第六章陆相层序地层学
层序地层学—松辽盆地
盖 储
生
松辽盆地综合地层柱状图
–2、层序界面类型及特征：
•1）界面类型
–古构造运动界面：区域不整合面； –构造应力场转换界面：盆内不整合面； –构造机制转换面：局部不整合。 坳陷阶段 萎缩阶段
裂陷阶段
泉头组（河流相、三角洲相）——青山口组 （浅湖至深湖相）——嫩江组（浅湖至河流相）
二、陆相地层层序的形成机制
4、基准面和可容空间变化对层序的控制
基准面是控制沉积作用和侵蚀作用何者发生的一 个临界面,即在基准面之上要发生侵蚀作用,而基准面 之下则发生沉积作用。基准面是一个受构造沉降、 气候变化、沉积物补给、海(湖)平面升降、沉积地 形等因素综合作用的产物。
可容空间是指沉积物表面与基准面之间可供沉积 物充填的全部空间。
经典层序地层学理论认为海平面升降、 构造沉降、沉积物供给和气候是层序形成 与分布的控制因素,其中海平面升降起主要 作用。
– 全球海平面变化和构造沉降---相对海平面变化：
• 控制可容空间变化，从而决定着层序空间分布;
– 沉积物供给速度：与可容空间增加速度共同控制着层序构型； – 气候变迁：控制沉积物的供给速度以及沉积物类型。 气候变迁
松辽盆地内不同地区的构 造沉降曲线显示,在124 Ma前 后盆地存在着构造沉降速率的 重大转折(如图),即由前期的 快速沉降转为后期的缓慢沉降, 而这一时期恰为松辽盆地断坳 转换时期的开始。断陷时期构 造沉降曲线斜率较大,即构造 沉降速率较大;而坳陷时期曲 线段斜率变缓,即构造沉降速 率趋小。表明在盆地演化不同 阶段构造作用的控制强度不同, 断陷盆地受构造因素影响更为 突出。
在构造沉降保持线性沉降的前 提下,基准面快速下降,可容空间减 小,且Δ A/Δ S<1或≈1时,形成小型 进积或加积的准层序组,此时,常构 成低水位体系域;基准面快速上升, 可容空间迅速增大,且Δ A/Δ S>1时, 产生退积式的准层序组,常形成水进 体系域;基准面缓慢上升,可容空间 缓缓增加,且Δ A/Δ S=1时,产生加积 式的准层序组,常构成高水位体系域; 基准面快速下降,可容空间迅速减小, 且Δ A/Δ S<1时,产生大型进积式的 准层序组,形成水退体系域。（可容 空间增量Δ A与沉积物补给增量Δ S）
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
2．地震地层学阶段（75—90） 覆盖区油气勘探的需要，希望由地震信息为主体，含少许钻井和测井信息揭示覆盖
区地下地质体及覆盖地区的分布。
地质家与地球物理家合作形成—边缘学科，地震地层学。 ① Puter . R.Vail (1977):AAPG 第 26 集，地震地层学及在油气勘探中的应用。 Exxon 石油公司，墨西哥湾盆地 ② Brown (1980) . 巴西盆地和北海盆地。 ③ 我国：徐坯大（1980）全文翻译
绪论
一．基本概念．
1、含油气沉积盆地组成（Sedementary Basin） 1. 概念：是指一定地质历史阶段受构造运动控制，由沉积物沉降堆积而形成的，并在以
后的地质历史中有油气生成和聚集的实体。 2. 组成要素（示意图） 3. 研究内容
● 时间单元充填序列 → 地层学（古生物） → 层序体 ● 物质组成 → 沉积物 → 单元 ● 空间展布 → 构造地质学 ● 资源分布 → 油气地质/煤田地质学
⎧气候纹层理面 岩性差异界面 ⎪⎨岩性粒度
⎪⎩冲刷界面
三 控制层序体形成要素分析
1．构造沉降（沉降速度V沉降） ① 界面—时间连续性，界面性质—层序识别 ② 沉积空间大小（沉积厚度）—层序体规模 ③ 物缘类型及数量—层序体内部结构
2．海平面升降（层序时期及边界） ● 海平面上升（内部结构） ① 海平面稳定 ② 海平面下降
△ Sub+△E-△D=△S ①
考虑时间因素的影响，对①式两边对时间微分
ds dt
=
dsub dt + dE dt
− dD dt …
②
↓
古水深，V 沉积=V 沉降+（ dE − dD ） dD dT
对式②每个变量都有一个地质求解方法，给出各自参数可建立层序体形成的定量方程。
层序地层学
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。
层序地层学讲义
层序的划分
I类层序 高位体系域 海进体系域 低位体系域 II类层序 高位体系域 海进体系域 陆棚边缘体系域
Vail的划分方案：两个不整合面或与其相对应的整合 面为层序的边界
体系域的划分
高位体系域
海进体系域
低位体系域—盆底扇
低位体系域—斜坡扇
低位体系域—进积楔状体
凝缩段
国内研究现状
层序地层学是以被动大陆边缘海相地层的地震地层 学研究为基础发展起来的一门新兴学科。层序地层学理 论及研究方法由于它的可实践性已被国内外石油地质家 所接受，但如何将以被动大陆边缘海相盆地层序研究为 基础，强调海平面变化是控制层序成因和相分布内在机 制的经典层序地层学理论与研究方法应用于地层形成发 育与海平面变化没有直接联系或根本不存在联系的内陆 盆地中，是国内外地质界普遍关注并正在实践的一个重 要课题。国内的层序地层学研究从20世纪90年代初开始 引入并得到了蓬勃发展，大量科研成果不断涌现，建立 了一整套适合于陆相盆地的层序地层学理论及方法体系
统
渐
下新组
第
组
馆陶组
东
营
统 沙上
沙
沙 始
沙三
三 沙
河
三
三 新
街 系
中
统
组
段
沙
一
段
下 二
段
段
亚 段
段
段
上
沙
三
电位 曲线
岩性 电阻率 剖面 曲 线
下 T6
沙沙 四四 段上
T2
古生物及 相对丰度
Huabeinia obscura Pseudocandona ovata
Camarocypris ovata Ilyocyprimopha jinanensis
陆相湖盆层序地层学研究与储层预测方法PPT75页
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪பைடு நூலகம்
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
陆相湖盆层序地层学研究与储层预测方法 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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层序地层学
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。