本發(fā)明屬于原始盆地恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改造型斷陷盆地原始沉積面貌恢復(fù)的方法。

背景技術(shù)：

沉積盆地是地球表面分布面積最廣的重要構(gòu)造單元，也是油氣、煤等沉積礦產(chǎn)聚集的場(chǎng)所。改造盆地又稱殘留（余）盆地、構(gòu)造盆地等，是指盆地成盆期原始沉積面貌在后期遭受較明顯改造的沉積盆地（劉池洋等，1999；張抗，2000）。盆地作為地史時(shí)期形成的具有特定空間結(jié)構(gòu)的沉積實(shí)體，形成后往往會(huì)遭受不同程度的改造破壞，時(shí)代愈老，改造愈強(qiáng)。后期改造強(qiáng)烈而普遍是中國(guó)沉積盆地的顯著特點(diǎn)之一（劉池洋等，1996）。改造盆地提出后在國(guó)內(nèi)外油氣、煤炭等能源礦產(chǎn)勘探等方面發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。

斷陷盆地是形成于伸展構(gòu)造環(huán)境的典型盆地，如渤海灣、南襄、江漢、中國(guó)近海的東海、珠江口等盆地，均屬此種類型。斷陷盆地的原油產(chǎn)量占目前全國(guó)總產(chǎn)量的50%以上。斷陷盆地具有多凹多凸、結(jié)構(gòu)多變的特點(diǎn)，其中的油氣藏具有類型豐富，成藏條件復(fù)雜的特點(diǎn)。特別是發(fā)生在斷陷期的改造作用，往往不易被識(shí)別，引起對(duì)凹陷結(jié)構(gòu)、盆地原始沉積面貌認(rèn)識(shí)的混淆，從而阻礙了對(duì)該類盆地石油地質(zhì)條件分析和油氣勘探。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了加深對(duì)斷陷型盆地的認(rèn)識(shí)并提高油氣勘探成效，本發(fā)明提出一種改造型斷陷盆地原始沉積面貌恢復(fù)的方法，首先要厘定盆地屬性，進(jìn)而再恢復(fù)原始盆地，揭示改造過(guò)程，原始沉積面貌的恢復(fù)作為改造盆地研究當(dāng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，應(yīng)充分重視后期改造和沉積建造兩個(gè)方面，即立足現(xiàn)今殘留型盆地，從現(xiàn)今盆地區(qū)域構(gòu)造格局和殘存沉積建造兩方面地質(zhì)實(shí)際出發(fā)，從沉積盆地的整體入手，突出改造演變的動(dòng)態(tài)思維，由今溯古，由果及因，多方信息綜合分析，相互印證，來(lái)達(dá)到重塑盆地發(fā)育至今所經(jīng)歷的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，恢復(fù)盆地發(fā)育時(shí)的原始沉積范圍。在后期改造過(guò)程反演方面，要立足盆地整體，明確后期改造的形式、期次及強(qiáng)度，搞清盆地周鄰山系與盆地發(fā)育、改造的耦合關(guān)系。在原始沉積建造規(guī)模的恢復(fù)方面，應(yīng)以殘留盆地整體分布區(qū)為基礎(chǔ)，對(duì)比周鄰零星分布區(qū)與其之間在地層特征、沉積環(huán)境、物源信息、地層上下接觸關(guān)系等方面的異同和關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上作出二者原始沉積關(guān)系的判別和原始盆地規(guī)模的估量。沉積盆地的演化與改造是極為復(fù)雜的地質(zhì)過(guò)程，恢復(fù)缺失的地質(zhì)實(shí)體難度大，挑戰(zhàn)性強(qiáng)，需綜合運(yùn)用多方面的資料，需多方證據(jù)相互約束，彼此印證，方能取得接近客觀的認(rèn)識(shí)。對(duì)于斷陷型改造盆地，往往經(jīng)歷了后期的坳陷沉降作用，通常情況地表露頭較少，這就需要研究工作中充分利用地震資料、鉆井測(cè)井資料和巖心樣品測(cè)試這三方面的信息，充分發(fā)揮三者之間的協(xié)同配合作用，這是本專利申報(bào)內(nèi)容的特色。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種改造型斷陷盆地原始沉積面貌恢復(fù)的方法，包括以下步驟：

1）改造盆地的界定，判斷一個(gè)盆地是否經(jīng)歷了后期改造，從地層邊界、上覆下伏地層接觸關(guān)系、沉積相帶展布、地層厚度變化來(lái)考量，判斷是否遭受改造，或未改造（如圖2）；

2）盆地構(gòu)造-改造的表征與恢復(fù)：

a、成盆期區(qū)域構(gòu)造格局，用動(dòng)態(tài)的思維去理解盆地的演化和改造過(guò)程，將原始盆地置于其發(fā)育時(shí)期的古構(gòu)造背景，區(qū)域構(gòu)造背景方面的包括原始盆地所處的大地構(gòu)造位置，所在塊體的規(guī)模，周鄰盆山相互關(guān)系，深部作用的有無(wú)和表現(xiàn)，探討區(qū)域構(gòu)造背景及演化歷史，可為恢復(fù)原始盆地沉積面貌提供必要的約束；

b、后期改造的表征，由于地殼差異抬升、構(gòu)造擠壓、伸展走滑作用，導(dǎo)致沉積實(shí)體建造的剝蝕，即為盆地的后期改造，若經(jīng)過(guò)多期次不同作用的迭加，則改造作用更為復(fù)雜，改造形式、期次和強(qiáng)度是表征后期改造特點(diǎn)的3個(gè)主要指標(biāo)，將后期改造的形式歸納為抬升剝蝕、疊合深埋、熱力改造、構(gòu)造變形、肢解殘留、反轉(zhuǎn)改造、流體改造和復(fù)合改造8種類型；

c、后期改造的恢復(fù)，對(duì)于多期次、多類型的后期改造，首先要厘定每個(gè)期次改造的樣式和強(qiáng)度，然后由新往老，逐構(gòu)造層恢復(fù)，在地震剖面和地表露頭上，可以通過(guò)各構(gòu)造層的變形樣式、協(xié)調(diào)性、不整合面的發(fā)育情況、削截現(xiàn)象的發(fā)育情況、來(lái)確定改造樣式和強(qiáng)度，對(duì)于強(qiáng)烈擠壓變形、錯(cuò)斷或長(zhǎng)距離位移的同期地層實(shí)體，進(jìn)行構(gòu)造變形和位移恢復(fù)，對(duì)于肢解殘留性盆地，則要明確現(xiàn)今缺失地層的地區(qū)，判斷地層沉積時(shí)便存在的古隆起區(qū)還是后期抬升的產(chǎn)物，通過(guò)以下3種方法來(lái)進(jìn)行后期改造的恢復(fù)：

①古地質(zhì)圖的編制及其地質(zhì)指示，某一地層與下伏和上覆地層的接觸關(guān)系，反映其沉積背景與后期所經(jīng)受的改造程度，在沉積盆地內(nèi)部，相鄰時(shí)代地層常為整合接觸，反映連續(xù)沉積，地勢(shì)低洼，以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主；而在盆地邊緣，地層的接觸關(guān)系多為不整合，表現(xiàn)為上部地層的上超現(xiàn)象，當(dāng)盆地沉積范圍較大時(shí)，地層接觸關(guān)系可為恢復(fù)原始沉積范圍提供依據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量鉆井和露頭地層接觸關(guān)系，編制目的層沉積前、沉積后古地質(zhì)圖；

②構(gòu)造變形、位移的恢復(fù)，平衡剖面恢復(fù)技術(shù)平衡剖面恢復(fù)技術(shù)是根據(jù)物質(zhì)守恒定律而推出的，分正演法和為反演法，前者是指從未變形的狀態(tài)，向變形后的剖面模擬的過(guò)程，后者是指從復(fù)雜的解釋剖面入手，按照順序依次將變形的剖面恢復(fù)到未變形的狀態(tài)，并對(duì)所恢復(fù)剖面的合理性做出檢驗(yàn)，根據(jù)地殼變形規(guī)律和物質(zhì)守恒定律，可以推導(dǎo)出體積守恒、面積守恒和層長(zhǎng)守恒的一系列平衡剖面恢復(fù)的幾何法則，對(duì)不同的構(gòu)造環(huán)境，上述各種幾何法則均有一定的應(yīng)用前提條件，體積守恒的前提是變形體在變形過(guò)程中的體積沒(méi)有變化，發(fā)生變化的僅僅是形狀，面積守恒只考慮在平行于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向上的應(yīng)變，即假定在走向方向巖石沒(méi)有變形（同時(shí)滿足體積守衡的條件），層長(zhǎng)守恒又是在面積守恒的條件下假定地層厚度不變的條件的守恒（如圖3）；

③采用裂變徑跡熱年代學(xué)方法，結(jié)合其他熱年代學(xué)方法得到更為準(zhǔn)確詳細(xì)的冷卻歷史和構(gòu)造的抬升歷史，最后應(yīng)用于古構(gòu)造的恢復(fù)；

3）盆地沉積建造的恢復(fù)：

a、經(jīng)行同期地層結(jié)構(gòu)、層序特征對(duì)比，在古構(gòu)造格局恢復(fù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注目的層的沉積實(shí)體建造，首先要確定地層的時(shí)代歸屬，進(jìn)而建立目的地層等時(shí)對(duì)比格架，為原始盆地沉積古地理的統(tǒng)一性分析提供了等時(shí)性依據(jù)，通過(guò)鉆井、測(cè)井和露頭剖面分析，對(duì)周鄰殘存地層的巖性、厚度、上下接觸關(guān)系、分布情況及其生物化石組合特征及地層時(shí)代等分別進(jìn)行剖析；同一原始盆地是在單一動(dòng)力學(xué)機(jī)制作用下產(chǎn)生的，其經(jīng)歷的構(gòu)造沉降、氣候變化、基準(zhǔn)面升降變化及沉積-充填過(guò)程應(yīng)具有一致性，因而層序地層學(xué)的思路和方法可供原盆恢復(fù)借鑒，可利用同期地層的旋回結(jié)構(gòu)對(duì)比、分段性、特殊巖性?shī)A層（海相地層、煤層等）的發(fā)育特征等提取原始沉積相關(guān)聯(lián)的信息，現(xiàn)今連續(xù)分布的殘留地層，顯然屬于同一原始盆地；現(xiàn)今分隔開來(lái)的殘留地層，可能屬于同一個(gè)原始盆地也可能不是；

b、沉積相及其配置關(guān)系對(duì)比，在等時(shí)地層劃分對(duì)比的基礎(chǔ)上，從各殘留實(shí)體的沉積特征出發(fā)，分析沉積相帶的空間展布及演化特征，利用露頭和鉆測(cè)井資料，分析巖相特征，并結(jié)合巖電組合特征、古生物化石、沉積厚度，對(duì)同期地層沉積相類型進(jìn)行解釋，在此基礎(chǔ)上，編制地層厚度、砂巖厚度、砂巖百分含量，殘留地層區(qū)沉積相平面分布圖、沉積相剖面對(duì)比圖等基礎(chǔ)性圖件，剖析周鄰?fù)诘貙拥某练e特征及其演化規(guī)律；

c、采用物源綜合分析，物源分析在示蹤造山帶隆升剝露過(guò)程和盆山系統(tǒng)間的物質(zhì)交換過(guò)程、重塑沉積盆地古地貌及古河流體系、判識(shí)母巖性質(zhì)和源區(qū)構(gòu)造背景具有以下方法：

①、古水流分析方法,根據(jù)古水流的分布型式，判別各殘留盆地是否具共同的物源區(qū),推測(cè)盆地的形態(tài)和邊界；

②、巖石學(xué)、礦物學(xué)分析方法，通過(guò)碎屑巖中的碎屑組分和結(jié)構(gòu)特征能直接反映物源區(qū)和沉積盆地的構(gòu)造環(huán)境，根據(jù)陸源碎屑組合可以推斷物源區(qū)母巖類型，及分析礦物的含量及比值、化學(xué)組分及類型、光學(xué)性質(zhì)等，用特定圖解可進(jìn)行源區(qū)構(gòu)造環(huán)境判識(shí)；

③、沉積地球化學(xué)分析方法，鋯石顆粒在搬運(yùn)和成巖過(guò)程中具有非常高的穩(wěn)定性，沉積巖中的碎屑鋯石年齡能夠直接用來(lái)和潛在的母巖結(jié)晶年齡進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)實(shí)測(cè)盆地內(nèi)碎屑巖單顆粒鋯石年齡，與盆地周緣毗鄰山體所出露巖體的年齡進(jìn)行對(duì)比，判斷某時(shí)期盆地沉積物源區(qū)的方向性和相關(guān)性，并揭示不同時(shí)期盆地源區(qū)性質(zhì)的變化過(guò)程；

4）在對(duì)改造盆地后期改造過(guò)程重建和沉積實(shí)體關(guān)聯(lián)性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行盆地原始沉積面貌的恢復(fù)，包括邊緣相帶的追索和地層剝蝕厚度恢復(fù)兩個(gè)方面：

a、邊緣相帶追索，邊緣相帶可通過(guò)地震資料、鉆井、測(cè)井資料和露頭資料進(jìn)行綜合識(shí)別，對(duì)邊緣相帶經(jīng)后期改造而缺失的盆地，則通過(guò)回歸粗碎屑百分比定量計(jì)算公式，可以外推原始盆地的沉積邊界，其原理為，從物源區(qū)到較深湖區(qū),隨搬運(yùn)距離加大，砂礫巖層的厚度逐漸減小，而且在一定地區(qū)砂礫巖厚度和搬運(yùn)距離之間應(yīng)當(dāng)有一定關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)計(jì)本區(qū)鉆遇中生界各井的砂礫巖厚度數(shù)據(jù)，建立研究區(qū)目的層砂礫巖厚度與搬運(yùn)距離之間的關(guān)系式，進(jìn)而外推沉積邊界，該方法適用于勘探程度高、資料點(diǎn)較密集的地區(qū)，具體計(jì)算公式如下：

含礫碎屑巖百分比=（礫巖厚度+砂礫巖厚度+礫狀砂巖厚度+含礫砂巖厚圖）/地層厚度×100％；

b、層剝蝕厚度的恢復(fù)，斷陷盆地受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造導(dǎo)致原始地層的剝蝕，其被剝蝕的地層與現(xiàn)存地層有一定的沉積聯(lián)系，遂采用“趨勢(shì)厚度法”對(duì)剝蝕地層進(jìn)行恢復(fù)，其原理及方法步驟為：

①找出地層剝蝕原點(diǎn)a’，通常受地震剖面長(zhǎng)度限制，未剝蝕地層和剝蝕地層的準(zhǔn)確界面難以確定，一般選取剖面上最接近盆地中心的視剝蝕原點(diǎn)a’；

②確定地層變薄率，由視剝蝕原點(diǎn)a’向盆地方向找出地層厚度相對(duì)穩(wěn)定變化的層段,并選取b點(diǎn)(地層厚度穩(wěn)定變化起點(diǎn))，量出a’b的距離l，a’點(diǎn)和b點(diǎn)下方的視層段厚度h和h，利用下式（1），求出變薄率k；

k=（h-h）/l×100%式（1），

③剝蝕地段原始厚度計(jì)算，由視剝蝕原點(diǎn)a’向被剝蝕地段確定求算點(diǎn)c1、c2、c3、…、ci和各點(diǎn)到b的距離l1、l2、l3、…、li，利用式（2）求出各點(diǎn)地層原始厚度(hi)；

hi=h-k×li(i=1,2,3…,

④剝蝕厚度計(jì)算，利用各點(diǎn)的原始厚度(hi)減去各點(diǎn)的殘留厚度(hi)，即得出各點(diǎn)的剝蝕厚度hbi如式（3）所示，

hbi=hi-hi(i=1,2,3…,)式（3），

層段的選擇要在一定范圍內(nèi)可追蹤且地層上下界面要容易識(shí)別，當(dāng)研究地層較厚時(shí)，如果下部為上超充填的地層，則要去除上超部分；如果研究剖面中部有較大的隆起，則要在其二側(cè)分別尋找識(shí)別層段，并分別求取變薄率。

所述的是否未遭受改造，或已遭受改造，判斷方法如下所述：

a、未遭受改造的盆地其原始沉積面貌具有以下特點(diǎn)：

①、沉積相帶保存完整、連續(xù)，不論是何種成因類型的盆地，平面上，其沉積相帶一般是從盆緣的邊緣相（沖積扇、扇三角洲等粗粒沉積）過(guò)渡到?jīng)_積平原的河流相，再到河口三角洲或?yàn)I岸過(guò)渡相、最后匯聚到中心相區(qū)（湖泊或海洋）；

②、地層的厚度往往是漸變的，堆積中心（地層堆積最厚的部位）可以和沉積中心分布位置一致，也可以不同，取決于原始盆地的類型；

③、在地震剖面上，未遭受改造的盆地，其邊緣與下伏地層多呈上超接觸，盆地中心與下伏地層多呈整合接觸；與上覆地層則以整合接觸為主，向侵蝕區(qū)地層厚度漸變，逐漸尖滅，從盆緣向中心，地震相具有a中所指的響應(yīng)特征；

具有上述①、②、③特征的盆地，其現(xiàn)今的地層邊界能夠代表盆地沉積時(shí)的原始邊界；

b、遭受過(guò)改造破壞的盆地：

①、其沉積相帶保存不完整，現(xiàn)今地層邊界未見邊緣相，為侵蝕邊界,地層邊界厚度突變，地震剖面上可見明顯的削截現(xiàn)象，與上覆地層不整合接觸,而且，同時(shí)代的地層往往被一些隆起、斷陷、斷裂或侵入巖體等構(gòu)造單元所分隔、錯(cuò)斷或位移。

所述的步驟2）的c步驟的②中，對(duì)斷陷盆地的構(gòu)造變形進(jìn)行恢復(fù)，并對(duì)目的地層的伸展量、伸展率、剝蝕厚度及壓實(shí)量等進(jìn)行計(jì)算（圖3），其方法具體步驟為:

a、剖面的選擇，剖面線的選擇最基本的原則是一定要和構(gòu)造運(yùn)移方向一致，要求剖面垂直于構(gòu)造走向，如果無(wú)法滿足上述條件，可以選擇與構(gòu)造走向具有一定夾角的剖面，但在后期分析構(gòu)造變形時(shí)，要消除由于剖面斜交而引起的誤差，其夾角不應(yīng)超過(guò)30°；

b、選取釘線與參考點(diǎn)位置，釘線是未受構(gòu)造變動(dòng)的線，要與所選剖面的層理面相垂直，盡量位于構(gòu)造穩(wěn)定、變形小的區(qū)域，考慮到同一斷陷盆地中不同的構(gòu)造部位的改造強(qiáng)度有所差異，則需要借助若干個(gè)參考點(diǎn)來(lái)進(jìn)行更加精確的變形恢復(fù)，即對(duì)每?jī)蓚€(gè)相鄰的參考點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立的伸展變換；

c、確定參考點(diǎn)的原始位置，借助平衡剖面恢復(fù)軟件對(duì)各個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期地層的伸縮量進(jìn)行計(jì)算，從而得到各個(gè)參考點(diǎn)平衡恢復(fù)后的位置，即原始位置；

d、確定每個(gè)參考點(diǎn)所處位置的現(xiàn)今地層垂向厚度，將其厚度平移到對(duì)應(yīng)的恢復(fù)位置上并對(duì)相鄰參考點(diǎn)之間的厚度等值線的水平間隔進(jìn)行均一伸縮變換，伸縮率s的計(jì)算通過(guò)以式（4）所示：

s=1+(lb-lc)/lc式（4），

式中，lc為相鄰兩參考點(diǎn)之間的現(xiàn)今長(zhǎng)度，lb為相鄰兩參考點(diǎn)之間的恢復(fù)長(zhǎng)度；

e、重復(fù)步驟d）直到覆蓋所有參考點(diǎn)就可得到盆地的原始厚度分布，剝蝕量的恢復(fù)與壓實(shí)校正。

本發(fā)明的有益效果是：

改造盆地的界定，盆地構(gòu)造-改造的表征與恢復(fù)，盆地沉積建造的恢復(fù)，邊緣相帶的追索和地層剝蝕厚度恢復(fù)，恢復(fù)其原始沉積面貌對(duì)了解該類型盆地資源賦存條件、油氣等能源礦產(chǎn)的勘探意義重要。針對(duì)中國(guó)東部中-新生代普遍發(fā)育的斷陷型含油氣盆地，作者提出構(gòu)造-改造與沉積建造恢復(fù)相結(jié)合的恢復(fù)技術(shù)流程和系統(tǒng)的工作方法，經(jīng)過(guò)在渤海灣、松遼、東海等盆地的實(shí)踐，取得很好的應(yīng)用效果，有效指導(dǎo)了油氣勘探工作。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

圖2為本發(fā)明的原始盆地及后期改造盆地示意圖，其中a,b為未遭受改造的原始盆地，c,d為遭受后期破壞的改造盆地，前者邊緣性質(zhì)為沉積邊界。

圖3為原始沉積厚度恢復(fù)剖面及平面示意圖，其中a為原始剖面圖；b、原始地質(zhì)剖面及對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)位置及平面恢復(fù)后地質(zhì)剖面及對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)位置圖。

圖4為剝蝕量計(jì)算原理圖。

圖5為研究區(qū)位置與實(shí)際材料圖。

圖6為渤中坳陷西部地區(qū)典型地震剖面。

圖7為渤中坳陷沙三段沉積前古地質(zhì)圖。

圖8為秦南凹陷-石臼坨凸起-渤中凹陷地質(zhì)演化剖面。

圖9為石臼坨凸起48w80n剖面沿t8拉平處理剖面。

圖10為磷灰石樣品裂變徑跡年齡分布圖，其中a為高斯擬合年齡曲線；b為單顆粒年齡分布直方圖；c為最小二項(xiàng)式擬合年齡分組圖。

圖11為qhd33-1-1樣品熱史模擬圖。

圖12為埕北凹陷93cb2011地震剖面與地震沉積相解釋剖面。

圖13為沙南凹陷沙三段沉積相連井剖面圖。

圖14為渤南地區(qū)沙三段沉積期物源方向分析圖。

圖15為渤中坳陷沙三段沉積期原盆恢復(fù)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步敘述。

勘探證實(shí)，渤海灣盆地渤海海域主力烴源巖為始新統(tǒng)沙河街組三段（簡(jiǎn)稱沙三段）。沙三段沉積后經(jīng)歷了多期改造破壞，現(xiàn)今保存的凹凸構(gòu)造并不代表沙三段沉積時(shí)的原始格局，但對(duì)于沙三段后期改造程度、原始沉積原貌等，目前研究鮮有涉及，申請(qǐng)者綜合利用地震剖面、鉆井資料和裂變徑跡測(cè)試等，厘定了始新統(tǒng)沙三段的改造特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)恢復(fù)了沙三段沉積期的原盆面貌，研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和所采用地震、鉆井資料分布如圖5所示；

研究技術(shù)流程如圖1所示，對(duì)渤海灣盆地渤中改造型斷陷盆地原始沉積面貌恢復(fù)，包括以下步驟：

1）改造盆地的界定，沙三段在渤海海域分布較廣泛，在渤中、秦南、南堡、沙南、埕北、黃河口、廟西、渤東等凹陷均有分布，各凹陷間被石臼坨、沙壘田、埕北、渤南、廟西、渤東等凸起相隔；沙三段厚度一般為200～600m，在渤中、秦南、沙南、黃河口等凹陷局部可達(dá)600～1400m左右；目前已有40余口井鉆遇該段，發(fā)育厚層礫巖、含礫砂巖及深灰色、褐灰色泥巖、油頁(yè)巖等，大量地震剖面顯示，現(xiàn)今的秦南凹陷南部、廟西凹陷東部、遼東凹陷等，均可見沙三段地層的顯著削截現(xiàn)象，見圖6，表明這些部位并不是沙三期的原始沉積面貌，也即指示散散段沉積期的原始盆地已受改造破壞，為典型的斷陷型改造盆地；

2）盆地構(gòu)造-改造的表征與恢復(fù)：

a、成盆期區(qū)域構(gòu)造格局

渤中坳陷位于渤海灣盆地東部渤海海域，是中國(guó)近海最重要的油氣富集區(qū)之一，勘探和研究表明，該地區(qū)主力烴源巖為古近系始新統(tǒng)沙河街組三段（簡(jiǎn)稱沙三段），油氣主要聚集在凹陷或相鄰的凸起部位，具有富烴凹陷控制油氣生成和聚集的特點(diǎn)，以往研究認(rèn)為，渤中坳陷新生代經(jīng)歷了斷陷－坳陷兩個(gè)大的演化階段，古近紀(jì)具有典型的斷陷性質(zhì)，通常將現(xiàn)今缺失沙三段的所謂凸起部位認(rèn)為是沉積期存在的隆起區(qū)，認(rèn)為沙三段沉積時(shí)呈多凹多凸的格局，見圖7；

b、后期改造的表征

厘定沙三段的后期改造形式與強(qiáng)度，是恢復(fù)沙三段沉積原貌的基礎(chǔ)；大量地震剖面分析表明，渤中各凹陷沙三段遭受了形式多樣、強(qiáng)度不等的后期改造，可識(shí)別歸納為4種類型，見表1渤海海域沙三段后期改造類型及特征：

（1）擠壓掀斜型，受后期區(qū)域性擠壓作用，沙三段及其下伏地層在凹陷邊部發(fā)生大范圍掀斜抬升、剝蝕，形成t5界面上下地層的高角度不整合接觸，t5界面上覆為沙二～沙一段，指示抬升作用主要發(fā)生在沙三段沉積后的始新世末期；在石臼坨凸起－渤中凹陷的部分剖面，仍可識(shí)別出早期擠壓事件形成的褶皺；（2）走滑翹傾型，受郯廬斷裂剪切拉張作用，位于剪切帶內(nèi)的沉積地層發(fā)生錯(cuò)斷并在垂向上發(fā)生掀斜翹傾，將原始沉積凹陷一分為二，從上覆地層時(shí)代約束看，改造作用發(fā)生在始新世末期；（3）斷塊抬升型，受后期差異斷塊作用，沙三段反轉(zhuǎn)抬升遭剝蝕（或有部分殘留），形成凹中隆或低凸起，地震剖面表現(xiàn)為t5、t3界面合并，與t8平行不整合；（4）整體抬升型，沙三段整體抬升遭受剝蝕，造成凹陷內(nèi)部t5上、下地層以平行不整合為主，而邊部呈角度不整合，反映凹陷內(nèi)部剝蝕弱，邊緣剝蝕較強(qiáng)；

從地震剖面分析可知，沙三段改造作用主要發(fā)生在沙三段沉積后的始新世末期，此外，漸新世末期的區(qū)域性抬升作用對(duì)凹陷邊部也具有迭加改造作用；從改造程度看，上述4種類型對(duì)沙三段的破壞作用依次減弱，擠壓掀斜造成的改造破壞最強(qiáng)；

c、后期改造的恢復(fù)

①古地質(zhì)圖的編制及其地質(zhì)指示

從沙三段沉積期原始隆坳格局，控盆斷裂的展布看，渤中坳陷西部南堡、沙南和埕北凹陷均表現(xiàn)為受北側(cè)nww向同沉積主斷層控制的箕狀斷陷，見圖7所示，沙壘田、埕北低凸起基巖地層時(shí)代具自北向南由新變老的特點(diǎn)，反映凸起經(jīng)歷了南強(qiáng)北弱的抬升剝蝕，是同沉積斷塊抬升作用的反映；渤南低凸起的東段，亦表現(xiàn)為南翹北降、基巖地層時(shí)代南老北新的特點(diǎn)，也體現(xiàn)了同沉積斷塊的特點(diǎn)，且凸起南側(cè)的同沉積斷層延續(xù)了渤中西部近nww向的斷陷發(fā)育趨勢(shì)；

②構(gòu)造變形、位移的恢復(fù)

在明確沙三段改造特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，按照平衡剖面恢復(fù)的基本原理，對(duì)秦南凹陷-石臼坨凸起-渤中凹陷，沙壘田凸起-沙南凹陷、埕北低凸起-埕北凹陷等關(guān)鍵部位，進(jìn)行了演化剖面編制，動(dòng)態(tài)恢復(fù)了沙三段沉積至今的構(gòu)造演化過(guò)程，表明沙三段沉積時(shí)凹陷周鄰的凸起多數(shù)并不存在，沙三段沉積時(shí)期湖盆范圍比殘留地層分布范圍更廣闊，見圖8、9所示；

③裂變徑跡熱年代學(xué)對(duì)凸起抬升時(shí)間的約束

對(duì)于斷陷盆地中的隆起構(gòu)造單元，除了通過(guò)其上發(fā)育的地層進(jìn)行粗略的抬升時(shí)限判斷外，采用裂變徑跡熱年代進(jìn)行更為精確的抬升時(shí)限判斷和抬升過(guò)程重建；對(duì)渤中坳陷多個(gè)凸起的基巖樣品進(jìn)行熱年代學(xué)測(cè)試研究，得出了各個(gè)凸起的抬升時(shí)限信息，與鉆井和地震資料提供的信息形成很好的相互印證和約束；裂變徑跡熱年代學(xué)分析表明，沙三段沉積時(shí)石臼坨凸起主體接受沉積；沙壘田凸起在沙三段沉積時(shí)即已存在，作為同期翹傾斷塊，向其南部的沙南凹陷和北部的南堡凹陷提供物源；渤南低凸起西段屬沙三沉積期后的抬升產(chǎn)物；東段在沙三段沉積期已經(jīng)存在，見圖10、11所示；

3）盆地沉積建造的恢復(fù)

a、沉積相及其配置關(guān)系對(duì)比

渤南低凸起東段南北向地震剖面（圖12）顯示，渤中凹陷沙三段下部地層向南變薄、延伸至凸起內(nèi)部一定距離，以上超方式與基巖接觸，地震相由渤中凹陷一側(cè)平行、強(qiáng)振幅、連續(xù)性較好反射特征，向渤南低凸起過(guò)渡為平行、中連續(xù)、中振幅的淺湖相，至渤南低凸起則變?yōu)樾ㄐ坞s亂前積相，推測(cè)為扇三角洲沉積；在跨渤南低凸-黃河口凹陷的地震剖面，亦可見到類似的現(xiàn)象，即沙三段在黃河口凹陷分布連續(xù)，向北至渤南低凸起則變薄，與凸起基巖呈上超接觸關(guān)系；雖受后期斷裂活動(dòng)影響，但地震剖面上仍可辨別出沙三段地震相的橫向變化，即在凹陷部位顯示為平行、中強(qiáng)振幅、連續(xù)的半深湖-深湖沉積，而在鄰近凸起部位則變得雜亂，指示近物源的粗粒堆積；地震剖面分析表明，渤南低凸起東段在沙三段沉積期，應(yīng)該是能夠向兩側(cè)凹陷提供沉積物的隆起區(qū)，但其范圍較現(xiàn)今有所縮?。?/p>

由南北向的鉆井剖面也可反映出沙三段由北向南粒度變細(xì)，水體加深，逐漸遠(yuǎn)離物源的變化規(guī)律；經(jīng)過(guò)對(duì)上述4口鉆井的沉積相解釋發(fā)現(xiàn)，見圖13所示，位于沙壘田凸起邊緣的cfd8-5-1井沙三段主要鉆遇砂礫巖、含礫砂巖等粗粒沉積，測(cè)井曲線主要表現(xiàn)為高自然電位、低伽馬特征，沉積相解釋為扇三角洲平原相沉積，反映的是一種近物源沉積體系；凹陷內(nèi)部的cfd14-2-1沙三段主要鉆遇厚層泥巖夾砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，自然低位值較小，解釋為半深湖-深湖相沉積；cfd14-5-1d沙三段主要是厚層的綠色和褐色泥巖夾薄層的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，粒度較細(xì)，自然電位值較低，伽馬值較高，解釋為深湖相沉積；靠近埕北低凸起的cfd21-2-1沙三段主要為粗粒的含粒砂巖夾紫紅色泥巖，自然電位值較高，沉積相解釋為扇三角洲平原相。從凸起邊緣到凹陷內(nèi)部沙三段的沉積相由粗粒的扇三角洲平原、扇三角洲前緣等向半深湖-深湖相沉積轉(zhuǎn)變，反映了從山到盆地正常的沉積體系變化過(guò)程，與地震相的反射特征相一致，進(jìn)一步說(shuō)明沙壘田凸起和埕北低凸起在沙三沉積時(shí)期是存在的并向沙南凹陷提供物源；

b、沉積物源分析

通過(guò)編制重礦物穩(wěn)定系數(shù)（ztr）分布和輕礦物石英的含量分布（圖14）可見，沙三段沉積時(shí)期黃河口凹陷內(nèi)沉積物源主要來(lái)自南北兩個(gè)方向；同時(shí)石英含量具有由東向西增加的趨勢(shì)，因此黃河口凹陷內(nèi)物源主要來(lái)自東北、東南兩個(gè)方向。東北部為盆內(nèi)的渤南低凸起東段，東南部為盆外的膠遼隆起。以東北部渤南低凸起盆內(nèi)物源沉積為主，南部的膠遼隆起盆外物源為輔。因此可以證明渤南低凸起東部在沙三段沉積時(shí)期確實(shí)存在一個(gè)物源區(qū)，見圖14所示；

4）盆地原始沉積面貌的恢復(fù)

a、邊緣相帶追索

邊緣相帶可通過(guò)地震資料、鉆井、測(cè)井資料和露頭資料進(jìn)行綜合識(shí)別。渤中地區(qū)石臼坨凸起東南部bz13以灰白色砂、泥巖互層為主，夾3m厚含礫砂巖，反映近物源沉積的特點(diǎn)；故推測(cè)bz10井附近可能存在一小型隆起，這與上述地震剖面超覆、尖滅指示的盆緣沉積特征吻合；沙南凹陷靠近邊部砂巖含量增高，特別是沙壘田凸起南緣的的cfd8-4-1與cfd8-5-1，沙三段以巨厚層含礫砂巖為主，表明其離物源區(qū)較近；過(guò)沙南凹陷的南北向剖面顯示，靠近沙壘田凸起一側(cè)，沙三段地震相為雜亂、變振幅特征，外部形態(tài)具楔形、掃帚形，具扇三角洲的沉積特點(diǎn)；向凹陷方向則出現(xiàn)平行、連續(xù)、中低頻的半深湖—深湖相特征，再向南至埕北低凸起呈上超接觸，地震相表現(xiàn)為波狀、弱連續(xù)、中等振幅的濱淺湖相或辮狀河三角洲相；沙南凹陷由北至南，不僅凹陷結(jié)構(gòu)保存有較典型的北斷南超式半地塹結(jié)構(gòu)，且從地層接觸關(guān)系、內(nèi)部地震相均顯示為斷陷盆地的沉積特征；這些來(lái)自鉆井資料和地震相分析的證據(jù)，直接反映了盆地的原始沉積面貌；

b、層剝蝕厚度的恢復(fù)

沙三段沉積之后經(jīng)歷了強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)，造成廟西凹陷東部邊界沙三段被大量剝蝕，特別是南洼、中洼剝蝕尤為強(qiáng)烈，北洼、東洼改造較弱；

綜合考慮廟西地區(qū)新生代埋藏史和各種厚度恢復(fù)方法的適用條件，本研究選取“趨勢(shì)厚度法”對(duì)中東部地區(qū)進(jìn)行剝蝕厚度的計(jì)算。首先利用覆蓋研究區(qū)的5口鉆井的vsp資料對(duì)該地區(qū)地震剖面的時(shí)深關(guān)系進(jìn)行校正,在此基礎(chǔ)之上選取了12條控制性地震剖面(圖4、6),共計(jì)算了97個(gè)控制點(diǎn)的剝蝕量，進(jìn)而恢復(fù)了沙三段原始沉積厚度與范圍；

計(jì)算表明，廟西凹陷沙三段剝蝕厚度由南向北逐漸減少，南洼平均剝蝕厚度為200m左右，最大可達(dá)350m；中洼平均剝蝕厚度為100m左右，最大不超過(guò)200m；北洼和東洼剝蝕量較小，平均剝蝕厚度為50m左右，改造相對(duì)較弱；厚度恢復(fù)顯示，南洼、中洼的原始沉積范圍更大，南洼在沙三期的沉積范圍可在現(xiàn)今的基礎(chǔ)之上向東延伸約10km左右，中洼的原始沉積邊界可向南東延伸5～6km，東洼的沉積邊界可向東延伸1～2km；廟西凹陷東部約800km²的原始沉積地層被后期改造剝蝕，即約四分之一的原始沉積范圍已不復(fù)存在，見圖15所示；

c、盆地原始沉積面貌

根據(jù)上述分析，后期改造作用使渤中坳陷沙三段發(fā)生了明顯的改觀；沙三段沉積期，以渤中凹陷為中心，為一個(gè)較現(xiàn)今范圍更為廣闊的大型沉積坳陷，周圍有秦南、沙南、埕北、黃河口、廟西、渤東等凹陷與之廣泛溝通；具體而言，石臼坨凸起在沙三段沉積期主體接受沉積，秦南凹陷與渤中凹陷連通；沙壘田凸起與埕北低凸起在沙三段沉積時(shí)即已存在，作為同期翹傾斷塊，分別向沙南凹陷和埕北凹陷提供物源，而這兩個(gè)凹陷向東與渤中凹陷處于連通狀態(tài)；渤南低凸起西段屬沙三段沉積期后抬升產(chǎn)物；東段在沙三段沉積期已經(jīng)存在，但其規(guī)模較小，故渤中、黃河口凹陷的中西部連通；廟西凹陷東部沉積邊界可外推數(shù)km，西部與渤東、渤中凹陷連通；現(xiàn)今為郯廬斷裂挾持的渤東低凸起，亦為沙三沉積期后的抬升產(chǎn)物，其對(duì)渤東、渤中凹陷沙三段沉積不具有分隔作用，見圖15所示；

油氣地質(zhì)意義

根據(jù)原盆面貌恢復(fù)結(jié)果，渤中坳陷在沙三段沉積期是一個(gè)沉積范圍廣闊的大型坳陷，秦南、渤東、廟西、黃河口等凹陷在沙三段沉積期與渤中凹陷這一富烴凹陷相連通，作為一個(gè)統(tǒng)一的整體接受沉積。換句話說(shuō)，這些小凹陷是從一個(gè)大型富烴凹陷中分割出來(lái)的一部分?？梢哉J(rèn)為渤中凹陷周圍凹陷的烴源巖特點(diǎn)應(yīng)該和渤中凹陷相類似，同樣具有豐富的資源潛力和良好的勘探前景。

秦南凹陷發(fā)育了沙三段、沙一段、東下段3套烴源巖，尤其是沙三段烴源巖達(dá)到好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。秦南凹陷秦皇島29-2油田是近年來(lái)勘探發(fā)現(xiàn)的千萬(wàn)噸級(jí)大油田，油源分析認(rèn)為秦皇島29-2油田的油氣來(lái)源尤其是儲(chǔ)存于館陶組和明化鎮(zhèn)組的稠油和正常原油主要是來(lái)自秦南凹陷沙三段烴源巖。根據(jù)對(duì)秦南凹陷的勘探實(shí)踐說(shuō)明秦南凹陷具有很強(qiáng)的生烴潛力和勘探前景。中海油對(duì)渤東、廟西凹陷的資源量進(jìn)行了重新計(jì)算，結(jié)果表明渤東凹陷平均資源豐度達(dá)到52×10⁴t/km²，廟西凹陷資源豐度為25×10⁴t/km²，二者都達(dá)到了富烴凹陷的水平，和以往認(rèn)為這兩個(gè)凹陷處在盆地邊緣沙三段烴源巖不發(fā)育或者發(fā)育條件較差從而不具有較強(qiáng)生烴潛力的觀點(diǎn)有了明顯的差異。同時(shí)，根據(jù)渤海東部的勘探實(shí)踐，在廟西凹陷周圍發(fā)現(xiàn)了一系列的大型油氣田，如廟西凹陷西部已投入開發(fā)的蓬萊19-9、蓬萊25-6油田，以及相鄰的蓬萊19-3油田（渤海油區(qū)最大的油田，油源主要來(lái)自渤中和廟西凹陷沙三段），還有近年來(lái)在廟西北凸起發(fā)現(xiàn)的蓬萊9-1億噸級(jí)大油田，都進(jìn)一步證實(shí)了廟西凹陷豐富的資源潛力。

因此，通過(guò)系統(tǒng)的盆地原始沉積面貌恢復(fù)，可以為客觀評(píng)價(jià)盆地的含油氣潛力提供新的思路和理論依據(jù)。就渤中坳陷而言，對(duì)烴源巖的評(píng)價(jià)不應(yīng)僅局限在現(xiàn)今凹陷的深凹部位，在凹陷間的連通部位及凹陷邊界的斜坡部位都有可能存在高品質(zhì)的烴源巖?，F(xiàn)今看似孤立的小凹陷同樣有可能存在很大的勘探潛力。