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1、平衡剖面技术平衡剖面技术简介简介 构造研究一般假定构造是从原始水平状态起始变形的，构造研究一般假定构造是从原始水平状态起始变形的，现在保存的构造是经过变形的结果，要认识构造及其形成现在保存的构造是经过变形的结果，要认识构造及其形成发育的全过程应进行构造复原。发育的全过程应进行构造复原。 构造复原的一个基本依据就是岩石虽然发生变形，但构造复原的一个基本依据就是岩石虽然发生变形，但是除深层次和部分中层次的变形外，岩层厚度、面积和体是除深层次和部分中层次的变形外，岩层厚度、面积和体积基本不变，即变形中物质是平衡的。构造复原有以下积基本不变，即变形中物质是平衡的。构造复原有以下基基本假设：本假设： 变
2、形期间的岩石体积基本不变。变形期间的岩石体积基本不变。 岩石体积仅被剥蚀和沉积压实改变。岩石体积仅被剥蚀和沉积压实改变。 主导变形方式是脆性断层。主导变形方式是脆性断层。 褶皱与断层有关。褶皱与断层有关。 假设由压溶和构造压实引起的体积损失很小。假设由压溶和构造压实引起的体积损失很小。平衡剖面基本原理平衡剖面基本原理 平衡剖面平衡剖面是通过分析区域构造背景，将解释剖面上的变形是通过分析区域构造背景，将解释剖面上的变形构造通过几何学、运动学原理，复原成未变形形态的一种技构造通过几何学、运动学原理，复原成未变形形态的一种技术。其目的是帮助地质人员认识构造形成发育的全过程，以术。其目的是帮助地质人员
3、认识构造形成发育的全过程，以及检验解释结果的合理性。及检验解释结果的合理性。 一般构造解释和分析是在二维完成，体积守恒被简化为一般构造解释和分析是在二维完成，体积守恒被简化为长度和面积守恒。长度和面积守恒。 用于平衡分析的剖面必须与构造运动方向一致。用于平衡分析的剖面必须与构造运动方向一致。平衡剖面基本原理平衡剖面基本原理 非运动学（非运动学（静态静态）方法方法忽略断层几何形态忽略断层几何形态。 剪切去褶皱剪切去褶皱（适用于扩张构造背景）（适用于扩张构造背景） 弯曲滑动去褶皱弯曲滑动去褶皱（适用于挤压构造背景）（适用于挤压构造背景）运动学（运动学（动态动态）方法方法考虑断层几何形状对上盘变形的
4、影响考虑断层几何形状对上盘变形的影响。斜剪切斜剪切（适用于扩张构造背景）（适用于扩张构造背景） 弯曲滑动弯曲滑动（适用于挤压构造背景）（适用于挤压构造背景） 断层平行流断层平行流（适用于挤压和扩张构造背景）（适用于挤压和扩张构造背景）在构造恢复中应用的技术在构造恢复中应用的技术非运动学恢复算法非运动学恢复算法 1 ：简单剪切去褶皱简单剪切去褶皱原理原理: 用垂直剪切或斜剪切方法消除地层形变，将用垂直剪切或斜剪切方法消除地层形变，将 地层恢复到水平的或假定的区域基准面。地层恢复到水平的或假定的区域基准面。Lower lineVertical Shear Angle Datum Surface K
5、ey line Key line restored to Datum Surface Restored Lower lineABDefaults for: Extensional regimes Inversion regime Salt tectonics Homogeneous rocks i.e. granites原理原理: 用弯曲滑动机制恢复或正演褶皱模型，沿钉线或用弯曲滑动机制恢复或正演褶皱模型，沿钉线或钉面将钉面将褶皱顶层和它内部的平行滑动系统褶皱顶层和它内部的平行滑动系统恢复到基准面。恢复到基准面。PinTemplate BedSlip SystemPassive BedABCD
6、efault for: Fold & Thrust belts Inversion and Salt tectonics非运动学恢复算法非运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动去褶皱弯曲滑动去褶皱原理原理: 断层上盘的形变是由断层的断层上盘的形变是由断层的几何几何形态决定的形态决定的。用一系用一系列用户可选的参数包括列用户可选的参数包括移动方向、剪切矢量和水平断距移动方向、剪切矢量和水平断距等参数等参数来控制恢复，来控制恢复，沿断层移动上盘，沿断层移动上盘，上盘体积守恒。上盘体积守恒。Defaults for: Extensional regimes Inversion regimesSalt tec
7、tonicsKey line restored to Datum Surface Restored Lower lineABA1A2In Extension A2 = A1HangingwallFootwallShear vectorHW elements collapse down onto fault planeExtensional areaABC运动学恢复算法运动学恢复算法 1 ：斜剪切斜剪切这一方法对恢复正断这一方法对恢复正断层很有效。层很有效。原理原理原理原理: :用弯曲滑动机制并考虑用弯曲滑动机制并考虑断层面产状断层面产状恢复断层上盘的褶皱恢复断层上盘的褶皱形态。形态。在恢复过程
8、中需要定义轴面，在恢复过程中需要定义轴面，沿钉线或钉面将沿钉线或钉面将褶皱褶皱恢恢复到基准面复到基准面，同时，同时尽可能忠实于原始的断层形状。尽可能忠实于原始的断层形状。ABC运动学恢复算法运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动弯曲滑动这这这这一一一一算算算算法法法法用用用用来来来来模模模模拟拟拟拟在在在在褶褶褶褶皱皱皱皱和和和和逆逆逆逆冲冲冲冲带带带带发发发发现现现现的的的的断断断断层层层层弯弯弯弯曲曲曲曲褶褶褶褶皱皱皱皱的的的的几几几几何何何何和和和和运运运运动动动动特特特特征征征征。算算算算法法法法限限限限制制制制于于于于具具具具有有有有单单单单一一一一的的的的断断坪坪- -断断坡坡- -断断坪
9、形态坪形态的断层。的断层。的断层。的断层。轴面轴面原理原理原理原理: : 基于颗粒层流理论。通过定义与基于颗粒层流理论。通过定义与断层平行的流线，断层平行的流线，上盘地层上盘地层的颗粒沿着这些流线运动来恢复上盘变形的颗粒沿着这些流线运动来恢复上盘变形。Default for: Fold & Thrust belts Inversion Salt tectonicsAngular ShearABCDip BisectorsFlow LinesHangingwallFootwall运动学恢复算法运动学恢复算法 3 ：断层平行流断层平行流 这一算法主要用来解这一算法主要用来解这一算法主要用来解这一算
10、法主要用来解决断面几何形态复杂的褶决断面几何形态复杂的褶决断面几何形态复杂的褶决断面几何形态复杂的褶皱逆冲带。皱逆冲带。皱逆冲带。皱逆冲带。 同时，它同样适用于同时，它同样适用于同时，它同样适用于同时，它同样适用于扩张构造背景扩张构造背景扩张构造背景扩张构造背景 ，如犁式正，如犁式正，如犁式正，如犁式正断层产生的宽缓滚动背斜断层产生的宽缓滚动背斜断层产生的宽缓滚动背斜断层产生的宽缓滚动背斜构造。构造。构造。构造。 剖面恢复流程剖面恢复流程1 1 1 1、地震剖面解释、地震剖面解释、地震剖面解释、地震剖面解释2 2 2 2、采用层速度、区域厚度岩性资料，进行、采用层速度、区域厚度岩性资料，进行、
11、采用层速度、区域厚度岩性资料，进行、采用层速度、区域厚度岩性资料，进行时深转换时深转换时深转换时深转换， 将剖面转换成深度剖面。将剖面转换成深度剖面。将剖面转换成深度剖面。将剖面转换成深度剖面。3 3 3 3、选择基准层，张性构造一般以水平面作为基准面，压性构、选择基准层，张性构造一般以水平面作为基准面，压性构、选择基准层，张性构造一般以水平面作为基准面，压性构、选择基准层，张性构造一般以水平面作为基准面，压性构造一般选择剖面中不缺失地层层面作为基准层，以后剖面恢造一般选择剖面中不缺失地层层面作为基准层，以后剖面恢造一般选择剖面中不缺失地层层面作为基准层，以后剖面恢造一般选择剖面中不缺失地层层
12、面作为基准层，以后剖面恢复均以该层为基准。复均以该层为基准。复均以该层为基准。复均以该层为基准。4 4 4 4、对剖面张性构造采用断层滑动及垂向、对剖面张性构造采用断层滑动及垂向、对剖面张性构造采用断层滑动及垂向、对剖面张性构造采用断层滑动及垂向/ / / /斜向滑动机制进行斜向滑动机制进行斜向滑动机制进行斜向滑动机制进行恢复。恢复。恢复。恢复。5 5 5 5、压性构造恢复主要采用弯滑、断滑、断弯机制进行恢复。、压性构造恢复主要采用弯滑、断滑、断弯机制进行恢复。、压性构造恢复主要采用弯滑、断滑、断弯机制进行恢复。、压性构造恢复主要采用弯滑、断滑、断弯机制进行恢复。 通常从最新构造开始恢复，再依
13、次恢复次新构通常从最新构造开始恢复，再依次恢复次新构通常从最新构造开始恢复，再依次恢复次新构通常从最新构造开始恢复，再依次恢复次新构造，直到所有构造恢复，最后得到剖面恢复系列图造，直到所有构造恢复，最后得到剖面恢复系列图造，直到所有构造恢复，最后得到剖面恢复系列图造，直到所有构造恢复，最后得到剖面恢复系列图 GeosecGeosec软件软件是是CSDCSD公司研制的，具有速公司研制的，具有速度快，人机交互灵活，显示直观等特点。度快，人机交互灵活，显示直观等特点。该软件在青海德令哈地区的应用取得了良该软件在青海德令哈地区的应用取得了良好的效果。好的效果。 2Dmove2Dmove软件软件是是Midland Midland VallyVally公司研制公司研制的，应用更为灵活方便，系统稳定性好。的，应用更为灵活方便，系统稳定性好。该软件已在桩海地区、官该软件已在桩海地区、官1 1井区进行应用。井区进行应用。平衡剖面软件工具平衡剖面软件工具
