剝蝕厚度恢復(fù)方法課件

剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述

剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述1剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述

在盆地演化史分析中，地層剝蝕厚度的準(zhǔn)確恢復(fù)是重建埋藏史的重點(diǎn)和難點(diǎn)，且是反演盆地?zé)崾?、油氣生排烴史和成藏史的前提條件，在某種程度上它對(duì)正確估算地層原始沉積厚度和最大古埋深、評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)成熟度和重建圈閉發(fā)育史等是至關(guān)重要的，是沉積盆地分析和油氣資源定量評(píng)價(jià)中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。據(jù)統(tǒng)計(jì),含油氣盆地整體上升遭受剝蝕的發(fā)展階段大體經(jīng)歷了幾到十幾百萬(wàn)年,遭受剝蝕的地層厚度大約為幾百到幾千米,剝蝕速率一般為每百萬(wàn)年幾十至近百米。而且盆地不同的構(gòu)造部位,上升遭受剝蝕的速率不同,剝蝕量相差很大。剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述在盆地演化史分析中，地2剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述測(cè)井曲線法地質(zhì)分析對(duì)比法熱指標(biāo)法沉積速率法趨勢(shì)分析法

剝蝕厚度是指從現(xiàn)今地層剖面上恢復(fù)出的,在剝蝕開始時(shí)被剝蝕地層的骨架厚度和孔隙度之和。

剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述測(cè)井曲線法地質(zhì)分析對(duì)比法3剝蝕厚度恢復(fù)方法課件4剝蝕厚度恢復(fù)方法課件5一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)鏡質(zhì)體反射率反映的是有機(jī)質(zhì)在整個(gè)受熱地質(zhì)歷史中的最大古地溫信息,具有不可逆性。在正常地質(zhì)背景下,烴源巖成熟度受控于溫度和有效加熱時(shí)間,而主要受古地溫場(chǎng)的控制,即它是地溫梯度與沉積速率的函數(shù)。對(duì)連續(xù)沉積的地層,鏡質(zhì)體反射率(Ro)與埋深(H)在半對(duì)數(shù)直角坐標(biāo)系中為線性相關(guān)關(guān)系。所以,在地層欠補(bǔ)償?shù)那闆r下,即間斷面之下的熱史記錄沒有被再沉積地層破壞而保留原來的記錄,可以利用Ro資料恢復(fù)地層剝蝕厚度。一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)鏡質(zhì)體反射率反映的是有機(jī)6一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)Dow于1977年最早提出利用Ro與其對(duì)應(yīng)深度的線性回歸關(guān)系線(即成熟度剖面)來恢復(fù)地層不整合面原理：不整合面上下常常出現(xiàn)一個(gè)差值。將不整合面下伏地層的Ro-H(深度)曲線向上延伸,穿過不整合面一直到Ro值與上覆地層底界面Ro相等的深度點(diǎn),則該點(diǎn)與不整合面的深度差值即為剝蝕量。一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)Dow于1977年最早提出利用R7一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)但是Dow方法在恢復(fù)地層剝蝕厚度時(shí)存在一些問題:①當(dāng)?shù)貙又写嬖跀鄬樱瑤r漿侵入時(shí),Ro也會(huì)發(fā)生突變,必須確定Ro突變是由地層剝蝕引起；②由該方法所得到的剝蝕厚度應(yīng)是最小剝蝕厚度；③Dow將地表處的Ro值定為0.18-0.2,但很多資料表明,Ro值在地表處小于或大于0.2的情況也是存在的；④用地震測(cè)井等綜合手段對(duì)不整合面位置確定的正確與否,嚴(yán)重影響剝蝕厚度的求取結(jié)果。

一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)但是Dow方法在恢復(fù)地層剝蝕厚度時(shí)8二、包裹體測(cè)溫法二、包裹體測(cè)溫法9二、包裹體測(cè)溫法

地層在沉積后成巖過程中，從埋深較淺到埋深較深都不斷有礦物流體包裹體形成，并且，包裹體形成時(shí)的溫度經(jīng)過壓力校正等手段處理后代表了當(dāng)時(shí)地層溫度，從現(xiàn)今情況來看，巖石中既有均一化溫度較低包裹體又有均一化溫度較高包裹體，而較高的均一化溫度往往反映了地層可能的最大埋深。依據(jù)此溫度，利用下式可以求出地溫梯度：dt/dD=-q/K

dt／dD——地溫梯度，℃／hm；K——巖石熱導(dǎo)率，W／(m·K)；q——熱流，mW／m2二、包裹體測(cè)溫法地層在沉積后成巖過程中，從埋深較淺10二、包裹體測(cè)溫法假定地表溫度為20℃，則依據(jù)下式可以求出該地層在地質(zhì)歷史中的最大埋深

Dm——地層未剝蝕時(shí)埋深，m；tm——地層最大埋深時(shí)的溫度，℃

結(jié)合樣品的現(xiàn)今埋深(Dn)，經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算可得剝蝕厚度二、包裹體測(cè)溫法假定地表溫度為20℃，則依據(jù)下式可以求出該地11二、包裹體測(cè)溫法特點(diǎn)：在存在多期剝蝕時(shí)，可以非常方便地計(jì)算每個(gè)不整合面的剝蝕量。其原理就是在不整合面上下分別取樣作包裹體均一化溫度測(cè)定，結(jié)合地質(zhì)情況將均一化溫度轉(zhuǎn)換為樣品所在地層埋藏最深時(shí)的溫度，根據(jù)不整合面上下樣品的古地層溫度之差，結(jié)合古地溫梯度可以簡(jiǎn)單估算該不整合面的剝蝕量。

注意的問題：①要求所測(cè)包裹體必須是相應(yīng)階段所形成

②流體包裹體均一化溫度亦即當(dāng)時(shí)流體的溫度。而流體的溫度是否等同于周圍地層的溫度需要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況來分析。③在常壓下測(cè)得的包裹體均一溫度要低于地質(zhì)條件下的溫度值，因此測(cè)得的均一溫度必須進(jìn)行壓力校正才能使用，校正后的溫度比均一溫度略高些，一般研究中用均一溫度代表礦物形成的最低溫度。二、包裹體測(cè)溫法特點(diǎn)：在存在多期剝蝕時(shí)，可以非常方便地計(jì)算每12三、沉積速率法三、沉積速率法13三、沉積速率法

該方法最初由VanHinte（1978）提出，其原理針對(duì)平行不整合，可根據(jù)不整合面上、下地層的沉積速率、剝蝕速率及地層的絕對(duì)地質(zhì)年齡來研究和恢復(fù)剝蝕厚度。該方法應(yīng)用的前提條件是要知道剝蝕面（不整合面）所代表的時(shí)限，在這個(gè)時(shí)限內(nèi)有某一厚度的沉積物被剝蝕了。這段時(shí)限包括兩部分:一部分是該厚度的沉積物沉積所用的時(shí)間；另一部分是該厚度的沉積物被剝蝕所用的時(shí)間。如果知道被剝蝕巖層的沉積速率和不整合上、下巖層的絕對(duì)年齡，就可以計(jì)算出被剝蝕掉的沉積物厚度。三、沉積速率法該方法最初由VanHinte14三、沉積速率法根據(jù)不同的地質(zhì)假設(shè)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況和資料狀況，可將沉積速率法歸納為以下兩種類型：

（1）沉積速率比值法：基于沉積特征具有很大的繼承性和相似性，假定相鄰地層在不同點(diǎn)的沉積速率比值相等來估算剝蝕厚度。A點(diǎn)計(jì)算層的剝蝕厚度（h）為：h=(P×Ha×ta)/Ta-hch——?dú)堄嗪穸萈——沉積速率比值Ha——A點(diǎn)鄰層的沉積厚度Ta——沉積時(shí)間Ta——計(jì)算層的沉積時(shí)間Hc——?dú)堄嗪穸热?、沉積速率法根據(jù)不同的地質(zhì)假設(shè)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況和資料狀況15三、沉積速率法（2）沉積速率趨勢(shì)法：事實(shí)上，地層沉積速率并非處處相等，而是不同的地質(zhì)環(huán)境有其相應(yīng)的沉積速率，但沉積速率的橫向變化是連續(xù)的，據(jù)此可對(duì)剝蝕厚度進(jìn)行估算。設(shè)A點(diǎn)的沉積速率為h/t，B點(diǎn)的沉積速率為零，由此可以得到C點(diǎn)沉積速率的內(nèi)插值，從而求得原始沉積厚度，再將其減去殘留厚度，即為C點(diǎn)的剝蝕厚度。三、沉積速率法（2）沉積速率趨勢(shì)法：事實(shí)上，地層沉積速率并非16三、沉積速率法應(yīng)用上述兩種方法恢復(fù)剝蝕厚度的優(yōu)勢(shì)在于其適用于不同的地質(zhì)狀況，既可以不考慮沉積層的巖性，也可以不考慮后期沉積厚度是否大于剝蝕量，更不用考慮盆地內(nèi)有多少個(gè)不整合面，因而適應(yīng)性較強(qiáng)，但缺陷是地層的絕對(duì)年齡不易確定。三、沉積速率法應(yīng)用上述兩種方法恢復(fù)剝蝕厚度的優(yōu)勢(shì)在于其適用于17四、參考層厚度變化率法四、參考層厚度變化率法18四、參考層厚度變化率法

地層起伏在橫向上變化不定、地層厚度在橫向上厚薄不一設(shè)A點(diǎn)和B點(diǎn)的原始地層厚度分別為HA和HB，且兩點(diǎn)相距L，則在A、B點(diǎn)及其附近地層厚度的變化率為H1：H1=(HB-HA)/L

設(shè)C點(diǎn)的殘余厚度為Hc，B、C兩點(diǎn)相距為L(zhǎng)X，則C點(diǎn)的剝蝕厚度Hb和原始厚度Hy可分別按下列兩式計(jì)算：Hb=Hy-Hc

；Hy=HB+H1×LX

四、參考層厚度變化率法地層起伏在橫向上變化不定、地層厚度在19四、參考層厚度變化率法由于地層存在起伏，地層厚度在橫向上會(huì)發(fā)生變化，若按上式沿測(cè)線繼續(xù)計(jì)算，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。在這種情況下，可在殘余地層中選擇一參考層，重新計(jì)算厚度變化率。設(shè)C點(diǎn)參考層的厚度為Ha，D點(diǎn)參考層的厚度為Hb，C、D兩點(diǎn)相距M，則厚度在C、D點(diǎn)及其附近的變化率為Hm：Hm=(Hb-Ha)/M

考慮到同一層沉積的繼承性，可以用參考層的厚度變化率代替整個(gè)地層的厚度變化率，即用Hm代替Hl，由此可繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。顯然，Hm

可正可負(fù)，這就排除了地層起伏及厚度橫向變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響四、參考層厚度變化率法由于地層存在起伏，地層厚度在橫向上會(huì)發(fā)20四、參考層厚度變化率法特點(diǎn)：①與盆地的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)次數(shù)和升降幅度無關(guān)，不僅適合于單斜層，也適合于任意起伏的地層;②可以以地震資料為依據(jù)，控制點(diǎn)多，可信度高；③方法簡(jiǎn)單，只需要厚度資料，不涉及剝蝕時(shí)間，可操作性強(qiáng)，但推算僅限于同一大的構(gòu)造層內(nèi)，不能跨越大的區(qū)域性不整合面。四、參考層厚度變化率法特點(diǎn)：21另外，還有宇宙成因核素分析法、沉積波動(dòng)過程分析法、磷灰石裂變徑跡分析法及聲波時(shí)差法等多種方法，但是無論哪種地層剝蝕量恢復(fù)方法都是各有其特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中,首先必須搞清楚每種方法的適用性,其次要考慮本區(qū)資料的實(shí)際情況,只有這樣才能得到正確的恢復(fù)結(jié)果。在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行地層剝蝕量恢復(fù)時(shí),還可以考慮綜合應(yīng)用多種方法,在相互檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以期達(dá)到較為準(zhǔn)確的恢復(fù)結(jié)果

另外，還有宇宙成因核素分析法、沉積波動(dòng)過程分析法、22謝謝敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正謝謝敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正23剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述

剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述24剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述

在盆地演化史分析中，地層剝蝕厚度的準(zhǔn)確恢復(fù)是重建埋藏史的重點(diǎn)和難點(diǎn)，且是反演盆地?zé)崾贰⒂蜌馍艧N史和成藏史的前提條件，在某種程度上它對(duì)正確估算地層原始沉積厚度和最大古埋深、評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)成熟度和重建圈閉發(fā)育史等是至關(guān)重要的，是沉積盆地分析和油氣資源定量評(píng)價(jià)中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。據(jù)統(tǒng)計(jì),含油氣盆地整體上升遭受剝蝕的發(fā)展階段大體經(jīng)歷了幾到十幾百萬(wàn)年,遭受剝蝕的地層厚度大約為幾百到幾千米,剝蝕速率一般為每百萬(wàn)年幾十至近百米。而且盆地不同的構(gòu)造部位,上升遭受剝蝕的速率不同,剝蝕量相差很大。剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述在盆地演化史分析中，地25剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述測(cè)井曲線法地質(zhì)分析對(duì)比法熱指標(biāo)法沉積速率法趨勢(shì)分析法

剝蝕厚度是指從現(xiàn)今地層剖面上恢復(fù)出的,在剝蝕開始時(shí)被剝蝕地層的骨架厚度和孔隙度之和。

剝蝕厚度恢復(fù)方法綜述測(cè)井曲線法地質(zhì)分析對(duì)比法26剝蝕厚度恢復(fù)方法課件27剝蝕厚度恢復(fù)方法課件28一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)鏡質(zhì)體反射率反映的是有機(jī)質(zhì)在整個(gè)受熱地質(zhì)歷史中的最大古地溫信息,具有不可逆性。在正常地質(zhì)背景下,烴源巖成熟度受控于溫度和有效加熱時(shí)間,而主要受古地溫場(chǎng)的控制,即它是地溫梯度與沉積速率的函數(shù)。對(duì)連續(xù)沉積的地層,鏡質(zhì)體反射率(Ro)與埋深(H)在半對(duì)數(shù)直角坐標(biāo)系中為線性相關(guān)關(guān)系。所以,在地層欠補(bǔ)償?shù)那闆r下,即間斷面之下的熱史記錄沒有被再沉積地層破壞而保留原來的記錄,可以利用Ro資料恢復(fù)地層剝蝕厚度。一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)鏡質(zhì)體反射率反映的是有機(jī)29一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)Dow于1977年最早提出利用Ro與其對(duì)應(yīng)深度的線性回歸關(guān)系線(即成熟度剖面)來恢復(fù)地層不整合面原理：不整合面上下常常出現(xiàn)一個(gè)差值。將不整合面下伏地層的Ro-H(深度)曲線向上延伸,穿過不整合面一直到Ro值與上覆地層底界面Ro相等的深度點(diǎn),則該點(diǎn)與不整合面的深度差值即為剝蝕量。一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)Dow于1977年最早提出利用R30一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)但是Dow方法在恢復(fù)地層剝蝕厚度時(shí)存在一些問題:①當(dāng)?shù)貙又写嬖跀鄬?，巖漿侵入時(shí),Ro也會(huì)發(fā)生突變,必須確定Ro突變是由地層剝蝕引起；②由該方法所得到的剝蝕厚度應(yīng)是最小剝蝕厚度；③Dow將地表處的Ro值定為0.18-0.2,但很多資料表明,Ro值在地表處小于或大于0.2的情況也是存在的；④用地震測(cè)井等綜合手段對(duì)不整合面位置確定的正確與否,嚴(yán)重影響剝蝕厚度的求取結(jié)果。

一、鏡質(zhì)體反射率(Ro)但是Dow方法在恢復(fù)地層剝蝕厚度時(shí)31二、包裹體測(cè)溫法二、包裹體測(cè)溫法32二、包裹體測(cè)溫法

地層在沉積后成巖過程中，從埋深較淺到埋深較深都不斷有礦物流體包裹體形成，并且，包裹體形成時(shí)的溫度經(jīng)過壓力校正等手段處理后代表了當(dāng)時(shí)地層溫度，從現(xiàn)今情況來看，巖石中既有均一化溫度較低包裹體又有均一化溫度較高包裹體，而較高的均一化溫度往往反映了地層可能的最大埋深。依據(jù)此溫度，利用下式可以求出地溫梯度：dt/dD=-q/K

dt／dD——地溫梯度，℃／hm；K——巖石熱導(dǎo)率，W／(m·K)；q——熱流，mW／m2二、包裹體測(cè)溫法地層在沉積后成巖過程中，從埋深較淺33二、包裹體測(cè)溫法假定地表溫度為20℃，則依據(jù)下式可以求出該地層在地質(zhì)歷史中的最大埋深

Dm——地層未剝蝕時(shí)埋深，m；tm——地層最大埋深時(shí)的溫度，℃

結(jié)合樣品的現(xiàn)今埋深(Dn)，經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算可得剝蝕厚度二、包裹體測(cè)溫法假定地表溫度為20℃，則依據(jù)下式可以求出該地34二、包裹體測(cè)溫法特點(diǎn)：在存在多期剝蝕時(shí)，可以非常方便地計(jì)算每個(gè)不整合面的剝蝕量。其原理就是在不整合面上下分別取樣作包裹體均一化溫度測(cè)定，結(jié)合地質(zhì)情況將均一化溫度轉(zhuǎn)換為樣品所在地層埋藏最深時(shí)的溫度，根據(jù)不整合面上下樣品的古地層溫度之差，結(jié)合古地溫梯度可以簡(jiǎn)單估算該不整合面的剝蝕量。

注意的問題：①要求所測(cè)包裹體必須是相應(yīng)階段所形成

②流體包裹體均一化溫度亦即當(dāng)時(shí)流體的溫度。而流體的溫度是否等同于周圍地層的溫度需要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況來分析。③在常壓下測(cè)得的包裹體均一溫度要低于地質(zhì)條件下的溫度值，因此測(cè)得的均一溫度必須進(jìn)行壓力校正才能使用，校正后的溫度比均一溫度略高些，一般研究中用均一溫度代表礦物形成的最低溫度。二、包裹體測(cè)溫法特點(diǎn)：在存在多期剝蝕時(shí)，可以非常方便地計(jì)算每35三、沉積速率法三、沉積速率法36三、沉積速率法

該方法最初由VanHinte（1978）提出，其原理針對(duì)平行不整合，可根據(jù)不整合面上、下地層的沉積速率、剝蝕速率及地層的絕對(duì)地質(zhì)年齡來研究和恢復(fù)剝蝕厚度。該方法應(yīng)用的前提條件是要知道剝蝕面（不整合面）所代表的時(shí)限，在這個(gè)時(shí)限內(nèi)有某一厚度的沉積物被剝蝕了。這段時(shí)限包括兩部分:一部分是該厚度的沉積物沉積所用的時(shí)間；另一部分是該厚度的沉積物被剝蝕所用的時(shí)間。如果知道被剝蝕巖層的沉積速率和不整合上、下巖層的絕對(duì)年齡，就可以計(jì)算出被剝蝕掉的沉積物厚度。三、沉積速率法該方法最初由VanHinte37三、沉積速率法根據(jù)不同的地質(zhì)假設(shè)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況和資料狀況，可將沉積速率法歸納為以下兩種類型：

（1）沉積速率比值法：基于沉積特征具有很大的繼承性和相似性，假定相鄰地層在不同點(diǎn)的沉積速率比值相等來估算剝蝕厚度。A點(diǎn)計(jì)算層的剝蝕厚度（h）為：h=(P×Ha×ta)/Ta-hch——?dú)堄嗪穸萈——沉積速率比值Ha——A點(diǎn)鄰層的沉積厚度Ta——沉積時(shí)間Ta——計(jì)算層的沉積時(shí)間Hc——?dú)堄嗪穸热⒊练e速率法根據(jù)不同的地質(zhì)假設(shè)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況和資料狀況38三、沉積速率法（2）沉積速率趨勢(shì)法：事實(shí)上，地層沉積速率并非處處相等，而是不同的地質(zhì)環(huán)境有其相應(yīng)的沉積速率，但沉積速率的橫向變化是連續(xù)的，據(jù)此可對(duì)剝蝕厚度進(jìn)行估算。設(shè)A點(diǎn)的沉積速率為h/t，B點(diǎn)的沉積速率為零，由此可以得到C點(diǎn)沉積速率的內(nèi)插值，從而求得原始沉積厚度，再將其減去殘留厚度，即為C點(diǎn)的剝蝕厚度。三、沉積速率法（2）沉積速率趨勢(shì)法：事實(shí)上，地層沉積速率并非39三、沉積速率法應(yīng)用上述兩種方法恢復(fù)剝蝕厚度的優(yōu)勢(shì)在于其適用于不同的地質(zhì)狀況，既可以不考慮沉積層的巖性，也可以不考慮后期沉積厚度是否大于剝蝕量，更不用考慮盆地內(nèi)有多少個(gè)不整合面，因而適應(yīng)性較強(qiáng)，但缺陷是地層的絕對(duì)年齡不易確定。三、沉積速率法應(yīng)用上述兩種方法恢復(fù)剝蝕厚度的優(yōu)勢(shì)在于其適用于40四、參考層厚度變化率法四、參考層厚度變化率法41四、參考層厚度變化率法

地層起伏在橫向上變化不定、地層厚度在橫向上厚薄不一設(shè)A點(diǎn)和B點(diǎn)的原始地層厚度分別為HA和HB，且兩點(diǎn)相距L，則在A、B點(diǎn)及其附近地層厚度的變化率為H1：H1=(HB-HA)/L

設(shè)C點(diǎn)的殘余厚度為Hc，B、C兩點(diǎn)相距為L(zhǎng)X，則C點(diǎn)的剝蝕厚度