沉積盆地概念及分類(lèi)課件

一、沉積盆地的概念盆地是指地殼上具有相同或相似發(fā)育特征(包括沉積特征、應(yīng)力環(huán)境、發(fā)育時(shí)間和過(guò)程)的統(tǒng)一的沉陷單元。當(dāng)盆地中發(fā)育相當(dāng)厚度沉積物且中心比周?chē)竦枚鄷r(shí)，稱(chēng)其為“沉積盆地”。當(dāng)?shù)貧け砻婢哂忻黠@的地形凹地時(shí)，稱(chēng)為“地貌盆地”。地貌盆地可以有較厚沉積，也可以只有少量沉積物。由后期構(gòu)造作用改造而成的盆地叫“構(gòu)造盆地”，其中沉積物厚度與周?chē)容^沒(méi)有明顯差別，是在構(gòu)造盆地發(fā)生之前就沉積的，實(shí)際上是封閉的區(qū)域向斜。含油氣盆地是指有過(guò)油氣生成，并運(yùn)移、聚集成為工業(yè)性油氣田的盆地。含煤盆地、含礦盆地沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)二、盆地分類(lèi)概述盆地分類(lèi)原則的不同，可能使同一盆地有不同的名稱(chēng)：如根據(jù)盆地規(guī)?？煞譃?；超巨型(＞100萬(wàn)km2)、巨型(50-100萬(wàn)km2)、大型(10-50萬(wàn)km2)、中型(1-10萬(wàn)km2)、小型(＜l萬(wàn)km2)據(jù)盆地的平面形態(tài)：圓形、橢圓形、長(zhǎng)條形、三角形、菱形等據(jù)盆地的剖面形態(tài)：對(duì)稱(chēng)的和不對(duì)稱(chēng)的盆地，據(jù)盆地邊緣性質(zhì)：斷陷型和坳陷型、斷陷型又分為單斷(箕狀)和雙斷(地塹)型據(jù)沉積作用與盆地形成時(shí)間的配置關(guān)系可分為：先成盆地、同生盆地和次生盆地沉積盆地概念及分類(lèi)二、盆地分類(lèi)概述據(jù)盆地形成的地質(zhì)時(shí)代或構(gòu)造階段：元古代、古生代、中生代、中新生代盆地等，或加里東期、華力西期、印支期、燕山期、喜山期盆地等：據(jù)盆地下伏地殼結(jié)構(gòu)可分為：陸殼、洋殼和過(guò)渡殼上的盆地，薄殼和厚殼盆地等；據(jù)盆地發(fā)育經(jīng)歷的旋回性有：?jiǎn)涡睾投嘈嘏璧氐?；?jù)盆地發(fā)育時(shí)充填補(bǔ)償情況分：過(guò)補(bǔ)償盆地、補(bǔ)償盆地和補(bǔ)償不足的饑餓盆地)。沉積盆地概念及分類(lèi)二、盆地分類(lèi)概述（一）以槽臺(tái)理論為基礎(chǔ)的盆地分類(lèi)

固定論－槽臺(tái)理論認(rèn)為地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以垂直方式為主。它在70年代前頗為盛興。Weeks(1952)和Успенская(1967)把含油氣盆地劃分為“地臺(tái)區(qū)”和“活動(dòng)區(qū)”兩大類(lèi)。

在我國(guó)石油勘探中應(yīng)用最廣的是Брод(1965)的盆地分類(lèi)：地臺(tái)平原型盆地、山前坳陷和山間坳陷。沉積盆地概念及分類(lèi)二、盆地分類(lèi)概述（二）以板塊構(gòu)造理論為基礎(chǔ)的盆地分類(lèi)

Dickinson(1976)的分類(lèi)觀點(diǎn)被廣泛采納

Dickinson把盆地分為“裂谷型”和“造山型”二大類(lèi)前者是以離散板塊運(yùn)動(dòng)和張性構(gòu)造為主，由于地殼變薄發(fā)生下沉作用；后者以聚斂板塊運(yùn)動(dòng)和壓性構(gòu)造為主，由于板塊俯沖而引起地殼下沉，也可能由于沉積負(fù)荷加大而促進(jìn)地殼下降。細(xì)分為16種盆地。沉積盆地概念及分類(lèi)二、盆地分類(lèi)概述（三）以地球動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的盆地分類(lèi)

80年代以來(lái)，許多學(xué)者在巖石圈動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的盆地分類(lèi)方案。認(rèn)為盆地內(nèi)沉積及構(gòu)造樣式的演化是受地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境所控制，據(jù)此將盆地劃分為4大類(lèi)，然后再依據(jù)盆地所處的地殼結(jié)構(gòu)和大地構(gòu)造位置進(jìn)一步細(xì)分。張裂環(huán)境壓縮環(huán)境剪切環(huán)境重力環(huán)境沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地的類(lèi)型與特點(diǎn)根據(jù)盆地發(fā)育的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境，可把沉積盆地分為3大類(lèi)：張性盆地、壓性盆地和剪切盆地。進(jìn)而依據(jù)所處大地構(gòu)造位置和盆地發(fā)育特征把含油氣盆地細(xì)分為10亞類(lèi)。陸內(nèi)裂谷、大陸邊緣和前陸盆地是最重要的油氣聚集區(qū)。不同時(shí)期、不同類(lèi)型的盆地可以在時(shí)間和空間上疊合，從而形成更加復(fù)雜的疊加盆地，如塔里木盆地。沉積盆地概念及分類(lèi)一、張性沉積盆地

（一）內(nèi)陸裂谷盆地（大陸裂谷盆地）1.內(nèi)陸裂谷盆地：大陸內(nèi)部區(qū)域性巖石圈規(guī)模的正斷裂所控制的縱長(zhǎng)形沉降谷。2.一般特征：（1）下伏地殼為大陸型地殼；（2）沉積蓋層常具有雙層結(jié)構(gòu)；（3）地溫梯度常較高（一般大于30度/千米）；（4）同沉積正斷層控制裂谷的格架，斷層常為鏟形；沉積盆地概念及分類(lèi)一、張性環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地

就目前的統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，張性環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地是最重要的產(chǎn)油盆地。我國(guó)更為突出，如1992年總產(chǎn)油量(約1.4億噸)中有逾80％產(chǎn)自張性含油氣盆地，這可能與我國(guó)西部壓性環(huán)境含油氣盆地勘探程度低有關(guān)。

該類(lèi)盆地的形成往往與巖石圈減薄、破裂有關(guān)；地幔上涌和巖石圈內(nèi)部的韌性剪切可能是引起巖石圈減薄的主導(dǎo)因素。沉積盆地概念及分類(lèi)（一）內(nèi)陸裂谷盆地裂谷是指由區(qū)域性斷裂所控制的地殼或巖石圈上的縱長(zhǎng)形沉降谷。斷裂常作為該沉降谷的邊界。內(nèi)陸裂谷位于陸殼板塊內(nèi)部，由于地幔物質(zhì)上涌使巖石圈減薄，在地殼上部產(chǎn)生張性破裂，并逐漸演變成裂谷盆地。由于處于大陸擴(kuò)張初期，巖石圈并未拉開(kāi)，只是當(dāng)裂陷發(fā)育到一定程度時(shí)，地幔物質(zhì)趨于穩(wěn)定，裂谷的發(fā)育也由斷陷階段轉(zhuǎn)化為拗陷階段。沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)（一）內(nèi)陸裂谷盆地該類(lèi)盆地的一般特點(diǎn)是：①位于大陸板塊內(nèi)部②沉積蓋層常具有雙層結(jié)構(gòu)--下部的斷陷期沉積和上部的拗陷期沉積③地溫梯度高(一般大于30度／km)，裂谷初期常有火山巖噴出④同沉積正斷層控制著斷陷及盆地格架斷層常為鏟型，控制的斷陷形態(tài)有箕狀和地塹式我國(guó)目前最大的產(chǎn)油區(qū)-大慶長(zhǎng)垣即是在這樣的構(gòu)造中沉積盆地概念及分類(lèi)斷陷盆地

沉積盆地概念及分類(lèi)（一）內(nèi)陸裂谷盆地東非裂谷、萊茵地塹僅經(jīng)歷了裂谷期。北海盆地、松遼盆地、渤海灣盆地均經(jīng)過(guò)了從斷陷到拗陷的演化過(guò)程。兩類(lèi)裂谷形態(tài)存在明顯差異，后一類(lèi)盆地對(duì)油氣聚集更有利。沉積盆地概念及分類(lèi)（二）內(nèi)陸拗陷盆地這類(lèi)盆地位于克拉通內(nèi)部，平面上呈近圓形，剖面上為碟狀。構(gòu)造一般比較簡(jiǎn)單，主要為長(zhǎng)垣隆起和穹窿。沉積特征是：在剖面的最下部和最上部及局部邊緣為陸相地層，中部發(fā)育典型的淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖沉積：沉積厚度可小可大(如美國(guó)的伊利諾斯盆地、密執(zhí)安盆地、威林斯頓盆地等一般為3000-4000m，而西西伯利亞盆地中新生界就厚達(dá)4000-8000m)。沉積盆地概念及分類(lèi)圖7-4威林斯頓盆地麥迪生灰?guī)r(密西西比系)頂部構(gòu)造等高線(xiàn)圖與橫剖面圖

(轉(zhuǎn)引自陳發(fā)景，1982)

頂部構(gòu)造等高線(xiàn)田顯示盆地平面上呈近圓形，橫剖面表示充填盆地的各時(shí)代地層；

圖例：麥迪生蛆缺失區(qū)沉積盆地概念及分類(lèi)（二）內(nèi)陸拗陷盆地地幔上涌，它可使地殼隆起并形成張裂地塹，但并未繼續(xù)裂開(kāi)發(fā)育成裂谷，而是整體下沉接受拗陷型沉積。地幔上涌形成的地塹張裂常顯示三叉形式，其后熱沉降影響的區(qū)域是以地幔柱為中心的圓形，因此此類(lèi)盆地呈近圓形。盆地坳陷深度與地幔上活的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間成正比。沉積盆地概念及分類(lèi)（三）大陸邊緣盆地位于離散型板塊邊緣，也稱(chēng)被動(dòng)大陸邊緣或大西洋型大陸邊緣。下部常為裂谷期陸相沉積，上部為向海推進(jìn)的陸相或淺海相陸源碎屑、碳酸鹽巖、三角洲和水下扇。在被動(dòng)大陸邊緣的濱岸區(qū)、陸架區(qū)和陸坡區(qū)，常發(fā)育良好的含油氣盆地。沉積盆地概念及分類(lèi)OCEANMARGINBASINS沉積盆地概念及分類(lèi)從早期過(guò)渡型地殼快速下沉?xí)r底部為碎屑巖相(A)

進(jìn)一步發(fā)展到以撓曲下沉為主的三角洲碎屑沉積和淺灘碳酸鹽沉積(B)

大陸邊緣盆地的演化經(jīng)歷了內(nèi)陸裂谷、陸間裂谷、窄大洋和大西洋4個(gè)階段。圖7-5大陸邊緣盆地演化圖解沉積盆地概念及分類(lèi)（三）大陸邊緣盆地這類(lèi)盆地具有良好的生、儲(chǔ)、蓋組合和圈閉條件，因而有豐富的油氣資源。圈閉類(lèi)型與裂谷盆地基本一致，而生物礁的發(fā)育更增加了其油氣潛力。陸緣盆地主要分布在大西洋沿岸，中國(guó)海北緣的珠江口盆地和鶯一瓊盆地，已證明具有豐富的油氣資源。沉積盆地概念及分類(lèi)（四）陸間裂谷盆地當(dāng)內(nèi)陸裂谷進(jìn)一步拉開(kāi)，地殼強(qiáng)烈減薄，形成過(guò)渡殼時(shí)，內(nèi)陸裂谷就演變成陸間裂谷當(dāng)陸殼完全分開(kāi)時(shí)，裂谷軸部可有部分洋殼，因此也稱(chēng)為原始大洋裂谷。典型的陸間裂谷盆地有紅海裂谷和加里福尼亞灣。該類(lèi)盆地早、中期演化同內(nèi)陸裂谷早、中期相似。充填地層為沉積巖和熔巖、蒸發(fā)巖，當(dāng)有河流在裂谷末端注入時(shí)，三角洲或濁流沉積會(huì)代替蒸發(fā)巖。陸間裂谷盆地缺乏良好生油巖，沉積巖薄，不易形成大的油氣田。沉積盆地概念及分類(lèi)RIFTBASINS沉積盆地概念及分類(lèi)圖7-6原始大洋裂谷示意圖解(據(jù)Dickinson,1976)沉積盆地概念及分類(lèi)（五）新生洋盆當(dāng)大陸完全被拉開(kāi)，形成以洋殼為基底的新生盆地稱(chēng)為新生洋盆。洋中脊的不斷擴(kuò)張使洋盆不斷擴(kuò)大，大洋巖石圈逐漸下沉形成寬闊平坦的坳陷，沉積很薄，但從洋中脊向外逐漸加厚，可形成濁積深海平原沉積盆地概念及分類(lèi)RIFTBASINS沉積盆地概念及分類(lèi)二、壓性環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地?cái)D壓型盆地主要發(fā)育在匯聚板塊邊界及周?chē)４笱髱r石圈向大陸巖石圈之下俯沖形成的溝弧系，可發(fā)育弧后前陸盆地、弧后盆地、弧前盆地當(dāng)大陸巖石圈相互碰撞時(shí)會(huì)發(fā)育碰撞造山帶，在造山帶兩側(cè)和克拉通邊緣可形成周緣前陸盆地；碰撞造山帶演化后期存在殘留洋盆，造山帶內(nèi)和造山帶之間可發(fā)育山間盆地。壓性盆地主要發(fā)育壓性構(gòu)造，如逆沖斷裂帶、推覆體、擠壓斷塊、不對(duì)稱(chēng)背斜、壓扭性構(gòu)造等。前陸盆地和山間盆地具有豐富的油氣資源。沉積盆地概念及分類(lèi)洋－陸碰撞與弧后前陸盆地的形成沉積盆地概念及分類(lèi)洋－洋碰撞與弧前、弧后盆地的形成沉積盆地概念及分類(lèi)陸－陸碰撞與殘留海盆地的形成沉積盆地概念及分類(lèi)陸－陸碰撞與周緣前陸盆地的形成沉積盆地概念及分類(lèi)陸－陸碰撞與山間盆地的形成沉積盆地概念及分類(lèi)二、壓性環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地?cái)D壓型盆地－匯聚板塊邊界及周?chē)?。大洋巖石圈向大陸巖石圈之下俯沖形成的溝弧系，可發(fā)育弧后前陸盆地、弧前盆地當(dāng)大陸巖石圈相互碰撞時(shí)會(huì)發(fā)育碰撞造山帶，在造山帶兩側(cè)和克拉通邊緣可形成周緣前陸盆地；碰撞造山帶演化后期存在殘留洋盆，造山帶內(nèi)和造山帶之間可發(fā)育山間盆地。沉積盆地概念及分類(lèi)SUBDUCTION沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)SWPACIFICSUBDUCTION沉積盆地概念及分類(lèi)TRENCHBASINS沉積盆地概念及分類(lèi)SUMATRA

FORE-ARC沉積盆地概念及分類(lèi)SUBDUCTIONBASINS沉積盆地概念及分類(lèi)（一）前陸盆地位于造山帶側(cè)翼與克拉通邊緣盆地橫剖面為由造山帶側(cè)翼向克拉通減薄的不對(duì)稱(chēng)楔狀，平面上平行于造山帶展布。前陸盆地造山帶一側(cè)發(fā)育向前陸區(qū)逆沖推覆的褶皺-沖斷層帶，主要斷面為傾向造山帶的鏟形或階梯狀，常呈疊瓦狀組合；盆地近克拉通一側(cè)可發(fā)育正斷層。沉積組合常見(jiàn)的有洪積-河流-三角洲相和淺海相，有時(shí)有濁積巖，碎屑物源主要來(lái)自造山帶，克拉通為一次要物源區(qū)。沉降中心常逐漸向克拉通方向遷移。沉積盆地概念及分類(lèi)CLASSICALFORELANDBASIN沉積盆地概念及分類(lèi)川西前陸盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面圖江油—南充地質(zhì)剖面圖（前陸盆地短軸方向）T3x1+2T3x3T3x4J1+2qJ2s1J3sJ3pK1J2s2T2l由西向東的短軸方向上，具有箕狀沉降沉積特點(diǎn)。沖斷帶前陸盆地坳陷帶前陸隆起帶沉積盆地概念及分類(lèi)ModernHimalayanForelandBasin沉積盆地概念及分類(lèi)ModernZagrosForelandBasin沉積盆地概念及分類(lèi)與碰撞遣山帶毗鄰的周緣前陸盆地簡(jiǎn)圖沉積盆地概念及分類(lèi)弧后前陸盆地橫剖面簡(jiǎn)圖沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)（一）前陸盆地前陸盆地的成因可能是因?yàn)榕鲎苍焐綆в绕涫窍蚯瓣懲聘帛B置的褶皺沖斷層帶產(chǎn)生的巨大構(gòu)造負(fù)荷促使巖石圈均衡調(diào)整，從而形成不對(duì)稱(chēng)楔狀沉降區(qū)。前陸盆地具有豐富的油氣資源北美洲落基山西側(cè)的前陸盆地是美國(guó)、加拿大主要產(chǎn)油區(qū)之一，中東的扎格羅斯造山帶前陸盆地是伊拉克、科威特，伊朗西南部主要產(chǎn)油區(qū)我國(guó)西北地區(qū)的酒泉一民樂(lè)盆地為祁連山北緣前陸盆地，酒泉西部盆地的玉門(mén)油田是我國(guó)最老的石油工業(yè)基地；昆侖山、天山、祁連山等造山帶前緣均發(fā)育有新生代前陸盆地。沉積盆地概念及分類(lèi)（二）山間盆地位于造山帶內(nèi)部(如吐魯番一哈密盆地)或多個(gè)造山帶之間(如準(zhǔn)格爾、柴達(dá)木等盆地)。盆地形態(tài)受四周山系所限；造山帶附近仍發(fā)育向盆內(nèi)逆沖的褶皺-沖斷帶，規(guī)?？赡鼙惹瓣憛^(qū)的小，山前可以呈向盆內(nèi)減薄的楔狀，但影響范圍不大。四周均為物源區(qū)，沉積組合主要為沖積、河流、湖相及淺海相。山間盆地除受擠壓作用外，走滑斷層也常常發(fā)育，如柴達(dá)木盆地西緣的阿爾金走滑斷裂帶的活動(dòng)使盆地內(nèi)發(fā)育典型壓扭構(gòu)造。山間盆地也具有良好的油氣富集條件，由于造山帶一側(cè)向盆內(nèi)逆沖推覆，可能在褶皺沖斷帶下掩覆了前陸盆地或山間盆地一部分。沉積盆地概念及分類(lèi)三、剪切環(huán)境發(fā)育的沉積盆地拉分盆地(Pull—apartbasin)發(fā)育于區(qū)域性走滑斷裂帶附近，由于兩側(cè)斷塊的相向運(yùn)動(dòng)而形成。這種盆地平面上常呈棱形，走滑斷層為兩個(gè)長(zhǎng)邊邊界、正斷層為短邊邊界。由于強(qiáng)烈走滑運(yùn)動(dòng)使地殼下彎，因此在走滑斷層一側(cè)往往為沉降中心。沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)圖7-12理想的拉分盆地簡(jiǎn)圖沉積盆地概念及分類(lèi)三、剪切環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地拉分盆地不僅在轉(zhuǎn)換型板塊邊界發(fā)育，而且在匯聚型板塊邊界和大陸板塊內(nèi)部均可產(chǎn)生。沉積速度高(可達(dá)100cm／千年)，因此巖相變化大，盆地周緣以沖積扇、洪積扇和河流三角洲相為主，向盆地中央迅速過(guò)渡為較深一探湖(海)相為主，并夾有大量的重力流沉積。沉積盆地概念及分類(lèi)三、剪切環(huán)境發(fā)育的含油氣盆地拉分盆地具有油氣聚集的基本條件，走滑運(yùn)動(dòng)會(huì)提供良好的構(gòu)造圈閉。無(wú)論是張性還是壓性含油氣盆地，走滑運(yùn)動(dòng)和局部平移均可存在。如果走滑運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地演化起一定控制作用，則可形成張扭性或壓扭性盆地，盆內(nèi)也可發(fā)育扭動(dòng)構(gòu)造。沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)（三）弧前盆地位于島弧與海溝之間，其基底性質(zhì)取決于島弧與海溝間地殼的性質(zhì)，可以是陸殼，也可以是洋殼或過(guò)渡殼。弧前盆地沉積主要來(lái)自巖漿島弧的碎屑物弧前盆地水深取決于盆地性質(zhì)與補(bǔ)償關(guān)系下伏為殘留洋殼時(shí)水可能較深，可沉積含火山灰的深水細(xì)濁積巖和淺水粗濁積巖、陸棚砂巖和三角洲砂巖。物源也可以是非火山高地侵蝕碎屑；赤道區(qū)盆緣可形成珊瑚礁。沉積盆地概念及分類(lèi)海溝、斜坡盆地和弧前盆地發(fā)育示意圖自上面下表示時(shí)間從早到晚沉積盆地概念及分類(lèi)（三）弧前盆地弧前盆地近島弧一側(cè)為脆性破裂，發(fā)育正斷層；近海溝一側(cè)擠壓性褶皺、沖斷層發(fā)育。當(dāng)斜向俯沖時(shí)也可產(chǎn)生走滑斷層。除秘魯、厄瓜多爾的塔拉拉區(qū)石油可采儲(chǔ)量可觀(約10億桶)外，大部分弧前盆地未找到大量油氣。主要原因可能是沉積速度快、相變大、儲(chǔ)集性差、生油巖多為腐植型且不成熟等。沉積盆地概念及分類(lèi)圖7-9海溝、斜坡盆地和弧前盆地發(fā)育示意圖自上面下表示時(shí)間從早到晚沉積盆地概念及分類(lèi)（四）殘留洋盆當(dāng)洋殼板塊消減末期，陸殼板塊發(fā)生碰撞，碰撞縫合線(xiàn)走向上結(jié)合的時(shí)間不一致，使部分地帶殘存老洋盆，這種收縮大洋盆地叫殘留洋盆。盆緣形成大型三角洲體系，向海盆發(fā)育海底扇并覆于遠(yuǎn)洋沉積之上；這種濁積巖就是前造山期復(fù)理石。沉積盆地概念及分類(lèi)沉積盆地概念及分類(lèi)圖7-10在地殼碰撞造山帶形成的陸間縫合帶所伴生的沉積盆地演化簡(jiǎn)圖從上到下時(shí)間從老到新沉積盆地概念及分類(lèi)（四）殘留洋盆由喜馬拉雅山沿構(gòu)造走向出現(xiàn)恒河三角洲和孟加拉灣海底扇就是這種側(cè)向變化和穿時(shí)相發(fā)育的表現(xiàn)。隨著俯沖、碰撞繼續(xù)，殘留洋盆逐漸縮小、封閉消失，同時(shí)前陸盆地不斷擴(kuò)大，磨拉石覆于復(fù)理石沉積之上。這種盆地沉積往往與前陸盆地疊合成為油氣勘探目標(biāo)層系，具有一定的潛