盆地分析5平衡剖面原理.ppt
《盆地分析5平衡剖面原理.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盆地分析5平衡剖面原理.ppt(51页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第五讲 平衡地质剖面的基本原理以挤压构造为例一、导论-目的 平衡剖面源于19世纪5060年代的石油工业。最早出版的一批平衡剖面是由研究加拿大落基山的Bally等(1966)编制的。首先,应该如何来定义一条“平衡了的”剖面呢?Dahlstrom(1969)提出了两个准则:“对横剖面几何学合理性的一种简单检验方法就是测量岩层的长度如果不存在间断,这些岩层的长度必定是一致的;在一个特定的地质环境中,只可能存在一套特定的构造”。,目 的 Elliott(1983)的定义显得稍微严格一些:“剖面上所画的构造应是能在悬崖、公路截面和山的侧面等地能见到的构造,利用这些构造就能编制出一张可以接受的剖面;另外,
2、复原剖面和变形剖面必须同时建立,如果一条剖面能够被复原至未变形的状态,那么它就是一条合理的剖面。按照定义,一条平衡了的剖面应当既是合理的又是可接受的”。如果我们真正理解了构造是如何形成的,那么就应该能够将构造复原。因此,当岩层长度或剖面面积在变形与未变形的两种状态下相等时,剖面就平衡了。如果它们不相等,而且对这种不一致性又无法解释(应变?),那么剖面就是不平衡的。如果仅提供了变形剖面而无复原的剖面,则无法确定它是否平衡,只有作者提供了复原剖面后才能证实它是平衡的。如在建立横剖面时,遵循断弯褶皱作用(FBF)倾角谱分析的原则(Suppe,1983),则该剖面将能准确复原,因而也是能够退变形的(以
3、后将会讲到)。,目 的 由于在平衡一条剖面的过程中增加了这些额外的限制,在完成平衡过程之后就很可能获得更多的有益结论。平衡剖面不一定是真实的;但与未平衡的剖面相比,它满足了大量合理的限制条件,因此更接近于正确。由于平衡剖面提供了更准确的变形图象,因此有助于对勘探目标的评估。利用剖面的平衡技术,还可以在逆冲构造带寻求可预测和可识别的型式。利用计算机模拟可以对许多不同的构造样式进行快速研究。正向的构造模拟(即从未变形状态到所观察到的变形状态)比反向模拟(即变形状态的剖面由计算机进行复原)要常见得多。正向模拟可通过变换任一重要的输入参数产生多种合理的剖面。严格平衡的计算机模拟可能不完全与实际资料相符
4、,但它们几乎总是能够对实际剖面中出现的平衡问题提供解答。,目 的 应当细心区分平衡剖面问题的两个方面,即:岩石在自然界真正的行为是怎样的?我们的几何学限制条件(假设条件)在平衡剖面中所起的作用是怎样的?对平衡剖面的几何学假设,必须考虑其与具体实际情况的接近程度。例如,几何学方法通常是以平行或圆柱状褶皱作用为基础的,但是自然界的许多褶皱并非如此。要注意鉴别实际问题和平衡操作中可能出现的问题,如断截褶皱和违序逆冲断层可能属实际问题,而岩层长度问题则可能是绘图粗糙的结果。剖面是对平面图资料立体化的常规解释方法,其质量取决于我们的原始资料。如:在侵蚀深度达到足以将可能存在的顶板断面侵蚀掉的情况下,要想
5、确定叠瓦扇与双重逆冲构造之间的不同是很困难的。此外,对露头差的地区的解释取决于我们对区域背景及良好露头区的了解。,二、平衡剖面的发展历史的回顾 平衡剖面概念的发展可归因于科学的探索与勘探需求的结合。Dahlstrom(1969)首先较详细地讨论了平衡剖面的概念。然而 Bally等的剖面(1966)表明,其他加拿大勘探地质学家于 50年代中期就在使用平衡剖面。虽然现在已经有了先进的处理及探测方法,但是地震资料仍然留出了很大的推测余地。,历史的回顾 如在落基山,60年代的地震数据的质量一般比现在要差,但是与原地寒武系及下伏基底有关的反射事件通常是可以识别出来的(图12)。寒武纪和下伏基底的地震反射
6、面与地表地质条件清楚地限定了编制构造剖面的边界,严格制约了对落基山深部构造的推断(Bally,1996)。,历史的回顾 尽管有了上、下边界所给出的限制条件,仍然可有许多不同的方案来填补中间空白区。Dahlstrom(1969)提出了可以用来评价这些方案合理性的平衡技术,主要侧重于逆冲带构造的几何学研究,必须详细分析零散资料,并尽早地识别出潜在构造的性质、形态及方位。,历史的回顾“能合理地推断出来”这一用语是关键。在建立平衡剖面过程中全部的目的就是将未知限制到在地质上被认为是合理的地步。,历史的回顾:平衡技术的概念孕育于20世纪初就已发展起来的构造分析技术中。平衡剖面的概念首先被Chamberl
7、ain(1910,1919)用于计算滑脱面的深度。他假定在沿脱面之上的变形剖面中的面积是守恒的,以此为前提估算出了滑脱面的深度(图 3a)。,历史的回顾:Cham berlain估算滑脱面的深度的方法,在后来Bacher(1933),Goguel(1962),Laubscher(1962),Dahlstrom(1969)等都应用过这一技术(图3b)。,历史的回顾:Hossack(1979)指出,如果滑脱面深度是已知的,Chambarlain的技术可反过来用于计算造山带的缩短作用。这种方法结合面积平衡原理已被Gwinn、Price和Mountjoy(1970)所应用(图 4)。,历史的回顾:De
8、nnison和 Woodward(1963),Royse、Warner和Reese(1976)利用长度平衡方法计算了造山带的缩短作用(图 5)。,平衡剖面的发展历史的回顾 利用平衡技术和造山缩短作用的估算在重建古地理的过程中可以了解相关系(Roeder和Witherspoon 1978,图6)。,相关系的研究不仅具理论意义,而且可用来识别多孔储油岩的位置以及查明地层圈闭中生油层、储油层与盖层之间的关系(图7)。连续复原的剖面(Royse,Warner和 Reese 1975)可以表现逆冲带在其演化的不同阶段的构造图象,这对于评价碳氢化合物的形成、运移及储存的相对时间来说是很有必要的。,平衡剖面
9、的发展历史的回顾 剖面的平衡技术正在日益完善。许多作者已经指出,在剖面平衡过程中有几种误差可能是难以避免的。构造压实作用(Hossack,1979)和压溶作用可以产生误差。Woodward等(1986)还在他们编制的南阿巴拉契亚的剖面中利用了应变资料。,三、基本原理 在开始建立一条平衡剖面时必然碰到的下列问题:1建立一条平衡剖面涉及到哪些假设?2绘制一条平衡剖面需要哪些资料?3这些资料的来源是什么?4如何将这些资料用于我们的剖面?5由地表资料能推测哪些地下情况?,基本原理1选择剖面线 剖面的平衡方法要求剖面线平行于逆冲运动的方向,因此第一步就是确定构造运移的方向。构造运移的方向通常是用区域构造
10、线的平均走向来确定。图8中所选剖面线垂直于:主要逆冲断层的走向;主体褶皱的走向。,1选择剖面线 小规模(即露头尺度)的褶皱(图9a、b)不宜用来确定运动方向。解决方法是,将大量褶皱轴投影到赤平网上就可以确定出运移方向;运移方向位于褶皱轴组成的大圆平分线上(图gb)。,1选择剖面线 在变质地区,稳定且一致定向的矿物拉伸线理指示运移方向。例如在蓝岭区的祖父山(图10),通过矿物拉伸线理确定的运移方向(图10b)与通过区域性构造的走向确定的运移方向(图10a)是一致的。,1选择剖面线Price(1981)指出,如果剖面线方位与构造运移方向的偏差在30范围以内,缩短作用结果中不存在重大误差(15)。图
11、11表明,对于50km长的剖面来说,当偏角为30时,岩层长度的改变小于15,但是沿走向剖面的端点却偏离了30km。,1选择剖面线 在确定了运移方向后,需要为第一条横剖面选择一个特定的位置。第一条剖面应当是区域性的,最好是能够被“钉”在未变形的前陆上(图12)。,1选择剖面线 最初的剖面还应避开侧断坡和捩断层。侧断坡会严重地限制运移方向,与此有关的褶皱方位,相对于运动方向也是变化的。通过或靠近这些构造的剖面常常是不平衡的,也是无法复原的。,基本原理2汇集地层资料 如果我们的研究用的是不正确的地层厚度,则剖面或许仍是平衡的并且是可以复原的,但必是不可接受的(在其几何学的相对真实性方面)。当使用的地
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盆地 分析 平衡 剖面 原理
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6440534.html