盆地分析沉降史作业.doc

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1、作业题目说明层号底界深度（m）底界年龄(Ma)745010.36109015.4本层顶剥蚀215米,间断时间2.1Ma5206024.64282128.43443333.1底界沉积时水深230米2542137.61664340.3已知：地幔密度：3.3,沉积物密度2.5。地表孔隙度48%，3000米深度孔隙度14%，不考虑砂泥变化。（1）编制基底沉降史和构造沉降史图；（2）编制埋藏史图；（3）分析说明盆地的沉降特征。作业方法与步骤一、利用回剥法绘制埋藏史图回剥法绘制埋藏史图，是根据沉积压实原理，从已知的单井分层参数出发，按照地质年代由新到老的顺序逐层剥去，剥蚀恢复

2、过程中考虑了沉积压实、沉积间断、地层剥蚀等地质要素，直至全部地层剥完为止。如下图（图1）模型所示：图1剥蚀厚度恢复模型回剥技术采用地层骨架厚度不变压实模型：即在地层的沉积压缩过程中，压实只是导致孔隙度减小，而骨架体积不变。使用该模型恢复地层的沉降史，实质上是恢复地层中的孔隙度演化过程，因此可以借助孔－深关系来恢复古厚度。即随着埋藏深度的增加，地层的上覆盖层也增加，导致孔隙度变小，体积减小。可以假定地层的横向位置在沉降过程中不变，而仅是纵向位置变化。因此，地层体积变小就归结为地层厚度变小。在正常压实情况下，孔隙度和深度关系服从指数分布：（1.1）其中，Φ是深度为z时

3、的孔隙度，Φ0为地表孔隙度，c为压实系数。根据已知条件：地表孔隙度48%；3000米深度孔隙度14％。将其带入到式（1.1），两个未知数列方程，可计算出压实常数:c=4.107×10-4沉积层孔隙度在受压实过程中，沉积物骨架部分的体积不变，只有孔隙部分发生变化。如果某层深度Z1至Z2时（Z2＞Z1），层内孔隙所占体积Vm为：（1.2）设地层总体积为，岩石颗粒体积为，则　　　（1.3）纯岩石颗粒的高度Hs　（1.4）由公式（１.4）可以导出(1.5)首先，现今各地层的厚度（单位m）如下：450，640，970，761，1612，988，1222；并由公式（1.4）计

4、算出各地层的骨架厚度（单位m）如下：253，415，725，626，1434，925，1172。（具体计算过程可用程序解决！）然后按照地质年代由新到老地逐层回剥，每剥一层把所有的地层重新计算。当剥掉地层7时，地层6的顶界为0，其底界等于当Z1为零和HS=415m时由公式（1.5）计算得到的Z2等于711m；地层6的底界等于711m加上当Z1等于711m和HS=725m时由公式（1.5）迭代得到的Z2等于1736m；……以此类推，成果见下表：表1剥蚀厚度恢复数据统计表底界深度层号初始剥去第7层后剥去第6层后第5层沉积刚沉积完剥去第5层后剥去第4层后剥去第3层后剥去第

5、2层后7450000000061090711000000520601736117113860000428212520200722221029000344334157369839132869211200254215153471049253920321614490166436381594961645187451829121778依据以上数据，可以绘出如下埋藏史图（图2），或者直接用国际上的盆地模拟软件进行单井模拟，得出的效果（图3）相差不大，说明计算的正确：图2沉积埋藏史图图3PetroMod沉埋藏史模拟图二、编制基底沉降史和构造沉降史图要编制基底沉降史和构造沉降史图

6、，必须通过建立各地层的埋藏史，也就是各地层的总沉降史，如第一问所作。总沉降量由负荷沉降量和构造沉降量两部分组成。如果求出负荷沉降量，然后在总沉降量中减去负荷沉降量就得到构造沉降量。总沉降量St等于负荷沉降Sl与构造沉降Ss之和，即：所以：(2.1)总沉降量St是通过地层回剥求出的，含有埋藏深度z和水深zw两个部分：（2.2）根据艾里(Airy)模型：（艾里—海斯堪宁均衡模型（Airy-Hayskanenisostaticmodel）：在作均衡重力校正时，芬兰人海斯堪宁对艾里地壳均衡假说中的补偿质量作了适当的量化，作了如下简单假设：完全均匀补偿，地壳密度处处相等，壳

7、下层的密度大于地壳的密度，山脉有深入壳下层的轻山根，海洋下面壳下层向上突起，形成反山根，地壳就像漂浮在海洋上的冰山一样漂浮在壳下层上。山脉的轻山根和海洋下的反山根形成补偿质量，山脉的轻山根产生的质量亏损等于山脉的地形质量，海洋的重反山根造成的质量多余等于海洋部分地壳的质量亏损。局部补偿,不管地形横截面积的大小，任何横截面积的地形或海洋都有与其相对应的山根或反山根，山根或反山根的厚度与山脉的高度或海洋的深度成正比。）（2.3）将式（2.2）和式（2.3）带入式（2.1），得：（2.4）式中：Ss—井底的构造沉降，m；—地幔密度，g/cm3；—地下水密度，g/cm3；

8、—沉积物密