盆地分析復(fù)習(xí)提綱課件

沉積盆地分析基礎(chǔ)

-------當(dāng)前國際固體地球科學(xué)的發(fā)展的前沿領(lǐng)域主要參考材料1、沉積盆地分析課筆記2、沉積盆地分析復(fù)印材料3、李思田等，《沉積盆地分析基礎(chǔ)與應(yīng)用》4、《含油氣盆地分析》5、林暢松等，疊合盆地層序地層與構(gòu)造古地理沉積盆地的一般特征1、原生沉積盆地和后生盆地沉積盆地是地球表面長期沉降和接受沉積或發(fā)生沉積作用的地區(qū)，是各種沉積礦產(chǎn)形成和保存的場所。被剝蝕提供沉積物的地區(qū)為隆起區(qū)或山脈。

廣義的“盆地”又可分為：

原生沉積盆地：原生盆地的邊緣是沉積邊緣；

后生盆地：由于后期構(gòu)造運動產(chǎn)生的、具有盆地形態(tài)的一種向斜構(gòu)造，與沉積作用無關(guān)，其邊緣是構(gòu)造抬升引起剝蝕形成的邊緣。

盆地分析的重點是研究原生的沉積盆地。3、沉積盆地的形態(tài)

沉積盆地的形態(tài)是多樣化的，有長條形的、圓形或不規(guī)則圓形的，與盆地的成因有關(guān)。斷陷或裂谷盆地多為長條形或線形的；而穩(wěn)定的克拉通上的拗陷盆地則呈混圓狀或不規(guī)則圓形。

4、疊（復(fù)）合盆地和原盆地、盆地群沉積盆地自太古代至新生代的整個地質(zhì)歷史長河中經(jīng)歷了形成、消亡、再形成的多旋回的演化。在地層記錄中有多個盆地的疊復(fù)。

單一的盆地又稱原（單）型盆地，多個盆地的疊置形成疊（復(fù)）合盆地(朱夏，1980)。它們?yōu)橹匾牡貙娱g斷和構(gòu)造變革事件所分隔。不同的原型盆地形成和演化與其同期的構(gòu)造作用等有關(guān)。盆地群，形成于同一構(gòu)造體制或構(gòu)造域沉積盆地群，具有相同的或成因上有聯(lián)系的盆地性質(zhì)。如今的東非裂谷系、我國東部的東北亞盆地群、北美的“盆嶺省”（斷裂陷盆地群）等。沉積盆地分類及其發(fā)育背景

1、盆地分類的原則沉積盆地分類是多年來人們關(guān)注的問題，也存在多種的爭議。首先我們需要涉及的是沉積盆地的分類原則。一般來說，盆地的分類需要考慮下列因素：

(1)盆地發(fā)育的大地構(gòu)造環(huán)境；(2)盆地的基底性質(zhì)、地殼類型；(3)盆地形成的動力學(xué)過程；(4)盆地的沉積充填史、構(gòu)造古地理。1.離散環(huán)境（邊界）離散邊界是指板塊發(fā)生背離運動，導(dǎo)致大陸破裂、離散漂移至海底擴張的構(gòu)造環(huán)境。2、聚斂環(huán)境（邊界）聚斂環(huán)境是指兩個板塊發(fā)生相對聚合運動的地帶，導(dǎo)致巖石圈板塊消失于另一板塊之下。聚斂環(huán)境有三種邊界類型3、轉(zhuǎn)換（走滑）環(huán)境（邊界）轉(zhuǎn)換環(huán)境出現(xiàn)于相鄰板塊作平行剪切運動的地帶，以發(fā)育轉(zhuǎn)換或走滑斷屁為特征。典型的轉(zhuǎn)換邊界見于大洋中脊兩側(cè)洋殼走滑運動導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換斷層。著名的圣得安列大斷裂就是北美板塊相對太平洋板塊相對運動而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換邊界。陸相盆地過渡相盆地海相盆地盆地的沉積充填史、構(gòu)造古地理

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架(一)沉積盆地的地層格架沉積盆地的地層格架(Stratigraphicframework)是指沉積盆地的外部和內(nèi)部地層單元的幾何形態(tài)、組合樣式及其堆積性質(zhì)(Conybeare，1979)。

1.外部形態(tài)盆地充填的三維的外部形態(tài)，反映盆地的構(gòu)造格架的控制和盆地的成因。沉積盆地的外部形態(tài)可以從剖面上或平面上加以描述。（1）平面形態(tài)沉積物的堆積和分布范圍。拗陷盆地一般是混圓形或不規(guī)則圓形，其寬深比一般較大；而裂陷或裂谷盆地則呈長條形，寬深比小。（2）剖面形態(tài)最大厚度帶，沉積中心的分布：對稱、不對稱；寬、深比。不同成因的盆地的深度與寬度比的大小有明顯的差異如斷陷盆地寬、深比小，拗陷盆地較大。

2、內(nèi)部形態(tài)沉積盆地的內(nèi)部幾何形態(tài)是指構(gòu)成盆地的地層單元的形態(tài)、性質(zhì)及其組合關(guān)系。（1）地層單元的界面

在盆地內(nèi)不同級別的界面分隔著不同級別的地層單元，這些界面有著不同的性質(zhì)和成因，呈現(xiàn)為角度不整合或平行不整合關(guān)系或無沉積、低速沉積作用面，其形成受到各種因素的控制，與盆地構(gòu)造演化、海平面或沉積基準面變化等有關(guān)。地層單元的年齡、劃分和對比是一項艱巨的任務(wù)，要結(jié)合生物地層學(xué)、放射性地層學(xué)、磁性地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)和層序地層學(xué)等方法進行綜合分析。近年來發(fā)展起來的層序地層學(xué)為此提供了重要的理論和分析方法。不整合（unconformity）

角度不整合微角度和平行不整合（disconformity)

不連續(xù)或間斷面(discontinuity)

區(qū)域性沖刷面、同沉積侵蝕面(erosionalnuconformity)不整合面形成的主要原因（1）海、湖平面變化（2）沉積基準面變化（3）構(gòu)造作用無沉積作用面

暴露面、風(fēng)化殼、古土壤層水下無沉積作用面，如前三角洲底超面?；蚝海ㄟM）面淺、深海（湖）暗色、黑色泥質(zhì)沉積湖相泥巖煤層標志沉積層或事件沉積（災(zāi)變、缺氧）火山灰層黑色頁巖沉積盆地中地層單元在地震剖面上的反射結(jié)構(gòu)特征（2）地層單元的幾何形態(tài)地層單元的幾何形態(tài)是決定地層格架內(nèi)部構(gòu)成樣式的主要因素。不同地層單元的沉積中心的分布往往是不同的，并呈有規(guī)律的遷移，反映了構(gòu)造、物源供給方向以及沉積基準面變化等對沉降中心的影響。盆地的沉降中心與沉積中心在沉積補償時是一致的，非補償時則不一致，這需要結(jié)合沉積時的古水深變化加以分析。（3）地層單元的性質(zhì)地層單元的性質(zhì)主要指其巖相組成和成因，與沉積環(huán)境密切關(guān)系。地層單元內(nèi)的巖相組合和沉積體或體系域的分布是很復(fù)雜的，取決于多種因素的綜合作用。在沉積充填分析一章將作詳細分析。盆地的地層格架可以是對稱的或非對稱的，并常常呈現(xiàn)為早期上超、晚期退覆的格架樣式。沉積邊緣的上超可以是逐漸上超或斷階上超。內(nèi)部的地層單元的構(gòu)成樣式可以是前積式的(沉積中心向前遷移)、加積式的(沉積中心維持不動)或退積式的(沉積中心向物源方向后退)，或由上述各種形式復(fù)合疊置的。不同的地層格架樣式反映了構(gòu)造沉降、物源供給及海平面變化等的控制。沉積盆地的構(gòu)造格架沉積盆地的構(gòu)造格架是指沉積盆地的構(gòu)造性質(zhì)和基底構(gòu)造以各種同沉積構(gòu)造的配置(Conybeare，1979，修改)。盆地的構(gòu)造格架是隨盆地的演化而不斷變化的。盆地構(gòu)造格架樣式反映了區(qū)域構(gòu)造、盆地構(gòu)造應(yīng)力場以及先存基底構(gòu)造的等控制。2）盆內(nèi)的同沉積構(gòu)造又稱同生構(gòu)造，包括同沉積斷裂同沉積褶皺等。同沉積褶皺還可劃分為同沉積向斜和同沉積背斜。同沉積構(gòu)造可通過沉積厚度變化、沉積相分布、沉積旋回、古流、沉積體幾何形態(tài)等分析加以識別。A、同沉積斷裂在斷陷或裂谷盆地中，同沉積斷裂極為發(fā)育。同沉積斷裂的下降盤沉厚度常突然變厚，沉積旋回增多，并控制著特定沉積相帶的展布。

盆緣沉積斷裂往往控制著巨厚的沖積扇或扇三角洲相帶的發(fā)育。深切盆地基底的規(guī)模較大的同沉積斷裂常常形成重力、磁力突變帶。這些斷裂具有長的活動性，往往是繼承古老斷裂帶再活動。追蹤盆外先存斷裂帶有助于內(nèi)同沉積斷裂的識別。

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架生長系數(shù)盆內(nèi)同沉積斷裂的同沉積強度可用生長系數(shù)來度量。生長系數(shù)指同沉積斷裂的下降盤與上升盤同期沉積厚度之比。許多斷盆地的同沉積斷裂的生長系數(shù)分布在1.2-2.5之間。顯然，生長系數(shù)不用于描述分隔凸起與凹陷之間的盆緣同沉積斷裂。

TDGr=T/D

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架同沉積構(gòu)造的識別方法a.沉積厚度的突變，上下盤兩側(cè)同期沉積厚度的差異b.沉積旋回和砂層、巖層數(shù)的差異c.沉積相的分布--巨厚的沖積扇相帶、古河系位置的長期發(fā)育，相帶的特殊分布等；古流系分析，古流的轉(zhuǎn)彎、現(xiàn)代河流的轉(zhuǎn)灣位置都與斷裂有關(guān)，可以類比；煤體形態(tài)的變化、沉積層序的組成和幾何樣式分析等。d.有機質(zhì)、成巖、壓實差異等e.盆外古老斷裂的分布f.重力、磁場的突變帶

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架反轉(zhuǎn)構(gòu)造

反轉(zhuǎn)構(gòu)造是指先存構(gòu)造發(fā)生構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)化而形成性質(zhì)相反的構(gòu)造。由伸長構(gòu)造受到擠壓而發(fā)生反向運動所產(chǎn)生的構(gòu)造稱為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造；反之為負反轉(zhuǎn)構(gòu)造(Milliams等，1989)。我們一般指的是正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。反轉(zhuǎn)構(gòu)造可劃分為簡單斷展型、穿透斷展型、簡單斷彎型、縮截斷彎型及簡單皺型等。反轉(zhuǎn)率為反轉(zhuǎn)前同期沉積層總厚度與反轉(zhuǎn)點以上的反轉(zhuǎn)的同期沉積層厚度之比。

層序界面剝蝕量研究方法地震剖面法鉆井地質(zhì)分層對比法鏡質(zhì)體反射率方法聲波時差法裂變徑跡法地震層速度法宇宙核素法包裹體法Athy（1931）最早提出的泥頁巖孔隙度—深度之間的簡單指數(shù)模型：Φ=Φ0exp(-bx)(1)MagaraK.（1976）提出正常壓實情況下可以用指數(shù)函數(shù)形式來表達聲波時差與深度的關(guān)系：tt=tt0exp(-bx)(2)Henry（1996）認為孔隙度—深度之間的函數(shù)關(guān)系應(yīng)為：tt=tt0exp(-bx)+c(3)改進模型：tt=(tt0-c)exp(-bx)+c(4)在大深度處，如x→∞，tt=c,即深度無窮大時，巖石認為不可再壓實，孔隙度為0，聲波在這種巖石中的傳播時間相當(dāng)于聲波在巖石基質(zhì)中的傳播時間；在地表x=0處，tt=tt0，即聲波在地表的傳播時間基本上為一常數(shù)，相當(dāng)于在水中的傳播時間。因而，這一改進的指數(shù)模型在淺部和深部都能較好地反映地質(zhì)真實，提高了壓實趨勢的預(yù)測能力。應(yīng)用聲波測井資料計算剝蝕量的方法改進

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架6）構(gòu)造格架樣式盆地的構(gòu)造格架樣式是指盆地各種構(gòu)造要素的組合配置。不同的配置樣式反映出盆地形成演化的動力學(xué)機制。斷陷盆地（1）半地塹式；（2）地塹式中央隆起反映了巖石圈拉伸或走滑拉伸的動力學(xué)機制；裂谷盆地：下斷上拗早期拉伸裂陷、裂后熱冷卻回沉拗陷；前陸盆地：發(fā)育前淵和前隆的構(gòu)造格架，與巖石圈受到擠壓撓曲下沉的動力學(xué)過程有關(guān)等。

拉伸盆地的構(gòu)造-地層格架樣式（1）斷裂面形態(tài)A、犁形斷裂面

重力（垂向）剪切構(gòu)造模式半地塹反向斷裂組合犁形斷裂多米諾（骨牌）Donimo模式

沉積盆地的地層和構(gòu)造格架盆地的構(gòu)造格架是區(qū)域構(gòu)造格局的一個組成部分，受到區(qū)域板塊構(gòu)造環(huán)境的控制。盆地的構(gòu)造格架在整個盆地演化過程是不斷變化的，這種演化一般具有階段性或分期次進行的。區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的變化或轉(zhuǎn)換，無疑會反映在盆地構(gòu)造格架的性質(zhì)和配置特征上。盆地的構(gòu)造格架控制著盆地的地層格架和充填樣式。如不對稱的半地塹構(gòu)造導(dǎo)致了地層厚度和沉積體域發(fā)育分布的不對稱性。盆內(nèi)沉積中心的遷移、主要物源體系的分布和變化都可能是盆地構(gòu)造作用和構(gòu)造格架演化的結(jié)果。盆地的構(gòu)造和地層格架樣式對油氣聚集帶的分布具有決定性的控制作用地殼可分為上地殼和下地殼。上地殼為花崗質(zhì)的（密度為2.7-2.5)，而下地殼為玄武質(zhì)的（密度為2.8-3.1)。上、下地殼是一流變帶（20-25km），震源帶。地殼（平均密度為2.9)與上地幔（密度為3.4-3.35)之間Moho面分隔（由Moho

于1909年發(fā)現(xiàn)）。軟流圈（密度為3.3)的頂面為等溫面（1330C），重力均衡面。巖石圈是一相對剛性的連續(xù)的板塊，“漂浮”在軟流圈上。

以上特性決定著巖石圈的力學(xué)機制。

巖石圈變形特點地殼：上地殼（20-25km）：脆性斷裂，彈塑性變形，彈性變形。斷裂、褶皺。流變帶、地震震源、斷裂終止帶；下地殼（25-31.2km），韌性變形帶。上地幔：塑性韌性，蠕動變形，一般不斷裂，有些深斷裂可能達到50km。軟流圈：125km,流動3.重力均衡作用巖石圈可看作是浮于軟流圈之上的板塊剛體，其底面可看作為重力均衡面。（1）Pratt的均衡作用地殼的密度發(fā)生變化，上地幔不變。（2）Airy均衡作用

當(dāng)在巖石圈上加載或減載時，則發(fā)生重力均衡升降。假定均衡面（軟流圈頂面）之上的巖石圈是由一系列的上浮柱體所構(gòu)成，在這些柱體上加載所造成的均衡過程稱為局部均衡或Airy均衡。

沉積物重力負載的均衡沉降巖石圈可看作是浮于軟流圈之上的板塊剛體，其底面可看作重力均衡面。假定均衡面（軟流圈頂面）之上的巖石圈是由一系列的上浮柱體所構(gòu)成，當(dāng)盆地水體被沉積物充填時，則發(fā)生Airy均衡沉降。設(shè)盆地原有的（構(gòu)造）沉降為Y（水載盆地）盆地被沉積物充填時，按浮力原理可得:EsEs總沉降（S）與盆地的構(gòu)造沉降的關(guān)系YS引起均衡作用的地質(zhì)因素：a.巖石圈厚度加大或變薄；b.水、沉積物、地質(zhì)體等的加載或去載；c.巖石圈內(nèi)各層圈的密度發(fā)生變化（熱、相變等）盆地的沉降機制盆地的形成研究首先要涉及盆地的沉降機制。沉降是盆地形成的前提，盆地的構(gòu)造沉降量的大小直接與巖石圈的厚度變化、熱衰減、重力均衡等作用有關(guān)。因此，盆地沉降過程及其控制因素的研究，構(gòu)成了盆地動力學(xué)分析的基本內(nèi)容。熱衰減巖石圈變薄巖石圈變厚一、構(gòu)造應(yīng)力作用巖石圈厚度的變化一、變薄作用,屬于拉張作用動力學(xué)體制,一般與裂陷作用所對應(yīng)。拉張作用所產(chǎn)生的機械伸展引起地殼張性斷裂控制的沉降,使地殼變薄。二、擠壓作用動力學(xué)體制,由于巖石圈板塊的俯沖、碰撞等會聚作用引起巖石圈向下牽引彎曲和地殼巖石圈的撓曲沉降,常見于俯沖帶或造山帶。二、熱沉降機制由于先前受熱的巖石圈的冷卻及伴隨的密度增大而產(chǎn)生的均衡沉降。巖石圈和地殼加熱造成隆起,隨之地表侵蝕使地殼變薄,然后又變冷導(dǎo)致這種衰減地殼的沉降。熱沉降機制是被動大陸邊緣、大洋盆地和大陸裂谷裂后坳陷的重要的沉降機制之一。在大洋中脊的頂部,熱的巖石圈地幔突然置于冷的海底地殼之下,然后隨著海底地殼背離擴張中心,地幔巖石圈不斷地將熱量散失到冷的海水中。三、負載(重力)作用巖石圈加載造成的撓曲或彎曲變形作用。加載方式可以是鏈式火山或海山小規(guī)模載荷,也可以是山脈體大規(guī)模加載,形成大型前陸盆地。盆地內(nèi)水和沉積物產(chǎn)生的沉積載荷也是驅(qū)動盆地沉降的基本機制。特別是大型三角洲發(fā)育的海灣地區(qū),接受了大量的沉積,其負荷作用可以導(dǎo)致均衡下沉,使巖石圈變形彎曲成為一個寬闊的區(qū)域下坳帶。一、裂谷盆地形成的動力學(xué)機制

前面已指出，從內(nèi)陸裂谷到被動大陸邊緣存在一列與拉伸作用有關(guān)的盆地類型，如現(xiàn)代的東非裂谷、萊茵地塹、大西洋被動大陸邊緣等，它們具有一些共同的特征：（1）處于大陸離散、裂解或拉伸的地殼或巖石圈變薄帶（2）高的熱流值（80-115mW2m)（3）基性、中基性火山巖、巖漿活動（4）負布格重力異常（5）伴生過區(qū)域隆起（1）巖石圈的純剪變薄量是用單位長度的拉伸倍數(shù)，即b值來定量描述（Mckenzie，1978）。aaa.bb=a/bb=a/b拉伸量

（2）發(fā)生脆性斷裂的地殼上部的拉伸程度一般以水平的拉伸量或拉伸距離來定量（Barr，1987）。aEE拉伸量熱衰減沉降其中，ρc和ρm分別表示地殼和上地幔O℃時的密度，α為熱膨脹系數(shù)。Tcr和Tma分別為地殼和上地幔的平均溫度。巖石圈的密度與溫度的關(guān)系：地殼上地幔1.主動裂谷盆地成因裂谷盆地的形成主要是由于深部熱地幔上升導(dǎo)致巖石圈表面的變形和裂陷而形成的。東非裂谷被看作是主動裂谷的典型例子，有廣泛的隆起，裂谷系，火山作用明顯。熱柱、熱地幔羽（thermalplume）在巖石圈的底部上拱、快速的加熱減小巖石圈的密度，導(dǎo)致區(qū)域性的均衡上隆，上隆作用派生的拉張應(yīng)力造成裂谷作用。來自地幔羽的傳導(dǎo)熱、巖漿侵入熱或?qū)α鳠峥梢饚r石圈受到拉伸的變薄。(Ziggler,1992)主動裂谷和被動的裂谷盆地成因?qū)W說裂谷盆地的沉降機制被動裂谷盆地成因裂谷盆地的形成和演化模式的定性模式最早是由Scelveson(1978)提出的，概括了裂谷盆地整個發(fā)育過程中的主要作用及形成的主要盆地類型。1)莫合面之上的大陸地殼在拉張時主要發(fā)生脆性斷裂，地殼發(fā)生斷裂形成斷陷盆地（拉伸量<50km）,而巖石圈地幔在受到拉伸時則表現(xiàn)為塑性的流動。2)隨著拉伸的進行，巖石圈不斷變薄，軟流圈不斷隆升，,進一步拉伸形成裂谷（拉伸量達50-100km）。3）進一步拉伸盆地中部開始出現(xiàn)洋殼，形成陸間裂谷。兩側(cè)邊緣地塊熱隆升遭到剝蝕，4）大陸邊緣進入熱衰減階段，形成大陸邊緣沉積楔，上覆于早期裂陷之一，發(fā)育被動大陸邊緣盆地。

1）Selveson的裂谷模式最早（1978）的定量描述了巖石圈受到拉伸時的基本響應(yīng)，奠定了裂谷盆地定量理論基礎(chǔ)，開辟了一個新的研究領(lǐng)域。把盆地的總沉降分為裂陷期和裂后期沉降;

提出了拉伸量β的概念;

確定了拉伸量與同裂陷沉降和熱衰減沉降的定量關(guān)系.McKenzie裂谷動力學(xué)模型McKenzie--劍橋大學(xué)地球科學(xué)研究中心教授均勻?qū)ΨQ拉伸模型巖石圈整體是均勻變薄的，拉伸量一致。純剪切拉伸模型預(yù)測的莫合面和軟流圈的隆起與盆地的最大沉降中心相一致，具有對稱的剖面結(jié)構(gòu)。裂谷盆地深部熱流量與拉伸量和時間的關(guān)系與上述的純剪模式相反，Wernicke（1985）根據(jù)對美國“盆嶺省”的斷陷盆地系的研究，提出盆嶺省的形成是與巖石圈整體的簡單剪切的拉伸作用有關(guān)。Wernicke認為，巖石圈的拉伸破裂通過低角度的折離面從地殼一直延伸到巖石圈的底界。2)簡單剪切拉伸裂谷盆地動力學(xué)模型1）、低角度拆離;

2）、不稱變形

3）、熱隆、熱衰減沉降與裂陷部位不一致2)簡單剪切拉伸裂谷盆地動力學(xué)模型第一帶：是上地殼的簡單剪切變薄，在低角度拆離面上發(fā)育一系列高角度斷層控制的斷塊；

第二帶：的下地殼和上地幔都明顯變薄，而上地殼變薄小，是從沉降帶向隆起帶過渡的部位；

第三帶：拆離面切穿巖石圈，上地幔明顯變薄，軟流圈上升，出現(xiàn)同裂陷期隆起。近年來裂谷盆地研究的一個進展是認識到裂谷過程的多幕性。裂谷盆地的形成往往不是一次快速拉伸的結(jié)果，也不是慢速的長時間伸長，也是經(jīng)歷多次的快帶或瞬時拉伸，具有幕式進行的特點。多幕拉伸過程的重要證據(jù)之一是沉降速率的幕式變化（林暢松等，1997）。南海及我國東部中新生代盆地許多裂谷盆地的拉伸過程都顯示出多幕拉伸的特點。如南海的鶯歌海盆地、瓊東南盆地、珠江口盆地和渤海灣等盆地都經(jīng)歷過多幕拉伸?；貏兂两凳泛驼菽M都證實了這種過程。多幕拉伸過程

1、從變形機制的角度，純剪切和簡單剪切代表了裂谷盆地模式的兩個端元，純剪切拉伸模型預(yù)測的莫合面和軟流圈的隆起與盆地的最大沉降中心相一致，具有對稱的剖面結(jié)構(gòu)；2、簡單剪切模型預(yù)測的莫合面和軟流圈的隆起則遠離盆地沉降帶，具有不對稱的剖面結(jié)構(gòu)。因此，純剪切模型的裂谷盆地應(yīng)具有高的深部熱異常；而簡單剪切裂谷盆地的熱異常則相對較小。從我國東部中新生代裂陷盆地的實際看，盆地沉降中心、地殼明顯變薄帶、地幔隆升及高熱異常是大體一致的，并具有較對稱的剖面結(jié)構(gòu)，純剪切模型更為接近?？偨Y(jié)3、裂谷作用的多幕性具有普通意義，在建立盆地動力學(xué)模型中要給予重視。4、同時考慮地殼或上地殼的脆性簡單剪切變形和下地幔的純剪切，是較為常見的盆地動力學(xué)機制，是當(dāng)前廣泛認同的裂谷盆地模式。20-25km上地殼脆性斷裂地殼彈塑性變形下地殼軟流圈：125km,流動等溫面（1333C）重力均衡面上地幔拉伸系數(shù)熱冷卻沉降拗陷斷陷斷拗結(jié)構(gòu)破裂不整合面上地幔地殼地幔柱上隆、拉伸變薄純剪切-簡單剪切裂谷盆地模式。前陸盆地是由巖石圈擠壓撓曲沉降作用而形成的沉積盆地，發(fā)育于聚合、碰撞或擠壓環(huán)境。

前陸盆地一般具有如下特點：（1）發(fā)育于造山帶與克拉通之間的山前拗陷；

（2）具有與擠壓有關(guān)的、從造山帶-前淵-前隆的不對稱的構(gòu)造-地層格架（3）低的熱流背景，缺少盆地發(fā)育期的基性火山活動。重要的含煤油氣資源盆地類型。前陸盆地的成因機制和動力學(xué)模型一直是盆地分析領(lǐng)域的熱點課題。多年來的研究表明，逆沖變形、地幔補償和地面侵蝕及沉積過程是形成盆地地層格架的主要因素。

控制前陸盆地形成的主要因素有三個：(1)逆沖帶的構(gòu)造負荷;(2)盆地沉積物負荷;(3)在造山過程中形成的地殼內(nèi)部水平擠壓力。這三種應(yīng)力同時作用于地殼，從而導(dǎo)致地殼在克服地幔均衡反力作用的同時發(fā)生撓曲沉降.因此，前陸盆地的沉降主要取決于地殼的變形性質(zhì)。依據(jù)地殼變形性質(zhì)的不同，可把前陸盆地的形成機制劃分為：彈性撓曲模型粘彈性撓曲模型前陸盆地的動力學(xué)機制1、彈性撓曲模型以Wett,Jordan、Flemings,和Sinclair等為代表，主要采用彈性撓曲模型解釋前陸盆地的形成機制。把地殼或巖石圈看作是覆蓋于粘滯性流體之上的連續(xù)性彈性薄板。在水平應(yīng)力和重力負載作用下發(fā)生彈性撓曲變形。彈性變形模型認為巖石圈的撓曲剛度為一常量，它取決于巖石圈的有效彈性厚度；

如Jordan（1981）采用彈性撓曲模型，很好地解釋了美國西部落基山前陸盆地的沉降史。

2、粘彈性撓曲模型

以Beaumont和Quinlan等為代表，主要采用粘彈性撓曲模型，認為地殼對負荷的初始響應(yīng)為彈性，隨著時間的推移，負荷不變，巖石圈發(fā)生粘彈性變形。Beaumont（1984）應(yīng)用粘彈性撓曲模型，解釋了加拿大阿爾伯達盆地的地層和沉降問題。1、逆沖負載--撓曲變形前隆為低凸起2、松弛階段-粘彈性響應(yīng)前隆隆起，并向前淵方向遷移。3、再逆沖負載-撓曲變形前隆相對沉降為低凸起。前隆前淵逆沖帶（1）均勻粘彈性流變模型在均勻粘彈性模型中，認為巖石圈的撓曲剛度隨時間變化。整個地殼（或巖石圈）具有初始的撓曲剛度（等同于彈性模型），但隨著時間的推移，撓曲剛度減少至零，最終達到Airy均衡狀態(tài)。但已有資料研究表明，一些古老前陸盆地區(qū)，經(jīng)過長期的均衡調(diào)整，巖石圈仍具有一定的撓曲剛度。認為粘彈性流變最初發(fā)生于熱的、低粘度的下部巖石圈，然后逐漸向上擴展到冷的、具較高粘度的巖石圈，而上部巖石圈溫度低、粘度大，在整個地球發(fā)展時期都不會發(fā)生流動，保持非靜力彎曲狀態(tài)，因此，地殼的彈性厚度隨著時間逐步變小，最后達到一個穩(wěn)定值，從而保證了巖石圈長期具有一定的撓曲剛度。關(guān)于盆地形成期的巖石圈粘彈性松弛量仍存在不同的意見。因此，巖石圈流變撓曲是一個極其復(fù)雜的問題。（2）非均勻粘彈性流變模型3、簡單剪切/純剪切模型（Kuznier,2000)地殼（巖石圈）上部脆性帶斷裂逆沖，疊置加厚，撓曲。下部韌性帶呈純剪切變形，巖石圈加厚，軟流圈頂面下降。2）、前陸盆地的沉降特征粘彈性撓曲模型逆沖初期小，早-中期最大，晚期減小至隆起彈性撓曲模型早期迅速增大，中期至晚期減弱至隆起時間沉降曲線時間沉降曲線盆地沉降史恢復(fù)是盆地分析的一項重要內(nèi)容?；貏兗夹g(shù)是通過現(xiàn)今地層恢復(fù)沉降過程的方法，已發(fā)展成為一門比較成熟的定量分析手段。沉積盆地的總沉降量主要與構(gòu)造作用、沉積物壓實、重力均衡、海（湖）平面變化或古水深變化等因素有關(guān)。盆地沉降史恢復(fù)的主要內(nèi)容包括：沉積層隨盆地沉降的壓實過程盆地古水深變化過程海（湖）平面升降過程構(gòu)造沉降過程回剝技術(shù)進行的盆地沉降史分析

構(gòu)造演化沉積物埋藏史生排烴史沉積充填演化沉積物壓實

沉積物堆積后隨著盆地的沉降被不斷壓實，孔隙減小，厚度變小。要恢復(fù)盆地的沉降史必須對沉積物的壓實過程進行校正。這是進行盆地各種過程的正、反演模擬的基礎(chǔ)。沉積物的壓實過程受到巖性、超壓、成巖作用等因素影響，巖性往往起主導(dǎo)作用。在這里主要是考慮沉積層在上覆沉積物的重力作用下發(fā)育孔隙度減小的過程。在正常的壓實情況下，孔隙度和深度關(guān)系可認為服從指數(shù)分布（athy,1930；hedbery，1936；ruby和Hubbert，1960）：其中，φ是深度為ｙ時的孔隙度，φ。為表面孔隙度，ｃ為壓實系數(shù)。ｃ主要與巖性有關(guān)。一般含泥質(zhì)較高時，上述公式與實際的情況比較一致。若沉積物負載服從Sin函數(shù)分布，局部均衡（W∞）與撓曲均衡（W）的比值為:

上式中稱為波數(shù)，λ＝２倍的盆地寬度。若盆地很寬或有效彈性厚度很小時，即ｃ趨近于１，為局部均衡。若已知巖石圈的有限彈性厚度，沉積物撓曲均衡沉積可由下列的簡單算式得出：W=CW∞

因此，撓曲均衡的構(gòu)造沉降量為：一、基本概念沉積環(huán)境是指物理上、化學(xué)上及生物學(xué)上均有別于相鄰地區(qū)的一塊地球表面的地理景觀單元。沉積相則是在一定沉積環(huán)境的沉積物質(zhì)表現(xiàn)。沉積相包括物質(zhì)組成及其對應(yīng)的沉積環(huán)境。沉積體系----成因相聯(lián)的沉積相在三維空間上的有機組合。沉積體系的基本單元是沉積相。1、沉積環(huán)境與沉積體系沉積體系研究沉積體系----成因相聯(lián)的沉積相在三維空間上的有機組合

1空間上的組合和分布特點

2特定的沉積作用、過程研究側(cè)向加積--曲流河前積--三角洲、間灣充填、海岸體系垂向加積--沖積扇等三角洲的壓實下沉、河流的沖裂作用、決口作用等

沉積體系域----盆地內(nèi)特定時期的沉積體系的組合受水盆地沉積物搬運方向前積向上變淺、變粗三角洲、濱岸砂壩、障壁島等基本的沉積充填過程側(cè)向加積向上變細曲流河、潮道等沖刷底界垂向加積互層沖積扇、越岸泛濫等三、沉積體系的劃分沉積環(huán)境或沉積體系的劃分方案很多一般可將沉積體系劃為三大組合：（1）大陸沉積體系包括：殘積沉積體系、河流沉積體系、湖泊沉積體系、風(fēng)成沉積體系積冰川沉積體。（2）海陸過渡沉積體系：陸源碎屑海岸沉積體系和碳酸鹽巖體系。陸源碎屑海岸沉積體系一般可分為碎屑海岸和三角洲兩大類。（3）海洋體系：淺海沉積體系、陸坡、陸隆體系及深海沉積體系。篩積泥石流堆積水?dāng)y沉積沖積扇體系漫流或片流辮狀河水道充填巖相組合：近端扇（扇根）、扇中和遠端扇（扇尾）沉積干旱扇、濕地扇1、沖積扇體系沖積扇是由山洪或山間河流從山口進入山前時形成的粗碎屑堆積體。近端扇：由塊狀的、分選差的泥石流礫巖和粗粒的辮狀河沉積所組成。扇中沉積：厚層的辮狀河礫質(zhì)砂巖、越岸漫流的砂、泥互層沉積等。遠端扇：由簿層狀的漫流、淺的辮狀河水道及淺湖沉積所組成。沖積扇體系2.河流體系河漫灘、河床（道）充填1、曲流河：側(cè)向加積點壩、泛濫盆地、天然堤、決口扇2、辮狀河：河心灘壩、越岸沉積3、網(wǎng)結(jié)河：穩(wěn)定的河道辮狀河與曲流河垂直層序?qū)Ρ?/p>

滯流沉積點砂壩側(cè)向加積天然堤沉積越岸泛濫、決口扇、牛軛湖等細粒沉積泛濫盆地垂向沉積水道心灘3三角洲體系河流三角洲體系是由河流攜帶足夠的沉積物進入水盆地沿岸形成的錐形沉積體，由三角洲平原、三角洲前緣及前三角洲等組成

海洋三角洲、湖泊三角洲

三角洲沉積的垂向?qū)有?Gillbert,Colmem)三角洲平原（頂積層）：分流河道、分流間灣、決口充填（上、下三角洲平原）三角洲前緣（前積層）：席狀砂壩、指狀河口壩、潮汐砂脊 水下分流河道或潮汐前三角洲（底積層）：泥質(zhì)沉積、薄層濁積、滑塌河口作用(Balts,1953)

低密度平面射流；高密度平面射流；等密度混和作用。海洋三角洲的三種成因類型（Glloway,1975)

河流作用為主；潮汐作用為主；波浪作用為主。

河流作用潮汐作用波浪作用破壞性建設(shè)性Fisher4潮坪或河口灣體系潮上坪（泥坪）、潮間坪（砂泥互層）、潮下坪（潮汐水道）漲、退潮作用產(chǎn)生的向上變細層序，多種特殊的沉積構(gòu)造5海灘--障壁島體系