层序地层学(第三章)教案资料.ppt
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1、层序地层学(第三章)第三章第三章 海相层序地层学海相层序地层学 第第节节 碎屑岩层序地层样式碎屑岩层序地层样式一、一、I I型层序地层样式型层序地层样式 1 1具陆棚坡折边缘的具陆棚坡折边缘的I I型层序地层样式型层序地层样式 2具缓坡边缘的具缓坡边缘的I型层序地层样式型层序地层样式 二、二、II型层序地层样式型层序地层样式 1II型层序边界和体系域构成型层序边界和体系域构成 2II型层序体系域特征型层序体系域特征 三、海相碎屑岩层序地层与油气三、海相碎屑岩层序地层与油气勘探勘探 1层序地层学在油气勘探开发中的应用层序地层学在油气勘探开发中的应用 2体系域的成藏条件分析体系域的成藏条件分析 3
2、层序地层中的成藏组合类型分析层序地层中的成藏组合类型分析 第二节第二节 碳酸盐岩层序地层样式碳酸盐岩层序地层样式一、碳酸盐岩沉积背景和一、碳酸盐岩沉积背景和沉积控制因素沉积控制因素 1.1.碳酸盐岩沉积背景碳酸盐岩沉积背景 2.2.碳酸盐岩台地和斜坡沉积相带碳酸盐岩台地和斜坡沉积相带3.碳酸盐岩沉积的控制因素分析碳酸盐岩沉积的控制因素分析二、层序界面和体系域类型二、层序界面和体系域类型 1.1.层序类型和层序边界层序类型和层序边界2.2.体系域类型及其特征体系域类型及其特征三、碳酸盐岩层序地层模式三、碳酸盐岩层序地层模式 1.1.碳酸盐岩缓坡层序地层样式碳酸盐岩缓坡层序地层样式2.2.碳酸盐岩
3、斜坡层序地层样式碳酸盐岩斜坡层序地层样式 3.3.孤孤立立碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地层层序序地地层层样样式式 四四、海海相相碳碳酸酸盐盐岩岩层层序序地地层层与油气勘探与油气勘探 1.1.碳酸盐岩层序地层与油气勘探碳酸盐岩层序地层与油气勘探的关系的关系2.2.碳酸盐岩层序成藏条件分析碳酸盐岩层序成藏条件分析 第第节节 碎屑岩层序地层样式碎屑岩层序地层样式 一、一、I型层序地层样式型层序地层样式1具陆棚坡折边缘的具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式型层序地层样式 1)具陆棚坡折边缘的盆地特点具陆棚坡折边缘的盆地特点(1)存存在在着着明明显显地地形形分分异异的的陆陆棚棚、陆陆坡坡和和盆盆地地地地形形。陆陆
4、棚棚坡坡度度小于小于05度,度,陆坡坡度陆坡坡度36度,海底峡谷坡度为度,海底峡谷坡度为10左右。左右。(2)具具有有明明显显分分割割陆陆棚棚沉沉积积物物与与陆陆坡坡沉沉积积物物的的陆陆棚棚坡坡折折,在在这陆棚坡折两侧存在突然的浅水到深水的过渡。这陆棚坡折两侧存在突然的浅水到深水的过渡。(3)具具有有倾倾斜斜的的斜斜坡坡沉沉积积地地层层样样式式。当当海海平平面面下下降降到到沉沉积积滨滨线线坡折带以下时,河流深切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。坡折带以下时,河流深切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。(4)存存在在能能够够形形成成深深切切峡峡谷谷并并向向盆盆地地输输送送沉沉积积物物的的、足足够够大大的的河流
5、体系。河流体系。(5)具有足够大的可容空间将准层序组保存下来。具有足够大的可容空间将准层序组保存下来。(6)海海平平面面下下降降幅幅度度足足以以使使低低位位体体系系域域在在陆陆棚棚坡坡折折或或在在其其外外侧不远的地方发生沉积。侧不远的地方发生沉积。2)具陆棚坡折边缘的具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式型层序地层样式(1)低位体系域:低位体系域:低位体系域是在全球海平面快速下低位体系域是在全球海平面快速下降速率大于沉积滨线坡折带构造沉降降速率大于沉积滨线坡折带构造沉降速率时,以及海平面相对缓慢上升时速率时,以及海平面相对缓慢上升时形成的同期沉积体系组合,其底为形成的同期沉积体系组合,其底为I型不整
6、合界面及其对应的整合面,其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顶为首次越过陆棚坡折带的初次海泛面。在具陆棚坡折的盆地中,面。在具陆棚坡折的盆地中,低位体低位体系域常由盆底扇、斜坡扇和低位前积系域常由盆底扇、斜坡扇和低位前积楔状体组成楔状体组成 在在陆陆架架坡坡折折背背景景中中,低低水水位位体体系系域域由由盆盆底底扇扇(bf)、斜斜坡坡扇扇(sf)、低低水水位位楔楔状状体体(lsw)和和下切谷充填物(下切谷充填物(iv)所组成()所组成(Vail,1987)。)。盆盆底底扇扇(Basin floor fan)是是指指沉沉积积在在盆盆地地底底部部或或大大陆陆斜斜坡坡下下
7、部部的的海海底底扇扇,其其形形成成与与斜斜坡坡上上的的峡峡谷谷侵侵蚀蚀以以及及陆陆棚棚暴暴露露地地表表发发生生河河流流回回春春下下切切作作用用密密切切相相关关。即即在在形形成成I类类层层序序界界面面时时,由由于于陆陆棚棚部部分分或或全全部部出出露露地地表表遭遭受受剥剥蚀蚀,沉沉积积物物越越过过陆陆棚棚和和大大陆陆斜斜坡坡,通通过过深深切切谷谷和和斜斜坡坡峡峡谷谷以以点点物物源的供应方式在盆底形成盆底扇。源的供应方式在盆底形成盆底扇。盆盆底底扇扇底底界界面面与与低低位位体体系系域域底底界界一一致致,顶顶界界面面为为一一下超面,常被斜坡扇和低位前积楔状体下超。下超面,常被斜坡扇和低位前积楔状体下超
8、。盆盆底底扇扇作作为为重重力力流流沉沉积积物物可可用用鲍鲍玛玛序序列列的的AB,AC段组合或被截切的段组合或被截切的A段描述。段描述。盆盆底底扇扇内内扇扇为为序序列列不不明明显显的的、互互层层的的砂砂砾砾岩岩,中中扇扇为为向向上上粒粒度度变变细细、砂砂层层厚厚度度减减薄薄的的水水道道化化沉沉积积序序列列,外外扇扇为为向向上上粒粒度度变变粗粗、砂砂层层变变厚厚的的非非水水道道化化沉沉积积序序列列,在在外外扇扇部位可能存在较大规模的砂质朵状体。部位可能存在较大规模的砂质朵状体。斜斜坡坡扇扇(Slope fan)指指位位于于大大陆陆斜斜坡坡中中部部或或底底部部的的重重力力流流沉沉积积体体,它它是是在
9、在全全球球海海平平面面下下降降晚晚期期或或上升早期形成的。上升早期形成的。斜斜坡坡扇扇可可沉沉积积于于盆盆底底扇扇之之上上,也也可可沉沉积积在在比比盆盆底底扇扇更更近近源源的的地地方方,其其顶顶被被低低位位前前积积楔楔状状体体下下超超。斜斜坡坡扇扇可可以以与与盆盆底底扇扇同同期期沉沉积积,也也可可与与低低位位前前积积楔楔状体同期沉积。状体同期沉积。由由于于斜斜坡坡扇扇形形成成时时,陆陆棚棚上上河河流流下下侵侵趋趋于于停停止止,粗粗粒粒物物质质往往往往优优先先充充填填在在深深切切谷谷内内,因因此此斜斜坡坡扇粒度和砂泥比均比盆底扇沉积物更细更低。扇粒度和砂泥比均比盆底扇沉积物更细更低。典典型型的的
10、斜斜坡坡扇扇呈呈开开阔阔裙裙边边状状,以以发发育育有有堤堤活活动水道和溢岸席状韵律浊积砂为沉积特征。动水道和溢岸席状韵律浊积砂为沉积特征。低位前积楔状体低位前积楔状体(Lowstand prograding wedge)是在海平面相对上升期间形成的,由进积到加是在海平面相对上升期间形成的,由进积到加积准层序组构成的楔状体,它主要位于陆棚坡积准层序组构成的楔状体,它主要位于陆棚坡折向海一侧,并上超在先前层序的斜坡上。折向海一侧,并上超在先前层序的斜坡上。楔状体的近源部分有深切谷充填沉积物及楔状体的近源部分有深切谷充填沉积物及其在陆棚或陆坡上伴生的沉积物组成,远源部其在陆棚或陆坡上伴生的沉积物组成
11、,远源部分由厚层富泥的楔状体前积单元组成,在低位分由厚层富泥的楔状体前积单元组成,在低位前积楔状体早期沉积物中可包含有互层的薄层前积楔状体早期沉积物中可包含有互层的薄层的浊积岩。的浊积岩。一般来说,低位前积楔状体沉积物较先期一般来说,低位前积楔状体沉积物较先期层序高位体系域沉积物富含更多的砂质,并可层序高位体系域沉积物富含更多的砂质,并可被上覆海侵体系域页岩所封堵,形成地层圈闭。被上覆海侵体系域页岩所封堵,形成地层圈闭。深切谷深切谷(1ncised valley)是指因海平面下降、是指因海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的深切河流体系及河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的深切河流体系及其充填物
12、其充填物。在海平面大幅度下降期,陆棚因暴露受到河在海平面大幅度下降期,陆棚因暴露受到河流体系的侵蚀形成深切谷地并构成沉积物的搬运通流体系的侵蚀形成深切谷地并构成沉积物的搬运通道。在低位或海侵体系域形成期,因海平面相对上道。在低位或海侵体系域形成期,因海平面相对上升,深切谷可与下伏陆棚泥岩呈突变接触,并具有升,深切谷可与下伏陆棚泥岩呈突变接触,并具有典型的电测曲线响应特征。典型的电测曲线响应特征。依赖于河流规模和河网疏密程度,较粗粒的依赖于河流规模和河网疏密程度,较粗粒的深切谷充填物可呈单一河道,也可呈网状河道分布,深切谷充填物可呈单一河道,也可呈网状河道分布,但总的来说侧向变化快、常被低位或海
13、侵体系域的但总的来说侧向变化快、常被低位或海侵体系域的泥质沉积物所包裹,易形成能富集油气的岩性油气泥质沉积物所包裹,易形成能富集油气的岩性油气藏藏 (2)海侵体系域海侵体系域 海侵体系域底界为首次海泛面,顶界为最大海泛海侵体系域底界为首次海泛面,顶界为最大海泛面,由一系列较薄层的、不断向陆呈阶梯状后退的准面,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。其水体向上不断加深,依次堆积的较新层序组构成。其水体向上不断加深,依次堆积的较新的准层序向陆方向上超在层序边界之上。的准层序向陆方向上超在层序边界之上。海侵体系域完全是退积的,几乎没有前积沉积物,海侵体系域完全是退积的,几乎没有前积沉积
14、物,主要的沉积体系有陆棚三角洲、滨岸平原、富煤的海主要的沉积体系有陆棚三角洲、滨岸平原、富煤的海陆交互沉积、冲积和越岸冲积以及泻湖和湖泊沉积,陆交互沉积、冲积和越岸冲积以及泻湖和湖泊沉积,潮汐影响可能是广泛的。潮汐影响可能是广泛的。海侵体系域较低位和高位体系域具有更低的砂泥海侵体系域较低位和高位体系域具有更低的砂泥百分比值,因而它可构成广泛分布的盖层和烃源岩层,百分比值,因而它可构成广泛分布的盖层和烃源岩层,现今世界大多数陆棚均被海侵体系域占据,主要的三现今世界大多数陆棚均被海侵体系域占据,主要的三角洲都是陆棚三角洲,扇不太发育。河口湾、潮汐海、角洲都是陆棚三角洲,扇不太发育。河口湾、潮汐海、
15、障壁岛和泻湖都是常见的沉积体系,而深海沉积作用障壁岛和泻湖都是常见的沉积体系,而深海沉积作用主要为大陆斜坡滑塌形成的浊流沉积。主要为大陆斜坡滑塌形成的浊流沉积。SB1 密集段密集段(Condensed section,凝缩层,缓慢沉积段)。,凝缩层,缓慢沉积段)。海海侵侵体体系系域域顶顶界界同同上上覆覆高高水水位位体体系系域域底底部部的的斜斜积积层层可可能能合合并并,而而且且厚厚度度非非常常薄薄,这这种种沉沉积积即即密密集集段段。它它缺缺少少陆陆源源物物质质,是是由由薄薄层层的的半半远远洋洋或或远远洋洋沉沉积积物物所所组组成成,分分布布于于外外陆陆架架、大大陆陆坡坡和和深深海海环环境境,含含丰
16、丰富富的的深深水水生生物物化化石石及及与与成成岩岩作作用用有有关关的的海海绿绿石石、黄黄铁铁矿矿、菱菱铁铁矿矿、白白云云石石、磷磷灰灰石石及及油油页页岩岩等等。尽尽管管密密集集段段一一般般很很薄薄,沉沉积积物物聚聚集集速速率率很很低低,且且经经历历了了很很长长时时间间,但但其其沉沉积积作作用用却却是是连连续续的。的。凝凝缩缩层层在在区区域域性性或或全全球球性性地地层层对对比比中中以以及及层层序序地地层层学学研研究究中中起起着着重重要要作作用用。凝缩层分布范围很大,可以由盆地延伸到陆棚,成薄层、稳定凝缩层分布范围很大,可以由盆地延伸到陆棚,成薄层、稳定的沉积单元将滨浅海沉积与较深水的远海沉积地层
17、联系起来的沉积单元将滨浅海沉积与较深水的远海沉积地层联系起来(3)高位体系域高位体系域 高位体系域是在海平面上升末期及下降早期高位体系域是在海平面上升末期及下降早期形成的,或者说是在可容空间增长小于沉积物供给形成的,或者说是在可容空间增长小于沉积物供给速率时形成的。速率时形成的。它广泛分布于陆棚之上,其下部以加积准层它广泛分布于陆棚之上,其下部以加积准层序的叠置样式向陆上超于层序边界之上,向海方向序的叠置样式向陆上超于层序边界之上,向海方向下超于海侵体系域顶面之上。高位体系域是以一个下超于海侵体系域顶面之上。高位体系域是以一个或多个加积式准层序组,继之以一个或多个具前积或多个加积式准层序组,继
18、之以一个或多个具前积斜层形态的前积准层序组为特征。斜层形态的前积准层序组为特征。高位体系域形成期间,随着相对海平面上升高位体系域形成期间,随着相对海平面上升速率的降低,潮汐作用也随之降低,煤、越岸沉积、速率的降低,潮汐作用也随之降低,煤、越岸沉积、泻湖、湖泊沉积减少,三角洲沉积和河道砂体发育泻湖、湖泊沉积减少,三角洲沉积和河道砂体发育连片连片 3)体系域类型与海平面升降变化的关系体系域类型与海平面升降变化的关系 I型层序地层样式为预型层序地层样式为预测层序内沉积体系类型及测层序内沉积体系类型及叠置样式提供了概念模型,叠置样式提供了概念模型,为预测有利的烃源岩、储为预测有利的烃源岩、储集岩和盖层
19、的分布以及有集岩和盖层的分布以及有利的地层岩性圈闭发育区利的地层岩性圈闭发育区发挥了指南作用发挥了指南作用 第第节节 碎屑岩层序地层样式碎屑岩层序地层样式 一、一、I型层序地层样式型层序地层样式 2具缓坡边缘的具缓坡边缘的I型层序地层样式型层序地层样式 1)具缓坡边缘的盆地特点具缓坡边缘的盆地特点(1)盆盆地地坡坡度度低低而而坡坡折折均均一一,地地形形坡坡度度小小于于1度度,不不存存在在从从缓缓坡到陡坡的地形和浅水至深水的突然变化。坡到陡坡的地形和浅水至深水的突然变化。(2)盆盆地地缓缓坡坡沉沉积积物物成成叠叠瓦瓦状状至至“S”型型倾倾斜斜形形态态广广泛泛分分布布于于盆地缓坡及其他地区。盆地缓
20、坡及其他地区。(3)海海平平面面下下降降时时伴伴生生的的河河流流深深切切作作用用可可下下切切至至低低位位滨滨岸岸沉沉积,但不会继续向下进行。积,但不会继续向下进行。(4)由由于于海海平平面面下下降降而而形形成成低低海海平平面面三三角角洲洲和和其其他他滨滨岸岸砂砂岩岩,但不发育盆底扇和斜坡扇。但不发育盆底扇和斜坡扇。(5)海海平平面面下下降降速速度度和和幅幅度度足足以以使使具具缓缓坡坡边边缘缘的的I型型层层序序低低位位体系域在沉积滨线坡折带或其外侧不远的地方发生沉积。体系域在沉积滨线坡折带或其外侧不远的地方发生沉积。2)具缓坡边缘的具缓坡边缘的I型层序地层样式型层序地层样式 在具缓坡边缘的沉积盆
21、地中,低位体系域是由厚度在具缓坡边缘的沉积盆地中,低位体系域是由厚度相对薄的低位楔所构成的。海侵和高位体系域类似于具陆相对薄的低位楔所构成的。海侵和高位体系域类似于具陆棚坡折的棚坡折的I型层序的海侵和高位体系域,但高位体系域中型层序的海侵和高位体系域,但高位体系域中缺乏明显的前积斜层沉积。缺乏明显的前积斜层沉积。在具缓坡边缘的沉积盆地中,低位体系域是由厚度相对薄的在具缓坡边缘的沉积盆地中,低位体系域是由厚度相对薄的低位楔所构成的。这个薄层低位楔包括两部分沉积物,第一部分位低位楔所构成的。这个薄层低位楔包括两部分沉积物,第一部分位于向陆于向陆侧,以深切谷侧,以深切谷(被河流和潮控三角洲沉积充填被
22、河流和潮控三角洲沉积充填)和海岸平原和海岸平原沉积物过路作用为特征,这一部分沉积物是在海平面相对下降、同沉积物过路作用为特征,这一部分沉积物是在海平面相对下降、同时岸线快速向盆地迁移直至海平面下降处于稳定时期形成的。第二时岸线快速向盆地迁移直至海平面下降处于稳定时期形成的。第二部分位于向海一侧,是在缓慢的相对海平面上升时期形成的,由上部分位于向海一侧,是在缓慢的相对海平面上升时期形成的,由上倾的深切谷充填沉积和下倾的一个或多个前积准层序组构成倾的深切谷充填沉积和下倾的一个或多个前积准层序组构成 在相对海平面不在相对海平面不断下降期间,缓断下降期间,缓坡边缘盆地底部坡边缘盆地底部也发生沉积物的也
23、发生沉积物的过路作用,沉积过路作用,沉积了一组向下逐步了一组向下逐步前积的楔状体,前积的楔状体,Posamentier(1992)将具称为将具称为“强制强制性海退楔状体性海退楔状体”,这些楔状体可,这些楔状体可以被高位和低位以被高位和低位前积楔状体保护前积楔状体保护起来。这些强制起来。这些强制性海退楔状体常性海退楔状体常是富砂的可形成是富砂的可形成被页岩包裹的令被页岩包裹的令人感兴趣的地层人感兴趣的地层圈闭圈闭 总的来看,具有陆棚坡折边缘和缓坡边缘总的来看,具有陆棚坡折边缘和缓坡边缘的的I型层序均由低位体系域、海侵体系域和型层序均由低位体系域、海侵体系域和高位体系域组成。但是,在具有陆棚坡折高
24、位体系域组成。但是,在具有陆棚坡折边缘的盆地中,海平面相对下降到陆棚坡边缘的盆地中,海平面相对下降到陆棚坡折以下;而在具缓坡边缘的盆地中,海平折以下;而在具缓坡边缘的盆地中,海平面相对下降到沉积滨线坡折以下,加之地面相对下降到沉积滨线坡折以下,加之地形平缓缺少明显地形坡折,所以具有缓坡形平缓缺少明显地形坡折,所以具有缓坡边缘的边缘的I型层序低位体系域仅由相对较薄的型层序低位体系域仅由相对较薄的楔状体组成,而根本没有峡谷和盆底扇楔状体组成,而根本没有峡谷和盆底扇 第第节节 碎屑岩层序地层样式碎屑岩层序地层样式一、一、I I型层序地层样式型层序地层样式 1 1具陆棚坡折边缘的具陆棚坡折边缘的I I
25、型层序地层样式型层序地层样式 2具缓坡边缘的具缓坡边缘的I型层序地层样式型层序地层样式 二、二、II型层序地层样式型层序地层样式 1II型层序边界和体系域构成型层序边界和体系域构成 2II型层序体系域特征型层序体系域特征 三、海相碎屑岩层序地层与油气三、海相碎屑岩层序地层与油气勘探勘探 1层序地层学在油气勘探开发中的应用层序地层学在油气勘探开发中的应用 2体系域的成藏条件分析体系域的成藏条件分析 3层序地层中的成藏组合类型分析层序地层中的成藏组合类型分析二、二、II型层序地层样式型层序地层样式 1II型层序边界和体系域构成型层序边界和体系域构成 II型型层层序序底底界界为为II型型层层序序边边
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