盆地構造研究編圖系列

盆地構造研究編圖系列是指在進行盆地構造分析時編制的各類圖件總稱。

盆地的構造研究是盆地分析的主要內容，構造作用是控制盆地形成、演化的重要因素，對盆地的沉降、沉積及沉積礦產和油氣分布具有重要的控制作用。盆地構造研究的編圖包括構造綱要圖、古構造剖面圖、構造格架圖、構造－沉積充填模式圖、構造 －岩相分區圖、構造等高線圖、構造高程趨勢面圖及殘差圖、盆地基底構造圖、盆地基底等高線圖、構造演化剖面圖等。

基本介紹

• 中文名：盆地構造研究編圖系列
• 外文名：Series of studies on basin tectonics
• 學科：沉積學
• 圖件：構造綱要圖、古構造剖面圖等
• 提出人：J.Phillips
• 第一張圖時間：1986年

盆地構造分析內容

盆地的構造研究是盆地分析的主要內容，構造作用是控制盆地形成、演化的重要因素，對盆地的沉降、沉積及沉積礦產和油氣分布具有重要的控制作用。盆地構造作用研究的目的主要是恢復和了解盆地的範圍和形態，確定盆地坳陷的幅度和方向，查明盆地內部低級別的同生構造（如同沉積背斜、同沉積向斜、同生斷裂等），分析盆地類型及形成機制，弄清盆地古構造與周圍區域構造背景的關係，分析古構造對盆地沉積的控制作用等。

含油氣盆地的構造研究內容包括盆地形成的區域構造（或地球動力學環境）、構造的構造特徵與演化及盆地構造與油氣的關係等三大方面。

(一) 含油氣盆地形成與演化的區域構造背景

研究盆地形成與演化的區域構造背景，要超出盆地範圍，從區域上有時甚至要從全球範圍上探討所處的板塊構造環境和構造單元、地殼的結構與深部物質運動等。具體的內容如下三方面：

(1) 研究盆地形成的區域大地構造位置和動力學環境，如板內、邊緣和邊緣類型、盆地與周緣造山帶或構造單元之間的相互關係以及古地理、古構造應力場等條件的研究;

(2) 研究區域地殼或岩石圈結構、構造及其與盆地形成與演化的關係;

(3) 研究區域深大斷裂的形成演化與分布規律區域岩漿活動與構造事件。

(二) 盆內構造研究

研究盆內構造是將某一沉積地作為與周邊區域具有成生聯繫的一個構造單元或獨立系統，研究其內構造形成與分布規律。主要包括下列幾方面內容：

(1) 研究盆地的沉積-構造層序及其縱、橫序列、構造旋迴和構造事件、盆地形成與演化階段（包括盆地的改造期次與形式），建立構造-沉積模式；

(2) 分析盆地的構造樣式、盆內構造系統的類型及其幾何學、運動學和動力學特徵（不同時期的應力場）、分析它們的疊加關係，研究不同層次、不同尺度構造變形的關係、形成與分布規律及其控制因素，劃分不同級別的構造單元；

(3) 研究盆地的構造-岩漿活動、盆地古地溫演化史，在恢復沉積古厚度與古剝蝕量的基礎上分析盆地的基底沉降史（埋藏史）和構造沉降史；

(4) 盆地構造的模擬研究，包括在確定各種地質參數(含岩石力學與時間參數)並在確定本構方程的基礎上進行的成盆過程與構造變形史的物理模擬和盆地構造理論模型的正、反演數值模擬等。

(三) 盆地構造與油氣關係的研究

分析和研究盆地構造與油氣的關係，旨在揭示構造發育與油氣生、運、聚、保的內在制約關係，直接為油氣的勘探與開發的布置提供依據。在含油氣盆地中油氣的時空分布規律是受盆地形成的構造和沉積環境等因素支配，盆地的構造特徵、形成與演化控制著油氣在盆地中生成、運移、聚集和保存的整個過程。所以在油氣勘探中，將盆地構造分析看作是油氣評價、勘探部署的一項重要的基礎工作。盆地構造分析的套用目的在於為油氣資源評價、儲量預測及油氣勘探部署提供地質構造依據。

盆地構造與油氣的關係包括：盆地沉降與生烴凹陷的形成與分布的關係；在構造控制下的沉積特徵與排烴、油氣運聚的關係；成藏後期構造事件對油氣藏保存條件（或破壞、再分配）的影響；盆內地層的變形、變位及斷層封啟性與流體勢、油氣運聚的關係等等。

編圖方法概述

為了對賦存有煤、石油、天然氣等礦產資源的地進行全面系統和深入研究，為了查明這些能源礦產的形成條件和賦存規律，以作出合理的工業評價，就應當根據地質勘探過程中根據野外觀察和各種普查勘探工程與手段所獲得資料，編制出一整套盆地分析圖件。目前，包括煤盆地在內的沉積盆地分析已經形成比較完整的一套理論、概念和術語、分析流程和方法，而與知識贏得一整套編圖方法也已成龍配套，日趨完善。

盆地分析編圖方法是在沉積岩石學，沉積學和盆地分析等學科發展中不斷積累和完善起來的。

早在1836年，J.Phillips首次編制了石炭紀一個統的岩相分析圖。1862年，Hull根據野外觀測結果編制了厚度等值線圖，用以反映英國石炭紀碎屑岩和灰岩厚度的消長關係，並詳細討論了等值線圖的編制和使用方法。1913年，A.W.Grabau編制了岩相圖，用陰影圖案來表示低層單位的區域變化，如海陸性質等。1938年，A.Gressly在研究瑞士保羅山和法國東部侏羅紀地層時發現：侏羅紀最頂部地層單位可以分為五種岩性類型，每一種類型各自具有特徵的動物群，他把這些同時期的不同岩性類型和動物群稱之為相（facies），意指反映這些岩石形成環境的與岩性和古生物面貌，並且用相圖表示了這個地層單位的區域變化。1947年，Read和Wood用等值線表示新墨西哥州賓夕法尼亞含煤岩系碎屑成分對非碎屑成分的比值。上述學習和的工作成果對近代盆地分析理論和方法的形成無疑是打下了最初的基礎。但是，真正淡定近代盆地分析學科和發展基礎的主要是W.C.Krumbein等人的《綜合相分析》，P.E.Potter等人的《古流相盆地分析》和C.E.B.Conybcare的《岩石地層分析》。 盆地的構造研究是盆地分析的主要內容，構造作用是控制盆地形成和演化的重要因素，對盆地的沉降沉積及沉積礦產和油田分布具有重要的控制作用。盆地構造租用研究的主要目的是恢復和了解盆地的範圍和形態，確定盆地坳陷的幅度和方向，查明盆地內部低級別的同生構造，分析盆地類型及形成機制，弄清盆地的古構造與周圍區域構造背景的關係，分析古構造對盆地沉積的控制作用。

盆地構造學的主要圖件一般包括：構造綱要圖，古構造剖面圖，構造格架圖，構造-沉積充填模式圖，構造-岩相分區圖，構造等高線圖，構造高程趨勢面圖及殘差圖，古構造剖面圖，盆地基底構造圖，盆地基底等高線圖，構造演化剖面圖等。

常用圖件

對盆地構造進行研究時，常用的圖件主要有構造綱要圖，古構造剖面圖，沉積相與構造格架關係圖，構造演化剖面、地震反射界面構造圖等。下面分別介紹一下上述圖件：

（一）構造綱要圖

構造綱要圖是以地質圖為基礎編制的，以不同的線條、符號、顏色表示一個地區地質構造的一種圖件。主要表示填圖區各類構造如褶皺、斷層、岩體等的特徵；一般無須繪出所 有地層界線，只須表示反映構造運動的不整合面、假整合面以及以此為依據所劃分的構 造層等。圖上也可標註面理、線理等的統計資料。繪製構造綱要圖的目的是為了形象地突出一個地區的主要構造特點，使之能夠鮮明、概括地反映出構造複雜地區的主要構造 特徵及其構造發展史。它是一種理論性較強的圖件，特別是由於研究範圍和觀察現象的限制，常常要作某些推斷，但一定要力求有理有據。因此，需要充分分析本區構造情況後，方可動手編制構造綱要圖。構造綱要圖的目的是說明區域或礦區的構造條件和構造特點，是採用地質歷史發展的觀點編繪的一種圖件，如下圖，一般要求用醒目的方法表達各類型、各級別的褶皺、斷裂和其他構造形跡在時間上分布規律，及其對岩漿岩和礦床的控制作用。

在沉積盆地分析中構造分析十分重要。具體包括地質觀察和填圖、物探、航片與衛星照片判釋、構造岩石學以及數學和物理模擬等多種方法。

盆地構造綱要圖，主要反映盆地性質、基本輪廓和走向、構造分析（隆起及坳陷分布）及控盆斷裂特徵，盆地基底構造、盆地內部構造格架、構造組合、構造期次和構造應力場特徵等。其編繪方法和要求如下：

1、底圖的選擇：以同比例尺構造地質圖為底圖。這種地質圖與一般的區域或礦區地質圖的不同點是比較突出的表達了構造現象；它應儘量能滿足下列要求：

（1）褶皺形態要能明顯地表達出來：在兩翼岩性對稱分布明、產狀要素明顯的地區，毋須以特定的構造符號加以表示，否則以不同圖例的梭形線條表示背斜或向斜的軸線。褶皺形態及軸線的確定不要單純根據產狀要素，要有綜合資料，包括兩翼岩層的地質構造特徵，必要而可能時，有小構造資料。

（2）斷裂構造包括深斷裂、大斷裂、構造縫合線、一般斷裂及由廣泛發育的小型錯動和裂隙組成的強裂隙帶等，並區分其性質或類型，劃分級別或序次。表示隱伏深斷裂帶的地表標誌。

（3）有片理化帶、各類構造活動帶、擠壓帶、各類構造岩分布的地段。

2、劃分構造層

構造層是指由不整合，尤其是角度不整合所分開的上下兩套地層，它們各自有一套不同的沉積建造特徵和不同的形態和類型的褶皺、斷裂甚至岩漿岩活動、變質作用和成礦作用，它們 分別是地殼發展演化歷史過程中的特定階段形成的綜合地質體。分析出露的地層，建立地層層序；判斷不整合時代；研究新老地層分布及產狀；確定區內褶皺形態及軸向以及斷層發育 狀況。構造層以地質時代代號表示，無統一的色譜，原則：老深新淺。

3、斷層：各類斷層用規定的符號表示，並註明和編號。不同時代斷層可用不同顏色。

4、褶皺：用軸跡表示，軸跡的寬窄反映核部和褶皺寬窄的變化。傾向用樞紐表示。

5、岩體：繪出岩體界線和內部岩相帶界面，註明岩體代號及時代，標出原生構造產出。

6、標出代表性地層產狀以及節理、面理、線理產狀。

7、完成圖的規格要求，如圖名、比例尺、圖例等。

（二）古構造剖面圖

古構造剖面圖是在垂直或平行沉積走向的剖面上,將所研究的地層或層段恢復到沉積結束時那種原始狀態,並以其底界面形態反映同沉積構造性質和特徵的分析圖件。利用古構造剖面圖，可以識別同沉積構造的類型、性質、形態特徵和發育過程；可以識別出同沉積隆起、同沉積斷裂和同期活動基底斷裂等古構造形跡及其組成的構造型式；可以根據它們的形態、厚度差異和某些岩層的突變來分析其構造活動性質和盆地構造發展史。

地質剖面圖的編制方法和步驟：

1. 選擇剖面位置

（1）先進行地形、地層、岩石、構造和其它地質特徵分析。

（2）剖面線應儘量垂直於圖區內地層走向和區域構造線方位，並切過儘量多的地層、岩石和構造單元。

（3）將所選擇的剖面位置標繪在地質圖上。

2.繪製地形剖面

沿所選擇的剖面線選擇能夠控制和表示其地形變化特點的地形高程點，並按地質圖的比例尺大小把它們投影到以某一高程為基準線的剖面上，然後將各點依次連線並園滑連線線即得到地形剖面線。

3.投地質界線點

將與剖面線相交的所有地質界線點都投影到相應的地形剖面線上，覆蓋層下的地質界線按其沿走向延伸與剖面線之交點進行投影。

4.標繪地質界面

根據地質圖上各地質界線與剖面線交點附近的界面產狀及其相互關係標繪出地形剖面圖上相應的各地質界面。

5.整飾

按下列地質剖面圖飾要求進行圖面整飾：

（1）剖面圖比例尺與地質圖的比例尺應 一致，兩端標出地形等高標高。

（2）註明剖面方位、主要地形地貌控制點。

（3）圖例及剖面圖中相應內容的修整。

（4）剖面圖放置：左北右南、左東右西，左北西右南東、左南西右北東。 （5）剖面圖圖名一般放置在中間正上方或正下方。

地質構造剖面圖的編制方法與步驟

1.地質構造剖面圖的編制方法與步驟

地質構造剖面圖的編制方法和步驟與以前講過的一般地質剖面圖的編制方法和步驟一樣。這裡重點強調幾點：

（1）先繪製晚期構造後繪製早期構造

（2）先繪製斷層構造後繪製褶皺構造

（3）斷層的標繪：根據地質圖上斷層產狀及其兩盤被錯移的地質標誌體（層）判斷斷層的性質，並正確標繪於剖面圖上。

（4）褶皺形態的標繪

根據地質圖中褶皺的傾伏端或揚起端的形態及其兩翼褶皺界面的產狀確定褶皺轉折端的形態，並正確標繪於剖面圖上。

2.剖面圖構造分析

結合地質圖閱讀分析各類構造的空間幾何形態特徵及其構造組合型式。結合地質圖閱讀分析各類構造和熱事件發生和發展演化序列。

（三）沉積相與構造格架關係圖

1.沉積相與構造格架關係圖

沉積相與構造格架關係圖是在沉積相平面分布圖、古構造圖的基礎上編制的綜合性圖件，主要反應盆地的沉積範圍、盆地性質、盆地內部的構造分區、沉積厚度及岩相的平面展布特徵。

建立盆地三維構造--地層格架是進行三維盆地模擬的關鍵技術之一。為了使一系列二維地震解釋剖面轉化為盆地的三維構造--地層格架, 必須選擇有效的內插外推方法, 而插值方法的選擇和空間分析的實現依賴於空間拓撲結構. 在探討基於B_Rep 模型的盆地三維空間拓撲結構表示法及圖形編碼準則的基礎上, 引進了適合於構建盆地三維構造--地層格架的幾種形態插值方法, 並提出了一種新的方法——相似變形插值法。這些方法曾成功地套用於珠三盆地三維構造- 地層格架的模擬, 能夠很好地支持包括矢量剪下在內的各種空間分析。

2.沉積相與構造格架關係圖

三維數字盆地構造-地層格架的生成、顯示、矢量剪下和空間查詢是實現盆地分析信息化和可視化的關鍵技術.根據幾何學和機械變形原理,在具有自主智慧財產權的GeoView三維可視化地學信息系統平台上,研發出了通過二維地震解釋剖面圖、構造平面圖、沉積相平面圖和鑽井柱狀圖生成真三維盆地構造-地層格架的計算機模擬和可視化技術,以及建立三維數字盆地的空間信息系統技術.這些技術作為三維盆地模擬、油氣系統模擬、斷層封堵性分析、精細油藏描述、水平井可視化設計和剩餘油分布分析等軟體的開發基礎,已經在一系列科技攻關項目和工程項目中得到成功的套用。

（四）構造演化剖面

構造演化剖面圖，主要是利用露頭構造觀測描述材料、地震剖面解釋剖面，在對盆地埋藏——沉降史、剝蝕史、沉積史研究的基礎上，編制的一種能直觀反映盆地不同演化階段的構造—地層格架圖，例如地層埋藏史曲線圖、盆地基底沉降曲線圖、沉降速率圖、平衡剖面圖、沉積速率圖等。

（五）地震反射界面構造圖

以地震資料與測井資料相結合 ,利用測井、地震聯合反演方法進行地震資料高分辨處理 ,結合其頻率特徵在時間和空間上的變化規律來反映地質體的結構關係。由於構造運動的周期性及地層沉積的旋迴性對應於地震資料的頻率特徵 ,因此地震波的頻率變化可以反映沉積體的厚度及沉積顆粒的粗細。通過地震資料的時頻分析特徵的對應關係 ,進行構造層系解釋 ,指導儲層預測 ,為沉積分析提供可靠的依據。