一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法

本发明涉及沉积盆地古地理格局重建，具体涉及一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法。

背景技术：

1、地理格局的重建是通过分析不同地区的地质构造、地形地貌特征以及岩性等，揭示过去的地壳运动、地球表面构造演化、气候变化等信息。近年来随着多学科交叉支撑下地球化学手段的发展，传统的物源分析从“定性”走向“定量”，在恢复沉积盆地古地理格局及预测沉积物分布规律等方面均取得了一定进展。

2、而古地理学概念内的“源-汇”系统对是盆-山动力学、物质运移过程及沉积物分散差异研究有机结合，从空间概念上划分出剥蚀物源区、搬运区以及最终沉积区，并将其视为一个完整的系统的概括(又称沉积物路径系统)，它不再局限于传统沉积学研究中的沉积区。

3、而现有的针对沉积盆地的古地理格局重建过程中存在以下技术问题：

4、以往对物源区的研究(即对造山带的研究)偏弱，甚至往往不做此研究就直接把各种物源分析方法运用到盆地中。简单的通过对盆地内部碎屑岩岩屑成分组合特征的源汇系统研究仅局限于盆地内部，单一在盆内进行源汇研究不具完整性且得到的结果误差相对较高。在盆山耦合关系复杂的大型沉积盆地中，物源区构造背景与母岩岩性类型、物质搬运的距离远近、及沉积物分布规律具有多解性，存在多种地球化学指标约束下的源汇过程恢复可克服传统古地理重建的空间局限性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，以解决现有技术中，由于对于沉积盆地的地球化学指标表征较为独立而导致的无法综合和快速有效的重建沉积盆地的古地理格局的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，包括具体步骤：

4、步骤一、对沉积盆地的采样样本的主、微量元素及稀土元素成分分析测定，判别沉积盆地的构造背景及母岩岩性，并通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对判别的沉积盆地的构造背景的结果进行约束；

5、步骤二、对采样样本的重矿物成分占比的分析计算获得重矿物组合成熟度指数，判断沉积盆地的沉积物搬运距离大小；

6、步骤三、利用采样样本的微量元素的分析确定沉积盆地的古环境重建指标，结合沉积盆地的沉积物特征以及进行沉积相的划分，推算沉积盆地内部地层指示的沉积物分散规律；

7、步骤四、对步骤一、步骤二以及步骤三获得的地球化学指标通过耦合方式组合，对沉积盆地的古地理格局进行重建。

8、作为本发明的一种优选方案，在步骤一中，通过钻井资料和采样样本特征分析，确定采样样本的位置处的地层层序格架源，并叠加单一构造运动下不整合结构构造的空间分布，获得沉积盆地的垂向构造下的理论地层分层单元；

9、通过基于主、微量元素及稀土元素成分分析测定，确定理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度，判别沉积盆地的理论构造背景和母岩岩性。

10、作为本发明的一种优选方案，通过识别、确定以及校正后的采样样本的岩层的倾向和倾角数据确定理论地层分层单元的流向，并利用沉积盆地的主要古活动岩层断裂以及岩浆活动对理论地层分层单元的垂向构造和分布边缘进行约束。

11、作为本发明的一种优选方案，通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度进行收束，随后基于垂向构造约束后的理论地层分层单元进行叠加，剔除沉积物质丰度异常数据部分，对判别的沉积盆地的构造背景的结果进行约束。

12、作为本发明的一种优选方案，通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度进行收束的具体方法包括：

13、通过对采样样本的锆石成分的u-pb定年，绘制沉积物中锆石结晶年龄ca与沉积年龄da之间的差异分布图即累积概率分布函数图，并利用所述的累积概率分布函数图对理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度进行识别、解释、收束。

14、作为本发明的一种优选方案，进行合成地震记录制作，在沉积盆地的垂向构造下的理论地层分层单元的剖面上对不整合下伏地层的构造变形、不整合结构类型的平面分布和不整合上覆地层沉积结构进行分析；

15、采用层拉平方法定性及半定量地将深埋区主要不整合结构类型及变形特征进一步识别、分析，同时，耦合对采样样本的重矿物成分占比的分析计算获得重矿物组合成熟度指数，在理论地层分层单元的平面图上进行投点，获得不同时期的古构造-古地貌图。

16、作为本发明的一种优选方案，在步骤三中，在不同时期古构造-古地貌图基础上，依据沉积相模式，将理论地层分层单元的地震属性与波阻抗剖面结合，形成由古构造控制的沉积相带空间展布；

17、利用采样样本的微量元素的分析确定沉积盆地的古环境重建指标，结合沉积盆地的沉积物特征以及沉积相划分类型对古构造控制的沉积相带空间展布进行进一步划分，推算沉积盆地内部地层指示的沉积物分散规律，进而恢复沉积盆地古地理格局重建。

18、作为本发明的一种优选方案，利用采样样本的微量元素的分析确定沉积盆地的古环境重建指标包括但不限于古盐度、古水深以及风化蚀变特征；

19、其中，风化蚀变特征包括化学蚀变指数和岩石成分变异指数。

20、作为本发明的一种优选方案，所述的沉积物特征包括但不限于沉积构造、岩性组合、岩屑成分和生物化石组合。

21、作为本发明的一种优选方案，所述的依据沉积相模式具体包括根据沉积物的物理性质、颗粒组成以及结构特征的表现，将沉积物分为不同的沉积相。

22、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

23、本次发明设计的技术方案分别针对沉积盆地的“源、渠、汇”三部分；其中，“源”主要包括通过沉积岩样本的微量元素含量占比差异判断物源区所处的构造背景与通过主量元素的含量占比差异判断物源区源岩的类型；“渠”，通过重矿物含量分析计算出ztr指数，从而判断沉积物搬运距离的大小；“汇”，首先采用微量元素判断古环境重建指标，包括古盐度、古水深、风化蚀变特征，其次，利用地层、构造、沉积物和古生物化石等数据，还原过去某个时期的沉积环境；进而为古地理重建提供丰富的信息。

24、将古地理重建从单一的沉积盆地研究拓展到从板块尺度的宏观区域中。传统沉积模式的建立受沉积演化特征具有固定化，本发明提出的源-渠-汇多类型耦合组合模式建立方法更具有普适性。

技术特征：

1.一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，包括具体步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，在步骤一中，通过钻井资料和采样样本特征分析，确定采样样本的位置处的地层层序格架源，并叠加单一构造运动下不整合结构构造的空间分布，获得沉积盆地的垂向构造下的理论地层分层单元；

3.根据权利要求2所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，通过识别、确定以及校正后的采样样本的岩层的倾向和倾角数据确定理论地层分层单元的流向，并利用沉积盆地的主要古活动岩层断裂以及岩浆活动对理论地层分层单元的垂向构造和分布边缘进行约束。

4.根据权利要求3所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度进行收束，随后基于垂向构造约束后的理论地层分层单元进行叠加，剔除沉积物质丰度异常数据部分，对判别的沉积盆地的构造背景的结果进行约束。

5.根据权利要求4所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对理论地层分层单元在垂向构造上的沉积物质丰度进行收束的具体方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，进行合成地震记录制作，在沉积盆地的垂向构造下的理论地层分层单元的剖面上对不整合下伏地层的构造变形、不整合结构类型的平面分布和不整合上覆地层沉积结构进行分析；

7.根据权利要求6所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，在步骤三中，在不同时期古构造-古地貌图基础上，依据沉积相模式，将理论地层分层单元的地震属性与波阻抗剖面结合，形成由古构造控制的沉积相带空间展布；

8.根据权利要求7所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，利用采样样本的微量元素的分析确定沉积盆地的古环境重建指标包括但不限于古盐度、古水深以及风化蚀变特征；

9.根据权利要求7所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，所述的沉积物特征包括但不限于沉积构造、岩性组合、岩屑成分和生物化石组合。

10.根据权利要求7所述的一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，其特征在于，所述的依据沉积相模式具体包括根据沉积物的物理性质、颗粒组成以及结构特征的表现，将沉积物分为不同的沉积相。

技术总结
本发明公开了一种基于地球化学指标的沉积盆地古地理格局重建方法，包括具体步骤：对沉积盆地的采样样本的主、微量元素及稀土元素成分分析测定，判别沉积盆地的构造背景及母岩岩性，并通过选定采样样本中的岩屑中次要成分的进行分析，对判别的沉积盆地的构造背景的结果进行约束；对采样样本的重矿物成分占比的分析计算获得重矿物组合成熟度指数，判断沉积盆地的沉积物搬运距离大小；利用采样样本的微量元素的分析确定沉积盆地的古环境重建指标，结合沉积盆地的沉积物特征以及进行沉积相的划分，推算沉积盆地内部地层指示的沉积物分散规律；对步骤一、步骤二以及步骤三获得的地球化学指标通过耦合方式组合，对沉积盆地的古地理格局进行重建。

技术研发人员：刘磊,李丹,王志伟,朱淑玥,张靖芪,赵菲,张蕊
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15