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1、盆地的構造演化史分析—平衡剖面技術200613003*摘要：盆地模擬做到了對盆地構造演化、油氣生成、運移、聚集和分布等內(nèi)容的定量研究。地史模型作為盆地“五史模型”之一，其模擬內(nèi)容包括沉降史、埋藏史及構造演化史。而平衡剖面技術，則是目前進行盆地構造演化史分析的重要手段。本文結合《盆地模擬與資源評價》的課堂教學內(nèi)容以及前人研究成果，總結了平衡剖面技術的原理、應用、尚存不足及其發(fā)展動向。關鍵詞：構造演化史；平衡剖面技術；應用；尚存不足；發(fā)展動向1平衡剖面技術的原理Dahlstrom等（1969）定義平衡剖面技術為把剖面上的變形構造通過幾何學原則
2、全部復原成合理的未變形剖面的技術。據(jù)物質守恒定律，可推導出體積守恒、面積守恒和層長守恒等系列平衡剖面恢復的幾何法則。當巖層長度在變形與未變形的兩種狀態(tài)下等是，剖面為平衡的。其編制原則如下：（1）面積守恒原則。在地層變形前后其地層所占面積應是不變的，對比區(qū)域在變形前后是同一種巖石，若孔隙度保持不變，計算過程中構造壓實作用不考慮。（2）斷層法則。斷層活動引起的巖層縮短在上、下巖層一致。（3）能量最小法則。斷層在能量消耗最小部位發(fā)生。（4）伸縮量一致原則。巖層經(jīng)過斷裂、褶皺，其伸縮量應基本一致。2平衡剖面技術的應用平衡剖面技術已普遍應用于擠壓構
3、造和褶皺一沖斷帶中的構造分析，并能定量描述變形和形成發(fā)育過程。李漢陽等（2013）利用平衡剖面技術對川西凹陷侏羅系剖面進行了構造恢復，編制了構造發(fā)育剖面，恢復了該區(qū)的構造演化史。準噶爾盆地西北緣為典型的前陸沖斷帶，復雜的地質條件致使地震波速橫向變化較大，郭峰等（2012）利用平衡剖面技術，解決了如何研究該區(qū)構造演化及動力學機制這一難點。結果表明，研究區(qū)經(jīng)歷了擠壓、伸展、擠壓三期構造運動，構成一完整的構造旋回。其中，晚二疊世存在一個小幅度的快速擠壓期，而三疊紀為構造擠壓最強烈期，對該區(qū)構造演化、構造格架形成、油氣運聚成藏等均具重要影響和控制
4、作用。同時文中提出，在復雜的前陸沖斷帶，可采取以下方法提高恢復結果的可靠性：選擇合適的地震剖面線；采用變速時深轉換獲取可靠的地質剖面；對不同深度的地層采用不同的變形機制恢復；去壓實校正過程中，按巖性分段處理，減少由巖性橫向變化大引起的誤差。湯良杰等（2008）在遼東灣選取一地質剖面進行平衡剖面分析，表明渤海盆地的新生代構造演化分為3階段：a．斷陷期，孔店組至沙四段沉積時期為斷陷早期，沙三段沉積時期為強烈斷陷期。b．斷拗期，沙二段至沙一段沉積時期為斷拗早期，東三段一東二段沉積時期為強烈斷拗期。c．坳陷期(東一段沉積時期至第四紀)。鄒東波等（
5、2006）為研究柱海地區(qū)的構造演化史，選取了橫貫研究區(qū)的兩條地震剖面，利用平衡剖面技術恢復出了這兩條剖面在各個沉積歷史時期的厚始沉積剖面，將樁海地區(qū)中生代以來的構造演化歷史分為四階段：三疊紀到侏羅紀中期的印支運動褶皺發(fā)育期、晚侏羅紀到白堊紀燕山運動斷陷和擠壓發(fā)育期、早第三紀斷陷發(fā)育期、第四紀坳陷期。劉學峰等（2004）以平衡剖面理論為指導，利用平衡剖面反演技術，研究了松遼盆地北部深層代表性剖面的構造發(fā)育史。3平衡剖面技術的不足及發(fā)展動向自1969年平衡剖面的概念第一次被提出，其得到了快速發(fā)展，并在實踐中廣泛應用，但其發(fā)展仍存不足：平衡剖面
6、技術測出的縮短量和縮短率精度有待提高；三維模擬的制作過程繁瑣；未考慮地層巖性展布及沉積相；地層厚度的精準度對平衡剖面技術的準確性影響很大。伸展構造區(qū)的構造活動多具有幕式特征，多期次的構造活動致使構造變形疊加，地層也相應經(jīng)歷了多期次的沉積與剝蝕。在拉張性盆地的應用中，平衡剖面技術受到了一定限制。在多期次疊合盆地應用中，尚存不少難度，如剝蝕厚度的恢復、反轉構造及異向疊加構造的平衡問題。所以，綜合應用計算機技術、剝蝕量計算、應力場分析等多種手段，將是平衡剖面技術發(fā)展的必然趨勢，其在構造變形劇烈、地震資料品質較差的地區(qū)，將得到更廣泛的應用。結論通
7、過幾何學原則，平衡剖面技術結合計算機技術對含油氣地層構造剖面進行剖面構造發(fā)育演化模擬。利用平衡剖面技術合理恢復盆地的構造演化史，有利于研究區(qū)油氣勘探、開發(fā)。計算機技術、剝蝕量計算、應力場分析等多種方法相結合，將是平衡剖面技術發(fā)展的必然趨勢，其在構造變形劇烈、地震資料品質較差區(qū)域，有良好前景。參考文獻[1]DahlstromCDA.Balancedcrosssections[J].CanadianJournalofEarthSciences，1969.6(4).[2]李漢陽,周佩,李欣.平衡剖面技術在川西凹陷的應用[J].地球,2013,1
8、0(2).[3]郭峰,侯樹杰,劉如紅,等.平衡剖面技術在前陸沖斷帶構造恢復中的應用-以準噶爾盆地西北緣為例.[J].海洋地質前沿,2012,28(12).[4]湯良杰,萬桂梅,周心懷,等.渤海
