地球物理资料综合解释之七

地球物理资料2005年2021/5/91课程安排第一章地球物理资料解释基础第二章地球物理资料的地质解释第三章地震资料解释第五章地震油气检测第六章层序地层学概要介绍第四章地震储层预测第七章实习2021/5/92第六章层序地层概述一、国内外研究现状二、层序地层学基本概念三、海平面升降及层序控制因素四、经典海相层序地层样式

五、层序地层学在石油勘探中的应用六、陆相层序地层学2021/5/93第六章层序地层概述___国内外研究现状层序地层学是在20世纪80年代后期开始出现的，它一经出现，发展十分迅速，至今已成为地质学研究的热门课题之一。90年代，出现了三个学派：Vail（1990）为代表的层序地层学派：以不整合面或与其相对应的整合面为边界。Galloway（1989）为代表的成因地层学派：成因层序的边界为最大海泛面。2021/5/94第六章层序地层概述___国内外研究现状Johnson为代表的旋回地层学派：层序的边界为海侵面（即T-R旋回）。以上三种的定义均是以海相地层为研究对象建立的（相对海平面变化），此外还有（基准面变化控制层序的形成与发育）Cross（1990）为代表的高分辨率层序地层学派。以基准面旋回与过程—响应原理为依据，突出反映了高分辨率陆相层序地层学的新概念、新方法、新进展。2021/5/95层序地层学理论及研究方法由于它的可实践性已被国内外石油地质家所接受，但如何将以被动大陆边缘海相盆地层序研究为基础，强调海平面变化是控制层序成因和相分布内在机制的经典层序地层学理论与研究方法应用于地层形成发育与海平面变化没有直接联系或根本不存在联系的内陆盆地中，是国内外地质界普遍关注并正在实践的一个重要课题。第六章层序地层概述___国内外研究现状2021/5/96国内的层序地层学研究从20世纪90年代初开始引入并得到了蓬勃发展，大量科研成果不断涌现，建立了一整套适合于陆相盆地的层序地层学理论及方法体系（徐怀大、邓宏文、薛良清、朱筱敏等）。第六章层序地层概述___国内外研究现状2021/5/97第六章层序地层概述一、国内外研究现状二、层序地层学基本概念三、海平面升降及层序控制因素四、经典海相层序地层样式

五、层序地层学在石油勘探中的应用六、陆相层序地层学2021/5/98第六章层序地层概述___层序地层学基本概念地层终止型式（stratigraphicterminations）地震终止型式是辨别层序的关键。沉积层序在地震剖面上的响应称为地震层序，地层超覆（lapout）常用于各种类型的地层终止型式的研究。地层层序关键的几何特征是上超（onlap），它形成与沉积地层的底部，表示原始地层（水平或倾斜的）沿上倾方向依次超覆在前一个更陡的界面之上。2021/5/99第六章层序地层概述___层序地层学基本概念顶超（offlap）形成于或接近于沉积地层的顶部。这些几何上的特征记录由于基准面变化或构造沉降产生的沉积环境横向迁移。当盆地边缘沉积体系逐渐向海推进时，位于海泛面之上的下超（downlap）发育。沉积地层遭受侵蚀后形成的侧向终止，称为削截（削蚀、侵蚀）（truncation）。2021/5/910第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/911第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/912第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/913第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/914第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/915第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/916第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

反射结构在平行于沉积倾向的地震剖面中，能较好地识别这些地震相:平行或亚平行反射结构代表均匀的沉积速度；具有不同构造沉降速率的地层形成发散状地震反射;前积斜交反射在大陆边缘十分常见，它们代表三角洲或陆架斜坡向外增长;S型结构代表低角度沉积，典型情况下其角度小于1；倾斜结构，其角度可高达10；

S--倾斜型结构说明在海平面静止期发育的削截顶积层(俗称顶超)交互于在海平面上升期(或更迅速的盆地沉降期)形成的向上和向外增长的舌状前积层序;2021/5/917第六章层序地层概述___层序地层学基本概念由不规则、非连续、亚平行的反射层段组成的波状—倾斜结构实际上代表了圆丘状的沉积地层反射。通常将波状反射结构解释为一些小的、向浅水延伸的指状斜交舌形体，如经历了分流迁移的三角洲形成的向上增长和退覆的三角洲朵叶体，海底扇也可能具有相同的波状反射特征；叠瓦结构代表大陆边缘典型前积沉积体；而杂乱反射可能代表滑塌或遭受改造的沉积体或反映河道或具有下切谷充填的沉积体。透镜状组合更可能出现在与沉积体倾向垂直的剖面中，它们代表三角洲或海底扇沉积。2021/5/918第六章层序地层概述___层序地层学基本概念层序（sequence）层序是层序地层学研究的基本单元，它是顶、底为一不整合面或与之相对应的整合面为边界的、一套相对整一的、成因上有联系的地层单元。层序可进一步细分为体系域（systemtract），体系域根据其在层序中的位置以及由海平面所限定的准层序组和准层序的堆积型式确定。层序的基本组成单元是准层序和准层序组。2021/5/919S层序边界面上表现为代表海侵体系域的超覆，界面下表现为对前一个层序旋回中高水位体系域的削截；第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/920第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2.53.0SB13.8SB15.5MFSMFS970098009900960095009400层序边界特征之二：深切谷（86EC2444）层序边界面上的深切谷层序边界断层层序边界的另一个重要标志，就是存在许多因河流回春作用而形成的深切谷，这些下切河谷深深的切入上一层序旋回中的高水位体系域中，且河谷充填物与其下伏沉积层存在着明显的沉积相错位。E2021/5/921第六章层序地层概述___层序地层学基本概念海泛面、凝缩段与可容空间

海泛面(marinefloodingsurface)：是一个新老地层的分界面。穿过这个面水深有明显增大的证据。在地层记录中，这个面极易识别和作图，通常它是一个区域上分布相当明显的面。2021/5/922第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

初次海泛面(Firstfloodingsurface)：是层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，也是低位与海侵体系域的物理界面．初次海泛面可由于后期海平面下降而遭受地表剥蚀或发生无沉积作用，也可由于后期海平面上升，发生侵蚀沉积物的海侵侵蚀作用．2021/5/923第六章层序地层概述___层序地层学基本概念初始海泛面深切谷充填物初始海泛面地震剖面特征(95EC1558)层序边界2021/5/924第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

最大海泛面(Maximumfloodingsurface)：是层序中最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超，它以从退积式准层序组变为进积式准层序组为特征，常与凝缩层伴生。2021/5/925第六章层序地层概述___层序地层学基本概念S层序边界最大海泛面地震剖面特征(95EC1558)最大海泛面高位体系域2021/5/926

凝缩段(condensedsection)：

为最大海泛期间的沉积物，以沉积慢、分布广、富含有机质和非常薄的海相泥岩沉积为特征，代表大陆边缘饥饿性沉积时期内的缓慢沉积作用。凝缩段分布范围很大，可以由盆地延伸到陆棚，薄层状稳定的沉积单元将滨浅海沉积与较深水的远海沉积联系起来，从而成为地层划分对比以及恢复古环境的一个关键沉积层段。凝缩段尽管沉积厚度很薄，但却占有相当大的时间变化范围。在区域性或全球性地层对比、以及层序地层学研究中，凝缩段起着重要作用。第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/927第六章层序地层概述___层序地层学基本概念凝缩段2021/5/928第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/929可容空间(accommodation)：

是指可供沉积物潜在的堆积空间(Jerrey，1989)是全球海平面变化和构造沉降的综合表现，并受控于沉积背景的基准面变化。第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/930准层序(parasequence):

准层序由VanWagoner(1985)在SEPM年会上提出，用以取代Vail(1977)所定义的周期或旋回，即重复的、向上变浅的地层单元。目的之一是保持Vail(1977)对重复地质事件即“周期”的时间含义；其二是突出准层序与层序二者之间的相互关系。指出准层序是层序的基本组成单元，是由海泛面或与之相对应的面所限定的、有成因联系的一组相对整合的层或层组序列(Van和Wagoner，1985)，它是组成层序的一套地层单元之一：即层序—体系域—准层序组—准层序—层组—层—纹层组—纹层。第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/931第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/932第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/933第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/934第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/935第六章层序地层概述___层序地层学基本概念体系域

体系域(systemstract)被定义为“一个有联系的、同时期的沉积体系的集合体”(Browm和Fisher，1977)。根据其内部的叠置方式、在层序内的位置和界面类型来定义和解释体系域。Posamentier等人(1988)建立了被动大陆边缘层序地层模式，该模式包含四个基本的体系域。

2021/5/936第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/937第六章层序地层概述___层序地层学基本概念低位体系域(Lowstandsystemstract，简称LST)：形成于相对海平面变化较低期，并沉积于大陆斜坡和盆底。由斜坡扇、盆底扇和由加积型准层序组构成的沉积充填于下切谷、和下超于盆底扇之上的前积性准层序组构成的低水位期楔形体组成。低位体系域以初次海泛面为顶界，其上为海进体系域。2021/5/938低位体系域—斜坡扇第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/939第六章层序地层概述___层序地层学基本概念低位体系域—盆底扇2021/5/940第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/941第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/942第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

海进体系域（Transgressivesystemstract，简称TST）：由于海平面上升，海进体系域由一系列向陆推进的退积准层序组成，沉积作用非常缓慢。海侵体系域顶部与具有下超特征的最大海泛面(MFS)相对应。顶部沉积物以沉积慢、分布广、富含有机质和非常薄的海相泥岩沉积为特征，该层段即为所谓的“凝缩段”。

2021/5/943海进体系域第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/944第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/945第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

高位体系域(Highstandsystemstract，简称HST)：海侵体系域之上为高位体系域，随着海平面总的上升速率减缓并逐步开始下降，导致可容空间增长速率小于沉积物供应速度，因此形成了由加积—前积型准层序组成的高位体系域。高位体系域形成于层序单元的顶部。在某些情况下，由于下一个旋回下降的基准面产生的侵蚀作用，可能会导致高位体系域在不同部位厚度差异极大。从陆架到非海相沉积，相序呈连续分布，斜交反射结构是其主要特点。2021/5/946第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/947第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/948第六章层序地层概述___层序地层学基本概念陆架边缘体系域(shelf-marginsystemstract，简称SMST)：沉积于缓慢的相对海平面下降期，此时海平面没有下降到陆架边缘以下，这是Ⅱ型层序的主要特征。一般认为陆架边缘体系域形成于在陆架坡折处海平面下降的速率小于其沉降的速率时。陆架边缘体系域由陆架和斜坡碎屑岩或碳酸盐岩组成，它们以层序边界为底部边界、由海进面为顶部边界的加积型或前积型准层序组构成。

2021/5/949第六章层序地层概述___层序地层学基本概念2021/5/950第六章层序地层概述___层序地层学基本概念

VanWagoner等人(1987)指出：“当指一个体系域时，低位和高位这一术语并非意指全球海平面升降或相对海平面变化周期中唯一的时间段、或位于全球海平面或相对海平面变化曲线上固定的位置，应将体系域确切的起始时间解释为全球海平面变化、沉积物供应和区域构造运动相互作用的一个函数”。2021/5/951第六章层序地层概述___层序地层学基本概念一般情况下高位体系域和低位前积楔状体常常由前积型准层序组构成，高位体系域早期和陆架边缘体系域由加积型准层序组构成，而海进体系域常常由退积型准层序组构成。

2021/5/952第六章层序地层概述一、国内外研究现状二、层序地层学基本概念三、海平面升降及层序控制因素四、经典海相层序地层样式

五、层序地层学在石油勘探中的应用六、陆相层序地层学2021/5/953

海平面变化具有全球周期性

海平面变化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。Haq和Vail（1977，1978）建立了显生宙全球海平面Ⅰ，Ⅱ级变化旋回和中新生代海平面变化年表。他们认为层序地层学可以成为建立全球性地层对比的手段。

第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素2021/5/954第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素2021/5/955第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素2021/5/956第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素

珠江口盆地与全球海平面升降旋回图对比，可看出：自新生代以来，珠江口盆地尚未发现有比全球海平面升降变化周期更短、升降幅度更大的构造事件。因此，可以认为该盆地各层序的形成也同样受全球海平面升降变化的控制，各层序边界的年龄以及最大海泛面的年龄应与EXXON全球旋回图大体一致。2021/5/957第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素根据珠江口盆地的相对海平面变化曲线，则可将研究区内上第三系的珠江组和韩江组地层（21－10.5Ma）划分为六个三级层序地层旋回。2021/5/958第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素

四个变量控制了地层单元几何形态和岩性一个层序中地层单元的几何形态和岩性由构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候等四个基本因素的控制。其中构造沉降提供了可供沉积物沉积的可容空间，全球海平面变化控制了地层和岩相分布模式，沉积物供给速率控制了沉积物的充填过程和盆地古水深变化，气候控制了沉积物类型以及沉积物的沉积数量。。2021/5/959第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素被动大陆边缘2021/5/960第六章层序地层概述___海平面升降及层序控制因素四大控制因素构造沉降海平面升降沉积物供给气候2021/5/961第六章层序地层概述一、国内外研究现状二、层序地层学基本概念三、海平面升降及层序控制因素四、经典海相层序地层样式

五、层序地层学在石油勘探中的应用六、陆相层序地层学2021/5/962第六章层序地层概述___经典海相层序地层样式