层序地层学标准化
第一章 层序地层学基本概念(层序地层学)
1、层序地层学(Sequence Stratigraphy)
层序地层学(Sequence Stratigraphy) : 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 地层分支学科。
地震地层学 生物地层学 年代地层学 沉积学
层序地层学
油气勘探
2、层序（Sequence)
• 在滨线的区域性海进时期，密集段分布 最广泛。
密集段 (Condensed Section)
密集段主要产于海进体系域内部和高水位 体系域远端。它实际上是不断前积的、穿
时的前三角洲细粒沉积
湖盆中的密集段
含盐油页岩膏盐华、溶蚀纹理
灰黑色云质泥岩
层面盐晶、溶蚀坑与断面水平纹理
6.可容空间（Accommodation)
凝缩层也称密集段、或缓慢沉积段， 是在相对海平面上升到最大、海岸线 海侵最大时期在陆坡和盆地相沉积的 沉积物。
一般由沉积速率很慢的（10100mm/万）、厚度很薄的、缺乏陆源 物质的半深海和深海沉积物。
Definition of Key Terms
密集段 Condensed Section
• 以沉积速度极低为特征的一种薄的海相地 层 层 段 ( 沉 积 速 度 小 于 1 一 l0mm ／ 1000 年)(据Vail, Hardenbol, Todd, 1984)。它们 是半远洋和远洋沉积物组成，缺乏陆源碎 屑物质，是在海平面相对上升最大、海岸 线海侵最大时期在外陆架、陆坡和盆地底 部沉积的(据Loutit, 1986)。
2. 四个基本变量控制层序特征
基本变量对层序的控制作用
基本变量
控制作用
构造沉降
提供沉积物沉积的可容空间
层序地层学概念和原理2
HST
陆
海
TST LST
层序地层单元基本展布特征示意图
层序地层学概念和原理——层序和体系域
二、层序界面类型 1、不整合定义
不整合（Unconformity）：一个分开新老地 层的界面，沿着这个面存在陆上侵蚀削截（在 某些地区为可与之对比的海底侵蚀面）的证据， 或者存在明确重要沉积间断的陆上暴露的证据， 并具有的明确的沉积间断。
层序地层学概念和原理
层序和体系域
层序地层学概念和原理——层序和体系域
一、层序定义
Mitchum（1977，1979a）的定义——由一组相对整合、连 续且具有成因联系的地层单元组成的一个地层单元，其顶底 界面均由不整合面或其相应的整合面
概念的缺陷
没有指定层序的规模和持续时间，也没有指出产生不整合面的任 何特定机理。
三、层序类型
依据层序底部的界面（不整合）类型，层序可分为两种 类型：
Ⅰ型层序 Ⅱ型层序。
Ⅰ型层序是指那些海面相对下降超过退覆坡折 点后形成的层序，其相对海面下降较大，使 层序的早期顶积层上超在早先层序的坡积层 上
Ⅱ型层序指那些海面相对下降没有超过退覆坡折 点后形成的层序，最低部位体系域称为陆架边缘 体系域(Posamentier等，1988)。该体系域可沉积 于陆架的任何位置。陆架边缘体系域的底界为Ⅱ 型层序边界，而顶界是陆架的首次大的泛滥面
一个层序沉积于一个由非海相侵蚀面为界的沉积旋回，沉积于一个“重要” 的基准面升降旋回中。
在大多数盆地中，基准面受海平面控制，因此一个层序是一个相对海平 面上升－下降周期的产物。
一个基准面旋回形成的理想层序
陆盆坡折边缘I型层序的地层几何形态，表现出5个分开的沉积组合，传统 的划分是三个体系域——低位、海侵和高位体系域
层序地层学-第3章 层序地层学基本概念与原理-中国地质大学(北京)
4 陆架边缘体系域（SMST）
5 强制海退体系域（FRST） 6 海退体系域（RST）
7 密集段（CS）
最大海泛面：以退积到加积式准层序
组的转变为特征，常为HST的下超面
密集段
高水位体系域
上超、海岸上 超向下转移、 没有削蚀和下 陆架边缘体系域 切谷。微弱的加
海平面相对静止或 稍有上升期间形成
积或进积准层序。
LST
2 海侵体系域
海侵体系域 （Transgressive system tract,TST）: Ⅰ型和Ⅱ型层 序的海侵体系域，在海平面 迅速上升和构造沉降共同产 生的海平面相对上升时期形 成的，以沉积作用缓慢的、 低砂泥比的、一个或多个退 积型准层序组为特征，主要 沉积体系是：陆架沉积、三 角洲沉积、海岸平原沉积、 以及障壁岛、泻湖沉积为主
海平面相对下降期间形成
初始海泛面：以从低
水位进积到海侵的退 积为特征
第二节 层序地层学基本原理
一 可容纳空间
二 层序的主控因素
1 海平面的变化
2 构造沉降
3 气候
4 物源供应
一 可容纳空间
可容纳空间 （Accommoda tion)：可供沉积
物堆积的潜在空间 （Jerry, 1988)， 可容空间受控于沉 积背景的基准面变 化，或者是海平面 升降和构造沉降的 函数
三 层序内部的关键界面
初次海泛面（first flooding surface):是Ⅰ 型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，即 相应于首次越过陆棚坡折带的第一个滨岸上 超对应的界面 最大海泛面（maximum flooding surface): 最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的 定界面被高位体系域下超，它从以退积式准 层序组变为进积式准层序组为特征，常与凝 缩层伴生。在地震剖面上，最大海泛面对应 于最远滨岸上超点所对应的反射同相轴
层序 地层学
地层结构stratigraphic texture地层结构（stratigraphic texture）是地层序列内岩层的叠覆与堆积型式。
通常所说的旋回性、韵律性、加积型、退积型、进积型沉积等，都属于地层结构的概念范畴。
地层结构概念主要是用于研究和描述相当于或略小于一个体系域的地层间隔内岩层的纵、横向总体（或优势）堆积方式，并可根据其成因或形态，将总体退积、加积、进积，或超覆、叠覆、退覆堆积的地层，分别称为退积、加积、进积,或超覆、叠覆、退覆结构的地层。
对于地层分析、预测来说，地层结构概念是非常重要的。
为有利于研究坝区渗漏边界条件，结合河谷地貌特征，可将河流松散堆积物的地层结构划分为三种模型：1.单一结构型主要由卵砾（漂）石组成，透水性强而均一，但厚度一般不大。
下伏基岩可作为相对隔水底板，渗漏边界条件较简单，易于确定。
上游河段多此型式，由于谷坡高陡，松散堆积物多分布于谷底，所以渗漏主要发生于坝基。
此种型式可引起严重的渗漏，但易于处理。
2.多厚层结构型由多层厚度较大的粗、细粒物质组成，可分为两种情况：（1）自上而下颗粒组成逐层变粗的多层结构。
透水性自上而下逐渐变强，故可把它简化为上弱下强（透水）的双层结构。
显然，上部弱水层的透水性和完整程度对于控制坝区渗漏有重要作用。
（2）粗、细粒互层结构。
透水层强弱相间，因此对渗漏条件的控制取决于细粒弱透水层的延续性和完整性。
若弱透水层能有效地阻隔上下粗粒强透水层之间的水力联系，则有利于坝基的防渗。
上述两种情况均以基岩作为相对隔水底板。
若在岩溶地区，则下部边界需移到岩溶漏水带以下。
3.多薄层结构型常由透水性较弱的中、细砂或极细砂组成，并与厚度不大的粘性土层交互相间，属于平原河流的沉积模式。
粘性土层往往呈透镜体状，延续性差，因而各透水层之间具有一定的水力在系，当其叠加厚度较大时，同样可构成严重的防漏条件。
其下部常以早期沉积的地层作为不透水边界。
体系域system tract与海平面升降有关的同期沉积体系钻井资料层序、体系域地震资料层序、体系域露头资料层序、体系域层序地层学提供了地层岩性预测的最好模式SB 层序界面HST 高位体系域Highstand system tractTST 海侵体系域Transgression system trackLST 低水位体系域Lowstand system tractSMST 陆架（棚）边缘体系域Shelf margin system tractTS 初始海泛面Transgres-sion surfaceMFS 最大海泛面Maximum flooding surfaceCS 密集段（缓慢沉积段）condensed section凝缩段（缓慢沉积段）由在极缓慢的速度下沉积的半远洋或远洋沉积物的薄层岩层组成，主要产于海进体系域内部或高位体系域的远端。
层序地层学
层序地层学层序地层学是一门关于地球历史和地质结构的学科，也被称为地层学。
它研究地球表面各个层次的形成、演变、叠置、形态、性质性质和含矿条件等问题。
层序地层学是地质学中的一支重要学科，通过对地质历史进行层序分析，揭示出地球历史的演化过程和构造变化规律，对于理解地球演化史、指导矿产资源勘探开发、支持地质工程和环境保护等具有重要的意义。
下面是层序地层学的详细介绍。
一、层序地层学的概述层序地层学的研究对象是地球表层及其下部岩石的垂直柱状截面(地层柱)、水平展布面(地层露头)、空间分布(地层相)和时空演化过程。
它研究的目的是根据岩性、结构、古生物化石、古地理和特征地质事件等方面的特征，建立地层序列和地层层位，随着研究范围的不同，可以分为区域层序分析、盆地地层学、海相地层学、非海相地层学、构造地层学等。
层序地层学的研究方法主要包括岩石与古生物学、构造地层学、地震地层学、地球化学等方面的技术手段，通过对各种地质现象进行分析和比较，以正确的地图解读和理解，建立真实的地质模型。
二、层序地层学的研究目的和意义1. 研究地球历史和地质构造演化层序地层学的一个主要目的是了解地球历史和地质构造演化。
地球历史是地层学的主要内容之一，通过层次系统对地球历史进行分段和分类，对过去地球环境的演化和特征进行研究，可以推断出古环境、古地理、古气候和地球演化史的重要信息。
2. 指导矿产资源的勘探和开发层序地层学还可以指导矿产资源的勘探和开发。
通过对地层中各种矿产赋存环境、古地理环境和矿床类型的研究，可以确定矿床的分布规律和含矿性质的特征，从而提高矿床的勘探效果和开采利用效率。
3. 支持地质工程和环境保护层序地层学还可以支持地质工程和环境保护。
地层信息可以为工程地质勘察、工程建设和水文地质调查等提供有力的支持，帮助工程师设计科学合理的工程方案，为环境保护、资源可持续性利用和人类生存提供保障。
三、层序地层学的基本概念1. 地层地层是以一定标志为界限所划分出来的，具有一定厚度和广泛垂直分布的自然地质单元。
层序地层学的标准化课件
建立国际通用的层序地层学术语体系，统一术语的用法和定义，避免因语言差异造成的误解和混 淆。
案例三
制定统一的层序地层学数据格式，如数据采集、存储、处理等，以便在全球范围内共享和利用数 据资源。
06
未来展望与研究方向
层序地层学的发展趋势与挑战
要点一
层序地层学的发展趋势
要点二
层序地层学面临的挑战
04
层序地层学的应用领域
石油与天然气勘探
石油与天然气勘探是层序地层学应用 的重要领域之一。通过研究地层层序 、沉积环境、古水流等特征，可以预 测油气藏的位置和分布规律，提高勘 探成功率。
层序地层学在石油与天然气勘探中主 要应用于盆地分析、烃源岩评价、储 层预测和油气成藏规律研究等方面。
矿产资源调查
层序地层学的标准化课件
$number {01}
目录
• 层序地层学概述 • 层序地层学的基本原理 • 层序地层学的研究方法 • 层序地层学的应用领域 • 标准化在层序地层学中的应用 • 未来展望与研究方向
01
层序地层学概述
定义与特点
总结词
层序地层学是一门研究地层有序性及其成因、演化和应用的学科。
地球化学分析
测定岩石中的元素含量、同位素组成等，了解地球化学演化 过程。
古生物分析
鉴定古生物化石，了解古生物群落和生态系统的演变。
数值模拟与预测
数值模拟
利用计算机模型模拟地层形成、演化 过程，预测未来地质变化趋势。
预测
基于数值模拟结果，对地层分布、资 源储量、地质灾害等做出预测，为地 质勘查和资源开发提供科学依据。
层序地层学的发展历程
总结词
层序地层学经历了从传统地层的分类和对比，而现代层序地层学则引入了沉积学、构造地质学和地球物理 学等多学科的理论和方法，更深入地揭示了地层的形成机制和演化过程。随着技术的进步和应用领域 的拓展，层序地层学将继续发展并广泛应用于各个领域。
层序地层学简析
第9卷第2期黑龙江科学V〇l. 9 2018 年 1月HEILONGJIANGSCIENCE January 2018层序地层学简析万建华(黑龙江省煤田地质物测队，哈尔滨150036)摘要：层序地层学是我国众多科学家探寻的一门科学，其多样化的层序模式表明了科学家的劳动成果，复杂的底层记录暗示着其响应机制研究的不断深入。
在寻求强针对性层序底层模式的时代，其研究也影响了相关概念体系的一致和协调发展，因而寻求相关概念体系一致的层序地层学标准化成为重要课题，也是层序地层学研究的重要命题。
在层序地层学研究过程中，对海退的两种类型的区分和识别成为其发展的重要基础，这个过程与层序地层模式不同，因而成为其走向标准化的关键一步。
对层序地层学基本概念及发展历程进行介绍，阐述了层序地层学的标准化发展和相关应用。
关键词！层序地层学;简析;发展历程;应用中图分类号：P539.2 文献标志码：A文章编号：1674 -8646(2018)02 -0160 -02Analysis of sequence stratij»raphyW A N Jian-hua(Heilongjiang Coalfield Geological Survey T e a m,Harbin 150036, China)Abstract；Sequence stratigraphy i s a science that many scient ists in China explored.I t s diverse sequence patterns indicate the f r u i t s of scientistsr labor.The complicated underlying records imply i t s deepening research on response mechanism.In t he era of seeking the bottom-level model of strong-targeted sequence，the research also affected the unanimity and coordinated development of t l i e related conceptual systems.Therefore，i t i s an important topic t o seek t o standardize the sequence-leased sequence w i t l i the same conceptual system，which i s also an stratigraphy.In t he study of sequence stratigraphy，the two types of discrimination and identification of returnees become the important basis for their development.This process i s different from the sequence stratigraphic model and thus becomes a crucial step towards standardization.The basic concepts and development of sequence stratigraphy are introduced，and the standardization of sequence stratigraphy and i t s related applications are ex K e y w o r d s；Sequence stratigraphy；Analysis;Development hi st〇r；Application自20世纪70年代，相关地层学专著的发表标志 着层序地层学概念的提出，随着时代的不断发展，该学 科也逐步完善，走向系统化发展。
层序地层学标准化
SU of HST
T
HNR
顶置
退覆
SU of FSST
前积
LNR FR
海平面（高） 海平面（低）
底为突变界面
沉积趋势→堆砌方式 →沉积成因类型→体系域
SB2
FR底为渐变界面
海进沉积：向上变细，退积，上超于SB的SU之上；海岸位于上超点附近； T 滨岸相含砂或底砾岩；外陆棚，底常为洪泛泥岩；常见钟型、圣诞树型GR曲线
TST 高位正常海退沉积：向上变粗（可有多个半旋回），前积，下超于MFS；
内陆架，河流相为主；中陆架，外陆棚泥→前三角洲泥粉砂→滨浅海砂泥
HNR →河流（块砂），呈漏斗渐变曲线；外陆棚；席状中高频弱振幅连续（泥+粉砂）
HST
斜坡-盆地：楔状内收敛弱振幅泥岩，下部有下超，顶部在陆棚边缘上部常见削截 （海底侵蚀），低幅漏斗状GR曲线
Vail-Haq模式（Ⅱ）
顶超 上超前积
上超 顶置 离超
退覆 上超 前积
海平面（高）
T
上超 退积
HNR
调整沉积
海平面（低）
FR
LNR
上超
下超 削截
SB2
持续前积的最远点为海平面下降最低点，并非快降起点
1）海退无沉积？肯定有，FR已公认，与深水扇密切相关。 2）持续前积坡折点为快降起点？否！为最低点。 3）快降后先发育盆底扇？ 否！阶段模糊，不能适应深水扇研究需要。
从而，4分体系域, 界面统一。
三角洲平原
三角洲平原
离超
河
口 湾
三角洲平原
强
正常 制海
海退
退
正常 海
退
河流
河 口 湾
滨 海
陆 棚
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MFS & TRS
A
16
T
MRS
向 上 坡变 度细 变 化 不向 连上 续变 粗
SU of FSST
HNR
FR
LNR
底 为 突 变 界 面
FR底 为 渐 变 界 面
海 平 面 （ 低 ）
SB2
A
17
5. 体系域
沉积趋势→堆砌方式 →沉积成因类型→体系域
A
18
SU of HST
T
HNR
顶 置
退 覆
层序 模式
地质事件
沉积层序 Ⅱ
海进结束 海退结束 水位下降
结束 水位开始
下降
层序界面 体系域界面 体系域内部界面
A
沉积层序 Ⅲ
沉积层序
成因
T-R
Ⅳ
层序
层序
水位下 降结束
海进结束
时间
水位开始 下降
结束海退
3
据O. Catuneanu等，2002，2009
2.1 Vail-Haq模式
A
4
2.2 Vail-Haq模式： 应用中的主要问题
1）当基准面上升速率＞沉积速率时，发生海进；
2）当基准面上升速率＜沉积速率时，发生海退。
A
8
准层序
A
9
4. 层序界面
SU of HST
T
H N R
SU of FSST
FR
LN R
海 平 面 （ 高 ） 海 平 面 （ 低 ）
基准面
时 间
完 整 旋 回
升
降
底 为 突 变 界 面 地质事件 体系域
FR底 为 渐 变 界 面
从而，4分体系域, 界面统一。
三角洲平原
三角洲平原 离超
河
口 湾
三角洲平原
强
正常 制海
海退
退
正常 海
退
河流
河 口 湾
滨 海
陆 棚
三角洲前缘相顶 强制海退底面
非海相环境
滨海到陆棚相变化面 海退期海底侵蚀面
据O. Catuneanu等，2002，2009 海相环境
HST
沉 积 层 序
时间间断
海
进
海
LST
突出体系域，因为体系域是储层研究中工业制图的基本单 元。 研究步骤：→沉积趋势→堆砌样式→沉积成因类型→体系 域→层序
要求：露头、岩心、测井、地震资料综合运用
A
6
3.1 统一体系域 界面
1）层序地层向高分辩层序地层 学发展；基准面变化周期替代 海平面变化，术语和内涵发生 转变，因为基准面变化曲线更 能准确描述时间段与体系域的 沉积成因关系。 2）在基准面变化曲线中，Vail 的海平面快速下降起点成为基 准面下降起点。
层序界面
SB2
沉积成因类型
强制海退开始 海进结束 海进开始
强制海退结束
强制海退开始
HST
TST LST
FSST 或 E-LST
E-HST FRST
SU及CC*与 对H应ST的顶整不合整界合面 MFS 最大海泛面
MRS 最大海退面
CC**
与FSST顶不整合 对应的整合界面
SU
海退中的 陆表不整合面
SU&CC*
与HST顶不整合 对应的整合界面
HNR 高位正常海退 T 海侵
LNR 低位正常海退
FR 强制海退
CC*-由Posamentier及Allen(1999_定义；CC**--由Hunt和Tucker(1992)定义
A
10
SU（subaerial unconformity） ----陆表不整合
河流
间断7Ma
2、三大流派，五种独立模式
1）沉积层序：有4种独立 模式;Vail和Haq以HST的 SU&CC*为层序界面；Van和 Hunt以HST+FSST的SU&CC** 为界； 2）成因层序4分，以MFS为 界； 3）T-R层序为两分，正-到 三角表示，以MRS为界； 4）从3分到4分发展已经成 基本共识： LST分为FSST（l-HST, eLST)和LST。 Vail和Haq的LST没有明确 分两期。
层序地层学“标准化”理 论
（简要介绍）
A
1
1、发展过程
地震构造解释→地震地层解释
层序地层学
（P.R.Vail)
层序
沉积层序 （地震地层学）
层序地层学
沉积层序
沉积层序
沉积层序
成因层序
T-R 层 序 （海进-海退层序）
据O. Catuneanu等，2002，2009
高分辨层序A 地层学
2
（Cross,1988)
2）持续前积坡折点为快降起点？否！为最低点。
3）快降后先发育盆底扇？
否！阶段模糊，不能适应深水扇研究需要。
A
5
3、“标准化” 是发展方向
目的：便于业内交流； 方法：统一体系域，4种类型体系域具有相同的沉积成因
类型：海进，高位正常海退、强制海退、低位正常海退。 发展趋势：层序界面应该根据需要灵活掌握，淡化模式、
Vail-Haq模式（Ⅱ）
顶 超 上 超 前 积
上 超 顶 置离 超 退 覆上 超前 积
海 平 面 （ 高 ）
T
HNR
FR
LNR
调 整 沉 积 上 超
海 平 面 （ 低 ）
上 超 退 积
下 超 削 截
南海样式（模式Ⅳ）持续前积的最远点为海平面下降最低点，并非快降起点
SB2
1）海退无沉积？肯定有，FR已公认，与深水扇密切相关。
滨海
A
11
SU
侵蚀谷河流充填砂体
浅海
河流
突变
河流
A
河流
突变
河流
根土岩
12
海进侵蚀面(TRS)
海侵 风化壳
A
13
MFS
HST
Coal
TST
A
14
MRS & MRS
MFS
21
PY33-1-1
HNR
T
23.8
HNR T
25.5
MRHSNR
T 26.5
HNR
MRS-MFS重叠, TAST几乎缺失
15
退 层
序
HST TST 沉
积 层 序
时间间断
基准面变 化曲线
海 进 -海 退 变化曲线
成因层序
向上变粗
海进相
向上变细
升
降
海退相
冰川消融很快而结冰很慢：海平面升快而降慢 G S -成 因 层 序 ； D S -沉 积 层 序 ；
海进
海退
A T R - 海 进 海 退 层 序
7
3.2 取共同点
层序均由海进，低位、高位正常海退，
强制海退沉积4个成因单元构成
基准面变化
上升
时间
井剖面位置 R
前积准层序组
井剖面 测井响应
基准面变化率
下降
R
沉积速率 时间
退积准层序组
盆地方向
加积准层序组
R
海退
海进
事件
海岸平原砂与泥岩 陆棚泥岩
浅海砂体
沉积速率
单个准层序 R= 可容空间增加速率
由岸线基准面变化和沉积作用相互作用定义据O.：Catuneanu等，2002，2009
TST 高位正常海退沉积：向上变粗（可有多个半旋回），前积，下超于MFS；
SU of FSST
前 积
海 平 面 （ 高 ）
FR
LNR
海 平 面 （ 低 ）
沉积趋势→堆砌方式 →沉积成因类型→体系域
底 为 突 变 界 面
FR底 为 渐 变 界 面
SB2
海进沉积：向上变细，退积，上超于SB的SU之上；海岸位于上超点附近； T 滨岸相含砂或底砾岩；外陆棚，底常为洪泛泥岩；常见钟型、圣诞树型GR曲线