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1、 第一讲第一讲 含油气盆地分析的内容和方法含油气盆地分析的内容和方法 第一节第一节 盆地和含油气盆地的概念盆地和含油气盆地的概念 一、盆地一、盆地 不同的学者曾对盆地下过各式各样的定义。不同的学者曾对盆地下过各式各样的定义。朱夏（朱夏（1965）：）：“地壳的一定地壳的一定地段地段在大地构造发展一定在大地构造发展一定阶段阶段的的一种一种洼陷构造洼陷构造”。或。或“在地质发展历史一定阶段的一定运动体制下形在地质发展历史一定阶段的一定运动体制下形成发展的统一的成发展的统一的沉降大地构造单元沉降大地构造单元”。M.W.Bally(1975)：指出盆地的定义包含有超过指出盆地的定义包含有超过1km厚沉
2、积物厚沉积物的沉降体制，它现今仍的沉降体制，它现今仍或多或少保存或多或少保存有原来的形状。有原来的形状。这个定义不包括有厚的和常有复杂变形的沉积物的褶皱带，虽这个定义不包括有厚的和常有复杂变形的沉积物的褶皱带，虽然它们有时也会产出一定数量的油气。然它们有时也会产出一定数量的油气。W.R.Dickinson(1974)：提出了盆地的两重含义。一种含义是盆地提出了盆地的两重含义。一种含义是盆地仅仅是一个等深的或地形上的仅仅是一个等深的或地形上的洼陷洼陷；另一种更重要的含义在于盆；另一种更重要的含义在于盆地是形成一地是形成一厚层沉积层序厚层沉积层序的岩石棱柱体。的岩石棱柱体。R.C.Selley(1
3、976-1985)：按三重概念将盆地分为三种，即地貌盆地按三重概念将盆地分为三种，即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地。、沉积盆地和构造盆地。所谓所谓“地貌盆地地貌盆地”是指被天然高地围绕的一块低地大陆地貌盆地可是指被天然高地围绕的一块低地大陆地貌盆地可以是较小的山间平原或横贯大陆的河谷等；水下的地貌盆地可以以是较小的山间平原或横贯大陆的河谷等；水下的地貌盆地可以从小型的冰碛湖到大型的大洋盆地。从小型的冰碛湖到大型的大洋盆地。所谓所谓“沉积盆地沉积盆地”是指一个平缓褶曲的沉积层、向中心倾斜的地区，是指一个平缓褶曲的沉积层、向中心倾斜的地区，其中岩相带的走向、古水流方向与盆地的形状、构造一致，沉积其中
4、岩相带的走向、古水流方向与盆地的形状、构造一致，沉积层的厚度愈向盆地边缘愈薄，说明沉积与盆地的下沉是层的厚度愈向盆地边缘愈薄，说明沉积与盆地的下沉是同时的同时的。所谓所谓“构造盆地构造盆地”亦称沉积后盆地，其中岩相带的走向与古水流的亦称沉积后盆地，其中岩相带的走向与古水流的方向、盆地的现存构造无关，说明形成盆地的沉降运动发生在变方向、盆地的现存构造无关，说明形成盆地的沉降运动发生在变形岩层沉积之后。形岩层沉积之后。叶连俊叶连俊(1980)：认为认为“持续地接受沉积的地区称为沉积盆地持续地接受沉积的地区称为沉积盆地”。他。他根据盆地的沉积作用与盆地形成作用的时间配合关系将盆地分为根据盆地的沉积作
5、用与盆地形成作用的时间配合关系将盆地分为先成盆地、同生盆地先成盆地、同生盆地和和次生盆地次生盆地等三类，与赛利的概念相似，但等三类，与赛利的概念相似，但使用的名词不同。使用的名词不同。张文佑张文佑(1984)：也强调区别也强调区别前构造期盆地前构造期盆地、同构造期盆地同构造期盆地和和后构后构造期盆地造期盆地的意义。并指出许多现存的含油气盆地都是被改造的后的意义。并指出许多现存的含油气盆地都是被改造的后构造期盆地，要寻找最有利的生油地区，必须打破后构造期残余构造期盆地，要寻找最有利的生油地区，必须打破后构造期残余盆地的界限，进行更大范围的构造岩相带划分和对比，进行古气盆地的界限，进行更大范围的构
6、造岩相带划分和对比，进行古气候、古生态和沉积环境等对比研究，恢复前构造期盆地的面貌。候、古生态和沉积环境等对比研究，恢复前构造期盆地的面貌。结语：结语：就就“盆地盆地”而言，以而言，以R.C.Selley(1976-1985)的定义较全面。的定义较全面。“盆地盆地”应具有三重涵义，即应具有三重涵义，即地貌盆地地貌盆地、沉积盆地沉积盆地和和构造盆地构造盆地。而而本文本文所说的所说的“盆地分析盆地分析”主要指的是主要指的是沉积盆地分析沉积盆地分析。关于。关于“沉积沉积盆地盆地”概念的理解，至少应包含三个要素：概念的理解，至少应包含三个要素：第一是物质，第一是物质，即沉积即沉积盆地是由沉积地层组成的
7、；盆地是由沉积地层组成的；第二是地质时代，第二是地质时代，即沉积盆地发生在即沉积盆地发生在一定的地质时代；一定的地质时代；第三是空间，第三是空间，即沉积盆地是具有盆状形态的地即沉积盆地是具有盆状形态的地壳构造单元。因此，在一定的地质时期中，在盆状的空间中堆积壳构造单元。因此，在一定的地质时期中，在盆状的空间中堆积的沉积物（一般认为厚度超过的沉积物（一般认为厚度超过1000m）即是即是沉积盆地沉积盆地。二、含油气盆地二、含油气盆地 含油气盆地是含油气盆地是具备成烃要素具备成烃要素、有过成烃过程有过成烃过程并已发现有商业并已发现有商业价值的价值的油气聚集油气聚集的沉积盆地。的沉积盆地。含油气盆地是
8、油气生成、运移、聚集、保存的基本单位。世含油气盆地是油气生成、运移、聚集、保存的基本单位。世界上界上99以上的油气资源是在沉积岩中，那些在非沉积岩中储存以上的油气资源是在沉积岩中，那些在非沉积岩中储存的油气也与附近的沉积岩有密切的关系。为了评价、预测油气远的油气也与附近的沉积岩有密切的关系。为了评价、预测油气远景和寻找油气资源，必须研究沉积盆地。景和寻找油气资源，必须研究沉积盆地。含油气盆地本身是一个含油气盆地本身是一个整体或实体整体或实体，有其内在的地质规律，有其内在的地质规律，包括地层层序、沉积相和沉积系统、构造、石油地质等，只有包括地层层序、沉积相和沉积系统、构造、石油地质等，只有对其作
9、整体剖析，才能查明油气在整个盆地中的分布规律，有效对其作整体剖析，才能查明油气在整个盆地中的分布规律，有效地选定最有利的勘探区带和勘探目标。地选定最有利的勘探区带和勘探目标。含油气盆地含油气盆地 并非所有的沉积盆地都是含油气盆地。按照含油气性可将并非所有的沉积盆地都是含油气盆地。按照含油气性可将含油气盆地分为三级：即含油气盆地分为三级：即具大油气的盆地具大油气的盆地、只含、只含中小油气田的中小油气田的盆地盆地和仅和仅见油气流的盆地见油气流的盆地。大油气田是指可采石油储量接近大油气田是指可采石油储量接近8000 104吨吨（或（或5 108桶）或桶）或天然气天然气850 108m3。在全球已划定
10、的。在全球已划定的517个盆地中，具有大油气个盆地中，具有大油气田的盆地有田的盆地有73个个，只有含中小油气田的盆地有，只有含中小油气田的盆地有137个个，仅见油气，仅见油气流的有流的有47个个，至今无重要油气发现的盆地有，至今无重要油气发现的盆地有259个个。据据1989年的统计，年的统计，全球已发现大油田全球已发现大油田311个、大气田个、大气田127个个，其总储量占世界已发现证实储量的其总储量占世界已发现证实储量的80以上。大油气田的形成以上。大油气田的形成是由盆地各种地质条件所决定的，各种成烃、成藏要素必须具是由盆地各种地质条件所决定的，各种成烃、成藏要素必须具备，缺一不可，这就使得在
11、进行含油气盆地分析时，必须进行备，缺一不可，这就使得在进行含油气盆地分析时，必须进行全面系统和精细的研究。全面系统和精细的研究。第二节第二节 含油气盆地分析的内容和程序含油气盆地分析的内容和程序 一、盆地分析的内涵一、盆地分析的内涵 20世纪世纪40年代，年代，Pettijohn从沉积学出发提出从沉积学出发提出“沉积盆地分析沉积盆地分析”的概念，将盆地作为一个整体，对其中充填的沉积物进行全面的的概念，将盆地作为一个整体，对其中充填的沉积物进行全面的研究研究。A.D.Miall(1984)在在沉积盆地分析原理沉积盆地分析原理一书中认为以勘探一书中认为以勘探资源为目的的盆地分析是对盆地中的沉积岩层
12、进行研究，涉及许资源为目的的盆地分析是对盆地中的沉积岩层进行研究，涉及许多内容，其中最重要的是地层学、构造学和沉积学。多内容，其中最重要的是地层学、构造学和沉积学。P.A.Allen(1990)在在盆地分析原理与应用盆地分析原理与应用一书中指出，一书中指出，盆地分析就是将沉积盆地作为实体进行地球动力学综合研究。盆地分析就是将沉积盆地作为实体进行地球动力学综合研究。盆地分析的内涵盆地分析的内涵 盆地的成因分析盆地的成因分析主要是从地球动力学角度研究各类盆地的形主要是从地球动力学角度研究各类盆地的形成机理包括板块构造背景、动力来源、类型、方式，深部岩石圈成机理包括板块构造背景、动力来源、类型、方式
13、，深部岩石圈结构和深部构造作用过程，盆山关系等，从而建立各类盆地的结构和深部构造作用过程，盆山关系等，从而建立各类盆地的成因模式及其相应的地层、沉积、构造模式。成因模式及其相应的地层、沉积、构造模式。盆地的演化史盆地的演化史是盆地定量分析的重点和关键，包括多方面内是盆地定量分析的重点和关键，包括多方面内容，如容，如沉降史沉降史分析（或称分析（或称地史地史分析）、分析）、沉积充填史沉积充填史分析、分析、热史热史分分析、析、埋藏史埋藏史分析以及盆地演化与分析以及盆地演化与成烃史成烃史和和成藏成藏的关系研究等。最的关系研究等。最近，在沉降史分析中，也加强了对近，在沉降史分析中，也加强了对剥蚀量和剥蚀
14、史剥蚀量和剥蚀史的研究。的研究。盆地分析的内涵盆地分析的内涵 盆地石油地质条件的综合分析和评价盆地石油地质条件的综合分析和评价是盆地分析的中心内是盆地分析的中心内容。一个盆地成烃、成藏的状况取决于油源、储集、封盖、运容。一个盆地成烃、成藏的状况取决于油源、储集、封盖、运移、圈闭和保存诸条件的存在及其合理的配置关系，缺乏任一移、圈闭和保存诸条件的存在及其合理的配置关系，缺乏任一条件都不会有好的含油气远景。而这些条件受控于盆地形成、条件都不会有好的含油气远景。而这些条件受控于盆地形成、演化与改造，受控于盆地的各种地质作用。以盆地为基本单元，演化与改造，受控于盆地的各种地质作用。以盆地为基本单元，研
15、究盆地的含油气性、油气分布规律、盆地演化与成烃、成藏研究盆地的含油气性、油气分布规律、盆地演化与成烃、成藏关系是盆地分析特有的内容。关系是盆地分析特有的内容。二二、盆地分析的基本思路、盆地分析的基本思路 朱夏（朱夏（1981）曾）曾将含油气盆地研究的主要内容归纳为将含油气盆地研究的主要内容归纳为4个个M、4个个S和和3个个T。4个个M：物质基础物质基础（Material），），指生油物质的性质和数量；指生油物质的性质和数量；成熟度成熟度(Maturation)，指有机质转化为石油的成熟程度；指有机质转化为石油的成熟程度；运移运移（Migration），），包括运移、圈闭和聚集；包括运移、圈闭和
16、聚集；保存（保存（Maintenance），），指盖层及后期改造的条件指盖层及后期改造的条件。4个个S：沉积作用沉积作用（Sedimentation），），指沉积环境、组合和生储指沉积环境、组合和生储盖组合及分布；盖组合及分布；沉降作用沉降作用(Subsidence)，指断陷和拗陷、沉降指断陷和拗陷、沉降速速率、沉降原因；率、沉降原因；应力场和应力条件应力场和应力条件（Stress field and Stress condition）构造样式（构造样式（Structural style)，指构造形态，张、压、指构造形态，张、压、走滑应力体制下的构造样式走滑应力体制下的构造样式。3个个T：构造
17、背景构造背景（Tectonic settings）；时代或时间时代或时间(Time)，指盆地的发展阶段、构造演化；指盆地的发展阶段、构造演化；热史热史（Thermal history）。）。盆地分析的基本思路盆地分析的基本思路 赵重远（赵重远（1993）强调）强调含油气盆地地质学研究中的含油气盆地地质学研究中的3项原则：项原则：整体原则整体原则，视盆地为一整体；，视盆地为一整体；动态原则动态原则，不仅研究现状，还要历史地分析盆地和油气的形，不仅研究现状，还要历史地分析盆地和油气的形成和演化；成和演化；综合原则综合原则，研究各种地质作用从而揭示油气分布规律。，研究各种地质作用从而揭示油气分布规律
18、。并将含油气盆地研究分为五个子系统：并将含油气盆地研究分为五个子系统：成盆作用与过程；成盆作用与过程；成烃作用与过程；成烃作用与过程；成藏作用与过程；成藏作用与过程；成藏组合与分析；成藏组合与分析；后期改造与油气再分布后期改造与油气再分布。盆地分析的基本思路盆地分析的基本思路 陈发景（陈发景（1989）认为）认为含油气盆地分析内容主要包括有含油气盆地分析内容主要包括有沉积沉积、构造构造和和有机地球化学有机地球化学三个方面三个方面。在盆地构造分析方面，内容主要有：在盆地构造分析方面，内容主要有：盆地类型、形成和演化，以及其生油坳陷和生、储、盖层盆地类型、形成和演化，以及其生油坳陷和生、储、盖层组
19、合的关系；组合的关系；盆地内坳陷、斜坡和隆起的古构造分析及油气运盆地内坳陷、斜坡和隆起的古构造分析及油气运移指向；移指向；断裂性质、分布及其在油气运移中的作用；断裂性质、分布及其在油气运移中的作用；构造样构造样式、圈闭类型和形成时期，以及与油气运移和聚集期的配置关式、圈闭类型和形成时期，以及与油气运移和聚集期的配置关系；系；不整合面与潜山油气藏不整合面与潜山油气藏。三三、不同尺度的盆地分析、不同尺度的盆地分析 盆地分析通常包括三种尺度：盆地分析通常包括三种尺度：即超盆地、盆地整体和盆地内部即超盆地、盆地整体和盆地内部。（1）超盆地分析）超盆地分析 主要研究盆地形成演化的区域环境、深部主要研究盆
20、地形成演化的区域环境、深部背景、变化规律及其基本属性，包括以下几个方面：背景、变化规律及其基本属性，包括以下几个方面：构造位置、盆山关系、盆间关系研究；构造位置、盆山关系、盆间关系研究；古气候、古纬度、古地理环境研究；古气候、古纬度、古地理环境研究；盆地的地质时代及古原型盆地研究；盆地的地质时代及古原型盆地研究；盆地和超盆地的地球动力学、盆地类型研究；盆地和超盆地的地球动力学、盆地类型研究；盆地深部结构、不同层次构造关系和不同期次盆地叠置关系盆地深部结构、不同层次构造关系和不同期次盆地叠置关系研究研究。不同尺度的盆地分析不同尺度的盆地分析 （2）盆地整体研究）盆地整体研究 将盆地作为一个独立系
21、统，研究该系统将盆地作为一个独立系统，研究该系统内所发生的地质过程或作用及其各种地质响应。包括以下方面：内所发生的地质过程或作用及其各种地质响应。包括以下方面：盆地的层序、旋回、幕或地质事件分析，盆地形成演化的阶段盆地的层序、旋回、幕或地质事件分析，盆地形成演化的阶段或期次研究；或期次研究；盆地构造变形体系、样式、类型、叠加、构造演化和不同时期构盆地构造变形体系、样式、类型、叠加、构造演化和不同时期构造应力场分析，以及不同层次构造变形关系研究；造应力场分析，以及不同层次构造变形关系研究；盆地沉降史分析、沉降量及沉降速率特征比较，以及沉降量与变盆地沉降史分析、沉降量及沉降速率特征比较，以及沉降量
22、与变形量相关性研究；形量相关性研究；盆地构造沉积充填模式分析、构造岩相带划分、构造岩石盆地构造沉积充填模式分析、构造岩相带划分、构造岩石组合及其序列研究；组合及其序列研究；盆地内部构造岩浆活动、热活动、热史分析盆地内部构造岩浆活动、热活动、热史分析。不同尺度的盆地分析不同尺度的盆地分析 （3）盆地内部含油气区带研究）盆地内部含油气区带研究 通常是指二级构造带或局部构造的解析，研究油气区带的基本通常是指二级构造带或局部构造的解析，研究油气区带的基本要素、某些控制二级构造带的主干断层或断裂带、盆地构造内部要素、某些控制二级构造带的主干断层或断裂带、盆地构造内部二级构造带中各构造要素之间的关系，以及
23、构造演化和形成机理。二级构造带中各构造要素之间的关系，以及构造演化和形成机理。“油藏描述油藏描述”也属于盆地内部含油气区带研究的范畴，它已经发展也属于盆地内部含油气区带研究的范畴，它已经发展成为含油气盆地分析学科中一种相对独立的技术。成为含油气盆地分析学科中一种相对独立的技术。四四、不同勘探阶段的盆地分析、不同勘探阶段的盆地分析 在不同盆地油气勘探阶段，盆地分析的研究内容是不同的，在不同盆地油气勘探阶段，盆地分析的研究内容是不同的，盆地分析工作可分为三个阶段进行：盆地分析工作可分为三个阶段进行：第一阶段第一阶段 盆地勘探程度较低，尚未取得工业性油气发现。盆地勘探程度较低，尚未取得工业性油气发现
24、。盆地分析要初步搞清盆地基底结构、盆地构造格局、地层层序、盆地分析要初步搞清盆地基底结构、盆地构造格局、地层层序、沉积岩分布，初步确定主要烃源岩层系及主要烃源岩区，估算远沉积岩分布，初步确定主要烃源岩层系及主要烃源岩区，估算远景资源量，评价盆地勘探前景，并通过对多个盆地的比较，进行景资源量，评价盆地勘探前景，并通过对多个盆地的比较，进行分类排队，优选出具有含油气远景的盆地。分类排队，优选出具有含油气远景的盆地。第二阶段第二阶段 盆地已获得工业性油气发现，并具有地震测线盆地已获得工业性油气发现，并具有地震测线网。以探井为骨干，地震测线为基础，结合其他资料，建立盆地网。以探井为骨干，地震测线为基础
25、，结合其他资料，建立盆地地质模型，重现地史、热史、生烃史、排烃史。查明地层、岩性地质模型，重现地史、热史、生烃史、排烃史。查明地层、岩性横向变化，构造形态和断层分布；搞清油源关系、有效烃源岩体横向变化，构造形态和断层分布；搞清油源关系、有效烃源岩体和储集岩体的分布；计算盆地的生烃量、排烃量及其分布，预测和储集岩体的分布；计算盆地的生烃量、排烃量及其分布，预测油气资源数量及其分布，优选有利含油气区带。油气资源数量及其分布，优选有利含油气区带。不同勘探阶段的盆地分析不同勘探阶段的盆地分析 第三阶段第三阶段 含油气盆地达到较高勘探程度。对各种地质特含油气盆地达到较高勘探程度。对各种地质特征和石油地质
26、规律有了进一步认识，特别是通过对已发现的各征和石油地质规律有了进一步认识，特别是通过对已发现的各类油气藏的分析研究，对油气运移聚集规律有了较深入的认识。类油气藏的分析研究，对油气运移聚集规律有了较深入的认识。需进一步充实盆地地质模型，更加准确地再现盆地地史、热史、需进一步充实盆地地质模型，更加准确地再现盆地地史、热史、生烃史、排烃史，还需要再现盆地油气运移聚集史，定量地预生烃史、排烃史，还需要再现盆地油气运移聚集史，定量地预测油气资源数量及其三维空间分布，确定各类有利含油气区带测油气资源数量及其三维空间分布，确定各类有利含油气区带及其潜力，特别是要进行对圈闭含油性的评价及地层岩性油气及其潜力，
27、特别是要进行对圈闭含油性的评价及地层岩性油气藏和隐蔽油气藏的预测。藏和隐蔽油气藏的预测。五五、含油气盆地分析的方法、含油气盆地分析的方法 含油气盆地分析是一项庞大的系统工程，涉及面广，需要开含油气盆地分析是一项庞大的系统工程，涉及面广，需要开展多学科综合分析研究工作。展多学科综合分析研究工作。其骨架和主线是地球动力学和构造其骨架和主线是地球动力学和构造沉积油气演化沉积油气演化。含油气盆地分析要求有一套先进的科学研究技术，将定性与含油气盆地分析要求有一套先进的科学研究技术，将定性与定量研究结合；要引入各学科的新成就、新技术，充分利用计算定量研究结合；要引入各学科的新成就、新技术，充分利用计算机技
28、术、模拟技术来提高研究水平。机技术、模拟技术来提高研究水平。充分利用不同方面和不同层次的信息是高水平研究的保证，充分利用不同方面和不同层次的信息是高水平研究的保证，应吸收包括地面地质、钻井、测井、地震、非地震地球物理测量应吸收包括地面地质、钻井、测井、地震、非地震地球物理测量、大地电磁测深、遥感技术、古地磁测量、同位素地质、地球化、大地电磁测深、遥感技术、古地磁测量、同位素地质、地球化学等方面的新进展，也包括实验室取得的数据和资料。学等方面的新进展，也包括实验室取得的数据和资料。对于盆地地质条件和石油地质条件的对于盆地地质条件和石油地质条件的类比类比是一种常用的有效是一种常用的有效方法。油气保
29、存、聚集要求的条件很严格，各种成藏要素缺一不方法。油气保存、聚集要求的条件很严格，各种成藏要素缺一不可，这就要求进行具体的、逐项的精细对比。可，这就要求进行具体的、逐项的精细对比。含含油油气气盆盆地地分分析析的的方方法法 第二讲第二讲 板块构造与沉积盆地分类板块构造与沉积盆地分类 第一节第一节 岩石圈及其板块构造环境岩石圈及其板块构造环境 一、地壳与岩石圈一、地壳与岩石圈 目前对地球内部目前对地球内部目前对地球内部目前对地球内部的了解主要是借助于的了解主要是借助于的了解主要是借助于的了解主要是借助于地震波研究的成果。地震波研究的成果。地震波研究的成果。地震波研究的成果。地震波地震波地震波地震波
30、主要包括纵波主要包括纵波主要包括纵波主要包括纵波(P P P P波波波波)、横波横波横波横波(S S S S波波波波)和面波，和面波，和面波，和面波，其中对地其中对地其中对地其中对地球内部构造研究有意球内部构造研究有意球内部构造研究有意球内部构造研究有意义的是纵波和横波。义的是纵波和横波。义的是纵波和横波。义的是纵波和横波。地震波的传播速度总体上是地震波的传播速度总体上是随深度而递增随深度而递增变化的。但其中出现变化的。但其中出现2 2个明显的一级波速不连个明显的一级波速不连续界面续界面、1 1个明显的低速带和几个次一级的波个明显的低速带和几个次一级的波速不连续面速不连续面。莫霍洛维奇不连续面
31、莫霍洛维奇不连续面(简称莫霍面，简称莫霍面，M M面面)出出现的深度在大陆之下平均为现的深度在大陆之下平均为3333kmkm，在大洋之下在大洋之下平均为平均为7 7kmkm。在该界面附近，纵波的速度从在该界面附近，纵波的速度从7.07.0km/skm/s左右突然增加到左右突然增加到8.18.1km/skm/s左右；横波的左右；横波的速度从速度从4.24.2km/skm/s突然增至突然增至4.44.4km/skm/s。古登堡不连续面古登堡不连续面古登堡不连续面古登堡不连续面(简称古登堡面，简称古登堡面，简称古登堡面，简称古登堡面，G G G G面面面面)位于地下位于地下位于地下位于地下2885
32、2885 2885 2885 kmkmkmkm的深处的深处的深处的深处,从上往下，纵波速度由从上往下，纵波速度由从上往下，纵波速度由从上往下，纵波速度由13.6413.6413.6413.64km/skm/skm/skm/s突然降低为突然降低为突然降低为突然降低为7.987.987.987.98km/skm/skm/skm/s，横波速度横波速度横波速度横波速度由由由由7 7 7 7.23.23.23.23 km/skm/skm/skm/s向下突然消失向下突然消失向下突然消失向下突然消失,并且地震波出现极明显的反射、折射并且地震波出现极明显的反射、折射并且地震波出现极明显的反射、折射并且地震波出
33、现极明显的反射、折射现象。现象。现象。现象。低速带低速带低速带低速带(或低速层或低速层或低速层或低速层)出现的深度一般介于出现的深度一般介于出现的深度一般介于出现的深度一般介于60606060250 250 250 250 kmkmkmkm之间，之间，之间，之间，接近地幔的顶部接近地幔的顶部接近地幔的顶部接近地幔的顶部,在低速带内，地震波速度不仅未随深度而在低速带内，地震波速度不仅未随深度而在低速带内，地震波速度不仅未随深度而在低速带内，地震波速度不仅未随深度而增加，反而比上层减小增加，反而比上层减小增加，反而比上层减小增加，反而比上层减小5 5 5 510101010左右；并且，局部地段横左
34、右；并且，局部地段横左右；并且，局部地段横左右；并且，局部地段横波消失。波消失。波消失。波消失。该圈层称为软流圈。该圈层称为软流圈。该圈层称为软流圈。该圈层称为软流圈。软流圈以上为软流圈以上为软流圈以上为软流圈以上为岩石圈岩石圈岩石圈岩石圈。因此，地球的内部构造可以以莫霍面和古登堡面因此，地球的内部构造可以以莫霍面和古登堡面因此，地球的内部构造可以以莫霍面和古登堡面因此，地球的内部构造可以以莫霍面和古登堡面划分为划分为划分为划分为地壳地壳地壳地壳、地幔地幔地幔地幔和和和和地核地核地核地核三个主要圈层。根据次一级三个主要圈层。根据次一级三个主要圈层。根据次一级三个主要圈层。根据次一级界面，还可以
35、把地幔进一步划分为界面，还可以把地幔进一步划分为界面，还可以把地幔进一步划分为界面，还可以把地幔进一步划分为上地幔上地幔上地幔上地幔和和和和下地幔下地幔下地幔下地幔，把地核进一步划分为把地核进一步划分为把地核进一步划分为把地核进一步划分为外地核外地核外地核外地核、过渡层过渡层过渡层过渡层及及及及内地核内地核内地核内地核。在上。在上。在上。在上地幔上部存在着一个地幔上部存在着一个地幔上部存在着一个地幔上部存在着一个软流圈软流圈软流圈软流圈，软流圈以上的上地幔部，软流圈以上的上地幔部，软流圈以上的上地幔部，软流圈以上的上地幔部分与地壳一起构成分与地壳一起构成分与地壳一起构成分与地壳一起构成岩石圈岩
36、石圈岩石圈岩石圈。地壳的类型地壳的类型地地壳壳在在横横向向上上是是极极不不均均一一的的。可可分分为为大大陆陆地地壳与大洋地壳两种类型壳与大洋地壳两种类型。大洋地壳大洋地壳 大洋地壳简称洋壳，厚度较薄，一般为大洋地壳简称洋壳，厚度较薄，一般为大洋地壳简称洋壳，厚度较薄，一般为大洋地壳简称洋壳，厚度较薄，一般为5 5 5 510101010km(km(km(km(不包括海不包括海不包括海不包括海水厚度水厚度水厚度水厚度)，在一些洋隆或海山地区可达在一些洋隆或海山地区可达在一些洋隆或海山地区可达在一些洋隆或海山地区可达10101010kmkmkmkm以上。一般而言，厚以上。一般而言，厚以上。一般而言
37、，厚以上。一般而言，厚度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势。度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势。度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势。度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势。大洋地壳的结构比较一致，从上到下一般可分为大洋地壳的结构比较一致，从上到下一般可分为大洋地壳的结构比较一致，从上到下一般可分为大洋地壳的结构比较一致，从上到下一般可分为3 3 3 3层：层：层：层：层层层层1 1 1 1 或称沉积层或称沉积层或称沉积层或称沉积层。层层层层2 2 2 2 或称玄武岩层或称玄武岩层或称玄武岩层或称玄武岩层。层层层层3 3 3 3 或称大洋层或称大
38、洋层或称大洋层或称大洋层。大洋层以下进入上地幔。大洋层以下进入上地幔。大洋层以下进入上地幔。大洋层以下进入上地幔。总体来看，洋壳的总体来看，洋壳的厚度厚度变化较小，变化较小，物质成分物质成分主要相当于基性岩，物质的平均主要相当于基性岩，物质的平均密度密度较陆壳大，较陆壳大，约为约为2.82.82.9 2.9 g/cmg/cm3 3。洋壳内部的岩石洋壳内部的岩石变形变形程度程度较弱，具有较统一的刚性性质。而且，较弱，具有较统一的刚性性质。而且，洋壳形洋壳形成的成的年代年代较新，一般形成于距今较新，一般形成于距今2亿年以来。亿年以来。图图215 水平向和垂直向不均一的大陆地壳结构模型水平向和垂直向
39、不均一的大陆地壳结构模型大陆地壳大陆地壳 大陆地壳简称陆壳，其厚度较大，平均厚度约大陆地壳简称陆壳，其厚度较大，平均厚度约3333kmkm，在某些高山地区可厚达在某些高山地区可厚达7070kmkm，在较薄的地在较薄的地方有时仅方有时仅2525kmkm左右。左右。大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很强的不均一性，总体上看，由上向下亦可分为强的不均一性，总体上看，由上向下亦可分为3 3层：层：上地壳、中地壳、下地壳。上地壳、中地壳、下地壳。总体看，陆壳的总体看，陆壳的厚度厚度变化较大，结构较复杂，变化较大，结构较复杂，物质成分物质成分相当于中、酸性岩，物质的
40、平均相当于中、酸性岩，物质的平均密度密度较较洋壳小，约为洋壳小，约为2.72.72.82.8g/cmg/cm3 3。陆壳内岩石陆壳内岩石变形变形强烈，而且陆壳的形成强烈，而且陆壳的形成年代年代较老，演化时间漫长。较老，演化时间漫长。据岩石的同位素年龄测定，格陵兰的古老片麻岩据岩石的同位素年龄测定，格陵兰的古老片麻岩年龄达年龄达3636亿亿4040亿亿a a左右。现在一般认为地球的左右。现在一般认为地球的形成年龄为形成年龄为4646亿亿a a。所以陆壳自地球形成的早期所以陆壳自地球形成的早期便开始发育，并一便开始发育，并一直演化至今。直演化至今。岩石圈的流变学特征岩石圈的流变学特征 从从力学和流
41、变学角度力学和流变学角度看，岩石圈有足够的刚度构成比较连续看，岩石圈有足够的刚度构成比较连续的板块，而软流圈是具有流变学特征的圈层。但岩石圈本身的强的板块，而软流圈是具有流变学特征的圈层。但岩石圈本身的强度在垂向上和横向上也是有变化的。大洋岩石圈和大陆岩石圈的度在垂向上和横向上也是有变化的。大洋岩石圈和大陆岩石圈的流变学特征的差异十分明显。流变学特征的差异十分明显。岩岩石石圈圈的的流流变变学学特特征征 岩石圈的流变学特征岩石圈的流变学特征 不同地区的大陆岩石圈的流变学特征也学差异。一些地不同地区的大陆岩石圈的流变学特征也学差异。一些地区（如华北地区）的区（如华北地区）的大陆地壳内部具有明显的低
42、速层大陆地壳内部具有明显的低速层，甚至，甚至多个低速层。造成多个低速层。造成低速低速的原因可能有多种因素，如（的原因可能有多种因素，如（1）含水）含水层；（层；（2）破碎的变质岩层；（）破碎的变质岩层；（3）蠕变变形带或韧性剪切带）蠕变变形带或韧性剪切带（糜棱岩带）；（糜棱岩带）；（4）滑脱（面）带等。这些壳内低速层在岩）滑脱（面）带等。这些壳内低速层在岩石圈强度上是相对的韧性层，它们在岩石圈构造变形以及地石圈强度上是相对的韧性层，它们在岩石圈构造变形以及地壳表层沉积盆地的形成过程中具有很重要的意义。壳表层沉积盆地的形成过程中具有很重要的意义。二、全球板块构造系统二、全球板块构造系统 1968
43、 1968年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒皮雄和威尔逊等人进一步提出皮雄和威尔逊等人进一步提出板块构造学说板块构造学说。板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得的板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得的重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈岩石圈和软流圈岩石圈和软流圈所获得的新认识，从全球统所获得的新认识，从全球统一的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大一的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大问题。板块构造的提出，被誉为地球科学上的问题。板块构造的提出，被誉为地球科学上的一场革命。一场革命。板块构造学说的基本思想板块构造学说的
44、基本思想 固体地球上层在垂向上可划分为物理性固体地球上层在垂向上可划分为物理性质显著不同的两个圈层，即上部的刚性质显著不同的两个圈层，即上部的刚性岩石岩石圈圈和下垫的塑性和下垫的塑性软流圈软流圈；刚性的岩石圈可划；刚性的岩石圈可划分为若干大小不一的分为若干大小不一的板块板块，它们漂浮在塑性，它们漂浮在塑性较强的软流圈上作大规模的运动；板块内部较强的软流圈上作大规模的运动；板块内部是相对稳定的，板块边缘则由于是相对稳定的，板块边缘则由于相邻板块的相邻板块的相互作用相互作用而成为构造活动强烈的地带；板块而成为构造活动强烈的地带；板块之间的相互作用从根本上控制着各种地质作之间的相互作用从根本上控制着
45、各种地质作用的过程，同时也决定全球岩石圈运动和演用的过程，同时也决定全球岩石圈运动和演化的基本格局。化的基本格局。（一）板块的边界类型及板块的划分（一）板块的边界类型及板块的划分板块边界分为三种基本类型。板块边界分为三种基本类型。1.1.分离型板块边界分离型板块边界 相当于大洋中脊轴部。其两侧板块相背运动，板相当于大洋中脊轴部。其两侧板块相背运动，板块边界受拉张而分离，软流圈物质上涌，冷凝成新的块边界受拉张而分离，软流圈物质上涌，冷凝成新的洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上。也称为洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上。也称为增增生板块边界生板块边界。这类边界主要分布于大西洋中脊、印度。这类边
46、界主要分布于大西洋中脊、印度洋中脊和东南太平洋中隆。洋中脊和东南太平洋中隆。大陆裂谷系大陆裂谷系具有与大洋中具有与大洋中脊类似的特征，也属于分离型板块边界。脊类似的特征，也属于分离型板块边界。2.2.汇聚型板块边界汇聚型板块边界 相当于海沟及板块碰撞带。其两侧板块相向运动，相当于海沟及板块碰撞带。其两侧板块相向运动，在板块边界造成挤压、对冲或碰撞。汇聚型边界是最复在板块边界造成挤压、对冲或碰撞。汇聚型边界是最复杂的板块边界，可进一步划分两种亚型。杂的板块边界，可进一步划分两种亚型。(1)(1)俯冲边界俯冲边界 相当于海沟或贝尼奥夫带，相邻的大洋与大陆板块相当于海沟或贝尼奥夫带，相邻的大洋与大陆
47、板块发生相互叠覆。由于大洋板块比大陆板块密度大、位置发生相互叠覆。由于大洋板块比大陆板块密度大、位置低，故一般总是大洋板块俯冲到大陆板块之下。俯冲边低，故一般总是大洋板块俯冲到大陆板块之下。俯冲边界主要分布于太平洋周缘及印度洋东北边缘，沿这种边界主要分布于太平洋周缘及印度洋东北边缘，沿这种边界大洋板块潜没消亡于地幔之中，故也称为界大洋板块潜没消亡于地幔之中，故也称为消减带消减带。俯冲边界又包括两类：俯冲边界又包括两类：岛弧海沟型岛弧海沟型，主要见于，主要见于西、北太平洋边缘，指大洋板块沿海沟俯冲于与大陆以西、北太平洋边缘，指大洋板块沿海沟俯冲于与大陆以海盆相隔的岛弧之下；海盆相隔的岛弧之下；山
48、弧海沟型山弧海沟型（安第斯型安第斯型），），主要见于太平洋东南的南美大陆边缘，指大洋板块沿陆主要见于太平洋东南的南美大陆边缘，指大洋板块沿陆缘海沟俯冲于山弧之下。缘海沟俯冲于山弧之下。(2)(2)碰撞边界碰撞边界 又称又称地缝合线地缝合线，是指两个大陆板块之间的，是指两个大陆板块之间的碰撞带或焊接线。当大洋板块向大陆板块不断碰撞带或焊接线。当大洋板块向大陆板块不断俯冲时，大洋板块可逐渐消耗完毕，最后位于俯冲时，大洋板块可逐渐消耗完毕，最后位于大洋后面的大陆与大陆板块之间发生碰撞并焊大洋后面的大陆与大陆板块之间发生碰撞并焊接成为一体，从而形成高耸的山脉并伴随强烈接成为一体，从而形成高耸的山脉并伴
49、随强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。现代板块碰撞带的典型例子是阿尔卑斯现代板块碰撞带的典型例子是阿尔卑斯喜马拉雅山构造带，其中喜马拉雅山部分的碰喜马拉雅山构造带，其中喜马拉雅山部分的碰撞边界沿印度河撞边界沿印度河雅鲁藏布江分布，称印度河雅鲁藏布江分布，称印度河雅鲁藏布江缝合线，它是印度板块与欧亚板雅鲁藏布江缝合线，它是印度板块与欧亚板块的碰撞边界块的碰撞边界。3.3.平错型（剪切）板块边界平错型（剪切）板块边界 相当于相当于转换断层转换断层，其两侧板块相互剪切滑，其两侧板块相互剪切滑动，通常既没有板块的生长，也没有板块的消动，通常既没有板块的生长，
50、也没有板块的消亡。它一般分布在大洋中，但也可在大陆上出亡。它一般分布在大洋中，但也可在大陆上出现，如美国西部的圣安德烈斯断层，就是一条现，如美国西部的圣安德烈斯断层，就是一条有名的从大陆上通过的转换断层。有名的从大陆上通过的转换断层。上述几类板块边界在全球的分布及相互连上述几类板块边界在全球的分布及相互连接勾画出了全球岩石圈板块的轮廓。接勾画出了全球岩石圈板块的轮廓。全全球球十十二二个个主主要要板板块块的的分分布布六大板块六大板块:欧亚板块欧亚板块、非洲板块非洲板块、印度板块印度板块（或称（或称大洋洲板块大洋洲板块、印度澳大利亚板块印度澳大利亚板块）、）、太平洋板块太平洋板块、美洲板块美洲板块