盆地原型恢復(fù)方法及評(píng)價(jià)盆地的改造作用盆地的后期改造作用后期改造強(qiáng)烈，是中國含油氣盆地的重要特點(diǎn)之一（劉池洋，1996），它是由中國大陸本身的結(jié)構(gòu)、演化和所處的特殊大地構(gòu)造位置所決定的，一般具有如下顯著特點(diǎn)：（1）波及廣，空間上差異明顯；（2）強(qiáng)度大，盆地越老改造越強(qiáng)；（3）時(shí)間新，愈新愈烈；（4）期次多，不同期次特點(diǎn)有別。引起后期改造的地質(zhì)作用主要有：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、剝蝕（及搬運(yùn)）作用、埋藏作用和熱力作用等。根據(jù)盆地后期改造的主要?jiǎng)恿W(xué)特征及改造形式，可將改造型盆地分為以下七種類型（劉池洋、孫海山，1999）：（1） 抬升剝蝕型其特征是沉積盆地在后期抬升，遭受剝蝕。根據(jù)剝蝕強(qiáng)度的不同，又可分為以下兩類：抬升裸露型一一盆地抬升一般為整體性，剝蝕較弱，盆地發(fā)育晚期沉積的地層遭受不同程度的剝蝕，但盆地原型和主體沉積地層改造相對(duì)較弱。如美國二疊紀(jì)盆地。剝蝕殘留型一一以差異抬升為主，后期剝蝕甚烈，盆地原型大都不復(fù)存在，沉積體大部分殘留。如山西沁水盆地、西藏羌塘盆地等。（2） 疊合深埋型這類盆地的部分或大部分地區(qū)在后期發(fā)生沉降，被新的沉積盆地疊加覆蓋而深埋其下。前期盆地的原型基本未保持，但沉積實(shí)體部分甚或整體被保存。如中生代陸相鄂爾多斯盆地和四川盆地之下的古生代海相盆地，中國海域的前第三紀(jì)盆地等。（3） 熱力改造型在盆地發(fā)育晚期或之后，深部熱力作用活躍，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，沉積地層遭受強(qiáng)烈的熱演化。盆地?zé)N源巖進(jìn)入高成熟或過成熟階段，甚至地層已發(fā)生不同程度的變質(zhì)。如塔里木早古生代盆地、中國諸造山帶內(nèi)及其鄰近眾多古生代殘留沉積（盆地）等。（4） 構(gòu)造變形型這類盆地后期遭受了（多期次）較強(qiáng)烈的變形改造，構(gòu)造特征復(fù)雜，類型多樣；新老地層有出露，并遭受不同程度的剝蝕。如位于構(gòu)造活動(dòng)帶內(nèi)或附近的盆地或盆地的邊緣地帶。（5） 肢解殘留型盆地后期被斷裂切割或走滑斷錯(cuò)成若干個(gè)斷塊，斷塊的差異升降活動(dòng)與強(qiáng)烈而又不均勻的剝蝕改造作用，使盆地被肢解或平移錯(cuò)開成若干個(gè)大小不等的殘留盆地。如滇黔桂地區(qū)古生代海相盆地和三江地區(qū)中生代盆地等。（6） 反轉(zhuǎn)改造型盆地發(fā)育末期或之后，發(fā)生較強(qiáng)烈的與盆地發(fā)育過程力學(xué)性質(zhì)相反的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，從而使盆地消亡或后期遭受較明顯的反轉(zhuǎn)改造（又可分為正反轉(zhuǎn)和負(fù)反轉(zhuǎn)兩類）。如我國東、西部中生代盆地在新生代分別遭受了負(fù)反轉(zhuǎn)和正反轉(zhuǎn)改造。（7） 復(fù)合改造型為以上兩種或多種改造作用的結(jié)果。這類盆地中國普遍存在。中國的沉積盆地一般都經(jīng)歷了多旋回復(fù)雜的演化，并遭受多期次顯著的后期改造，中、古生代盆地和中西部各時(shí)代盆地的后期改造尤為強(qiáng)烈，因此上述幾種類型的改造作用會(huì)彼此影響，改造形式有機(jī)相聯(lián)，難以截然分開，故以復(fù)合型為多。此外，較大型盆地改造的作用、形式和強(qiáng)度以及油氣成藏特點(diǎn)和分布規(guī)律等，在同一盆地的不同地區(qū)都會(huì)有區(qū)別。2.原型盆地的恢復(fù)所謂盆地的原型就是一定的地球動(dòng)力施加在某一巖石圈物質(zhì)上所產(chǎn)生的沉降結(jié)構(gòu)和沉積實(shí)體（張渝昌、徐旭輝，1998）。之所以要對(duì)盆地原型進(jìn)行恢復(fù)，是因?yàn)橛蜌饪碧街衅惹行枰私夤懦练e坳陷一一可能的生油坳陷的確切分布。盆地原型恢復(fù)的內(nèi)容主要有：（1） 盆地充填一一充填物質(zhì)、充填格架；（2）盆地性質(zhì)沉積巖組合、火山巖（稀土元素、微量元素分析）；（3） 盆地類型；（4） 原生生油坳陷原型盆地理論提出與發(fā)展盆地分析研究始于20世紀(jì)60年代初，是石油地質(zhì)學(xué)家為了解盆地的沉積演化和古地理格局而進(jìn)行的工作。近來，隨著地學(xué)領(lǐng)域各學(xué)科的發(fā)展及地球觀的轉(zhuǎn)變，沉積盆地分析進(jìn)入了新的發(fā)展階段，研究內(nèi)容涉及地球動(dòng)力學(xué)演化、盆一山耦合的制約關(guān)系及原型盆地恢復(fù)研究等諸多領(lǐng)域。原型盆地恢復(fù)研究業(yè)已成為現(xiàn)今含油氣盆地分析的熱點(diǎn)。盆地原型的概念，首先是由Klemme（1980）提出的。雖然他提出的原型（prototype）在概念上并不完全與盆地形成的地球動(dòng)力學(xué)相關(guān)，尤其是他用構(gòu)造形式（structureform）來區(qū)分盆地時(shí)更帶有形態(tài)分類的色彩（Klemme，1991）。但當(dāng)時(shí)其提出的基本原型所包含的時(shí)代觀念，和現(xiàn)今盆地原型的出發(fā)點(diǎn)是一致的。在此基礎(chǔ)上，盆地原型的理論不斷完善和發(fā)展。朱夏（1981）指出，一個(gè)盆地，尤其是大型盆地，總是包含著若干個(gè)由不同的地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制產(chǎn)生的不同結(jié)構(gòu)部分，并稱之為“原型”（Proto-type），單式的盆地即是這樣一個(gè)構(gòu)造沉積體或原型的概念，大而復(fù)雜的盆地則包括幾個(gè)不同的原型。劉和甫（1993）認(rèn)為原型盆地是盆地沉積時(shí)的構(gòu)造屬性類型，即在單一地球動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)下或單旋回構(gòu)造階段所產(chǎn)生的盆地，又稱單旋回盆地，如果把伸展運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)單旋回，則形成系列的裂陷盆地。杜旭東（1999）提出，原型盆地是指在一定的地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)形成、后未經(jīng)改造或改造甚微、基本保持了原來盆地的性質(zhì)和分布范圍的原始沉積盆地，與之相對(duì)應(yīng)的是殘留盆地。何登發(fā)（2004）提出，相應(yīng)于盆地發(fā)展的某一個(gè)階段（相當(dāng)于一個(gè)構(gòu)造層的形成時(shí)間），有相對(duì)穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境（如構(gòu)造背景與深部熱體制），有某種占主導(dǎo)地位的沉降機(jī)制，有一套沉積充填組合，有一個(gè)確定的盆地邊界（雖然此邊界常常難以恢復(fù)），這樣的盆地實(shí)體可以稱作該階段的“盆地原型”（prototype）或"原型盆地”。綜上可見，原型盆地意指在相對(duì)單一的地球動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)或單旋回構(gòu)造演化階段所形成的具有特定沉積實(shí)體的盆地?；蛘哒f在整個(gè)地質(zhì)歷史演化過程中，不同演化階段所形成的一個(gè)構(gòu)造層，且對(duì)應(yīng)每一特定構(gòu)造層所處的演化階段，有相對(duì)穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境及占主導(dǎo)地位的沉降機(jī)制和沉積充填組合，以及確定的盆地邊界，這樣的沉積盆地實(shí)體我們稱為原型盆地。然而，由于地質(zhì)演化的長期性和復(fù)雜性，早期的原型盆地多被后期盆地疊加與改造，所以通過對(duì)殘留盆地充填物及構(gòu)造背景的分析和研究，恢復(fù)盆地原型和分析后期改造作用，對(duì)認(rèn)識(shí)疊合盆地油氣藏分布規(guī)律具有重要意義。陳發(fā)景、汪新文（2000）認(rèn)為，盆地的原型恢復(fù)具有重要的石油地質(zhì)意義，并且在恢復(fù)古今應(yīng)力場、古地溫梯度和推測有機(jī)質(zhì)成熟度等方面都需要了解盆地的原型。原型盆地研究思路原型盆地是相對(duì)殘留盆地而言的，是指一定歷史時(shí)期形成的盆地，其形成后未經(jīng)改造或改造甚微，但還能保持原盆地性質(zhì)及其分布范圍。但是，“早期的盆地原型”形成后，在隨后的地質(zhì)歷史演化過程中，往往被后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所改造，甚至破壞，而只能保留原盆面貌的一部分，從而形成多期“原型盆地”的疊加演化，原型盆地恢復(fù)便是要重塑每一期的“盆地原型”。原型盆地恢復(fù)的思路是綜合分析，即把盆地視為一個(gè)整體，從時(shí)空方面、物質(zhì)方面來闡述盆地的形成、發(fā)展和滅亡。研究內(nèi)容包括改造前原始沉積地層的分布范圍、厚度大小、盆地邊界、相帶展布、盆地類型、盆地構(gòu)造、控盆因素等方面。但由于盆地中無露頭資料和受勘探程度的限制以及人類對(duì)盆地認(rèn)識(shí)的局限性，人們在現(xiàn)有的技術(shù)和資料條件下，只能對(duì)盆地的一方面或幾方面進(jìn)行恢復(fù)。研究方法主要有盆內(nèi)地層學(xué)研究，盆內(nèi)沉積學(xué)研究，尤其是相帶類型和分布的研究，盆內(nèi)外構(gòu)造學(xué)的研究，地質(zhì)歷史學(xué)研究以及它們彼此之間的相互結(jié)合和滲透等。盆地地層分布范圍的確定是原型盆地分析的基礎(chǔ)。分析殘留盆地中的相帶關(guān)系，相帶的連續(xù)與缺失，是否成體系分布是確定其是否為統(tǒng)一盆地的關(guān)鍵，其中盆地邊緣相的確認(rèn)是確定盆地邊界的主要方面和主要手段。趙俊青、夏斌、紀(jì)友亮等(2005)對(duì)臨清坳陷原型盆地恢復(fù)時(shí)，提出了地質(zhì)外推法、沃爾索相律估算法、反序構(gòu)造分析法確定原始盆地邊界，取得了較好的效果。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，殘留盆地的地層厚度大多受到了不同程度的剝蝕和改造。對(duì)于埋深較大，而資料又較少且后期改造強(qiáng)烈的構(gòu)造層進(jìn)行原型盆地恢復(fù)時(shí)，通過地層剝蝕厚度和原始厚度的恢復(fù)，使得我們有能力對(duì)其進(jìn)行原型盆地恢復(fù)。此外，剝蝕厚度恢復(fù)也是恢復(fù)盆地演化史的基礎(chǔ)工作，可幫助我們確定烴源巖生油期、生氣期，進(jìn)而評(píng)價(jià)油氣資源潛力，優(yōu)選勘探目標(biāo)。盆地類型劃分亦是原型盆地恢復(fù)的重要內(nèi)容，除前陸盆地比較特殊外，陸相盆地類型一般為坳陷型和斷陷型，理論上二者比較容易區(qū)別。盆地類型的研究主要建立在盆地分類方案之上?，F(xiàn)今的沉積盆地分類主要以板塊構(gòu)造學(xué)說為基礎(chǔ)，如Dickinson(1974)、Ba11y(1975)、Kingston(1983)和Ingersoll(1995)等。有的學(xué)者也提出了以工業(yè)應(yīng)用為主導(dǎo)的盆地分類方案，如K1emme(1980)，但究其基礎(chǔ)，都是以沉積盆地所在的板塊構(gòu)造位置、地殼類型和盆地形成的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境為劃分依據(jù)的。具體到原型盆地類型劃分時(shí)，國內(nèi)許多學(xué)者作了深入的討論。靳久強(qiáng)、趙文智、薛良清（1999）指出，劃分盆地需考慮如下主要因素：盆地的力學(xué)性質(zhì)；盆地幾何形態(tài)；盆地所處的大地構(gòu)造位置；盆地的基底性質(zhì)；地層層序和沉積建造特征。盆地沉積體系恢復(fù)則幫助我們再造原型盆地的沉積格局。盆地原始沉積體系的恢復(fù)是以盆地殘留沉積體系恢復(fù)為基礎(chǔ)的。盆地殘留沉積體系恢復(fù)是指根據(jù)區(qū)域構(gòu)造研究，結(jié)合沉積特點(diǎn)分析，對(duì)盆地殘留地層進(jìn)行古地理環(huán)境和沉積特征恢復(fù)。盆地原始沉積體系恢復(fù)則需查明盆地物源區(qū)與古水流、盆地邊緣相、盆地原始沉積中心，以及現(xiàn)今起分割盆地作用的構(gòu)造隆起帶，在原型盆地形成期的發(fā)育特征?？梢姡团璧乩碚撜幱诎l(fā)展階段，很多細(xì)節(jié)尚需完善，但作為含油氣盆地分析的新理論，它突出了盆地在地層、構(gòu)造及沉積特征等方面的“原始屬性”，以及控制這一屬性的構(gòu)造因素一地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制。所以，在進(jìn)行原型盆地恢復(fù)與含油氣性研究時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持“整體、動(dòng)態(tài)和綜合”的原則，進(jìn)行盆地分析與含油氣性研究工作。侏羅系原沉積體系恢復(fù)的四種方法原沉積體系的恢復(fù)是盆地原型恢復(fù)的重中之重，也是盆地原型恢復(fù)的關(guān)鍵所在。一方面解釋的盆地原型的沉積特征，另一方面也可以在一定程度上接受盆地的構(gòu)造演化特征，以下以中國西北部侏羅紀(jì)原型盆地為例，列舉了四種原盆地沉積體系的恢復(fù)方法，分別是：邊緣相分析；地層接觸關(guān)系分析；物源區(qū)與古水流分析；構(gòu)造格架分析。邊緣相分析為了確定侏羅系的沉積范圍，必須識(shí)別出盆地沉積時(shí)的邊緣相。沖積扇沉積代表陸上沉積體系中最粗、分選最差的沉積單元，通常在下傾方向上變成細(xì)粒、坡度較小的河流體系，然后過渡到三角洲或湖泊沉積體系。因此沖積扇是最可靠的邊緣相沉積。沖積扇在西北地區(qū)侏羅系沉積中很是發(fā)育。早侏羅世沉積時(shí)，沖積扇沉積體系分布于托云盆地、塔里木盆地的洛甫、若羌、輪臺(tái)、昭蘇盆地東北緣、庫米什盆地、柴達(dá)木盆地、銀根-額濟(jì)納河盆地、潮水-雅布賴盆地等。中晚侏羅世沉積時(shí)，沖積扇成為主要沉積類型之一。如在塔西南、塔東南、庫車凹陷、伊犁盆地、尤爾都斯、吐哈盆地、三塘湖盆地等，均可見到廣泛分布的沖積扇沉積。這些沖積扇沉積的分布，為我們推測沉積邊界提供了重要依據(jù)。沖積扇體系向源區(qū)一側(cè)，大致為原始沉積邊界?？紤]到可能已經(jīng)受后期侵蝕，有些地方可以進(jìn)行合理的外推，但是外推的范圍應(yīng)是很有限的，因?yàn)闆_積扇本身就是近源區(qū)的沉積。地層接觸關(guān)系分析殘留侏羅紀(jì)地層與下伏和上覆地層的接觸關(guān)系，可以反應(yīng)侏羅系的沉積背景與后期所經(jīng)受的改造程度。殘留侏羅紀(jì)地層下部接觸情況，可以反映古地貌和早期構(gòu)造的特點(diǎn)。在沉積盆地內(nèi)部，地層通常為整合接觸，反映連續(xù)沉積，地勢低洼，構(gòu)造以垂直升降作用為主。如塔里木盆地三疊系與侏羅系之間的界線就很難區(qū)分。準(zhǔn)格爾盆地內(nèi)三疊系與侏羅系假整合，也反映以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主。而原型盆地著重點(diǎn)是放在盆地邊緣地層間的接觸關(guān)系上。以中下侏羅統(tǒng)沉積為例，整個(gè)西北地區(qū)經(jīng)歷了早侏羅世早期到中侏羅世早期的由分割性盆地到廣盆的發(fā)育過程。因此，在許多盆地的邊部存在著j1-2/t間的上超接觸關(guān)系，尤其是湖盆最大洪泛期形成的相當(dāng)于三工河與西山窯期與下伏地層的接觸關(guān)系，也就代表了原始的沉積邊界（如經(jīng)后期剝蝕，應(yīng)進(jìn)行恢復(fù)）。這種上超關(guān)系，已在塔西的北緣，準(zhǔn)格爾盆地的西緣和北緣、和什托洛蓋盆地等處發(fā)現(xiàn)，為恢復(fù)原始沉積范圍提供了依據(jù)。殘留侏羅紀(jì)地層上部接觸情況，可以反映后期所接受的改造程度。地層上部的接觸類型有整合、不整合兩種類型。整合接觸反映了地層的連續(xù)沉積及沒有任何缺失。不整合接觸有剝蝕和間斷兩種情況、間斷表示沒有沉積、裸露地表、一般特征是紅色粗碎屑、古土壤或根巖，反應(yīng)過路沉積或抬升的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)情況。剝蝕表示地層中的各種沉積相都有可能出露地表與上覆地層接觸，反映一種沉積后的后期改造作用，因而剝蝕區(qū)也是恢復(fù)原始沉積體系的重點(diǎn)區(qū)域。根據(jù)侏羅系與白堊系地層接觸關(guān)系判斷，一般盆地內(nèi)部呈連續(xù)沉積或沉積間斷，而周邊地區(qū)大都經(jīng)歷了剝蝕。如塔西南的南緣，準(zhǔn)格爾盆地的東南緣等，僅有殘留的細(xì)粒湖泊相沉積，缺乏粗粒的邊緣相沉積，反映其經(jīng)受了后期的剝蝕過程。另外通過重建殘留體系分布，也可根據(jù)保留的地層邊界與沉積相帶的關(guān)系來推測原始沉積邊界的位置。一種是同一相帶保存不全，甚至成為“飛來窗”，所保存的地層邊界很不規(guī)則，這樣可以根據(jù)殘余的露頭來恢復(fù)原始沉積范圍。另一種是保存邊界與相當(dāng)多的沉積相帶相交，體現(xiàn)在殘余地層厚度圖上是等厚線不閉合。這兩種情況都反映了剝蝕作用。如果地層保存邊界呈大致平行的環(huán)帶狀沉積相帶分布，而邊緣沉積微沖積扇或河流體系的話，這就可以推測僅經(jīng)受了輕微的剝蝕作用或沒有發(fā)生剝蝕作用。物源區(qū)與古水流系統(tǒng)分析古水流分析研究的對(duì)象是存在于沉積巖中能夠推斷古水流方向的各種特征。這些特征是從巖石露頭、地下鉆井、地震以及實(shí)驗(yàn)獲得的。由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地的改造，使得盆地現(xiàn)今面貌不能反映當(dāng)時(shí)盆地面貌。古水流分析可以解決現(xiàn)今被改造過的盆地之間的關(guān)系。根據(jù)古水流和沉積物分散體系，可以判別各個(gè)盆地是否具有共同的物源區(qū)。根據(jù)古水流分布，也可以推測盆地的邊界和形態(tài)，從而了解盆地歷史演化中的關(guān)系。所以古水流分析是盆地恢復(fù)是一種有力手段。對(duì)西北侏羅系古水流分析所用的指向特征為地層露頭中的交錯(cuò)層、波痕、溝模、槽模、剝離線理等。并結(jié)合巖石中碎屑成分以及盆地周緣造山帶中各個(gè)時(shí)期巖性特征，來判斷侏羅紀(jì)各盆地的古水流方向和物源區(qū)。在野外工作中，可以測得古水流數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)需要在實(shí)驗(yàn)室中矯正。構(gòu)造格架分析構(gòu)造格架對(duì)沉積有著直接或者間接的影響，有時(shí)甚至是控制沉積體系的主要因素。西北地區(qū)侏羅系的沉積明顯受到構(gòu)造格架的控制，從研究較細(xì)的盆地和地區(qū)的資料來推測相同或相似