层序地层学自20世纪80年代以来迅速成为地质领域的研究焦点。其具有严谨的科学性、逻辑性和有效的预测功能,并得到了油气勘探界的广泛认可,被称为是“油气勘探的权威工具”。陆相断陷盆地的层序不同于海相层序,陆相地层本身具有物源多且近、区域性构造事件或幕式构造旋回复杂、沉积相变窄且变化快等诸多特点,而海相地层具有分布广泛且比较均匀稳定的特点。区分陆相断陷层序的主控因素、演化规律等方面与海相层序的不同点,利用层序地层学的先进理论来研究陆相断陷层序的发育控制因素和沉积特征具有重要的理论意义。而且鉴于层序地层学在预测有利储集体和寻找岩性圈闭上的实用性,该研究对于中国陆相断陷盆地的油气勘探、生产具有极其重要的现实意义。本次研究根据陆相断陷盆地的演化规律及演化阶段建立了陆相断陷盆地层序地层格架和模式,并将该方法应用于二连盆地阿尔凹陷中,建立了阿尔凹陷的层序地层格架及层序格架约束下的沉积相演化,进而预测了有利的储集相带的发育位置。陆相断陷盆地与被动大陆边缘盆地存在较大的差异,主要体现在前者多为多世代多原型叠加的盆地,且可容纳空间的产生主要受控于基底的沉降,而后者可容纳空间的产生主要受控于全球海平面变化。因此,在进行陆相断陷盆地层序地层格架的建立的时候要结合陆相断陷的实际。本文根据陆相断陷盆地的演化及基底沉降阶段建立了陆相断陷盆地层序地层格架。其中一级层序相当于世代地层单元,层序界面对应于大地构造运动面；二级层序相当于盆地原型地层单元,层序界面对应于区域构造运动不整合面。而每个盆地原型按照其基底沉降阶段可划分为四个沉降充填单元,即初始沉降充填单元(整体下粗段,对应于初始慢速的基底沉降阶段)；快速沉降充填单元(整体中细段,对应于快速的基底沉降阶段)；减速沉降充填单元(整体上粗段,对应于慢速的基底沉降阶段)；反转沉降充填单元(整体顶极粗段,对应于末期的构造反转阶段)。上述沉降充填单元可能由一个或多个三级层序组成。对应于初始沉降充填单元的三级层序,由于此阶段盆地沉降面积小,地形高低起伏不平,基底沉降速率慢,导致可容纳空间的增加速率常小于沉积物供给速率,以进积或加积的低位体系域和高位体系域为主,水侵体系域一般很薄：对应于快速沉降充填单元的三级层序,由于该阶段边界断裂活动迅速增强,且长期处于强烈活动状态,导致湖盆沉积面积迅速扩张,可容纳空间增加速率常大于沉积物供给速率,以水侵体系域的退积型的整体较细粒沉积为主,低位体系域非常薄,且被坡折带所围限,而高位体系域发育于该层序末期的构造活动速率减慢阶段,沉积了一套向上变粗的沉积序列,厚度较薄；对应于减速沉降充填单元的三级层序,由于前一阶段的快速的沉降,应力得到了一定的释放,使得在该时期总体基底沉降速率较低,可容纳空间产生速率常小于沉积物供给速率,以进积的低位体系域和高位体系域为主,水侵体系域较薄；对应于反转沉降充填单元的三级层序,该阶段由于区域应力的反转,基底沉降几乎停止甚至出现了基底隆升,可容纳空间的增加速率远远小于沉积物供给速率,主要以低位体系域的粗粒的河流相和冲积平原相沉积为主,缺乏水侵体系域和高位体系域。将上述陆相断陷盆地的层序地层学模型运用于二连盆地阿尔凹陷,根据Tg大型角度不整合将阿尔凹陷划分为古生代世代层序(一级层序)和中-新生代世代层序,其中中-新生代世代层序又可分为侏罗纪裂陷盆地原型(二级层序)、早白垩纪裂陷盆地原型和古-新近纪裂陷盆地原型。针对主要的油气勘探目的层,即早白垩纪盆地原型,根据地震剖面上的局部不整合面、大型超覆面、测井上的突变接触面,将早白垩纪盆地原型分为6个三级层序,即阿三段层序、阿四段层序、腾一下段层序、腾一上段层序、腾二段层序和赛汉塔拉组层序。结合构造沉降速率分析认为阿三段层序对应于初始沉降充填单元的基底慢速沉降；阿四段层序和腾一下段层序对应于快速沉降充填单元的基底快速沉降：腾一上段层序、腾二段层序和赛汉塔拉组层序对应于减速沉降充填单元的基底慢速沉降。由于该地区地处东北亚盆地系的中心,可能不发育经典的反转沉降充填单元的顶极粗段。利用地震属性(相关系数)研究了各层序断裂的平面展布,发现在阿三段层序沉积时期,边界断裂活动性弱,而凹陷内部的断层控制了层序的展布,层序被限定在研究区中部的倾向相反的阿尔6井断层和阿尔61井断层之间。阿四段层序沉积时期,边界断层的活动性增强,并将沉降中心控制在边界断层的下降盘；如同阿三段层序一样,阿四段层序在凹陷内部发育一系列的与边界断层协调的走向北东和近乎正北的共轭断层组合,根据其锐夹角平分线方向判断可能指示了造成凹陷伸展的主应力方向为北北东-南南西向：腾一下段层序沉积时期,构造活动强烈,基底沉降速率相比于阿四段稍有下降,但仍处于一个较快的水平,此时凹陷陡坡带出现了三个次级断层带,分别位于研究区的东部、中部和西部。同时,在研究区的西部的阿尔23井附近发现了近乎垂直于边界断层的北西向和北北西向的断层组合,推测可能与构造反转的应力有关,根据其锐夹角平分线推断构造反转主应力可能来自北北西-南南东向。腾一上段层序的断层展布大多继承了腾一下段,只是研究区中部的次级断层分为了两段,形成了次级断层间的构造转换带,该转换带可能成为腾一上段物源供给通道。同时,构造反转应力形成的北西向-北北西向断层组合也发育于腾一上段,在地震剖面上可见这些断层系列呈近北东向伸展的Y字形,而Y字形断层通常为拉张条件下的地层体积调整的产物,该Y字形断层可能指示了反转应力造成的地层的近北东向的伸展。受控于基底沉降速率的大背景,各个层序的体系域表现为不同的特征。其中,阿三段层序沉积时期属于初始沉降充填单元发育时期,基底沉降速率低,加之沉降面积有限,造成可容纳空间的产生速率常小于沉积物供给速率,以进积型或加积型的低位体系域和高位体系域为主,分别占阿三段层序厚度的20%和51%,水侵体系域较薄,只占29%；阿四段层序沉积时期,边界断层的东段活动性增强,沉降中心位于研究区东部。该时期属于快速沉降充填单元发育早期,由于基底沉降速率快,加之沉降面积扩大,造成了可容纳空间产生速率常大于沉积物供给速率,以退积的水侵体系域为主,占阿四段层序厚度的60%,而低位体系域和高位体系域较薄,分别只占20%和20%。腾一下段层序沉积时期,构造活动仍然强烈,特别是研究区的西部和东部。该时期属于快速沉降充填单元发育后期,此时,基底沉降速率虽然有所下降,但仍然较快,该阶段退积的水侵体系域(约占腾一下段层序厚度的49%)与进积的低位体系域和高位体系域(合占腾一下段层序厚度的51%,其中低位体系域占26%,高位体系域占25%)所占比例相当：腾一上段层序沉积时期,沉降中心转移到了研究区的中部,该时期属于减速沉降充填单元的初期,基底沉降速率大幅降低,可容纳空间的产生速率常小于沉积物供给速率,以进积的低位体系域和高位体系与为主,合占60%(低位体系域和高位体系域分别占35%和25%),而退积的水侵体系域约占腾一上段层序厚度的40%。腾二段层序和赛汉塔拉组层序属于减速沉降充填单元的末期,整体粒度较粗,主要发育河流相和冲积平原相,可能以进积的低位体系域为主,缺乏水侵体系域和高位体系域,由于该层位并非主要勘探目的层,暂朱做详细分析。根据单井的层序及沉积相分析,综合古地貌的恢复以及砂岩等厚图的展布,本文研究了层序格架约束下的沉积相的展布及演化。阿三段层序沉积时期,沉积面积局限在研究区中部的中心地带：低位体系域发育时期,物源可能主要来自研究区东部的扇三角洲。水侵体系域发育时期,湖泊扩张,物源主要来自陡坡带的扇三角洲,部分米自缓坡带的辫状河三角洲；高位体系域发育时期,沉积体大量进积,特别是在研究区的东北部可能发育一个进积的曲流河三角洲；阿四段层序发育时期,沉降面积大范围扩张,但研究区的中部和西部可能仍处于浅水或者陆表环境：低位体系域发育时期,沉积面积局限,物源主要来自研究区中部的陡坡带的阿尔16井附近的扇三角洲。水侵体系域发育时期,沉降中心向东转移到研究区东部的阿尔1井附近,地形变陡,地层不断向北及向西上超,表明了湖泊的迅速扩张,物源主要来自于东部构造转换带的阿尔1井附近的退积型的扇三角洲。高位体系域发育时间较短促,造成了进积的沉积体厚度较薄,此时物源主要来自于东部构造转换带陡坡的阿尔1井扇三角洲和缓坡带的阿地2井辫状河三角洲以及西部构造转换带的阿尔26井辫状河三角洲；腾一下段层序沉积时期,构造活动强烈,次级断层的发育使得沉降中心从边界断层下降盘向西北的凹陷中心转移：低位体系域沉积时期,物源主要主要来自西部构造转换带的阿尔21井扇三角洲和缓坡的阿尔23井辫状河三角洲,其次为东部构造转换带的阿尔11井扇三角洲和中部次级断阶下降盘的阿尔4井扇三角洲。水侵体系域发育时期,湖泊扩张,物源主要米自西部构造转换带,其次为东部构造转换带的缓坡的阿地2井辫状河三角洲和研究区中部次级断层下降盘的扇三角洲。高位体系域发育时期,沉积体主要来自西部构造转换带陡坡的阿尔2井扇三角洲,东部构造转换带陡坡的进积的阿尔15井扇三角洲和缓坡带的阿地2井辫状河三角洲以及次级断阶下降盘的阿尔4井扇三角洲,其中阿尔15井扇三角洲和阿尔4井扇三角洲相比于水侵体系域而言,表现出了明显的进积特征；腾一上段沉积时期,基底沉降速率降低,低位和高位体系域的进积占主体。低位体系域发育时期,砂体主要位于东部构造转换带陡坡的阿尔15井扇三角洲和西部构造转换带缓坡的阿尔26井辫状河三角洲,其次位于西部构造转换带陡坡的阿尔21井扇三角洲、中部次级断阶下降盘的阿尔41井湖底扇和缓坡带的阿尔6井湖底扇。水侵体系域发育时期,物源主要集中在东部构造转换带的阿尔15井扇三角洲,而其他的砂体都被湖相细粒沉积所覆盖,显示了湖泊的扩张和水体的加深。高位体系域发育时期,沉积体大量的进积,物源主要米自东部构造转换带陡坡的阿尔15井扇三角洲和西部构造转换带缓坡的阿尔23井辫状河三角洲。在层序地层格架下分析了有利储集相带的分布,认为阿三段的有利勘探层位是高位体系域的砂体,而阿尔6井附近的断层的下降盘及阿尔3井周边的构造高点为有利的勘探目标；阿四段的有利勘探层位是高位体系域,而构造转换带缓坡位置的反向断层下降盘是有利的勘探目标；腾一下段的有利勘探层位是低位体系域、水侵体系域和高位体系域,其中低位体系域的有利目标位于哈达背斜的阿尔1井扇三角洲前缘的滑塌堆积扇和研究区中部的越过反向断层的位于阿尔41井附近的湖底扇。水侵体系域的有利目标位于研究区西部构造转换带的构造高点和研究区中部的越过反向断层“缺口”的阿尔3-1井和阿尔41井湖底扇。高位体系域的有利勘探目标位于研究区西部的构造转换带陡坡的沙麦背斜的构造高点和研究区中部的阿尔3井附近的反向断层与陡坡次级断层之间围限的狭长区域内的扇三角洲；腾一上段的有利勘探层位低位体系域、水侵体系域、高位体系域,其中低位体系域的有利勘探目标是凹陷中心的湖底扇、研究区中部阿尔3井处反向断层与陡坡带的次级断阶之间的近岸水下扇及阿尔41井以西的湖底扇、研究区西部构造转换带缓坡的阿尔26井辫状河三角洲前缘。水侵体系域的有利勘探目标在哈达背斜的扇三角洲前缘河口坝和阿尔41井西北部的湖底扇。高位体系域的有利勘探目标位于阿尔2井所处的沙麦背斜的构造高部位。本文创新点在于：结合陆相断陷盆地多世代多原型叠加的特点,认为一级层序相当于世代地层,二级层序相当于盆地原型。根据盆地基底沉降阶段可将一个原型地层单元(二级层序)分为4个沉降充填单元。每个沉降充填单元对应一个或几个三级层序。基底沉降速率不仅控制了三级层序的演化,也决定了层序内部体系域的组构。基于上述认识建立陆相断陷盆地的层序地层充填模式。并将该模式运用到二连盆地的阿尔凹陷的实例之中,并探讨了阿尔凹陷的层序格架约束下的古地貌及沉积相演化规律,预测了有利储集相带的展布。