簡述
盆地分析工作中圖件的編繪是進行盆地分析的必要手段,編圖的目的是為了反映盆地分析的各項基本內容,盆地分析的編圖必須緊密圍繞盆地分析的主題和基本內容。盆地整體分析目前已經形成了比較完整的理論和概念體系,這就需要一整套與之相適應的編圖系列和流程以能夠反映盆地形成與演化等特徵及過程。
研究歷史
1977年,P.E.Potter、F.J.Pettijohn在《古流和盆地分析》一書中首次提出了“把盆地作為一個整體進行研究”的基本思路,比較系統地總結和概括出研究一個沉積盆地的分析流程和方法。要求對沉積盆地進行岩相分析、古流分析、沉積物分散類型分析和構造背景分析,最後再造出盆地沉積的古地理環境。1979年,C.E.B.Conybear在《沉積盆地的岩石地層分析》一書中進一步發展和豐富了盆地分析的基本理論和思想,系統總結和進一步完善了盆地分析的各類配套圖件的編制規程和套用解釋方法,補充提出了盆地分析的許多重要術語和概念、研究方法和表達方法。
20世紀 80年代以來以勘探資源為目的的盆地分析是對盆地中的沉積岩層進行地層學、構造學和沉積學研究,其最重要的結果是揭示一個沉積盆地的古地理演化,並指出盆地分析就是將沉積盆地作為實體進行地球動力學綜合研究(Allen等,1990)。
![盆地沉積學編圖系列 盆地沉積學編圖系列](/img/2/333/nBnauQmYhNTNkFWM0YWZwIWM4Q2MmNWO5QTM0QTO3gjZzQDZ4gjNkVDNzkzLtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
近年來,由於新理論、新概念、新技術、新方法在盆地分析中的引入,尤其是計算機技術和地球物理技術的迅猛發展,大大促進了盆地分析理論和技術的發展,並逐漸走進了數字盆地時代。
盆地整體分析主要包括盆地的區域背景研究、基本格架研究、沉積學研究、構造學研究、盆地演化及資源預測。為了完成盆地分析研究任務,達到為勘探資源服務的目的,必須編制種類齊全的一整套圖件。
根據近年來盆地分析的實踐經驗,按照盆地分析的基本內容及步驟,將盆地分析的基本流程編製成框架圖。歸納為盆地內部沉積、構造演化、熱演化分析、盆地背景(周緣及深部)條件和盆內資源的預測等相互聯繫的幾個方面。
盆地區域背景及基本格架研究的編圖系列
盆地區域背景研究及基本格架研究,主要是了解盆地的區域構造位置、盆地的三維幾何形態、盆緣性質、地層 -構造格架及演化歷史。為了達到這一目的,需要獲取必要的地質和地球物理資料,編制高質量的區域地質圖、盆地地形地質圖、盆地綜合地層柱狀圖、地層對比剖面圖、盆地構造平面圖、盆地構造 -地層
剖面圖(縱、橫向)、盆地構造格架圖(古、今)、盆地地層 -構造格架圖(古、今)、盆地充填序列圖、盆地充填地層等厚圖、盆地基底古地形圖、盆地古地質圖等。下面簡要介紹一些常用圖件:
1.地層 構造格架圖
盆地構造格架圖主要反映已經形成了的盆地基底的構造形態和性質,包括基底的隆起、坳陷、基底斷裂、同沉積斷裂和後期主要斷裂的性質和形態。盆地地層格架圖著重反映盆地內部各地層單位或層序的形態、厚度變化、堆積性質、相互關係和組合形態。由於地層格架主要受盆地基底形態和活動性質的控制,兩者的相關性強,因此常常將構造格架和地層格架編制在一張圖上。
2.盆地充填序列圖
盆地充填序列圖,主要表現一個盆地或一個盆地的某一地段(通常是大的岩相帶)充填物的性質、結構、演變序列特徵和成因,一般具有模式化特徵,在該盆地或該地段(岩相帶)具較強的代表性,並具有清楚的古構造、古地理方面的成因意義,能較好地表現盆地在構造、沉積或海水進退規程的控制下所形成的充填序列的演變特徵。
3.構造等高線圖
構造等高線圖的編制可以盆地內某個標準層基準面的高程編成等值線圖,以表現盆地現今的基本構造形態,特別是表現盆地的外形褶皺形態和主要斷裂的位置及展布方向。
4.盆地基底不整合面古地質圖
不整合面古地質圖,是剝去盆地蓋層,勾繪出盆地基底地質構造格局、構造形態的一種分析圖件。
5.盆地蓋層或大地層單位等厚圖
盆地地層等厚圖,是根據各控制點地層厚度編制而成的一種等值線圖。其目的是為了巨觀地表現盆地及其內部次級構造單元的空間幾何形態及其厚度分布的概況,為盆地構造和古地理分析提供依據。
盆地沉積學研究的編圖系列
盆地的沉積學研究的內容很多,涉及面廣。其目的是通過研究盆地的沉積序列、沉積相、沉積模式、沉積體系特徵、古流向及分布樣式,再造盆地沉積充填過程和沉積環境。下面從編圖單元和編圖技術入手給予介紹。
(一)盆地沉積學研究的編圖單位
沉積盆地的演化具有階段性,每個階段的古地理面貌可以相似,也可以完全不同。盆地的階段性通常是通過等時地層單元表述的。等時地層單元可以是層序地層學中的任何一級地層單位,如一級層序、二級層序、三級層序、小層序組或小層序等,也可以是傳統岩石地層學中的任何一級地層單位,如群、組、段或亞段等。實際上,等時地層單元也正是盆地古地理重建過程中首先需要選擇的編圖單位。
在盆地分析中,把同一時期(即一個等時地層單位內)發育形成的各類沉積體系的空間配置面貌稱之為沉積體系域(depositionalsystemstracts),所以盆地古地理重建實際上等同於沉積體系域重建。
例如,美國海灣盆地始新世沉積體系域就顯示了一種沿盆地傾向的演變序列,即由 Mt.Pleasant河流沉積體系→Rockdale三角洲沉積體系的迅速演化(右圖)。我國東北地區的霍林河斷陷盆地 17煤組底部的沉積體系域,則顯示了沖積扇 -扇三角洲沉積體系發育於盆地的活動邊緣;小型三角洲體系發育於盆地的穩定邊緣;河流體系位於小型三角洲體系的上游地帶;淺湖沉積發育於盆地中心(李思田等,1982)。我國西南地區晚二疊世的體系域則具有由沖積 -湖泊組合→三角洲組合、三角洲 -障壁潟湖組合→碳酸鹽台地及邊緣礁堆積→矽質碳酸鹽和重力流沉積自然過渡。
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在一個沉積盆地中,如果按照一定的精度對逐個等時地層單元進行古地理的重建,人們就能獲得對該盆地沉積充填演化史的正確理解,以及對有益礦產資源的準確預測。
(二)盆地沉積學研究的編圖系列
一般來講,沉積相柱狀圖、沙體圖、剖面圖和古環境圖是必須的圖件。
1.沉積相柱狀圖
沉積相柱狀圖是盆地充填 序列柱 狀圖的組成部分,一個 沉積相柱狀圖表示沉積體系、相 組合或 岩石 成因標 志和 物性在 垂向 上的組 合特徵。
2.沙體圖
沙體圖能夠反映沉積體系或沉積體系域中骨架沉積物的空間分布與幾何形態。實際工作中通常編制兩種圖件:砂岩累積等厚線圖和含砂百分率圖。砂岩累積等厚線圖表現所研究的等時地層單元中全部砂岩厚度總值的變化趨勢。含砂百分率圖表現所研究的等時地層單元中砂岩總厚度占地層總厚度百分率的變化趨勢。
編制沙體圖應綜合利用地表露頭資料、古流向資料、地下鑽探資料和反射地震剖面資料。要求有足夠的數據點,且分布基本均勻。
編制這類圖件的前提條件是依靠標誌層對研究區內的沙體進行正確的對比,要確保每個數據點的數據來自於同一個編圖地層單位。在統計砂岩厚度時,砂岩的粒度視研究區的具體情況而定,可以包含細砂岩、中砂岩、粗砂岩、含粒砂岩和
礫岩等,應以最清晰地圈定沙體形態為目的。
3.剖面圖
剖面圖以反映沙體的幾何形態及其與圍岩的關係為目的。剖面線位置的選擇一般考慮兩個方向:垂直古水流方向和平行古水流方向。因而,只有在沙體圖編出之後,而且明確了沉積體系的基本展布 規律後,剖面圖的位 置才能最 終確定。
編制剖面圖時,基準線的選擇非常重要,通常有三種方法:
第一,以上覆標誌層為基準線。
第二,以砂質沉積物的表面為基準線。
第三,以沙體下伏標誌層為基準線。
差異壓實作用在一定程度上可以歪曲沙體原始的沉積形態,這時對與沙體同生的標誌層的識別和對比顯得非常重要,可以利用同生標誌層的形態判別沙體的形態。
4.古環境圖
古環境圖的編制一般分三個步驟:
第一,首先確定研究區骨架沙體的基本形態。沙體圖和剖面圖的編制是重建古地理面貌最為重要的基礎部分,我們通常利用沙體圖中厚砂體分布帶或高含砂率帶來解譯沉積體系中(複合)骨架沙體的空間位置,相反的區域(即薄沙體分布帶或低含砂率帶)則是泥岩分布區域。
第二,需要了解骨架沙體的成因及其空間上的成因演化,以便標明古沉積環境(沉積體系)。進行沉積體系分析首先應該回答的問題就是對沉積體系類型的判別,在一個沉積盆地中,沉積體系的類型可以橫向或縱向演變,所以對同一張沙體圖中不同位置骨架沙體的成因解釋可能是不同的,它們在上游可能是河流的,但到下游可以演化為三角洲。同樣的道理,對不同位置泥岩成因環境的標註也不同。
第三,需要用形象的符號、顏色表示不同的環境。