0 引言

为了对沉积盆地的含油气性做出客观的评价，必须进行原型盆地恢复。原型盆地恢复即把盆地视为一个整体^[1-4]。这不仅是恢复盆地的本来面貌，而且可以依此为据阐明盆地经历的构造运动，从而进一步阐明构造活动对前期盆地的改造以及对后期成盆作用的影响^[5-8]。原型盆地恢复的前提首先是确定剥蚀量。目前，应用较为成熟的地层剥蚀量恢复方法主要有地层趋势法、声波时差法和镜质体反射率(R_o)法等，但它们都具有各自的局限性^[9-16]。地层趋势法为一种简单而直观的方法，适合在工区剥蚀面积较小、研究程度较高的情况下使用，但当剥蚀面积较大，地层厚度在横向上变化较大，特别是在全区存在剥蚀时应用误差较大，甚至无法使用其对剥蚀量进行恢复；声波时差法在对剥蚀量不大，或被剥蚀层段成岩程度不高的地区适用性较差^[17]；镜质体反射率法首先必须确定R_o的突变是否是由剥蚀引起，由于R_o在热演化过程中的不可逆性，因此用这种方法所得的剥蚀量往往是最低剥蚀量^[18-19]。

汤原断陷区域构造上是受郯庐断裂带北段佳伊断裂控制形成的新生代盆地^[20-22]。断陷呈北东向狭条状展布，南北长120 km，东西宽5~24 km，一般18~20 km，总面积约3 320 km²(图 1)。汤原断陷后期改造强烈，导致原始的沉积沉降中心分布不清，现今构造单元分为西部斜坡带、西部凹陷带、中部凸起带、东部凹陷带。汤原断陷古近系自下而上依次发育古新统新安村组、始新统达连河组、渐新统宝泉岭组、新近系中新统富锦组以及上新统^[23-24]，本次研究主要应用镜质体反射率法对汤原断陷宝泉岭组和达连河组剥蚀量进行恢复，应用地层趋势法对新安村组进行恢复，然后结合地层趋势法分别编制了三个组的地层剥蚀量图。

1 地层剥蚀量恢复

研究区剥蚀作用主要发生在宝泉岭组，在达连河组和新安村组沉积后也发生了较小规模的剥蚀^[25]。据此并结合各剥蚀量恢复方法的适用条件，对宝泉岭组、达连河组及新安村组的地层剥蚀量进行计算。镜质体反射率法进行剥蚀量恢复首先要选取标准井，标准井选取原则是连续沉积且未遭受剥蚀，通过标准井建立R_o标准曲线；再利用各井R_o值与深度拟合，并与R_o标准曲线对比建立各层系剥蚀量计算图版，通过图版计算各井剥蚀量厚度。

1.1 宝泉岭组剥蚀量恢复

宝泉岭组剥蚀量大，且后期沉积厚度小于剥蚀量，采用镜质体反射率法进行剥蚀量恢复计算。研究区tang1井、tangcan1井及xin1井位于凹槽带，地层稳定连续沉积，未遭受剥蚀，因此选取tang1井、tangcan1井及xin1井进行R_o值对数拟合，并与井深度交会，得到汤原断陷的R_o演化标准曲线(图 2)。从图 2可知，对数拟合后所得标准线与R_o散点吻合效果好，符合利用标准线对其他井地层剥蚀量恢复计算的条件。

标准线关系式为

利用各井R_o值与深度交会，拟合出各井R_o随深度变化的对数关系式，并将此关系式与汤原断陷标准线对比分析，得到各井宝泉岭组地层剥蚀量(D)。

以断陷中部的hu2井为例，其镜质组反射率与深度的对数拟合关系式为

式中，H₁为顶界深度(m)。

图 3为以宝泉岭组hu2井为例计算剥蚀量图。

图 3中已知hu2井宝泉岭组现今埋深为322.5 m(即H₀ = 322.5 m)，将H₀带入式(1)中的H进行计算，得到未遭受剥蚀的情况下322.5 m埋深对应R_o值为0.22%，将0.22%带入式(2)计算得到H₁为-672.2 m，则hu2井剥蚀量D₁为

以此类推，得到汤原断陷30口井宝泉岭组的地层剥蚀量，结合地层趋势法编制了宝泉岭组地层剥蚀量图(图 4)。从图 4可知，地层剥蚀区主要位于中央凸起带及东、西部凹陷带靠近凸起带高部位一侧，最大剥蚀厚度可达1 200 m，越靠近古构造高部位的区域剥蚀量越大。

1.2 达连河组剥蚀量恢复

达连河组整体剥蚀量较小，同样利用R_o法对剥蚀量进行计算。以tangcan2井为例，达连河组埋深为1 150 m，以深度为界，对达连河组组顶界面(T₃)上下的R_o值进行拟合(图 5)得到对数关系。

达连河组顶界面(T₃)之下R_o和埋深拟合关系式为

式中，H₀为底界深度(m)。

达连河组顶界面(T₃)之上R_o和埋深拟合关系式为

图 5中已知tangcan2井达连河组现今埋深为1 150 m(即H₀ = 1 150 m)，将H₀带入(3)计算，得到未遭受剥蚀的情况下1 150 m埋深对应R_o值为0.475%，将0.475%带入(4)计算得到H₁为913.6 m, tangcan2井剥蚀量用D₁表示：

以此类推，得到汤原断陷30口井达连河组的地层剥蚀量，结合地层趋势法编制达连河组地层剥蚀量等值线图(图 6)。从图 6可知，地层剥蚀区主要位于中央凸起带及以南地区，最大剥蚀厚度可达450 m，同样越靠近古构造高部位的区域剥蚀量越大。

1.3 新安村组剥蚀量恢复

新安村组在汤原断陷绝大部分区域为连续沉积，大多未发生剥蚀作用，仅在南部区域存在规模较小的剥蚀区，剥蚀区内缺少R_o资料，只能采取地层趋势法进行剥蚀量恢复计算^[26-28]。

以sheng1井为例，根据sheng1井及二维地震资料解释情况，并参考周边完钻井新安村组地层厚度变化趋势，同时按照断陷盆地沉积特点，利用地层趋势法恢复sheng1井新安村组(T₄-T₅之间)剥蚀量，为255 m(图 7)。

同样方法恢复其他井剥蚀厚度，并编制新安村组地层剥蚀量等值线图(图 8)。从图 8来看，新安村组剥蚀面积较小，地层剥蚀区位于汤原断陷中部古凸起之上，受后期构造挤压反转影响，地层抬升遭受剥蚀，最大剥蚀量可达300 m以上。

2 原型盆地恢复与古构造格局

用剥蚀量计算结果，结合各层段残余地层厚度，通过计算可得到各层段原始地层厚度；在此基础上，结合现今构造特征及构造演化过程，利用地质建模技术对各层段不同时期的原型盆地进行恢复，并与现今构造对比，可进一步分析古构造格局及盆地原型演化。

2.1 新安村组原型盆地及古构造格局

受控陷断裂和控凹断裂的控制，新安村组原型盆地形成了“一凹一凸一斜坡”的构造格局^[29]。结合前人对沉降史的分析，新安村组原型盆地为东部凹陷带、中部凸起带和西部斜坡带。与现今构造相比，新安村组原型盆地西部凹陷带不明显(图 9)。

新安村组时期东部凹陷带受东部边界控陷断裂控制，为新安村组沉积沉降中心，地层厚度大；中部凸起带和西部凹陷带的界线不明显，西部凹陷带规模较小。新安村组原型盆地南北结构明显不同，北部为地堑构造，南部为复合半地堑构造。

2.2 达连河组原型盆地及构造格局

新安村组沉积之后，汤原断陷经历了“填平补齐”的过程；同时在达连河沉积时期，控陷、控凹断裂活动强度减弱，因此达连河组地层厚度分布相对均匀，没有出现新安村组及后期的宝泉岭组地层厚度差异巨大的现象。

达连河组原型盆地继承了“两凹一凸一斜坡”的构造格局。与现今达连河组构造相比，东部凹陷带构造特征基本相似，中部凸起带规模比现今构造小，西部凹陷带规模较小，但与新安村组时期相比，西部凹陷带北部开始形成，南部规模扩大，西部凹陷南北连片的格局形成(图 10)。

达连河组沉积沉降中心依然位于东部凹陷带，地层厚度最大，此时期中部凸起带和西部凹陷带的界线基本出现，但是此时西部凹陷带规模依然较小。达连河组原型盆地结构与新安村组时期一致，依然表现为南、北盆地结构明显不同的特点，北部为地堑构造，南部为复合半地堑构造。

2.3 宝泉岭组原型盆地及构造格局

达连河组沉积之后，汤原断陷构造运动活跃，主要断裂活动速率增大，断裂活动对沉积作用的控制作用明显增加，地层厚度差异巨大。

宝泉岭组原型盆地同样继承了“两凹一凸一斜坡”的构造格局，原型盆地构造格局与现今宝泉岭组构造基本一致，构造带的位置、规模与现今构造特征差异不大，中部凸起带和西部凹陷带边界清楚(图 11)。

宝泉岭组时期东部凹陷带依然为沉积沉降中心，同时在西部凹陷带的北段形成了西部沉积沉降中心，汤原断陷由早期单一沉积沉降中心转化为东、西两个沉积沉降中心。至此，汤原断陷东西“双凹”格局完全形成。

3 沉积沉降中心迁移过程

新安村组时期，原始厚度最厚的发育在东部边界断裂下降盘，受古构造影响形成东部沉积带，被中部低凸起分为南北两个部分，此时期沉积沉降中心位于断陷东部边界断裂中段；达连河组时期，早期的两个沉积沉降中心逐渐合并为一个，断陷西部、南部出现规模较小的沉降带，最厚处依然在东部断裂带下降盘，沉积沉降中心迁移至东部边界断裂北段；宝泉岭组时期早期，两个沉积沉降中心完全合并为一个，随着断陷西部的沉降带规模扩大，逐渐形成一东一西的两个主要沉积沉降中心。总体上原型盆地继承性较强，北部为地堑构造，南部为复合半地堑构造，整体为北东走向的狭长型盆地，沉积沉降中心具有前期向断陷北部，后期向断陷西部迁移的过程。

4 结论

1) 通过剥蚀量计算图版，计算得出宝泉岭组最大剥蚀厚度可达1 200 m，剥蚀区主要位于中部凸起带及东、西凹陷带靠近凸起带高部位一侧；达连河组最大剥蚀厚度可达450 m，剥蚀区主要位于中央凸起带及以南地区；新安村组最大剥蚀量可达300 m以上，剥蚀区位于汤原断陷古凸起之上，受后期构造挤压反转影响，地层抬升遭受剥蚀，越靠近古构造高部位的区域剥蚀量越大。

2) 原型盆地具有明显的继承性，新安村组及达连河组时期沉积沉降中心位于东部边界断裂，随后沉积沉降中心从东边界断裂中段迁移至东部边界断裂北段；宝泉岭组时期断陷西部的沉积带规模扩大，形成一东一西的两个主要沉积沉降中心，沉积沉降中心具有前期向断陷北部，后期向断陷西部迁移的过程。