层序、体系域和准层序的关系.doc

层序地层学读书报告一、层序地层学：层序地层学是研究以侵蚀面与无沉积作用面、或者与之可以对比的整合面为界的、重复的、成因上有联系的地层的年代地层框架内的岩石关系。 It is the study of rock relationships within chronostratigraphic framework of repetitive，genetically related strata bounded by surfaces of erosion or nondeposition, or their correlative conformities.二、层序：一套相对整一的，成因上有联系的，其顶底以不整合面或者与这些不整合面可以对比的整合面为界的地层。层序是在海平面升降周期曲线上相邻的两个下降速度转折点之间沉积的，它由一套体系域所组成。 Sequence：A relatively conformable succession of genetically related strata bounded at its top and base by unconformities and their correlative conformities. It is composed of a succession tracts and is interpreted to be deposited between eustatic一fall inflection point. 任一个层序都代表了一个以非海相剥蚀为界的沉积旋回，它们沉积在一个(在研究尺度上)重大的基准面升降旋回中。在多数盆地中，的。也可以说，降旋回而形成的基准面是由水面控制层序是由水面相对升降旋回而形成的。三、不整合面：一个分割新老地层的间断面，沿此面有明显的水上暴露侵蚀特征（或相应的水下剥蚀)(据J.C. Van Wagoner, et al, 1988)。A surface separating younger from older strata，along which there is evidence of subaerial erosional truncation (and，in some area, correlative submarine erosion) or subaerial exposure，with a significant hiatus indicated(J.C.Van Wagoner, et al, 1988).地质学学中的不整合：角度不整合、平行不整合、局部不整合、非整合。不整合成因分析：沉积盆地的不整合使地层记录呈非连续性，不整合的时空型式可以反映出不整合的成因。不整合的成因分析不仅是对不整合形成的主要方式一侵蚀(包括陆上暴露侵蚀和水下侵蚀)和非侵蚀作用的研究，而且包括对其控制因素如大陆抬升、海平面变化以及盆地构造活动等的分析（与侵蚀作用有关的不整合、与侵蚀作用无关的不整合）。（1）与侵蚀作用有关的不整合：从各级不整合形成方式上，绝大多数不整合是侵蚀作用形成的。侵蚀作用包括陆上暴露侵蚀和水下侵蚀。陆上侵蚀作用主要受大陆构造抬升和全球海平面下降的控制，作用的结果是下伏地层被削蚀。然而，对不整合级别的形成控制上存在不同的认识。Sloss认为，区域间的不整合是全球同时构造抬升的结果。Miall也证实绝大多数的构造事件对应着全球海平面上升，也就是说，全球性不整合可能发生在构造抬升和低海平面时期。Vail等却持相反的观点，认为全球海平面变化产生全球性不整合，相反，构造作用产生局部不整合。陆上侵蚀产生的不整合的特点是不整合面以上地层较其以下地层年轻。水下侵蚀主要由事件流(如质量流、浊流、风暴流等)、陆源碎屑注入以及碳酸盐矿物溶解、海侵作用(向岸侵蚀)所致。此外，盆地构造活动也是产生水下侵蚀不整合的控制因素，如半地堑中的断块旋转。(2)与侵蚀作用无关的不整合：在地层记录中，存在与侵蚀作用无关的不整合间断，如“饥饿不整合”是由于环境突然变深，沉积物供应滞后而形成的间断。Schalager(1989，1992a)用淹没不整合表达上述间断。在海平面没有任何变化的情况下，海底侵蚀和其它过程也可能使沉积过程发生中断，尤其是在碳酸盐岩沉积过程中，它们对环境的改变极为敏感。淹没不整合形成于海平面上升时期的海水快速加深过程中，假如海水上升速度很大，远远超过碳酸盐沉积物堆积速率，那么将造成碳酸盐台地淹没事件，形成淹没型台地(Tucker，1990)。在这种情况下，就形成一个淹没不整合面，其特征是凝缩段直接覆盖在层序界面的之上，不必包含任何暴露证据。这个面也可能是一个沉积间断面，它是在海平面上升的快速加深过程中，沉积水体环境变深(可能达透光带之下)，造成碳酸盐生产速率降低或停止生产而形成的沉积滞后所导致的沉积间断。结构上，它们可能相似于低水位期的不整合，然而要对其进行正确的解释则需十分当心。事实上，由于许多小的沉积间断中夹杂着薄的凝缩段，因此淹没不整合可能代表着一个缓慢的沉积作用，并且由于受地震分辨率的限制，在地震剖面上无法将真实的不整合与薄互层状的凝缩段分辨开来。Shaw(1997)通过展示印度尼西亚Sumatra中心盆地的实例，认为在半地堑伸展断层的伸展过程中，也可能形成淹没不整合。在半地堑伸展断层的伸展过程中，如果沉积速率小于或等于局部的沉降速率，那么生长地层将发生弯曲并在半地堑的边缘缩短，接下来，沉积速率会在边缘处形成角度不整合，而这种不整合的发育不必要发生侵蚀作用。4、 型不整合(层序界面)被解释为海面相对下降速度超过在退覆坡折带处盆地沉降速度、在该处产生海面相对下降时形成的(Van Wagoner et al.，1988)。型不整合也被称为型层序界面。其边界以与河流复壮作用、岩相的向盆地方向转移、海岸上超的向下转移以及上覆地层的上超伴生的陆上暴露及同时发生的陆上侵蚀作用为特征。I型层序界面的特征：由于岩相向盆地方向的大规模迁移，I型层序边界上下会出现非海相地层或很浅的海相岩层(如层序边界之上的辫状河道或河口湾砂岩)，直接盖在层序界面以下的较深水海相岩层。如下临滨砂岩或者陆架泥岩之上，而没有穿插任何在中间沉积环境中沉积的岩石。这种岩相叠置可称为岩相位错(facies dislocation)。 型层序：型层序是指那些海面相对下降超过退筱坡折点后形成的层序，其相对海面下降较大，使层序的早期顶积层上超在早先层序的坡积层上。五、II型不整合：II型不整合(层序边界)形成时，相对海面可能在高位顶积层的整个近源部份降落，但没有降落到退覆坡折处。这时形成的层序边界，不是那种以河流下切和海底扇沉积为特征的层序边界II型层序边界(不整合)。在地震资料上，可通过退覆坡折向大陆方向的湾岸上超的向下迁移而识别出。型层序是以型不整合为底部边界的、自下而上由陆棚边缘体系域、海侵体系域、高水位体系域组成，它可以沉积在陆棚的任何地方，并由一个或多个进积至加积准层序组构成。六、体系域：层序的内部结构，层序可以划分为若干个体系域。体系域是根据界面类型，它们在层序内的位置，以及准层序及准层序叠置模式客观地加以定义的。体系域是一串同时期的沉积体系(据Brown,1977)。每个体系域都与海平面升降周期曲线上的特定段相伴生(海平面迅速下降期一低水位扇，海平面上升一海进体系域等)。在任何一个相对海面变化周期中(层序)，都可发育三种主要的体系域类型。I型层序的内部结构依据沉积物展布范围是局限于陆棚坡折以下，还是陆棚坡折以上，可划分为如下三种体系域:高(水)位体系域(HST)、水(海)进体系域(TST)、低(水)位体系域(LST)。II型层序的内部结构依据沉积物展布范围及其在层序中的位置，II型层序的内部结构也可划分为如下三种体系域:高(水)位体系域(HST)、水(海)进体系域(TST)、陆棚边缘体系域(SMST)。 1低（水）位体系域LST：低水位体系域是在海平面缓慢下降，然后又开始缓慢上升阶段的沉积。在不同的盆地边缘发育不同的低水位体系域。在有不连续的陆架边缘的盆地中，低水位体系域由不同时的上下两部分组成：下部为低水位扇或盆底扇；上部为低水位楔。1.1盆底扇：是在低的斜坡和盆底沉积的以海底扇为特征的低水位体系域的一部分。扇的形成与峡谷侵蚀到斜坡和河谷下切至大陆架有关。硅质碎屑沉积物通过河谷和峡谷穿过斜坡和大陆架形成盆底扇。尽管盆底扇的出现远离峡谷口，或者峡谷口不明显，但是盆底扇可能形成于峡谷口。盆底扇的底面（与低水位体系域的底面一致）是型层序界面，扇顶则是下超面（Van Wagoner等人，1987） 。1.2斜坡扇：由浊积有堤水道和越岸沉积物组成的扇状体，盖在盆底扇上且被上覆的低水位楔下超（Van Wagoner等人，1987，1988，1991；Posamentier 和Vail，1988）。 1.3低水位楔：由一个或多个进积小层序组组成的沉积楔。向海方向被陆架坡折限制，上超在先前形成的层序斜坡上。因此,低水位体系域的准层序组有加积（盆底扇和斜坡扇）、进积等型式（低水位楔）。2陆棚边缘体系域SMST：是型层序的最下部的体系域，即型层序界面之上的第一个体系域，它由一个或多个微显进积至加积的小层序或小层序组组成。在沉积滨岸线坡折的向海一侧，该体系域下超在型层序界面之上。特点：陆架边缘体系域沉积期间，随着海退的不断进展，陆架虽有暴露，但其大部分可暂时被半咸水淹没，因此陆架边缘体系域顶部附近可有广泛的煤系分布。 一般地，陆架(棚)边缘体系域内部沉积相的叠置特征是自下而上海相沉积逐渐增多，与上覆的海进体系域的分界面为海进面。 3水(海)进体系域TST：海进体系域是I型和型层序的中部体系域，其下界面为海进面，下伏体系域为LST或SMST。海进体系域是海平面上升期间的沉积，因此它由一个至多个退积小层序组成。不同类型的层序中海进体系域发育程度不尽相同，比较而言型层序中的 TST更为发育。 特点：（1）在发育I型层序界面的情况下，海进早期阶段的沉积局限于深切谷内，而且， LST沉积之后海平面仍在陆架之下，广大的陆架地区没有海进沉积。只有在海平面开始迅速上升之后，陆架才逐渐覆水并最终被淹没，沉积中心也逐渐向陆迁移，此时才有较为广泛的海进沉积。（2）在发育型层序界面的情况下，由于没有深切谷，而且陆架也未全部露出水面，因而海进一开始便有沉积的广阔空间，所以型层序中的海进体系域更为发育和广泛。 4高（水）位体系域HST：高水位体系域是层序最上部的体系域，是海平面高位期的沉积。在海进体系域形成之后，海平面上升已非常缓慢，在其上升到最高水位这段时期内沉积的 HST，以加积小层序为特色，为早期HST；此后，海平面开始缓慢下降，此阶段形成的 HST则以进积小层序为主，为晚期HST。HST内的小层序在向陆方向可上超在层序界面上，在向盆地方向则下超在海进体系域或低位体系域之上。 必须注意的是，当谈到体系域时，低水位和高水位这些术语并不意味着暗示了全球海平面变化周期上的独特的时期或者位置。一个体系域开始的实际时间是海面升降、沉积物供应和构造运动间相互作用的函数。七、洪泛面：洪（海）泛面是一个把较新底层和较老地层分开的面，跨过这个面有水深突然增加的证据。这种加深通常与小的水下侵蚀作用和无沉积作用相伴生（但没有陆上侵蚀作用或是岩相的向盆地方向转移），并且可以以一个小的沉积间断为指示（标志）。八、准层序（Parasequence）一个关的岩层或岩层组组成，与之相对应的界面为界。它由成因相关的岩层或岩层组组成，并以洪泛面和与之相对应的界面为界。准层序沉积特征：是一个向上沉积水体不断变浅的序列，层厚向上增大，生物扰动向上减少，沉积相向上指示水深变浅，三维空间上表现简单的冲刷和变粗的趋势。 准层序形成环境：一个完整准层序的形成是与海平面相对升降变化密切相关的。在准层序形成的第一阶段，沉积物的沉积速率大与海平面相对上升速率或海平面处于相对下降阶段。此时沉积物不断向前推进，较浅水沉积相上覆在相对较深水沉积上，形成自下而上沉积水体由深变浅的准层序沉积序列。第二阶段是海平面上升速率明显大于沉积物供给速率形成海泛面的时期。此时在第一阶段形成的沉积物纸上产生了硅质碎屑沉积物的无沉积作用面，并可在该面上沉积薄层炭酸岩盐、海吕石、富含有机质的泥灰岩或火山灰，也可以在早期沉积物顶面形成不同类型的海泛滞留沉积。第三阶段是形成新的准层序沉积阶段。此时的海泛面发生较明显的相对下降，沉积物供给速率大于可容空间增长速率，沉积物不断向前进积，形成新的准层序。新的准层序叠覆在前期准层序顶界海泛面之上，穿过该海泛面存在明显的水深增加的证据。 准层序的边界形成机理：当水深速率明显大于沉积物沉积速率时便形成了边界。 准层序组（Parasequence Set）：一系列成因相关的、并具特定叠加模式的准层序，大多数情况下，他以主要洪泛面和与之相对应的界面为界。 准层序组的特征：沉积厚度多为几十米至几百米，平面分布范围可达几千平方米，持续地质时间为几万至几十万年，它可以通过露头、钻井、测井和岩心资料加以识别。每个层序中的某个体系域可以包含一个准层序组，也可以包含几个准层序组。在沉积速率和沉降速率均高的地区，一个体系域中常包含几个准层序。准层序组的类型：（1）当沉积物供应速率大于可容纳空间的增长速率时，形成progradational(进积或前积)准层序组。（2）当沉积物供应速率小于可容纳空间的增长速率时，形成retrogradational(退积)准层序组。（3）当沉积物供应速率约等于可容纳空间的增长速率时，形成aggradational(加积)准层序组。准层序组对比的重要意义：准层序和准层序组的边界均是不同级别或不同规模的海泛面，因此，据海泛面确立的准层序和准层序组地层对比格架具有地层年代意义。层序地层对比所建立的年代地层框架有利于高效地进行油气资源勘探开发，使石油勘探开发科技人员值得重视和采用的一种地层对比方法。九、基准面：分割开沉积带和剥蚀带的物理面。Base level, which separates deposition zone from erosion zone(Wheeler, 1964).基准面也曾叫作平衡面(equilibriurn profile)，它是由无数个平衡点组成的面，在这个面上，沉积作用等于剥蚀作用，也就是说，在该面上既无沉积作用，也无剥蚀作用。基准面分隔开下伏的沉积带和上覆的剥蚀带。早期，人们将基准面与海平面等同起来，把它看作是一个水平面。如果认为基准面是海平面或海平面附近的水平面，那么该基准面将