5-盆地沉降与充填史
常见的四种找油理论-胡见义
常见的四种找油理论：1．沉积盆地找油论2．有效生油区控制油气田分布论3．含油气系统理论4．圈闭带控制油气聚集论一、沉积盆地找油论（一）盆地、沉积盆地、含油气盆地盆地：地球上周围被高地包围的低地，或者说岩石圈表面三维空间的凹地，充满水和空气。
地质意义上的盆地：指岩石圈表面三度空间上的凹地，其内部充填有沉积物，而且要具有时间的概念，即四维。
也就是指沉积盆地。
沉积盆地：在地质历史某一阶段形成的被水域占据的一个断陷或坳陷地带，它以负向运动占绝对优势，同时接受了足够厚的沉积物充填，形成了中间沉积厚度大，向边缘逐渐减薄的沉积体。
含油气盆地指已经发现油气田（藏）或已有油气显示的沉积盆地，以及具备油气生运聚条件的沉积盆地。
故必须具备三个条件：1．首先必须是沉积盆地；2．在漫长的地质历史时期曾经不断地沉降、接受沉积，具备油气生成与聚集的有利条件；3．在地质历史时期中曾经发生过油气生运聚，或者已经发现过油气显示或工业油气田。
（二）沉积盆地是油气生成运移和聚集的基本构造单元在人类长期的找油实践过程中，人们认识到油气不仅可以在背斜中聚集，也可以在非背斜中存在，它们必然受更高一级的沉积和构造单元控制。
油气有机生成说，以及油气运移、聚集和保存理论的建立，揭示了形成油气田（藏）的基本石油地质条件之间的内在联系，它们受一个基本地质单元——沉积盆地的控制。
世界上目前已经发现的油气田几乎都分布在各种类型的沉积盆地中。
并不是所有的沉积盆地都是含油气盆地，有没有油气，取决于沉积盆地具不具备油气生、运、聚的基本条件。
（三）沉积盆地控制油气赋存的因素油气的成藏→温度、压力及有效受热时间控制的化学动力学过程→压力、浮力和流体势所控制的流体动力学过程油气是沉积盆地形成和演化过程中生成的流体矿产, 要弄清油气形成与分布规律，必须开展盆地分析。
油气藏的形成条件包含生、储、盖、圈、运、保存和配套。
这些条件的合理的、最优化的组合将形成油气储量丰富的含油气盆地，较差的组合则形成低储量丰度甚至非含油气盆地。
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应_林畅松
理资料的获取 、高精密测试分析技术的广泛应用 , 使 这一领域的研究不断取得新的进展和突破 。 层序地层学理论在 20世纪 80年代末引入我国 后 , 在多种构造背景盆地的沉积地质分析中得到了广 泛的应用 。 我国诸多重要的沉积盆地都显示出构造 、 古地理背景的复杂性 。近年来大量的系统性研究 , 重 视了盆地各种构造作用对层序结构和发育演化控制
1.2 低级别层序地层单元与高精度的层序地层格架 低级别的层序地层单元是指三级以下的各级层 序地层单元 , 由高频的沉积旋回组成 , 主要是依据水 进面或水进 -水退转换面等划分和追踪对比的 。 以 三级层序内四 、五级等低级别的层序地层单元和体系 域为地层单元 可建立高 精度的层 序地层格 架[ 3, 12] 。 在盆地重要的区域或区带建立这种精细的地层对比 格架 , 可为沉积体系和沉积相以及储集体等的分布和 构成特征的深入研究提供重要基础 。 比如 , 以四 、五 级层序地层单元进行沉积相分布编图 , 揭示精细的沉 积环境和沉积相的构成特征 , 对重点区块储集砂体的 沉积构成和储层不均一性的研究具有重要意义 。 高 精度层序地层格架的建立需要依赖于测井 、露头 、岩 芯等资料的综合分析 , 特别是高分辨三维地震资料和 密集的钻井控制 。
第
27卷 第 5期 2009年 10月
沉积学报 ACTASEDIMENTOLOGICASINICA
文章编号 :1000-0550(2009)05-0849-14
Vol.27 No.5 Oct.200 9
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应①
林畅松
(中国地质大学 北京 100083)
摘 要 现代层序地层学的理论 发展 , 把沉积过程纳入到地质 演化的时 空框架中并 与地球的多 旋回或节 律演化结合 研究 , 形成了一套带有革命性的 、在等时地层格架中研究沉积作用 的新方法 , 成为了 油气资源等 沉积矿产预 测勘探的 重要工具 。 沉积盆地的沉积充填 可划分出与各级沉积旋回相对应的层序地层单元 。 追踪对比由不整合面或不整合面 及其对应的整合面为界 的高级别层序地层单元建立的区域性等时 地层格架 , 对盆地 构造古地理 再造和油 气勘探战略 性研究至关重要 ;追踪四 、五级等 低级别层序地层单元和体系域建 立的高精度 层序地层格 架 , 可 为重点区域 或区带的 沉积体系和储集体的沉 积构成和分布等的解剖提供精细的地层 对比基础 。 依 据沉积基准 面的变化 , 从层序 内水进到 水退的沉积旋回中可划 分出正常水退沉积 、强制性水退沉积 、水进沉积及垂向加积等成因沉积类型 。 海相或湖相盆地 中三级层序地层单元内 均可较好地划分出低位 、水进 、高位及下降体系域 。 盆地构造作用 、气候变化 、海 、湖平面升降过程对层序发育的控制作用及沉积响应 研究 , 一直是层序地层学或沉积 地质分析领域的研究热 点 。沉积 盆地的层序地层序列演化是盆地地球动力学过程的总体响应 。 层序地层学把盆地古 构造 、古地理的变迁纳入到统一的地球演化系统中研究 , 形成了与区域地球演化史或盆地动力学演化相结合的重要研 究领域 。 多旋回盆地或叠合盆地 中多期次的构造变革导致了多个区域性不整合面所分隔的多个构造层序的叠加 。 注 重构造 — 层序地层的结合分析 , 揭示盆地的层序地层序列与多期盆地构造作用的成因 联系 , 是构造活动盆地或大型叠 合盆地沉积地质演化和 油气聚集规律研究的关键 。 盆地构造作用 , 如前陆 盆地多期 次的逆冲挠 曲沉降和回 弹隆起的 构造作用 、多幕裂陷过程 、多期构 造反转等与重要不整合及区域性 沉积旋回或 层序的形成 密切相关 ;而由气 候变化引 起的海或湖平面变化是 控制高频沉积旋回或低级别层序发育的 主要因素 。 在 构造活动盆 地中 , 构造坡折带 对沉积体 系域和沉积相的发育分 布具重要控制作用 。 关键词 层序结构 成 因沉积类型 控制因素 沉积盆地
盆地沉降分析中的两类沉降_李超（ＰＤＦ）
沉积盆地作为大地构造当中的一级大地构造单元，对于地球的构造演化过程的研究具有重要意义。
同时，由于盆地内部含有丰富的油气、煤炭、矿产等资源，受到地质学家们的广泛关注。
近年来，由于盆山系统耦合的研究，使单一的造山带和单一的盆地研究成为一个系统。
通过盆地的研究分析，包括盆地所在区域及内部的构造、沉积层序、地层格架及演化史的分析，为造山带的研究提供一个新的方向。
沉积盆地的研究成为一个焦点问题。
盆地的沉降是指由于地壳垂直运动，使顺重力方向、高程降低的方向运动。
地壳的沉降作用是形成盆地的直接原因，没有沉降就没有盆地[1]。
而盆地沉降史研究，就是将盆地在各个时期沉降的量进行求解，编绘反映盆地沉降特征的地层埋藏史曲线、盆地基底沉降曲线以及盆地构造沉降曲线等途径来表述。
因此，分析盆地的沉降史是研究盆地形成、演化的重要内容，是整个盆地系统研究中最为基础的环节，对于整个盆地的构造、热历史及演化等起着至关重要的作用。
分析盆地的沉降，一般可用沉降量和沉降速率两个参数。
沉降量（或沉降幅度）是最直观、最简便的表示方法，表示某地质时期一个地区的累计的沉降幅度的大小。
沉降速率是盆地某一构造面在单位地质时期内相对于某一基准参照面（海平面或湖平面）下降的幅度，它能反映盆地构造动力学的某些信息。
通常可以用图示方法直观地反映观测点的沉降量和沉降速率（图1）。
在盆地沉降史分析中，有一个非常重要的概念——均衡代偿理论。
它是盆地分析的基础，用来描述地壳的状态和运动。
自十八世纪提出以来，便受到广泛关注。
经过大地测量学与力学等学科的发展，逐渐形成今天的均衡代偿理论[2]。
它阐明的是地壳的各个地块趋向于静力平衡的原理，即在大地水准面以下某一深度处常有相等的压力，大地水准面之上山脉（或海洋）的质量过剩（或不足）由大地水准面之下的质量不足（或过剩）来补偿。
运用地壳均衡学说可以研究地球内部构造，如上地幔的起伏；还可用于大地测量学中研究大地水准面形状，推估重力异常和计算垂线偏差等。
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应.
沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应2010-07-14现代层序地层学的理论发展,把沉积过程纳入到地质演化的时空框架中并与地球的多旋回或节律演化结合研究,形成了一套带有革命性的、在等时地层格架中研究沉积作用的新方法,成为了油气资源等沉积矿产预测勘探的重要工具.沉积盆地的沉积充填可划分出与各级沉积旋回相对应的层序地层单元.追踪对比由不整合面或不整合面及其对应的整合面为界的高级别层序地层单元建立的区域性等时地层格架,对盆地构造古地理再造和油气勘探战略性研究至关重要;追踪四、五级等低级别层序地层单元和体系域建立的高精度层序地层格架,可为重点区域或区带的沉积体系和储集体的沉积构成和分布等的解剖提供精细的地层对比基础.依据沉积基准面的变化,从层序内水进到水退的沉积旋回中可划分出正常水退沉积、强制性水退沉积、水进沉积及垂向加积等成因沉积类型.海相或湖相盆地中三级层序地层单元内均可较好地划分出低位、水进、高位及下降体系域.盆地构造作用、气候变化、海、湖平面升降过程对层序发育的控制作用及沉积响应研究,一直是层序地层学或沉积地质分析领域的研究热点.沉积盆地的层序地层序列演化是盆地地球动力学过程的总体响应.层序地层学把盆地古构造、古地理的变迁纳入到统一的地球演化系统中研究,形成了与区域地球演化史或盆地动力学演化相结合的重要研究领域.多旋回盆地或叠合盆地中多期次的构造变革导致了多个区域性不整合面所分隔的多个构造层序的叠加.注重构造-层序地层的结合分析,揭示盆地的.层序地层序列与多期盆地构造作用的成因联系,是构造活动盆地或大型叠合盆地沉积地质演化和油气聚集规律研究的关键.盆地构造作用,如前陆盆地多期次的逆冲挠曲沉降和回弹隆起的构造作用、多幕裂陷过程、多期构造反转等与重要不整合及区域性沉积旋回或层序的形成密切相关;而由气候变化引起的海或湖平面变化是控制高频沉积旋回或低级别层序发育的主要因素.在构造活动盆地中,构造坡折带对沉积体系域和沉积相的发育分布具重要控制作用.作者：林畅松 LIN Chang-song 作者单位：中国地质大学,北京,100083 刊名：沉积学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICA 年，卷(期)：2009 27(5) 分类号：P512.2 P539.2 关键词：层序结构成因沉积类型控制因素沉积盆地。
盆地分析(3)沉降史分析
总结 ：盆地沉降史分析，就是从分析盆地地层层序特征和埋
藏状态人手，通过编绘反映盆地沉降特征的地层埋藏史曲线、盆 地基底沉降曲线以及盆地构造沉降曲线等途径来表述（图9－l）。
二、 盆地沉降量的求解
从现今地层柱回推求盆地沉降量和沉降－埋藏史 曲线－－回剥法、回剥技术。 需要对现今地层厚度进行三种校正： （1）去压实作用； （2）古水深校正；
沉降作用与沉积作用
沉积盆地中的沉降速率与沉积速率可以随盆地的演化而发 生变化。 当沉降速率大于沉积速率时，盆地的水体深度加大，表现为 海侵或湖侵，形成上超的沉积层序，这时的沉积盆地也称为“ 欠补偿盆地”。 当沉降速率与沉积速率处于均衡状态时，盆地水体的深度基 本保持不变，盆地中的沉降－沉积中心相对稳定，成为“补偿 盆地”。 如果沉积盆地的沉降和沉积较长期处于补偿状态，地层剖 面上看到的同一相带的沉积岩层的厚度相对较厚。 当沉降速率小于沉积速率时，盆地水体逐渐变浅以致完全 被沉积物充填，表现为海退或湖退，成为“过补偿盆地”。
“地层骨架厚度不变”压实模型
一般情况下，地层骨架厚度不变压实模型适用于所有岩层， 但是对于某些易流动的岩层，由于差异压实可能导致地层在压实 过程中出现流动变形，地层骨架厚度不变压实模型显然不合适。 使用地层骨架厚度不变压实模型复原地层的埋藏史，实质上 是恢复地层中的孔隙度的演化过程。因此，可以借助于孔隙度－ 深度的关系来恢复同一地层在不同地质时期的古厚度。
二、 盆地沉降量的求解
2．岩层孔隙度的变化
孔隙度是单位体积岩层中的孔隙所占的体积大小，常用百分
数或小数表示。 假设深埋地下的砂岩就是地表附近松散的沙层经过压实和成
岩作用形成的。
一般认为岩层在压实过程中孔隙度主要是随着上覆岩层的厚 度的增加而减小的，而受上覆地层的负荷时间的影响较小。 因此，可以根据不同深度上的同种岩石的孔隙度编制一条孔
大地构造学整理版
构造学：研究地壳的组成、地壳构造、地壳运动和地壳的开展的学科。
历史―构造分析法:从历史开展的观点来分析岩石圈组成和结构就是研究构造的根本方法，称为历史构造分析法或称地质历史分析法。
概括起来就是以各种地质、地球物理、地球化学资料为根底，按地史开展的顺序，探讨不同阶段构造开展的特点，着重研究和比拟地壳、地幔各局部构造的发生、开展和转化，找出它们之间的共同性和差异性，说明它们的运动规律。
历史比拟法:历史比拟法又称将今论古法，区域构造是岩石圈为研究对象，现代所见的岩石圈的物质组成和结构都经历了长期演变过程，在推导过去的构造时，经常用现代地壳上所见的各种地质构造类型和各种地质作用与地史上保存下来的各物质记录相比拟，找出与这些物质记录相对应的构造类型，并确定地质历史上这些地壳构造类型演变规律性。
这种方法就是历史比拟法或将今论古法。
构造类比法:共性寓于个性，通过性质一样的构造单位之间和性质不同的构造单位之间两个方面的比照，找出其本质的差异和非本质的差异，以找到划分构造单位的合理方案。
岩石圈：岩石圈从地面向下延伸到低速带，它包括了整个地壳及上地幔的上部，它是软流圈之上的一个刚性的圈层，厚度约20-150km，是地球坚硬的外层，在力学性质上表现为脆性体，岩石圈也称为构造圈。
软流圈：岩石圈之下50-250km深处，这里地震波速度不随深度增高，相反是下降了，出现了一个低速层。
低速层是一个柔软的塑性体，它温度较高，接近于地幔在那个深度压力下的熔点，并可能发生局部熔融。
低速层就是一个柔软塑性体，在构造上把它叫软流圈，也叫Gutenburger低速层。
克拉通：地台的前寒武系基底和地盾一起称为克拉通，是大陆壳最稳定的构造单元，约占陆壳板块面积的70％。
地盾：是克拉通中，前寒武纪结晶基底大面积出露地区，体积约占地壳的12％，最大的地盾出现在非洲、加拿大和南极。
地台：又称陆台，是自形成以后不再遭受褶皱变形的稳定地区，约占地壳体积的35％。
沉积盆地及古地理分析
盆地地层格架的建立一、地层的沉积作用沉积作用分为物理的、化学的、生物的，按形成方式，可分为垂向加积作用和侧向加积作用两种。
1、古隆起区和古凹陷区分析沉积物在介质中自上而下的堆积过程，它是以沉积物“雨”降落方式堆积沉积物的，沉积层是垂向上加积的。
大洋环境、大型湖盆、封闭海盆、泻湖和爆发型火山沉积、浊积岩、风暴岩、洪泛岩、宇宙尘堆积、风成黄土等是垂向加积的。
垂向加积作用形成的地层具有以下特征：(1) 未发生倒转的地层，总是上新下老。
(2) 连续延伸的相同属性的岩层界面必然是等时面。
(3) 地层的相变不服从瓦尔特相律。
2. 侧向加积作用沉积物沿搬运方向的堆积，它所形成的原始沉积层是斜的，即等时面是倾斜的，如曲流河道迁移过程中边滩向凸岸方向加积、三角洲前缘向海方向的加积、沙坝向海推进。
滨岸沉积在海平面上升时形成的向岸方向的侧向加积；生物建隆在它的筑积速度和海平面上升幅度均衡时为垂向加积；而当海平面上升幅度小于筑积速度时就会出现侧向加积。
侧向加积作用形成的地层具有如下特征：(1)未经构造变动和未发生例转的地层序列，其沉积层是原始倾斜的，即其等时面是原始倾斜的，因此这种斜列的沉积层不符合地层叠覆律。
(2)在大范围内连续延伸的相同属性岩层或岩性界面，其穿时性是绝对的，等时性是相对的。
(3)地层的相变符合瓦尔特相律。
3.海进、海退与地层的形成海进、海退是地层形成的主要动力过程。
不同地史时期，不同环境形成了不同的地层记录，其重要特征是：若地层层序连续，相序必然连续，相的时空结构服从瓦尔特相律，如果相同属性的岩相界面在斜交和垂直海岸线方向上必定是穿时的，如美国西南部寒武系和华北南部河南、河北一带早古生代的三山子组白云岩均是著名的穿时岩石地层单位。
二、地层对比与地层格架的建立地层对比是确定不同地点的不同剖面的地层特征和地层位置相当。
按地层的不同的属性建立了不同的地层单位，故有不同地层单位的对比，如生物、岩性、年代、磁性、地震反射特征等。
盆地沉降史分析
第一节 沉积物的压实作用
一、压实作用
压实作用（Compacting）：在上覆沉积物和静水压力或构造变形压力 的作用下，使沉积物（岩）减少其孔隙空间和总体积而变致密的作用。
埋藏压实过 程中的变化 物理变化 化学变化
骨架守恒原理：压实作用 对地层的影响只是导致地 层中孔隙度减小，没有使 地层柱的截面积增大。
2017/1/12
16
第二节 古水深变化
二、地球化学指标
3.Piper（1977）
2017/1/12
17
第二节 古水深变化
二、地球化学指标
4.许东禹（1993）
2017/1/12
18
第二节 古水深变化
二、地球化学指标
5.闫葆瑞（1998）源自2017/1/1219
第二节 古水深变化
二、地球化学指标
48
第四节 盆地沉降过程回剥
二、盆地的构造沉降
构造沉降 = 总沉降
沉积物和水负载沉降 沉积物压实沉降 海(湖)平面变化
1.海平面变化校正
沉积物的厚度不能代表沉积物的沉降深度 沉降深度 = 古水深 + 沉积物未压实的厚度
若海平面发生变化，则要消除海平面变化的影响。
2017/1/12
49
第四节 盆地沉降过程回剥
1 ( z )dz
z1
( z) 0eCz
hs ( z2 z1 ) (0 / c)(ecz1 ecz2 )
z2 hs z1 (0 / c)(e
2017/1/12
cz1
e
cz2
)
7
第一节 沉积物的压实作用
四、去压实作用
z2( k ) f ( z2( k 1) )
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热流公式：
KT1 Q t h
n 2 t n sin 1 2 exp n n 1
拉伸作用之后热流衰减的曲线 ：
岩石圈拉张变薄及软流圈 上隆时，盆地的热流值亦相 应增加，其大小可以由拉张 系数和时间来定量确定。 在最初的50Ma地表热流值 与拉张系数β很有关系，拉张 系数β越大，地表热流值的 初始值越大。 在50ma以后，不管拉张系 数β有多大，地表热流值都将 趋于稳定值，即拉张前的地 表平均热流值。
DT——构造沉降
ρs—沉积层密度 ρm—地幔的密度 ρw—水的密度 ρc—岩石圈的密度
m - s DT = ———— * H m - w
沉降史的模型
（3）挠曲均衡(Flexure)—面板补偿
Watts（1982）认为由于岩石圈具有一定的刚度，在加载后出现的地 壳变形响应实际上是挠曲均衡。 挠曲均衡模式认为：基底对负荷的响应是受力弯曲的弹性板，其均 衡补偿不仅发生在负荷点上，而且分布在一个比较大的范围内。该 模式认为上覆载荷一部分由地幔浮力承载，另一部分则由岩石圈来 承载。由于负荷是由一个面而非一个点来承载，故该模式得出的负 荷沉降要小于Airy模式得出的沉降，而且各类的沉降幅度与其到负 荷点的距离有关。
Accommodation
【公式】
Δaccommodation = Δeustasy + Δsubsidence + Δcompaction
相对海平面变化
Δaccommodation
可 容 空 间 减 小
同步变化
Relative sealevel change
可 容 空 间 增 大
盆地沉降 海平面升降 沉积供给量
Mckenzie 模型小结：
描述了岩石圈对拉伸作用的基本响应，把拉伸盆地 的沉降分解为同裂陷期和裂后期沉降，提出了拉伸指数 的概念。 该模型为瞬时拉张模型，数学方程以热传导为基础， 仅适用于拉张型盆地。 初始沉降：岩石圈减薄引起的沉降 冷却沉降：岩石圈冷却引起的沉降
均匀拉张模式的评价（McKenzie）
以下（还原环境）形成巨厚源岩沉积。
盆地演化一般要经过多旋回的沉降－抬升 交替变化，从而导致多期生储盖组合！
盆地的沉降机制——地球动力学成因 热力、重力、应力， 一种为主，内外动力地质综合作用
其中，由应力、热力作用产生的构造沉降 是基本的沉降，而重荷作用使构造沉降继续 发展。
沉降史
沉降史的形成机制
How they control the basin filling ?
岩石圈板块间的相互作用 热作用 相转换 沉积负荷 古水深 海平面升降
构 造 沉 降 作 用
控制了盆地沉积作用
控制了沉积物的分布
进一步促使盆地下沉
非 构 造
1 Factors controlling basin filling
How they control the basin filling ?
盆地分析基础： 第三讲：五史分析
盆地沉降与充填史分析
讲课老师：何金有
中国地质大学（北京）
2012.12
1
沉降与充填史分析
一．沉降史 二．充填史
2/40
盆地的沉降与沉积物的埋藏
基底的沉降 进一步沉降 盆地的形成 沉积物的充填 沉积物埋藏
（盆地的大小，几何形 态，构造特征）
没有沉降就没有盆地，没有盆地就没有石油。
Airy均衡模式 挠曲均衡(Flexure)
Sub-continental lithosphere: stretching Thinning Hotter Asthenosphere Cooling Denser
均匀扩张模型（McKenzie 1978）
Ta 等温线温度 a 岩石圈原始厚度
z为以岩石圈底界为原点至地表的垂直坐标，cm
t为以拉张发生时间为零算起直至今天的时间坐标，s x为岩石圈的热扩散率，cm2/s,可取为0.008。 h为地表至岩石圈底界的深度，cm，可取125*105 T1为软流圈的温度，º C，可取为1333。 β为岩石圈在水平方向的拉伸系数
岩石圈拉张后的温度分布公式：
沉降史的模型
考虑海平面变化的挠曲均衡：
m - s w DT = (———— * H - ———— * △SL ) m - w m - w
+ ( W d - △ SL )
DT——构造沉降， __挠曲响应系数； Wd —古水深； △ SL —海平面变化。
代表基底对负载的响应，当岩石圈弹性系数很小时， ≈1，即为艾利模式。
⑥ 下降岩石圈穿入软流圈的动力流；
⑦ 高压相变导致的地壳密度增大。
7
① 伸展作用、剥蚀、 或岩浆侵位导致 的地壳薄化作用； （拆沉作用）
② 下地壳和上地幔 的冷却作用； ③ 地壳和岩石圈的 沉积和火山的负 载作用； ④ 地壳和岩石圈的 构造负载作用； ⑤ 岩石圈的板底垫 托作用导致下地 壳负载作用； ⑥ 下降岩石圈穿入 软流圈的动力流； ⑦ 高压相变导致的 地壳密度增大。
两种典型的伸展模式
Hantschel 等（2009）提出了高级McKenzie 模式（advanced McKenzie approach）： 先基于Airy 均衡原理和回剥方程，综合现今盆地几何形态、 地层年龄及剥蚀厚度等恢复载水盆地的“理论构造沉降”； 然后在充分考虑地壳与上地幔岩石圈不同的岩石学流变特性 及放射性生热的情况下，推导盆地的“计算构造沉降”，并 与“理论构造沉降”进行拟合，得出伸展因子可能的取值范 围，进而恢复一维盆地热史。
优点：
模型简单，可以利用获得的古热流变化模型预测无钻 井地区地层的热史，并且能够得到与大地构造发育、沉 积盆地演变等地质条件吻合的结论。
在缺少深部地质资料的情况下难以确定出与实际情况 局限性： 一致的理论模型。在模型实际应用时未考虑岩石圈的放 射性元素的生热效应。
脆性上地壳以断裂 变形； 塑性下地壳以纯剪 弹性流变形； 塑性地幔岩石圈以 纯剪变形。
沉降与充填的石油地质意义
盆地的沉降与充填是贯穿于沉积盆地演化过程中的一对矛盾。
沉降速率>充填速率：欠补偿，水进层序，正旋回；快速埋藏，
还原环境，有利成烃。
沉降速率<充填速率：超补偿，水退层序，反旋回；粗碎屑，
氧化环境，不利成烃。
沉降速率≈充填速率：正常补偿，水体平稳，相带稳定，生物
发达，沉积物分选良好；长期沉降浪基面
13
沉降史的模型
（1）Mckenzie纯剪切模型
——拉张盆地热场转化
小
初始沉降(Si)：
热沉降(Sh)：
岩石圈减薄引起的沉降
大
岩石圈冷却引起的沉降
小
构造沉降 = 初始沉降 + 热沉降
均匀扩张模型（McKenzie 1978）
原始地质单元被瞬时拉张， 宽度变大，厚度变薄。
由于均衡补偿．软流圈抬升， 故1333℃的高温热源抬升， 致使从地表至软流圈的地温 梯度变大。 随着热流传至地表散失， 软流圈向下缩回，热扰动逐 渐衰减，原变热的物质逐渐 冷却，导致岩石圈底部下沉， 恢复到拉张前的温度场。
岩石圈拉张后的温度分布公式：
T z, t h z 2 1 1 T1 h n 1 n
n 1
n 2 t n h z n sin exp sin n h
后的结构和地层特征。模型整合了挠曲均衡、压实、
沉积负载、侵蚀和岩石圈的热扰动
沉降模拟模型
Flex Decompaction 采用改进的二维挠曲回剥，通过已知地震剖面地层的导入来重建张裂 后盆地的热沉降历史； 避免了一维回剥中只依赖于单井资料的局限性； 还应用了挠曲均衡，反演热模拟等新技术，不仅能更好恢复地层原有 形态，还可以对盆地相关控制参数有更好的理解和认识 Stretch 应用了弹性梁理论并加入了挠曲均衡原理，通过输入横向变化的拉张 量来进行模拟，能很好的表现盆地形态受断裂作用的控制。 还可以正演模拟盆地从基底形成到张裂，以至张裂后热沉降的一系列 过程
1、构造因素，岩石圈伸展减薄；
2、热力作用因素，岩石圈冷却收缩；
3、沉积物负荷引起的均衡补偿作用；
4、地壳深部的变质作用；
5、板内应力作用。
盆地沉降的机制
① 伸展作用、剥蚀、或岩浆侵位导致的地壳薄
化作用；（拆沉作用）
② 下地壳和上地幔的冷却作用； ③ 地壳和岩石圈的沉积和火山的负载作用； ④ 地壳和岩石圈的构造负载作用； ⑤ 岩石圈的板底垫托作用导致下地壳负载作用；
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盆地的沉降类型
裂陷盆地：拉张应力，地幔热膨胀，地壳减薄， 重荷作用。（主动裂谷，被动裂谷） 压陷盆地：挤压应力，热收缩，岩石圈挠曲， 重荷作用。（板块俯冲、碰撞）
走滑盆地：剪切应力，热收缩，重荷作用
克拉通盆地：板内应力，壳－幔相变，热收缩等
1、沉降史的模型
Mckenzie纯剪切模型 均衡原理：
所 需 参 数
STRETCH
Flex: Present section and beta profiles
Flex Decomp: Layers 1 and 2 removed
正演
敏感性测试
Te＝3 km合适
沉降与充填史分析
一．沉降史 二．充填史
二、充填史分析 1. 充填史的影响因素
2. 不同类型盆地的充填史
盆地基底对负荷的响应可分为两种模式:
点补偿模式，又叫局部模式或Airy模式
面板补偿，即挠曲（flexure）模式
沉降史的模型
（2）Airy均衡模式
——点补偿
地幔软流圈之上的 岩石圈是由一系列 的上浮柱体所构成, 根据浮力原理，各 柱体表面力在地幔 某深度界面上达到 静水平衡。