[发明专利]一种古地貌恢复方法

说明书

本发明涉及一种古地貌恢复方法，包括以下步骤：步骤1：建立某一构造运动前的初始地质模型；步骤2：确定初始地质模型的岩石力学参数；步骤3：对初始地质模型施加载荷和约束以及进行网格化处理；步骤4：根据步骤3处理后的初始地质模型，进行应力‑应变模拟；步骤5：利用应力‑应变模拟，计算构造运动后的变形量；步骤6：根据变形量，绘制构造运动后的古地貌等值线图。本发明本发明从控制古地貌的根本地质营力‑构造应力出发，考虑沉积及岩相特征差异，通过模拟不同地层在构造控制下的应力‑应变响应，进行变形量计算，能够较真实地反映地层差异抬升或沉降，并与原始地貌进行叠加，从而更为真实地反映构造运动后的古地貌。

技术领域

本发明属于基础地质研究领域，具体涉及一种为地层、沉积与古地理恢复提供依据的古地貌恢复方法。

背景技术

古地貌是某一地层在某一特定地质历史时期的地形特征，它是控制盆地后期地层沉积与剥蚀的一个主要因素，其在一定程度上控制着沉积体系的类型及展布，也是后期构造变形的基础。特别是在含油气盆地，古地貌进一步控制了烃源岩、储层与盖层等的分布，同时在一定程度上控制着后期油气藏的储盖组合以及油气藏分布，古地貌研究及恢复古地貌是油气勘探、开发中必不可少的环节。古地貌是构造变形、沉积充填、差异压实、风化剥蚀等多种地质综合作用的结果，其最重要的控制作用是构造运动，往往导致盆地面貌的整体变化，是其中最大的影响因素。沉积盆地的古构造格局对于盆地内潜在的油气生烃、运移、聚集、成藏各要素均起到一定的控制作用，恢复盆地内的古构造可以为盆地模拟、分析提供坚实可靠的依据。所以对盆地内古构造研究及恢复是盆地分析的一项重要内容，我国的含油气沉积盆地大多经历了多旋回、多期次的演化及复杂的地质运动，进行精细古构造恢复能够有效指导油气勘探。

现有的古地貌恢复方法包括残余厚度法、印模法、沉积学方法、经典及高分辨率层序地层学方法等；残余厚度法将待恢复地貌结束剥蚀开始上覆地层沉积时视为一等时面，然后选择沉积地层中某一特殊岩性段为基准面，将其拉平，该面以上残余厚度的大小则代表了古地貌的形态。印模法是利用上覆地层与残余古地貌之间的“镜像”关系，通过上覆地层的厚度半定量恢复古地貌的形态，该方法的前提是古地貌被新层系填平补齐。以上两种方法均基于现今地层厚度来恢复古地貌，但是现今残余地层厚度是经过压实改造后的厚度，与地层原始沉积厚度并不完全一致。虽然现在发展了多种通过剥蚀恢复与去压实恢复还原原始地层沉积厚度的方法，但误差不可避免。沉积学方法主要通过编制古地质图件(主要包括沉积前的古地质图、地层厚度等值线图、砂岩厚度等值线图、岩相古地理图)进行沉积相及古环境分析，研究沉积地层的发育特点和沉积时空配置特征，定性展示古地貌的时空格局，受制于定量化手段，该方法仅能实现相对古地貌的定性恢复。经典的层序地层学方法是在盆地的古地质背景、古构造特点分析基础上，选定对比层序的参照顶底面，精细解释参照面标准层，并在软件中完成顶面层拉平，此时生成的底面形态即为该层序地层沉积前的相对古地貌。该方法研究结果为沉积前相对古地貌，要恢复其绝对古地貌，需要考虑剥蚀厚度、去压实校正、古水深等。高分辨率层序地层学古地貌恢复法就是将基准面和最大洪泛面结合进行基准面旋回对比来反映沉积前古地貌形态。应用高分辨率层序地层学方法进行地层对比能使地层对比等时性更强、精度更高，进而能更好地反映原始古地貌特征，但在实际恢复过程中可操作性不强、工作难度大，利用该方法恢复古地貌的研究工作目前尚处于起步阶段。

此外，目前也已有许多专业的软件(ANSYS有限元数值模拟软件等)投入使用，这为古地貌恢复带来了很大的便利。

然而，以上这些技术方法大都涉及原始地层沉积厚度精确确定的问题，导致了古地貌恢复的精度不够，也都没有从控制古地貌的关键地质营力-“构造应力”出发进行恢复，目前尚不存在一种在应力-应变模拟的基础上，计算构造运动控制下的变形量，进而对古地貌进行恢复的技术方法。且由于地质条件尤其是构造条件的复杂性和多期性，古地貌恢复方法仍需继续探索。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种古地貌恢复方法，能够在应力-应变模拟的基础上，计算构造运动控制下的变形量，进而对古地貌进行恢复。