第九讲 研究方法

回剥法就是忽略地层横向拉伸等问题，认为单位地层在埋藏过程中其骨 架厚度不发生变化，然后从现今地层分层出发，依据孔隙度与深度关系，自 新到老逐层进行压实校正，恢复各层在不同地质历史时期的地层厚度，进而 确定各地质时期的沉积速率。
古气侯分析
古气候是控制地层构型的主控因素之一。常用的古 气候分析方法包括利用特殊岩石类型、岩石的颜色、 特定自生矿物组合等，也可采用海水和底栖有孔虫残
4.层序地层构型主控因素分析
层序地层单元的形成和层序地层构型受控于全球海平 面升降、沉积物供给、构造沉降和气候以及这些控制因素 的相互作用。
不同级别沉积旋回的形成及其控制因素
旋回
Ⅰ级旋回 Ⅱ级旋回 Ⅲ级旋回 Ⅳ级旋回 Ⅴ级旋回
层序
巨层序 超层序 层序 准层序组或体系域 准层序
地质周期
亿年 千万年 百万年 几十万年
• 在海平面相对上升期间，可能发生海岸线的海进或海退、海底的变浅或变深。 一个海岸线的海进以一定地层单元中滨海相向陆地方向迁移为标志，而海退以滨海 相向海方向迁移为标志。
• 当海平面相对上升时，由于沉积物供给速率的差异，可以发生海进、海退以及 海岸线的停滞不动。
区域海平面相对变化曲线的编制
步骤：
①熟悉研究区盆地类型和结构、盆地古地理特征以及盆地 构造演化历史。 ②选择那些穿过不同构造单元和不同盆地地形带的高分辨 率地震测线构成区域地震测网，地震剖面应具有清楚的海岸上 超记录、较为简单的构造变形和较充足的控制井。 ③根据不整合的地震反射终止关系、结合钻井、测井资料 划分沉积层序，并追踪反映海岸沉积的海岸上超点和顶超点的 靠近物源方向的沉积边界。利用同位素测年、古生物组合和合 成地震记录对沉积层序进行尽可能详细的年代标定。
沉积物供给对层序地层样式的影响
（3）若认为在一给定时间内，盆地边缘处的构造沉降速率是相 似的，则沉积物供给的变化也会影响体系域的叠置样式。 （4）沉积物供给速率的变化会影响可容空间被充填的速率，而
沉降速率的变化会影响新增可容空间的变化。在相对海平面上
升时期，沉积物供给的侧向变化（如三角洲朵叶体迁移）将会 影响体系域的侧向分布。
3.沉积速率、古气候和构造沉降分析
沉积速率分析
沉积速率研究不但可以分析盆地沉积物的充填历史，而且 可以为层序地层学的地层叠置样式研究、可容空间分析提供资 料。
沉积速率指单位时间沉积的沉积物厚度。 对于层序地层学研究来说，应该求取不同地质历史时期沉积的原始地层 厚度，这就要求我们做盆地埋藏史分析。目前，用于盆地埋藏史分析的方法 有沉积速率法、回剥法和岩石骨架纵坐标法，其中回剥法是最常见的方法。
根据覆盖区地震资料划分了地震层序以后，常采用 VSP和合成地震记录等方法对已划分的地震层序进行 地质年代的标定，建立钻井、测井资料上的沉积层序 与地震层序的对应关系，进而赋予地震层序以地质年 代意义。
2.可容空间分析方法
储层的性质依赖于海平面升降、构造沉降和沉积物注入量 等主要地质变量的时空作用的关系。形成储集层的沉积物要堆 积下来，就必须存在一个可供沉积物堆积的可容空间，这个可 容空间是全球海平面升降变化和构造沉降的函数。也就是说， 海平面的相对升降变化特征决定了是否存在可供沉积物沉积的 可容空间。
同位素测年方法能够测定不同时代地层的
绝对年龄，对于较新的地层来说，同位素测定 年龄就更准确。人们可利用自生粘土矿物伊利 石、火山岩中的固、液、气包裹体对地层进行 地质年代测定。
3）古地磁地层学方法
• 岩石形成时，受当时地磁场影响而发生磁化，这种磁化 的结果称为剩余磁性。岩石的剩余磁性方位反映了岩石 形成时的地磁方位，全球具有一致性。通过最近40余年 的古地磁研究表明： • A. 古地磁极随着时间的推移发生周期性变化； • B. 同一板块内相同地质时期岩石的古地磁方位基本上是 一致的； • C. 地球磁场的极性倒转现象具有全球性和同时性。 • D.当地质历史时期地球磁场的极性与现今地球磁场方向 一致时称为正向极性，反之则称为负向极性。
信息来估算全球海平面的相对变化。
2）利用海岸沉积物上超确定海平面的相对变化
海平面相对变化的标志
Vail等(1977)认为连续地震反射近似相当于地层年代界面， 上超地震反射的位置受控于标志着平均高水位的沉积界面，因
此，可将大陆边缘海岸上超作为海平面变化的可靠标志。
海平面相对上升的可靠标志是海岸上超向陆迁移
3.层序地层综合研究方法
三套方法 露头资料的层序地层学分析 地震资料的层序地层学分析 钻井、测井资料的层序地层学 分析
露头资料的层序地层学分析
露头资料的特点：
最直观、最真实、最详细——可开展高分辨率层序地 层学研究，建立模式 研究内容： 1）识别层序界面，划分层序类型。层序界面的识别 标志有构造不整合面、铁质和铝质风化壳、古土壤 和植物根土层、底砾岩层、深切谷及其充填物、地 层接触关系、颜色和岩性的垂向变化、沉积相突然 向上变浅或地层堆砌样式突然变化等。
骸中的δ
18O／δ 16O比值随时间的变化来反映古气候，
还可利用古生物特征来分析古气候。
• 古生物特征是人们常用的一种比较有效的方法，因为生 物的分带性和群种成分的多样性反映了气候的变化，其 中孢粉组合及其含量变化是确定古气候的灵敏标志。 • 不同的生态环境具有不同的孢粉组合：
•
• • • •
栎属为常绿落叶乔木或灌木，在温带、亚热带到热 带均有生长；
海平面相对静止的可靠标志是海岸沉积物的顶超现象
海平面下降的标志是海岸上超向盆地中央方向的迁移
盆地边缘的高分辨率地震剖面是确定海岸 上超迁移规律和海岸顶超位置的最好资料。 在实际工作中，应对差异沉降作用和后期 成岩作用造成的地层厚度变化以及原始沉积界 面的坡度变化进行必要的校正。
海平面的相对上升与海进、海退之间没有必然的联系。
5）进行露头层厚的生储盖初步评价，指出较有利的 生储盖组合
一般步骤
（1）露头位置的选定； （2）露头沉积体的实测与追踪； （3）层序边界的识别及密集段的确定； （4）高分辨率沉积层序格架建立； （5）剖面层序地层对比研究； （6）沉积相研究； （7）生储盖评价研究。
可容空间随时间的变化(据Jervey，1988)
一般来说，当可容空间为正值时，地层构型受沉积 物供给速率的强烈影响。 若沉积物供给速率超过可容空间增长速率，则海岸线 不断向海方向推进，形成进积式准层序； 若沉积物供给速率与可容空间增长速率相等时，将形 成加积式准层序； 若沉积物供给速率小于可容空间增长速率时，海岸线 将向陆方向后退，形成退积式准层序。 若可容空间为零，则发生沉积物过路现象。 若可容空间为负值，则发生区域性侵蚀和下切作用。
④编制层序年代地层对比图， 将地震剖面上解释的层序地层剖 面转换成纵坐标为地质年代、横 坐标为距离的剖面图上，以反映 各个层序的地质时代范围、各层 序相对接触关系及其空间展布。
⑤确定海平面相对升降周期， 海岸上超的垂向分量即海岸加积 量及其与地质年代的对应关系， 进而确定同一层序内各个海岸上 超点处的海岸加积量以及它们的 累计量，即这个层序的海平面相 对上升幅度。然后测定该层序的 最远上超点与上覆另一个层序的 最低海岸上超点之间的海岸加积 量，并以此作为海平面下降的幅 度，然后重复上述步骤，便可得 出各层序的海平面相对变化曲线。
沉积物供给对层序地层样式的影响
沉积物供给速率和沉降速率的变化可以影响准层序组和体系域叠置 样式的变化。 （1）沉积物供给速率的大小影响了层序边界的形成及不整合的规模。 沉积物供给速率越大，盆地将被快速充填，沉积间断面的分布面积就越
大。
（2）沉积速率的大小影响了盆地充填物的叠置样式。在其它条件不变 的情况下，若沉积速率大于盆地沉降速率，则易形成前积式地层叠置样 式；反之则形成退积式地层叠置样式。
根据古地磁极向的测定，综合考虑古生物和同位素 年代资料，便可建立一个反映岩石地质年代的时间表。
4）海平面升降曲线对比方法
在了解了显生宙全球海平面升降变化曲线之后， 可以制作研究区的区域性的海平面升降变化曲线，并 将其与全球性海平面升降变化曲线进行对比，来推断 或确定各沉积层序的地质年代。5）地 Nhomakorabea物理标定方法
控制因素
大陆拼合和解体导致 大洋体积变化 洋中脊扩张引起大洋 体积变化 大陆冰川的生长消融 引起全球海平面变化 大陆冰川的生长、消 融和天文驱动力
几万年至几十万年 天文驱动力
海平面变化、沉降作用及其对层序样式的影响
沉积层序的几何形态和分布部分取决于作为全球海平面升降 和构造沉降函数的可容空间的大小及其变化。 盆地边缘沉积地层分布在很大程度上取决于全球海平面升降和 海底沉降。被动大陆边缘的沉积作用都发生在海平面与向海方向下 倾的海底之间的楔形空间中。沉积地层的分布和几何形态也取决于 该楔形空间新增可容空间的速度以及沉积物如何分配，在这些新增 可容空间之中，若沉积物供给能够持续加积到沉积基准面，那么随 着新增可容空间速度的减慢，加积作用的速度也逐渐降低，其结果 是越来越多的沉积物发生前积作用。
具有能够反映长期低速沉积、停积等特征的埋藏标志；
遗迹化石发育，在薄层黑色泥页岩层面上，遗迹化石 十分发育，表明沉积速率很低；
伴生发育较多的自生海绿石、磷酸盐类矿物、生物潜 穴以及地球化学异常等。
2）同位素地层学方法
稳定同位素地层学的基本研究内容就是通 过研究沉积地层中稳定同位素的变化特征进行 地层划分对比，确定地层的地质年代。
分析来确定不同古生物组合特征的层序地质年代。
在利用生物地层学方法确定沉积层序地质年代时， 要充分注意沉积厚度薄、分布广泛的凝缩层的古生物 特征研究。生物密集层具有以下特点： 生物持续的时限较长； 存在混生或共生的两个以上的化石带或化石亚带； 盆地中心的生物密集层多由大量密集分布的微体化石 组成；
2）确定层序单元的年代。
3）以岩性、岩相以及地层堆砌样式来确定各地层层 序的凝缩层、体系域和准层序组的特征，运用可容 空间概念进行沉积相分析，明确各层序中体系域组 合特征、准层序的叠置样式以及沉积体系的时空分 布。