层序地层学基本理论(朱筱敏版)比PDF更方便

《层序地层学》重点课程建设收稿日期：2018-04-16基金项目：中国石油大学（北京）重点教改项目“《层序地层学》重点课程建设”（2014-001）；中国石油大学（北京）重点教改项目“《层序地层学》在线课程建设”（2015-002）；全国工程专业学位研究生教育自选研究课题“《层序地层学》在线课程建设”（2016-ZX-408）作者简介：朱筱敏，男，教授，主要从事《层序地层学》、《沉积岩石学》教学科研工作。

当代地球科学正在不断朝着全球化、科学化、综合化和数据化方向发展。

这就要求人们不断地修订、创新传统的地质理论或观念，充分利用多种信息，集成多种地学分支学科，相互渗透，形成新交叉学科[1]。

层序地层学适应了当今科学发展的历史潮流，它的出现在地质学以及与沉积学研究相关的科学领域引起了极大的震动和广泛的影响[2]。

自1988年《层序地层学》诞生之后，中国许多综合性大学和能源行业院校为研究生开设了学位课《层序地层学》，不断构建了合理先进的研究生教育课程体系和研究生培养质量保障体系，取得了丰硕的教学研究成果[3]。

中国石油大学（北京）于1992年为地质资源与地质工程和地质学专业的硕士研究生开设了《层序地层学》学位课，2000年由石油大学出版社出版了、得到较为广泛应用的《层序地层学》教材，2002年被评为中国石油大学（北京）品牌课，是一门特色鲜明、理论紧密联系实际的研究生学位课程。

《层序地层学》教材2002年被评为北京市高校精品教材，2003年被国家教育部评为国家“研究生教学用书”。

在中国石油大学（北京）和全国工程专业研究生教育改革课题的支持下，《层序地层学》进行了20余年的重点课程和在线课程建设，该课程已经建设成为在中国有较大影响的、具有先进教学内容和教学方式、培养高质量研究生的、受益面广的、具有示范或辐射作用的精品课程。

下面是《层序地层学》重点课程和在线课程建设的一些体会和做法。

一、建设团结向上、可持续发展的教学团队一流的教学团队是开展重点课程建设的基石。

1.论述层序地层学发展的主要学派，并阐述他们之间的关键不同点，着重从其形成机制、模式和研究方法论述。

1. 高分辨率层序地层学：是以Cross领导的科罗拉多矿业学院成因地层研究组为代表提出的，邓洪文教授首次将该理论体系在国内作了较为详细的介绍，随后引起了许多地质学家的重视，并逐步在实践中得到应用。

高分辨率层序地层学就是利用高分辨率地震剖面、测井、岩心和露头资料，通过对层序地层基准面的分析，运用精细的层序地层划分对比技术，建立高分辨率层序地层框架，由于时间分辨率的增加，地层预测的准确性大为提高，并能为油藏数值模拟提供可靠的岩石物理模型。

1.理论基础：高分辨率层序地层学理论的核心是：在基准面变化过程中，由于可容纳空间与沉积物通量比值(A／S)的变化，相同沉积体系域或相域中发生沉积物的重新分配作用，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变化。

这些变化是基准面旋回中所处的位置和可容纳空间的函数。

基本理论包括基准面原理、体积划分原理、相分异原理和旋回等时对比法则。

其理论的关键点是基准面变化控制了层序地层的发育。

1.1 高分辨率层序地层学基准面旋回简介：作为对一个基准面旋回变化过程中形成的沉积体进行研究的分支学科，高分辨率层序地层学研究的基本单元是成因层序，即以等时面为界的时间地层单元，研究的基本原理是地层基准面或平衡剖面理论。

地层基准面为一抽象的、动态的非物理界面它是海平面、古构造(区域、局部)、古气候、古物源及沉积物供给速率、古地理等多种影响因子的函数。

基准面位置运动轨迹及方向、波动振幅及频率随时间而变化，并能准确地、动态地反映空间及沉积过程。

基准面在变化中总具有向其幅度的最大值或最小值单向移动的趋势，构成一个完整的上升下降旋回。

一个基准面旋回是等时的，在一个基准面旋回变化过程中(可理解为时代域)保存下来的一套岩石为一个成因地层单元，即成因层序，它以时间面为界，因而为一个时间地层单元。

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。

层序地层学读书报告01111220111004087程晓枫一、层序地层学发展历程1. 1 层序地层学起源阶段(1948～1976) 层序的基本概念在18 世纪晚期即已提出,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Sloss(1948) 。

至20 世纪70 年代,随着计算机技术发展,以Peter R. Vail 为首的Exxon 石油公司的地质学家们将地质理论、地震勘探技术与现代计算机技术紧密结合,创立了地震地层学,使得地层学的发展跃上了一个新的台阶。

1.2 经典层序地层学的形成与发展(1977～1987)Vail 和Exxon 石油公司的学者们进行了一系列的研究,主要表现在以下几个方面: ①层序的定义有所修改; ②将Sloss 的层序进行了修改,缩小了层序的时间跨度,原来的Sloss 的层序成为修改后的超层序; ③提出了层序演化机理的主导因素—海平面升降。

1.3 层序地层学综合发展阶段(1988～至今)1988 年,正式出版了由Wilgus 主编的《海平面变化综合分析》,标志层序地层学的综合发展阶段。

1991年,由D. 1.Macdonald 主编的《活动边缘的沉积作用、构造运动和全球海平面变化》一书,进一步把层序地层研究扩展到活动大陆边缘。

层序地层的理论日趋完善，应用范围不断扩大，出版了一系列层序地层理论及应用的著作，成为地层学及沉积学及能源盆地地质学领域的热点。

二、层序地层学的基本概念2.1、层序地层学的基本定义层序地层学是上个世纪70 年代末由美国Riee大学V ail P R 及其在Exxon公司卡特研究中心的同行Mitchum R M 和Sarg ree J B 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。

层序地层学是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的岩石关系。

2.2、基准面和可容纳空间基准面和可容纳空间是层序地层学中的两个最重要的概念。

1.2层序地层学1．2．1层序地层学基本原理及在油气勘探开发中的意义层序地层学是80年代后期在地质学领域出现的一门新学科，是在沉积学、地层学和地震勘探技术不断发展、资料不断积累的基础上发展起来的。

层序地层学是一种划分、对比和分析沉积岩层的新理论和新方法，使人们能够更精确地对比地质时代，再造古地理，并在钻前预测储集层、生油层和盖层，对勘探和开发地层和岩性圈闭中的油气藏尤为有效。

因此，它不仅是地质学领域中出现的一种新的理论，而且是一种油气勘探的新方法。

它一经出现便受到了广大地质学者，特别是油气地质工作者的高度重视，并且在油气勘探和开发中发挥着越来越重要的作用。

1．2．1．1层序地层学简述层序地层学的概念和理论是以P。

V ail为代表的埃克森生产研究公司的研究人员根据被动大陆边缘沉积特征提出的(V ail，1987；V anWagoner等人，1987，1988；Posamentier和vail1988)。

层序地层学的理论基础是全球海平面的周期性升降、构造沉降、沉积物供给、全球气候变化、地形和地貌等因素控制着沉积层序的发生、层序的类型、层序内部地层的展布和相带分布。

层序是层序地层学中最基础的地层单位，它是被不整合面或可与之对比的整合面所限定的一段地层，该整合面可以看作是不整合面向盆地内的延伸。

一个层序内的地层往往是相对连续的，并且在成因上相互联系的。

一个层序中可以进一步地划分出体系域，而体系域则是由一系列同期形成的沉积体系所组成的。

层序可以分为I型层序和II型层序两种类型。

一个I型层序是由低水位体系域、海侵体系域和高水位体系域构成的，底界不整合面为一个I型不整合面；一个II型层序则是由陆架边缘体系域、海侵体系域和高水位体系域构成的，其底界不整合面为一个II型不整合面。

当全球海平面的下降速度超过盆地边部的构造沉降速度时，就会出现海平面的相对下降，也即出现海退，陆架甚至陆坡上部的部分地区就会暴露出水面，河流会下切陆架，在河道之间的地区可能会形成古土壤或根土层。

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－1Sequence Stratigraphy朱筱敏中国石油大学地球科学学院层序地层学就是根据露头、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。

T－R旋回EmbryVail层序地层学层序地层学的四大理论体系一、层序地层学定义和理论基础1.层序地层学一、层序地层学定义和理论基础2.1全球周期性海平面变化是形成以不整合为边界的沉积层序的根本原因，是建立全球地层对比的重要手段Sciences全球海平面变化，Haq，200Sciences全球海平面变化，Haq，200Sciences全球海平面变化，Haq，200一、层序地层学定义和理论基础2.2）四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性四个基本变量控制层序地层构型不同变量具有不同的控制作用。

全球海平面变化是控制地层叠置样式的基本因素二、层序地层学基本概念11）层序层序的概念二、层序地层学基本概念◇层序内所有岩层都是沉积在以层序边界年代所限定的地质时间间隔内；层序是层序地层学研究的基本单元。

一个沉积层序可以包含若干个不同类型体系域以及准层序组和准层序。

1，32层序概念本身不包括规模甚至时间的含义二、层序地层学基本概念2沉积滨线坡折（depositional shoreline break)是指陆架剖面上的一个位置，是沉积作用活动造成的地形坡折（三角洲，临滨沉积）二、层序地层学基本概念2陆棚坡折（shelf break）：大陆架与大陆斜坡之间的过渡地带二、层序地层学基本概念3I型和II型层序★II型层序底部以II型层序界面为底界，顶部以I型或II型层序边界为顶界I型和II型层序Ⅰ型Ⅱ型二、层序地层学基本概念4Ⅰ型层序边界是一个区域性的不整合界面，是全球海平面下降速度大于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时产生的。

二、层序地层学基本概念4II型层序界面是由于全球海平面下降速度小于（等于）沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时形成的，在这个位置上未发生海平面的相对下降。