碳酸盐岩层序地层学极力推荐共57页文档
碳酸盐岩层序地层模式
碳酸盐岩层序地层模式一、碳酸盐岩层序地层学概述Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequence stratigraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wagoner 又提出了新的定义: 研究以侵蚀面或无沉积作用面或可相互对比整合面为界的年代地层学格架中有成因相关意义的岩相的科学。
层序是最基本的单元,一个层序又可分为若干个体系域,体系域内部是个或多个准层序或准层序组。
准层序即是在成因上具有联系的、相对整一的一套岩层或岩层组。
确定层序所必需的许多信息来源于地震资料（当然也可以从露头和井孔中获得）。
除了对早期的硅质碎屑岩讨论以外,对碳酸盐岩层序地层学的讨论也是有用的,因为这样可以唤起对沉积倾向性的理解。
所有的沉积体系都记录了相同的基本过程的影响,但它们的记录又各有所侧重,地质学家应该了解沉积体系在记录海平面变化、气候或其它环境因素中的倾向性，这样便能更加全面地对层序地层学进行学习和研究。
碳酸盐体系不同于硅质碎屑体系. 碳酸盐沉积物是在盆内形成的,因此除了区域构造沉降和海平面变化外，海洋气候和水文条件也控制着碳酸盐的沉积过程。
J. S. Sang在对世界不同碳酸盐台地研究后认为：短期的全球海平面变化( 相对海平面变化)是控制碳酸盐生产率、碳酸盐台地或碳酸盐滩发育及其相分布的主要因素。
1、海相碳酸盐岩——生物礁层序地层学研究目前,涉及我国新生代、中生代和古生代海相碳酸盐岩—生物礁油气层序地层学最为突出的几个成功研究实例是四川普光、新疆塔里木和南中国海油气区,获得了油气突破性发现。
首先研究涉及层序单元划分与基本特征、主要层序界面识别、层序单元划分等内容, 完成了上第三系生物礁——碳酸盐岩层序地层格架、典型生物礁储层层序格架、层序界面或单元划分、层序地层格架下的沉积体系域特征与沉积体系控制因素等研究。
2、碳酸盐岩沉积及层序发育的主要控制因素大地构造作用决定碳酸盐沉积作用背景, 大地构造背景下的盆地结构是影响碳酸盐岩层序几何形态的一个关键因素。
层序地层学(第二章)
第二节 层序地层学研 究方法
一、层序地层学解释方法
1．露头资料的层序地层学分析 2．钻测井资料的层序地层学分析 3．地震资料的层序地层学分析
二、层序边界识别与层序年代 标定方法
1．层序边界的识别标志 2．层序年代标定方法
三、可容空间分析方法
1．可容空间 2．可容空间与沉积物堆积速率之间 的关系
一、层序地层学解释方法
2．古气候分析
沉积盆地的古气候直接影响盆地 内外的多种地质作用，影响海(湖) 平面的变化、沉积物的类型直至 可容空间的变化，古气候是控制 地层构型的主控因素之一。常用 的有利用 特殊岩石类型、岩石的 颜色、特定自生矿物组合、古生 物特征、有孔虫的氧同位素比值 来分析古气候
3．构造沉降分析
构造沉降是指由于地壳岩石圈的弹性变 化和地应力方式的变化而产生的地壳下沉， 而不是指由于上覆沉积物的负载作用而产生 的盆地下沉。是控制地层构型的主要因素， 它与全球海平面变化、气候和沉积速率等因 素一道影响可容空间的变化。构造沉降往往 是长期的，并具有旋回性。较大规模的构造 沉降往往与全球地质历史中的重大事件密切 相关，在某些类型的盆地中，构造沉降往往 是控制层序地层构型的主要因素
(4)测井资料的时频分析，以确定层序旋回周 期的规律，探讨形成层序的主控因素。
(5)测井资料处理与解释，以确定准层序组的 叠置样式、古水流流向以及砂体的展布方向。 (6)沉积环境和古气候详细分析，编绘单井和 多井层序地层综合分析图以及以层序或体系域为作 图单元的地层等厚图、沉积相图。确定有利的烃源 岩、储集层和盖层分布区 (7)建立岩性序列、沉积相类型、层序和体系 域与地震反射之间的响应关系，为地震资料的层序 地层分析作好准备。
2．层序地层学研究程序
LL-层序地层学
86 地质学09 粱潋对海相层序地层学的认识—以海相碳酸盐岩层序地层为例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，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科。
对油气勘探来说，层序地层学具有良好的理论和实际预测作用。
从理论上讲通过对海（湖）平面相对变化的研究可以预测尚未钻探地层的年代，预测某些体系域的地层叠置样式和分布范围，科学的推测盆地的充填历史和地质发展史。
从实际情况来看，通过体系域和沉积岩相分布规律以及高分辨率地震勘探研究，可以预测形成油气藏及其他矿产的的有利地区，预测钻前油藏类型和油层产量及已开发油田的扩边和开发效率。
现以碳酸盐岩层序地层为例，谈谈我对海相层序地层学的认识。
一、碳酸盐岩沉积控制因素碳酸盐岩沉积作用机理明显不同于硅质碎屑岩，但起源于被动大路边缘的硅质碎屑岩沉积的层序地层学原理仍适用与碳酸盐岩的层序地层分析，即碳酸盐岩层序地层样式和岩相分布受构造沉降、全球海平面升降变化、沉积物的供给和气候等4个主要变量控制。
构造沉降产生了沉积物的沉降控件，全球海平面升降变化控制了地层分布控制了地层分布模式，沉积物供给的多少控制了古水深，气候控制了沉积物类型。
气候中的降雨量和温度对碳酸岩、蒸发岩的分布，以及硅质碎屑岩沉积类型和数量都产生了重要影响。
1、相对海平面变化的控制作用。
对于碳酸盐产率、台地或摊的发育及其相应的岩相分布来说，相对海平面的变化是控制碳酸盐岩沉积的首要因素。
相对海平面的变化控制了可容空间的变化，从而控制了碳酸盐岩沉积潜力。
碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。
大部分碳酸盐岩沉积物是由生物产生的，其中不少是光合作用的副产物。
因此，这种生产过程取决于光照程度。
随着水深增加光照程度迅速降低。
高碳酸盐产率主要分布在海水50—100m的水体中，因为该深度内悬浮着大量能进行光合作用的生物。
这种碳酸盐产率的狭窄深度受限制，是碳酸盐产率能否与海平面变化保持同步的重要因素，显然，碳酸盐产率的狭窄受控于水体深度或可容空间的变化，也影响了水体盐度、营养成分、温度、含氧量及水深等因素的变化，从而最终控制力沉积层序的构型。
碳酸盐岩层序地层学的近期进展及应用
碳酸盐岩层序地层学—近期进展及应用前言 (1)第一章碳酸盐岩沉积层序和体系域—碳酸盐台地对相对海平面变化的响应 (2)第二章生产性碳酸盐岩隆的地层格架 (23)第三章意大利威尼特阿尔卑斯侏罗纪碳酸盐岩海侵系列：超大陆解体、渐进全球性海平面上升和浅水环境养分富集的记录 (33)第四章巴哈马海湾碳酸盐岩陡坡失稳及其沉积、成岩作用时间对海平面高幅/高频波动的响应 (54)第五章美国得克萨斯州McKittrick峡谷二叠纪盆地边缘拉马（Lamar）灰岩中沉积类型和沉积过程对地层格架的影响 (70)第六章西澳大利亚坎宁盆地地下泥盆纪礁组合以及低位碎屑岩及高位碳酸盐岩的交互沉积作用 (88)第七章碳酸盐－硅质碎屑混合体系沉积旋回的成因：以西澳大利亚坎宁盆地为例 (101)第八章西德克萨斯麦德兰盆地马蹄环礁东部和南部上宾夕法尼亚统的地震层序和地震相 (115)第九章碳酸盐台地边缘对淹没事件的响应：环境突变证据 (128)第十章加积和退积碳酸盐陆棚的层序地层学，印度尼西亚加里曼丹中部渐新统 (137)第十一章爪哇海中新世碳酸盐岩隆的层序地层学 (151)第十二章南Great盆地Bonanza King组中、上寒武统台地碳酸盐的层序地层、三级沉积物可容空间事件及准层序叠加样式 (158)第十三章爱达荷州及蒙达拿州下密西西比统Mission Canyon组及相同层位的层序地质学和进积型前陆碳酸盐缓坡演化 (169)第十四章Latemar台地中三叠统白云岩的层序地层学和体系域发育(意大利北部)：根据旋回叠置样式进行露头标定 (186)第十五章进积中新世碳酸盐岩的高分辨率层序地层学：在地震解释中的应用 (201)第十六章西班牙东南部Las Negras地区中新世碳酸盐岩组合的层序地层学：相对海平面变化定量分析 (210)第十七章新墨西哥州瓜达卢普山脉Last Chance峡谷二叠纪上圣安德列斯组内的体积分配和相分异 (227)第十八章台地碳酸盐旋回的古代露头和现代实例及其在地下对比及储层非均质性研究方面的意义 (250)第十九章控制渗透率演化的准层序几何形态：以新墨西哥州瓜达卢普山圣安德列斯组和Grayburg组为例 (259)本专辑主要选自1991年举行的美国石油地质学家协会年会的碳酸盐岩层序地层学研讨会论文。
碳酸盐岩储集层
碳酸盐岩储集层碳酸盐岩油气储层在世界油气分布中占有重要地位，其油气储量约占全世界油气总储量的50%，油气产量达全世界油气总产量的60%以上。
碳酸盐岩储集层构成的油气田常常储量大、单井产量高，容易形成大型油气田，世界上共有九口日产量曾达万吨以上的高产井，其中八口属碳酸盐岩储集层。
世界许多重要产油气区的储层是以碳酸盐岩为主的；在我国，碳酸盐岩储层分布也极为广泛。
[1]碳酸盐岩的储集空间，通常分为原生孔隙、溶洞和裂缝三类。
与砂岩储集层相比，碳酸盐储集层储集空间类型多、次生变化大，具有更大的复杂性和多样性。
砂岩与碳酸盐岩储集空间比较（据Choquette和Pray，1970 修改）(一)原生孔隙1、粒间孔隙多存在于粒屑灰岩，特征与砂岩的相似，不同之处是，易受成岩后生作用的改变，常具有较高的孔隙度。
另外，有的由较大的生物壳体、碎片或其它颗粒遮蔽之下形成的孔隙，称遮蔽孔隙，也属粒间孔隙。
2、粒内孔隙是颗粒内部的孔隙，沉积前颗粒在生长过程中形成的，有两种：生物体腔孔隙：生物死亡之后生物体内的软体腐烂分解，体腔内未被灰泥充填或部分充填而保留下来的空间。
多存在于生物灰岩，孔隙度很高，但必须有粒间或其它孔隙使它相通才有效。
鲕内孔隙：原始鲕的核心为气泡而形成。
3、生物骨架孔隙4、生物钻空孔隙5、鸟眼孔隙(二)次生孔隙1、晶间孔隙2、角砾孔隙3、溶蚀孔隙根据成因和大小，包括以下几种：粒内溶孔或溶模孔：由于选择性溶解作用而部分被溶解掉所形成的孔隙，称粒内溶孔。
整个颗粒被溶掉而保留原颗粒形态的孔隙称溶模孔。
粒间溶孔：胶结物或杂基被溶解而形成。
晶间溶孔：碳酸盐晶体间的物质选择性溶解而形成。
岩溶溶孔洞：上述溶蚀进一步扩大或与不整合面淋滤溶解有关的岩溶带所形成的较大或大规模溶洞。
孔径<5mm或1cm为溶孔；>5mm或1cm为溶洞。
4、裂缝依成因可分为：①构造裂缝：边缘平直，延伸远，成组出现，具有明显的方向性、穿层。
②非构造裂缝：包括：成岩裂缝：压实、失水收缩、重结晶而形成。
层序地层学(第三章)
陆棚边缘体系域是在一个海平面相对上 升时形成的海退地层单元，它以逐渐减 弱的进积、继之以加积的准层序叠置样 式为特征。它上覆在前一层序的高位体 系域之上。陆棚边缘体系域是在陆棚外 部沉积的，自下而上岩相的垂向叠置有 加厚的趋势，沉积相逐渐由非海相向海 相转化，其顶部也可能有广泛的煤的沉 积。与高位体系域相反，陆棚边缘体系 域一般没有被广泛的河流沉积所覆盖。
(2)海侵体系域
海侵体系域底界为首次海泛面，顶界为最大海泛 面，由一系列较薄层的、不断向陆呈阶梯状后退的准 层序组构成。其水体向上不断加深，依次堆积的较新 的准层序向陆方向上超在层序边界之上。
海侵体系域完全是退积的，几乎没有前积沉积物， 主要的沉积体系有陆棚三角洲、滨岸平原、富煤的海 陆交互沉积、冲积和越岸冲积以及泻湖和湖泊沉积， 潮汐影响可能是广泛的。 海侵体系域较低位和高位体系域具有更低的砂泥 百分比值，因而它可构成广泛分布的盖层和烃源岩层， 现今世界大多数陆棚均被海侵体系域占据，主要的三 角洲都是陆棚三角洲，扇不太发育。河口湾、潮汐海、 障壁岛和泻湖都是常见的沉积体系，而深海沉积作用 主要为大陆斜坡滑塌形成的浊流沉积。
在实际工作中，在露头区或依据钻测 井资料是难以识别陆棚边缘体系域的， 这是因为它仅以一个隐藏的不整合面 或准层序叠置样式的变化将其与下伏 的高位体系域区分开来。也难以根据 露头资料和钻测井资料来表明海岸上 超向盆地方向的迁移。地震资料的分 辨率也不足以区分上超地层倾角的细 微变化。
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密集段（Condensed section，凝缩层，缓慢沉积段）。
海侵体系域顶界同上覆高水位体系域底部的斜积层可能合并， 而且厚度非常薄，这种沉积即密集段。它缺少陆源物质，是由薄 层的半远洋或远洋沉积物所组成，分布于外陆架、大陆坡和深海 环境，含丰富的深水生物化石及与成岩作用有关的海绿石、黄铁 矿、菱铁矿、白云石、磷灰石及油页岩等。尽管密集段一般很薄， 沉积物聚集速率很低，且经历了很长时间，但其沉积作用却是连 续的。 凝缩层分布范围很大，可以由盆地延伸到陆棚，成薄层、稳定
层序地层学-第5章-海相碳酸盐岩层序地层课件
3.气候控制作用
气候决定了气温、降雨量、大气圈湿度和风，从而决 定了水的盐度和水的循环。热带海洋浅水比中纬度温 带海洋具有更高的饱和度，这个差异影响了碳酸盐沉 积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。
气候还决定了沉积层序中的沉积物类型。在干旱气候 和水体循环较局限的环境下，在陆棚上的盆地、泻湖、 潮上坪等环境会产生蒸发岩沉积物。若陆源沉积物供 应点邻近碳酸盐台地，那么气候的差异将会影响硅质 碎屑沉积物供给的类型。潮湿气候利于河流、三角洲 硅质碎屑沉积物的沉积，而干旱气候利于风成硅质碎 屑沉积。
III型层序： 海侵体系域（TST） 高水位体系域（HST）
2 Ⅰ型层序界面
当海平面迅速下降且速 率大于碳酸盐台地或滩 边缘盆地沉降速率、海 平面位置低于台地或滩 边缘时，就形成了碳酸 盐岩的I型层序界面。l型 层序界面以台地或滩的 暴露和侵蚀、斜坡前缘 侵蚀、区域性淡水透镜 体向海方向的运动以及 上覆地层上超、海岸上 超向下迁移为特征
常见的岩溶识别标志
1 古岩溶面常是不规则的， 纵向起伏几十至几百米。岩 溶地貌常表现为岩溶斜坡和 岩溶凹地。 2 地表岩溶主要特征为出现 紫红色泥岩、灰绿色铝土质 泥岩以及覆盖的角砾灰岩、 角砾白云岩的古土壤。风化 壳顶部的岩溶角砾岩往往成 分单一，分选和磨圆差。碎 屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物 碎屑常被溶解形成铸模孔等。
碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。大部分碳酸 盐岩沉积物是由生物产生的，其中不少是光合作用的副产物 (Schlager，1981) 。因此，这种生成过程取决于光照程度。随 着水深增加光照程度迅速降低。高碳酸盐产率主要分布在海水 100 m以内的水体中，因为该深度内悬浮着大量能进行光合作用 的生物。有意义的是，在 10 m水深附近，碳酸盐产率最高，而 在 10～20 m内锐减。这种碳酸盐产率的狭窄深度限制，是碳酸 盐产率能否与海平面变化保持同步的重要因素。显然，碳酸盐 产率受控于水体深度或可容空间的变化速率。实际上，相对海 平面变化控制了可容空间的变化，也影响了水体盐度、营养成 分、温度、含氧量及水深等因素的变化，从而最终控制了沉积 层序的构型。
海相碳酸盐岩层序地层学
2. 陆棚沉积环境
海相碳酸盐岩主要沉积在包括地史时期宽阔的浅水陆表海 台地在内的浅海陆棚台地上。碳酸盐岩台地可在克拉通地块边缘 、克拉通内部盆地、远岸滩坝的顶部和宽阔陆棚上的局部的高地 上，碳酸盐岩环境也可见于海滩、泻湖和潮坪的边缘海环境的部 分地区
1) 潮上一湖间坪相
潮坪沉积环境由潮上、潮间带和潮下带三个次级沉 积环境构成。 潮上带：由泥或粉砂级颗粒沉积物组成，具有较发育 的风暴成因纹层、藻纹层、内碎屑层，其中藻纹层可 延伸到潮间亚相。潮上环境具有泥裂、鸟眼构造。 潮间带：通常是富含泥质和具有潮汐水道的复合体。 在潮汐水道中一般含有内碎屑和碳酸盐岩岩屑，底部 滞留沉积，其上覆具有潜穴的骨屑石灰岩。 潮下带：由灰泥灰岩和颗粒灰岩组成，缺乏原始沉积 构造。
它不涉及内部的组成： (1)生物格架礁：由抗浪的生物格架组成，该术语通常也称生物礁；
碳酸盐缓坡：指从岸线向盆地缓慢倾斜的大型碳酸盐沉 (2)生物滩：主要由生物碎屑堆积而成，大部分是由于陷落或阻挡作 积体，其坡度很小(<1o)，与较深水的低能环境间一般没 用而堆积，但也有一部分是由波浪和水流机械堆积的； 有明显的坡折，有的缓坡坡度很小，以致于难以把缓坡 (3)灰泥丘：灰泥基质超过了其它组分，如生物粘结岩和生物碎屑组 与台地分开，因此这两个术语经常交换地使用，
2) 浅海陆架相
该相带常由潮下骨屑泥灰岩、粒屑灰岩和 砂屑灰岩等岩性构成的、向上变浅的准层序组 成。若存在正常海水，则该相带动植物群发育， 包括珊瑚、软体动物、腕足动物、海绵类、有 孔虫及藻类等，生物扰动构造普遍存在。当陆 棚受限时，则可能形成广泛的蒸发岩泻湖，并 以被石膏或硬石膏覆盖的泥质支撑石灰岩构成 的、向上咸化的准层序为特征。