平衡剖面技术在前陆冲断带 构造恢复中的应用.pdf

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1、ＩＳＳＮ１００９－２７２２海洋地质前沿第２８卷第１２期ＣＮ３７－１４７５／ＰＭａｒｉｎｅＧｅｏｌｏｇｙＦｒｏｎｔｉｅｒｓＶｏｌ２８Ｎｏ１２文章编号：１００９－２７２２（２０１２）１２－００４６－０６平衡剖面技术在前陆冲断带构造恢复中的应用———以准噶尔盆地西北缘为例郭峰１，２，侯树杰３，刘如红４，夏斌５，袁亚娟１，２，万志峰５（１中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０；２中国科学院大学，北京１０００４９；３中国石化股份胜利油田分公司技术发展处，山东东营２５７０００；４大庆油田勘探开发研究院海外中心，黑龙江大庆１６３７１２；５中山大学海洋学院，广州５１０２７５）摘要：平衡剖

2、面技术是一种遵循几何守恒原则而反演地质构造演化过程的剖面、亦是恢复重建地质演化历史活动及过程的一种方法，同时也是构造演化定量分析的有效手段。准噶尔盆地西北缘是典型的前陆冲断带，由于其地质条件复杂、地震波速横向变化大等原因，故对该区构造演化及动力学机制研究与油气地质条件的分析一直不能深入进行，因而严重制约了油气勘探进程。针对以上症结所在，从技术层面提出了更好的利用平衡剖面技术进行构造演化恢复的方法，进而为深刻认识该区构造发育史、分析油气运移及聚集规律等提供了依据。通过平衡剖面恢复的结果表明，研究区经历了挤压—伸展—挤压三期构造运动，并由此构成了一个完整的构造旋回。其中，晚二叠世存在

3、一个小幅度的快速挤压期，而三叠纪为整个构造演化中最强烈的构造挤压时期，其对该区构造演化及构造格架形成与油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。关键词：平衡剖面技术；构造演化历史恢复；前陆冲断带；准噶尔盆地西北缘中图分类号：Ｐ５４文献标识码：Ａ［１］自从Ｄａｈｌｓｔｒｏｍ系统地提出了平衡剖面以直观地在剖面图上显示出各构造演化阶段构造（ｂａｌａｎｃｅｄｓｅｃｔｉｏｎ）方法之后，该技术逐渐被地质变形的特征，通过测量剖面长度变化，可以计算出学家们广泛使用，并在验证地震解释方案、构造变应变量与应变速率等，这为定量分析构造演化史形恢复中起到了重要作用［２－５］。提供了更为准确的依据。所谓平衡剖

4、面技术就是通过分析区域构造背笔者以在准噶尔盆地西北缘地区做过的一些工作为基础，探讨前陆冲断带构造演化平衡剖面景，对解释剖面选用恰当的变形机制，运用几何恢复的方法要点，希望能为今后研究该区构造演学、运动学原理将剖面上的变形构造复原到初始［６，７］化史及分析油气运移及聚集规律提供一些参考依沉积未变形状态的一种技术。通过该技术可据。收稿日期：２０１２－０７－０７基金项目：国家自然科学基金（４１１０２０７７）；教育部博士点新１方法教师基金（２０１１０１７１１２００１６）作者简介：郭峰（１９８５—），男，在读博士，主要从事含油气选择剖面线、构建地质剖面、编制平衡剖面、盆地分析工作．Ｅ－ｍａ

5、ｉｌ：ｇｕｏｆｅｎｇ＿ｇｉｇ＠ｑｑ．ｃｏｍ校正压实量、分析应变量（率）与应变速率是平衡第２８卷第１２期郭峰，等：平衡剖面技术在前陆冲断带构造恢复中的应用４７［８，９］剖面分析法的５个关键步骤。对于前陆冲断再赘述，本文在时—深转换时采用变速时—深转带这种地质构造复杂、岩性横向变化大的地区，则换方式。从速度谱等资料中拾取剖面不同深度的需因地制宜地采取更有针对性的措施。速度值，再利用ＭＯＶＥ软件中变速时—深转换模块，可得到相对较准确的地质剖面。变速时—１．１选择地震剖面深转换关系如下：选择地震剖面要保证其地震测线方向与主构ｋｔｚ＝ｖ０·（ｅ－１）／ｋ造运动方向相同，即所选择的地震剖面要

6、垂直于式中：ｚ为恢复后的深度，ｍ；区域性构造，例如深大断层、大规模褶皱的走向。ｖ０为初始速度，ｍ／ｓ；笔者在综合应用地质、地球物理资料基础上，确定ｅ为自然对数；了研究区断裂发育主要以ＮＥ向为主，少量ＮＷｋ为速度随深度变化率；向断裂（图１）。故选取与近ＮＥ向构造线垂直的ｔ为单程旅行时，ｓ。ＮＷ向构造剖面作为平衡剖面恢复的原始剖面在该式中，除ｋ为变量外，其余皆为常量，ｋ（见图１中测线位置），这样得到的恢复结果才能可以根据速度谱确定。更加准确地反映主构造发育史，相应计算得出的１．３编制构造平衡剖面缩短量（伸展量）才能反映研究区在区域应力作用下的最大形变量。为约束平衡剖面的随意性，地质学

7、家们在多年的实际工作中建立了一系列法则，来确保平衡［１０－１２］剖面的准确性。这些法则主要有：（１）面积守恒剖面其变形前后面积不变，即：缩短面积要与地层叠置面积相同。（２）层长守恒变形前后的层长不变，前提是变形过程中岩层厚度不发生变化，只发生断裂、褶皱。（３）位移量守恒沿同一条断层，各相当层的位移应保持一致。图１准噶尔盆地西北缘哈拉阿拉特山地区断裂分布对于复杂的前陆冲断带，地层变形机制则更Ｆｉｇ．１Ｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔｓｉｎ为复杂，不能