底辟构造启动及其沉积建造形成机制探讨——来自物理模拟的启示

底辟构造因与造山带和盆地的变形演化过程以及油气资源分布关系密切而备受关注,到目前为止,有关底辟构造的形成环境、变形样式以及成因机制研究,已取得了许多重要的成果和认识,但对于盐岩或者泥岩底辟的启动及其沉积建造形成机制的模拟探讨仍然十分不足。本研究利用物理模拟技术,建立差异的初始地貌、塑性层之上覆盖层厚度、沉积速率以及基底与侧向摩擦力差异4组基底硅胶与其上覆石英砂组合模型,对底辟的初始启动条件及其沉积建造的形成机制进行了模拟分析和探讨。结果表明,地貌差异是盐丘或泥丘构造产生的初始必要条件,即在伸展、挤压环境以及由构造作用所形成的薄弱带等均有利于底辟构造的快速启动;而在底辟沉积建造过程中,快速的沉积加载、塑性层之上沉积层的初始厚度越大,以及具有较大的侧向与基底摩擦力,则会抑制早期底辟的发育;而缓慢的沉积作用、塑性层之上初始沉积层厚度越薄以及减小侧向与基底摩擦力,则会促进早期底辟的生长。同时在底辟沉积建造的中后期,随着沉积速率的加载,底辟会快速的生长变形。综合模拟结果和实际的底辟沉积建造过程表明,底辟沉积建造是地貌、沉积速率、地层温度、地层压力和底辟塑性流体埋深等综合作用的结果,正如北海盆地盐底辟和安达曼海弧后盆地泥底辟的沉积建造过程,在形成机制上与模拟结果具有较大的相似性。