盆地研究分析沉降史作业VIP

1、盆地分析沉降史作业作者:日期:作业题目说明层号底界深度（m）底界年龄（Ma）745010.36109015.4本层顶剥蚀215米，间断时间2.1Ma5206024.64282128.43443333.1底界沉积时水深230米2542137.61664340.3已知：地幔密度：3.3,沉积物密度2.5。地表孔隙度48%3000米深度孔隙度14%不考虑砂泥变化。（1）编制基底沉降史和构造沉降史图；（2）编制埋藏史图；（3）分析说明盆地的沉降特征。作业方法与步骤一、利用回剥法绘制埋藏史图回剥法绘制埋藏史图，是根据沉积压实原理，从已知的单井分层参数出发，按照地质年代由新到老的顺序逐层剥去，剥蚀恢复过程

2、中考虑了沉积压实、沉积间断、地层剥蚀等地质要素，直至全部地层剥完为止。如下图（图1）模型所示：岩石骨架原始孔隙不受的骨架残存的孔题双粗B时压实 减少的孔隙沉积C时用实 减少的乱麻或层的压实过程1剥蚀厚度恢复模型回剥技术采用地层骨架厚度不变压实模型：即在地层的沉积压缩过程中，压实只是导致孔隙度减小，而骨架体积不变。使用该模型恢复地层的沉降史，实质上是恢复地层中的孔隙度演化过程，因此可以借助孔-深关系来恢复古厚度。即随着埋藏深度的增加，地层的上覆盖层也增加，导致孔隙度变小，体积减小。可以假定地层的横向位置在沉降过程中不变，而仅是纵向位置变化。因此，地层体积变小就归结为地层厚度变小。在正常压实情况下

3、，孔隙度和深度关系服从指数分布：中=中0厂（1.1）其中，是深度为z时的孔隙度，0为地表孔隙度，c为压实系数。根据已知条件：地表孔隙度48%3000米深度孔隙度14%。将其带入到式（1.1）,两个未知数列方程，可计算出压实常数：-4c=4.10710沉积层孔隙度在受压实过程中，沉积物骨架部分的体积不变，只有孔隙部分发生变化。如果某层深度Z1至Z2时（Z2>Zl）,层内孔隙所占体积Vm为：Vm = j G0e0dz = ez1 - e'z2 设地层总体积为V ,岩石颗粒体积为Vs,则V =Vs Vw纯岩石颗粒的高度 Hs- 0 . CZ1-CZ2 1Hs = (Z2 -4)e -e

4、 Jc由公式(1 .4)可以导出(1.(2)(1.(3)(1.(4)Z2=（HsZ1）eq1-e01（1.5）c首先，现今各地层的厚度（单位m）如下：450,640,970,761,1612,988,1222;并由公式（1.4）计算出各地层的骨架厚度（单位m）如下：253,415,725,626,1434,925,1172。（具体计算过程可用程序解决！）然后按照地质年代由新到老地逐层回剥，每剥一层把所有的地层重新计算。当剥掉地层7时，地层6的顶界为0,其底界等于当Zi为零和HS=415m时由公式（1.5）计算得到的Z2等于711m；地层6的底界等于711m加上当乙等于711m和HS=725m时

5、由公式（1.5）迭代得到的Z2等于1736m；以此类推，成果见下表：表1剥蚀厚度恢复数据统计表底界深度初始剥去第7层后剥去第6层后第5层沉积刚沉积完剥去第5层后剥去第4层后剥去第3层后剥去第2层后74500000000610907110000005206017361171138600004282125202007222210290003443341573698391328692112002542151534710492539203216144901664363815949616451874518291217782）,或者直接用国际上的盆地模拟软件进行单井模依据以上数据，可以绘出如下埋藏史图（图

6、-7 -拟，得出的效果(图3)相差不大，说明计算的正确:图2沉积埋藏史图片e网-PM10_Deiwl_cap-mowa Da-15 hii5a.DD-ies e信mowFK.MtlM.M坞岫畋师iW.Ot21O.«60 00-750021-L06-225 M75 卿TflQQZK*MQ 加las.oo-iii.zfl3".EHL苣工前M昨1晔QC，IDS DM20 M24： QD-255 ：-fl25S DC-Z?O ：|2M0-出中型川mF C-tUiwi.图3PetroMod沉埋藏史模拟图二、编制基底沉降史和构造沉降史图要编制基底沉降史和构造沉降史图，必须通过建立各地层

7、的埋藏史，也就是各地层的总沉降史，如第一问所作。总沉降量由负荷沉降量和构造沉降量两部分组成。如果求出负荷沉降量，然后在总沉降量中减去负荷沉降量就得到构造沉降量。总沉降量St等于负荷沉降§与构造沉降Ss之和，即：St=SSs所以：Ss=St-Si(2.1)总沉降量St是通过地层回剥求出的，含有埋藏深度z和水深Zw两个部分：St=Z-Zw（2.2）根据艾里（Airy）模型：（艾里一海斯堪宁均衡模型（Airy-Hayskanenisostaticmodel）:在作均衡重力校正时，芬兰人海斯堪宁对艾里地壳均衡假说中的补偿质量作了适当的量化，作了如下简单假设：完全均匀补偿，地壳密度处处相等，壳

8、下层的密度大于地壳的密度，山脉有深入壳下层的轻山根，海洋下面壳下层向上突起，形成反山根，地壳就像漂浮在海洋上的冰山一样漂浮在壳下层上。山脉的轻山根和海洋下的反山根形成补偿质量，山脉的轻山根产生的质量亏损等于山脉的地形质量，海洋的重反山根造成的质量多余等于海洋部分地壳的质量亏损。局部补偿，不管地形横截面积的大小，任何横截面积的地形或海洋都有与其相对应的山根或反山根，山根或反山根的厚度与山脉的高度或海洋的深度成正比。）SiP - Psw zp _ pmw(2.3)将式（2.2）和式（2.3）带入式（2.1）,得:q:m：wSs丁m(2.4)式中：Ss井底的构造沉降，m;Pm地幔密度，g/cm3；P

9、w地下水密度，g/cm3；Ps沉积物密度，g/cm3;z一井底埋藏点的深度，m,由以前的埋藏史得到；Zw一井口的水深，m。（参考前人方法。）已知：地幔密度：3.3g/cm3,沉积物密度2.5g/cm3,地下水密度1.0g/cm3;并且层2底界沉积时水深230米，由公式（2.4）计算得如下所需数据（表2）:表2基底沉降量和构造沉降量数据统计表基底总沉降量构造沉降量地质年龄/Ma底界埋深/m地质年龄/Ma底界埋深/m40.3040.3037.6200837.692833.1291233.1101328.4451828.4157124.6518724.6180417.5616417.5214415.

10、4594915.4206910.3638110.322190664302311由以上数据可画出构造沉降和基底沉降图（图4）:沉积年代/Ma51 o25230534517.5一基底沉降量1构造沉降量15.4-3o4010.3l0oT-000000002030405060007000声度深附迭代计算C语言编程代码:#include <math.h>#include<stdio.h>main()float hs,z2,z1,z0;double c,eps;c=4.107e-4;eps=1e-5;scanf("%f %f",&hs,&z1);

11、printf("%f %fn",hs,z1);z0=6000;图4构造沉降和基底沉降图三、盆地沉降史分析由构造和基底沉降曲线可看出沉降曲线呈下凸状，大致分为早期和晚期两个阶段沉降。即早期:从40.3Ma至ij37.6Ma间，沉降曲线比较陡、斜率大，说明沉积1,2层地层时期，盆地整体沉降速率较快，且构造沉降占主导地位。而晚期：从37.6Ma开始，构造沉降曲线比较平缓、斜率小，而压实沉降速率仍然很大，说明从沉积3层地层开始，盆地整体构造沉降速率明显变慢，而压实沉降对于盆地基底沉降作用大。在17.5-15.4Ma内，虽然构造沉降抬升不大，但是基底抬升较大，可能是由于海平面变化等非构造作用抬升引起的剥蚀。这一构造沉降曲线的总体特征表明：该盆地可能是一个由伸展作用形成的裂陷盆地，早期(40.3Ma37.6Ma)为快速