平衡剖面技術(shù)簡介

1、平衡剖面技術(shù)簡介1 構(gòu)造研究一般假定構(gòu)造是從原始水平狀態(tài)起始變形的，現(xiàn)在保存的構(gòu)造是經(jīng)過變形的結(jié)果，要認(rèn)識構(gòu)造及其形成發(fā)育的全過程應(yīng)進(jìn)行構(gòu)造復(fù)原。 構(gòu)造復(fù)原的一個基本依據(jù)就是巖石雖然發(fā)生變形，但是除深層次和部分中層次的變形外，巖層厚度、面積和體積基本不變，即變形中物質(zhì)是平衡的。構(gòu)造復(fù)原有以下基本假設(shè)： 變形期間的巖石體積基本不變。 巖石體積僅被剝蝕和沉積壓實(shí)改變。 主導(dǎo)變形方式是脆性斷層。 褶皺與斷層有關(guān)。 假設(shè)由壓溶和構(gòu)造壓實(shí)引起的體積損失很小。平衡剖面基本原理2 平衡剖面是通過分析區(qū)域構(gòu)造背景，將解釋剖面上的變形構(gòu)造通過幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)原理，復(fù)原成未變形形態(tài)的一種技術(shù)。其目的是幫助地質(zhì)人員認(rèn)

2、識構(gòu)造形成發(fā)育的全過程，以及檢驗(yàn)解釋結(jié)果的合理性。 一般構(gòu)造解釋和分析是在二維完成，體積守恒被簡化為長度和面積守恒。 用于平衡分析的剖面必須與構(gòu)造運(yùn)動方向一致。平衡剖面基本原理3 非運(yùn)動學(xué)（靜態(tài)）方法忽略斷層幾何形態(tài)。 剪切去褶皺（適用于擴(kuò)張構(gòu)造背景） 彎曲滑動去褶皺（適用于擠壓構(gòu)造背景）運(yùn)動學(xué)（動態(tài)）方法考慮斷層幾何形狀對上盤變形的影響。斜剪切（適用于擴(kuò)張構(gòu)造背景） 彎曲滑動（適用于擠壓構(gòu)造背景） 斷層平行流（適用于擠壓和擴(kuò)張構(gòu)造背景）在構(gòu)造恢復(fù)中應(yīng)用的技術(shù)4非運(yùn)動學(xué)恢復(fù)算法 1 ：簡單剪切去褶皺原理: 用垂直剪切或斜剪切方法消除地層形變，將 地層恢復(fù)到水平的或假定的區(qū)域基準(zhǔn)面。Lower

3、lineVertical Shear Angle Datum Surface Key line Key line restored to Datum Surface Restored Lower lineABDefaults for: Extensional regimes Inversion regime Salt tectonics Homogeneous rocks i.e. granites5原理: 用彎曲滑動機(jī)制恢復(fù)或正演褶皺模型，沿釘線或釘面將褶皺頂層和它內(nèi)部的平行滑動系統(tǒng)恢復(fù)到基準(zhǔn)面。PinTemplate BedSlip SystemPassive BedABCDefault

4、for: Fold & Thrust belts Inversion and Salt tectonics非運(yùn)動學(xué)恢復(fù)算法 2 ：彎曲滑動去褶皺6原理: 斷層上盤的形變是由斷層的幾何形態(tài)決定的。用一系列用戶可選的參數(shù)包括移動方向、剪切矢量和水平斷距等參數(shù)來控制恢復(fù)，沿斷層移動上盤，上盤體積守恒。Defaults for: Extensional regimes Inversion regimesSalt tectonicsKey line restored to Datum Surface Restored Lower lineABA1A2In Extension A2 = A1Hanging

5、wallFootwallShear vectorHW elements collapse down onto fault planeExtensional areaABC運(yùn)動學(xué)恢復(fù)算法 1 ：斜剪切這一方法對恢復(fù)正斷層很有效。7原理:用彎曲滑動機(jī)制并考慮斷層面產(chǎn)狀恢復(fù)斷層上盤的褶皺形態(tài)。在恢復(fù)過程中需要定義軸面，沿釘線或釘面將褶皺恢復(fù)到基準(zhǔn)面，同時盡可能忠實(shí)于原始的斷層形狀。ABC運(yùn)動學(xué)恢復(fù)算法 2 ：彎曲滑動這一算法用來模擬在褶皺和逆沖帶發(fā)現(xiàn)的斷層彎曲褶皺的幾何和運(yùn)動特征。算法限制于具有單一的斷坪-斷坡-斷坪形態(tài)的斷層。軸面8原理: 基于顆粒層流理論。通過定義與斷層平行的流線，上盤地層的顆粒

6、沿著這些流線運(yùn)動來恢復(fù)上盤變形。Default for: Fold & Thrust belts Inversion Salt tectonicsAngular ShearABCDip BisectorsFlow LinesHangingwallFootwall運(yùn)動學(xué)恢復(fù)算法 3 ：斷層平行流 這一算法主要用來解決斷面幾何形態(tài)復(fù)雜的褶皺逆沖帶。 同時，它同樣適用于擴(kuò)張構(gòu)造背景 ，如犁式正斷層產(chǎn)生的寬緩滾動背斜構(gòu)造。 9剖面恢復(fù)流程1、地震剖面解釋2、采用層速度、區(qū)域厚度巖性資料，進(jìn)行時深轉(zhuǎn)換， 將剖面轉(zhuǎn)換成深度剖面。3、選擇基準(zhǔn)層，張性構(gòu)造一般以水平面作為基準(zhǔn)面，壓性構(gòu)造一般選擇剖面中不缺失地

7、層層面作為基準(zhǔn)層，以后剖面恢復(fù)均以該層為基準(zhǔn)。4、對剖面張性構(gòu)造采用斷層滑動及垂向/斜向滑動機(jī)制進(jìn)行恢復(fù)。5、壓性構(gòu)造恢復(fù)主要采用彎滑、斷滑、斷彎機(jī)制進(jìn)行恢復(fù)。 通常從最新構(gòu)造開始恢復(fù)，再依次恢復(fù)次新構(gòu)造，直到所有構(gòu)造恢復(fù)，最后得到剖面恢復(fù)系列圖10 Geosec軟件是CSD公司研制的，具有速度快，人機(jī)交互靈活，顯示直觀等特點(diǎn)。該軟件在青海德令哈地區(qū)的應(yīng)用取得了良好的效果。 2Dmove軟件是Midland Vally公司研制的，應(yīng)用更為靈活方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。該軟件已在樁海地區(qū)、官1井區(qū)進(jìn)行應(yīng)用。平衡剖面軟件工具11平衡剖面技術(shù)在德令哈地區(qū)的應(yīng)用T69755097570為典型的擠壓構(gòu)造背景兩

8、測線橫跨德令哈盆地，平行構(gòu)造主應(yīng)力方向，符合平衡剖面制作的要求12 97570測線平衡剖面圖早中侏羅世末期晚侏羅世末期白堊紀(jì)末期下第三紀(jì)末期上第三紀(jì)N1末期上第三紀(jì)N21末期上第三紀(jì)N22末期上第三紀(jì)N23末期現(xiàn)代沉積構(gòu)造剖面F1F2F3F4F5F6F7F8F9F1013沉積構(gòu)造演化史分析 德令哈坳陷的形成和演化受基底構(gòu)造和斷裂作用的控制，具階段性演化特征，可劃分為基底形成演化階段（前侏羅紀(jì)），整體坳陷階段（JN1），斷陷演化階段（N2Q1+2），斷陷衰亡階段（Q3+4）。 印支運(yùn)動末期燕山運(yùn)動早期，北部南祁連宗務(wù)隆山隨同工區(qū)西南部錫鐵山埃姆尼克山起褶皺成山，開始出現(xiàn)了盆地相間的格局。早中侏羅世為內(nèi)陸潮濕坳陷型沉積時期，因地勢低平，湖泊沼澤沉積分布廣泛；上侏羅統(tǒng)為內(nèi)陸干旱坳陷型沉積類型。 J3末K，該階段的后造山事件曾使盆地抬升和產(chǎn)生褶皺變形，白堊紀(jì)的沉積類型為內(nèi)陸半干旱半潮濕型。晚白堊世后形成巨厚新生代為主的盆地。在擠壓背景下的新生代盆地，周圍山區(qū)不斷上升，物源供給充足，經(jīng)常處于補(bǔ)償和超補(bǔ)償狀態(tài)。 N2Q1+2 時期，盆地遭受新構(gòu)造運(yùn)動的破壞嚴(yán)重，是盆地內(nèi)逆斷層活動最強(qiáng)烈的時期。該區(qū)處于亞熱帶干旱氣候環(huán)境，穩(wěn)定湖區(qū)面積與盆地面積的范圍小，水上沉積和淺水沉積分布廣。 中第四紀(jì)以來（Q3+4）周邊山系進(jìn)一步升起，氣候更干旱，盆