运用层序定量模拟探讨非均一构造沉降活动对层序叠加模式的影响

摘要

层序地层学模拟是层序地层学理论重要的研究手段之一，是一种有效的、直观的分析，探讨沉积过程和盆地演化的工具。断陷盆地是中国陆相含油气盆地重要的类型之一，而且该类盆地多为半地堑式(单断)类型，即由一控边断层活动形成的非对称性单箕状盆地。单箕状盆地具有非均一构造沉降活动，靠近控边断层活动带(陡坡带)沉降速率较大，远离断层活动带的缓坡带沉降速率逐渐减小。rn 本文主要应用SEDPAK二维层序模拟软件模拟，来探讨断陷盆地非均一构造沉降活动对盆地两侧同期层序沉积物叠加模式的影响。模拟结果表明，在非均一构造沉降活动作用下，盆地两侧可容纳空间具有非对称性变化的典型特征，进而造成盆地两侧同期层序叠加模式的异同。盆地两侧同期层序沉积物叠加模式可以分为同步叠加模式和非同步叠加模式，同步叠加模式即盆地两侧层序同为退积或进积特征，非同步叠加模式即盆地两侧层序叠加模式相反(一侧退积，另一侧则进积)。在同一盆地，要在盆地两侧发育非同步的层序叠加模式，需要足够大的构造沉降速率。rn 此外，层序同步叠加模式多出现在层序初期(低位体系域及高位体系域的后期)，非同步的叠加模式均出现在层序的中后期(水进体系域及高位体系域初期)。rn 笔者对盆地两侧同期层序非同步叠加模式的形成机理进行探讨，研究认为多种地质参数的合理组合，均可形成非同步叠加模式，如：①非均一构造沉降活动；②均一构造沉降结合沉积物的变化；③在不发生构造沉降的情况下，海平面上升结合盆地两侧不同的沉积物供应。此外，在盆地的断陷及坳陷演化过程中，陡坡带接受的沉积物远远大于缓坡带的沉积物，这些沉积物自身的压实作用以及负载作用，也会加剧盆地两侧非均一沉降活动，从而造成盆地两侧新增的可容纳空间非对称性变化以及同期层序的非同步叠加模式。rn 最后，笔者对姜在兴等(2005)提出的。可容纳空间转换系统”进行了模拟探讨，模拟结果表明“跷跷板”式的构造抬升，沉降活动，可以造成构造运动支点两侧可容纳空间的非对称性变化，进而造成构造运动支点两侧同期层序发育非同步叠加模式。但是，对于松辽盆地青山口组盆地两侧出现同期层序非同步叠加模式，将“跷跷板”式构造活动作为主控因素的合理性值得进一步探讨。rn 在中国东部断陷盆地，非均一构造沉降活动普遍存在，而“跷跷板”式的构造倾翘活动并不多见。因此，在我国东北部新生代断陷盆地的断陷阶段，非均一构造沉降活动可能是形成层序非同步叠加模式的主控因素；坳陷阶段，构造活动不强烈，海平面上升结合盆地两侧不同的沉积物供应量是形成层序非同步叠加模式的主控因素。