沉降与湖平面变化的响应关系问题,笔者通过二维回剥分析,并引入沉降通量和沉降速率通量两个参数以评价盆地沉降的整体特征.黄骅坳陷中区东营组二级层序内三角洲体系发育,可细分为4个三级层序,构造沉降上呈减弱到增强的变化,并具有断陷作用逐渐减弱、坳陷作用加强的特点.拟合构造沉降、沉积演化、层序结构的关系表明,湖平面下降、三角洲的繁盛与快速构造沉降耦合一致,湖平面下降是不均衡的强烈构造沉降导致湖水体积向控凹断层或坳陷中心重新分配、且四周水系的补充滞后于构造沉降产生的新增可容纳空间的结果.相反,湖平面上升和深湖相发育与慢速构造沉降耦合一致.此外,湖平面变化与构造沉降总量的大小无关.     

陆相断陷湖盆T-R旋回沉积层序与研究实例

陆相断陷湖盆的沉降机理、湖盆形态等均有别于其它类型的沉积盆地,因此,沉积层序的内部构成及层序边界发育特征也不同。在这种湖盆中,不适合于直接套用“Vail学派”的被动大陆边缘型盆地的层序地层学模式,但其基本原理仍可应用。以东濮断陷盆地为例,分析了盆内构造－沉积旋回之内的湖进－湖退（T－R）旋回沉积层序,这种层序由湖进体系域（LTS）与湖退体系域（LRST）组成。LRST中发育有各种不同类型的储集砂体。由于断陷湖盆的边缘坡度陡峭,以及湖平面升降幅度有限,因此,叠加于构造－沉积族目之上的更高频T－R旋回层序缺乏Ｉ型层序边界,控制T－R旋回发育的主要因素是区内构造（断层）的幕式活动,而更高频的T－R旋回的形成则与米兰柯维奇气候旋回相关联。     

构造活动盆地的层序地层与构造地层分析--以中国中、新生代构造活动湖盆分析为例

中国中、新生代构造相对活动的断陷或陆内前陆盆地充填序列一般可划分出5个级别具有地层对比意义的层序地层单元。层序构成和沉积体系域的发育分布受到盆地形成演化过程中各种构造作用的控制。盆地规模的沉积旋回多是盆地幕式裂陷、多幕挤压挠曲沉降、多期构造反转、断块差异沉降等构造作用的沉积响应;高频层序单元的发育则主要与湖平面和沉积物供给量的变化有关。不同构造演化阶段的层序结构和沉积体系域构成等存在显著差异,主要取决于古构造格架和同沉积构造的活动。构造坡折带是由构造活动所产生的、对沉积作用具有长期控制作用的古沉积斜坡或古地貌突变带,在断陷或前陆等盆地中普遍发育,其识别对阐明盆内沉积体系域,特别是构成重要油气藏的低位域的分布和预测具有重要意义。     

山东黄县早第三纪断陷盆地充填演化动力学特征

运用层序地层学原理和方法,在黄县盆地进行高频层序地层划分的基础上,对黄县早第三纪断陷盆地充填演化的动力学特征进行研究。通过动力学模拟及充填演倾分析,认为黄倒盆地的充填演化过程受两期裂陷作用的控制。第Ⅰ裂陷期以盆地有间歇的快速沉降为特征;第Ⅱ裂陷期表现为盆地的持续缓慢沉降。这两期裂陷作用控制着层序的形成与发育。     

陆相断陷盆地的构造层序地层分析

陆相盆地层序地层构型是构造运动、古气候、古湖平面变化与沉积物补给等动力学要素对沉积基准面控制的综合效应。其中,构造运动对盆地层序界面形成与层序内部充填起至关重要的作用。因此,陆相盆地层序地层研究须以构造层序地层为主线,即通过构造对层序形成与演化的控制分析解释层序地层构型,预测其内部充填特征。经研究,断陷盆地构造运动对层序地层的控制主要表现在:(1)断裂活动通过控制基底升降运动直接制约着盆地沉积物堆积的可容纳空间的变化及至层序地层构型;(2)构造转换带或调节带控制盆地主体物源补给方向和沉积体系分布;(3)断裂活动及其塑造的古地貌控制着沉积体系与砂体分布特征。     

测老庙盆地层序地层格架与其幕式构造演化

陆相断陷盆地的形成不是一个匀速的变形过程，它常发育由不同级别的幕式构造所控制的沉积旋回，盆地的充填序列所的阶段性以及区域性间断记录了这些幕式运动的周期及相应的构造事件。以测老庙盆地为研究对象，以盆地充填的地层层序为研究基础，从盆地的构造格架及沉降史、盆地的构造作用与沉积响应等方面分析，讨论了幕式裂隙作用与盆地沉积旋回、层序地层单元之间的对应关系。     

琼东南盆地古近纪幕式裂陷及构造、层序和沉积的综合响应过程

通过对区域性角度不整合、构造沉降阶段性演化以及断裂幕式活动和古构造格架变化等信息的识别与厘定,揭示了琼东南盆地古近纪构造活动的幕式演化过程及其特征。进一步结合层序地层与沉积充填综合分析,系统论述了幕式裂陷作用对沉积层序形成与演化的控制。研究表明：琼东南盆地古近纪经历了3个裂陷阶段,即裂陷Ⅰ幕（S₁₀₀-S₈₀）、裂陷Ⅱ幕（S₈₀-S₇₀）和裂陷Ⅲ幕（S₇₀-S₆₀）,分别对应盆地的初始断陷期、主断陷期和断坳转换期。裂陷活动早期以强烈的差异性块断作用为主导,而晚期逐渐被区域性坳陷作用和少量断裂活动共同控制的均一化沉降作用所取代,整体呈现出弱-强-弱的演化特征。裂陷作用的幕式过程及不同裂陷幕同沉积构造活动的差异性通过对可容纳空间、沉降速率、同沉积断裂活动和古构造格架的深刻影响,进而控制了盆地内层序地层单元与沉积旋回的整体发育、沉积与沉降中心的时空展布以及层序地层格架下沉积体系域的构成样式。     

黄县盆地盆缘断裂活动的阶段性与沉积充填样式

进行了黄县盆地充填沉积的层序地层划分,并与盆地构造演化阶段分析有机的结合起来。研究表明：早第三起黄县断陷盆地的构造演化总体上经历了两次裂陷期,第一裂陷期以盆地间歇性快速沉降为特点,第二裂陷期以盆地持续缓慢沉降为特点;盆缘同沉积活动对盆地充填起控制作用,不同阶段发育的层序具有不同的沉积序裂特征,怯邓内部单元和沉积体系,相的配置显示出有序性,从而提出了黄县断陷盆地充填样式指出聚煤作用以低水位和水进期较     

松辽盆地七棵树油田沙河子组层序地层格架与油气的关系

应用层序地层学和沉积学原理及方法,建立松辽盆地七棵树油田沙河子组层序地层格架,并划分沉积相,识别了沉积相在纵向上的演化规律和横向上的展布特征。同时,在上述研究基础之上分析层序地层格架内砂体的展布特征和油气的分布规律,并预测了研究区岩性油气藏的类型及分布。研究结果表明:沙河子组为一个三级层序,内部可划分出2个四级层序,其整体演化经历了一个由快速退积到缓慢进积的过程。受构造沉降、湖平面变化和沉积物供给的影响,砂体主要发育在四级层序的基准面下降半旋回,是寻找岩性透镜体油气藏和岩性上倾尖灭油气藏的有利部位。     

Sequence subdivision and development characteristics of low-accommodation non-marine basins: a case study of the Yanchang Formation in the Ordos Basin

The third-order sequences of the Yanchang Formation in the Ordos Basin were determined by a comprehensive analysis of surface outcrops, core, logging and seismic data. Natural gamma curves were studied by the band-pass method. The hidden stratigraphic sequence and six lithological cycles were extracted. By examining sequence boundaries and lithological cycles, we identified six third-order (including SQ1, SQ2, SQ3, SQ4, SQ5 and SQ6) and three second-order sequences in the Yanchang Formation. The sequence stratigraphy of the Ordos Basin was found to have the following special development characteristics: (1) the third-order sequence growths were totally stable, and the thickness of the Ordos Basin was relatively stable; (2) thick sand bodies did not form in lowstand systems because of underdeveloped slope breaks; (3) the third-order sequences had diverse features at different sedimentary periods; (4) the distribution of the depositional systems had various characteristics in different tectonic belts, and the entire sequence had the filling characteristics of multiprovenances and multicycles. The low-accommodation Ordos Basin in the Upper Triassic was limited by slow subsidence, gentle basement paleorelief, stable tectonic settings and sufficient sediment supply. The characteristics of the basin included stable developed sequences, limited preserved lowstand systems tracts, multiple depocentres and subsiding centres, development of many delta systems in the north and south of the basin controlled by the gradient of the basement paleorelief, and laterally stretching sediments. Results further indicated that the controlling factors of the third-order stratigraphic sequences of Yanchang Formation in the low-accommodation lacustrine Ordos Basin included sediment supply (provenance), climate and lake-level fluctuation. Overall, our case study indicated that the development characteristics and controlling factors of sequence stratigraphy in a low-accommodation lake basin provided a comprehensive method of establishing the sequence stratigraphic framework of a low-accommodation non-marine basin. Our results also predicted that the SQ3, SQ4 and SQ5 of the Qiaochuan and Zhidan areas favoured oil and gas prospecting of the Yanchang Formation.     

构造活动盆地沉积层序形成过程模拟——以断陷和前陆盆地为例

应用二维层序地层模拟系统开展了构造活动盆地沉积层序的形成过程的动态模拟分析,揭示了同沉积断裂活动、湖平面变化及沉积物供给量变化相互作用对沉积层序形成的控制作用。模拟表明,快速的构造沉降、相对高的湖平面和大量的沉积物供给是形成相对深水扇三角洲的必要条件;而沉积物的供给量变小或构造沉降量加大时有利于形成近岸湖底扇或水下扇。模拟揭示出断陷湖盆陡坡边缘断裂形成的古地貌坡折控制着低水位域浊积扇或湖底扇的发育部位,同时对水进或高位域的三角洲前缘的沉积中心的分布具控制作用。断裂坡折带的构造沉降是控制可容纳空间变化的关键因素。在陆内前陆逆冲构造边缘,层序发育早期（底部）发育冲积扇和河流沉积,但由于相对快的构造沉降形成水进序列;在快速沉降的晚期沉降速率减小,碎屑体系向盆地方向推进,形成广泛河流三角洲沉积。由隐伏逆冲断裂形成的构造坡折带对低位域的分布具控制作用。在构造坡折带下的低位域砂体与上覆的水进域泥岩组合可形成重要的地层油气藏。     

陆相断陷湖盆T-R层序的特点及其控制因素——以东营凹陷古近系沙河街组三段层序地层为例

一般认为经典层序的湖(海)平面变化轨迹为正弦曲线,且可分出低位稳定、上升、高位稳定和下降4个阶段。按照Vail的层序地层学理论,每个三级层序由3个体系域组成,目前也有人认为划分出4个体系域更合适。但在断陷湖盆中,发育了一种特殊的层序,其湖平面变化呈折线,仅可分出上升阶段(T)和下降阶段(R),缺失稳定阶段,我们将此类层序称为T-R层序。潮湿气候条件下的幕式构造运动和沉积物快速充填是T-R层序形成的关键。层序发育的早期阶段,幕式构造运动产生新生可容空间,决定了T旋回的发育,形成了以深水泥岩、页岩等沉积为特征的湖侵域;晚期阶段,沉积物快速充填减少可容空间,决定了R旋回的演化,形成了以前积式砂体为特征的湖退域。T-R层序与油气勘探关系密切,湖侵域烃源岩发育,湖退域储层发育,并具有良好的生储盖组合条件。     

山东黄县早第三纪断陷盆地低水位和扩张体系域聚煤作用分析

山东黄县早第三纪断陷盆地充填沉积序列可以划分出三个构造-沉积旋回,而盆地断裂活动是控制盆地充填沉积的主导因素。根据构造-沉积旋回、层序界面和盆地演化特点分析,下第三系共划分出三个层序,层序Ⅱ和层序Ⅲ含煤和含油。低水位体系域和扩张体系域都有聚煤作用发生,而前者最强。聚煤作用中心随盆地沉积层序的不同演化阶段发生迁移,低水位期主要位于盆缘至盆地中心的过渡带,盆地中心也有聚煤作用发生:扩张期聚煤作用中心向盆缘区迁移,且范围缩小:萎缩期聚煤作用最弱,一般在盆地中心区,且分布范围局限。在黄县断陷盆地充填层序中,油页岩可以作为层序中的密集段。