田 野,曾廣平

（成都理工大學 沉積地質(zhì)研究院,四川 成都 610059）

古地貌恢復(fù)是盆地分析的一項重要內(nèi)容。一般認為,古地貌是構(gòu)造變形、沉積充填、差異壓實、風化剝蝕等綜合作用的結(jié)果,其中構(gòu)造運動是影響古地貌的最主要因素[1]。一般主張從構(gòu)造恢復(fù)和地層厚度恢復(fù)兩個方面著手[2]。目前很多學者采取“印模法”近似反映古地貌特征[3-6]。古地貌的恢復(fù)不是簡單的地層古厚度恢復(fù),而應(yīng)當是綜合考慮構(gòu)造演化、地層缺失、沉積物重力載荷沉降及壓實作用因素恢復(fù)出來的初始構(gòu)造沉降量,恢復(fù)的過程應(yīng)包括層序古地貌、缺失地層恢復(fù)、去壓實校正、地殼均衡恢復(fù)和斷層復(fù)原。

1 地貌恢復(fù)單元的選取

濮衛(wèi)洼陷位于渤海灣盆地西南端東濮凹陷的北東部,在沙河街組沉積時期,為間歇性干涸的斷陷湖盆。在古地貌恢復(fù)中,地貌單元的選取要求是等時的,因此,首先利用層序地層學方法,以厚層鹽巖作為湖盆萎縮形成的重要等時界面,將沙三中亞段地層劃分為3個地貌恢復(fù)單元：SQs3m-1、SQs3m-2、SQs3m-3,這3個地貌單元沉積時,濮衛(wèi)地區(qū)呈現(xiàn)兩洼夾一隆的古地貌格局,洼陷東側(cè),由于物源及淡水的補給,發(fā)育三角洲及湖泊灘壩沉積,洼陷西側(cè),高礦化度的湖水受蒸發(fā)作用影響,在湖平面降低時沉積了巨厚的膏鹽層（見圖1）。

圖1 沙河街組三段中亞段古地貌單元沉積特征

古地貌恢復(fù)中,利用了基于沉積物填平補齊原理的“印模法”,而沉積地層由于受上覆地層壓實,孔隙度降低,導致現(xiàn)今沉積厚度遠小于初始沉積厚度,因此需要進行壓實量校正,用初始沉積厚度來反映古地貌的宏觀格局?；謴?fù)過程中應(yīng)對不同巖性采用相應(yīng)的壓實參數(shù)（見表1）,本文壓實運用美國PRA公司的BASIN MOD盆地模擬系統(tǒng)對壓實厚度進行恢復(fù),計算出3個地貌單元的初始沉積厚度圖（見圖2）。

圖2 各地貌單元初始沉積厚度圖

表1 巖石壓實參數(shù)

2 構(gòu)造沉降恢復(fù)

通過壓實校正恢復(fù)的古厚度并不能準確反映當時的古地貌特征,還需要通過重力載荷均衡校正,求取沉積初期的構(gòu)造沉降量,來準確反映當時的古地貌特征。具體方法為：在壓實校正的基礎(chǔ)上,依據(jù)重力均衡模型計算構(gòu)造沉降量,在恢復(fù)的過程中還需考慮古水深的變化,在濮城斷層上升盤及濮衛(wèi)洼陷內(nèi)選取三口地層發(fā)育齊全的鉆井進行構(gòu)造沉降分析,按古生物特征分別選取50~300m古水深。最終恢復(fù)的構(gòu)造沉降量反應(yīng)了當時的東高西低,兩洼夾一隆的構(gòu)造格局（見圖3）。

圖3 構(gòu)造沉降量恢復(fù)結(jié)果

3 斷層恢復(fù)

在斷層發(fā)育地區(qū)進行古地貌的恢復(fù),斷距的校正亦是影響古地貌恢復(fù)的重要因素。對于斷層兩盤進行構(gòu)造沉降量恢復(fù),可以免除垂直斷距的影響,而水平斷距則需要進行拉張量的校正（見圖4a）。本次斷距恢復(fù),是在去壓實校正的構(gòu)造沉降恢復(fù)基礎(chǔ)之上進行的。在沉積后期,古地貌恢復(fù)的準確性會隨著水平斷距的增加而降低。本次研究,在古地貌的恢復(fù)過程中,校正水平斷距,以恢復(fù)斷裂的水平拉伸量,達到消除水平斷距對古地貌恢復(fù)所產(chǎn)生的影響。具體的實現(xiàn)方法是以蘭聊斷裂為基準線,在三維解釋數(shù)據(jù)體中,以垂直斷層走向的方向進行斷距校正,將斷層拉張量向基準線校準,即斷距被壓縮直至消失（見圖4b）,以此來消除斷層拉張對古地貌的影響。

圖4 水平斷距恢復(fù)示意圖

4 古地貌對沉積體系的控制

沙三中沉積初期（SQs3m-3）,受斷裂活動影響,研究區(qū)整體呈現(xiàn)東高西低、兩洼夾一隆的構(gòu)造格局（見圖5a）。研究區(qū)東側(cè)蘭聊斷裂帶的活動,致其下降盤形成可容納空間,截留的沉積物受重力載荷影響,加劇濮城斷裂東次洼的形成。物源補給使得濮城斷層上升盤水體鹽度降低,因此不發(fā)育蒸發(fā)巖,以三角洲及湖泊灘壩沉積為主,而濮城斷裂下降盤形成的深湖區(qū),在湖平面較低時,由于水體相對閉塞,遠離淡水補給區(qū),受水體蒸發(fā)影響,沉積了較厚的膏鹽層。S0s3m-2沉積時期,濮城斷裂東次洼以三角洲、灘壩沉積為主。衛(wèi)東斷裂帶與濮城斷裂帶活動形成的次洼較沙三中初期向北遷移,發(fā)育在P76井到V43井之間（見圖5b）,由于該時期物源充足,從而使得濮城斷裂下降盤水體礦化度降低,不發(fā)育蒸發(fā)巖,充沛的物源給濮城斷裂上升盤提供了大量碎屑沉積,順斷層向下盤垮塌,形成湖底扇沉積。SQs3m-1沉積時期,衛(wèi)東斷裂帶與濮城斷裂帶活動加劇,形成南北兩個洼陷帶（見圖5c）。由于濮城斷裂東次洼可容納空間對物源的截留,使得濮城斷裂帶形成的次洼中以細粒濁積為主。濮城斷裂下降盤發(fā)育蒸發(fā)巖。

圖5 沙河街組三段層序古地貌圖