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1、层序地层学笔记 主讲：操应长教授整理：地质学研 09-1 吴平说明：括号内内容为个人理解或老师讲解。另外：由于上课时记得匆忙，不完整或错误处在所难免，如有补充或错误改正一定要告诉我啊还有标题顺序还是遵照上课时的笔记，没有重新整理，如感觉不便 或混乱，请自行处理吧，实在是太多了。1.绪论1.1 定义层序地层学：是根据地震、钻井及露头资料，结合有关的沉积环境及岩相古地理解释，对地层层序格架进行综合解释的学科。 时间的概念：界面是一个时间段a.关键词旋回性：一套层序就是一个旋回，与地层旋回一致层序 时间格架：全盆地对比的等时沉积体系但愿 成因上有联系的地层：在层序内部没有主要的间断面界面 沉积体系：
2、同物源、同一水动力控制的空间上有联系的沉积相。B.定义：基于属性分析定义的地层学分析：岩性地层学，生物地层学，磁地层学，化学地层学，年代地层学，异地层学，地震地层学，层序地层学岩性地层学：基于岩石性质分析，岩石地层单元间的界面常为不等时的岩性界面。 层序地层学：以不整合面或与之对应的整合面为界的年代地层格架中成因联系的、旋回岩性序列间相互关联的地层学分支学科。异地层学：介于岩性地层学和层序地层学之间的一门地层学科，一个异地层单元是基于边界不连续面界定的地层单位，其界面为不连续面（以岩性地层接触关系 为表现）1.2 发展三阶段a. 概念的提出b. 地震地层学反射波速度反映密度差异核心：全球海平面
3、变化具有一致性，海平面变化控制了层序发育的特点。应用地 震资料和钻测井资料可预测和确定盆地的地层结构、沉积相类型和区域分布。c. 层序地层学的综合发展阶段1.3 层序地层学的特点a. 科学性地层层序形成：构造运动、全球海平面升降、沉积作用 统一性 划分对比 前 提层序地层界面：地下（测井、地震）、地上露头 等时性 岩石地层单元 基础 海平面变化：不整合面及层序形成及内部沉积体系作用 时间性 界面单元b. 预测性 层序地层格架、模式建立沉积体系、砂体在纵向上演变过程和平面分布规律分析、预测生储盖层条件和组合特点，提高有利勘探目标预测准确性c. 综合性多种资料、多个学科的综合1.4层序地层学面临的
4、问题概念和术语的统一问题陆相层序地层学的成因问题层序地层学单元的级序划分深水层序地层学研究陆地沉积的层序地层研究:closs、vail2. 层序地层学的基本概念2.1 海（湖）平面与可容空间绝对海（湖）平面/全球海平面：指海（湖）面相对于一个固定基准面如地 心的高度，与盆地内局部因素无关，其升降变化多受盆地位置、水深、盆内沉积 物量等因素控制。相对湖（海）平面：沉积盆地的基底距离湖（海）面的高度，反映湖（海） 盆基底的局部沉降或上升，其升降变化受控于湖（海）平面和湖（海）盆基底的 位置。湖（海）水深度：指沉积湖（海）盆内沉积物表面距湖（海）面的高度，其 大小受控于相对湖（海）平面的位置与已形成
5、的沉积物厚度。平均海平面一t,海平面升降变化2.2 基准面一个假象的、动态的平衡面。基准面定义两大学派：a 基准面近似于海平面在海洋中,由于受波浪和潮流作用,比海平面略低在陆地上,相当于进积/侵蚀的平衡面河流均衡剖面与基准面在滨线重合。b 基准面是对侵蚀和沉积之间平衡界面的归纳陆地上：河流相的基准面=河流均衡剖面海洋中：海平面河流的均衡剖面：河流体系中,如果给定源区高度及其在盆地的入口,河流体系 总是趋向于达到一个纵向上的动态平衡。当河流能够搬运其沉积负载而不发生河道加积和侵蚀时,这个动态平衡就达到 了。不再平衡状态的河流将通过侵蚀和加积达到这一平衡状态。基准面定义：是一个理想的动态平衡面,用
6、于描述沉积作用的上限和侵蚀作用的 下限。高于基准面，即使有沉积作用也是局部暂时的，沉积物质点不稳定，不能长 期保存下来而成为地质记录。低于基准面：发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保存下来。基准面可以位于地表之上，也可以位于地表之下，并非是一个理想的 V 字形 界面，而是与地质作用和地质环境相关的变化的。2.3 可容空间定义：与基准面相关联是指（基准面之下）“可供沉积物堆积的潜在空间”。分类：按时间：老空间（早期未被充填而遗留的空间）和新增可容空间（沉积过程 中形成的空间）按位置：I类空间（沉积基准面与湖（海）平面之间）；II类空间（湖（海） 平面与湖（海）盆底面之间）I 类空间：水上可容空间
7、，其中以湖（海）盆最低溢出点的平面为界，位于该界面之上与沉积基准面之间为 IA 类，位于该界面与湖（海）平面之间为 IBII类空间：水下可容空间，与水深有关，II类可容空间沉积物可稳定沉积。2.4 海平面与可容空间的关系全球海平面和相对海平面、水深和可容空间在地质历史时期的变化不一定是 统一的：位置上、时间上。若不考虑波浪、洋流等：陆地上：河流基准面=河流均衡剖面海洋中：海洋基准面=海平面可容空间=海平面-沉积物底面=沉积物厚度+水深2.5 沉积盆地和沉积作用盆地：四周高（山地或高原）、中部低（平原或丘陵）的盆状地形。沉积盆地：是指沉积岩和沉积物分别的地区。2.5.1盆地边缘类型：根据盆地边缘
8、地形坡度、沉积物沉积方式、古水深、构造类型可分为：1）陆棚坡折边缘：（1）沉积水体较深（2）具有明显的地形坡折（3）发育前积斜坡（4）海平面下降期，下切谷、海底扇2）缓坡边缘（1）沉积水体较浅，风暴和沿岸流占主导作用（2）沉积界面角度常1（3）低位沉积时缺少深水浊流沉积（4）硅质碎屑岩缓坡边缘盆地，浊积物常为三角洲前缘滑塌，而非独立的 海底扇。3）裂谷边缘（1）拉伸性断层明显影响了古地貌和沉积物的输送速率（2）沉积物可容空间的展布主要受控于构造活动（3）盆地边缘到中央，沉积速率加大（4）盆地边缘的转换带控制了沉积物输入的位置（转换带往往是物源通道）4）前陆边缘沉积物供给方式（冲断带、轴向供源）
9、控制沉积作用5）生长断层边缘同沉积伸展断层为特征，沉积作用受断层的活动性以及地形差异性的控制。2.5.2 沃尔索相律只有在横向上成因相近且紧密相连而发育的相才能在垂相上依次出现而没 有间断。（层序地层遵循相律）相序：在一个连续的地层剖面中出现的沉积相的排列。沉积相：沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）的综合。 沉积体系：同一物源、同一水动力系统控制，成因有联系的沉积体或沉积相在空 间上有规律的组合。沉积作用：内因作用：如河道的决口，发生在自身沉积体系之内。异源控制作用： 基本因素：气候、构造、海平面升降 相关因素：沉积环境能量、沉积物供给、可容空间等。2.5.3 沉积作用的基本方式可容空间、
10、水深、绝对海平面、相对海平面等的定量关系。ASub+AE-ASed=ADAA=AD+ASed=ASub+AE=AREA:可容空间；AD：水深变化；ASed：某一点在某一时刻内的沉积厚度变化；ASub： 基底沉降变化，上升为正，下降为负；AE:沉积时期绝对海平面的垂向变化，变 大为正，变小为负；ARE:沉积时期相对海平面的垂向变化。D0，反应某一时期，沉积湖盆水体加深，相对海平面上升，海侵，岸线向岸 迁移。可容空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数，而沉积物厚度和水深仅 是其表现形式。2.6 滨线轨迹与海侵、海退的定义滨线：海岸水面线、海岸线。海侵：滨线向陆迁移，与之相应发生沉积相带的向陆迁移
11、和邻近滨线区域水体的 加深。沉积作用方程式： AVs/AtAVa/At.海退类型： 正常海退：基于沉积物供给引起的海退。强制海退：基于基准线下降引起的海退。正常海退：如果沉积物注入量（AVs）超过了可容空间的增长量（AVa）,沉积物 的沉积不仅占据了新增可容空间，也占据了部分老空间。正常海退顶积层相对较 发育，前积层坡降度相对平缓，往往形成加积或弱进积的垂向上的层序地层单元。强制海退：在海平面下降期，可容空间总是呈减小趋势，即使没有沉积物注入， 这种关系也会导致海退，沉积物注入加速了海退，顶积层不发育。区别：a 前积体分布位置强制海退沉积单元由沉积物过水区把刚沉积下来的前积单元与下伏沉积单元分
12、 开，使其孤立分布于下伏前积单元外侧。正常前积单元则相反，这里没有出现过水区。b 前积沉积层上界面的坡度 强制海退前积单元由多个小的阶梯状递降序列组成，具有向海倾斜的特征，形成 一个向海倾斜的斜坡。正常海退前积单元顶面或者与下伏单元平行，或者具有一个较缓的坡度。3. 层序地层学概念和原理3.1 层序地层学学派：石油公司Vail学派；T-R旋回Johnson学派；成因层序地层Galloway学派；高分 辨层序地层 Cross 学派。（第一个和第四个用的较多）1、石油公司Vail学派：以地层不整合和与之对应的整合面为边界。不同级别的 层序，其不整合和整合面的规模也不同。2、成因层序地层Gallow
13、ay学派：采用最大洪泛面为层序边界3、T-R旋回Johnson学派：以地层不整合面或者海进冲刷不整合面为边界的海进 海退旋回（T-R旋回）（上超点的起始点作为层序的开始）4、高分辨层序地层Cross学派：以基准面的旋回为理论依据的（对应整合地层单元的对应效果较好，在河流相中得到较好的应用，河流相存在大量的不整合）3.2 地层界面记录了沉积事件随时间的变化，由基准面变化和沉积作用的相互影响而形成。识别的原则：地层接触关系（整合或者不整合）与界面接触相的属性（是否连续）界面上下地层所记录的沉积趋势（海进、海退）界面或与界面接触的相标志（岩石学、遗迹化石等）特征与特定界面相关的地层终止特征3.3 地
14、层终止是地层与其终止的界面之间的几何关系。地层终止类型削截：地层终止于上伏侵蚀面，揭示了侵蚀地形或角度不整合的发育。顶超：地层向上终止于低角度面，主要是无沉积（沉积物过而不留）作用的结果，其次可能是由于侵蚀作用形成。（这是正常海退的表示，与三角洲顶积层不完全一样，但有相似之处）上超：低角度层终止于倾斜的地层界面之上，代表沉积单元在其边界的横向终止。（正常海退）海相上超：海侵期发育于大陆坡滨岸上超：海侵滨岸发育的浅水地层上超于海侵冲刷面。河流上超：河流相沉积于陆相不整合之上。下超：又称底超，倾斜地层终止于低角度面之上，代表了沉积单元沉积边界的底部。多见于浅海、深海、湖泊等环境的前积体底部，代表了海（湖）斜坡沉积向深部沉积的变化或者无沉积作用。退覆：在整合地层层序中，沉积单元的上倾尖灭向滨外推进，新地层总是将其覆盖的老地层暴露一部分。代表基准面下降，是强制海退的标志。推断同沉积滨线的迁移类型重现滨线附近基准面演化史地层终止滨线迁移基准面削截，河流体系强制海退下降削截，海相体系强制海退，海侵下降、上升顶超海退静止视顶超正常海退、强制海退上升、下降退覆强制海退下降上超，河流体系正常海退，海侵上升上超，滨岸体系海侵上升上超，海相体系海侵上升下超正常海退，强制海退上升，下降4. 层序地层单元及其界面层序体系域准层序组准层序a) 层序界面层序：为一套成因上相关的、相对
