层序地层学(第四章陆相层序地层学)

层序地层学层序地层学：是根据露头、钻井、测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综和解释的地层学分支。

层序：是一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。

准层序：是以一个海泛面或与之相对应的面为界、有成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。

准层序组：是指由成因相关的一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列，其边界为一个重要的海泛面和与之可对比的面，有时它可以和层序边界一致。

不整合：是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵消截或陆上暴露现象。

缓慢沉积段（凝缩层）：指沉积速率很慢（1—10mm/1000a）、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物，是在海平面相对上升到最大、海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。

体系域：指一系列同期沉积体系的集合体。

沉积体系：指具有成因联系的、相的三维空间。

海泛面：是一个新老底层的分界面。

他们常常是平整的，仅有米级的地形起伏，但穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。

可容空间：指供沉积物潜在堆积的空间。

相对海平面：指海平面与局部基准面之间的测量值。

准层序：是一层序地层分析中最基本的沉寂单元，是一个一海泛面或与之相对应的面为界的、成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。

准层序的边界：是一个海泛面及与之相关的界面。

大多数准层序边界海泛面均存在着深水沉积与浅水沉积的一个截然界面。

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。

层序地层学层序地层学是地层学的一个分支，是根据地震、钻井和露头资料进行地层分布型式、沉积环境和岩相综合解释的一门科学。

人们发现，在同一时期的、情况各异的许多沉积盆地内发育着的地层形式，说明存在着一种有效的全球控制因素，这种因素即是全球海平面变化。

P．R．Vail等（1977）曾提出了这样一种观点：大多数地表地质学家普遍见到的旋回性沉积作用基本上或完全受全球范围的海平面升降变化的控制。

层序地层学的产生起源于Mac Jeryey在70年代后期的研究成果，他在数学上模拟和定量表示了产生全球旋回曲线的海平面、构造沉降和物源供给之间的相互关系。

这项工作显示出层序地层学以统一思想对地层学和盆地演化进行研究所产生的巨大潜力。

然而，层序地层学成为独立的学科形成于80年代后期，是由P．R．Vail、J．B．Samgree和J．C．Van Wagoner等学者提出并完善的。

P．R．Vail等（1987）提出的层序地层学概念及其有关沉积模式，是以海洋环境为背景，针对被动大陆边缘提出的。

层序地层学的核心部分是研究全球海平面升降变化对沉积作用的控制。

包括对大陆边缘碎屑沉积作用的控制和对大陆边缘碳酸盐沉积作用的控制。

层序及其内部组成部分体系域是全球海平面升降、地壳沉降以及沉积物供给之间相互作用的产物。

全球海平面升降和构造沉降共同作用的结果，引起海平面的相对变化。

在全球海平面升降的控制下，海平面的相对变化速度是碎屑沉积地层型式和岩相分布的主要控制因素；在长期构造运动的背景下，海平面的相对变化控制碳酸盐沉积地层型式和岩相分布。

根据上述这些相互作用可以建立沉积模式，用以检验人们的认识，预测沉积地层关系和岩相，进行全球不同地域、不同时代地层间的对比。

因此，层序地层学是从四维时空上来认识沉积记录，并将其和全球海平面的周期性变化联系起来，认为沉积记录是全球海平面变化与地壳沉降和沉积物供给的函数，从而增强了全球不同地域、不同时代地层间的可对比性和沉积相的可预测性，将沉积学和地层学推向了一个新的阶段。

层序地层学层序地层学是指研究以侵蚀面或无沉积作用面以及可与之对比的整合面为界的、有成因联系并具旋回性的地层的年代地层格架内的岩石关系为主要内容的一门学科。

它是于80 年代晚期在地震地层学的基础上发展起来的。

层序地层学作为一种地学理论已在地质学界得到广泛承认；而作为一种新的勘探方法，已被世界各大石油公司采用。

在我国，层序地层学的研究也已广泛展开，并取得了一批学术成果。

理论体系层序1. 基本层序：层序是由不整合面或其对应的整合面限定的一组相对整合的、具有成因联系的地层序列。

层序也称基本层序、沉积层序，也称为“三级层序”。

2. 巨层序或大层序：其与旋回层序中的一级旋回对应，包括若干个层序。

在层序地层分级体系中为一级层序。

3. 超层序：超层序是比层序大的且与二级旋回相对应的二级层序。

4. 构造层序：构造层序是以古构造运动界面为边界的一类层序，与巨层序或大层序相当，是一级层序。

5. 亚层序：是比层序小，比小层序大的层序。

但这一级层序一般不单独划出，有时与小层序级别相当。

6. 小（准）层序和小层序组：小层序是由海泛面及其对应面所限定的一组相对连续的、有成因联系的层和层组。

在层序中的特殊位置上，小层序可能要么上面、要么下面被层序界面所限定。

体系域体系域是同时期各沉积体系（如河流、三角洲、斜坡等）形成的沉积序列总和，是组成层序的基本单元。

体系域以整合或不整合面为界，由成因上相联系的相对整合的地层组成 [3]。

盆底扇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。

斜坡扇斜坡扇是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形成的。

正常海退地层叠置样式以进积和加积为特征，由滨线处负可容纳空间造成的，沉积物供给速率大于可容纳空间的增长速率，在基准面处于低位和高位时都可以发育。

意义层序地层学通过对地震、测井和露头资料的分析，研究在构造运动、海面升降、沉积物供应和气候等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布。

以建立更精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科学地进行油藏以及其他沉积矿产的钻前预测。

概念的提出层序的基本概念在18世纪晚期即已提出，认为地层的顶、底界是不整合的单位。

但第一次明确提出层序一词，并用于北美大陆古生代地层划分的是斯洛斯。

到了20世纪50年代后期，美国地质学家韦尔等，在研究了大量资料的基础上，于1965年提出了第一代的全球海平面相对变化曲线和地震地层学基本原理，成功地解决了北海盆地的中生代地层划分，引起了石油地质界的重视，并于1977年出版了《地震地层学在油气勘探中的应用》一书。

它标志着地震地层学的诞生和层序地层学的奠基。

1987年，美国哈克、韦尔、哈登博尔等，在总结各项成果的基础上，提出第二代海平面相对变化曲线，并系统地提出层序地层学的基本理论与概念。

出版了《层序地层学原理》，它标志着层序地层学进入成熟和蓬勃发展阶段。

层序地层学层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的，它概括了地震地层学的基本概念和方法，并综合了生物地层学、同位素地层学、磁性地层学、沉积学和构造地质学的最新成果。

其基本原理是构造运动、全球绝对海平面的变化和沉积物供应速度综合作用的结果，产生了地层记录，也可称作地层信号。

这些记录反映了上述诸作用的规模、强弱、持续时间和影响范围。

其中，构造作用与海平面变化的结合，引起了全球性相对海平面变化，它控制了沉积物形成的潜在空间。

构造作用与气候变化的结合，控制了沉积物的类型和沉积数量，以及可容纳空间中被沉积物充填的比例。

而河流和海洋环境中的沉积作用，又由于水流与地形和水深间的相互影响而引起不同的岩相分布。

规模分级上述作用按其规模可以分为六级：持续时间大于5000万年的称为一级周期，500～5000万年的为二级周期，50～500万年的为三级周期，10～50万年的为四级周期，1～10万年的为五级周期，小于1万年的为六级周期。

层序地层学原理层序地层学呀，就像是地球给我们留下的一本超级厚的故事书，每一页都藏着好多秘密呢。

咱先来说说啥是层序地层学。

简单来讲，它就是研究地层的一门学问，不过这个研究可不像我们表面看到的那样，只是看看地层有几层、是什么石头组成的这么简单。

它就像一个超级侦探，要把地层里隐藏的时间、环境变化等各种线索都找出来。

你看，地层一层一层地叠在那儿，就像是地球历史的千层饼。

每一层都像是一个时间胶囊，记录着当时地球上发生的事情。

比如说，有的层里可能有好多贝壳化石，那就说明当时这个地方可能是海洋环境，而且这些贝壳还能告诉我们当时海洋里的生态情况，是不是超级酷？层序地层学里有个很重要的概念叫层序。

这个层序啊，可不是随随便便划分的。

它是根据地层中的一些特定的界面和组合来确定的。

就好比我们把这个千层饼按照不同的图案或者馅料来分成一块一块的。

这些层序的界面呢，有的可能是因为海平面突然上升或者下降形成的。

想象一下，海平面下降的时候，原本在海底的地方可能就会暴露出来，就会形成一种特殊的地层界面。

这就像是大海突然退潮，沙滩上会露出一些之前在水下的东西一样。

那层序地层学是怎么知道地球过去的环境变化的呢？这就涉及到地层里的岩石类型和化石啦。

比如说，如果地层里有很厚的砂岩，那可能说明当时是河流比较活跃的时期，河流把沙子带到这里堆积起来。

要是有石灰岩呢，很大概率当时是在浅海环境，因为石灰岩常常是在海里由生物的骨骼和一些化学沉淀形成的。

而化石就更有趣了，就像前面提到的贝壳化石。

如果发现了一些热带地区特有的化石出现在现在比较寒冷的地方，那就说明这个地方过去的气候和现在可不一样，可能曾经是很温暖的呢。

层序地层学还有一个很厉害的地方，就是它可以帮助我们找石油等资源哦。

石油都喜欢藏在一些特定的地层里。

通过层序地层学的研究，我们就能知道哪些地层可能有石油的“藏身之处”。

就像是我们知道了宝藏的地图一样。

科学家们根据地层的层序、岩石的特性等，在那些可能的地方进行勘探，说不定就能找到大油田呢。

层序地层序原理层序地层学（Van Wagoner）：研究以侵蚀面或无沉积作用面、或者与之可对比的整合面为界的、重复的、成因上有联系的地层单元之间在年代地层格架内的岩石关系。

是一种分析方法，原理是地层学和沉积学。

基本原理：遵循多个沉积学和地层学第一性原理的沉积地层具有特定的形态和时空组合关系，这种形态和时空组合关系在地质历史中周期性地出现，因而具有可测性。

尽管层序地层学的原理是确定的，但其概念性模式图却是针对特定沉积条件提出的。

由于地质条件的多样性，不可能存在放之四海而皆准的层序地层学模式。

但是就沉积体系特点而言可归纳为：海相陆缘碎屑沉积体系、海相碳酸盐岩沉积体系和陆相盆地沉积体系。

可容空间（accommodation）基准面：水面高程和盆底地形可合并为一个抽象变量，另一因素是沉积物供给速率及水动力行为。

是分隔侵蚀和沉积的理论均衡面（Sloss,1962）。

基准面是一个存在于地球表面的波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面（非物理面），其位置、迁移方向和起伏的幅度受多个因素控制（Wheeler,1964）。

Cross(1944)在该定义上，引进地球主要动力学过程的周期性出现特点，赋予基准面周期性波动的内涵，认为基准面可看作势能面，反映了地球表面偏离其平衡状态的非平衡程度。

周期性的趋向平衡态的演化过程表现为基准面受地形、海/湖平面和构造因素的影响而出现旋回性波动，基准面与实际地形之间最大和最小的偏离，随时间推移转化为沉积地层的旋回性。

在成因地层对比中，基准面旋回的转折点（turnround point），即升/降的转换位置可作为事件地层对比的优选位置（Sloss,1994）。

转折点位置有时表现为连续或不连续地层沉积。

对于小尺度高频层序而言，基准面向实际地表接近的过程假设为渐进过程，形成厚度较大分布较广的渐变层序。

而基准面与实际地表背离的过程可以假设为突变的，形成发育较差的厚度较小的突变层序。

对于低频大尺度层序而言，基准面与实际地形接近和分离的过程可以看作是对称的均匀变化。

层序地层学层序地层学是一门关于地球历史和地质结构的学科，也被称为地层学。

它研究地球表面各个层次的形成、演变、叠置、形态、性质性质和含矿条件等问题。

层序地层学是地质学中的一支重要学科，通过对地质历史进行层序分析，揭示出地球历史的演化过程和构造变化规律，对于理解地球演化史、指导矿产资源勘探开发、支持地质工程和环境保护等具有重要的意义。

下面是层序地层学的详细介绍。

一、层序地层学的概述层序地层学的研究对象是地球表层及其下部岩石的垂直柱状截面(地层柱)、水平展布面(地层露头)、空间分布(地层相)和时空演化过程。

它研究的目的是根据岩性、结构、古生物化石、古地理和特征地质事件等方面的特征，建立地层序列和地层层位，随着研究范围的不同，可以分为区域层序分析、盆地地层学、海相地层学、非海相地层学、构造地层学等。

层序地层学的研究方法主要包括岩石与古生物学、构造地层学、地震地层学、地球化学等方面的技术手段，通过对各种地质现象进行分析和比较，以正确的地图解读和理解，建立真实的地质模型。

二、层序地层学的研究目的和意义1. 研究地球历史和地质构造演化层序地层学的一个主要目的是了解地球历史和地质构造演化。

地球历史是地层学的主要内容之一，通过层次系统对地球历史进行分段和分类，对过去地球环境的演化和特征进行研究，可以推断出古环境、古地理、古气候和地球演化史的重要信息。

2. 指导矿产资源的勘探和开发层序地层学还可以指导矿产资源的勘探和开发。

通过对地层中各种矿产赋存环境、古地理环境和矿床类型的研究，可以确定矿床的分布规律和含矿性质的特征，从而提高矿床的勘探效果和开采利用效率。

3. 支持地质工程和环境保护层序地层学还可以支持地质工程和环境保护。

地层信息可以为工程地质勘察、工程建设和水文地质调查等提供有力的支持，帮助工程师设计科学合理的工程方案，为环境保护、资源可持续性利用和人类生存提供保障。

三、层序地层学的基本概念1. 地层地层是以一定标志为界限所划分出来的，具有一定厚度和广泛垂直分布的自然地质单元。

《层序地层学》教学大纲课程名称：层序地层学适用专业：资源勘察工程、地质学总学时：32学时理论教学：26 大作业：6执笔人：审订人：一、课程任务与性质层序地层学是八十年代以来在地震地层学基础上发展起来的一门新兴的地学分支学科，它是综合利用地震、钻井及露头资料，并结合有关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科学。

层序地层学强调在沉积盆地分析过程中首先建立等时地层格架，并将沉积相和沉积体系的研究置于构造格架、海平面升降和沉积物供给的复合制约和整体的统一格架中，因而能有效的揭示地层格架中岩相三维配置的关系，能有效的阐明生、储、盖的配置规律，提高地质家的理论和实际预测能力。

本课程将全面、系统的介绍层序地层学的基本原理、概念体系、研究方法和成因模式，探讨层序地层学与油气成藏的关系，介绍层序地层学应用前景和成功实例。

本课程作为资源勘察工程专业和地质学专业高年级的选修课，要求学生已学习过《地层学》、《沉积岩石学》、《石油地质学》、《测井地质学》、《地震地层学》等课程。

通过本课程的学习使学生能掌握层序地层学的基本概念、原理、研究思路和方法，理解利用层序地层学进行等时地层划分和对比的重要意义。

二、课程内容与学时分配第一章绪言2学时介绍层序地层学研究历史、现状及发展趋势。

第二章层序地层学基本概念4学时介绍层序地层学的基本概念，包括层序、准层序、准层序组、体系域等层序地层学研究领域所涉及的一些概念。

第三章层序地层学基本原理4学时介绍层序地层的两种基本类型，即I型层序和II型层序，两种层序的边界特征、内部组合特征、体系域构成等内容。

第四章被动大陆边缘盆地碎屑岩层序地层学4学时介绍被动大陆边缘海相碎屑岩层序地层样式及其与油气勘探的关系第五章被动大陆边缘盆地碳酸盐岩层序地层学4学时介绍被动大陆边缘海相碳酸盐岩层序地层样式及与油气勘探的关系第六章层序地层学主控因素分析3学时探讨构造沉降、海平面升降、气候和物源对层序形成的控制作用第七章层序格架内油气成藏组合3学时探讨层序格架内油气生、储、盖层发育特征及其空间配置关系，阐明层序格架内油气成藏组合特征。

层序地层学层序地层学( sequence stratigraphy):研究旋回式的、成因上有联系的、以侵蚀面( 或无沉积作用面) 或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架, 以及沉积层序内部地层、岩相分布模式的学科,是地层学的分支学科。

——就是根据露头、钻测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科。

曲线对比的共同点:1、突变界面2、沉积旋回3、沉积背景第一章绪论第一节层序地层学的形成和发展一、层序地层学的萌芽阶段——概念萌芽阶段（1949－1977）20世纪70年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。

1、地质学的核心－地层学；地层学的核心——国际地层表（或国际地质年代表）成了讨论任何与沉积地质学有关问题的准绳和尺度。

2、国际地层表的根本问题：①地层表中各代、纪、世、期的命名没有反映出各地质时代的地质特征和它们内在成因联系，存在人为的主观因素。

部分“系”是两分的，部分“系”是三分的。

②地层划分指南中提出的生物地层、年代地层和岩石地层是一个三元分类系统。

没有把此三元分类系统统一到带有纵向成因演化特征的“年代地层单元”这一最根本的客观标准上3、层序地层学的诞生和发展首先得益于“层序”概念的提出。

1）Hutton （1788）首次指出“不整合面”是区分隆起、剥蚀和沉积旋回的物理界面。

2) Lyell和Agassiz（1835，1840）提出的冰川理论中就初步讨论了海平面变化与构造作用之间的关系；3)Suess （1906）发展了冰川理论并进一步讨论了海平面升降与沉积物上超和下超之间的关系。

4)Chamberlin （1909）论述了地壳运动控制了世界范围内海平面变化。

从这个意义上说，可以认为Chamberlin 是当代层序地层学的先驱。

4、层序的概念：“层序是以主要区域不整合为边界的地层集合体”二、地震地层学形成发展阶段——孕育阶段（1977－1988）1、新理论和新方法的出现1) 精确定年方法：同位素年代定年；古地磁测量定年；超微生物分带定年2）板块构造理论发展成熟——深海钻探计划（ODP）的实施（1）地球物理和盆地分析方法去分析地壳的垂向升降、横向伸缩以及各种构造活动、（2）火山活动、重大地质事件发生的时代和规模（3）不同板块演化阶段和不同板块部位发育不同沉积类型组合3）古地理背景研究古沉积：沉积体系的概念和地质与地球物理资料研究古水深：沉积岩性、古生态学、特殊矿物古气候：孢粉组合、沉积岩性以及颜色古水温和古盐度：碳氧同位素、微量元素和包裹体4）高分辨率数字地震勘探技术的发展地质学家可以得到比较精确的、能够反映地下地层形态、岩性、物性、流体性质的不同维数的图像。

一、名词解释1、层序地层学：层序地层学是在地震地层学基础上发展起来的一门相对新兴的地层学分支学科，研究以侵蚀面或无沉积作用面、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岩石间的关系的学科。

2、地震地层学：是根据地震资料总的地震特征来划分沉积层序，分析沉积相和沉积环境，进一步预测沉积盆地的有利油气聚集带的一门学科。

是一门利用地震资料来研究地层和沉积相的地学分支学科。

它是地球物理学与地层学概念、地震技术与沉积学理论结合的新范畴。

3、层序：是一套相对整一的、成因上有联系的、其顶、底面以不整合面或与这些不整合面可以对比的整合面为界的地层。

层序是对应于海面升降周期曲线上相临的两个下降速度转折点（翼拐点）之间沉积的，它由一套体系域组成。

是层序地层学研究的基本单元。

4、凝缩层：又称浓缩层、密集段、缓慢沉积段，以沉积速率极低为特征的一种薄的海（湖）相沉积地层层段（沉积速率小于10-100mm/万年）,是在相对海面上升到最大、水域扩大最大时期（海岸线海侵最大时期）在外陆架、陆坡和盆地底部沉积的沉积物。

一般由厚度很薄的、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物组成5、超覆：当相对海（湖）平面上升时，沉积盆地的水体逐渐扩大，沉积范围也逐渐扩大，在盆地的边缘地带，越来越新的沉积地层依次向陆地方向扩展，逐渐超越下面的较老地层，直接覆盖于盆地边缘陆地的剥蚀面上，形成不整合接触，称为超覆。

6、退覆：当相对海（湖）平面下降时，部分海（湖）水退出陆地，陆地面积相对扩大，海水或湖水面积相对缩小，即海（湖）退。

在地层垂直剖面上，自下而上沉积物粒度由细变粗；由于水体面积越来越小，在盆地边缘新形成的岩层分布面积小于老地层面积，从而形成了退覆现象。

7、基准面：分隔沉积区和剥蚀区的物理面。

8、基准面旋回：地层基准面并不是一个完全固定不变的界面，它在变化过程中总是表现出向基准面幅度最大值或最小值单向移动的趋势，构成一个完整的基准面上升或者下降旋回，这种基准面的一个上升或下降的旋回称为基准面旋回。