碳酸盐岩层序地层学概论

中国地质大学（北京）“层序地层学应用”报告——碳酸盐岩层序地层学发展概论

课程名称：层序地层学基本原理及应用

老师：陈开远

学生：李东

学号：2110120011

学院：地信学院

日期：2012年12月5日

碳酸盐岩层序地层学发展概论

一、碳酸盐岩层序地层学概述

Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequencest rat igraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wag oner 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一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。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地: 缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没型( M. E. Tucker, 1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力, 控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。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, 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,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部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。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高, 而在10～20m内剧减。气候决定水的盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积, 潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。

二、碳酸盐建造

沉积物来源是将硅质碎屑和碳酸盐分离的一方面。硅质碎屑物来自陆块的侵蚀碳酸盐沉积物是由海洋溶解物凝析而来的,生物极大地控制着这个沉积过程。最著名的碳酸盐建造是热带地区的生物礁和台地发生在赤道两侧纬度大约30°以内的地带。然而,在过去的10年里,研究人员对另两种碳酸盐生成体系也进行了大量的研究。这两种碳酸盐生成体系是冷水碳酸盐形成于低温的极地地区, 表现为介壳碎屑堆积, 而无生物礁和细泥沉积和“泥丘”碳酸盐一般出现于波基面以下的深水区域, 主要由细粒碳酸盐组成。“泥”这种物质中的大部分是很难沉淀的,因此,泥这个词在薄剖面中是指外表似泥的物质,实际上是一种误称。

三种建造依赖于不同的生成机制,因此对层序结构的许多特征也产生了影响。热带建造的沉淀作用绝大部分是光合作用的副产品,这会把生成带局限在阳光透过的水体部分,大约是靠上部的100m。热带地区产生的碳酸盐是最丰富的且该带的碳酸盐控制了地质记录。在冷水体系中,由日光产生的有机体的沉淀作用比不上由养料供应产生的影响,因而,其生成带可扩至200m以上。在泥丘中生成的大多数碳酸盐是由蓝藻和其它微生物沉淀而来的,它们也很少依赖于日光,可以在水深400m以上的环境中产生。

三、碳酸盐岩的层序地层学特征

在碳酸盐岩中，四个主要变量控制着地层分布模式的变化和岩相分布，它们是①构造沉降，它产生了沉积物的沉积空间；②全球海面升降变化，它是控制地层分布模式和岩相分布的主要控制因素；③沉积物的多少，它控制古水深；④气候，它是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度对碳酸盐岩、蒸发岩的分布、对于硅质碎屑沉积的类型和数量是相当重要的。

全球海面升降变化与构造沉降的结合产生了海面的相对变化。海面的相对变化层层沉积物的可容纳空间，沉积的厚度主要受共早沉降作用控制。沉积地层的分布模式和岩相分布则受控于海面相对变化速率。层序由三部分或三个体系域组成，一个体系域是一系列同时期沉积的沉积体系（即岩相的三维组合），这里的体系域是根据界面类型、地层的集合形态和层序内的位置定义的。体系域被解释为在海平面相对变化的某一特定时间段内沉积的，一个层序被解释为在一个海面变化周期从开始到结束间的沉积。

从滨岸到盆地的碳酸盐岩剖面比硅质碎屑岩更多变。碳酸盐岩缓坡表现为一个缓慢向海方向倾斜的面,可向下变为陆架坡折和向海端的斜坡。在此系列的另一端是镶边台地。它们的边缘被生物礁或早期成岩的阻挡波浪、从剖面上看非常平缓、常常稍微下凹的保护台地泻湖的沙滩所围护。

观察从滨岸到盆地的横剖面可看出，碳酸盐岩显示为进积、退积和下超模式，大体上与碎屑岩相当。对碳酸盐岩的三个基本体系域的定义可以参照硅质碎屑岩进行。低水位体系域具有比早期基准剖面还要低的陆架顶面。海进体系域则上升到基准剖面的陆架面以上, 而且它的岩相带向陆方向退却。高水位体系域也到达基准剖面的陆架面以上，其岩相带为向海方向进积。

碳酸盐聚集的几何形态由两个速率控制，这两个速率都涉及到体积随时间的变化。我们把A称为可容纳空间，并把它定义为沉积作用可利用的空间, 把在沉积环境下的碳酸盐有机体生长所产生的沉积物的体积称为G。碳酸盐聚集的几何形态特征受述两个体积随时间的变化速率的影响：dA/dt（或A’）为形成可容纳空间的速率：dG/dt或（G’）为碳酸盐生长和产生的速率。一般碳酸盐台地的边缘比其内部产生更多的沉积物。因此，区分开台地边缘生长速率G r’和台地内部生长速率G p’是有益的。图1示出了最重要的生物礁和碳酸盐台地聚集的几何形态, 借助于A’和G’来表示它们的特征, 并把它们与体系域术语联系起来。海进和海退取决于产生可容空间的速率和碳酸盐生长速率之间的平衡。而陆架面的下超, 也就是

低水位体系域的形成不依赖于沉积物的供应。下超只是要求可容空间的反向变化, 因此指示了海平面的相对下降。反之, 只有当某人确信碳酸盐产生量的变化速率比其可容空间的变化速率小时, 从海退到海进或反向的变化才能提供海平面变化的线索。

图1下部的两块图示出了只有碳酸盐岩才有的两种几何形态。当海平面的上升速率超过台地内部和边缘的生长速率, 直到整个台地沉降到透光层以下而停止产生浅水碳酸盐时, 造成生物礁和台地被“淹没”。其结果是难以形成明显的海进体系域, 或者只在很长一段时间以后才被另一个高水位体系域所覆盖。海进体系域经常被一个海进面所取代，这个面在露头和地震剖面上可能以一个主要的不整合面出现。碳酸盐台地的另一个几何特征是“空斗” , 在这里台地边缘的生长和海平面上升保持同步, 而后面的泻湖却在下降。“空斗”阶段可能是台地被淹没的开始。此外, 它也可能是覆盖台地的高水位体系域的早期部分, 在这里台地再生, 其边缘向空的泻湖和盆地两个方向进积。这种双向进积的现象是碳酸盐体系的又一特征。

图1：常见的碳酸盐聚集的几何形态。其几何形态特征由两个速率的平衡来决定, 即形成可容空间的速率A’和碳酸盐生长和产生的速率G’。G’可细分为台地边缘生长速率G r’和台地内部生长速率G p’，一般G r’都大于G p’。上部三张图示出了标准层序模式的三个基本体

系域的几何形态。下超到低水位体系域表示负的可容空间产生速率, 它是一个可靠的海平面变化指示器。从海进到高水位体系域或反过来从高水位体系域到海进体系域的变化既可由（控制海平面的）可容空间的变化引起, 也可由碳酸盐生长速率的变化引起。下部的两张图示出了碳酸盐岩的独特几何形态被淹没的台地代表随海进体系域或海进面而终止的碳酸盐建造, 表明海平面的相对上升超过了台地边缘和台地内部的生长速率, 致使台地顶部被深庵没而停止生长。空斗状几何形态表明有时海平面的上升速率超过了台地内部的生长速率, 但低于台地边缘的生长速率。随后空斗可能会被完全淹没或恢复,而高水位体系域的早期地层向泻湖和盆地两个方向进积

四、体系域的岩相

标准模式的体系域是由其几何形态来定义的, 而对碳酸盐岩的定义也遵循此方法。然而,当应用此方法进行定义时,三个基本体系域的岩相特征方面的差异立刻就会显现出来,尤其是边缘台地更加明显。在缓坡上,由于体系域的岩相差异是细微的,对体系域的识别常根据岩相的侧向迁移来进行。

高水位体系域，岩相向上变浅，骨架和非骨架泥，生物礁和沙滩后退到边缘而形成连续的边缘，泻湖局限性增加，潮坪扩大。

海进体系域岩相向上变浅，骨屑和非骨屑颗粒，泥减少，壳结层向上增加，鲕粒岩和生物礁扩展覆盖整个台地，潮湖为正常海相，生物礁边缘和沙滩不发育，潮坪变窄，缺乏泥。

低水位体系域，比较窄，一般在0.2km-2km左右，岩相向上变深或变浅，通常为骨屑砂和生物礁，泻湖为正常海相，常表现为潮断崖、砂质海岸等，鲕粒岩、泥以及潮坪比较少见。

镶边台地的低水位体系域倾向于变窄典型的宽度只有几公里,它们被潮汐很好地冲刷,因而和通常的海相一样,为贫泥富骨屑砂岩和生物礁。用样板图片显示了在海进和高水位体系域期间可容空间形成速率和碳酸盐生长速率之间的平衡对变化的影响。海进体系域表现为沉积物供应不足。当岩相带向陆方向迁移时,在任何位置观测,岩相都“向上变深”,即沉积的深度随时间增加而增加。生物礁边缘和台地边缘的沙滩很难发育,而且是不连续的,因而台地内部易于被正常的海水很好地冲刷,而且礁和沙滩可扩展到泻湖。沙滩具有宽阔的潮道和狭窄的砂坝。潮坪趋于变窄,并向陆方向移动。另一方面,高水位体系域被沉积物所充填。生物礁和沙滩退却到台地边缘,并在此趋于形成连续的障壁岛,保护台地内部, 并阻止台地和广海直接相连。抑制生物生长的泥质泻湖和少量的补丁礁是其典型特点。潮坪广泛发育, 沙滩也发育有宽阔的砂坝,它们被相对窄的河道分隔开。

五、淹没不整合

当相对海平面上升超过台地内部和边缘生长的潜力时, 整个体系可能下沉到透光带以下而停止沉积。从高产生能力的热带碳酸盐体系到半深海沉积的变化, 伴随着沉积输入及扩展模式的剧烈变化, 这种变化在露头或地震剖面上常常表现为一个明显的不整合面,这种所谓的“淹没不整合”被海水侵蚀后, 会更加明显。沉没台地的侵蚀之所以如此强烈,是因为缓慢的海洋潮汐在其与沉没生物礁或台地的陡峭地貌相互作用时, 可能会被增强许多倍。

淹没对冷水碳酸盐和泥丘体系的影响不像对热带碳酸盐那么敏感, 因为它们的生成带更广阔, 可以从海平面扩展到几百米的水深处。此外, 冷水碳酸盐和泥丘体系都不会将边缘建造成抗浪防带。典型的冷水碳酸盐体系和硅质碎屑岩陆架一样都保持着缓坡外形。典型的泥丘碳酸盐形成一系列泥丘建造, 泥丘向上凸起而缺少平坦的波冲蚀的台地顶面, 因为它们在深水区生长而形成。建造在永久波浪作用带的泥丘确实表现为平顶, 同时沉积物转变为

生物礁或骨屑。泥丘建造并不总是产生泥丘。微生物碳酸盐、固着的有机质和海相胶结物的相同组合通常发育在边缘台地的斜坡上, 斜坡上强烈的沉积物重力搬运作用阻止了泥丘的生长。

六、高水位补给

当把沉积物输出到盆地时, 硅质碎屑岩陆架和热带碳酸盐台地表现出极大的不同。在低水位期间, 当陆架露出水面时, 其大部分沉积物被搬运走, 复活的河道首先侵蚀高水位体系域, 并把它们搬运到上陆坡, 在此处再山浊流带人到深盆层序地层学家能正确地理解这个特征,并指出砂质浊积扇是典型的低水位体系域特征碳酸盐台地已显示出和它们的硅质碎屑岩同伴不同步的现象。在高水位期间, 它们更趋于供给人部分沉积物在低水位期间, 在台地斜坡和盆地中, 深海影响占主导地位。其原因有两个方面：首先, 在高水位期间, 当台地的平顶被海水淹没时, 碳酸盐生长区域比低水位体系域期间的台地顶血露出水面时的生长区域范围（减小到在以前形成的高水位体系域斜坡的一个窄带）要大得多、在巴哈马第四系海滩上, 在间冰期高水位期和冰期的低水位期, 碳酸盐生长区域的比率大约为20:1。其次是碳酸盐可迅速成岩, 而先期的对高水位体系域的侵蚀主要为化学侵蚀, 侵蚀后返回到海洋里的是化学离子而不是岩屑颗粒。在海平面下降期间, 当台地表面不断被波浪冲刷时,在水下就发生了成岩作用当雨水溶解亚稳定的海相碳酸盐矿物并再次沉淀成稳定的力解石胶结物时, 台地暴露得最多。在巴哈马成矿的鲕状砂岩是在不到10年的时间内形成的一层坚硬的外壳。

在冷水和泥丘体系中, 高水位补给发育不明显或不存在从层序地层学角度看, 冷水体系除了沉积物为碳酸盐岩屑而不是陆源碎屑外, 它和硅质碎屑体系似因为冷水碳酸盐形成于向海倾斜、无镶边的陆架或平缓的斜坡上, 所以, 与热带台地相比, 高水位和低水位期其生长的区域上的差别要小得多。此外, 由于冷水碳酸盐沉积物大部分是由稳定的方解石组成的, 温和的海水比热带的海水含碳酸盐的饱和度低, 所以, 在低水位期问, 冷水体系的高水位物质的再沉积作用比热带台地更强烈、两种因素结合可减缓或阴正在沉积背景下的成岩作用, 从而使再沉积作用更加强烈。泥丘在它们的斜坡以外被剥蚀较少, 而月它们的顶部通常位于较深的水中, 因此, 即使在低水位期间, 它们也仍保持水下状态。

热带碳酸盐台地和泥丘的斜坡通常比硅质碎屑岩的斜坡更陡。这种模式是由几种作用促成的。首先, 灰泥比陆源泥具有更高的剪切强度；其次, 在碳酸盐斜坡上的海底成岩作用分布广泛；第三是许多台地两侧是由砾石、砂和少量细粒物质混合成的, 这些分选差的岩屑的休止角可能超过35°。相当普遍的是,台地斜坡如此陡峭, 以致于浊流和其它沉积物的重力流越过了这个斜坡, 进而对其产生剥蚀, 并把沉积物载荷携带到盆底结果可能形成受盆地限制的沉积楔形体, 其形状很像低水位体系域的楔形体, 但它是山沉积物越过斜坡而形成的。当具有陡翼的碳酸盐台地被淹没并被页岩覆盖时, 由于硅质碎屑细粒不能呈现出高角度的台地斜坡而在其上将其掩埋, 所以可能发育成与受盆地限制的边缘形状相似的形态。

粗角砾岩是碳酸盐台地侧翼可能成为储层的特有沉积物。例如, 在墨西哥Poza Rica 油田和Delaware盆地。角砾岩中含有来自台地边缘和上部斜坡的石灰岩碎屑, 它们和来自台地的细粒岩屑混合。通常碎屑的直径超过一米, 可观测到平行于层理的延伸长度超过一百米的板状岩。通常的观点都认为角砾岩是由崩塌和岩屑流带入沉积的, 这些沉积物的重力滑动与斜坡的破坏有关。然而, 角砾岩的层序地层学的位置仍未定。

一种学说主张角砾岩主要是在高水位期间, 当台地输出大量的沉积物、斜坡非常迅速地进积时形成的沉积物。另一种学说认为角砾岩具有低水位特点, 并将其归结为是由于海平面下降期间斜坡不能承受流体静压力的迅速降低而引起斜坡上流体静压力的超压产生的。由气

态水合物衰竭而引起的甲烷超压可能促成了斜坡的崩塌。由于形成的角砾岩年代久远, 很难断定其形成年代。由于与短暂的海平面周期有关, 因此难以验证这些学说。

镶边的碳酸盐台地的边缘和斜坡在沉积学上是复杂的, 在地震上难以成像。大曲率和陡峭的斜坡角是台地边缘成像的一个难题。此外, 台地的两侧易于发育假不整合——在地震资料中地层模式好像是不整合, 而实际上是由侧向岩相变化引起的。在生物礁和碳酸盐台地边缘易形成假不整合, 因为碳酸盐体系自身形成的沉积物常常和处在建造侧翼的陆源泥相互交叉, 结果是迅速的岩相变化伴随着迅速的岩层厚度变化。当地震的分辨率接近极限时,可以显示出超覆尖灭模式（如上超或下超）,它们受岩相变化的控制, 而不受层面的控制（横向上硅质碎屑岩从沙到泥的迅速变化也可能产生假的超覆,而碳酸盐岩隆侧重的问题是斜坡角的迅速变化）。

与硅质碎屑岩相反, 碳酸盐易于在海相沉积环境中或直接在暴露面之上成岩。早期海相和早期淡水相的成岩作用都会影响层序的模式。暴露面早期紧密胶结在一起,而在成岩差的海相层段之间则形成坚硬的地层,随着埋藏期间整个地层的岩化,这种地震上可见的反差慢慢减弱。早期的成岩可能还起到固定碳酸盐沙滩的作用,把它们转变成像保护泻湖的生物礁一样的抗浪构造。

碳酸盐岩在低水位期间的侵蚀大部分是化学作用, 从而比硅质碎屑岩的低水位期剥蚀产生少得多的岩屑。喀斯特地貌是这种化学侵蚀的典型产物。喀斯特代表了各种规模的溶解现象, 在垂向上, 包括从几毫米到几百米的范围。只有大型的喀斯特现象才能在地震上识别出来, 记住这一点是很重要的, 因为在初期暴露的几十万年期间形成的喀斯特不一定破坏沉积地貌。受喀斯特作用影响的石灰岩变得像一个允许在岩层内部进行化学侵蚀的筛子。雨水通过筛子进入到岩层中, 减弱了对沉积面的破坏。例如, 迈阿密市处在从最后一次间冰期高水位期以来形成的持续了十二万年的鲕粒岩上。在米级的平面图上, 喀斯特作用是明显的, 而在百米级的平面图上, 喀斯特地貌特征就不明显, 而鲕粒砂坝和水道的沉积形态控制着地形。相比喀斯特痕迹, 三维地震也许能更清楚地追踪这种沉积模式。

碳酸盐岩低水位期间的侵蚀在受波浪作用和强烈生物侵蚀综合作用的岩石海岸上最强烈。即使在一千年到一万年范围的短期低水位期, 也可以期望产生陡峭的海岸。令人有些疑虑的是, 在碳酸盐岩中很少发现低水位的峭壁。笔者认为它更多地隐蔽在成层差的台地边缘。

七、碳酸盐岩层序地层学的发展趋势

碳酸盐岩层序地层学经过多年的发展，取得了很高的评价，但也存在着许多有争议的或未解决的问题，这些问题的解决正是层序地层学以后的发展方向。

（1）多学科综合。将年代地层学、古生物学、地层学、岩石物理学、有机地球化学以及岩石学等综合应用已经成为碳酸盐岩层序地层学研究的总趋势。

（2）碳酸盐岩层序地层学向微观方向发展。层序地层学应采取宏观控制微观、微观反过来补充或印证宏观的思路[4]。主要表现为以下几个方面：①成岩层序地层学。成岩层序地层学是以层序的地层成因特性为原理，考虑到成岩作用在层序中不同研究区地理位置部位的系统差异，利用成岩作用的微观资料，研究层序内部成岩作用的变化规律。②胶结物层序地层学。Brait whaite提出了“胶结物层序地层学”，强调胶结物在层序中的重要意义,指出可根据胶结作用的增生和特点划分出胶结物带的区域分布,胶结物层序可与上超、下超和其他的相关层序对比。③同位素层序地层学。同位素地层学主要涉及锶、碳、氧、硫、氮同位素和有机碳等,其主要是通过与生物地层学研究结合来实现地层的高精度对比。④磁性地层学。

（3）碳酸盐岩层序地层学向高精度方向发展。近年来，层序地层学的研究不断从盆地

规模的层序和沉积体系域分析向沉积微相和储层规模的高精度层序地层分析深化。大量的研究表明，综合地质和高分辨率的地球物理资料建立的高精度的层序地层格架可为精细的沉积体系、沉积相分析和砂体分布预测提供更有效的地层对比框架，主要表现碳酸盐岩高频层序地层学。高频层序地层学概念最初由Wagoner 等人提出，其时间跨度相当于Miall和Posanentier等人1982年提出的时间周期为0. 01～0.5Ma的4～5级甚至6级旋回，为米兰科维奇驱动的气候变化和高频短周期海平面变化的综合产物，属行星轨道参数(偏心率、偏度和岁差)不规则旋回层序。测井资料的垂向高分辨率是识别高频层序的基础，经岩心资料刻度的不同类型测井曲线的形态及其组合，提供了岩性、岩相的叠置形式，同时也提供了识别高频层序界面、划分准层序组、准层序以及研究准层序叠置样式的基础。同时，高频层序地层划分和对比的关键是通过对地层形成过程的具体分析找出岩石与岩石、岩石与界面或界面与界面对比的规律。

（4）碳酸盐岩层序地层学从定性向定量方向发展。随着数学模拟、计算机技术的进步，各种实验手段、地震技术和测井技术的进步，层序地层学的研究从定性和半定量向定量过渡，其方法体系发生了革命性的转变，即从原来的野外描述性、推断性和不可检验性走向了计算机物理模拟、三维可视化以及定量计算。其主要表现为以下几个方面：①数学模拟；②计算机模拟技术；③实验模拟。

（5）碳酸盐岩层序地层学在油气勘探目标的应用。特别是以碳酸盐岩层序地层体系域约束下的储层正、反演技术得到快速发展，为碳酸盐岩储层描述带来快速而又直观的评估，为隐形圈闭发现奠定了基础。

参考文献

[1] Wolfgang Schlager，碳酸盐岩的层序地层学，国外油气勘探，第12卷第3期.

[2] 李媛，碳酸盐岩层序地层学的研究进展综述，内蒙古石油化工，2009年第22期.

[3]肖宗林，沈忠民等，碳酸盐岩层序地层学回顾与展望，重庆科技学院学报（自然科学版），第13卷第2期.

[4]崔思华，王明磊等，碳酸盐岩地层综合划分方法研究，西南石油大学学报（自然科学版），2011 年10 月第33 卷第5 期.

[5] J.F.Sarg，碳酸盐岩层序地层学，层序地层学原理——海平面变化综合分析，第九篇.

碳酸盐岩

第六章碳酸盐岩 (Carbonate Rocks) 学时： 6学时 基本内容： 1、相关概念：碳酸盐岩、颗粒、内颗粒（异化颗粒）、外颗粒、内碎屑、鲕粒、藻灰结核、球粒、晶粒、生物格架、泥、胶结物、亮晶、叠层石、鸟眼构造、示底构造、缝合线。沉积后作用、溶解作用、矿物的转化与重结晶作用、胶结作用、世代胶结、交代作用、压实作用、渗流粉砂、触点-新月型胶结、重力-悬挂胶结、贴面结合。 2、基本原理：碳酸盐岩的结构组分的类型及其含义、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别、叠层石形态与水动力和关系、碳酸盐岩的研究方法。 3、基本内容：生物骨骼的主要矿物成分、生物骨骼的主要结构类型、常见生物门类骨骼的鉴定特征。石灰岩的成分分类、石灰岩的结构分类、石灰岩的主要类型。白云岩岩类学，几种主要白云石化的作用机理，白云岩的成因分类。碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及其特征，碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征；碳酸盐岩成岩阶段及成岩环境的划分及其主要标志。 教学重点与难点： 重点：碳酸盐岩的主要结构组分的特征、内碎屑的成因、鲕粒的成因、胶结物的特征、灰泥与亮晶方解石的区别。石灰岩的结构分类及综合命名。 难点：内碎屑的成因、鲕粒的成因、灰泥与亮晶方解石的区别。石灰岩的命名。白云岩的生成机理。碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型及特征、不同碳酸盐沉积物沉积后作用环境的成岩作用特征 教学思路： 从碳酸盐岩成分出发，先后介绍碳酸盐岩的结构组分（重点）和构造特征，重点讲解石灰岩的结构分类和白云岩的成因机理，继而介绍碳酸盐岩的主要类型，最后详细解释其沉积后作用的类型和作用方式（重点）。 主要参考书: 1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十一、十二、十三、十四、十五章，石油工业出版社，1993.

地球科学概论试题及答案(共8套)

第一套《地质学基础》试题 姓名 ___________ 学号___________ 成绩___________ 一、名词解释（4′×8共计32分） 1．新构造运动 2．风化壳 3．莫霍面 4．标准化石 5．岩石圈 6. 矿物 7. 向斜 8. 转换断层 二、填空（1′×20共计20分）。 1、古登堡面是__________和___________的分界面。 2、火山喷发类型有_________和_________两类。 3、火成岩可以分为超基性、基性、中性、酸性、脉岩等类别，请按此顺序分别列举一 类岩石名称_________ 、 __________、 ____________ 、 ____________ 、 _________。 4、中生代从早到晚有，它们的代号分别为。 5、变质作用包括_________、___________和___________三类。 6、火山碎屑岩按照碎屑粒径大小可以划分为__________、________和_________三类。 7、岩石变形发展的三个阶段是___________、____________、____________。 三、选择题（20×1共计20分） 1、人和真象，真马等出现于哪一个纪___________。 A、J B、K C、T D、Q 2、印支运动发生于______纪。 A、石炭纪 B、二叠纪 C、三叠纪 D、白垩纪 3、矽卡岩型矿床是下列哪一种变质作用形成的_____。 A、接触交代型变质作用 B、区域变质作用 C、埋藏变质作用 D、动力变质作用 4、加里东运动发生于________。 A、中生代 B、晚古生代 C、早古生代 D、新生代 5、下列哪一种褶皱构造一定发生了地层倒转________。 A、倾伏褶皱 B、直立褶皱 C、倾斜褶皱 D、翻卷褶皱 6、在推覆构造中，由于强烈侵蚀作用，如果较年轻岩块出露于较老岩块之中，这种构 造称为________。 A、飞来峰 B、构造窗 C、逆掩断层 D、冲断层 7、片理构造是区域变质岩中的常见构造，下列哪一种片理构造变质作用最强______。 A、板状构造 B、千枚状构造 C、片状构造 D、片麻状构造 8、根据同位素年龄测定，经历时间最长的地质时期是__________。 A．元古代 B．古生代 C．中生代 D．新生代 9、如果在地层中找到了三叶虫，那么这个地层时代为________。 A、早奥陶世 B、第三纪 C、白垩纪 D、早寒武世 10、哪一种沉积建造反映了由海相到陆相的转换________。 A、复理石沉积 B、浊流沉积 C、磨拉石沉积 D、火山碎屑沉积

古生物学与地层学(含古人类学)

古生物学与地层学（含：古人类学） 攻读硕士学位研究生培养方案 一、培养目标 古生物学与地层学（含：古人类学）学科是地球科学领域中的基础学科，培养的硕士研究生应在德、智、体诸方面全面发展，具有创业精神和创新能力、从事科学研究、工程技术及管理的高级专门人才，以适应社会主义现代化建设的需要。具体要求如下： 1、努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，拥护中国共产党，拥护社会主义，具有高度的精神文明和较高的综合素质，遵纪守法，品行端正，作风正派，服从组织分配，愿为社会主义经济建设服务。 2、在本门学科内掌握坚实的地质基础理论以及古生物学和地层学的系统理论知识和基本实验技能，了解本领域的研究动态，基本上能独立开展与本学科有关的科学研究和生产工作。掌握一门外国语，能熟练地进行专业阅读并能撰写论文摘要；具有从事本学科领域内科学研究、大学教学或独立担负专门技术工作的能力，具有较强的综合能力，包括创新能力、分析问题与解决问题的能力、语言表达能力及写作能力，具有实事求是，严谨的科学作风。 3、坚持体育锻炼，具有健康的体魄。 二、学习年限 硕士研究生的学习年限为2-3年，课程学习和学位论文的时间各占一半。 硕士生应在规定学习期限内完成培养计划要求的课程学习和学位论文工作。若提前完成培养计划，经院校学位委员会审查，学校批准，可进行论文答辩毕业，通过者获得理学硕士学位。 三、研究方向 根据新的形势和要求，结合本学科专业当前发展的方向，可设置出本学科、专业的研究方向3个。 1、油气区古生物学 2、勘探地层学与油气储层预测 3、油气区古生态学与沉积学 四、课程设置 课程设置包括学位课、选修课和实践课，课程总学分为34或以上。学位课为必修课，含公共课、专业基础课，学分不低于20学分；选修课不低于12学分；实践课为必修课，含专业实践、社会实践和教学实践，学分为2学分。 理科硕士生选修数学课程的总学分不少于5学分，其中学位课中数学课等于或大于2学分；外语课总学分为6学分，提倡加强更多的外语课，通过考试取得相应学分，但不计入34学分内。 （一）学位课六至八门（共21学分） （1）公共学位课3门，10学分 包括自然辩证法、科学社会主义理论与实践和第一外国语。 （2）专业学位课5门，11学分 本学科点的专业学位课包括数理统计与随机过程、地层学原理与方法、古生态学与古遗迹学、地质统计学和面向对象程序设计。 （二）选修课20门（38学分） 选修课由指导教师和研究生根据专业培养方案的要求，根据研究方向的需要，以及研究生原有的基础和特长，爱好共同确定，给研究生留有充分的自学时间和选修的灵活性，鼓励研究生跨学科、跨专业选修课程，至少2学分，以拓宽研究生知识面，培养他们的适应能力，但所选课程学分不低于12学分。 在导师指导下研究生应阅读60篇以上的中、外文文献资料，且外文资料比例应占三分之一以上，并做到有检查，有考核。

层序地层学--考试资料

层序地层学考试资料 一、名词解释 层序地层学：是研究以不整合面或与之相对应的整合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联系的地层学分支学科。 层序：一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。 体系域：一系列同期沉积体系的集合体，是一个三维沉积单元，体系域的边界可是层序的边界面、最大海泛面、首次海泛面。 准层序：一个以海泛面或与之相应的面为界、由成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。在层序的特定位置，准层序上下边界可与层序边界一致。 首次海泛面：Ⅰ型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，即响应于首次越过陆棚坡折带的第一个滨岸上超对应的界面，也是低位与海侵体系域的物理界面。 凝缩层：沉积速率极慢、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物，是在海平面相对上升到最大，海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。 Ⅰ型层序：底部以Ⅰ型层序界面为界，顶部以Ⅰ型或Ⅱ型层序界面为界的层序类型。 陆棚坡折带：陆架向海盆方向坡度陡然增加的地方。 低位体系域：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。并进型沉积：常出现于正常的富含海水的陆棚环境，海平面上升速率相对较慢，足以使得碳酸盐的产率与可容空间的增加保持同步，其沉积以前积式或加积式颗粒碳酸盐岩沉积准层序为特征，并且只含极少的海底胶结物。 二、层序地层学理论基础是什么？ （1）海平面升降变化具有全球周期性。 层序地层学是在地震地层学理论基础上发展起来的，它继承了地震地层学的理论基础，即海平面升降变化具有全球周期性，海平面相对变化是形成以不整合面以及与之相对应的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。 （2）4个基本变量控制了地层单元的几何形态和岩性。 这四个基本变量是构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候变化，其中构造沉降提供了可供沉积物沉积的可容空间，全球海平面变化控制了地层和岩相的分布模式，沉积物供给速率控制沉积物的充填过程和盆地古水深的变化，气候控制沉积物类型以及沉积物的沉积数量。一般说来，前三者控制沉积盆地的几何形态，沉降速率和海平面升降变化综合控制沉积物可容空间的变化。 三、图示并说明三种准层序组序列特征 进积式准层序组：是在沉积物沉积速率大于可容空间增长速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向盆地方向进积，形成向上砂岩厚度增大、泥岩厚度减薄、砂泥比值加大、水体变浅的准层序堆砌样式。常为HST和LST的前积楔状体的沉积特征。 退积式准层序组：是在沉积速率小于可容空间增长速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向陆方向退却，尽管每个准层序都是进积作用的产物，但就整体而言，退积式准层序组显示出向上水体变深、单层砂岩减薄、泥岩加厚、砂泥比值降低的特征。常为TST的特征。 加积式准层序组：是在沉降速率基本等于可容空间变化速率时形成的，相邻准层序之间未发生明显的侧向移动，自下而上，水体深度、砂泥岩厚度和砂泥比值基本保持不变。常为HST早期和陆架边缘体系域的沉积响应。 四、对比具陆棚坡折的碎屑岩Ⅰ型层序与具台地边缘的碳酸盐岩Ⅰ型层序之间的特征（含成因、边界特征、体系域构成及LST、TST、HST特征、主控因素） 具陆棚坡折的碎屑岩Ⅰ型层序界面是在全球海平面下降速率大于盆地沉降速率时产生的，它响应于区域性不整合界面，其上下地层岩性、沉积相和地层产状可以发生很大变化，具有陆上暴露标志和河流回春作用形成的深切谷。随着相对海平面下降，河流深切作用不断向盆地中央推进，形成了岩相向盆地中央方向的迁移特征。 具台地边缘的碳酸盐岩Ⅰ型层序界面是在海平面迅速下降且速率大于碳酸盐岩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形成的，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。 这两类层序都包含低位体系域LST、海侵体系域TST和高位体系域HST这三个体系域。 具陆棚坡折的碎屑岩Ⅰ型层序中，LST的底为Ⅰ型不整合界面及其对应的整合面，其顶为首次越过陆棚坡折带的初次海泛面，它经常由盆底扇、斜坡扇和低位楔状体组成。TST的底界为首次海泛面，顶界为最大海泛面，它由一系列较薄层的、不断向陆呈阶梯状后退的准层序组构成，当海泛面达到最大时形成薄层富含古生物化石、以低沉积速率沉积的凝缩层。HST广泛分布于陆棚之上，下部以加积式准层序组的叠置样式向陆上超于层序边界之上，向海方向下

经典层序地层学的原理与方法

第二章 经典层序地层学的原理与方法 经典层序地层学为分析沉积地层和岩石关系提供了有力的方法手段，其原理和实践已被大多数地质学家所接受。理论上，层序地层学特别重视海平面升降周期对地层层序形成的重要影响；实践上，它通过年代地层格架的建立，对地层分布模式作出解释和同时代成因地层体系域的划分，为含油气盆地地层分析和盆地规模的储层预测提供坚实的理论和油气勘探的有效手段，有力的推动了地质学，特别是石油地质学的发展，它的推广与应用标志着隐蔽油气藏勘探研究进入了一个全新的精细描述、精细预测阶段。 第一节经典层序地层学中的两种层序边界 Vail等在硅质碎屑岩层系中已经识别出两类不同的层序，即Ⅰ类层序和Ⅱ类层序，这两类层序在碳酸盐岩研究中得到了广泛应用。以下详细论述这两类层序边界的含义、特征和识别标志。 一、Ⅰ型层序边界及其特征和识别标志 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。Ⅰ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(图1-2-1)。 图1-2-1碳酸盐岩Ⅰ型层序边界特征(据Sarg，1988) 1．碳酸盐台地或滩边缘暴露侵蚀的岩溶特征 碳酸盐台地广泛的陆上暴露和合适的气候条件为形成Ⅰ型层序界面提供了地质条件，层

序界面以下的沉积物具有明显的暴露、溶蚀等特征，碳酸盐台地或陆棚沉积背景上的陆上暴露，可通过古岩溶特征来识别，因此，风化壳岩溶是识别碳酸盐台地碳酸盐岩Ⅰ型层序的重要特征。 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。如我国鄂尔多斯盆地奥陶系顶部、新疆奥陶系顶部、川东石炭系黄龙组顶部等发育的古岩溶。 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。碎屑灰岩和碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸模孔等。 ③古岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带。 ④岩溶表面和岩溶带中出现各种岩溶刻痕和溶洞，如细溶沟、阶状溶坑、起伏几十米至几百米的夷平面、落水洞、溶洞以及均一的中小型蜂窝状溶孔洞等。 ⑤溶孔内存在特征充填物，可充填不规则层状且分选差的角砾岩、泥岩或白云质泥的示底沉积，隙间或溶洞内充填氧化铁粘土和石英粉砂以及淡水淋虑形成的淡水方解石和白云岩。 ⑥具有钙质壳、溶解后扩大的并可被粘土充填的解理、分布广泛的选择性溶解空隙。 ⑦岩溶地层具有明显的电测响应，如明显的低电阻率、相对较高的声波时差、较高的中子孔隙度、较明显的扩径、杂乱的地层倾角模式和典型的成像测井响应。 ⑧古岩溶面响应于起伏较明显的不规则地震反射，古岩溶带常对应于明显的低速异常带。此外，古岩溶面上下地层的产状、古生物组合、微量元素及地化特征也有明显的差别。 2．斜坡前缘的侵蚀作用 在Ⅰ型层序界面形成时，常发生明显的斜坡前缘的侵蚀，导致台地和滩缘斜坡上部大量沉积物被侵蚀掉，结果造成大量碳酸盐砾屑的向下滑塌堆积作用和碳酸盐砂的碎屑流、浊流沉积作用和碳酸盐砂砾的密度流沉积作用(图1-2-1)。斜坡前缘侵蚀作用可以是局部性或区域性的，向上可延伸到陆棚区形成发育良好的海底峡谷，滩前沉积物可被侵蚀掉几十至几百米。 在碳酸盐缓坡和碳酸盐台地边缘出现的水道充填砾屑灰岩，以及向陆方向由河流回春作用引起的由海相到陆相、碳酸盐岩到碎屑岩的相变沉积物以及向上变浅的沉积序列也是Ⅰ型层序边界的标志。 3．淡水透镜体向海的方向运动 Ⅰ型层序界面形成时发生的另一种作用，就是淡水透镜体向海或向盆地方向的区域性迁移(图1-2-1)。淡水透镜体渗入碳酸盐岩剖面的程度与海平面下降速率、下降幅度和海平面保持在低于台地或滩边缘的时间长短有关。在大规模Ⅰ型层序边界形成时期，当海平面下降75～100米或更多并保持相当长的时间时，在陆棚上就会长期地产生淡水透镜体，它的影响会充分地深入到地下，并可能深入到下伏层序。若降雨量大，剖面浅部就会发生明显的淋滤、溶解作用，潜流带出现大量的淡水胶结物，如不稳定的文石、高镁方解石可能被溶解，形成低镁方解石沉淀(Sarg，1998)。Vail的海平面升降曲线表明，在全球海平面下降中，少见大规模的Ⅰ型海平面下降。一般的海平面下降幅度不超过70～100m。也就是说，在小规模Ⅰ型层序边界形成时期，淡水透镜体未被充分建立起来，只滞留在陆架地层的浅部，没有造成广泛的溶解和地下潜水胶结物的沉淀。在Ⅰ型层序边界形成时期，在适宜的构造、气候和时间条件下可能发育风化壳。同时，伴随Ⅰ型界面形成期间，可发生不同规模的混合水白云化和强烈蒸发作用而引起的白云化。 二、Ⅱ型层序界面及其特征、识别标志

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。 2、构造沉降和沉积背景的控制作用，若不发生构造沉降，就不会发生长期的碳酸盐沉积物的沉积和保存。由于地壳变薄、热冷凝和负载作用引起的构造沉降与海平面升降一道构成了可供海洋沉积物沉积的空间。构成沉积速率取决于地壳的类型、地壳的地址年代、引起沉降的应力场类型、岩石圈流变特征、岩石圈板块中的位置或构造背景。另外，沉积负载作用也会加强构造驱动的沉降作用。聚敛性、离散性、转换性板块边缘分布的以及位于板块内的浅海碳酸盐台地可由洋壳组成，亦可由陆壳组成。总的来说，构成背景决定了沉降盆地的基地形态、浅海碳酸盐岩沉积区的初始形态、海洋影响的范围和形式等。由于碳酸盐岩的进积和加积作用，造成台地或海滩边缘相发育，与其几何形体是水深和原地生物生长特征的函数。 3、气候的控制作用，作为气温、降雨量、大气圈湿度和风的度衡，气候决定了水德盐度和水德循环。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。除了碳酸盐岩以外，气候还决定了沉积层序中的沉积物类型。

层序地层学最全复习资料-吐血整理

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。海侵体系域顶部与具有下超特征的最大海泛面(MFS)相对应。顶部沉积物以沉积慢、分布广、富含有机质和非常薄的海相泥岩沉积的为凝缩段特征。 12.高位体系域：(Highstand systems tract，简称HST)：是I型和II型层序上部的体系域，是海平面由相对上升转变为相对下降时期形成的， 沉积物供给速率大于可容空间增加的速率，因此形成了向盆内进积的一个或者多个准层序组。 13.陆架边缘体系域(Shelf-margin systems tract，简称SMST)：是与II型层序边界伴生的下部体系域，以一个或者多个微弱前积到加积准层 序组为特征。陆架边缘体系域由陆架和斜坡碎屑岩或碳酸盐岩组成，它们以层序边界为底部边界、由海进面为顶部边界的加积型或前积型准层序组构成。 14.海泛面：(Marine flooding surface)是一个新老地层的分界面，穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。 15.首次海泛面：(First flooding surface)I型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，即响应于首次越过陆棚坡折带的第一个滨岸上超对应的界 面，也是低位与海侵体系域的屋里界面。 16.最大海泛面：(Maximum flooding surface)：是层序中最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超，它 以从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。 17.准层序：（Parasequence）一个以海泛面或与之相应的面为界的、由成因上有联系的层或层组构成的相对整和序列。 18.准层序组：（Parasequence sets）由成因相关的、一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列。 19.可容空间：(Accommodation)是指可供沉积物潜在的堆积空间(Jerrey，1989)，是全球海平面变化和构造沉降的综合表现，并受控于沉积 背景的基准面变化，或者海平面升降和构造沉降的函数。 20.凝缩层：（Condensed setion）沉积速率很慢、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物，是在海平面相对上升到最 大、海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。 21.并进型沉积：在正常的富含海水的陆棚环境，海平面上升速率相当较慢，足以使得碳酸盐的产率与可容空间的增长保持同步，其沉积以 前积式或加积式颗粒碳酸盐岩沉积准层序为特征，并且只含少量海底胶结物，这种沉积方式为并进型沉积。 22.追补型沉积：在海平面上升速率较快、水体性质不适宜碳酸盐岩产生情况下，碳酸盐岩的沉积速率明显低于可容空间的增长速率，多由 分布较广的泥晶碳酸盐岩组成。 二．经典层序地层学的理论基础：1. 海平面变化具有全球周期性：海平面变化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。层序地层学可以成为建立全球性地层对比的手段。2．四个变量控制了地层单元几何形态和岩性：一个层序中地层单元的几何形态和岩性由构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候等四个基本因素的控制。其中构造沉降提供了可供沉积物沉积的可容空间，全球海

碳酸盐岩基础知识

?四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、 白云岩、膏盐岩为主的岩类。一直以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。 ?在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分， 常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定。同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性。 ?酸盐岩储集层，由于强烈的次生变化，特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有 类型多样、结构复杂和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点： ?1、在岩性观察和描述时，要特别注意白云岩和白云石化，尤其要注意由潮间和浅滩 环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩；潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。 ?2、注意对粗结构岩石的观察和描述。主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育 于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。 ?3、注意对岩石缝、洞、孔的观察统计 ?一是注意观察统计岩屑中的次生矿物，注意研究统计次生矿物的总量和自形晶含量， 求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，判断缝洞发育层段。 ?二是注意对储层岩心孔、洞、缝的观察统计，注意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、 洞的数量，注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；注意统计分析缝洞层的孔、渗性。 ?三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、 泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出。 ?四是注意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。 ?鉴于碳酸盐岩组构的复杂性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观察，已不有满 足需要，采用薄片鉴定技术已成为必不可少的重要手段。通过偏光薄片鉴定，可提供岩石学分析所需要的大部分资料，如岩石的矿物成分、含量、颗粒大小、分选、磨圆度、胶结物成分、胶结类型、成岩作用及成岩自生矿物，孔隙大小、形态、分布等，这些都是影响储集层储渗性的主要内容。 1、碳酸盐岩的矿物成份研究的化学方法 碳酸盐岩主要由方解石和白云石两种矿物组成。以方解石为主为石灰岩，以白云石为主为白云岩，在现场用5%—10%的稀盐酸和镁试剂对碳酸盐岩进行试验，作初步的成份分类命名

碳酸盐岩成岩作用综述

碳酸盐岩成岩作用综述

【摘要】我国碳酸盐岩经历了多期次、多种类型的成岩作用。在各种成岩作用中，溶解、白云石化、压溶、破裂等作用，使原岩产生大量次生孔隙，从而改善了其储集性，可称之为建设性成岩作用：而重结晶、胶结和压实等成岩作用，因为降低了碳酸盐岩的原生和次生孔隙度，称之为破坏性成岩作用。两者的综合效应控制和影响了碳酸盐岩储集性的优劣。本文简述了碳酸盐岩成岩作用对其储集性能的影响。【Abstract】Carbonate rocks in China has experienced many times, various types of diagenesis. In all kinds of diagenesis, dissolution, dolomitization, pressure solution, rupture, the original rock produced plenty of secondary pores, thereby improving the reservoir quality, can be called the constructive diagenesis: but recrystallization, cementation and compaction, diagenesis, because of reducedcarbonate native and secondary porosity, called destructive diagenesis. The comprehensive effect of both control and affect the set of carbonate reservoirquality. This paper describes the Carbonate Diagenesis influence set properties on the reservoir.

沉积学第一章概论分析

课时教学实施方案 课程：沉积岩及沉积相授课班级：资源专1201-1202 授课学期：2012-2013学年2

教案 第一章沉积岩的概述 导入新课：沉积岩在地球表面分布非常广泛，据统计，地壳表面约有75%面积被沉积岩所覆盖，而在我国沉积岩分布面积占77.3%，在沉积岩中蕴藏着十分丰富的沉积矿产，因此，我们必须进一步认识沉积岩，掌握其特征，分布规律从而研究它与石油天然气的关系。 第一节沉积岩的一般特征 一、沉积岩的定义 1）沉积岩（sedimentary rock)：是在地壳表层条件下由母岩风化产物、生物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质，经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。 2）特征： 1、地壳表层条件----形成环境 2、沉积岩的原始物质----物质基础 3、一系列作用----形成作用 4、一类岩石----结果 二、沉积岩的物质成分 在化学成分上，沉积岩中Fe2O3多于FeO，K2O多于Na2O，岩浆岩则与此相反。因为地表环境富含水和二氧化碳，所以沉积岩中水和二氧化碳的含量也明显比岩浆岩中的高。 矿物成分的特征： 1.高温矿物罕见：橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物及基性斜长石不出现/甚少。 2.低温矿物富集：钾长石、酸性斜长石和石英在沉积岩中也广泛存在。

3.沉积岩中有特有的自生矿物：氧化物和氢氧化物、粘土矿物、盐类矿物、碳酸盐矿物——在地表的常温、常压并富含O2、CO2、H2O的条件下生成，又称为自生矿物。 三、沉积岩的颜色 颜色是沉积岩重要的直观特征，它不仅反映岩石本身的物质成分、沉积环境及成岩后的次生变化，对鉴定岩石具有重要意义，而且还可作为地层划分与对比和推断沉积环境的重要标志之一。其中起决定作用的是岩石中所含色素（染色物质）。沉积岩的颜色按成因可分为原生色和次生色。 原生色又进一步分为继承色和自生色。 1、原生色： 1）继承色主要取决于岩石中所含矿物碎屑的颜色，常为碎屑岩所具有，如长石砂岩呈红色是继承了母岩中红色长石颗粒的颜色； 2）自生色是在沉积成岩阶段由自生矿物造成的，为大部分粘土岩、化学岩所具有。 2、次生色是在沉积岩形成后由于次生变化而产生的，如在露头上海绿石砂岩常被风化成黄褐色、褐红色等。研究沉积岩要注意区分原生色和次生色。 次生色常沿裂隙、孔洞和破碎带分布，呈斑点状。原生色分布均匀、稳定，且与岩层的界线一致。原生色常能指示沉积环境。一般来说，粒度越细、越潮湿，观察面越阴暗，颜色越深；反之则浅。因此，描述颜色必须观察岩石的新鲜面，并说明是在怎样的状态下观测的。 四、沉积岩的构造 沉积岩的构造是指沉积岩各组分在空间的分布、排列和充填方式。一般包括层理、层面构造和层内构造。

碳酸盐岩层序地层学概论

中国地质大学（北京）“层序地层学应用”报告——碳酸盐岩层序地层学发展概论 课程名称：层序地层学基本原理及应用 老师：陈开远 学生：李东 学号：2110120011 学院：地信学院 日期：2012年12月5日

碳酸盐岩层序地层学发展概论 一、碳酸盐岩层序地层学概述 Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequencest rat igraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wag oner 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一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。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地: 缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没型( M. E. Tucker, 1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力, 控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。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, 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,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部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。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高, 而在10～20m内剧减。气候决定水的盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积, 潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。 二、碳酸盐建造

层序地层学

层序地层学读书报告 011112 20111004087 程晓枫 一、层序地层学发展历程 1. 1 层序地层学起源阶段(1948～1976) 层序的基本概念在18 世纪晚期即已提出,第一次明确提出层序一词,并用于北美大陆古生代地层划分的是Sloss(1948) 。至20 世纪70 年代,随着计算机技术发展,以Peter R. Vail 为首的Exxon 石油公司的地质学家们将地质理论、地震勘探技术与现代计算机技术紧密结合,创立了地震地层学,使得地层学的发展跃上了一个新的台阶。 1.2 经典层序地层学的形成与发展(1977～1987) Vail 和Exxon 石油公司的学者们进行了一系列的研究,主要表现在以下几个方面: ①层序的定义有所修改; ②将Sloss 的层序进行了修改,缩小了层序的时间跨度,原来的Sloss 的层序成为修改后的超层序; ③提出了层序演化机理的主导因素—海平面升降。 1.3 层序地层学综合发展阶段(1988～至今) 1988 年,正式出版了由Wilgus 主编的《海平面变化综合分析》,标志层序地层学的综合发展阶段。1991年,由D. 1.Macdonald 主编的《活动边缘的沉积作用、构造运动和全球海平面变化》一书,进一步把层序地层研究扩展到活动大陆边缘。层序地层的理论日趋完善，应用范围不断扩大，出版了一系列层序地层理论及应用的著作，成为地层学及沉积学及能源盆地地质学领域的热点。 二、层序地层学的基本概念 2.1、层序地层学的基本定义 层序地层学是上个世纪70 年代末由美国Riee大学V ail P R 及其在Exxon公司卡特研究中心的同行Mitchum R M 和Sarg ree J B 等在地震地层学基础上创立起来的一门新的地层学分支科学。层序地层学是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的岩石关系。 2.2、基准面和可容纳空间 基准面和可容纳空间是层序地层学中的两个最重要的概念。 基准面的经典定义来自于Wheeler（1964）：基准面是指分割开沉积带和剥蚀带的物理面（Base level, which separates deposition zone from erosion zone.）。基准面也曾叫作平衡面(equilibrium profile)，它是由无数个平衡点组成的面，在这个面上，沉积作用等于剥蚀作用，也就是说，在该面上既无沉积作用，也无剥蚀作用。基准面分隔开下伏的沉积带和上覆的剥蚀带。早期，人们将基准面与海平面等同起来，把它看作是一个水平面。 可容纳空间的经典定义来自于Jervey（1979）：可容纳空间是指可供潜在沉积物堆积的空间（The space made available for potential sediment accumulation.）。可容纳空间是一种潜在的、可供沉积物堆积的空间(Vail et al., 1988)。Cross提出一种修正方案，他(1994)认为“随地史演化而产生(或消失)的、可用于沉积物堆积(或剥蚀)的、潜在的堆积空间被定义为可容纳空间”。可容纳空间限制了在各个地理部位中堆积的沉积物体积，它也取决于填充的速率即地表搬运过程的效率。通常总可容纳空间向海盆方向逐渐增加，而有效可容纳空间(总可容纳空间减去未利用空间)的变化则较复杂。由于可容纳空间向盆地方向增加，而潜在的可容纳空间又逐步被充填，因而有效容纳空间向盆地方向的变化比较复杂。有效可容纳空间在地质历史中随地质年代在不断的变化，并且这种变化主要由构造升降运动、沉积填充后的残余

碳酸盐层序地层学

碳酸盐层序地层学基本原理及找油意义 00612082 陈文琪 ●摘要 本文简要介绍了碳酸盐层序地层学原理，并简单探讨了它在找油中的意义。 ●前言 层序地层学的研究是对传统地震底层学的完善，碳酸盐层序地层学利用层序地层学概念解释碳酸盐岩沉积作用和早期成岩作用的预测性模式（图1），以及应用岩石、地震和测井资料识别和描绘浅海相碳酸盐岩沉积相的层序标志（据J.F Sarg, 1988），同时碳酸盐层序地层学的研究也对海相沉积中原油的探寻有重要意义，J.Ferguson（1988）认为，在碳酸盐生油岩中：1）油气完全是在原地形成并储集起来的；2）油气形成后经过运移并在碳酸盐杂岩体中储集起来。本文将简要介绍碳酸盐层序地层学方法的基本原理，以及它在油气勘探中的意义。 ●碳酸盐层序地层学方法 ?层序地层学 层序地层学是Vail（1977）提出的一种新概念，它“是以地震地层学为基础，综合利用地震、钻井及露头资料，结合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”（杨国臣，2009）。层序地层学中引入了体系域概念，并且提出了控制旋

回性层序的四种并列因素，这是它与地震地层学相比的两个显著特点（据张光学）。 碳酸岩层序地层学基本原理 （一）浅海碳酸盐沉积背景 J.F Sarg（1988）认为，被动大陆边缘浅海相碳酸盐沉积在温暖的热带地区，根据其地层剖面在盆地中的位置及坡度，可划分三种沉积背景：（1）盆地边缘的区域性台地及缓坡．坡度<5°；（2）镶在盆地边缘的区域性进积滩或台地，前缘坡度5—35°；（3）滨外台地或孤立台地（图2）。 无论在哪种沉积背景下，都可以看出其地层剖面以较大厚度的加积型和前积型沉积物形式出现。在不同的沉积背景中所不同的是岩相的分布和体系域的划分，所以首先要

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。海侵体系域顶部与具有下超特征的最大海泛面(MFS)相对应。顶部沉积物以沉积慢、分布广、富含有机质和非常薄的海相泥岩沉积的为凝缩段特征。 12. 高位体系域：(Highstand systems tract，简称HST)：是I型和II型层序上部的体系域，是海平面由相对上升转变为相对下降时期形成的，沉积物供给速率大于可容空间增加的速率，因此形成了向盆内进积的一个或者多个准层序组。 13. 陆架边缘体系域(Shelf-margin systems tract，简称SMST)：是与II型层序边界伴生的下部体系域，以一个或者多个微弱前积到加积准层序组为特征。陆架边缘体系域由陆架和斜坡碎屑岩或碳酸盐岩组成，它们以层序边界为底部边界、由海进面为顶部边界的加积型或前积型准层序组构成。 14. 海泛面：(Marine flooding surface)是一个新老地层的分界面，穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。 15. 首次海泛面：(First flooding surface)I型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，即响应于首次越过陆棚坡折带的第一个滨岸上超对应的界面，也是低位与海侵体系域的屋里界面。 16. 最大海泛面：(Maximum flooding surface)：是层序中最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超，它以从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。 17. 准层序：（Parasequence）一个以海泛面或与之相应的面为界的、由成因上有联系的层或层组构成的相对整和序列。 18. 准层序组：（Parasequence sets）由成因相关的、一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列。 19. 可容空间：(Accommodation)是指可供沉积物潜在的堆积空间(Jerrey，1989)，是全球海平