叠合盆地构造研究综述:构造盆地
摘要:叠合盆地是我国油气勘探的主要基地,并一直是国内外专家学者的研究重点。弄清其演化过程及其动力学背景,对油气勘探具有重要的实战意义。在几十年的研究过程中,已经有一套包括基础地质、地球物理和沉积盆地波动过程分析在内地相对比较完善的研究方法和理论,但在基底-盖层统一变形研究中还不成熟。本文旨在通过对叠合盆地研究历史的回顾,对其基本特征和主要类型进行总结,同时对当今研究的进展和重点进行总结,并对今后叠合盆地的研究重点进行探讨。
关键词:叠合盆地 基本特征 主要类型 演化过程
Abstract:superimposed basin is the most area of our country’s exploration activity, and it’s also the focus of geologists. It is very important for oil-gas exploration to clarify the evolutionary process and dynamic background. In dozens of years of research, There is a set of method and theory ,it consists of elementary geology , geophysical method and Wave process analysis, but the research in basement cover unified deformation is not perfection. This paper wants to review the history of superimposed basin’s research, and conclude the essential characteristic and main categories, we also concluded the progress and focus on the superimposed basin, and probe into the research focus in the future.
Key words:superimposed basin;essential characteristic;main categories; evolutionary process
1、序言
我国含油气盆地的重要特色就是盆地的叠合性,在其演化经历了复杂的并具有一定的阶段性过程,不同的应力机制下,表现出不同阶段叠合不同类型的盆地,常具有多层结构。在漫长的地质历史过程中,盆地经历了不同的应力机制的改造,油气聚集往往具有多源性,且在后期生、储、盖组合上复杂多样,早期油气有可能被后期构造所破坏。在油气勘探过程中,油气成藏机理往往难以揭示,油气藏的分布状态复杂。因此,叠合盆地油气的形成、富集与分布规律的研究已成为亟待解决的重大科学问题。
2、叠合盆地的概念及基本特征
2.1 “叠合盆地”概念的提出背景
沉积盆地在演化过程中往往具有阶段性、多期性。在1943年,黄汲清就认为一个大的含油含气盆地,由于沉积历史漫长,沉积厚度大,其生油生气具有多期多层的特点。朱夏等(1965,1984,1986,1990,1991)认为中国古生代盆地与中、新生代盆地分属两个地质历史阶段,是与两种全球热-构造运动体制(古生代的槽-台体制,中、新生代的板块体制)相联系的两套沉积盆地。这些古生代与中、新生代盆地原型通过构造格局的重大变化而在空间上“叠加”(孙肇才,1999)。
朱夏提出的“盆地运动体制”概念奠定了“多旋回盆地”或“叠合盆地”概念的立论基础(朱夏,1965,1991)。地壳的运动体制随着地质历史的发展而改变,而每一个历史阶段的运动体制“决定于愈来愈深的地球内部物质的运动”,即盆地的热体制与构造体制。盆地的形成环境、沉降机制、沉积充填、变形样式等由于热构造体质的变化将发生一系列变化,新的盆地在继承前期盆地部分特点的继承上更多的表现出其新生成分。不同运动体质的交替作用是盆地类型转变及盆地相互叠加现象的主要因素(何登发,2004)。
中国大陆地处西伯利亚与冈瓦纳大陆之间的转换构造域,由包容在几个巨型造山带之间的华北、扬子、华南、塔里木等小陆块及众多的微陆块拼合而成,由早到晚依次受阿帕拉契亚-古亚洲洋、特提斯-古太平洋、印度洋-太平洋三大动力体系的控制。中国北部、南部及东部分属古亚洲洋构造域、特提斯构造域和环太平洋构造域。由于三大动力体系在时间、空间上的叠加、复合或干涉(任纪舜,2002),在不同的动力体系作用时期,不同地区相叠置盆地的发育阶段或范围存在明显变化,多旋回演化的结果是产生了复杂多变的“多旋回叠合盆地”。任纪舜等(2002)从全球动力学及形成的大地构造环境的角度,指出中国大陆在海西造山旋回之后发育了4个阶段(P2-T2、T3-J、J3-K1与K2-Q)的沉积盆地。由于上述三大动力体系的叠加与复合,盆地在地质结构上相互叠置(朱夏等,1991贾承造,2003;马永生,2003)。
2.2 叠合盆地的概念
在地质学中的“叠合”(superimposition)是一个沉积学的概念, 1877年,Gilbert就已经识别出在沉积物不整合面上的、冲积层表面上和夷平面上的3种叠合作用。现今的“叠合”既包括沉积物或沉积体系的叠置,也有构造运动的叠加。构造叠加是指晚期构造对早期构造作用的改造和加强。“构造复合”指“同一个地区中,不同的构造体系的各种构造成分或同一构造体系中的不同构造成分互相干扰或联合的现象,其构造体系可以是同期的,也可以是不同期的”。复合现象常见的有归并、交接、包容与重叠等(中国石油学会1996)。
Kingston(1983)根据沉积旋回或层序、形成盆地旋回的构造(基底、板块运动类型和方式、板内和板缘位置)和改造盆地的构造等要素,提出了“多期演化盆地”(poly- history basin)的概念,或“多旋回盆地”。Kingston的初始分类是针对一个“(盆地)旋回”的,每一旋回与一个构造层相当,在时间上等同于“一个盆地阶段”,盆地整体由“盆地旋回”组合而成。限于当时的研究程度,Kingston对“不同旋回的盆地”组合或“叠合”成“统一的盆地”的动力学方式或过程讨论不多。此后,Kleinsphehn(1988)提出了“叠覆盆地”或“拼接盆地”的概念,指的是“英属哥伦比亚拼接碰撞缝合带内发育的盆地”,此概念应用不广。Shannon和Naylor(1989)提出了类似的概念,他们先根据盆地的构造位置与成因划分出7种基本类型盆地,再将它们进一步组合成多期的或复合的盆地。