原始盆地恢复综述

王筱箐

摘要：原始盆地的恢复在油气勘探和盆地动态演化研究中有着重要的作用。目前的研究中，由于研究重点不同、所得资料的限制，往往是针对原始盆地某一内容进行恢复。本文通过分析近些年原始盆地研究相关文献，总结出了原始盆地恢复的主要内容和方法，将资料、内容、方法三者结合起来，阐明其关系。以期在资料有限的情况下，更容易的判断所得资料可恢复沉积盆地何种特征，并且确定其所能用到的方法；或是在明确某一研究内容的情况下，更容易地寻找所需资料并且确定适当的方法进行恢复。

关键词：原始盆地；恢复方法；恢复内容

原始盆地的概念是由刘池阳（1993）提出的，所谓原始盆地是指地史上盆地发育过程中沉积建造及展布、构造变形、水动力、热动力、区域构造背景、地理环境和盆地类型等的原始状况（面貌）。该概念的提出是基于“原型盆地”一词。“原型盆地”一词最早由Klemme于1974年提出，其概念随着研究的深入不断发展。朱夏、刘和甫、杜旭东、张渝昌、赵文智、何登发等学者从不同角度对原始盆地的概念进行了阐述。原始盆地研究的实质是恢复盆地的原始面貌，而盆地的原始面貌控制着烃源岩及上覆地层的形成及展布，同时也对油气的运移方向有着重要的影响。所以，原始盆地的恢复对于油气资源的勘探开发、盆地动态演化的研究、油气成藏的研究有着重要的作用。

原始盆地的恢复涵盖的内容非常广泛，主要包括原始盆地边界的恢复、构造特征的恢复、沉积体系的恢复、剥蚀厚度的恢复等。

1.剥蚀厚度的恢复

所谓剥蚀厚度是指：现今地层剖面上恢复出的，从剥蚀开始时被剥蚀地层的骨架厚度和孔隙度之和。目前，恢复剥蚀厚度的方法很多，可分为地质学方法、地热学方法、地球物理方法和地球化学方法四大类。常用的剥蚀厚度恢复方法有：地震剖面直接追踪法、参考层厚度变化率法、相邻地层厚度对比法、镜质组反射率法、声波时差法和沉积速率法。

参考层厚度变化率法和相邻层厚度比值法均属于地质对比法，主要依据在同一构造层内地层的沉积具有继承性和持续性的原理，应用地层残余厚度数据来计算剥蚀厚度。参考层厚度变化率法是在未剥蚀区（A）及剥蚀区（B）分别选择一点，计算参考层中两点间厚度变化率，它也是剥蚀层厚度变化率，据此可算出B点剥蚀层原始厚度，再可算出剥蚀厚度。邻层厚度比值法，主要是将未剥蚀区某点（A）参考层和剥蚀层的厚度比应用于剥蚀区，以此算出原始厚度，再计算剥蚀厚度。

沉积速率法分为沉积速率比值法和沉积速率趋势法，需要运用到沉积速率数据、地层残余厚度数据以及地层绝对年龄数据。沉积速率比值法是依据相邻地层在不同点沉积速率比值相等的原理来估算剥蚀厚度。沉积速率趋势法则是依据沉积速率在横向上的连续性来估算剥蚀厚度。

镜质体反射率法和声波时差法是运用图解法来计算剥蚀厚度。镜质体反射率法主要依据的是热演化程度与埋深之间的正相关线性关系。地层出现抬升剥蚀，不整合面上下的线性关系则会变得不连续。通过将不整合面一下的R0剖面线穿过不整合面，向上延伸到R0值与上覆地层底界R0相等的深度点，则该点与不整合面深度差为剥蚀量。

2.古构造的恢复

原始盆地构造特征的恢复主要是基于残留盆地的构造。常用方法包括：依据地层回剥原理的“宝塔图法”、依据沉积一沉降补偿原理的厚度图法；基于物质守恒原则的平衡剖面法；依据波场重建，利用三维可视化技术研究古构造的地震属性恢复古构造法；通过二维古构造图叠加恢复三维空间古构造的三维空间古构造恢复法；依据三维空间体积不变原则的同一变形体古构造恢复法等。其中厚度图法是在剥蚀厚度研究基础上进行的，适用于构造变形简单、平缓的地区；平衡剖面法主要是基于地震资料，适用于挤压或伸展构造区。三维构造恢复法主要是在地震资料的基础上进行去断层恢复、去褶皱恢复，在厚度资料的基础上进行去压实恢复，最终得到目的层在某时期的构造形态，其主要适用于构造复杂区。

3.盆地边界的恢复

原始盆地边界的恢复主要是为了圈定原始盆地的范围，其研究主要建立在以下四项工作的基础上：①今盆地内所研究地层分布与沉积特征；②周邻同期地层分布与沉积特征；③物源综合分析；④周邻构造单元形成演化。

其研究可以通过以下三种方法来进行。其一是依据露头及岩心资料，对比今盆地及周邻地区同期地层分布与沉积特征，确定残留盆地的归属、对比划分地层、判断分析边缘相，以此来确定盆地边界。其二是依据露头、岩心资料，通过物源区综合分析来追索物源位置，确定沉积边界、恢复古地理。轻矿物、重矿物及其组合分析法、碎屑岩类分析法、裂变径迹法、区域沉积学分析方法以及地球化学特征及其空间变化分析方法和同位素分析等方法均为物源分析的常用方法。为了避免单一方法的局限性及缩小误差，常采取多种方法综合进行物源分析。其三是依据地震、测井、露头、岩心等资料，对研究区及周邻构造的单元的构造演化进行分析。由于周邻构造单元的形成控制着盆地的形成演化，所以对其研究也是确定盆地边界的重要方法。

4.沉积体系的恢复

沉积体系是指在沉积环境和沉积作用过程方面有成因联系的三维岩相组合。沉积体系的恢复主要有两种方法，其一是在古地貌的研究基础上恢复沉积体系，其二是在沉积相研究的基础上恢复沉积体系。

古地貌控制着沉积地层的发育，所以可依据不同地貌单元（古坡折带、古沟谷、古凸起、古斷裂、古凹陷等）的组合恢复沉积体系。古地貌的恢复包括构造恢复和地层厚度恢复两部分。地层厚度恢复常用印模法、层拉平古地貌恢复法、高分辨率层序地层学法。目前常用的印模法，主要是通过地震资料识别地层界面并统计地层残留厚度，在残留厚度的基础上恢复剥蚀厚度，并对上覆地层进行去压实恢复、构造恢复。由于上覆地层厚度与下伏古地貌呈镜像关系，所以可以进一步进行古地貌恢复。

在沉积相研究基础上恢复沉积体系，是通过对测井资料的解释研究（如：依据砂地比画沉积相图）及地层组合序列、沉积充填和沉积构造特征、化石等方面的综合研究（如：恢复岩相古地理）恢复沉积相，在此基础上恢复沉积体系。

我国常见的沉积体系有冲积扇沉积体系、河流沉积体系、三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。

5.总结

原始盆地恢复的内容涵盖非常广，意在恢复盆地在某一时期的全貌，来为地质研究及勘探开发提供指导。不同内容的恢复均息息相关、环环相扣，如：古构造的恢复常在剥蚀厚度恢复的基础上，古构造恢复可以为沉积体系的恢复提供重要依据。不同的恢复内容也有多种研究方法，在研究时，应依据盆地特征以及资料情况，选择合适的方法或者多种方法综合研究。