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
当海平面下降速率小于盆地沉积速率，多形成Ⅱ型层序边界。此时盆地的可容纳空间扩
大，台地潮缘区和台地浅滩出露地表遭受侵蚀，陆棚边缘向陆方向的上超向下迁移，形成陆棚边缘沉积物。与Ⅰ型界面相比，Ⅱ型层序边界缺乏陆缘物质的穿越和台缘斜坡的侵蚀作用，沉积相带向盆地方向的迁移不显著。在陆棚边缘，Ⅱ型层序界面上覆的地层一般是平行加积的，而Ⅰ型层序界面上覆的地层主要是斜向和进积的。Ⅱ型层序界面形成期间，当海平面下降恰好处于或略低于台地或滩边缘处，内台地出露地表，会发生类似于小规模Ⅰ型海平面下降时所产生的淡水成岩作用，其中包括颗粒溶解，特别是不稳定的文石和高镁方解石的溶解，还包括少量渗流和潜水胶结物的沉淀和混合带白云化作用。在Ⅱ型层序边界形成时，也会发生超盐度白云化作用。与Ⅰ型层序相反，Ⅱ型层序边界形成时海平面在相对短的时间内就开始上升并淹没外台地。Ⅱ型层序底部台地和滩边缘楔状体将会在下伏的台地边缘处或稍低的位置发生沉积并向陆地方向上超(图1-2-2)。
图1-2-2 伴随Ⅱ型层序边界形成的好平面缓慢下降示意图(据Sarg，1988)
第二节两种层序所对应的体系域及其特征
Ⅰ型碳酸盐岩层序以Ⅰ型层序界面为底界，由低位体系域、海侵体系域和高位体系域构成，而Ⅱ型碳酸盐岩层序以Ⅱ型层序界面为底界，由陆棚边缘体系域、海侵体系域和高位体系域构成。两种类型层序中的海侵体系域和高位体系域具有较好的相似性，而低位体系域和陆棚边缘体系域则各有特征。
一、低位体系域
碳酸盐岩低位和海侵体系域是碳酸盐岩层序的重要组成部分。
在海平面低水位期，可识别出三种类型的碳酸盐岩沉积：①来自陆坡侵蚀的异地沉积物(如碎屑楔和异地砂)；②低水位期沉积于Ⅰ类边界上的陆坡上部的自生碳酸盐岩楔；③沉积于Ⅱ类层序边界上的台地和滩边缘。
Ⅰ型层序低位体系域沉积主要由两部分组成，即物源来自前斜坡侵蚀的他生碎屑沉积(图1-2-3)和沉积于海平面低位期斜坡上部的自生碳酸盐岩楔(图1-2-4)。
1．他生碳酸盐岩沉积
他生碳酸盐岩沉积是在海平面迅速下降并低于碳酸盐台地边缘时，由斜坡前缘侵蚀作用和重力流作用提供的碳酸盐岩碎屑沉积而成的，这与硅质碎屑Ⅰ型层序的低位盆底扇成因类似，常呈海底扇和斜坡裙位于台地边缘和深水盆地中。他生碳酸盐碎屑沉积呈楔形，但与高位期形成的位于斜坡与斜坡底部的他生碎屑楔不同，后者可逆斜坡地形向上追踪到同时代的地台沉积物，也未伴生广泛的斜坡侵蚀作用。等达到了海平面的低水位期且海平面下降速度变慢，那么就会在变浅的斜坡区形成发育原地碳酸盐，在这个阶段，缓慢的海平面上升将在斜坡上部和外台地区产生可容空间。同样，低水位期楔形体将回过头向斜坡和外台地上超。
这种楔形体的的发育同时要受盆地水体条件(盐度、流通性)和下伏高水位期前缘斜坡度(陡、缓)的影响。如果盆地保留着正常海水盐度且流通性良好，同时下伏的沉积坡又很平缓，就会出现大范围的大量浅水碳酸盐沉积，可发育成重要的低水位期楔体。比较局限的盆地或很陡的沉积坡度都对低水位期楔形体的发育不利。
图1-2-3 Ⅰ型层序边界形成于海平面迅速下降时期（据Sarg，1988）
沉积相：1 潮坪、潮上带； 2 陆架； 3 陆架脊；4 斜坡；
5 盆地细粒碳酸盐岩：沉积体系；
6 低水位斜坡碎屑
2．自生碳酸盐岩楔
在低位体系域中后期，海平面发生相对缓慢的上升，在斜坡上部和外台地形成新的可容空间。随后，低位自生碳酸盐岩楔将跨过斜坡和外台地向陆棚方向上超。碳酸盐岩楔状体的发育既受盆地水体性质的影响，又受下伏层序前缘斜坡斜坡角陡缓的影响。若盆地处于正常的水体条件且循环良好，下伏的沉积斜坡平缓，则有大面积的、丰富的浅水碳酸盐岩沉积，可形成明显的低位楔。若盆地处于局限的环境，下伏沉积斜坡又陡，则会阻止低位楔的发育。在不同地质特征的盆地中，自生碳酸盐岩低位楔的沉积物组成和特征差异很大，它们可以是生物礁、丘、台缘砾屑灰岩和较深水的泥灰岩、也可以是白云岩或蒸发岩。
图1-2-4 Ⅰ型层序低水位和海进体系域示意图（据Sarg，1988）
沉积相：1 硬石膏； 2 沉积间断； 3 潮坪-潮上带；4 陆架；5 陆架脊；6 斜坡
7 盆地细粒碳酸盐岩：沉积体系； 8 低水位楔和海进沉积
二、海侵体系域
海侵体系域是在海平面上升速度加快、海水逐渐变深的情况下形成的。随着相对海平面的上升，海水将沿原斜坡面上涨，以至低水位楔被淹没，并被退积式的海侵体系域覆盖，形成一系列退积式准层序组。这些退积式准层序组向陆棚方向加厚，然后由于地面上超而减薄(图1-2-5)。同时，向海方向的沉积场所，在迅速变深的环境中，沉积速率低，因而沉积了密集段。海侵体系域沉积可变现为追补型和并进型两种方式，这主要取决于海平面上升速率、盆地水体性质和沉积物的沉积速率。并进型碳酸盐岩沉积(Keep-up)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。追补型碳酸盐岩沉积是在海平面上升速率较快、水体性质不适宜碳酸盐岩产生的情况下形成的。此时碳酸盐岩的沉积速率明显低于可容空间的增长速率。追补型碳酸盐岩沉积(Catch-up)往往是由分布较广的泥晶碳酸盐岩组成的。
海侵体系域的顶底界面分别是最大海泛面和首次海泛面。密集段是在海平面上升到最大时期即最大海泛面形成发育时期形成的，它通常是由沉积缓慢的薄层泥质微晶灰岩构成，并包含着薄的(厘米级)、发育生物扰动构造的泥灰岩—泥粒灰岩层和大量海底石化的硬地。凝缩层又以分布广、富含多种生物组合为特征。首次海泛面常含丰富的的生物化石组合并与下伏地层具有不同的生态组合。首次海泛面上下沉积物的性质、类型和沉积作用方式存在明显的差异，常表现为沉积相的明显突变，首次海泛面之下多为向上水体变深浅、沉积物变粗序列，而海泛面之上多为水体向上变深、沉积物变细序列。在盆地斜坡地区，首次海泛面之下为低位体系域或陆棚边缘体系域；而在台地区，首次海泛面常与层序界面一致。
三、高位体系域
碳酸盐岩高位体系域沉积于海平面相对高水位期，其下部是海侵体系域的顶面。上部是层序边界(图1-2-6)。高水位体系域以相对较厚的从加积到前积的几何形态为特征。它们形
成宽阔的台地、缓坡和进积滩及其在浅海孤立台地上的对应沉积体。它们是全球性海平面上
升的晚期、全球性海平面静止期和全球性海平面下降早期沉积的。
图1-2-5 碳酸盐岩层序低位体系域和海侵体系域（据Sarg，1988）
碳酸盐岩高位体系域的沉积作用可被划分为早、晚两个阶段，这反映了高位体系域沉积早、晚期可容空间及与之相关的水体性质、沉积速率的变化。高位体系域沉积早期的可容空间增长相对较快，而碳酸盐产率不高，沉积作用缓慢，陆棚上发生追补型加积作用，并响应于地震剖上的S型反射。高位体系域沉积晚期，海平面开始下降，陆棚地区可容空间增加的速率减小，水体趋于稳定且循环良好，使得碳酸盐产率增加，形成一段向上变浅的并进型沉积序列和相组合，响应于地震剖面上的滩或台地边缘的丘形结构加积至斜交前积模式。
滩或台地边缘的丘型到斜交前积是高水位晚期的特点。一个早期主要由碳酸盐岩构成的S型反射经历了两个完全不同的沉积历史。其特点是台地边缘相的微晶石灰岩含量和海底胶结物含量明显不同，这种现象与沉积速率有关(图1-2-7)。这两种沉积类型分别为追赶型或滞后补偿型(Catch-up)和并进型或同期补偿型(Keep-up)碳酸盐岩体系。尽管它们可能代表碳酸盐岩对海平面上升的一系列响应中的两个端员成分，但绝大多数碳酸盐岩高水位体系域都具有二者之一的特点。
1．并进或同步补偿碳酸盐岩体系
并进碳酸盐岩体系表现出相对快的沉积速率，沉积物供给能够与海平面相对上升保持一致，并进碳酸盐岩的特点是在台地边缘沉积中早期海底胶结物含量少，并且常以富粒、贫泥的准层序为主。在台地或滩边缘及台地内某些地方，并进碳酸盐岩体系域呈丘型或斜交型几何形态。
2．追赶或滞后补偿碳酸盐岩体系
追赶或滞后补偿碳酸盐岩体系呈现相对缓慢的沉积速率(图1-2-7)。这种响应可能是由于整个高水位期海水条件不变，不利于碳酸盐岩的快速产生，即贫氧水体、缺乏养料、高盐度和低水温度等。追赶或滞后补偿碳酸盐岩的特点是在台地边缘沉积中含有大量的早期海底胶结物，并可能含有丰富的富含泥晶的准层序。这种广泛分布的早期胶结作用可能与沉积时间较长有关，这样才在沉积过程中为活动的空隙流体的迁移和胶结物的沉淀提供了相对较长的时间。只有在高水位期的最晚期，当由于海平面下降可容空间减小时，追赶或滞后补偿碳
酸盐岩体系才呈现并进或同步补偿碳酸盐岩体系特征。追赶或滞后补偿碳酸盐岩沉积体系在台地或滩边缘呈S型沉积剖面。
图1-2-6 与高水位早、晚期伴生的沉积几何形态立体图解（据Sarg，1990）高水位早期沉积变现为加积到“S”型前积模式，高水位晚期沉积表现为丘形到斜交型前积。高水位体系域可以其中任一沉积模式占优势
四、陆棚边缘体系域
陆棚边缘体系域是Ⅱ型层序界面之上的一个体系域，它通常由一个或多个微弱前积至加积的准层序组组成，朝陆方向上超在层序界面之上，朝盆地方向则下超至层序界面之上。该体系域形成期间，浮游生物往往形成厚的旋回性沉积，但在海侵体系域期间，虽然Ⅰ型层序低位进积复合体也是沉积在陆棚边缘的，但在陆棚边缘体系域楔状体一般以厚层加积退覆为特征，层序显示出S形进积几何形状，在陆棚上由整合的、向上变浅的准层序组成，到外陆坡上转变为较厚的生物碎屑楔状体，主要由浑圆形骨屑灰岩组成。向盆地方向，该楔状体表现为由加积退覆或逐渐过渡到层理发育的灰岩和半深海泥灰岩组成的平行地层形式。然而，Ⅰ型层序低位进积复合体常表现为向上水体变浅、粒度变细、加积沉积体系逐渐增多的沉积序列，多由薄层状泥灰岩和泥岩组成。
当具有一定的气候和水文条件时(如蒸发量超过补给和盆地受局限时)，在Ⅰ类或Ⅱ类层序边界上均可能伴生蒸发盐岩低水位楔(图1-2-8)。在蒸发盐岩低水位楔沉积时，在伴生的高水位台地中，会出现超盐度白云化作用、蒸发盐岩的交代作用和溶解作用。硅质碎屑低水位沉积将出现在上倾方向有物源供给的地方。
图1-2-7 并进或同步补偿和追赶或滞后补偿沉积速率与构造运动和冰川
——全球性海平面变化速率对比（据Sarg，1990）
追赶或滞后补偿碳酸盐岩和沉积速率明显低于并进沉积速率。二者均受到可容空间（即沉降中全球性海平面变化）的限制，和水体条件的变化一起，可容空间的变化明显是碳酸盐岩沉积的主要控制因素。以所测得的全新世沉积速率表示的潜在的碳酸盐岩沉积速率，大于沉降速率，并等于或大于冰川—全球性海平面变化速率。
此外，蒸发盐岩可能出现在每个体系域中：①作为上超的低水位体系域或陆棚边缘楔；
②作为海侵体系域的上超和退积单元；③作为高水位体系域中台地内背景下的泻湖和萨巴哈相。据推测，当海平面缓慢上升、台地或滩顶部水体保持超盐度时，会出现海侵蒸发盐岩，
随着海平面上升速率加快，台地特征变为正常海水，蒸发盐岩沉积为碳酸盐岩沉积所取代。
图1-2-8 层序格架中蒸发盐岩——碳酸盐岩岩相分布综合图（据Sarg，1990）
蒸发盐岩相或上超于低水位和陆棚边缘楔，
或以台地内部或者碳酸盐岩滩背后陆棚处的泻湖或萨巴哈相出现
第三节层序边界的储层特征
一、碳酸盐岩储层与层序之间关系
有关碳酸盐岩储层形成的机制多种多样，碳酸盐岩储层分类也有多种方案，但从层序地层学研究出发，进行储层发育展布预测，可将碳酸盐岩中发育的储层分为层序内部储层和层序边界储层。
层序内部储层，位于三级层序的各个体系域内，并和海平面变化速率与碳酸盐岩生长率平衡条件下发育的并进型碳酸盐岩体系相联系。储层的形成，一方面受控于高生长率条件下，碳酸盐沉积物迅速脱离海底(海水)成岩环境，岩石中早期海底胶结物较少，有利于原生粒间空隙的有效保存；另一方面受控于这一条件下沉积物暴露于大气水环境，发生同生期溶蚀形成的次生空隙。因此，储层储渗空间将以粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔为主，储层内部性质相对较均一。只有浅滩相颗粒灰岩可发育成这类储层。
层序界面储层发育于层序不整合界面附近，它的发育与层序不整合界面形成时期的淡水透镜体或大气水—海水混合带的建立和活动相联系；储集层往往是白云岩类(尤其是混合水成因白云岩)，也可是灰岩类；或者是在层序内部储层基础上的叠加；储集空间类型可包括粒内溶孔、粒间溶孔、晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞、溶缝等；储集空间组合因具体情况而异，储集空间具有非均质性，但在区域上具有可对比性。
从层序地层学角度来看，这两类储层的发育和展布将受三个因素控制，其一是受可容纳空间变化速率控制的碳酸盐岩生长率，它是层序框架内储层发育的基本控制因素；其二是受海平面变化速率所决定的层序不整合界面性质，它对层序界面储层的发育展布有重要作用；其三是碳酸盐岩台地类型，它决定了台地上碳酸盐岩的生长机制，影响台地上礁滩相的发育分布，影响层序不整合面的作用，从而在一定程度上制约储层的发育展布。
二、成岩作用类型与层序边界的关系
由于海平面相对升降的规模和速率不同，导致层序边界类型不同，因此在层序界面上表现出的成岩作用类型、成岩作用强度和规模也不同。
Ⅰ型层序边界形成的时间长、海平面下降的规模大(50~150m)，外台地上部及向陆方向遭受广泛、长期的暴露，因此成岩作用复杂，影响深度范围大。与Ⅰ型层序边界伴生的成岩作用类型主要有：
①混合水白云化作用：主要在海平面下降期间形成。该作用受混合水带迁移方向的影响，白云化作用程度在各地表现不同。
②表生非选择性溶蚀作用：形成各种形状的溶孔、溶洞。例如寒武系上统上部地层由于长期的风化剥蚀，形成大量的溶孔、溶洞和裂缝，无论在井下还是露头，均不同程度地保存了溶孔、溶洞和裂缝，成为油气的良好储集空间。
③大气淡水胶结作用：表现形式为在颗粒周缘形成粗大的等轴粒状方解石胶结物或共轴环边胶结，或生屑(如海百合茎)的共轴增生。
④灰化作用和硅化作用：灰化作用表现为方解石交代白云石，具菱面体晶形或形成巨大的方解石斑晶，交代完全者成为灰(化)岩。硅化作用表现为白云石晶体被隐晶质或自形石英交代或充填溶孔。这是由于Ⅰ型层序边界长期暴露在表生环境下，早期形成的白云石中的Mg2+被Ca2+交代所致。
⑤充填作用：表现为淡水方解石、淡水白云石和石英充填溶孔、溶缝和裂缝。
Ⅱ型层序边界由于海平面短暂下降，下降幅度较小(20～50m)，内台地或内缓坡及其向陆方向暴露在大气环境中，层序边界形成时间短、规模小，因此成岩作用的强度小、影响深度小。与Ⅱ型层序边界伴生的成岩作用类型主要有：
(1)选择性溶解作用：表现为文石质或高镁方解石的生物屑或鲕粒受到富含CO2的不饱和大气淡水的溶解作用，形成粒内溶孔和铸模孔。
(2)大气淡水胶结作用：表现为鲕粒的垂悬状胶结和方解石的粒状胶结。
(3)选择混合水云化作用：表现为白云石选择性交代颗粒，白云石晶体表面干净，自形成岩强度较Ⅰ型层序边界处的弱。
三、相对两种层序边界的储层研究
不同类型的层序不整合面代表的海平面变化速度及降低幅度、大气水作用时间、水动力强度的不同，也必然将导致层序界面储层发育的广度和深度不同。因此，可以通过层序地层界面的性质结合岩相展布预测层序界面储层的发育状况。
通常与Ⅰ型层序不整合界面有关的层序界面储层，储层厚度相对较大，台地边缘好于台地内部，且储层段与三级层序高水位体系域有良好的对应关系，储层段之间多由孔隙不发育的海侵体系域白云岩分隔，多个三级层序的发育导致纵向上储层发育具有分段性。由于与Ⅰ型层序不整合面相联系的大气水或大气水—海水混合水的改造时间较长、强度较大，因此，储层厚度往往较大，层序发育的主控因素为全球海平面的变化，决定了不同台地区层序内部构成具有相似性，储层发育在同一个台地内部不同区域，不同的台地区均具有可比性。
台地边缘区是Ⅰ型层序不整合界面形成时期大气水—海水混合带建立的最佳位置，其高水位体系域沉积物往往经混合水作用转换为孔渗性好的白云岩，加之进一步的大气水溶蚀改造作用，常形成溶蚀孔洞发育的良好储层。
与Ⅱ型层序不整合界面相关的层序界面储层：由于与Ⅱ型层序不整合界面相联系的大气水改造时间相对较短，作用强度相对较弱，因而，此类储层的厚度较小，储集性也相对较差，主要发育于台地内部。与构造层序不整合面相关的层序界面储层可涉及更大的深度、更加广泛的区域，具有极强的非均质性。储层主要出现在三级层序高水位体系域上部或顶部，储集岩大多为超盐度蒸发作用和渗流回流成因的残余球粒粉晶白云岩以及细晶白云岩，储集空间可以为晶间溶孔、粒间溶孔、膏模孔及膏溶孔洞。
第四节经典层序中关于准层序的识别
准层序是以海(湖)泛面或与其相应的界面为边界的一组有内在联系的相对整合的岩层或岩层组序列，在层序中有特定的位置，准层序可以以层序边界为顶界面或底界面。
一、准层序边界和准层序沉积特征
1．准层序边界及其特征
准层序是层序地层分析中最基本的沉积单元，是一个以海泛面或与之相对应的面为界的、成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。在层序内的特定部位，准层序的顶、底边界可与层序边界一致。准层序沉积厚度一般为几米至几十米，持续地质时间为几万年至几十万年，并可用露头、岩心和测井资料加以识别(图1-2-9)。
准层序的边界是一个海泛面及与之相关的界面。海泛面是一个将新老地层分开的界面，跨过这个界面存在着水深突然增加的证据。这种水体突然的加深通常伴随着微弱的海底侵蚀作用或无沉积作用，反映存在着较小规模的沉积间断，但却没有因河流回春作用产生的陆上侵蚀或沉积相向盆地中央方向的迁移。海泛面之上难以发生上覆地层的上超，除非海泛面与层序边界重合。浅海地区的海平面通常是个平整的界面，地势起伏几十厘米至几米，界面之上富集碳酸盐矿物、磷灰石或海绿石。并且海泛面之下地层的岩性和沉积厚度也发生了突然的变化、大多数准层序边界海泛面均存在着深水沉积与浅水沉积的一个截然界面。有时，在野外露头和岩心资料上，可以观察到与层序边界不一致的海泛滞留沉积。这些海泛滞留沉积厚度较薄( <1m)，多由侵蚀早期沉积物所组成，它们多呈不连续状态分布在陆棚海泛面的顶
部。与陆棚地区海泛作用相关的滞留沉积物包括以下4种沉积类型：
图1-2-9 不同级别层序地层单元的特征
①钙质结核滞留沉积：具这种滞留沉积物的海泛面常与层序边界一致，当海平面较大幅度下降时，陆棚大面积出露地表遭受风化剥蚀，河流深切陆棚表面沉积物形成深切谷及河流间沉积。在干旱气候条件下，土壤层形成钙结层或分散的钙质结核。在海泛过程中，易受侵蚀搬运的粘土级细粒沉积物发生侵蚀迁移，而那些直径在2～3cm、形态不规则的钙质结核就会残留在海泛面上，形成钙质结核滞留沉积。
②潜穴化的并被波浪和流水改造的滞留沉积：在海泛作用之前，生物的潜穴作用以及生物粘液的粘结作用使得潜穴周边的沉积物变得粗大起来。当陆棚地区海水突然加深时，早期潜穴化的准层序沉积物受到了波浪和水流的强烈改造作用，使得相对细粒的组分被冲走，而粗粒的沉积物集中起来。由于波浪和水流的改造作用是一个逐渐变化的过程并且存在一定的后延性，所以难以确定一个界面将被波浪和水流改造过的沉积物与残存的早期准层序区分开来。潜穴化的并被波浪和流水改造的滞留沉积物位于准层序顶部海泛面附近，并常与层序边界一致。
③堆积在海泛面之上的颗粒碳酸盐岩：在海平面快速上升之后、大量硅质碎屑进入陆棚之前，海平面之上可形成由陆棚生物群构成的分布广泛的厚1～2m的板状介壳层。在远离深切谷且海泛面与层序界面—致的地方，在海平面上升期间，由于陆源碎屑物质供给较少，沉积水体不断清澈且易饱和碳酸钙，可形成由鲕粒层或豆粒层构成的沙洲和沙坝。当海平面继续上升，碳酸盐颗粒不再受到波浪搅动时．浅滩就停止了生长．并可因受到后来风暴的局部改造而分布在早期陆棚沉积物之上。
④河道滞留沉积物：这是一种最为常见的滞留沉积物，它位于深切谷底的层序边界之上。这种滞留沉积物是在海平面下降期间形成的。此时河流深切陆棚沉积物表面形成深切谷，并在其中充填了厚可达几十厘米、厚度变化较大的浑圆石英质卵石。当后来海平面快速上升时，海水冲刷掉石英质卵石周围的细粒沉积物，而将粗粒的卵石残留在层序边界面或海泛面之
上，形成河道滞留沉积物。
准层序边界是由海泛面所限定的。因此在没有水深突然变化证据的沉积环境中准层序是难以识别的。海泛面在海岸平原和陆棚地区均存在相对应的沉积界面，比如，海岸平原的煤层、广泛分布的越岸泥岩和冲积平原上潮湿母岩风化残积物(古土壤)，不存在显著的河流回春、陆上侵蚀、海岸上超向下迁移和上覆地层上超等反映层序边界的标志。所以在海岸平原、三角洲、浅滩、河口湾和陆棚等沉积环境中可以识别准层序。在陆棚地区与海泛面相关的界面是一个整合面，没有显著的沉积间断，并以薄层的碳酸盐岩、富含有机质的泥岩、富集海绿石和火山灰、缺乏陆源碎屑物质的较深水沉积为特征。穿过与海泛面一致的陆棚区沉积界面缺乏明显的水深变化证据。在水体深度较大的盆地斜坡和深海平原地区，由于缺乏水深变化的证据，所以难以识别准层序，但Mitchum和Wagoner(1991)推论，深海沉积的单个浊积扇朵叶或具天然堤的水道代表了一个准层序。
2 准层序沉积特征
根据准层序的定义，准层序的边界是能够分隔新老地层的海泛面。这就意味着所有的准层序都必须是一个向上沉积水体不断变浅的序列，否则我们就不能根据海泛面来划分确定准层序(图1-2-10)。如前文所述，在较深水的半深海和深海盆地中是难以识别准层序的，因为人们没有充分的证据表明，在准层序边界处的确发生了在地层记录中能够识别的古水深变化。一个典型的准层序除了具备水体深度向上变浅的沉积序列特征外，还具有单层沉积厚度向上增加、生物扰动构造向上减少、沉积相类型向上变浅以及水动力能量向上变强的沉积待征。一个常见的准层序厚度多为1～50 m(图1-2-10)。
图1-2-10 一个理想化的浪控浅海滩层序（据Myers，1996）
对于在不同沉积背景下形成的准层序来说，尽管每个准层序自下而上均反映水体由深变浅的沉积序列特征，但与该向上变浅的沉积水体相对应的沉积物组合序列是有差异的。在垂向上，碳酸盐岩准层序总体仍表现为自下而上粒度由细变粗的沉积序列，但也有部分准层序表现为加积特征。
一个准层序沉积厚度的大小主要受控于岸线推进的水体深度。这个水体深度反映了前一个准层序废弃以后的相对海平面上升情况，可以说，一个准层序的厚度是相对海平面上升速率和准层序周期性及沉积物供给等因素相互作用的结果。若一个准层序的周期是相对恒定的，那么低缓的相对海平面上升速率就会造成较小的可容空间，若沉积物供给速率低则形成薄层准层序；快速的相对海平面上升速率和快速沉积物供给就会形成厚层准层序。从而可以
依据准层序厚度变化特征去识别相对海平面上升速率以及沉积物供给速率的变。
Posamentier(1988)认为，低位前积楔状体准层序以向上厚度加大为特征，反映了加速的相对海平面上升，而高位前积楔状体却以向上沉积厚度变薄为特征，这是因为相对海平面上升具有减速特点。
第五节碳酸盐岩层序地层与油气的关系
层序地层学是一门实用的、动态的应用科学，它为地质人员提供了以不整合面为界面的层序内部地层的几何形态及相互叠置样式、沉积相类型及其与油气成藏之间的时空关系，因而能够指导不同勘探和开发阶段的油气勘探和开发工作，开阔地质人员寻找新的油气勘探领域的思路，有效地提供油气勘探和开发靶区。
一、层序与烃源岩、盖层间的关系
碳酸盐岩盆地良好的烃源岩往往形成发育在海侵体系域形成期间，该期海平面快速上升，盆地中某些地区处于缺氧和贫氧环境，并且沉积速率极低，通常形成以灰黑色泥质灰岩、灰质泥岩为主的富含有机质的烃源岩。控制碳酸盐岩中有机质丰度的主要因素是盆地地貌特征、地层的年代、气候、沉积初的沉积速率、古水深、海洋有机质的产率以及陆源有机质供给速率等因素，其中关键因素是贫氧的底水环境。若在干旱气候条件下发育碳酸盐沉积，那么陆源有机质供给所起的作用就比较小了。碳酸盐岩体系域不同于碎屑岩体系域，它能通过快速的海平面上升产生局限性的贫氧环境，利于有机质的保存。根据碳酸盐岩沉积体系的几何形态可以确定出4种成因类型的碳酸盐岩烃源岩，即发育于碳酸盐台地内部或边缘建隆之间的烃源岩、台地内部凹陷中的烃源岩、非限制性盆地边缘和深水洋盆中的烃源岩。
在海侵体系域相对海平面快速上升期间，可以在先前的台地上形成一系列孤立的碳酸盐岩建隆。这些碳酸盐岩建隆之间受限的循环水体导致缺氧环境的发育。伴随着快速的碳酸盐岩建隆的加积，在海侵体系域形成最大水深起伏期间，沉积了富含有机质的碳酸盐岩。由于碳酸盐岩稀释速率很低，有机碳含量得以加大。在高位体系域沉积期间，进积的沉积体系可以充填在海侵体系域早期发育的地貌低洼处(图1-2-11)。
在海侵体系域海平面快速上升期间，碳酸盐台地内部由于差异沉降作用形成台内坳陷。在该坳陷内受限的循环水体形成了缺氧环境，利于富含有机质的沉积物的沉积，从而形成了有利的烃源岩。后来的高位体系域的前积充填作用也利于碳酸盐台地内部坳陷烃源岩的保存。
非限制性盆地边缘烃源岩的沉积形态有些类似于碎屑地层海侵体系域的烃源岩。这些烃源岩是在盆地外陆棚处于饥饿状态、碳酸盐产率很低的情况下沉积而成的，主要沉积物为远洋碳酸盐沉积物。若陆棚或斜坡区远洋深水环境处于缺氧状态或浮游植物产率很高，则利于烃源岩的沉积。
深水洋盆碳酸盐岩烃源岩是在深水缺氧环境下形成的，在海侵体系域和高依体系域发育期间、均可发育这类烃源岩。它们以有机碳含量较高、分布广、沉积厚度大为特征。实际上，随着海平面的升降变化，在海侵和高位体系域发育期间，广海陆棚至深海盆地相的沉积物有机质丰度和氯仿沥青的含量最高，而斜坡和台地相烃源岩的有机质丰度较低。所以说，在最大海泛时期形成的富含有机质的细粒沉积物应该是最好的烃源岩。
图1-2-11 海侵体系域沉积早期碳酸盐岩建隆之间的烃源岩（据Myers，1996）根据海平面升降变化和体系域发育的特点，在碳酸盐岩层序中，与海泛事件密切相关的、分布广泛的海泛沉积或凝缩层是良好的盖层。这类盖层的岩性多为泥灰岩相灰质泥岩，以厚度较大、区域性分布为特征。在海侵体系域沉积早期和高位体系域发育时期，台地内部或潮缘地区，由于缺乏陆源碎屑物质供给，水体循环受阻，加之炎热干旱的气候，形成了充填盆地斜坡、台地的膏岩、盐岩等蒸发岩，覆盖了台地内部及其边缘的碳酸盐岩建隆储层，构成了有效的区域性盖层。
二、层序与储层间的关系
从世界范围来看，碳酸盐岩储层中蕴藏着约占50%的油气资源量，这除了与碳酸盐岩沉积盆地中存在优质烃源岩密切相关外，还与碳酸盐岩储层发育孔、缝、洞储集空间有着密切的联系。在碳酸盐岩沉积盆地中，碳酸盐岩储层性质的优劣受多种因素的控制，比如沉积相带、气候、碳酸盐岩沉积速率、成岩后生变化以及构造作用等。其中，沉积相带是控制碳酸盐岩储层原生孔隙的主要因素，因此，下面将根据碳酸盐岩储层层序地层演化特点，来讨论各体系域中有利碳酸盐岩储层的发育情况。
随着海平面升降的旋回变化，形成了具有特定叠置样式和岩性的地层序列。当海平面快速下降并低于台地边缘时，发育了碳酸盐岩低位体系域，其中由前缘斜坡侵蚀滑塌而形成的他生碳酸盐岩碎屑楔状体可成为有利的碳酸盐岩储层。该类储层以分布范围相对较小、单层厚度较薄、砂砾屑混杂、原生孔隙度变化较大为特征，平均孔隙度和渗透率相对较低。但该类储层往往具有高含量的砂砾屑，分选磨圆差，发育滑塌变形构造，具有典型的碎屑流相浊流沉积序列和丘形地震反射结构，所以在钻井、测井和地震资料上易于识别。加上被良好的斜坡盆地相烃源岩所包裹，易形成有利的圈闭。
在海平面下降处于低位时期，广大的碳酸盐台地出露地表遭受风化淋滤，易形成孔洞发育、储层厚度大、分布广的古岩溶碳酸盐岩储层。古岩溶储层可由石灰岩和白云岩组成。石灰岩型古岩溶常表现为溶缝、落水洞和大中型溶洞，甚至地下河，岩溶垂直分带性很强；而白云岩和灰质白云岩型岩溶以中小型的蜂窝状溶蚀孔洞的大量均一发育为特征，孔洞直径一
般小于1cm，往往缺乏充填物质，常构成良好的油气储集空间。从岩溶垂向分带来看，最上
部的垂直渗流岩溶带多以垂向溶缝及溶洞为主，灰岩型溶缝溶洞常被充填，孔隙性差，白云岩型溶缝溶洞一般未被充填，是很好的储集空间；中部的水平潜流岩溶带以发育水平孔洞、大型溶洞、地下河为特征，储集空间多未被完全充填，其中白云岩型较灰岩型具有更好的储集性能；最下部的深部缓流岩溶带以零星发育的溶孔溶缝为主，多被充填。从平面上来看，古岩溶地貌可被划分成岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶谷地3个单元，其中岩溶高地是岩溶水补给区，垂直渗流带厚度大，岩溶高地边缘是储层发育的有利地区；岩溶斜坡地下水以垂直渗入和水平运动为主，是储层发育最有利地区；而岩溶谷地是地下水的排泄区，垂直渗流带和水平潜流带岩溶不发育，孔渗性差(图1-2-12)。
在海平面快速上升、海侵体系域发育时期，由于海平面上升速率与沉积物沉积速率的不同匹配关系，形成了海侵体系域的追补型和并进型沉积。追补型沉积是沉积物沉积速率较低、沉积物粒度较细的一种碳酸盐岩沉积，往往以泥晶灰岩、泥质灰岩或钙质泥岩沉积为特征。由于这种迟补型沉积粒度细，所以难以构成原生孔隙发育的有效储层，除非后期遭受淋滤或构造作用，形成溶洞或裂缝储集空间。并进型碳酸盐岩沉积是一种碳酸盐岩沉积速率与海平面上升速率基本一致的沉积，它常以台地边缘礁和滩、台地内部补丁礁以及斜坡礁的形式出现。
碳酸盐岩层序高位体系域发育时期，由于海平面升降速率的变化，早期形成了追补型沉积，晚期形成了并进型沉积。追补型碳酸盐岩沉积以贫粒、富泥的准层序为特征，在台地边缘沉积物中常含有大量的早期海底胶结物，储层物性较差。晚期并进型沉积以富含碳酸盐岩颗粒、向上变浅的准层序为沉积持征，由于碳酸盐产率较高，所以缺少早期的海底胶结物，易形成原生孔隙发育的礁滩相碳酸盐岩储层。高位体系域台地边缘的生物礁或粒屑滩常沿台地边缘展布，沉积厚度可达数百米，在地震剖面上响应典型的丘形反射和前积型反射，易于识别。
图1-2-12 碳酸盐岩层序的孔隙演化（据刘波，1997）
总之，随着海平面的升降变化，碳酸盐岩层序海侵和高位体系域并进型碳酸盐岩礁滩沉积是原生孔隙最为发育的一类储层，低位体系域他生碎屑楔状体也是比较好的一类碳酸盐岩储层。需指出的是，碳酸盐岩储层储集性能的好坏受后期成岩作用和构造运动的影响较大。因此，在研究碳酸盐岩储层时，除了要对碳酸盐岩沉积进行层序地层学研究，确定原生孔隙
发育的相带外，还应加强碳酸盐岩成岩作用和构造运动期次、活动方式的研究，在有利的沉积相带中寻找储集性能良好的储层(图1-2-12)。
第六节川西北龙门山—米仓山前缘二叠—三叠纪
层序地层研究
研究区川西北龙门山—米仓山前缘二叠系—三叠系形成于海西构造旋回晚期—印支构造旋回，该时期是四川盆地构造演化发展的重要时期，主要表现为由克拉通被动大陆边缘盆地向前陆盆地转换。受多次幕式构造运动、海平面升降、物源供给和气候的影响，该区二叠系—三叠系沉积过程中存在多次海平面升降事件，这在野外露头上表现的较为明显，同时在地震和钻测井也有响应，这些特征为层序地层研究奠定了基础。
一、层序界面的识别
层序是以不整合面或与之可对比的整合面为界、相对整一连续的有成因联系的一套地层单元（Vail等，1977）。因此，不整合面或与之相应的整合界面的确立是层序划分的关键，也是层序地层分析的基础。根据野外露头、地震发射剖面和测井曲线等综合研究表明：研究区主要发育有升隆侵蚀不整合、海侵上超层序不整合面、水下沉积间断层序不整合面、局部暴露层序不整合面等四种层序界面。
1．升隆侵蚀层序不整合层序界面
升隆侵蚀层序不整合层序界面是指盆地因构造隆升和海平面下降所形成的层序不整合界面，它代表一次构造旋回的结束以及新的构造旋回的开始，在这类不整合界面的上下一般有较大的沉积间断的时限。
研究区位于川西北龙门山—米仓山前缘，该区自震旦纪以来处于上扬子被动大陆西北部边缘，受加里东构造运动影响，该区开始发生构造隆升作用，使得该区中二叠统栖霞组地层分别不整合在古生代志留系或石炭系地层之上，造成了该区的地层缺失。在不整合面之上，普遍发育有残积的古土壤、风化铝土矿、赤铁矿沉积，之上为代表海侵初期的局限海湾、泻湖和沼泽沉积。
2．海侵上超层序不整合界界面
海侵上超层序不整合界面主要形成于全球海平面主体上升期，层序界面表现为海侵上超面，界面之上为向上变细、变深的沉积组合体。研究区在中二叠世时期，由于海平面的快速上升，使得盆地相页岩、硅质页岩不断向深缓坡相灰岩海侵上超，形成了海侵上超层序不整合界面。
3．水下沉积间断层序不整合界面
水下沉积间断层序不整合面是指在深水沉积环境中与浅水台地海侵上超相当的整合的层序界面。研究区水下沉积间断层序不整合面均出现在二叠纪栖霞组的沉积中，由下向上共有2-3个层序。水下间断层序不整合面的岩石学特征为成岩间断，沉积物表面与海水之间有早期成岩作用形成的硬底和叠加的沉积间断。
4．局部暴露层序不整合界面
局部暴露层序不整合界面形成于全球海平面主体下降时期，因而在岩石地层具有明显反映海平面下降的记录。局部暴露层序不整合界面之上的沉积物性质主要取决于沉积间断的时间长短及相关的其他作用。研究区局部暴露层序不整合界面多形成在早-中三叠世嘉陵江组-雷口坡组中，以潮上蒸发坪的暴露为特征。
二、层序地层划分及其特征
根据上述层序界面类型的识别，以单井（或单剖面）层序划分为基础，通过连井层序对比分析，并结合地震层序特征，将研究区二叠—三叠纪划分为12个三级层序。
1．中二叠世海侵退积型碳酸盐三级层序
中二叠世时期研究区岩石地层主要包括梁山组、栖霞组和茅口组共划分有4个三级层序（图1-2-13）。
图1-2-13 广元上寺长江沟剖面二叠系沉积相与层序划分柱状图
层序Ⅰ：由梁山组和栖霞组组成。梁山组堆积在古暴露面之上，主要由一套陆相和海陆过渡相的砂泥岩组成，局部夹煤线，属低位域或早期海侵体系域沉积。随着相对海平面不断上升，可容空间增大，在栖霞组下部发育碳酸盐缓坡沉积，主要由浅灰—灰色中厚层状生屑泥粒岩、粒泥岩组成。之后由于相对海平面下降可容空间减小，在栖霞组上部发育了一套内缓坡—浅缓坡沉积，主要由浅灰色中—厚层状豹斑云质灰岩、灰质云岩沉积组成。
图1-2-14 龙4井飞仙关组沉积相与层序地层综合柱状图
层序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ：由茅口组灰岩组成。层序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个层序间的两个层序界面特征相似，都以水下间断层序不整合为界面。在界面上下均为碳酸盐岩，其间夹的10-20cm厚的蓝灰色粘土岩。从层序内部组成来看，研究区主要为一套具眼球状、瘤状构造的泥灰岩、灰黑色粒泥岩的泥粒岩沉积。总体属浪基面之下的深缓坡相沉积，局部为盆地相沉积，反映了该时期研究区处于相对海平面上升，水体较深的特征。
图1-2-15 射1井三叠系嘉陵江组沉积相与层序划分综合柱状图
2．晚二叠世海侵碳酸盐—硅质岩三级层序
中二叠世晚期是上扬子地区构造活动发生大转折时期扬子西缘由于地幔成穹，发生构造隆升作用，使得沉积环境发生了重大改变。由海域盆地转变为陆上成煤环境局部地域为剥蚀区。
图1-2-16 射1井雷口坡组沉积相与层序划分综合柱状图
转换面的概念及其层序地层学意义
第15卷第2期2008年3月 地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学) Earth Science Frontiers (Chin a University of Geosciences,Beijing;Peking University)Vol.15No.2M ar.2008 收稿日期:2007-09-15;修回日期:2007-11-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(40672078) 作者简介:王红亮(1971)),男,副教授,主要从事沉积储层及层序地层研究工作。E -mail:w h l4321@sohu 1com /转换面0的概念及其层序地层学意义 王红亮 中国地质大学(北京)能源学院,北京100083 Wang H ong liang S ch ool of E nerg y Re sour ces ,Ch ina Univ e rsity of Ge osciences (Be ij ing ),Beij ing 100083,Ch ina Wang Hongliang.Concept of /Turnaround Surface 0and its signif icance to sequence stratigraphy.Earth Science Frontiers ,2008,15(2):035-042 Abstract:It is t he basic view of t raditio nal sequence stratigr aphy (V ail sequence)to t ake unconform ity as se -quence bo undary.Fo r hig h -frequency sequence ana lysis,it is obvio usly limited if only taking unco nfo rmit y as sequence boundar y due to the co nt inuit y of sedimentary pro cess,limitatio ns of unconfor mity distributio n and u -nifo rmity is not a rig or ous isochronous sur face.So /T ur nar ound Surface 0is int roduced to hig h -r eso lutio n se -quence stratigr aphy./T urnaro und Sur face 0has tw o implicatio ns:o ne is turnar ound surface o f base -lev el rise and base -level fa ll,the other is turnaround sur face o f sedimentat ion due t o base -level r ise and base -lev el fa ll.T urnaro und sur faces are classified into two t ypes:o ne is base -level fall to base -lev el rise turnaround sur face,which are usually present ed as unco nformity,top -lap sur face and pro gr adat ion to r et rog radatio n tur nar ound sur face ;ano ther is base -lev el rise to base -level fall turnaro und surface,w hich ar e usually pr esented as flo oding sur face.T he implicat ions of all these surfaces ar e discussed in detail.T he pr esentatio n of /T ur nar ound Sur -face 0is of sig nificance to high -fr equency sequence (4th and 5th or der sequence)divisio n,w hich pro mo te the applicatio n o f sequence str atig raphy in o il and gas ex plor at ion and develo pment.A case study is fr om delta to turbidite depositional system o f 3rd member o f Shahejie F ormat ion,Bo xing sub -depression o f Jiy ang sag.T hro ug h recog nitio n of turnaround sur face,fo ur larg e -sca le cy cles and eig ht intermediate -scale cycles ar e div id -ed in 3rd member of Shahejie F or matio n.Based o n above division and cor relation of wells and seismics,the higher resolution sequence framew ork is fo rmed. Key words:turnaround surface;base -level;unco nfo rmity;sequence st ratig ra phy 摘 要:不整合面作为层序界面,是经典层序地层学派的基本观点,对沉积盆地层序地层格架的建立具有不可替代的作用。但对高频层序分析而言,由于三维空间中沉积作用的连续性、不整合面分布的局限性,以及不整合面并不是一个严格意义上的等时面。因此以不整合面作为层序界面具有明显的局限性。由此在高分辨率层序地层分析中,引入了/转换面0的概念。转换面包含两层意思,一是基准面由上升变为下降或由下降变为上升的转换,一是由于基准面的升降转换所引起的沉积作用的转换。转换面可分为两大类,基准面由下降变为上升的转换面,包括不整合面、顶超面及进积与退积转换面;基准面由上升变为下降的转换面,主要为洪泛面。作者探讨了顶超面、进积与退积作用的转换面和洪泛面的特征及层序意义。/转换面0概念的提出对高频层序(如四级、五级层序)划分具有重要的意义,使层序地层理论与分析方法能更有效地应用于油气勘探与开
层序地层学基本概念
层序地层学读书报告层序地层学基本概念 学号：2006120061 姓名：李晓辉 院系：能源学院
层序地层学基本概念 学号：2006120061 姓名：李晓辉 层序地层学是一门新兴的石油地质学科，层序地层学的出现代表了地质学领域里的一场革命，是一种划分、对比和分析沉积岩层系的新方法，是油气、煤、铀等矿产勘查与盆地地质研究的重要工具和手段。层序地层学来源于地震地层学，以下简介地震地层学和层序地层学的基本概念。 地震地层学：地层的描述科学，通过地震资料，结合地震分析技术，在正常顺序下，岩层(和其它共生者体)的形状、排列、分布、年代顺序、划分以及有关岩石可以具有的任一成全部特征，成分和性质的关系。包括成因、组成、环境、年代、历史、与生物进化的关系以及不可胜数的其它岩层特征。 地震反射面：只有沉积表面(包括不整合面)是空间中连续的具有波阻抗差的界面。是追随地层沉积表面的年代地层界面，而不是岩性地层界面。 削蚀(削截、侵蚀)：层序的顶部反射终止，既可以是下伏倾斜地层的顶部与上覆水平地层间的反射终止，也可以是水平地层的顶部与上覆地层沉积初期侵蚀河床底面间的终止。 顶超：下伏原始倾斜层序的顶部与由无沉积作用的上界面形成的终止观象。它通常以很小的角度，逐步收敛于上覆层底面反射上。 上超：层序的底部逆原始倾斜面逐层终止。 下超：层序的底部颗原始倾斜面，向下倾方向终止。 地震层序分级： 超层序：从水域最大到最小时期沉积的地层层序。它往往是区域性的，并包括几个层序。据Vail等分析，大部分超层序是在海面相对变化的二级周期(超周期)期间沉积的。 层序：是超层序中的次一级地层单元，水域相对扩大和缩小，它可以是区域性的，也可以是局部的。 亚层序：层序中最小一级地层单元，它可以是局部的或三角洲的一个朵叶。 海面变化的定义 水深：指在任一给定时刻和地点，水面和水底间的距离。 全球海面变化：海面和一个固定基准点（通常指地心）间测量到的海面变化。其变化成因只有两种：洋盆体积变化（如洋中脊扩张）和海水体积变化（如冰川消融）。 相对海面变化：海面和一个局部的运动基准点——沉积基底或早期地层表面——间测量到的海面变化。 上超点法：一种利用地震剖面中反射界面上超点的转移幅度研究海平面升降的半定量方法。地震相：相是一定岩层生成时的古地理环境及其物质表现的总和，地震相可以理解为沉积相在地震剖面上表现的总和，是由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征。 振幅：振幅是质点离开它平衡位置的最大位移，振幅直接与波阻抗差有关，波阻抗差高，则振幅强；波阻抗差低，则振幅弱。 连续性：指同相轴连续的范围。连续性直接与地层本身的连续性有关，连续性愈大，沉积的能量变化愈低，沉积条件就愈是与相对低的能量级变化有关。 波形排列：指的是同相轴排列的形状，它反映互相接近的地层间的沉积环境，如果波形排列在横向上变化不大或变化缓慢，说明地层变化不大，常常出现在低能沉积环境中。如果波形排列变化迅速，说明地层变化迅速，常出现在高能环境中。 视频率：频率表示质点在单位时间内振动的次数，而视频率指的是地震时间剖面中反射同相轴呈现的频率。 地震相单元的外部几何形态：
沉积体系及层序地层学研究进展
沉积体系及层序地层学研究进展 沉积学的发展整体上经历了从萌芽到蓬勃发展，再到现今的储层沉积学、层序地层学、地震沉积学等派生学科发展阶段。这期间，沉积学的形成和发展一直服务于油气和其他沉积矿产的勘探和开发。到目前为止，针对层序研究，相关的理论和方法已比较系统、成熟。但在层序内部体系域划分、裂谷盆地层序地层模式研究及层序地层控制因素分析等方面仍然需要开展大量的研究工作才能使沉积体系及层序地层学研究更精细。 1 层序地层学研究现状及发展趋势 层序地层学是近20年来发展起来的一门新兴学科，其基础是地震地层学与沉积相模式的结合。层序的概念最初由Sloss(1948)提出，当时将层序作为一种以不整合面为边界的地层单位。但层序地层学的真正发展阶段是在P. R. Vail, R. M. Mitchum, J.B.Sangree1977年发表了地震地层学专著之后，层序的概念定义为“一套相对整合的、成因上有联系的地层序列，其顶底以不整合或与这些不整合可对比的整合为界”，并将海平面升降变化作为层序形成与演化的主导因素。1987年Vail和Wagoner等在AAPG上发表的文章首次明确了层序地层学的概念，开始了层序地层学理论系统化阶段，提出了体系域等一系列新概念，建立了层序内部的地层分布规律和成因联系。进入二十世纪九十年代，层序地层学理论出现了多个分支学派，丰富发展了理论，也扩展了应用领域。 层序地层学经历了三个发展阶段，现已发展为与岩石地层、年代地层、生物地层及地震资料相结合的综合阶段，并且已从在理论上有争议的模型演化成一种在实践上可采纳的方法（蒋录全，1995）。 1.1 国内外层序地层学研究现状 层序地层学理论建立之初是以海相层序地层为基础的，国外应用较多的有三种海相层序概念模式，发展至今，理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系。沉积层序与成因层序的最根本区别在于层序界面的不同，沉积层序以不整合和与该不整合可对比的整合面为界，强调海平面变化是层序形成的主导控制作用；成因层序是以最大海侵
层序
中国地质大学研究生课程读书报告 课程名称层序地层学及应用教师姓名 学生姓名 学生学号 专业 所在院系 日期
前言：层序地层学理论体系概述 层序地层学的定义——经典的定义来自J. C. Van Wagoner(1988) “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岩石间的关系。” It is the study of rock relationships within a chronostratigraphicframework of repetitive, genetically related strata bounded by surfaces of erosion or nondeposition, or their correlative conformities. 图0-1 层序地层学研究区限 “层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则。因此，它可能是地质学中的一次革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段（P．R. Vail，199）。” 注意：层序地层学与以岩性相似性为依据的岩性地层学没有什么本质上关．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 联．。 图0-2 层序地层与年代地层、岩性地层界面的关系
图0-3 层序地层学各组成要素关系表 MAIN Accommodation——Base Level——Depositional Shelf Break（Equilibrium Profile——Equilibrium Point ） SEDIMENTS Sequence> Systems Tract> Depositional System> ParasequenceSet> Parasequence> CondencedSection SURFACE Unconformity> TransgressiveS.＝Maximum Flooding S.> Marine Flooding S.
高频层序地层学的理论基础
第1章 高频层序地层学的理论基础 1.1 高频层序的基本概念和研究现状 1. 高频层序的基本概念 高频层序的概念起源于地质学家们对于准层序的研究。准层序最初被定义为“由海泛面所限定的层或层组组成的一个相对整合的序列”。作为准层序界面的海泛面被进一步定义为：一个将老地层与新地层分开的面，穿过该面水深突然增加[1]。这一定义主要是基于海岸沉积环境提出的，因此其定义不具有普遍性而造成概念的欠完整。Van Wagoner和Mitchum[2]随后将类似于准层序的地层单元重新命名为“高频层序”，对于准层序定义的欠完整性起到了一定程度的修正作用。郑荣才等[3]、Cross等[4]所提出的短期基准面旋回和超短期基准面旋回，Anderson和Goodwin[5]提出的“米级旋回”，包括王鸿祯等[6]所称的“小层序”都属于高频层序的范畴。综合众多学者的观点，高频层序应是包含基准面上升期和下降期沉积的完整的地层序列，在不同沉积环境，高频层序的结构特征有差异。 2. 高频层序级次划分研究现状 Exxon的经典层序地层学、Cross的成因层序地层学、Galloway - 1 -
扇三角洲高频层序界面的形成机理及地层对比模式 的成因层序地层学以及Miall的储层构型要素分析理论关于高频层序单元的级次划分、高频层序的时限等方面有明显的差异。 经典层序地层理论源于二十世纪八十年代，Peter Vail[7]和来自Exxon公司的沉积学家继承了Sloss[8]的研究成果，提出了“层序—体系域—准层序”这样一个完整的概念体系。层序是以不整合面或与之相应的整合面为边界的、一个相对整合的、有内在联系的地层序列。层序内部可以根据初始海泛面和最大海泛面进一步划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。体系域内部则包含若干个具有相互联系的准层序组或准层序。基于这一理论体系，众多学者根据海平面持续的时间周期提出了层序划分方案[9]。受限于勘探程度、资料分辨率和现有技术手段，在三级层序内部进行高频层序划分时所能够识别的高频层序级次也不相同，但大多数划分至准层序组、准层序的级别，相当于四级和五级层序。根据前人的研究成果，四级层序时限在0.08～0.5 Ma，五级层序的时限在0.01～0.08 Ma。 Cross[4]及其成因地层学小组提出了高分辨率层序地层学理论与研究方法，其理论基础包括四个方面：地层基准面原理、体积划分原理、相分异原理与旋回等时对比法则。高分辨率层序地层学并没有根据海平面变化持续的时间来进行旋回级次划分，而是以不同级次的基准面变化将地层划分为不同的旋回，依据钻井和测井资料可以识别出来的最高级次的旋回称为短期旋回。Cross 指出完整的短期旋回是具有进积和加积地层序列的成因地层单元。郑荣才等[3]根据其对多个盆地的高分辨率层序地层学研究成果，建立了各级次基准面旋回的划分标准，并且厘定了各级次旋回的时间跨度，将基准面旋回划分为六个层次：巨旋回、超长期旋回、长期旋回、中期旋回、短期旋回和超短期旋回。超短期旋回与短期旋回具有相似的沉积动力学形成条件和内部结构。 - 2 -
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
层序地层学作业
（1）由此图中可以发现，此沉积体系的体系域有4种：低位体系域、海侵体系域和高位体系域以及陆架边缘体系域。具有明显的陆架坡折。 （11-18）低位体系域下由层序界面限定，上由海泛面限定。由图中可得由盆底扇、斜坡扇和低位楔组成。 （18-21）海侵体系域下由海泛面，上由下超面所限定的体系域。它由退积准层序组成，向上水体逐渐变深。（7-8）为凝缩段也叫密集段，在极缓慢沉积过程中形成的薄层的半深海到深海相沉积物组成。 （21-28）高位体系域，下部由下超面限制，上部由下一个层序界面限制的体系域，由进积准层序组成。（8-11）、（1-5）为早期的高位体系域通常由加积准层序、微弱前积准层序组成。 （29-30）、（6-7）为陆架边缘体系域，以微弱前积和加积为特征。是在一个海平面相对上升时形成的海退地层单元，覆盖在II型层序界面。 I型层序：由低位体系域、海侵体系域及高位体系域组成的；II型层序：由陆架边缘体系域、海侵体系域和高位体系域组成的。区别如下表： 表1. I型层序与II型层序区别
图1.I型层序的地层发育模式 图2.II型层序的发育模式 陆架坡折盆地的I型层序 （a）易于确定的陆架、陆坡和盆地地形； （b）陆架倾角小于0.5o，陆坡倾角为3o到6o，海底峡谷侧壁倾角为10o； （c）比较明显的陆架坡折将低角度的陆架沉积物与更陡的陆架沉积物区分开； （d）由浅水到深水的过渡比较突变； （e）当海平面下降到沉积岸线坡折以下，如果形成海底峡谷，则可能发生切割作用； （f）可能沉积海底扇和斜坡扇； 除沉积于具有陆架坡折的盆地外，还须具备以下条件： （a）足够大的河流体系切割峡谷，并搬运沉积物进入盆地； （b）有足够的可容纳空间使准层序组保存下来； （c）海平面的相对下降要有一定的速度和规模，使得低位体系域能沉积于陆架坡折或陆架坡折以外。 无陆架坡折的缓坡盆地的I型层序 （a）均一的、小于1度低角度倾斜，大多数角度小于0.5o；
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
层序地层学知识点总结
层序地层学 （一）、层序 1．层序：层序是由不整合面或与其对应的整合面作为边界的、一个相对整合的、具有内在联系的地层序列，是层序地层学分析的基本地层单元。 2.巨层序或大层序：它是比层序大得多的最高一级层序，可以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应为一级层序。 3．超层序：超层序是比层序大的二级层序，包括几个层序，一般认为超层序应是比巨层序小比层序大的一类层序，是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。构造层序与巨层序或大层序相当，是一级层序。 5.层序地层学：是根据地震、钻井及露头资料，结合有关的沉积环境及古地理解释，对地层格架进行综合解释的一门科学。 6．不整合面：是一个将新老地层分开的界面，具有明显的沉积间断。 7．可容空间：由海平面上升或地壳下沉或这两种作用联合而形成的沉积物可以沉积的空间场所。指沉积物表面与沉积基准面之间或供沉积物充填的所有空间。 8．海泛面：是一个将新老地层分开，其上下水深明显地急剧变化的一个界面。 初次海泛面：是Ⅰ型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面是水位体系域和海进体系域的物理界面。 最大海泛面：指的是最大海侵时期形成密集段或下超面，在盆地内分布范围最大，为划分海侵体系域和高水位体系域的界面。 河流平衡剖面：即河流中的沉积基准面，当河床底部与该面重合，沉积作用达到动态平衡，沉积物总量等于水流冲刷掉的物质总量；当河床底部高于该面，向下侵蚀；当河床底部低于该面，发生沉积。 9．全球海平面：全球海平面指一个固定的基准面点，从地心到海表面的测量值。这个测量值随洋盆和海水的体积变化而发生变化，与局部因素无关 10．相对海平面：相对海平面是指海平面与局部基准面如基底之间的测量值。 11．密集段或凝缩段、缓慢沉积段（condensed section）：是由薄层的深海（湖）沉积物所组成的地层，这类沉积物是在准层序逐步向岸推进，而盆地又缺少陆源沉积物的时期沉积的。①生物丰度高，微量元素相对富集②沉积速率低，经历时间差长。 识别标志： 1）地球物理（下超、地震剖面） 2）古生物特征（深水生物） 3）岩石学特征（暗色泥岩，亮暗交替，水体安静） 4）地球化学（Co元素） 5）沉积速率 地质意义： 1）地层对比：不可漏掉，漏掉，则会在无边界处产生边界；用于相解释 2）良好的生油岩 3）层序解释 12．下切谷（incised valleys）或深切谷:是下切的河流体系，其通过下切作用使河道向盆地延伸并切入下伏地层，以与海平面的相对下降相对应，在陆棚上，深切谷以层序边界为下边界，以首次主要海泛面为上部边界。 13．准层序:parasequence它是由湖（海）泛面或与之相对应的界面为边界的、相对整合的、有内在联系的岩层或岩层序列所组成。
层序地层学在油气勘探中的应用
层序地层学在油气勘探中的应用 一、层序地层学简述 1.1 什么是层序地层学 层序地层学通过对地震、测井和露头资料的分析，研究在构造运动、海面升降、沉积物供应和气候等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布。以建立更精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科学地进行油藏以及其他沉积矿产的钻前预测。 1.2 层序地层学的提出 层序的基本概念在18世纪晚期即已提出；到了20世纪50年代后期，美国地质学家威尔（Vail）等，在研究了大量资料的基础上，于1965年提出第一代的全球海平面相对变化曲线和地震地层学基本原理，引发震撼，并于1977年出版书籍《地震地层学在油气勘探中的应用》； 1987年，美国哈克（Haq）、威尔（Vail）等，在总结各项成果的基础上，提出第二代海平面相对变化曲线，并系统地提出层序地层学的基本理论与概念。《层序地层学原理》一书的出版标志着层序地层学进入成熟和蓬勃发展阶段。
1.3 层序地层学的基本概念 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（Mitchum等，1977）。 2、体系域：由小层序和组成层序的次级单元的一个或多个小层序组形成的同期沉积体系的联合体称为沉积体系域。体系域的解释是建立在小层序堆叠型式、与层序的位置关系和层序边界类型的基础上。 3、海泛面和最大海泛面：一个分隔年轻的和年老的地层的界面，穿过此面水深明显增加。 4、全球海平面变化：全球海平面指一个固定的基准面点，从地心到海表面的测量值。 5、密集段或凝缩层：密集段是薄的海相地层单位，由远洋到半远洋沉积物组成，以极低的沉积速度为特征。在地震剖面上，通常由高水位体系域的前积斜层的底面来证实，每个斜层都下超到下伏的海进和低水位体系域上。因此，下超面通常是密集段存在的一个很好标志。在露头剖面中和测井曲线上，下超面被用来定义一个与密集相伴生的、在无沉积作用或者沉积作用极缓慢时期形成的一个面。海平面与沉降作用相结合的协同作用，产生一个大的、区域广泛分布的密集段。 概念的内容还有很多，在这里不再赘述。
层序地层学的研究现状
文章编号:1009-3850(2000)03-0097-08 层序地层学的研究现状 赵国连 (中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100101) 摘要:本文介绍了层序地层的发展历史,总结了各阶段的主要理论和概念,以及各阶段所取得的 成就,指出各阶段在理论上的发展及存在的不足;由此而追索到现代层序地层学的基本概念及 理论的由来。总的来说,层序地层学经历了初期阶段,地震地层学阶段和现代层序地层学三个 发展阶段,其中主要涉及层序控制的因素,海平面变化,可容纳空间变化和体系域类型等概念。笔者认为层序地层学发展主要原因是地震勘探技术的发展及石油工业的发展。作为边缘学科, 它与诸多的学科都有较深的渊源。笔者认为,正是在这些结合点上,层序地层学才得到了极大 的应用。笔者认为陆相层序地层学在中国有了较大的发展,在国际上属领先地位。本文总结了 层序地层学的发展历史、现状及可能的发展方向,这将有利于人们进一步了解本学科的进展。 关键词:层序地层;地震地层;陆相层序;可容纳空间 中图分类号:P 53912 文献标识码:A 收稿日期:1999-10-23;修订日期:2000-01-16 目前关于层序地层学研究已在全世界各地展开。因而正确地了解层序地层学,可以帮助我们发扬本学科的特点,利用该学科与其它学科的结合,在解决矛盾中互相提高,为现代层序地层学和相关学科的发展作出有益的探索。 1 经典层序地层学的研究概况 经典的层序地层学是一门边缘交叉学科,相对于现代层序地层学而言,它仅涉及被动大陆边缘的滨浅海相研究,因地质学(特别是地层学、沉积学、构造地质学)和地球物理学的相互渗透而迅速发展起来的一门学科,因其片面强调海平面变化对层序的控制作用,因而没能应用到陆相层序地层的研究中来。层序地层最早的萌芽思想产生在一百多年前(Sloss,1984)112。早在十九世纪中叶,地质学家在建立年代地层时就把不整合作为地层的顶界/底界。这正是现代层序地层的边缘。 111 层序地层学的诞生及概况 自从层序的概念(Sloss 等,1948)提出后,层序地层学便由此诞生,因长期进展不大,因第20卷 第3期2000年9月 沉积与特提斯地质Sedimentary G eolog y and T ethyan Geology V ol.20 No.3Sept.2000
层序地层学讲义
层序地层学在油气勘探中的应用 (培训教材) 编写人:张振生 刘社平 石油物探局 二00一年四月
前言 随着近些年层序地层学理论的不断发展和应用领域的不断扩展，“层序地层学成为每位勘探学家必备的实用工具”的看法已经得到广泛的认可。事实上，层序地层学在勘探和开发中已不仅仅是一种通用工具。对于应用地球预测科学，在许多方面它还是一种重要的模型。 “层序地层学”是一门新学科，自八十年代后期问世以来，很快在石油勘探业得到响应，并得以广泛的应用。这不仅是因为它是在地震地层学的基础发展起来的，容易被人们接受外，它提出的模式也大大提高了生油层、储层、盖层及潜在的地层圈闭的预测能力，并能提供一种更精确的地质时代对比、古地理再造和在钻前预测生、储、盖层的先进方法，更适用于当今石油勘探业的需要。因此被认为是地层学上的一场革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段，是盆地分析中最有用的工具之一。 近几年，国内外已应用层序地层学理论，进行了浩繁的研究工作，取得了丰富的地质成果和勘探效果。此外许多学者还发表了许多有关层序地层学方面的文章，从不同角度和不同研究方面论述了层序地层学的原理及应用，并拓宽了层序地层学理论和应用范围。本文旨在重点介绍层序地层学的发展状况、基本概念及在应用中应注意的问题，以帮助大家对其有大致了解和具备实际应用能力。 一、层序地层学产生的历史背景 自物探方法于３０年代应用于石油勘探以来，地震勘探大致经历了三个发展阶段： １、３０～７０年代构造地震学 ２、７０～８０年代地震地层学 ３、８０年代～今层序地层学 早期地震资料主要用来勾绘构造图，受当时物探技术的限制（五一型光点记录及模拟磁带记录），人们不可能得到更多的信息和认识。到６０年代未期，随着计算机的发展及数字模拟剖面的出现，地震剖面质量得以改善，也促成了具有深远意义的地震地层学新学科的出现。 自从美国石油地质家协会于１９７７年推出“地震地层学”专辑（AAPG，Memior26）以来，地震资料的解释已不再是简单地做构造图，它冲破了过去从地震资料只能解释地下构造形态的束缚，力图充分利用当代先进的数字地震和计算机处理所获得的高质量地震资料，结合现代沉积学的概念对地震剖面进行专门分析，预测古代沉积环境、生油层和储层的分布以及可能的有利含油气相带。 地震地层学最主要的贡献在于将地震信息与其包含的地质含义紧密地结合起来，根据地震信息和少数钻井来研究岩性、岩相。正如Brown，１９７７年指出的那样：“地震地层学引起的‘革命’至少在两个方面有特殊的兴趣和用途： （１）一种是利用计算机分析速度、振幅和周期等参数，目的在于大范围和相当精确地鉴别和合成包含岩石成份、流体含量及其它同类参数的模型的物理学方法；
层序地层学读书报告
层序地层学基本概念 1、 层序、体系域、准层序概念之异同与比较 (1) 层序 1、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解释，对地层层序格架进行地质综和解释的地层学分支。 2、层序的概念 层序是一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对的整合面为界的底层单元，一个沉积层序可以包含若干个不同类型的沉积体系域以及准层序组和准层序。 3、层序的分级 在大多数的情况下，一个沉积层序是在一个海平面变化周期内形成的，不同级别的海平面相对变化周期相对应于相应级别的沉积层序。（一般分为5个级别）：一级层序的体系域是由一个或多个二级周期所形成的二级层序所组成；二级层序的体系域是由一个或多个三级周期所形成的三级层序所组成；三级层序是由一系列准层序组组成的体系域所组成；一个四级层序往往是由一个或几个准层序所组成（可包含完整或不完整的体系域）；五级层序往往仅包含一个或几个准层序（往往仅出现某个体系域的局部）。 4、每个层序中的某个体系域可以包含一个或几个准层序组，一个准层序组包括一个或几个准层序。 5、不同级别的海平面相对变化周期中所包含的初始海泛面、最大海泛面等也是有级次的。因此综合上述几个基本概念得出：任何一个级别的层序在理论上都进行体系域划分，通常情况下在三级层序下面划分，对于陆相湖盆来说一般划分为低位体系域，湖进（侵）体系域，高位体系域。与海相盆地相对应的是初次湖泛面和最大湖泛面。 层序和体系域其实是同一套地层不同的划分方式，就是一个矩阵的不同表达方式（行和列）的区别。这样一想，就应该清楚，不同层序级
别都可划分体系域。根据威尔逊旋回,任何一级的层序都会出现水进水退的过程,也就是说都应该有低位/水进/高位体系域(或只发育其中的一个/两个).但是体系域的概念的提出最初又是在三级层序中出现的.也就是说习惯上,只有在三级层序,才使用体系域. （二）体系域 1、体系域定义 由小层序和组成层序的次级单元的一个或多个小层序组形成的同期沉积体系的联合体称为沉积体系域。体系域的解释是建立在小层序堆叠型式、与层序的位置关系和层序边界类型的基础上。 2．低水位体系域[LST] 低水位体系域是在海平面缓慢下降，然后又开始缓慢上升阶段的沉积。在不同的盆地边缘发育不同的低水位体系域。在有不连续的陆架边缘的盆地中，低水位体系域由不同时的上下两部分组成：下部为低水位扇或盆底扇；上部为低水位楔。 2.1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。尽管盆底扇的出现远离峡谷口，或者峡谷口不明显，但是盆底扇可能形成于峡谷口。盆底扇的底面（与低水位体系域的底面一致）是Ⅰ型层序界面，扇顶则是下超面。
层序地层学原理及应用
事件地层学的原理及地质事件简介 1概念、原理与特点 事件地层学，狭义是指利用稀有的、突发的事件及其地质记录来对比地层；广义是指利用一切事件及其地质记录来进行地层的划分对比的学科。这里指的是狭义的概念。 原理：地质事件都可能在地层中留下相应的地质记录。根据这些记录便可推断事件的类别、性质及规模，可以探讨事件的成因及其地层价值。地质事件造成的影响及产物在地层构架中以生物界变革或沉积特征变化记录下来，成为事件地层学研究的基本依据，成为地层对比划分的标志。 例如，火山喷发形成火山岩层，大范围内火山灰降落形成凝灰岩；全球性气候降温可导致冰川广布，堆积冰碛岩；地磁极倒转都可能在各地的沉积物中被记录下来；天体撞击能形成特殊的粘土层，其岩石性质、产状、地球化学特点等与普通沉积岩十分不同，其厚度小、分布广、富含铱等稀有元素，形成所谓“界线粘土层”。 事件地层学其具有等时性、大区域性、自然性的特点。 2地质事件简介 地质事件可以划分为两类：地内事件和地外事件。
地内事件包括生物绝灭、地磁极倒转、缺氧环境出现、冰期事件、海平面升降、火山喷发及火山灰降落、洋中脊体积变化、地壳运动、气候变化、沉积环境变化、浊流和风暴等。 地外事件包括陨星和彗星撞击地球、超新星爆发、太阳辐射强度变化等。 2.1生物绝灭事件 生物灭绝又叫生物绝种。它并不总是匀速的，逐渐进行的，经常会有大规模的集群灭绝，即生物大灭绝。整科，整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。在集群灭绝过程中，往往是整个分类单元中的所有物种，无论在生态系统中的地位如何，都逃不过这次劫难，而且还常常是很多不同的生物类群一起灭绝，却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。 地史中生物大灭绝的概况： 2.1.1第一次生物大灭绝： 时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。 事件：导致大约85%的物种绝灭。 原因：古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地