第三章层序地层分析精选PPT.ppt

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1、第三章 层序地层分析第1页，本讲稿共157页v教学思路教学思路：层序地层分析的基本原理：层层序地层分析的基本原理：层序地层学的发展简史，层序地层学基本概念序地层学的发展简史，层序地层学基本概念（层序，体系域，小层序（层序，体系域，小层序(或准层序或准层序)和小层序和小层序(或准层序或准层序)组，可容纳空间和基准面，密集段）组，可容纳空间和基准面，密集段），层序地层分析方法。，层序地层分析方法。v层序地层单元的基本构成：小层序层序地层单元的基本构成：小层序(或准层或准层序序)基本构成特征，小层序基本构成特征，小层序(或准层序或准层序)组类型组类型及其特征（小层序及其特征（小层序(或准层序或准层序

2、)组类型，小层序组类型，小层序(或准层序或准层序)组基本特征），体系域类型及特征组基本特征），体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征）体系域特征，陆架边缘体系域特征）。第2页，本讲稿共157页v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：重点：层序地层学基本概念（层序，体系层序地层学基本概念（层序，体系域，小层序域，小层序(或准层序或准层序)和小层序和小层序(或准层序或准层序)组，组，可容纳空间和基准面，密集段），层序地层可容纳空间和基准面，密集段），层序地层分析方法。分析方法。层序地层单元的基本构成，体层序地层单

3、元的基本构成，体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征）。域特征）。v难点：难点：低位体系域特征，海侵体系域特征，低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征。高位体系域特征，陆架边缘体系域特征。第3页，本讲稿共157页第三章第三章 层序地层分析层序地层分析v第一节第一节 层序地层分析的基本原理层序地层分析的基本原理v 层序地层学是一门新兴的边缘交叉学科。层序地层学是一门新兴的边缘交叉学科。它主要是近二十年由于地层学、沉积学、大它主要是近二十年由于地层学

4、、沉积学、大地构造学和地球物理学的相互渗透而迅速发地构造学和地球物理学的相互渗透而迅速发展起来的一门新的地学分支系统。由于层序展起来的一门新的地学分支系统。由于层序地层分析思路的先进性和资源预测的有效性，地层分析思路的先进性和资源预测的有效性，因而具有很强的生命力，并引起地质学不同因而具有很强的生命力，并引起地质学不同领域的许多学者的广泛重视。领域的许多学者的广泛重视。第4页，本讲稿共157页一、层序地层学的发展简史一、层序地层学的发展简史v 层序地层学的主要研究对象和研究的基本地层序地层学的主要研究对象和研究的基本地层单位就是层序。层序实际上是个老概念，层单位就是层序。层序实际上是个老概念，

5、早在早在1948年年Sloss提出这一概念，经过近五提出这一概念，经过近五十年的发展，层序地层学逐渐形成较完整的十年的发展，层序地层学逐渐形成较完整的理论和方法体系。追根溯源，层序地层学的理论和方法体系。追根溯源，层序地层学的发展经历了三个阶段。发展经历了三个阶段。第5页，本讲稿共157页1层序地层学发展的早期阶段层序地层学发展的早期阶段v自自1948年年Sloss等人提出层序的概念至七十等人提出层序的概念至七十年代早期为层序地层学发展的早期阶段。年代早期为层序地层学发展的早期阶段。Sloss等人的想法来源于对美国蒙拿大克拉等人的想法来源于对美国蒙拿大克拉通盆地的研究。通盆地的研究。Sloss

6、(1963)将北美克拉通将北美克拉通盆地晚前寒武至全新世的沉积以区域不整盆地晚前寒武至全新世的沉积以区域不整合面为界划分为六个地层包合面为界划分为六个地层包(stratal pakage)，他称这些地层包为，他称这些地层包为“层序层序”。由于。由于每个层序的时间跨度较长，在其后的相当每个层序的时间跨度较长，在其后的相当长时间并未得到广泛的使用。长时间并未得到广泛的使用。第6页，本讲稿共157页v 2层序地层学发展成为一门独立学科层序地层学发展成为一门独立学科 地震地层学阶段地震地层学阶段v 当当Exxon石油公司的石油公司的P瓦瓦Vail；RnvMitchum;JBSangree和和SThom

7、pson在在Payton(1977)主编的地震地层学在勘探中的应用一主编的地震地层学在勘探中的应用一书中发表了有关地震地层学的概念时，层序地层学进入书中发表了有关地震地层学的概念时，层序地层学进入了另一个主要发展阶段。其突出特色在于提出了海平面了另一个主要发展阶段。其突出特色在于提出了海平面升降概念和由此引起的、在地震资料可见到的、以不整升降概念和由此引起的、在地震资料可见到的、以不整合为界的地层型式合为界的地层型式Mitchum(1977)加深并扩展了层序加深并扩展了层序概念，他将概念，他将层序定义为层序定义为由一相对整合的、成因上相由一相对整合的、成因上相关的地层序列组成的一个地层单元，该

8、单元顶底界关的地层序列组成的一个地层单元，该单元顶底界为不整合或可与不整合对比的整合面为不整合或可与不整合对比的整合面”。第7页，本讲稿共157页v这一阶段成就在于这一阶段成就在于进一步限定了层序的时进一步限定了层序的时限，限，Vail和和Mitchum的层序所包含的时间比的层序所包含的时间比Sloss(1963)的要短得多，前面所述的的要短得多，前面所述的6个克个克拉通层序明显地被进一步细分，即拉通层序明显地被进一步细分，即Sloss的的层序相当于层序相当于Vail等的超层序：等的超层序：提出了海平提出了海平面升降变化是控制层序演化的主要驱动机理面升降变化是控制层序演化的主要驱动机理(Vai

9、l等，等，1977)。但是，由于地震地层学主。但是，由于地震地层学主要是利用地震资料进行盆地分析，测井曲线、要是利用地震资料进行盆地分析，测井曲线、岩心和露头资料并未用于层序分析，因而影岩心和露头资料并未用于层序分析，因而影响研究的精度。响研究的精度。第8页，本讲稿共157页 3层序地层学蓬勃发展阶段v八十年代，层序地层学进入一个蓬勃发展的八十年代，层序地层学进入一个蓬勃发展的时期。以海平面变化时期。以海平面变化综合研究方法综合研究方法专题论文的出版为标志，层序地层学是由专题论文的出版为标志，层序地层学是由Exxon石油公司的石油公司的RVail，Mitchum等，一等，一批地质学家们以地震地

10、层学为基础发展起来批地质学家们以地震地层学为基础发展起来的，并与沉积学的，并与沉积学(钻井和露头区沉积学钻井和露头区沉积学)和生物和生物地层学紧密结合的一门新兴学科其突出特地层学紧密结合的一门新兴学科其突出特色表现为下列几方面：色表现为下列几方面：第9页，本讲稿共157页v 将地震、钻井和露头资料综合研究将地震、钻井和露头资料综合研究，避免了单，避免了单一方法的局限性和片面性，使层序划分和层序内部特征的一方法的局限性和片面性，使层序划分和层序内部特征的描述更为精细、准确。描述更为精细、准确。v 建立不同级别等时地层格架建立不同级别等时地层格架，为地层分布模式研，为地层分布模式研究提供更为系统和

11、科学的方法体系。究提供更为系统和科学的方法体系。v 进一步完善层序的成因机制进一步完善层序的成因机制，Vail等进一步明等进一步明确构造作用和海平面升降周期是控制层序形成的主要确构造作用和海平面升降周期是控制层序形成的主要因素。因素。v 提高了地质学家的预测能力，包括理论预测和实际提高了地质学家的预测能力，包括理论预测和实际预测两个方面。预测两个方面。从理论预测上讲，通过海平面相对变化从理论预测上讲，通过海平面相对变化的研究，预测某些应有的体系域的展布方向、范围、可的研究，预测某些应有的体系域的展布方向、范围、可能的岩相及其分布，从而对盆地发展史作出科学的预见。能的岩相及其分布，从而对盆地发展

12、史作出科学的预见。从实际上讲，可以通过体系域和岩相的分布规律，预测从实际上讲，可以通过体系域和岩相的分布规律，预测能源资源及其它沉积矿产的有利分布带。能源资源及其它沉积矿产的有利分布带。第10页，本讲稿共157页二、层序地层学基本概念二、层序地层学基本概念v层序地层学是根据地震、钻孔和露头资料对层序地层学是根据地震、钻孔和露头资料对地层型式做出综合解释，其中心思想在于建地层型式做出综合解释，其中心思想在于建立沉积盆地的等时地层格架。立沉积盆地的等时地层格架。v 1层序层序v层序是一套相对整一的、成因上有联系的地层序是一套相对整一的、成因上有联系的地层，其顶和底以不整合和可以与之对比的整层，其顶

13、和底以不整合和可以与之对比的整合为界合为界。层序是层序地层分析中的基本单位，。层序是层序地层分析中的基本单位，它是由一套体系域组成。它是由一套体系域组成。第11页，本讲稿共157页v2体系域体系域v 体系域是同一时期内具成因联系的沉积体系组合体系域是同一时期内具成因联系的沉积体系组合(town和和Fisher，1977)。在层序地层分析中，体系。在层序地层分析中，体系域作为层序构成单元，每个体系域都解释为与全球域作为层序构成单元，每个体系域都解释为与全球海水面变化曲线的某一特定间段。比如在大陆边缘海水面变化曲线的某一特定间段。比如在大陆边缘盆地中，低位体系域的盆底扇代表快速全球海平面盆地中，低

14、位体系域的盆底扇代表快速全球海平面下降期产物；低位体系域的斜坡扇代表全球海水面下降期产物；低位体系域的斜坡扇代表全球海水面下降晚期或全球海平面上升早期的产物；海侵体系下降晚期或全球海平面上升早期的产物；海侵体系域代表全球海平面快速上升时期的产物：高位体系域代表全球海平面快速上升时期的产物：高位体系域代表全球海平面上升晚期，全球海平面停滞和全域代表全球海平面上升晚期，全球海平面停滞和全球海平面下降早期的产物球海平面下降早期的产物(图图41)。第12页，本讲稿共157页第13页，本讲稿共157页v 3小层序小层序(或准层序或准层序)和小层序和小层序(或准层序或准层序)组组v 小层序小层序(或准层序

15、或准层序)是由相对整合、成因上是由相对整合、成因上相关的层或层组所组成的序列，它们以海相关的层或层组所组成的序列，它们以海(湖湖)泛面和与之可以对比的面为界。泛面和与之可以对比的面为界。相当于相当于四级或五级沉积旋回。小层序四级或五级沉积旋回。小层序(或准层序或准层序)组组则是由成因上相关的若干小层序则是由成因上相关的若干小层序(或准层序或准层序)所组成的序列，其垂向上构成一个特征的所组成的序列，其垂向上构成一个特征的叠加型式。叠加型式。第14页，本讲稿共157页4可容纳空间和基准面可容纳空间和基准面 v可容纳空间可容纳空间(accomudation)是指可供沉积物堆积的是指可供沉积物堆积的空

16、间空间(ervey，1988)。即在沉积盆地存在一个基准面，。即在沉积盆地存在一个基准面，在基准面之上将出现侵蚀作用。在大陆边缘基准面受海在基准面之上将出现侵蚀作用。在大陆边缘基准面受海平面的制约，并大体上相当于海平面，实际上，可容纳平面的制约，并大体上相当于海平面，实际上，可容纳空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数。空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数。v沉积基准面沉积基准面(base 1evel)是一个假想的动态平衡面，高于是一个假想的动态平衡面，高于此面堆积的沉积物不稳定、不能保存下来，低于此面则发此面堆积的沉积物不稳定、不能保存下来，低于此面则发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而

17、保存下来生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保存下来(Sloss，1962)。第15页，本讲稿共157页v 陆相断陷盆地的基准面主要有湖面和河流沉积平衡面。陆相断陷盆地的基准面主要有湖面和河流沉积平衡面。湖面是某一时期湖泊水体表面的平均位置，它是湖相沉积体湖面是某一时期湖泊水体表面的平均位置，它是湖相沉积体系的沉积基准面。河流沉积平衡面系的沉积基准面。河流沉积平衡面(fhvial depositional equilibrium surface)指水流搬运能力与物源供给沉积总量指水流搬运能力与物源供给沉积总量达到一种平衡状态，形成顺水流方向坡度逐渐减小的地形。达到一种平衡状态，形成顺水流方向坡度逐

18、渐减小的地形。其纵切面上各点联线，在理论上是一条上凹的抛物线，其纵切面上各点联线，在理论上是一条上凹的抛物线，在河口附近平坦，向物源方向逐渐变陡在河口附近平坦，向物源方向逐渐变陡(Gary等，等，1974)。河流沉积平衡面是河流沉积体系的基准面，沉积物堆积河流沉积平衡面是河流沉积体系的基准面，沉积物堆积到河流沉积平衡面后，流入和流出的沉积物体积相当，到河流沉积平衡面后，流入和流出的沉积物体积相当，不发生明显的侵蚀作用或沉积作用。沉积基准面是一种不发生明显的侵蚀作用或沉积作用。沉积基准面是一种动态平衡面，其位置受多种因素影响，某一时期有一个动态平衡面，其位置受多种因素影响，某一时期有一个相对固定

19、的位置，一旦外界条件相对固定的位置，一旦外界条件(如构造沉降、沉积环如构造沉降、沉积环境、沉积物类型等境、沉积物类型等)变化，基准面位置也随之变化。变化，基准面位置也随之变化。第16页，本讲稿共157页 5密集段v密集段是指在极缓慢速度下沉积的地层段。密集段是指在极缓慢速度下沉积的地层段。密集段可能以丰富的、多种多样的浮游和底密集段可能以丰富的、多种多样的浮游和底栖微生物组合、自生矿物栖微生物组合、自生矿物(如海绿石，磷灰石如海绿石，磷灰石和菱铁矿和菱铁矿)、有机物质为特征。、有机物质为特征。第17页，本讲稿共157页第18页，本讲稿共157页三、层序地层分析方法v根据层序地层学标准所确定的年

20、代地层单元，在古地理的重建、根据层序地层学标准所确定的年代地层单元，在古地理的重建、地质发展史分析、沉积盆地资源评价和全球地层对比中具有重要地质发展史分析、沉积盆地资源评价和全球地层对比中具有重要意义。传统的地层分析方法在解释古地理和地史上存在不同的缺意义。传统的地层分析方法在解释古地理和地史上存在不同的缺点。物理岩石地层学方法利用的岩石物性界面可能是穿时的，年点。物理岩石地层学方法利用的岩石物性界面可能是穿时的，年代地层学方法使用非物性界面的边界，尽管标志层对比可能有年代地层学方法使用非物性界面的边界，尽管标志层对比可能有年代地层意义，但对标志层的选择具有任意性，一个盆地可能不同代地层意义，

21、但对标志层的选择具有任意性，一个盆地可能不同于另一盆地，或一个研究者与另一个研究者不同。层序地层学是于另一盆地，或一个研究者与另一个研究者不同。层序地层学是一综合性方法，它综合露头、测井和地震一综合性方法，它综合露头、测井和地震 资料，提供一个概念模资料，提供一个概念模式作为对比工具来分析沉积作用和侵蚀作用随基准面的变化的反式作为对比工具来分析沉积作用和侵蚀作用随基准面的变化的反应，利用基准面的变化鉴别和解释不同类型物理界面及地层段的应，利用基准面的变化鉴别和解释不同类型物理界面及地层段的成因特征。成因特征。第19页，本讲稿共157页v 层序层序(sequence)是以不整合面为界的一个单元，

22、这一概念是以不整合面为界的一个单元，这一概念首先由首先由Sloss提出，提出，“层序层序”可视为年代地层单元，因此，一可视为年代地层单元，因此，一个层序代表了两个不整合面时间范围内沉积岩石。个层序代表了两个不整合面时间范围内沉积岩石。Vail等等(1977)证实，地震纵波沿地质时间线产生反射，依此产生了证实，地震纵波沿地质时间线产生反射，依此产生了利用不连续面作为划分沉积岩的地震地层学解释方法。通过利用不连续面作为划分沉积岩的地震地层学解释方法。通过这些研究，绘出了一套中生代和新生代全球不连续面旋回图。这些研究，绘出了一套中生代和新生代全球不连续面旋回图。随着认识的不断深入，发现这些不连续面由

23、海平面相对变化随着认识的不断深入，发现这些不连续面由海平面相对变化控制，而海平面相对变化可在测井、露头及地震剖面上加以控制，而海平面相对变化可在测井、露头及地震剖面上加以认识。这样逐步形成了认识。这样逐步形成了“层序地层学层序地层学”概念。概念。第20页，本讲稿共157页v 层序地层学是一套新的，适用于全球范围的层序地层学是一套新的，适用于全球范围的地层学体系，是对沉积岩进行细分、对比和地层学体系，是对沉积岩进行细分、对比和作图的一个准确方法。作图的一个准确方法。层序地层学认为地层层序地层学认为地层单元的形成起因于可容纳空间的变化，它们单元的形成起因于可容纳空间的变化，它们以地震剖面和地质横剖

24、面上的地层不连续面以地震剖面和地质横剖面上的地层不连续面为界，只要沉积物足够厚，这些界面可以在为界，只要沉积物足够厚，这些界面可以在地震资料、露头和测井剖面上识别出，且可地震资料、露头和测井剖面上识别出，且可据生物地层确定其年代。据生物地层确定其年代。第21页，本讲稿共157页v 能否应用好层序地层学分析方法，取决于能否应用好层序地层学分析方法，取决于对各种不同级别的地层单元的认识，这些地对各种不同级别的地层单元的认识，这些地层单元包括小层序层单元包括小层序(或准层序或准层序)、小层序、小层序(或准或准层序层序)组和层序，它们均以年代地层学上有组和层序，它们均以年代地层学上有重要意义的侵蚀面、

25、无沉积面或可与之对比重要意义的侵蚀面、无沉积面或可与之对比的界面为边界。的界面为边界。第22页，本讲稿共157页vVan Wagoner等等(1988)将层序地层单元的等级系统将层序地层单元的等级系统划分划分为七个等级，即层序、小层序为七个等级，即层序、小层序(或准层序或准层序)组、小层序组、小层序(或准层或准层序序)、层组、层、纹层组、纹层。、层组、层、纹层组、纹层。其中层组、层、纹层组、其中层组、层、纹层组、纹层的厚度较小，分布范围极为有限，很难能在全盆范围纹层的厚度较小，分布范围极为有限，很难能在全盆范围对比，所以使用者较少。鉴于沉积盆地分析的特点，李思对比，所以使用者较少。鉴于沉积盆地

26、分析的特点，李思田等田等(1992)建议建议7个等级的分类方案，个等级的分类方案，即盆地充填序列、构即盆地充填序列、构造层序造层序(巨层序巨层序)、层序、沉积体系域、层序、沉积体系域(或小层序或小层序(或准层序或准层序)组组)，沉积体系单元，沉积体系单元(或小层序或小层序(或准层序或准层序)、成因相、成因相内、成因相、成因相内部的构成单元。部的构成单元。图图4-2表示了鄂尔多斯盆地构造层序和层序表示了鄂尔多斯盆地构造层序和层序的划分。的划分。第23页，本讲稿共157页第24页，本讲稿共157页第二节第二节 层序地层单元的基本构成层序地层单元的基本构成v沉积盆地内各级别地层单元组成一个等级系统。

27、层序地层学的沉积盆地内各级别地层单元组成一个等级系统。层序地层学的核心就是识别这些不同级别地层单元和确定它们在垂向上和横核心就是识别这些不同级别地层单元和确定它们在垂向上和横向上的变化规律。本节重点介绍小层序向上的变化规律。本节重点介绍小层序(或准层序或准层序)、小层序、小层序(或或准层序准层序)组和体系域。组和体系域。v一、小层序一、小层序(或准层序或准层序)基本构成特征基本构成特征v 小层序小层序(或准层序或准层序)(parasequence)在许多译文中被译为在许多译文中被译为“准层序准层序”或或“副层序副层序”，在汉语中，在汉语中“准准”或或“副副”相对于正而言，但实际上相对于正而言，

28、但实际上parasequence与与sequence却是等级的差别。一个层序可以含有十几个至几十个却是等级的差别。一个层序可以含有十几个至几十个parasequence，所以，李思田教授等主张译为，所以，李思田教授等主张译为“小层序小层序(或准层序或准层序)”(李李思田等，思田等，1992)。小层序。小层序(或准层序或准层序)的含义与的含义与Busch所提出的成因地层增所提出的成因地层增量量(GIS)相当。相当。第25页，本讲稿共157页(一)小层序(或准层序)基本特征v小层序小层序(或准层序或准层序)是以海泛面或与之相关的面为界的、成因是以海泛面或与之相关的面为界的、成因上相关的层或层组所组

29、成的一个相对整合的地层序列上相关的层或层组所组成的一个相对整合的地层序列(Van Wanoner，1985)。小层序。小层序(或准层序或准层序)显示一个水深向上变显示一个水深向上变浅的序列，即相当于浅的序列，即相当于Ryer(1983)的从海侵到海退的小旋回。的从海侵到海退的小旋回。v 大部分碎屑岩中的小层序大部分碎屑岩中的小层序(或准层序或准层序)是前积的，即年是前积的，即年轻的砂岩层组的前端逐渐向水盆沉积。这种沉积型式产轻的砂岩层组的前端逐渐向水盆沉积。这种沉积型式产生水深向上变浅的岩相组合。部分硅质碎屑和大部分碳生水深向上变浅的岩相组合。部分硅质碎屑和大部分碳酸盐岩的小层序酸盐岩的小层序

30、(或准层序或准层序)是加积的但也是向上变浅的。是加积的但也是向上变浅的。第26页，本讲稿共157页v从粒序来看，可划分向上变粗和向上变细的小层序从粒序来看，可划分向上变粗和向上变细的小层序(或或准层序准层序)。在典型向上变粗的小层序。在典型向上变粗的小层序(或准层序或准层序)中中(图图4-3)，自下而上层组增厚、砂岩变粗、砂泥岩比增加。，自下而上层组增厚、砂岩变粗、砂泥岩比增加。如碎屑滨岸或三角洲小层序如碎屑滨岸或三角洲小层序(或准层序或准层序)。在向上变细的。在向上变细的小层序小层序(或准层序或准层序)中中(图图4-4)，自下而上层组变薄，砂岩，自下而上层组变薄，砂岩变成更细岩性变成更细岩性

31、(通常在顶部变成泥岩和煤层通常在顶部变成泥岩和煤层)和砂岩泥和砂岩泥岩比值减小。如河流小层序岩比值减小。如河流小层序(或准层序或准层序)、潮坪小层序、潮坪小层序(或准层序或准层序)。向上变粗和向上变细的小层序。向上变粗和向上变细的小层序(或准层序或准层序)内的垂直岩相组合均反映水深逐渐减小。内的垂直岩相组合均反映水深逐渐减小。第27页，本讲稿共157页第28页，本讲稿共157页第29页，本讲稿共157页v从小层序从小层序(或准层序或准层序)的成因机理来看，小层序的成因机理来看，小层序(或准层序或准层序)可以划分为幕式小层序可以划分为幕式小层序(或准层序或准层序)和同期性小层序和同期性小层序(或

32、准层序或准层序)。v 幕式小层序幕式小层序(或准层序或准层序)产生于沉积过程本产生于沉积过程本身或局部构造作用。前者最好的例证是由分身或局部构造作用。前者最好的例证是由分流河道改道导致三角洲朵体的迁移，这种小流河道改道导致三角洲朵体的迁移，这种小层序层序(或准层序或准层序)分布范围较局限，其侧向延伸分布范围较局限，其侧向延伸范围与三角洲朵体本身的延伸范围相等。后范围与三角洲朵体本身的延伸范围相等。后者最好的例证是由于沿活动断层的沉降运动者最好的例证是由于沿活动断层的沉降运动所引起的海平面迅速相对上升，即局部海平所引起的海平面迅速相对上升，即局部海平面上升，这种小层序面上升，这种小层序(或准层序

33、或准层序)侧向延伸范围侧向延伸范围与断层活动影响范围有关。与断层活动影响范围有关。第30页，本讲稿共157页v周期性小层序周期性小层序(或准层序或准层序)则受控于区域性海平则受控于区域性海平面变化，可能起因于米兰科维奇轨道周期引面变化，可能起因于米兰科维奇轨道周期引起的古气候周期性变化，此种变动引起冰川起的古气候周期性变化，此种变动引起冰川融化和海水体积的变化，从而导致海平面的融化和海水体积的变化，从而导致海平面的升降。这种机制控制了分布面积广泛的周期升降。这种机制控制了分布面积广泛的周期性小层序性小层序(或准层序或准层序)的形成。如华南和华北晚的形成。如华南和华北晚古生代海陆交替相地层中的周

34、期性小层序古生代海陆交替相地层中的周期性小层序(或或准层序准层序)可以追索近百公里。可以追索近百公里。第31页，本讲稿共157页v (二二)小层序小层序(或准层序或准层序)边界特征边界特征v小层序小层序(或准层序或准层序)边界是海泛面及可与它对比的面。边界是海泛面及可与它对比的面。它是一个从局部至盆地范围的平坦面，且在大面积范它是一个从局部至盆地范围的平坦面，且在大面积范围内只显示微小的地形起伏。海泛面可清楚地划分出围内只显示微小的地形起伏。海泛面可清楚地划分出界面以上深水环境下沉积的岩石和该面以下的浅水环界面以上深水环境下沉积的岩石和该面以下的浅水环境下沉积的岩石。海泛面的特点是较小的海底侵

35、蚀作境下沉积的岩石。海泛面的特点是较小的海底侵蚀作用和无沉积作用。说明具有一个较小的间断面。海底用和无沉积作用。说明具有一个较小的间断面。海底侵蚀的程度同海泛面的变化有关。侵蚀范围从数英寸侵蚀的程度同海泛面的变化有关。侵蚀范围从数英寸至数十英尺，而数英尺是最常见的。至数十英尺，而数英尺是最常见的。第32页，本讲稿共157页v 在岩心和露头中，已观察到与层序边界不重合的海泛面上，在岩心和露头中，已观察到与层序边界不重合的海泛面上，有少量的海侵滞留物沉积，我们这里所使用的海侵滞留物有少量的海侵滞留物沉积，我们这里所使用的海侵滞留物(transgressive lag)定义为厚度通常小于定义为厚度通

36、常小于06米的较粗的米的较粗的沉积物，由贝壳、贝壳碎屑、破裂泥岩碎屑、钙裂泥岩碎沉积物，由贝壳、贝壳碎屑、破裂泥岩碎屑、钙裂泥岩碎屑、钙质团块、硅质碎屑砾岩或卵石组成。这种物质是海屑、钙质团块、硅质碎屑砾岩或卵石组成。这种物质是海侵期间由于临滨的侵蚀作用，从下伏地层中带上来的，并侵期间由于临滨的侵蚀作用，从下伏地层中带上来的，并且在海侵面顶部聚积成一不连续层。在岩心和露头所见大且在海侵面顶部聚积成一不连续层。在岩心和露头所见大量海泛面，其标志是具有上面所列的沉积物颗粒随意排列量海泛面，其标志是具有上面所列的沉积物颗粒随意排列的一个明显界面。然而，当海侵滞留物确实出现在海泛面的一个明显界面。然而

37、，当海侵滞留物确实出现在海泛面上时，该滞留物通常是明显地从下伏地层中派生出来，例上时，该滞留物通常是明显地从下伏地层中派生出来，例如砾质砂岩顶部的薄层硅质砾石。更为常见的是在与层序如砾质砂岩顶部的薄层硅质砾石。更为常见的是在与层序边界重合的海泛面上发现这种滞留物沉积。在这种情形中，边界重合的海泛面上发现这种滞留物沉积。在这种情形中，滞留物与下伏沉积物没有这样一种明显的亲缘关系。这些滞留物与下伏沉积物没有这样一种明显的亲缘关系。这些滞留物有如下四种类型。滞留物有如下四种类型。第33页，本讲稿共157页v第一种类型的滞留物由不连续、不规则形状的钙质团第一种类型的滞留物由不连续、不规则形状的钙质团块

38、组成。块组成。滞留物停留于海泛面上，该面与位于深切谷底部滞留物停留于海泛面上，该面与位于深切谷底部或河谷间地区的层序边界重合。这种滞留物是在层序边界暴或河谷间地区的层序边界重合。这种滞留物是在层序边界暴露于地表时期从土壤层内部形成的钙质壳或分散的钙质团块露于地表时期从土壤层内部形成的钙质壳或分散的钙质团块中衍生出来的。后续的海侵作用搬走了较容易侵蚀的土壤而中衍生出来的。后续的海侵作用搬走了较容易侵蚀的土壤而在海侵面上留下作为滞留物的团块。这些团块通常是表明古在海侵面上留下作为滞留物的团块。这些团块通常是表明古土壤层存在的标志。土壤层存在的标志。第34页，本讲稿共157页v 第二类滞留物是小层序

39、第二类滞留物是小层序(或准层序或准层序)遭受强烈的掘穴以及波遭受强烈的掘穴以及波浪或水流改造作用产生的。浪或水流改造作用产生的。滞留物厚度在海泛面以下达滞留物厚度在海泛面以下达15米，经筛选作用向下伏地层内部渐渐消失。小层米，经筛选作用向下伏地层内部渐渐消失。小层序序(或准层序或准层序)中不存在能划分被改造沉积物与未改造中不存在能划分被改造沉积物与未改造沉积物的界面。这种改造作用被认为是在海侵之后和沉积物的界面。这种改造作用被认为是在海侵之后和大量细粒沉积物前积于海泛面之前，由于风暴以及正大量细粒沉积物前积于海泛面之前，由于风暴以及正常两栖动物群的集群现象形成的。在一些地方，生物常两栖动物群的

40、集群现象形成的。在一些地方，生物扰动和海底暴露会导致稳固地基扰动和海底暴露会导致稳固地基(firmground)的形成。的形成。这种滞留物通常形成于与层序边界重合的海泛面上。这种滞留物通常形成于与层序边界重合的海泛面上。第35页，本讲稿共157页v 第三类滞留物是在海平面上升之后有机质或无机质的碳酸盐岩堆第三类滞留物是在海平面上升之后有机质或无机质的碳酸盐岩堆积于海泛面之上。积于海泛面之上。有机碳酸盐多以贝壳层出现，产生达有机碳酸盐多以贝壳层出现，产生达18米厚米厚的广阔的板状体，覆盖于海侵面上的广阔的板状体，覆盖于海侵面上(Kidwell，1989)。尽管这些贝。尽管这些贝壳层受风暴的筛选和

41、改造作用，但是它们代表了陆架原有的组合，壳层受风暴的筛选和改造作用，但是它们代表了陆架原有的组合，贝壳层并不是从下伏小层序贝壳层并不是从下伏小层序(或准层序或准层序)中侵蚀而来的。沿着马里兰中侵蚀而来的。沿着马里兰州的州的Calver悬崖的中新统地层中，这些类型的贝壳层被认为覆盖悬崖的中新统地层中，这些类型的贝壳层被认为覆盖在与层序边界重合的海泛面上在与层序边界重合的海泛面上(Kidwell，1989)。无机碳酸盐以鲕。无机碳酸盐以鲕状岩或豆状出现，在海泛面上可形成砂滩和砂坝，特别是远离深状岩或豆状出现，在海泛面上可形成砂滩和砂坝，特别是远离深切河谷的海泛面与层序边界重合的地方。此时外陆架在低

42、水位之切河谷的海泛面与层序边界重合的地方。此时外陆架在低水位之后已被浅水覆盖。波浪搅动足以形成鲕状或豆状岩石，而硅质碎后已被浅水覆盖。波浪搅动足以形成鲕状或豆状岩石，而硅质碎屑流入量甚微。最终，当海平面不断上升并置碳酸盐岩颗粒于波屑流入量甚微。最终，当海平面不断上升并置碳酸盐岩颗粒于波浪搅动基面以下时，浅滩停止发育，并可能遭受局部改造，而风浪搅动基面以下时，浅滩停止发育，并可能遭受局部改造，而风暴作用影响浅滩在整个陆架的分布。暴作用影响浅滩在整个陆架的分布。第36页，本讲稿共157页v第四类可能是最普通的滞留物，是在一个下第四类可能是最普通的滞留物，是在一个下切河谷底部的层序边界上的河道滞留物

43、。切河谷底部的层序边界上的河道滞留物。这这种滞留物是在海平面下降期间堆积的。这种种滞留物是在海平面下降期间堆积的。这种河道滞留物是由不同颗粒类型组成，但是最河道滞留物是由不同颗粒类型组成，但是最普遍的是由圆的燧石、石英或石英质卵石组普遍的是由圆的燧石、石英或石英质卵石组成。厚度范围从只有一个卵石厚的薄透镜体成。厚度范围从只有一个卵石厚的薄透镜体至数米厚的滞留层。至数米厚的滞留层。第37页，本讲稿共157页二、小层序二、小层序(或准层序或准层序)组类型及其特征组类型及其特征v 小层序小层序(或准层序或准层序)组是成因上联系的、彼此呈相同叠加型式组是成因上联系的、彼此呈相同叠加型式的小层序的小层序

44、(或准层序或准层序)所组成的序列，小层序所组成的序列，小层序(或准层序或准层序)组的边界组的边界为大的海泛面和可与它对比的界面。为大的海泛面和可与它对比的界面。v(一一)小层序小层序(或准层序或准层序)组类型组类型v小层序小层序(或准层序或准层序)组内的叠加型式有前积、退积和加积三种组内的叠加型式有前积、退积和加积三种(Van Wagoner，1985)，这取决于沉积速率与可容纳空间增长速率的比值。，这取决于沉积速率与可容纳空间增长速率的比值。图图4-5表现了这些叠合型式以及它们的测井响应。不同类型小层序表现了这些叠合型式以及它们的测井响应。不同类型小层序(或或准层序准层序)组内部地层叠覆方式

45、及其测井响应特征组内部地层叠覆方式及其测井响应特征第38页，本讲稿共157页第39页，本讲稿共157页v前积小层序前积小层序(或准层序或准层序)组组(progradational parasequence set)中，逐渐变年轻的小层中，逐渐变年轻的小层序序(或准层序或准层序)逐层向盆地方向沉积并可延伸较逐层向盆地方向沉积并可延伸较远，即反映了沉积体系不断向盆地方向进积远，即反映了沉积体系不断向盆地方向进积的过程，其沉积速率比可容纳空间增长速率的过程，其沉积速率比可容纳空间增长速率大。大。第40页，本讲稿共157页v退积小层序退积小层序(或准层序或准层序)(retrogradational p

46、arasequence set)中，逐渐变年轻的小层序中，逐渐变年轻的小层序(或准层序或准层序)，以阶梯状后退方式逐层向陆方向沉积和延伸，其沉，以阶梯状后退方式逐层向陆方向沉积和延伸，其沉积速率比可容纳空间增长速率小。尽管在退积小层序积速率比可容纳空间增长速率小。尽管在退积小层序(或准层序或准层序)组中，每个小层序组中，每个小层序(或准层序或准层序)是向前加积的，是向前加积的，但该小层序但该小层序(或准层序或准层序)组在组在“海侵型式海侵型式”中是向上加深的。中是向上加深的。我们从定义出发使用我们从定义出发使用“退积退积这个术语是为了表示海岸线这个术语是为了表示海岸线向后向后(向陆方向向陆方向

47、)后退。后退。第41页，本讲稿共157页v 加积小层序加积小层序(或准层序或准层序)组组(aggradational parasequence set)中，逐渐变年轻的小层中，逐渐变年轻的小层序序(或准层序或准层序)，层层向上沉积而没有大的侧向，层层向上沉积而没有大的侧向移动，即反映了沉积体系不断地垂向加积的移动，即反映了沉积体系不断地垂向加积的过程，其可容纳空间增长速率接近或等于沉过程，其可容纳空间增长速率接近或等于沉积速率。积速率。第42页，本讲稿共157页(二)小层序(或准层序)组基本特征 v小层序小层序(或准层序或准层序)组垂向叠加型式既可以通过垂向沉组垂向叠加型式既可以通过垂向沉积相

48、和岩性变化所表示，向的变化所表示。也可通过积相和岩性变化所表示，向的变化所表示。也可通过小层序小层序(或准层序或准层序)侧垂向上，任何小层序侧垂向上，任何小层序(或准层序或准层序)组组叠加型式中的单个小层序叠加型式中的单个小层序(或准层序或准层序)都是进积式，这都是进积式，这些小层序些小层序(或准层序或准层序)在垂向上组合规律指示总体海在垂向上组合规律指示总体海(水水)进或海进或海(水水)退的趋势，即构成所谓退积小层序退的趋势，即构成所谓退积小层序(或准层或准层序序)组和前积小层序组和前积小层序(或准层序或准层序)组。一方面可依据垂向组。一方面可依据垂向上每个小层序上每个小层序(或准层序或准层

49、序)中砂岩泥岩比、砂岩层数或中砂岩泥岩比、砂岩层数或砂岩层厚度的变化等特征来判断砂岩层厚度的变化等特征来判断(图图4-5)。另一方面可。另一方面可依据垂向上每个小层序依据垂向上每个小层序(或准层序或准层序)中成因相或成因亚中成因相或成因亚相变化来判断，如江西丰城矿区龙潭组狮子山段的障相变化来判断，如江西丰城矿区龙潭组狮子山段的障壁坝壁坝泻湖体系的沉积代表前积小层序泻湖体系的沉积代表前积小层序(或准层序或准层序)组组(见图见图4-6)，下部小层序，下部小层序(或准层序或准层序)只发育较深水的中只发育较深水的中下临滨沉积，而上部小层序下临滨沉积，而上部小层序(或准层序或准层序)还发育有较浅还发育有

50、较浅水的上临滨及泻湖潮坪沉积，总体指示海退的趋势。水的上临滨及泻湖潮坪沉积，总体指示海退的趋势。第43页，本讲稿共157页第44页，本讲稿共157页v小层序小层序(或准层序或准层序)组在侧向上的变化主要依据组在侧向上的变化主要依据每个小层序每个小层序(或准层序或准层序)向陆地方向和向盆地方向陆地方向和向盆地方向沉积相带的分布判断。对比图向沉积相带的分布判断。对比图4-5中每个小中每个小层序层序(或准层序或准层序)内海岸平原、砂岩和泥岩以及内海岸平原、砂岩和泥岩以及陆架泥岩的分布位置，不难发现总体海侵陆架泥岩的分布位置，不难发现总体海侵(退退积式积式)或海退或海退(进积式进积式)的规律性。的规律