[科普中国]-盆地沉积学编图系列

简述

盆地分析工作中图件的编绘是进行盆地分析的必要手段，编图的目的是为了反映盆地分析的各项基本内容，盆地分析的编图必须紧密围绕盆地分析的主题和基本内容。盆地整体分析目前已经形成了比较完整的理论和概念体系，这就需要一整套与之相适应的编图系列和流程以能够反映盆地形成与演化等特征及过程。

研究历史1977年，P.E.Potter、F.J.Pettijohn在《古流和盆地分析》一书中首次提出了“把盆地作为一个整体进行研究”的基本思路，比较系统地总结和概括出研究一个沉积盆地的分析流程和方法。要求对沉积盆地进行岩相分析、古流分析、沉积物分散类型分析和构造背景分析，最后再造出盆地沉积的古地理环境。1979年，C.E.B.Conybear在《沉积盆地的岩石地层分析》一书中进一步发展和丰富了盆地分析的基本理论和思想，系统总结和进一步完善了盆地分析的各类配套图件的编制规程和应用解释方法，补充提出了盆地分析的许多重要术语和概念、研究方法和表达方法。

20世纪 80年代以来以勘探资源为目的的盆地分析是对盆地中的沉积岩层进行地层学、构造学和沉积学研究，其最重要的结果是揭示一个沉积盆地的古地理演化，并指出盆地分析就是将沉积盆地作为实体进行地球动力学综合研究(Allen等，1990)。

近年来，由于新理论、新概念、新技术、新方法在盆地分析中的引入，尤其是计算机技术和地球物理技术的迅猛发展，大大促进了盆地分析理论和技术的发展，并逐渐走进了数字盆地时代。

盆地整体分析主要包括盆地的区域背景研究、基本格架研究、沉积学研究、构造学研究、盆地演化及资源预测。为了完成盆地分析研究任务，达到为勘探资源服务的目的，必须编制种类齐全的一整套图件。

根据近年来盆地分析的实践经验，按照盆地分析的基本内容及步骤，将盆地分析的基本流程编制成框架图。归纳为盆地内部沉积、构造演化、热演化分析、盆地背景（周缘及深部）条件和盆内资源的预测等相互联系的几个方面。1

盆地区域背景及基本格架研究的编图系列盆地区域背景研究及基本格架研究，主要是了解盆地的区域构造位置、盆地的三维几何形态、盆缘性质、地层 -构造格架及演化历史。为了达到这一目的，需要获取必要的地质和地球物理资料，编制高质量的区域地质图、盆地地形地质图、盆地综合地层柱状图、地层对比剖面图、盆地构造平面图、盆地构造 -地层剖面图(纵、横向)、盆地构造格架图(古、今)、盆地地层 -构造格架图(古、今)、盆地充填序列图、盆地充填地层等厚图、盆地基底古地形图、盆地古地质图等。下面简要介绍一些常用图件：

1.地层 构造格架图

盆地构造格架图主要反映已经形成了的盆地基底的构造形态和性质，包括基底的隆起、坳陷、基底断裂、同沉积断裂和后期主要断裂的性质和形态。盆地地层格架图着重反映盆地内部各地层单位或层序的形态、厚度变化、堆积性质、相互关系和组合形态。由于地层格架主要受盆地基底形态和活动性质的控制，两者的相关性强，因此常常将构造格架和地层格架编制在一张图上。

2.盆地充填序列图

盆地充填序列图，主要表现一个盆地或一个盆地的某一地段(通常是大的岩相带)充填物的性质、结构、演变序列特征和成因，一般具有模式化特征，在该盆地或该地段(岩相带)具较强的代表性，并具有清楚的古构造、古地理方面的成因意义，能较好地表现盆地在构造、沉积或海水进退规程的控制下所形成的充填序列的演变特征。

3.构造等高线图

构造等高线图的编制可以盆地内某个标准层基准面的高程编成等值线图，以表现盆地现今的基本构造形态，特别是表现盆地的外形褶皱形态和主要断裂的位置及展布方向。

4.盆地基底不整合面古地质图

不整合面古地质图，是剥去盆地盖层，勾绘出盆地基底地质构造格局、构造形态的一种分析图件。

5.盆地盖层或大地层单位等厚图

盆地地层等厚图，是根据各控制点地层厚度编制而成的一种等值线图。其目的是为了宏观地表现盆地及其内部次级构造单元的空间几何形态及其厚度分布的概况，为盆地构造和古地理分析提供依据。1

盆地沉积学研究的编图系列盆地的沉积学研究的内容很多，涉及面广。其目的是通过研究盆地的沉积序列、沉积相、沉积模式、沉积体系特征、古流向及分布样式，再造盆地沉积充填过程和沉积环境。下面从编图单元和编图技术入手给予介绍。

(一)盆地沉积学研究的编图单位

沉积盆地的演化具有阶段性，每个阶段的古地理面貌可以相似，也可以完全不同。盆地的阶段性通常是通过等时地层单元表述的。等时地层单元可以是层序地层学中的任何一级地层单位，如一级层序、二级层序、三级层序、小层序组或小层序等，也可以是传统岩石地层学中的任何一级地层单位，如群、组、段或亚段等。实际上，等时地层单元也正是盆地古地理重建过程中首先需要选择的编图单位。

在盆地分析中，把同一时期(即一个等时地层单位内)发育形成的各类沉积体系的空间配置面貌称之为沉积体系域(depositionalsystemstracts)，所以盆地古地理重建实际上等同于沉积体系域重建。

例如，美国海湾盆地始新世沉积体系域就显示了一种沿盆地倾向的演变序列，即由 Mt.Pleasant河流沉积体系→Rockdale三角洲沉积体系的迅速演化(右图)。我国东北地区的霍林河断陷盆地 17煤组底部的沉积体系域，则显示了冲积扇 -扇三角洲沉积体系发育于盆地的活动边缘;小型三角洲体系发育于盆地的稳定边缘;河流体系位于小型三角洲体系的上游地带;浅湖沉积发育于盆地中心(李思田等，1982)。我国西南地区晚二叠世的体系域则具有由冲积 －湖泊组合→三角洲组合、三角洲 －障壁潟湖组合→碳酸盐台地及边缘礁堆积→硅质碳酸盐和重力流沉积自然过渡。

在一个沉积盆地中，如果按照一定的精度对逐个等时地层单元进行古地理的重建，人们就能获得对该盆地沉积充填演化史的正确理解，以及对有益矿产资源的准确预测。

(二)盆地沉积学研究的编图系列

一般来讲，沉积相柱状图、沙体图、剖面图和古环境图是必须的图件。

1.沉积相柱状图

沉积相柱状图是盆地充填 序列柱 状图的组成部分，一个 沉积相柱状图表示沉积体系、相 组合或 岩石 成因标 志和 物性在 垂向 上的组 合特征。

2.沙体图

沙体图能够反映沉积体系或沉积体系域中骨架沉积物的空间分布与几何形态。实际工作中通常编制两种图件：砂岩累积等厚线图和含砂百分率图。砂岩累积等厚线图表现所研究的等时地层单元中全部砂岩厚度总值的变化趋势。含砂百分率图表现所研究的等时地层单元中砂岩总厚度占地层总厚度百分率的变化趋势。

编制沙体图应综合利用地表露头资料、古流向资料、地下钻探资料和反射地震剖面资料。要求有足够的数据点，且分布基本均匀。

编制这类图件的前提条件是依靠标志层对研究区内的沙体进行正确的对比，要确保每个数据点的数据来自于同一个编图地层单位。在统计砂岩厚度时，砂岩的粒度视研究区的具体情况而定，可以包含细砂岩、中砂岩、粗砂岩、含粒砂岩和砾岩等，应以最清晰地圈定沙体形态为目的。

3.剖面图

剖面图以反映沙体的几何形态及其与围岩的关系为目的。剖面线位置的选择一般考虑两个方向：垂直古水流方向和平行古水流方向。因而，只有在沙体图编出之后，而且明确了沉积体系的基本展布 规律后，剖面图的位 置才能最 终确定。

编制剖面图时，基准线的选择非常重要，通常有三种方法：

第一，以上覆标志层为基准线。

第二，以砂质沉积物的表面为基准线。

第三，以沙体下伏标志层为基准线。

差异压实作用在一定程度上可以歪曲沙体原始的沉积形态，这时对与沙体同生的标志层的识别和对比显得非常重要，可以利用同生标志层的形态判别沙体的形态。

4.古环境图

古环境图的编制一般分三个步骤：

第一，首先确定研究区骨架沙体的基本形态。沙体图和剖面图的编制是重建古地理面貌最为重要的基础部分，我们通常利用沙体图中厚砂体分布带或高含砂率带来解译沉积体系中（复合）骨架沙体的空间位置，相反的区域（即薄沙体分布带或低含砂率带）则是泥岩分布区域。

第二，需要了解骨架沙体的成因及其空间上的成因演化，以便标明古沉积环境（沉积体系）。进行沉积体系分析首先应该回答的问题就是对沉积体系类型的判别，在一个沉积盆地中，沉积体系的类型可以横向或纵向演变，所以对同一张沙体图中不同位置骨架沙体的成因解释可能是不同的，它们在上游可能是河流的，但到下游可以演化为三角洲。同样的道理，对不同位置泥岩成因环境的标注也不同。

第三，需要用形象的符号、颜色表示不同的环境。1