盆地的动力学

地质科技情报第31卷 第5期Vol.31 No.5

2012年 9月GeoloicalScienceandTechnolonformationSe 2012ggyIp.

盆地动力学研究综述及展望

()中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室,武汉430074

解习农,任建业,雷 超

不仅可以揭示不同类型化石能源、沉积型层控矿产、砂岩型铀矿等资源的分布规律,为矿产勘探提供直接依据,而且可以为大地构造演化过程、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变提供丰富资料和详细证据。当代盆地分析不断从单一沉积学分析拓展到综合分析,从静态要素分析拓展到过程和动力机制分析。盆地动力学研究内容包括3部分,即以沉积学分析为主的盆地充填动力学、以构造地质学分析为主的盆地形成演化动力学和多学科交叉的盆地流体动力学研究。近1盆地动力学研究在深水沉0多年来,积学、高精度层序地层学、源-汇系统、源区剥蚀过程及其深部响应、大陆边缘盆地动力学及盆地流体动力学等方面取得了长足的进展。

关键词:盆地动力学;盆地沉积充填;盆地形成演化;盆地流体;源-汇系统蕴藏着丰 沉积盆地是人类最重要的资源宝库,

富的化石能源、沉积矿产以及水资源。正是基于人类社会对矿产资源的大量需求推动了盆地分析领域的快速发展,使得地质学家在多年研究沉积盆地及相关资源过程中形成了盆地分析理论和方法体系。沉积盆地分析不仅可以揭示不同类型化石能源、沉积型层控矿产、砂岩型铀矿等资源的分布规律,为矿产勘探提供直接依据,而且能为大地构造演化过程、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变研究提供丰富资料和详细证据。因此,沉积盆地分析为地球动力学研究提供了独特的研究方法,沉积盆地动力

1-3]

。学已成为当代地学研究的前沿领域[

摘 要:沉积盆地是地球系统的浅层组成部分,是壳-幔、岩石圈-软流圈两级圈层相互作用的浅部表现形式。沉积盆地分析

中图分类号:P618.130.2 文献标志码:A 文章编号:1000-7849(2012)05-0076-09

1 盆地动力学发展历程

为地质学中的重要领域,是地质学家以沉积盆地为对象,在多年研究沉积盆地及相关资源过程中所形成的理论和方法体系。从概念的开始提出到原理和方法系统化,已有数1沉积0年的历史。追根溯源,1.1沉积盆地分析早期阶段

[]

早在2古0世纪60年代初,Potter等4发表了《

[]

随后C沉积盆地岩性地层分析》中详onbeare5在《y

)沉积盆地分析(作sedimentarasinanalsisyby

盆地分析经历了3个阶段。

水流与盆地分析》专著,率先提出了盆地分析的整体思想,并强调古水流体系在盆地分析中的重要性。细论述了沉积盆地岩性地层分析及其系统编图方法。沉积盆地分析的早期发展主要属于沉积学范畴,地质家着重于研究盆地的沉积充填特征和盆地不同演化阶段的古地理重建。

沉积盆地分析和盆地动力学概念被广泛使用,

然而人们对其概念内涵的理解还有差异。在盆地分析中有的强调沉积作用,有的突出构造作用。沉积盆地不是一个简单的构造形迹或几何外形,而是一个被沉积物所充填的地质实体,因此,沉积盆地动力学可以理解为盆地内充填物(包括沉积充填和地层流体)形成过程、演化机制及其控制因素分析,既包括盆地沉积充填、地层流体形成演化及其控制机制分析,也包括直接控制和影响盆地沉积充填和地层流体的地球内、外动力地质作用及其动力学机制分析,是地球动力学的重要组成部分。笔者试图从盆地动力学发展历程入手,明确盆地动力学分析的内涵,进而系统综述盆地动力学领域最新研究进展。

收稿日期:禹华珍2012-07-22 编辑:

1.2沉积盆地分析综合研究阶段

随着板块学说的出现,给沉积盆地研究带来了深刻的影响。人们从岩石圈板块的相互作用中重新认识了沉积盆地的成因和演化,使沉积盆地分析这一学科从概念体系到研究内容都发生了巨大的飞跃。一些学者从板块构造与沉积的相互作用角度提

]6-8

,出了新的盆地分类[使得沉积盆地分析的内容和

方法日益体现了沉积学和构造地质学等多学科的综

;;基金项目:国家自然科学基金项目(教育部博士点基金项目(国家重大油气专项(91028009)[1**********]002)2011ZX05025-002-,:作者简介:解习农(男,教授,博士生导师,主要从事盆地动力学分析、海洋地质与资源研究。E1963— )[email protected]

);)湖北省自然科学基金重点项目(022008CDA095

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合。自2有关的国际会议不断0世纪80年代以来,

[]

召开,同时一系列新的著作相继问世,如Maill9主

[0]

、编的《沉积盆地分析原理》主编的《沉积Einsele1[1]、盆地:演化、相和沉积输入》主编Kleinsehn等1p[]

、的《盆地分析新进展》盆地分析Allen等1主编的《[2]

,原理和应用》主编的《盆地分析中的定量Lerche1

了全球范围内的研究,来自各国大学及研究机构的学者针对大西洋、中东、非洲、环太平洋以及南半球的沉

]27

,积盆地开展了一系列研讨,如环极地沉积盆地[非]28

,洲盆地及其大陆边缘沉降与隆升[墨西哥湾及拉

丁美洲与环太平洋盆地动力学,中东、亚洲-澳大利

]26

。近年来国际岩石圈计划资助亚沉积盆地动力学[

。另外,方法》包AAPG也组织编著了各类型盆地,括离散/被动大陆边缘盆地、克拉通盆地、活动大陆边缘盆地、前陆盆地和褶皱带、陆内裂谷盆地等系列

13-16]

。专著[

的TOPO-EUROPE计划开展的地球深部与地表过

]29-30

。此程研究也涉及到大量盆地动力学研究内容[

[1]-33

、的研究课题,如ESF-InteratedBasinStudies3g

外,欧洲研究基金会还资助了大量与盆地动力学相关

我国学者早在地分析,并形成了独20世纪具特色70年代末开始了断陷盆

的研究思路和方法体

系[17

]域的代表作,《断陷盆地分析与煤聚积规律。许多中国学者在陆相盆地和大型叠合》是当时这一领

盆地领域也出版了大量有特色的著作[

18-21]

.3沉积盆地分析蓬勃发展阶段—

——盆地。动力学研究阶段20世纪出,使盆地研究进一步深化90年代沉积盆地动力学学术思想的提

。态的(义和更具适应性的分类quasistatic)盆地分类应该走向更具动力Dickinson[22]

提出准静,盆地研究也应从盆地分类学意转向盆地形成过程的动力学分析,并指出盆地演化常常是多重作用的联合控制,是多种作用的复杂函

数。美国地球动力学委员会聘请以Dickinson[23]为首席科学家的专家组编写的《沉积盆地动力学》提出了具有前瞻性的沉积盆地研究纲要,突出了盆地分析的重大课题应与全球气候变化、流体流动和地球动力学密切结合。该纲要既强调了板块构造和地幔对流系统对盆地形成演化的控制作用,也强调了盆地流体以及盆地中古气候古环境记录的研究。显然,盆地动力学成为地球动力学研究的重要组成部分,更强调盆地形成演化中不同演化过程与动力学机制的理解。不难看出,从盆地分析到盆地动力学研究显示了研究重点从盆地基本要素及静态盆地分析转向盆地的过程、动力机制分析。

近的综合性研究20多年来,

许多国际机构开展了多个多学科项目,1989年3月,以美国地球科学家为首提出了1990—2020年为期大陆动力学”研究计划,其中大型沉积盆地

30a的具有科学

导向的“的成因和演化是重要的科学问题之一[24]

(In。由IUGS

csGte)(Ir资nnta助etrino的anta国ilUon际anlUiono岩石niofG圈n计oefGolo划egoidcealseSyciaenndGcese)o和phIyUs--

研究内容开展了持续phereProgramme,IL始几乎每年召开2P0)多年的研究将沉积盆地成因作为主要(InternationalLitho-,从251990年开

始,国际岩石圈计划以沉积盆地为主要研究任务开展

1次工作会议[-26]

。从2005年开

等U。

ROPROBEGeoRift[34-36

]、ESF-EUROMARGINS

近年来,我国实施了“华北克拉通破坏”和“南海深海过程演变”2个重大研究计划,其中盆地动力学分析是这些重大研究计划中的主要内容,相继涌现

出一批新的研究成果[

37-39

] 。盆地动力学研究内容

从沉积盆地分析历程可以看出,盆地分析不断

从单一沉积学分析拓展到综合分析,从静态要素分析拓展到过程和动力机制分析。因此,盆地动力学研究内容应包括以沉积学分析为主的盆地充填动力学、以构造地质学分析为主的盆地形成演化动力学和多学科交叉的盆地流体动力学研究。

.1盆地沉积充填动力学

盆地沉积充填分析就是研究盆地内充填物的内部构成、空间展布及其演变规律。一般而言,盆地充填物分析包括积作用过程分析2个内容:一是充填物的成因及其沉,也就是沉积体系分析的主要内容;

一是充填物的地层属性分析,强调充填物序列、地层格架及沉积体的空间配置,也就是层序地层分析的主要内容。近年来,层序地层学及精确定年技术提出了建立等时地层格架、确定盆地中沉积体系三维配置的理论与方法,大大推动了沉积充填动力学的研究。构造—地层学、事件地层学、层序地层学和地震沉积学等相关分支学科的密切结合,揭示了各类构造背景下发育的盆地构造格架和层序地层格架,更好地揭示了构造、海平面变化和沉积物补给等各种动力学因素的影响,也为资源勘查及有利储层及矿层预测提供了坚实的基础。

.2盆地形成演化动力学

沉积盆地形成演化分析就是研究沉积盆地形成演化同期及其后期变形、反转的动力学机制及其演变过程,包括盆地与板块构造格架和地幔深部过程的动力学关系,盆地发展演化各个阶段的动力学背景、控制因素及其对盆地沉积沉降、能量场等多个方面的影响,盆地后期变形与反转的构造样式及其表E1222isG

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现形式。许多沉积盆地的形成演化都是多重机制的联合,在盆地的不同演化阶段其主要控制作用各异,不同的区域地球动力学背景及复杂的板块活动重组事件往往形成复杂的盆地构造样式。

2.3盆地流体动力学

盆地流体是指盆地内任何占据沉积物孔隙、裂隙和在其中流动的流体。沉积盆地作为一个动力学演化的整体,随着盆地的形成而不断演化,地层流体形成并随之发生相应的流动,从而构成盆地演化过程中重要的组成部分。盆地流体分析就是试图揭示盆地流体活动以及相关的物理化学作用过程。盆地流体动力学研究可以理解为在沉积盆地范围内,通过对温度场、压力场和化学场等各种物理化学场的综合研究,在流体输导网络的格架下,再现盆地内流体运动过程及其活动规律的多学科综合的研究领

]40

。地质历史时期沉积盆地的形成和演化经历域[

科的综合研究,盆地动力学研究在以下诸多方面取得了突飞猛进的发展。

3.1深水沉积学进展

随着近年来海洋调查及深海油气勘探的深入,揭示了深海沉积作用的复杂性。深水区域不仅堆积丰富的重力流沉积物,而且发育丰富的洋流或等深扇研究。早在20世纪前半叶就发现深海粗粒浊流

]42

。起先仅限于砂质沉积,和浊积岩[随着20世纪

)。早期深水沉积研究仅局限于海底流沉积物(图1如巴西、墨西哥湾、西非、北90年代被动大陆边缘(

海)海底油气的勘探,发现了细粒浊流沉积广泛构成

43]

,海底扇的储集层[从而认识到除粗粒浊积岩以

外,还有富含泥质的细粒浊积岩发育。

近年来,深水沉积研究的突出进展体现在以下方面:①深水峡谷体系广泛发育于大陆边缘的陆架

[4]

陆坡和深海平原。H统计得出现今全球arris等4

了一个相当复杂的过程,同样地盆地内流体运动也经历了一个复杂的过程。盆地流体活动是控制盆地中物质演变和能量再分配的主导因素,对各类矿藏的形成、聚集具有关键的控制作用。大型层控型金属矿床形成过程中金属元素的活化、迁移和富集与盆地及深部的流体作用有关,油气生成、运移和成藏过程与盆地流体作用等有密切关系,因此,盆地流体分析成为油气勘探和某些层控型金属矿床勘探研究的重要手段之一。

大陆边缘大型海底峡谷多达5849条。深水峡谷是大陆向深海输入物质的重要通道,常出现在活动和被动大陆边缘以及岛弧附近,世界上大多数深海峡

]45-46

。深海峡谷可以作为深水沉谷都与大河口相连[

积物的主要运移通道,将滑塌、碎屑流和浊流等沉积(,)简称MT广泛发育于masstransortdeositsDspp

大陆坡及深海平原,在深海环境中由于重力失稳而导致大规模重力流的发生,由此产生大规模复合沉)、)积体,包括滑移体(滑塌体(和碎屑slidesluminpg流沉积(这些沉debrisflow)3种重力流沉积类型,

积物在地震剖面大多以杂乱反射、

弱振幅的极不连物从浅海搬运至深海环境中。②深水块体流沉积

3 盆地动力学研究新进展

沉积盆地动力学是当今沉积盆地理论研究领域

的主要趋向。近年来,由于矿产勘探的深入和多学

(据文献[

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“碎屑流”这些重力流沉积术语已经在地质学中特别滑移或者碎屑流沉积体所经历的沉积过程。但如果没有这些沉积物的岩心和测井资料,仅仅根据地震剖面上这些沉积体的地震反射特征,是不能判断这些沉积体属于哪种重力流类型的。因此,有些学者提出采用块体流沉积或块体流复合体来描述在地震剖面上大多以杂乱反射、弱振幅的极不连续反射甚]47

。已至空白反射地震相为特征的重力流沉积物[

续反射甚至空白反射地震相为特征。尽管“浊流”和是深水沉积体系中得到了广泛使用,用以描述滑塌、

一方面随着页岩气勘探的重视,从粗粒储层向细粒烃源岩延伸;另一方面突出了在高频层序框架下沉

60-62]

“,积体的精细刻画,地震沉积学”也就应运而生[

它是一门在地质模型指导下利用地震信息和技术研究有关沉积体的三维构成及其形成过程的学科,其研究基于三维地震、露头、岩心的联合反馈,重点在于识别沉积单元的三维几何形态、内部构成和沉积过程。地震沉积学在河流体系、海底扇的研究中取得了广泛的成功,成为继地震地层学、层序地层学之后研究沉积岩及其形成过程的一门新技术方法,并知规模最大的是挪威岸外的坡面积达00km3的沉积物,移动距离Storegg

a滑坡,体积[8]

在大陆边缘950,对陆坡体系沉积样式00km24。大规80模0k块m[49-体,

50

]流受影响的陆和陆坡沉积沉积发育演化具有重要的影响[51

]l。③超密度流(hyperpy

cnal形式ow,

,亦译为高密度流当入海河水中悬移物浓度达到一定限度就会)是深水重力流沉积另一重要产生超密度流。山区中小型河口在洪水季节,最容易形成这种超密度流。这种超密度流入海以后,还会形成海底峡谷(输送沉积物的通道su[

5b2

]m,地,年雨量逾3000mm。ar,台inec平湾均南an年部y

o输的n)沙高成量屏为35溪向00集深万水海盆洪水期河水入海后成为超密度流t,高屏峡谷(时快速输送沉积Kaopin,g是超密度流的典型Cany

on),,在洪切割陆坡形成的水[

5、3-台54

]风和地震或等深流作用是导致深海沉积物产生非重力驱动的。④洋流搬运和沉积的重要机制之一。等深流是沿大陆坡海底等深线呈水平流动的远洋底流,是一种顺陆坡走

向流动的底流,包括温盐环流和风驱环流[

55

]环流又称“输送洋流”、“深海环流”等,是一个依靠海。温盐水的温度和含盐密度驱动的全球洋流循环系统。等

深流是Heezen等[5

6]

对北大西洋陆隆沉积物研究之后首先提出来的。等深积岩(出[57

][8]contourite

)随后被提是海洋环境下和重力流沉积体系一样重要的沉积类。Stow等5

提出了等深流沉积体系,认为它型。在现代海洋中,常沿大陆边缘形成大型等深岩丘或等深岩席等一系列与等深流相关的沉积体。.2高精度层序地层学研究进展

20世纪90年代,层序地层学的概念和方法逐渐形成完整体系并成为油气勘探中一种广泛应用的技术。层序地层学突出地层序列中的各种关键性物理界面,特别是古间断面,并有效地建立沉积盆地的等时地层格架。这一技术方法体系已有效地用于不同类型储集体的预测。不同学者依据不同的资料来源,提出了层序地层分析方法及流派,背景或沉积盆地可以很好地应用[

在此领域已开始进入高精度层序地层学分析阶段。在特定的构造

59

]目前国际上,

已在油气勘探开发领域显示出极其巨大的潜力。.3沉积盆地源区剥蚀过程及其深部响应

研究沉积盆地物源区的剥蚀过程及剥蚀速率是沉积盆地分析的重要内容,特别是近年来发展起来的地球表层动力学,促使了对源区热构造事件及隆升剥蚀过程和盆山耦合关系的认识。在沉积盆地物源区研究中,尤其物源区为造山带的情况下,构造气候问题-地球表层过程的系统分析成为研究中的关键-[

63-64]

和剥蚀作用之间最强烈的相互作用。地球上起伏不平的山脉反映了构造抬升,尤其在活动汇聚山链中,山坡的垮塌、河流的下切、冲沟的形成及其他灾变事件,这些剥蚀作用控制了岩石圈表层岩石的分解和卸载,进而强烈地影响着变形作用的速率和方式。沉积盆地作为造山带物源区卸载物质的直接堆积场所,物源区的构造和剥蚀演化过程对盆地构造和沉积演化具有重要作用。对青藏高原构造隆升事件的低温热年代学研究表明,青藏高原新近纪强烈构造活动主要分布在青藏周缘的藏南、西昆

仑、阿尔金、藏东及川西等地区,并具有大体同时性,集中表现为13~8Ma期间和5Ma以来的两次快

速和重大隆升期[65-67]

具有很好的耦合关系,。

这一过程与盆地内快速充填

当今沉积盆地分析越来越重视地球深部作用过程与浅表层作用过程之间的关系。板块构造理论可合理解释板块边界的地球表层大型地貌单元,但在板块内部地貌单元特征的解释就遇到了较大的挑战。现有的研究表明,上地幔物质的塑性流动可对

地球表层地貌产生显著的影响[68]

冷却、收缩可形成海底大范围起伏的地貌,如大洋岩石圈的

[69

]学者认为地球浅表层正向和负向单元可由多种动力

。许多学机制形成,如造山作用[70]

地幔岩石圈的拆沉作用[71-72

]、榴辉岩地壳或克拉通掀斜[73]、俯冲作用导致大陆的]柱的撞击作用、全球地[幔流动导致的远程效应[74

和地幔75]

影响地球深部过程。。反之在剥蚀作用强烈地区,地球表层作用过程也可以,由于地表卸荷的均衡作用,地壳会发生反弹升高,而在沉积

物堆积地区则因地壳荷载而下沉[

76

]。303f3

80

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)简称S3.4源-汇系统(sourcetosink,2S--沉积物从山区剥蚀到河流搬运输送到汇水盆地(湖泊或海洋)经历了一个复杂过程,地表受到侵蚀的沉积物和溶解物质通过一系列相互连接的地貌环境单元,沉积或沉淀在洪积平原、海洋大陆架或深海平原上,这套相互连接的环境单元就构成了源-汇系统。源-汇系统分析就是研究从剥蚀区到沉积区各种外来的和内在的控制沉积物分散的各种因素共同作用导致的这套相互连接的环境单元的动力学过程及其响应机制。源-汇系统是地球系统科学中复杂的组成部分之一。大量的理论和野外实践研究证明源-汇系统分析必需综合考虑沉积物从物源区到沉积区的整个过程,并且与构造和气候等因素紧密

(或沉积物路径过程(sedimentroutinstem)sedgsy-[]77-79

)。早期沉积盆地源-imentroutinrocessesgp汇系统研究中,往往过于强调对盆地现今构造格架和沉积物的研究,而忽视了盆地物源区风化剥蚀过程、沉积物搬运和分配,导致在盆地沉积充填模拟中出现许多不确定性。源-汇系统认为盆地分析不仅需研究物源区和沉积区两个端元,而且还需要强调地球表层沉积从物源区剥蚀,通过河流等搬运并在沉积盆地沉积聚集3个相互紧密联系的次级过程的研究。因此,一个典型的源-汇系统包括3个次级)

。系统,即剥蚀区域、搬运区域和沉积区域(图2

联系起来,这样一个过程被定义为沉积物路径系统

Fi2 Summarftheusedparametersandmainarchitectureelementsinthesourcetosinksstemg.yoy-- 源-汇系统研究构成了沉积学领域一个新的方

]81

,也是美国《向[MARGINSProramScienceg

物搬运过程、通道和通量的时空变化特征及其对沉积地层形成的作用和贡献。

基于沉积物路径系统,通过计算沉积盆地沉积物体积可以为物源区的地质过程(气候变化和构造

[84]

隆升过程)的认识提供证据。Zhang等通过计算

]80

图2 源-汇系统的主要构成要素以及描述源-汇系统模型常用的参数[

(》洋陆边缘科学计划2所确定的4Plans2004004)

]82

。该计划提出源-汇系统个主要研究领域之一[

研究任务包括沉积物和溶解质从源到汇的产出、转换和堆积,物质侵蚀、转换过程的反馈机制,全球变化历史记录和地层层序形成。这项计划选择了2个规模较小的流域—近海体系,即巴布亚新几内亚的Fly河和巴布亚湾以及新西兰北岛活动边缘的

Waiaoa河与陆架作为主要研究区域。源-汇系统p,计划至少研究1目前在巴布亚湾的研究已经取0a

83]

。同样,得了多项成果[在欧盟第五框架协议的资

全球范围内主要的活动和稳定山脉周围沉积盆地自新生代以来的沉积物提供量,发现在4~2Ma期间沉积物沉积速率增大,且颗粒粒度明显变粗,表明物源区剥蚀速率增大,剥蚀作用增强;由此推断沉积区沉积速率增大可能是4~3Ma以来频繁的冰期和3.5大陆边缘盆地动力学

大陆边缘是洋陆两大巨型地质、地貌单元的过渡地带以及地球物质循环交换的主要地区,大陆边缘板块活动剧烈、岩石圈变形强烈、地震活动频繁,汇集了全球9蕴含了丰富的海洋资0%的沉积物,源。不仅受到学术界的高度重视,也受到各国政府和产业部门的高度关注。近年来,InterMARGINS

]85

。间冰期气候变化所致[

助下,欧洲9个国家20多个实验室和研究组织结合)国际大陆计划(和综合大洋钻探计InterMARGINS划(发起了EIODP)UROSTRATAFORM计划。

该计划的目的是了解从源到汇的沉积系统,理解和模拟地中海和北大西洋边缘由河流经浅海陆架和峡谷到深海的无机和有机颗粒的搬运过程,确定沉积

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81

和IODP将大陆边缘盆地动力学作为重点研究方向,许多国家和区域组织相继建立了自己的大陆边缘大型科学计划,如欧洲大陆边缘计划(EUO-)、、美国大陆边缘计划(英MARGINSMARGINS)

国大陆边缘3挪威大陆边缘研究网络计划D研究、以及澳大利亚大陆边缘计划等。大陆边缘张裂过程及其边缘盆地形成演化研究涌现了大量研究成

86-88]

。果[

的内部构成将带来资源勘查的更大发展。

()地球动力学的快速发展将大大推动盆地动1

力学发展。近1围绕地球动力学的国际重0多年来,大计划的实施大大深化了盆地动力学的认识,如大、陆动力学计划、国际岩石圈计划(国际大陆边ILP)“、“,华北克拉通破坏”南海深海过程演变”这些重大计划的实施,无疑为盆地动力学研究提供了许多相关信息和丰硕成果,特别是深部过程的突破,使得人们更宏观地从地球动力学角度审视沉积盆地的形成,缘计划(还有我国重大研究计划InterMARGINS)

澳板块的交汇地带,其演化受控于洋、陆板块的相互我国的海域位于欧亚板块、太平洋板块和印-

作用,是全球构造运动最为活跃的地带之一,也是地球系统动力学研究的前缘与热点地区。作为区域特色,在总体汇聚的区域板块构造动力学背景下,我国海域形成了主动型、被动型和走滑型大陆边缘的规律分布和有机组合,从中生代到新生代经历了从主动到被动大陆边缘、又从被动到主动大陆边缘的多次转换过程,岩石圈表层发育了各种成因类型的沉积盆地。1999年由我国科学家领衔的南海大洋探,紧接着的国家“973”项目,钻2011年国家自然科学基金南海深海研究重大计划和多次国际、国内的专题考察航次,使得我国海域成为国际海洋科学研究的聚焦区。通过多学科联合研究,中国东部在总体板块汇聚挤压大背景下陆缘张裂机制,大陆边缘从中生代安第斯型到新生代西太平洋型的性质转换,南海北部大陆边缘从主动到被动大陆边缘的转换过程及其与青藏高原快速隆升之间的关系等一些重要的基础理论问题研究方面取得了显著进展[

88

].6盆地流体研究进展

。盆地流体活动作为控制盆地中物质演变和能量再分配的主导因素,对层控矿床、油气聚集起了关键性的控制作用,一直是国内外地质学家关注的重点,地质流体动力学研究已列入我国,盆地流体研究在地质流体的21世纪的重大优先研究领域。近年来大规模运动与造山带演化的耦合关系、金属-水-岩石的相互作用(metal-h-烃类

[8y9-9dr]ocarbon-water-力与断裂破裂过程的耦合机制ockinteraction

,简称MHWR)2

[93]

活动规律

[94-95

]、超压体系内流体、断裂带流体压体的四维监探技术等方面取得了大量丰硕的成果、含油气系统中流体输导网络、盆地流

。

盆地动力学研究展望

沉积盆地动力学是当今沉积盆地研究领域的主要趋向,其目的在于认识盆地成因,揭示其全部演化历史中的动力学过程。已取得的成就源于资源勘查的驱动,源于多学科联合研究和新技术的使用,同时,应用新理论和新技术重新观察和审视沉积盆地

与演化过程展。(。

早期盆地动力学模拟是从盆地的地球物理模型2

)盆地动力学将从定性到定量动力学模拟发开始的,McKenzie于1978年提出的拉伸盆地纯剪模式定量地探讨了盆地沉降、岩石圏减薄、软流圈上隆以及相应热体制之间的定量动力学关系。随后许多学者进一步提出了拉伸盆地的不同模式。基于地幔对流模型的计算机模拟技术为定量地认识盆地形成演化过程提供了可能性,依据正反演对比和约束的有限元数值模拟技术可以再现盆地的形成与演化

过程[96]

拟也取得了巨大的进展。此外,针对盆地有关参数的定量动力学模

,早期的一维模拟针对沉降史、热历史、有机质成熟的排烃研究已在石油界成功

地普及,目前的三维模拟系统则重点解决流体的运动和油气运移精度的三维成像技术(3

),高精度地球物理技术和方法不断更新由于其难度高尚处于探索过程。、地震层析成像技术等一系列。高研究地球内部的地球物理技术不断创新,使得整个地球的内部结构影像分析精确度正日益提高。近年利用天然地震和地球环境噪声进行表面波成像技

术[97]为从地表到地幔岩石圈的速度结构以及深部

动力学参数反演提供了可能。遥感、究地球表层的技术也不断应用于地表形变分析GIS、GPS等研。在盆地和油气领域,许多高精度的地球物理技术提供了盆地整体结构的细节,成为研究盆地地层格架和

构造格架最必要的基础[

98]

具重要意义的是三维地震及其配套技术。近代在油气,勘如三维可探中最视化等。目前三维地震技术已成为正确识别圈闭和储集体的最有力工具地动力学更深入的理论研究和总结(。

4

)国民经济对能源需求的快速增长将带动盆。目前我国油气资源在供求关系方面正面临严峻形势,在寻求多种渠道解决国民经济对能源需求快速增长的同时,最关键和最根本的问题仍然是找寻大型油气田和页岩气、煤层气等新的油气勘探领域。找寻大油气田最关键的是在盆地中识别富生烃凹陷及其所控制的油气系统,没有富生烃凹陷就没有大油气田赖以形成

3r4

82

地质科技情报

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