沉积体系及层序地层学研究进展
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三级层序体系域四分:陆相层序地层学研究进展之一经典层序地层学重塑了一个堪称”模式”的被动大陆边缘盆地层序地层模式,在该模式中一个完整的三级层序应由低位体系域、海侵体系域和高位体系域所构成,并被广泛应用于海相硅质碎屑岩层序地层研究中。
但理论及实践证明,该模式并不完全适用于陆相盆地。
由于陆相湖盆无论在盆地发育特点、层序地层发育主控因素等方面都与被动大陆边缘盆地差异悬殊,国内在陆相层序地层研究中,并没有生搬硬套这个经典层序地层学体系域三分模式,而是在长期过程中逐步形成了三级层序体系域四分的主流趋势,尽管这个趋势当前尚没用引起高度重视。
本文以层序地层学相关研究进展为主线,通过文献综述形式,对陆相湖盆三级层序四分体系域的发展过程和理论体系原理提出作者个人浅见,以期抛砖引玉。
标签:陆相湖盆层序地层学层序模式三分体系域四分体系域0引言20世纪90年代以来,国内陆相湖盆层序地层学研究进入了全面发展阶段,在层序地层发育控制因素、层序边界形成机制、层序分级、体系域划分方案、层序地层模式、研究方法与技术手段以及层序地层学应用等方面都取得长足进展[1-2]。
但也遗留下来了一些问题和争议。
笔者通过大量的文献调研发现,当前国内在陆相湖盆层序地层研究过程中,一个三级层序地层单元内体系域组成具有四分的趋势,但这个趋势尚未引起学术界的高度重视。
本文总结了陆相湖盆三级层序四分体系域理论体系的发展过程,并结合国内外层序地层学相关的研究进展,浅析其理论机理,以期抛砖引玉。
1陆相湖盆三级层序四分体系域的发展过程1.1三分体系域阶段国内的层序地层学研究始于20世纪90年代,理论体系主要源自国外例如P.R.Vail等人的经典层序地层学、以及Olsen、Scholz等人倡导的裂谷湖盆层序地层学,探索性地将之应用于中国陆相湖盆尤其东部裂谷盆地的油气勘探实践。
然而,尽管也建立了一些有别于前人的中国陆相湖盆层序地层模式,但其仍摆脱不了经典层序地层学三分体系域模式的束缚,尤其是在体系域命名上,将经典层序地层学低位体系域、海侵体系域和高位体系域的术语体系效仿性地称为低水位体系域、湖侵体系域(或湖进体系域、水进体系域等)和高水位体系域。
层序地层学的发展现状以及未来研究方向的讨论作者:岳亚东来源:《中国科技博览》2018年第17期[摘要]在对经典层序地质学理论和现代层序地质学理论的研究过程中,我们通过观测地震层序地层、露头层序地层和测井层序地层活动特点的研究,发现层序地层的计算机模拟分析方法,然后利用层序地层计算机具体的分析了其出现的过程,这个过程被誉为地球科学的第一次革命,并依此对层序地层学提出了如今和未来研究方向的想法。
本文将对层序地层学目前的发展状况和以后的发展方向进行论述,希望对相关从业人员给予一定能够得启发。
[关键词]层序地层学;发展现状;未来研究方向中图分类号:P539.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0118-01前言:层序地层学作为各个世纪年代发展的一个重要的学科,它是以地震地层学作为参考,并结合地震、钻井及露头等方面知识,同时涵盖沉积环境与岩相古地理的理论,最后对地层层序格架做更加全面、综合的理论分析和实际预测的科学。
层序地层学也贯穿生物地层学、年代地层学和岩石地层学发展过程,所以层序地层学逐渐发展成为一科地质学的单独学科。
1.层序地层学的发展1.1 全球海平面变化根据最新全球海平面的实际情况,以及结合了海平面所处位置的地质年代、磁性地层和生物地层等相关地质分析,同时联系海相盆地的地震剖面及露头剖面的层序地层特征,最终绘制出目前全球海平面的变化曲线。
通过这个全球海平面的变化曲线可以再根据目标探测地点的历史地震资料,可以对所在地的地下岩石和海平面的性质进行钻前预测,同时和全球性地层进行比较。
1.2 不同构造背景下的层序地层学模式目前中国内陆所特有的盆地类型为主动大陆边缘型、裂谷型、前陆型盆地这三种类型,这是根据海相被动大陆边缘的构建所划分。
现在中国面临最普遍的问题就是怎样解决陆相断陷盆地的资源勘探问题,研究其层序地层学特征有利于中国未来解决特殊的地质问题。
1.3 对湖相盆地的层序地层学月球对地球的吸引会引起海平面的升降变化和潮汐现象,在海相盆地中,利用层序地层学的理论和方法在湖相盆地中进行应用,科学家发现地球上的湖平面的变化规律和湖相沉积环境的变化规律与海平面对前海地层的控制作用有关,并且两者所产生的效果非常相似。
层序地层学研究现状及进展
层序地层学是地质学领域的一个重要分支,它主要研究地层序列的构成、特征、形成机制和演化历史。
随着科学技术的不断进步,层序地层学的研究也在不断深入,取得了许多重要的进展。
首先,层序地层学的研究已经从传统的野外观察和室内分析逐渐向数值模拟和计算机模拟方向发展。
通过计算机模拟,可以更加准确地模拟地层的形成过程和演化历史,为地层序列的研究提供更加准确和可靠的数据支持。
其次,层序地层学的研究也更加注重地层的横向变化和横向预测。
传统的地层研究主要关注地层的纵向变化和纵向对比,而现代的层序地层学研究则更加注重地层的横向变化和横向预测。
这使得层序地层学的研究更加具有实用性和应用价值。
此外,随着地球科学和其他学科的交叉融合,层序地层学的研究也更加注重与其他学科的交叉研究。
例如,与地球物理学、地球化学、古生物学等学科的交叉研究,可以为层序地层学的研究提供更加全面和深入的数据支持和理论支持。
最后,随着大数据和人工智能技术的应用,层序地层学的研究也更加注重数据挖掘和机器学习技术的应用。
通过数据挖掘和机器学习技术,可以对大量的地层数据进行处理和分析,提取出有用的信息和知识,为地层序列的研究提供更加准确和高效的数据支持和分析方法。
总之,层序地层学的研究已经取得了许多重要的进展,包括数值模拟和计算机模拟的发展、横向变化和横向预测的重视、与其他学科
的交叉融合以及大数据和人工智能技术的应用。
未来,随着科学技术的不断进步和应用需求的不断提高,层序地层学的研究将会更加深入和广泛。
层序地层学的研究进展及发展方向苗爱生1,2,张亚平2,唐发春3,李西得2,陈 冬4,徐志伟5(1.中国地质大学(武汉)地球科学学院,430074;2.核工业208地质队,014010;3.青海省湟中县水务局设计室,811601;4.中国黄金集团公司;5.中石油吉林油田勘探开发研究院,131100) 摘 要:层序地层学经过二十多年的快速发展,已成为一个具有巨大应用前景的地学分支。
作为当今地质学界研究的热点问题之一,备受国内外地质学界的关注。
笔者在综合国内外大量研究成果的基础上,回顾了层序地层学的起源和发展历史,总结了层序地层学的研究进展,评述了层序地层学的发展方向。
关键词:层序地层学;研究进展;发展方向1 层序地层学概述层序地层学是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格架内的岩石关系为主要内容的一门学科[1]。
是上个世纪70年代末由美国Rice大学Vail 及其在Ex xo n公司卡特研究中心的同行M itchum 和Sargr ee等在地震地层学基础上创立起来的一门新的地层学分支科学[2]。
Vail提出的层序地层学认为:层序发育的主要控制因素是全球海平面升降,并提出它是研究一套由侵蚀面或无沉积面、或与之相当的不整合面所限定的、重复出现并有成因联系的、限制在一定年代地层格架内的岩石关系,从而体现了成因地层学本质。
并且Vail等提出层序是层序地层学研究的基本单元,并定义:层序是一个成因上相关、内部相对整合连续的地层单元,其顶、底被不整合面或与之相对应的整合面所限定。
由于层序界面的等时性和层序内沉积的连续性,使层序体现了年代地层和岩石地层的双重属性。
层序地层学代表了地质学领域里的一场新的革命,是一种划分、对比和分析沉积岩系的新方法,其理论指导的地层研究极大地改变了人们对地层形成过程和盆地建造控制作用的认识,其模式分析对地层格架的建立和数字模拟研究提供了一个强有力的手段,使地层学的研究前进了一大步[3]。
沉积地球化学的研究现状和发展趋势X陈云华(成都理工大学,成都 610059) 摘 要:沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。
本文详细介绍了沉积地球化学的研究现状,最后总结了沉积地球化学研究两个大的发展趋势。
关键词:沉积地球化学;研究现状;发展趋势;沉积岩1 沉积地球化学的概念沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的新兴边缘学科。
是以沉积物和沉积岩为对象,研究其在沉积——成岩过程中所含元素及稳定同位素的迁移、聚集与分布规律来判断、恢复沉积古环境。
现在研究结果表明:利用沉积地球化学特点不仅有助于恢复确定古环境(古气候、古盐度、古水温、氧化——还原条件和古水深等),还可以判断当时海平面变化旋回,为层序地层学研究提供证据。
2 沉积地球化学的研究内容沉积地球化学研究的对象内容涉及面甚广,归纳起来主要涉及到两个大的领域:研究沉积中的化学成分、化学元素及同位素的分布与分配、分散与集中、共生组合与迁移也就说是“研究物质的化学运动和变化过程”,研究控制和影响元素和同位素运动和变化的各种因素,亦即沉积物质中化学运动和变化过程中的控制因素。
研究内容涉及到沉积岩形成的全过程:风化产物在搬运过程中的元素的迁移形式和沉积分异规律及影响因素;沉积物中元素的沉积方式、机制、元素集中、分散规律及控制因素;成岩作用过程中元素及同位素的转移、分配及化学机制;元素和同位素分配和组合,元素在沉积岩中的丰度、赋存状态、分配规律;地史时期沉积岩中化学成分的地球演化历史、规律;有机地球化学的演化及其在沉积成矿的作用。
3 沉积地球化学研究现状3.1 元素地球化学主要研究沉积岩中元素的静态和动态变化,及控制因素。
沉积岩的形成过程同时也是地壳中的元素再分配和重新分布的过程。
沉积物在风化、搬运、沉积过程中,不同的元素可以发生一些有规律的迁移、聚集,沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质的物理化学性质对元素的分异和聚集均有影响。
沉积岩最新进展:(1)对各类沉积岩性质和成因的了解更为深切。
尤以碳酸盐岩最为突出,对其成份、结构、构造、沉积和成岩作用、沉积环境等方面与传统的熟悉已大不一样,提出了结组成因分类和白云岩形成机理,白云岩化也是当前研究的热点之一。
确认了机械作用在其形成进程中起着极为重要的作用,生物的作用也比原先估量的大得多,从而打破了单一化学成因的观点。
(2)沉积作用机理的研究有专门大的进展,并深切到运动学和动力学的说明上。
20世纪50年代初在地质学中极为重要的浊流沉积的发觉,和20世纪60年代中期等深流(contour current)沉积和最近几年来风暴岩(tempistite)沉积的提出,不仅丰硕了海洋沉积的知识,而且改变和充实了对沉积物流体的熟悉,说明自然界存在有牵引流和重力流两大类沉积物流体。
大量水槽实验的资料和流体力学大体原理的引进,使得人们对沉积物流体的力学性质和机械沉积作用机理取得了专门好的运动学和动力学的说明,从而对各类沉积物构造成因的熟悉更为深切。
大量卤水和稀释溶液的实验研究,和热力学和化学动力学新功效的引进,使得对化学和生物化学沉积作用机理的了解日趋加深。
尤其是低温低压下的沉积矿物与沉积水体之间的热力学平稳的研究,成岩进程中矿物的转化和自生矿物的形成条件及形成机理的研究,孔隙液迁移机理及其对孔隙度-渗透率的操纵作用的研究,都有很多可喜的进展。
(3)沉积环境方面最重要的进展是提出和完善了一系列沉积模式,这说明对沉积岩体增强了时刻、空间散布和转变规律的研究。
另外,对环境分析标志的研究方面,不仅传统方式日趋完善,而且新方式不断显现。
更值得注意的是,用地球物理资料说明沉积环境是很有前途的研究领域,如现今应用普遍的层序地层学。
(4)对整个沉积盆地或更大区域进行了综合性沉积学研究,如通过对大地构造及海平面转变的研究,气候转变对沉积盆地及沉积作用操纵的研究,令人们对沉积盆地的成因和分类有了进一步的熟悉。
(5)新型沉积矿床的发觉和成矿理论研究的不断深切。
文章编号:1001-6112(2008)03-0217-04从层序地层学到地震沉积学全国第5届油气层序地层学大会综述吴因业1,顾家裕1,施和生2,侯宇安1(1.中国石油勘探开发研究院,北京 100083;2.中海油深圳分公司,广州 510240)摘要:层序地层学的发展及其在油气勘探开发中的应用,表现出以下新进展:1)地震沉积学是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的边缘交叉学科,但它是层序地层学和沉积学的发展而不是替代,体系域表征、90 相位转换、地层切片和分频解释是目前地震沉积学中的几种常用技术。
2)层序地层学和地震沉积学在非构造圈闭精细勘探中得以广泛应用,用于预测与层序及体系域演化密切相关的油气藏。
3)在湖盆沉积中,发现了与强制海退体系域相似的强制湖退体系域。
4)海相碳酸盐岩的油气层序地层学研究得到了加强。
5)高频层序地层学、天文地层学及其古海洋事件 生物礁储层形成演化相关关系研究的成果对于油气勘探发现具有重要意义。
关键词:沉积体系;体系域;岩性油气藏;非构造圈闭;地震沉积学;层序地层学中图分类号:T E121.34 文献标识码:AFROM SEQ UENCE STRATIG RAPHY TO SEISMIC SEDIMENTOLOGYSUM M A RIZED FROM TH E 5TH CONGRESS OF OILAND GAS SEQU ENCE ST RA TIGRAPH YWu Yinye 1,Gu Jiayu 1,Shi H esheng 2,H ou Yu'a n1(1.Resear ch I nstitute of P etr oleum Ex p lor ation and D evelop ment ,P etr oChina,Beij ing 100083,China;2.Shenz hen O il Comp any ,CN OOC,Guang z hou,Guangdong 510240,China)Abstract:The advantag e of sequence str atigr aphy and its application in oil and g as ex plor ation and deve lopment appear ed in these aspects as follow s:(1)Seismic sedim entolog y is a new marg inal and cro ss sub ject after seismic stratigraphy and sequence stratig raphy.It is a development of sequence stratig raphy and sedim entolog y,but not a substitute.T here are sever al comm on techniques named characterization o f system s tract,90 phase transform ation,str ata slice and the seismic spectr al decom positio n technolog y.(2)Applicatio n of sequence stratigraphy and seism ic sedimentolog y in fine ex plo ration of non structural tr aps mainly show s predictio n of oil and gas poo ls related with evolution of sequence and systems tract.(3)The forced regressived systems tract w er e discovered in lacustrine basin,similar to marine basin.(4)Study on oil and gas sequence stratig raphy in marine carbonate rocks w ere strengthened.(5)Results o f hig h frequency sequence stratigraphy,astronom ical stratigraphy and palaeo o ceanog raphy events as w ell as for mation and evolutio n of bio logical reef reservo irs play an important roles in oil and gas ex ploratio n discovery.Key words:depositio nal system ;sy stems tract;litholo gical oil pools;non structural trap;seismic sedi mentolo gy;sequence str atigraphy层序地层学和地震沉积学在非构造圈闭精细勘探中的应用越来越广泛深入,在中国成熟盆地及全球油气资源的勘探开发中已经显示出它的重要性。
一、国内外现状、发展趋势及开题意义(一)国外相关产业和技术现状、发展趋势沉积相相这一概念最早是由丹麦地质学家斯丹诺(Steno,1669)引入地质文献,并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。
1838年瑞士地质学家格列斯利(Gressly)开始把相的概念用于沉积岩,他认为“相是沉积物变化的总和,它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。
自此,相的概念逐渐为地质界所接受和引用[1]。
沉积相的研究对象是沉积物,研究不同环境有何不同的产物及表现,以及如何从产物本身反演出过程和环境,也就成为有关沉积相研究的密切相关的两个方面,前者是后者的前提和根据[2]。
自Homes(1965)提出沉积体系概念以来,沉积相研究形成了又一个新高潮。
近年来,沉积体系的概念在层序地层和沉积学研究中得到了广泛的应用,在不同类型三角洲、深水沉积体系、不同类型河流沉积体系研究与相应砂体油气勘探方面均取得了显著成果。
目前,沉积学理论日益丰富和完善,研究技术和手段日益先进,学科的交叉渗透出现了一系列与沉积学相关的学科,如沉积动力学、成岩作用和成矿理论、层序地层学、构造沉积学、生物成矿作用的学说和储层沉积学、测井沉积学等。
随着沉积学的发展,目前已从对局部沉积环境的研究扩大到了对整个盆地范围的沉积环境进行分析的阶段。
此外,随着仪器设备的日益更新和计算机的应用,对沉积学进行定量化研究己成大势所趋。
(二)国内相关产业和技术现状、发展趋势沉积相自70年代以来,我国的沉积相研究正在努力赶上国际研究的步伐,在碳酸盐岩、湖泊沉积、潮汐沉积、风暴沉积及重力流沉积等许多方面都取得了重要的研究成果[18-21],同时为我国油气资源的开发提供了理论指导。
在陆相研究方面业已形成特色[2]。
目前,沉积相分析有向纵横两方面并行发展的趋势。
纵向上研究逐渐深入,精细地质研究成为重点,随着油田开发程度提高,已开始砂层沉积微相的识别;横向上由单一分析向综合研究发展。
地层学——层序地层概念简介译者:王立群层序地层学是试尝关联相对海平面转变到沉积层的一门地质学方面的相对较新的分支。
该方式的基础是依照等时界面的识别进行地层作图(例如:地下不整合面、最大洪泛面),因此其大体点是放在年代地层框架上。
层序地层学是校正只强调岩性特点相似性而没有时刻意义的岩性地层学方式的最好选择。
名称中的“层序”涉及旋回沉积,而术语中的“地层学”涉及如下地质进程:一、沉积物形成的地质进程。
二、透过地球表面的时空,这些沉积物如何转变的进程。
目录:1、重要的界面1—1、层序界面1—2、准层序界面2、准层序和准层序组的类型3、地质时期的海平面4、经济意义5、参考文献1、重要的界面1—1、层序界面层序边界被以为是最重要的界面。
层序边界被概念为不整合面或与其相关的整合面。
多期河流砂岩体常常充填与层序边界相关联的海平面下降形成的深切河谷。
层序边界上的深切河谷在侧向上可与河间地域,形成于深切河谷边缘的古土壤相对照。
河谷充填在成因上与先期形成的下覆沉积系统无关。
依照多期砂岩沉积的其它类型有四种区别深切河谷充填的标准:一、比河谷内单河道侵蚀面散布更普遍的高侵面,在区域上可普遍对照。
二、在与下覆地层单元相对照时,相组合反映出盆地在岩相上向前移动。
3、河谷侵蚀面侵蚀掉前期形成的体系域而且在海岸产生时刻距离。
4、增加的河道充填和向上变细的剖面或反映增加可容空间的河流系统特点的转变。
和深切河谷相关的砂岩体是良好的储集层。
目前在这些岩体的对照和散布研究上还存在问题。
层序地层学原理和重要界面的识别有助于解决这些问题。
1—2、准层序界面次要的界面是准层序界面,只是也有人建议描述准层序边界的洪泛面与层序边界相较在侧向上散布更为普遍。
这是因为海岸平原与内陆架相较其倾斜度低的缘故。
准层序边界能够用界面上的物理和化学属性的不同相区别,它们是:地层水的含盐度、碳氢化合物的性质、孔隙度、紧缩速度和矿物学特点。
准层序边界不阻止油气的聚集,可是它能够抑制储层垂向上的联系。
【高中地理】有关现代河流沉积层序及沉积模式探究1、引言现代河流沉积研究起源于19世纪,但真正广泛的现代河流沉积研究出现在20世纪50年代末60年代初,尤其是20世纪70年代至80年代召开的第二届国际河流沉积学会议,再次推动了现代河流沉积学的发展。
在此期间,发表了大量的河流沉积学研究成果和著作。
几十年来,人们通过对河流沉积学的研究,总结出曲流河、辫状河和网状河的沉积模式和环境演化模式。
河流沉积的二元结构已被普遍接受。
尽管这些模型已成为比较和理解古代河流沉积体的标准框架,但由于河流沉积的复杂性和多样性,很难使用一个模型来包含古代许多复杂的河流沉积过程。
特别是随着油田勘探开发的深入,传统的经典河流沉积模式已不能满足油田勘探开发的需要。
正如JD Collinson所指出的,“与数量有限的高度精炼的相模型知识相比,许多实例的丰富经验似乎是解释新实例的更好基础”。
本文就是一个很好的例子。
以嫩江大马岗沉积体为例,揭示了复杂的河流复合沉积模式和沉积层序,为地下河流相地层的识别提供了新的参考。
2、地质概况嫩江发源于内蒙古大兴安岭东北端的伊尔胡里山,流经内蒙古和黑龙江省区,在黑龙江省招远县汇入松花江。
流域全长约870km,流域面积2.2公顷×108m2,地质构造位于大兴安岭?内蒙古海西褶皱带东南缘位于松嫩断陷带的西部(图1)。
嫩江上游位于兴安山脉和大兴安山脉之间。
大部分河流呈“V”形,以切割侵蚀为主,为典型的山地河流;长江中下游位于辽阔的松嫩平原地区。
河道宽阔,呈“U”形,多呈蛇形,以冲积物为主。
属平原河流,大马港段位于该河段。
3、嫩江大马岗沉积体沉积特征及岩相类型3.1沉积特征通过对大马岗河流沉积体九个探槽剖面、十九个探坑(图2)的细致观察及描述,发现大马岗沉积体主要由三种类型沉积物组成:砾质沉积、砂质沉积及泥质沉积,并以泥质沉积为主,按其沉积的岩性、颜色、粒度及沉积构造等特征,将大马岗沉积体由下至上共划分为10个层,分别用n10?n1表示[15],具体沉积特征如下(图3):N10:黄褐色粗砂细砾矿床,受勘探槽剖面限制,勘探槽最深处厚1.4m,至今无底。
从层序地层学到地震沉积学——全国第5届油气层序地层学大会综述吴因业;顾家裕;施和生;侯宇安【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2008(030)003【摘要】层序地层学的发展及其在油气勘探开发中的应用,表现出以下新进展:1)地震沉积学是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的边缘交叉学科,但它是层序地层学和沉积学的发展而不是替代,体系域表征、90°相位转换、地层切片和分频解释是目前地震沉积学中的几种常用技术.2)层序地层学和地震沉积学在非构造圈闭精细勘探中得以广泛应用,用于预测与层序及体系域演化密切相关的油气藏.3)在湖盆沉积中,发现了与强制海退体系域相似的强制湖退体系域.4)海相碳酸盐岩的油气层序地层学研究得到了加强.5)高频层序地层学、天文地层学及其古海洋事件-生物礁储层形成演化相关关系研究的成果对于油气勘探发现具有重要意义.【总页数】5页(P217-220,226)【作者】吴因业;顾家裕;施和生;侯宇安【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油勘探开发研究院,北京,100083;中海油深圳分公司,广州,510240;中国石油勘探开发研究院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TE121.34【相关文献】1.从层序地层学到高分辨率层序地层学 [J], 孟万斌2.全国第七届油气层序地层学大会在大庆召开——陆相湖盆深水沉积砂体的沉积学与层序地层学 [J],3.从层序地层学到地震沉积学——全国第5届油气层序地层学大会综述 [J], 吴因业; 顾家裕; 施和生; 侯宇安4.从层序地层学到地震沉积学:三维地震技术广泛应用背景下的地震地质研究发展方向 [J], 李祥权;陆永潮;全夏韵;吴蕾5.海进海退旋回划分开辟新领域,高位低位油气勘探前景广阔——“全国第六届油气层序地层学大会”在杭州举行 [J], 张亚雄因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
沉积体系及层序地层学研究进展沉积学的发展整体上经历了从萌芽到蓬勃发展,再到现今的储层沉积学、层序地层学、地震沉积学等派生学科发展阶段。
这期间,沉积学的形成和发展一直服务于油气和其他沉积矿产的勘探和开发。
到目前为止,针对层序研究,相关的理论和方法已比较系统、成熟。
但在层序内部体系域划分、裂谷盆地层序地层模式研究及层序地层控制因素分析等方面仍然需要开展大量的研究工作才能使沉积体系及层序地层学研究更精细。
1 层序地层学研究现状及发展趋势层序地层学是近20年来发展起来的一门新兴学科,其基础是地震地层学与沉积相模式的结合。
层序的概念最初由Sloss(1948)提出,当时将层序作为一种以不整合面为边界的地层单位。
但层序地层学的真正发展阶段是在P. R. Vail, R. M. Mitchum, J.B.Sangree1977年发表了地震地层学专著之后,层序的概念定义为“一套相对整合的、成因上有联系的地层序列,其顶底以不整合或与这些不整合可对比的整合为界”,并将海平面升降变化作为层序形成与演化的主导因素。
1987年Vail和Wagoner等在AAPG上发表的文章首次明确了层序地层学的概念,开始了层序地层学理论系统化阶段,提出了体系域等一系列新概念,建立了层序内部的地层分布规律和成因联系。
进入二十世纪九十年代,层序地层学理论出现了多个分支学派,丰富发展了理论,也扩展了应用领域。
层序地层学经历了三个发展阶段,现已发展为与岩石地层、年代地层、生物地层及地震资料相结合的综合阶段,并且已从在理论上有争议的模型演化成一种在实践上可采纳的方法(蒋录全,1995)。
1.1 国内外层序地层学研究现状层序地层学理论建立之初是以海相层序地层为基础的,国外应用较多的有三种海相层序概念模式,发展至今,理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系。
沉积层序与成因层序的最根本区别在于层序界面的不同,沉积层序以不整合和与该不整合可对比的整合面为界,强调海平面变化是层序形成的主导控制作用;成因层序是以最大海侵面为界,强调从成因角度选择界面;高分辨率层序认为基准面变化是层序发育的控制因素,以基准面由下降转为上升的转换点为层序边界。
国内在20世纪80年代后期引入层序地层学理论,在应用和实践过程中逐渐建立起了适用于陆相盆地的层序地层模式和研究方法。
陆相层序理论将层序发育特征与成因研究紧密结合,揭示出陆相层序的多样性与特殊性,认为层序的形成较多的受构造活动和气候的影响,而在构造活动盆地中,构造成为控制层序和沉积的主要因素。
除此之外,邓宏文(2000)提出沉积物分配原理,基准面旋回期间沉积物以不同体积被分配到不同相域的过程及其伴随的可容纳空间的变化称为“沉积物体积分配”,它反映了沉积过程响应系统遵循物质保存定律。
姜在兴等(2005)提出了可容纳空间转换系统的概念。
顾家裕等(2001)总结了层序地层学的三大理论体系和四大方法体系。
三大理论体系是:①海相层序地层学、②陆相层序地层学、③高精度层序地层学。
四大方法体系为:①地震层序地层学分析、②露头层序地层学分析、③测井层序地层学分析、④层序地层学模拟分析,并对陆相层序地层学的难点进行了分析,初步提出了陆相层序地层学边界确定、体系域命名、层序级别划分、层序等时性研究等陆相层序地层学发展中必须解决的问题。
陆相层序地层学研究的核心技术包括沉积体系域表征技术(吴因业和顾家裕,2000,2004)、储层地震预测技术(邹才能等,2004)和区域储层评价技术等(裘怿楠和赵澄亮等,1999;罗平,2003)。
进入21世纪,更加重视层序地层学研究,特别在三维地震技术的应用、盆地坡折带岩性油气藏勘探和前陆盆地层序地层学研究方面取得了新进展(邹才能等,2003;吴因业等,2004;李思田,2003)。
相对于有限的钻井、露头及地震剖面等资料为基础的低精度层序地层分析而言,具有密集的钻井和露头、岩心等资料、生物地层、密集的二维和三维地震资料控制的层序地层学可称为高精度的层序地层学(林畅松,2000)。
这一理论一经提出,便在全国范围内得到重视,各油田单位和科研院所纷纷开展了这方面的研究(林畅松,2000, 2002, 2005;魏魁生,2001;李思田,潘元林等,2002,2004;冯有良,周海民等2004),取得了很好的效果。
1.2 国内层序地层学研究存在问题20世纪80年代后期以来,中国即融入世界层序地层学研究的大潮。
在层序地层学理论引入过程中,由于过于依赖国外海相层序地层学研究,导致概念混淆,对不同学派理论名称理解有些偏差,认为Vail层序是经典层序地层学、Cross层序是现代层序地层学,Vail层序是低分辨率层序地层学、Cross层序是高分辨率层序地层学,这些说法不够准确。
20世纪70年代,Vail层序理论问世;90年代,Cross高分辨率层序、Galloway成因层序等众多理论兴起。
这些不同的层序理论形成时间有先后之分,但并不代表先形成的是/经典的、晚形成的是现代的,两种理论在目前是并行发展的,并且两种理论适用范围并不冲突。
即使Vail层序理论相比较Cross层序理论被更多的人所接受,但并不代表Vail层序理论是完全成熟、没有缺陷、堪称经典的。
由于Vail层序理论来源于地震层序地层学,鉴于地震资料分辨率的局限性,所以有人认为Vail层序是低分辨率层序地层学,Cross层序是高分辨率层序地层学,这种说法也不够准确。
Vail层序地层学不等于地震层序地层学,作为一种理论方法,它同样可利用露头、岩心、测井等资料进行高级别层序分析;而Cross层序理论是高分辨率层序,可用于高级别层序分析,但高分辨率并不等于高频或/高精度(姜在兴,2005)。
此外,针对我国断层活动复杂、相带变化频繁的地质特点,在进行层序研究时,同一研究区不同学者建立的层序格架不尽相同。
其原因是,缺乏统一的划分标准和规范,层序分级比较乱,难以采用统一的时间区间对层序分级,而且准层序以上更高级别的层序边界识别比较困难;此外,对于层序发育的主控因素研究也不够深入,虽然已经建立了陆相盆地层序地层模式,但无法在各盆地推广,表明层序模式对盆地充填序列及油气勘探的预测存在局限性。
以上问题需要在今后层序地层学研究中逐渐解决完善(姜在兴,2005)。
地震资料横向具有较高的分辨率,可以有效约束层序横向的展布规律,但当前常规地震资料的分布难以达到层序地层学研究的需要,因此,提高地震资料分辨率对研究层序地层学具有重要的意义。
主要表现在,其一,将地震剖面上识别层序级别的精度提高;其二,对相带空间展布规律约束更加合理;其三,层序边界的识别精度提高。
2 沉积体系研究存在问题及发展趋势在等时层序地层格架建立的基础上进行沉积体系研究,是寻找有效储层和油气圈闭的有效路径。
尤其对于寻找隐蔽油气藏,沉积体系研究更是不可缺少。
目前,沉积体系研究基本理论和方法已经成熟,未来要由静态向动态,由宏观向微观,向更精细、更准确、更科学的方向发展(姜在兴,2005)。
在地球物理技术方面应用地震沉积学进行沉积、构造和储层的一体化研究,为沉积体系研究提供了新的思路。
2.1 沉积学的研究进展沉积体系的概念最早由Fisher(1967)和Brown(1980)使用,Galloway(1996)在此基础上将沉积体系定义为成因上相关的沉积环境和相互联系的沉积作用过程中所形成的一套三维沉积体,这一概念目前仍被广泛应用(姜在兴,2005)。
近年来,地震沉积学(Zeng et al., 1998)以高精度三维地震资料为基础,以精细沉积学模式为指导,通过综合应用地球物理技术方法,在等时地层格架内研究沉积体系分布特征及其演化的一门学科。
该技术充分利用沉积环境、沉积相及岩相以及结合地球物理技术,充分利用地震横向高分辨率特点,借助地球物理相关技术,进行沉积学研究。
a) 原始地震剖面b) 基于地震剖面高分辨率层序划分图2 地震剖面在沉积及层序地层学思想的指导下,运用Puryear和Castagna的谱反演技术,结合地震沉积学相关研究思路,可以使沉积体系及层序地层学研究更加精细。
在实例研究中发现,依照地震剖面(图2a)划分三级以上层序很难,但依据高分辨地震剖面(图2b)可以精细划分。
根据高分辨率处理结果,在原始地震剖面上分析沉积相的精度也没有高分辨率地震分析沉积相的精度高,在图3a上河道可以清楚的刻画,但在原始振幅切片(图3a)上就不是那么清楚,只能依据主观判断,而不能像图3b那样清晰的刻画。
a) 原始振幅切片 b)高分辨率振幅切片图3 沿某层振幅切片2.2 沉积体系研究与油气开发地质依据高分辨率地震资料,可以清晰刻画砂体,但对沉积体系的研究,更重要的是要寻找有效储层,因此未来更要与油气开发地质紧密结合,要综合研究沉积微相及岩相。
充分利用地震高分辨率地震资料,在解决沉积构造的基础上,结合岩石物理分析技术,研究矿物组分和流体性质,建立沉积微相与岩相之间的关系。
通过地震沉积学对沉积微相对应的有利砂体的岩相进行详细研究,搞清楚砂体内部岩相的组合类型、分布方式以及在纵向上和横向上岩相组合变化的规律,在此基础上建立岩相-沉积微相的相关判别模式,并以沉积微相为桥梁,进一步建立岩相-测井相、岩相-地震相对应关系,从而在平面上揭示砂体的岩相展布规律,最终通过岩相分析,结合物性参数,揭示平面储层物性及非均质性分布规律,从而对储层进行分类评价,为油气开发注水驱油、防止储层水淹等提供参考。
3 结论通过沉积体系及层序地层学研究可以看出,多学科、多手段的综合是今后研究的发展趋势。
因此,要在沉积、层序理论基础研究的同时,要加强岩石物理技术及地震相关技术的关注,综合运用多种手段解决当前遇到的问题。
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