第六章陆相层序地层学
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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。
一.名词解释1. 层序地层学:(Sequence Stratigraphy)研究以不整和面或与之相对应的整和面为边界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回岩性序列间相互关联的地层学分支学科。
2. 层序:(Sequence)一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整和面或与之相对应的整和面为界的地层单元。
3. I型层序边界面:一个区域型不整合界面,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。
即I型层序界面是在沉积滨线坡折带处,由海平面相对下降产生。
4. II型层序边界面:全球海平面下降速度小于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时产生的,在沉积滨线坡折带处未发生海平面的相对下降。
5. I型层序:底部以I型层序界面为界,顶部以I型层序或II型层序界面为界的层序。
6. II型层序:底部以II型层序界面为界,顶部以I型层序或II型层序界面为界的层序。
7. 沉积滨线坡折带:(Depositional shoreline break)陆架剖面上的一个位置,是沉积作用活动的地形坡折,在此坡折向陆方向,沉积表面接近基准面,而向海方向沉积表面低于基准面。
8.陆棚坡折带:(Shelf-break)大陆架与大陆斜坡之间的过渡地带。
9. 体系域:(Systems tract)一系列同期沉积体系的集合体。
10. 低位体系域: (Lowstand systems tract,简称LST) I型层序中位置最低、沉积最老的体系域,是在相对海平面下降到最低点并且开始缓慢上升时期形成的。
在具陆棚坡折的深水盆地的沉积背景中,低位体系域是由海平面相对下降时形成的盆底扇、斜坡扇和海平面相对上升时形成的低位前积楔状体以及河流深切谷充填物组成的。
低位体系域以初次海泛面为顶界,其上为海进体系域。
11. 海进体系域:(Transgressive systems tract,简称TST):是I型和II型层序中部的体系域,是在全球海平面迅速上升与构造沉降共同产生的海平面相对上升时期形成的,由一系列向陆推进的退积准层序组成,沉积作用缓慢。
《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。
课程名称石汕地质授课班级授课日期本次课题沉积相的概念和分类、陆相纟fl教学目的和技能耍求通过本次课程的讲授,使学牛理解和掌握沉积相的实质以及分类,真正从根本上掌握沉积相是什么,还有了解不同的沉积环境对于沉积物特征侑什么决定作用。
重点:沉积相的概念(所谓沉积相就是指沉积环境以及在这个沉积环境下所形成的沉积物特征的总和)难点:沉积相的亚相沉积特征以及成因德育:要学会肯定别人,这样也能得到别人的肯定教学方法:讲授法、幻灯片教学内容摘要:沉积相的概念、沉积相的分类(陆相、海相、海陆过渡相)陆相组(山麓■洪积相、河流相、湖泊相)课后安排:复习本次课程所讲内容,认真领会沉积相的实质意义授课教案第八章沉积相第一节沉积相的概念及分类一、沉积相的概念沉积相是指沉积环境及在该环境屮形成的沉积岩(物)特征的综合。
沉积环境包括岩石在沉积和成岩过程小所处的H然地理条件、气候状况、生物发育等。
沉积岩(物)的综合是指岩石的成分、颜色、结构、构造以及各种岩石的相互关系和分布情况。
二、沉积相的分类沉积相的概念要求学生理解并熟记。
石汕、天然气的生成和分布与沉积相的关系非常密切。
不同沉积相类型的沉积岩,形成于不同的沉积坏境,在沉积坏境屮起 决定作用的是口然地理条件。
沉积相可划分为三类和组即陆相组、海相纟R 和海陆过渡和纟R 。
每一类 又可划分为几个亚相。
是一系列有序排列的岩石组合一一相,形成一个有成因联系的相,即沉积 体系。
第二节陆相组一、山麓一洪积相1.岩性a. 大多数冲积扇以砾石为主,砾石间充填砂、粉砂和粘土级碎屑。
近端扇以砾岩、砂岩为主,至远端扇砂、粉砂和粘土含量增加。
b. 多处于(半)干旱的氧化环境,岩石一般具红色调,很少有机 质和还原性沉积。
c. 因扇积物倾向于蒸发作用,常含有盐类沉积物一如石膏、方解石等呈结核或薄层状J :扇端。
碳酸盐常堆积在扇体下游的斜坡边缘带(J 这是地下水的排泄区,或附近干盐湖沉积物中的咸水流动区)。
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。