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1、层序地层学Sequence Stratigraphy,层序地层学 Sequence Stratigraphy,一.基础篇 课堂教学,二.应用篇 自学实习,层序地层学有关书籍(英文),Sea Level Changes-an Integrated Approach,1988,Wilgus,C.K.et al(ed.),SEPM No.42,Siliciclastic Sequence Stratigraphy in Well Logs,Cores,and Outcrops:Concepts for High-Resolution Correlation of Time and Facies,19
2、90,Van Wagonar,J.C.et al.AAPG Methods in Exploration No7,Siliciclastic Sequence Stratigraphy-Recent Developments and Applications,1994,Weimer,P.et al(ed.).AAPG Memoir 58,层序地层学有关书籍(英文),Carbonate Sequence Stratigraphy,1994,Loucks,R.G.et al(ed.)AAPG Memoir 57,High Resolution Sequence Stratigraphy:Innov
3、ations and Applications,1995,Howell J.A.&Aitken,J.F.(ed.).Geological Society Special Pub.No.104,Sequence Stratigraphy,1996,Emery,D.,&K.Myers,Shallow Marine and Nonmarine Reservoirs:Sequence Stratigraphy,Reservoir Architecture and Production Characteristics,1997,Shanley,K.W.&B.F.Perkins,层序地层学有关著作(中文)
4、,地震地层学解释基础,徐怀大、王世凤、陈开远编,1990,中国地质大学出版社,层序地层学原理,徐怀大等译,1993,石油工 业出版社,考试卷开卷、最好打印,一论述型(或型)层序的形成、基本沉积特征和内部体系域配置。(20分)二简述基准面(base level)和可容纳空间(accommodation)的概念,并评介它们在油气勘探开发中的意义(10分)三结合油气勘探开发实例论述层序地层学在油气勘探开发中的应用,以及层序地层学的发展趋势。(70分),层序地层学 Sequence Stratigraphy,层序地层学发展史及其基本概念,硅质碎屑岩层序地层模式与研究方法,高分辨率层序地层学发展概况,层
5、序地层学框架中的生储盖组合,碳酸盐岩及其它盆地层序地层学概论,层序地层学 Sequence Stratigraphy,层序地层学发展史及其基本概念,硅质碎屑岩层序地层模式与研究方法,高分辨率层序地层学发展概况,碳酸盐岩及其它盆地层序地层学概论,层序地层学框架中的生储盖组合,Suess的海面变化概念,二十世纪初,冰川消融理论已可较系统的说明全球的海面变化(eustatic sea-level)和全球一致的隆升作用(isostatic uplift),但其对沉积韵律的控制作用研究较少。而Eduard Suess(1906)首次提出了全球海面变化(eustatic)这一术语,他提出沉积单元的上超和退
6、覆反映了全球海面变化(onlap and offlap of sedimentary units global sea-level changes),海面上升的源自盆地的沉降,沉积物的充填则造成海面的下降。,Suess的海面变化概念,层序地层学的发展史,五十年代的层序(Sloss,1949,1963),1949年Sloss,Krumbein和Dapples在一次会议上首次同时提出了层序的概念,他们将“层序”定义为以克拉通内部的大型不整合为边界的地层组合单元。,Sloss出版了北美克拉通主要层序的对比剖面(1963,六个层序,Hag1987年称其为超层序super sequences)。Slos
7、s的观点被他在西北大学的研究生发扬光大,其中最著名的便是Peter.R.Vail。,层序地层学的发展史,五十年代的层序地层学(Wheeler,1964),Harry Wheeler(1958)关于碎屑岩时间地层(Time-stratigraphy)的一系列经典论文,其中的许多概念目前还在使用。其中最为著名的是他1964年提出的基准面概念分隔开沉积带和剥蚀带的物理面。,BASE LEVEL,which separates deposition zone from erosion zone(Wheeler,1964),基准面概念(Wheeler,1964),早期的基准面,70年代的地震地层学(Va
8、il),P.R.Vail及其同事提出的地震地层学是层序地层学发展的又一个里程碑。他们根据Carter和Exxon 石油公司的工作经验而编写的Seismic Stratigraphy(1977)是世界上引用最多的层序地层学文献。在该文献中,首次提出了真正的沉积层序概念有成因联系的地层单元,Vail等人还提出地震层序地层学的概念并从地震剖面中导出海平面变化曲线。,地震层序(Vail和Mitchum),地震反射的地质意义,基本平行等时界面层面或不整合面,以及少量流体界面。注意分辨率限制,80年代早中期的层序地层学,对于现代层序地层学的形成,Exxon 公司生产研究部(group)有过一系列重要的贡献
9、,将层序地层学概念应用于测井和地面露头剖面Application of sequence concepts to well-log and outcrop sections,论证了硅质碎屑岩和碳酸盐岩沉积体系的模型Testing of working models in siliciclastic and carbonate systems,提出三种准层序叠加模式(Stacking patterns),80年代早中期的层序地层学,提出密集段概念(Condensed Section implications),Jervey(1988)建立硅质碎屑岩的理论沉积模型,提出可容纳空间的概念。Early
10、 theoratical models in siliciclastics and the concept of accommodation space,Hag等人(1987)编制出第二代全球海面变化曲线 Relative Sea-Level Cycle Chart.,80年代的层序地层学,90年代中国的层序地层学高潮,国内的层序地层学研究始于1989年,基本与国际同步,但由于地震地层学的滥用阴影,起初并不顺利。只是在九十年代中期以后,层序地层学才在国内得到很大的发展。对中国石油地质学家来说,核心问题是研究非海相层序地层学和断陷盆地的层序地层学研究方法与层序地层模式。,层序地层学的定义,层序地
11、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 chronostratigraphic framework of repetitive,genetically related strata bounded by surfaces of erosion or nondeposition,or their correlative conformities.,层序地
12、层学的简略定义,D.Emery et.al(1996)给出一个简明的定义,“地层学中研究沉积盆地充填,形成以不整合或相对应的整合为界的成因地层单元的分支学科。”,The subdivision of sedimentary basin fills into genetic packages bounded by unconformities and their correlative conformities.,层序地层学的支撑学科,层序地层学与地震地层学、生物地层学、年代地层学、沉积学等地质学科理论有着密切的关系,它们构成了层序地层学的支撑学科体系。值得注意的是,层序地层学与以岩性相似性为依
13、据的岩性地层学没有什么本质上关联。,层序地层与年代地层、岩性地层界面的关系,地震层序地层分析基本特征,根据地质事件在地震上的响应划分为协调(整一,整合)关系和不协调(不整一,不整合)两种类型。不协调接触关系可根据地震反射终端消失类型(方式)区别为削截(削蚀)、顶超、上超和下超四种类型。,地震层序分析基础,下伏不整合,削截,上覆不整合,顶超,上超,下超,内部收敛,上超,底超Baselap,层序地层的基本控制因素,SEDIMENT SUPPLY,CLIMATE,层序地层的基本控制因素(变量),变量 控制作用构造沉降 可供沉积的空间全球海平面升降 地层和岩相分布模式沉积物供应 沉积充填和古水深气候
14、沉积物类型,以上诸变量中,由构造沉降与全球海平面升降导致的海平面相对于盆地边缘的位置,是层序地层学的基础。,基本概念层序,一套相对整一的、成因上有联系的、其顶和底面以不整合面或者与这些不整合面可以对比的整合面为界的地层(据Vail等,1977)。层序是在海平面升降周期曲线上相邻的两个下降速度转折点之间沉积的,它由一套体系域所组成。,不整合 Unconformity,一个分割新老地层的间断面,沿此面有明显的水上暴露侵蚀特征(或相应的水下剥蚀)(据 J.C.Van Wagoner,et al,1988)。A surface separating younger from older strata,
15、along which there is evidence of subaerial erosional truncation(and,in some area,correlative submarine erosion)or subaerial exposure,with a significant hiatus indicated(J.C.Van Wagoner,et al,1988).,Unconformity,一个分割新老地层的间断面,不整合 Unconformity,型不整合 Unconformity,型不整合 Unconformity,基本概念:体系域,一串同时期的沉积体系(据Br
16、own,1977)。每个体系域都与海平面升降周期曲线上的特定段相伴生(海平面迅速下降期-低水位扇,海平面上升-海进体系域等)。,Definition of Key Terms沉积体系 Depositional System,一串现在仍积极作用的(现代的)或者推测的(古代的)沉积作用和沉积环境(三角洲、河流、障壁岛等)从成因上联系到一起的岩相组合(据Brown,1977)。A three-dimentional assemblage of lithofacies,genetically linked by active(modern)or inferred(ancient)processes a
17、nd enviroments(delta,river,barrier island,and so on)(Brown and Fisher,1977).,8,4,Definition of Key Terms沉积体系Depositional System,三角洲沉积体系。逐渐向海前积。,4,Definition of Key Terms准层序 Parasequence,向上变粗的、滩砂沉积准层序的地层特征。它形成在浪控滨岸浅滩上。,4,Definition of Key Terms准层序Parasequence,向上变粗的、三角洲砂沉积准层序的地层特征。它形成在河控的滨岸带。,4,Defini
18、tion of Key Terms 准层序组 Parasequence Set,一系列成因相关的、并具特定叠加模式的准层序,大多数情况下,它以主要洪泛面和与之相对应的界面为界。A succession of genetically related parasequences which form a distinctive stacking pattern that is bounded,in many cases,by major marine-flooding surface and their correlative surface(J.C.Van Wagoner,1988).,4,准层
19、序组 Parasequence Set,三种类型:进积式(或前积式),退积式和加积式,Definition of Key Terms 准层序组的类型,当沉积物供应速率大于可容纳空间的增长速率时,形成progradational(进积或前积)准层序组当沉积物供应速率小于可容纳空间的增长速率时,形成 retrogradational(退积)准层序组当沉积物供应速率约等于可容纳空间的增长速率时,形成 aggradational(加积)准层序组,Definition of Key Terms 密集段 Condensed Section,以沉积速度极低为特征的一种薄的海相地层层段(沉积速度小于1一l0m
20、m1000年)(据Vail,Hardenbol,Todd,1984)。它们是半远洋和远洋沉积物组成,缺乏陆源碎屑物质,是在海平面相对上升最大、海岸线海侵最大时期在外陆架、陆坡和盆地底部沉积的(据Loutit,1986)。A thin marine stratigraphic interval characterized,Definition of Key Terms 密集段 Condensed Section,以沉积速度极低为特征的一种薄的海相地层层段,4,密集段(Condensed Section),密集段代表时间跨度很长但沉积速度极慢条件下的非补偿缺少物源的沉积。由于沉积物与海水的长期接触
21、引起的各种原生作用与成岩作用,因此,在硅质碎屑岩层系的密集段中,常常出现纸状页岩、丰富的海相微古或超微古生物、自生海绿石、菱铁矿、海绿石、磷灰石、原生的白云岩、极低的电阻,高的自然伽玛,它的部位常常处在大段泥岩的底部(我国东部油田常称作泥脖子段,如沙一段的泥岩段,沙三段的泥岩段,阜宁组四段的泥岩段等)。,层序地层学的两个最重要概念,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,基准面分隔开沉积带和剥蚀带的物理面。BASE LEVEL,which separates deposition zone from erosion zone(Wheeler,1964),可容纳空间可供潜在的沉积物堆
22、积的空间。Accommodation Space The space made available for potential sediment accumulation(Jervey,1979).,Definition of Key Terms基准面Base level,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。如果认为基准面是海平面或海平面附近的水平面,那么该基准面
23、将会分隔开下伏的沉积带(水下)和上覆的剥蚀带(陆上)。但实际上在地面较高处也有沉积作用,那就需要另一个水平的基准面来分隔开这个比较高的剥蚀带和沉积带。这是与原先解释的基准面水平面的观点相矛盾。,基准面概念(Cross,1994),Definition of Key Terms可容纳空间 Accommodation space,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
24、积,它也取决于填充的速率即地表搬运过程的效率。,可容纳空间 Accommodation space,Definition of Key Terms可容纳空间 Accommodation space,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,而潜在的可利用空间又逐步被充填,因而有效容纳空间向盆地方向减小。有效可容纳空间在地质历史中随地质年代而在不断的变化,并且这种变化主要由构造升降运动、沉积填充后的残余地貌形态、海平面相对升降变化、沉积压实作用、沉积充填物负荷的岩石圈补偿和热流作用等因素所控制。,可容纳空间 A
25、ccommodation space,8,4,The Relationship of the Terms,The Relationship of the Terms,MAIN AccommodationBase LevelDepositional Shelf Break(Equilibrium ProfileEquilibrium Point)SEDIMENTS Sequence Systems Tract Depositional System Parasequence Set Parasequence Condenced Section SURFACE Unconformity Trans
26、gressive S.Maximum Flooding S.Marine Flooding S.,层序地层学的主要流派,广义的层序地层学大体上有四大流派:以EXXON石油公司和Rice大学的Vail、Van Wagonar、Posamentier等人为代表的经典层序地层学流派,他们强调以地表不整合或与该不整合可以对比的整合界面为层序边界;以Taxas大学的Galloway、Fraziar等人为代表的成因层序地层学流派,他们采用最大洪泛面作为层序的边界;以Colorado矿业学院的Cross等人为代表的旋回层序地层学流派,他们特别注意使用受海平面变化等因素制约的地层基准面,以其作为层序的边界;J
27、ohnson等人所强调的以地表不整合或海进冲刷不整合为界面而确定的层序,人们多称其为T-R旋回地层学。,目前层序地层学的主要学派,层序地层学主流派P.R.Vail等人,成因(层序)地层学 Galloway 等人,旋回(层序)地层学T.A.Cross 等人,Genetic Sequence Stratigraphy以最大洪泛面为层序边界,Cycle Sequence Stratigraphy以基准面变化旋回划分层序,Seismic Sequence Stratigraphy以陆上剥蚀面作为层序边界,层序地层学与成因(层序)地层学,旋回(层序)地层学,层序地层学的石油地质意义,提高分辨率是层序地层
28、学发展的当务之急多学派并存与共用是层序地层研究的最佳方案层序格架是以不整合为界的层序间的对比,绝不可简单套用岩性地层段落区域层序地层学是含油气系统的重要组成高分辨率层序地层学已成为油气成藏动力学的主要研究内容,层序地层学 Sequence Stratigraphy,层序地层学发展史及其基本概念,硅质碎屑岩层序地层模式与研究方法,高分辨率层序地层学发展概况,碳酸盐岩及其它盆地层序地层学概论,层序地层学框架中的生储盖组合,盆地边缘沉积地貌分区,层序地层学的许多概念和原理均来自沉积盆地的地震资料解释(Vail,et.al.1987)。在地震资料中,进积的盆地边缘沉积体系常常有一定的沉积地貌几何形态。
29、,盆地边缘沉积地貌分区,顶积、前积(斜积)和底积三大沉积单元是进积盆地边缘的基本分区。按盆地边缘的成因与几何形态特征,盆地边缘有如下几种类型:陆棚(坡折)边缘斜坡边缘裂谷边缘以及生长断层边缘前陆盆地边缘,盆地边缘沉积地貌分区顶积层Topset,顶积层指的是盆地边缘的近物源部分,它以较低的坡度(0.1)为特征。地震剖面中的顶积层都是十分平坦的,常发育有河流冲积沉积体系、三角洲沉积体系和浅海沉积体系。,顶积层滨岸带(Shoreline),它位于顶积层内任何部位,可能与退覆坡折(offlap break)相一致,也可能出现在退覆坡折向陆地百余公里处。顶积层的近源端称为湾岸上超(coastal onl
30、ap),其意指湾岸平原或滨海相的上倾终止。,盆地边缘沉积地貌分区斜积层Clinoform,斜积层通常用于描述盆地边缘剖面中,那些相对陡峭倾斜的部分(1),它们发育于顶积层的向盆地方向。斜积层通常含有大陆坡的较深水沉积体系。斜积层的斜坡可在地震剖面中分辨出。,盆地边缘沉积地貌分区底积层Bottomset,底积层通常用于描述盆地边缘剖面中,那些位于斜积层底部的沉积,它们以相对较小的坡度为特征,含有深水沉积体系。上述地貌单元中,退覆坡折或陆架坡折是一个非常重要的概念。,陆棚(坡折)边缘Shelf-break Margins,它是一种沉积斜坡十分发育的盆地边缘类型。海面下降期间,河流深切而断续地将沉积
31、物搬运到坡积斜坡。已堆积的沉积物块体破坏后形成了大量的浊流和海底扇沉积。海面上升期间,三角洲沉积体系常常进积到陆棚边缘;它表现为一种典型的被动大陆边缘。,陆棚(坡折)边缘Shelf-break Margins,沉积斜坡十分发育的盆地边缘,斜坡边缘 Ramp Margin,斜坡边缘以相对较浅的水深为特征,在其内部,波浪和水流作用可以控制沉积区的绝大部分。沉积角度通常小于1。在地震剖面中,如果可以分辨出坡积层,那么它便是叠瓦状的,其周边的倾角小于0.5。斜坡边缘的退覆坡折多位于滨岸带,在这里河流逐渐转换进入稍微陡峭的陆坡或三角洲前缘部位。,斜坡边缘 Ramp Margin,以相对较浅的水深为特征波
32、浪和水流作用可以控制沉积区内的绝大部分,斜坡边缘 Ramp Margin,斜坡边缘的沉积发育特征与陆棚边缘有所不同。低位期可能缺乏深水浊流沉积、或十分稀少。它的沉积体系以向盆地的逐步迁移为主,而缺乏明显的陆坡过路沉积或盆地相带。即使有水下扇发育,它也是前三角洲的浊流沉积,而不是单独的水下扇(Van Wagoner et al,1990)。,裂谷边缘 Rift Margin,以经历了活跃的地壳拉张运动为特征。拉张断层对古地貌形态和沉积物充填有很强的控制作用。裂谷内可容纳空间的数量与分布主要由构造作用(断裂)控制。因为沉积物向裂谷中心的充填而形成的过路作用,裂谷边缘以较高的地形起伏和沉积饥饿发育为
33、特征。,裂谷边缘 Rift Margin,以经历了活跃的地壳拉张运动为特征,裂谷边缘 Rift Margin,沉积特征差异很大,在断块根部迅速沉陷的同时,其冠部(断脊)却可能遭受剥蚀。其盆地边缘沉积体系可能会以长长的坡积层纵深进入深水区,而只有相对较小的顶积层。总之,沉积体系发育特征很大程度上取决于裂谷是海相的、还是陆相的?,生长断层边缘Growth-fault Margins,生长断层盆地边缘以重力驱动下的同沉积张性断层为特征。断层根部沉降速率较大,形成逐渐增厚的地层层序。沉积相带将穿越断层而变化。因此,其近物源端可能会形成深水沉积体系(Emery,1996)。,生长断层边缘Growth-f
34、ault Margins,以重力驱动下的同沉积张性断层为特征,前陆盆地边缘Forland-Basin Margins,前陆盆地边缘的沉积发育与沉积物注入盆地的方式沿盆地轴向注入、还是通过逆掩断层横向注入有较大关系。如为后者,那么随着构造沉降速率的增加,将使近物源区的可容纳空间相对于盆地中心较大,而形成典型的加积沉积模式,发育较厚的顶积层沉积。坡积层较薄,地震剖面中难以识别出(Posamentier and Allen,1993)。,前陆盆地边缘Forland-Basin Margins,沉积发育与沉积物注入盆地的方式有较大关系,层序 Sequence,任一个层序都代表了一个以非海相剥蚀面为界的
35、沉积旋回,它们沉积在一个(在研究尺度上)重大的基准面升降旋回中。在多数盆地中,基准面是由海面控制的。也可以说,层序是由海面相对升降旋回而形成的。,层序 Sequence,依据层序底部的界面(不整合)类型,层序可分为两种类型:型层序和型层序。在我国的陆相沉积盆地中,大多数地层均属于型层序,国外的海相层序也是如此。因此,我们将重点讨论型层序。,I 型层序 Type I Sequence,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。,I 型层序 Type I Sequence,型层序边界以与河流复壮作用、岩相的向盆地方向转移、
36、海岸上超的向下转移以及上覆地层的上超伴生的陆上暴露及同时发生的陆上侵蚀作用为特征。,I型层序的内部结构,作为岩相向盆地方向转移的结果,非海相或很浅的海相岩层,如层序边界之上的辫状河道或河口湾砂岩,可能直接盖在界面以下的较深水海相岩层。如下临滨砂岩或者陆架泥岩之上,而没有穿插着在中间沉积环境中沉积的岩石。这种岩相叠置可称为岩相位错(facies dislocation)。,I 型不整合 Type I Unconformity,I 型层序界面被解释为海面相对下降速度超过在退覆坡折带处盆地沉降速度、在该处产生海面相对下降时形成的(Van Wagoner et al.,1988)。I 型层序界面被称为
37、 I 型不整合。,型不整合 Unconformity,层序的内部结构,层序可划分为若干个体系域体系域是根据界面类型,它们在层序内的位置,以及准层序及准层序叠置模式客观地加以定义的。在任何一个相对海面变化周期中(层序),都可发育三种主要的体系域类型。,层序的内部结构,体系域的命名使复杂的岩相特征简单化,因而将地层划分为体系域是十分有必要的。因为体系域包含了一系列具地貌和沉积特征的沉积体系,所以它代表了基本的编图单元。,层序的内部结构,必须注意的是,当谈到体系域时,低水位和高水位这些术语并不意味着暗示了全球性海面变化周期上的独特的时期或者位置。一个体系域开始的实际时间是海面升降、沉积物供应和构造运
38、动间相互作用的函数。,I型层序的内部结构,依据沉积物展布范围是局限于陆棚坡折以下,还是陆棚坡折以上,可划分为如下三种体系域:低(水)位体系域(LST)、海进体系域(TST)、高(水)位体系域(HST)。,I型层序的内部结构,LST,TST,HST,低位体系域(Lowstand Systems Tract),I 型沉积层序底部的体系域被称为低位体系域低位体系域是在以相对海平面下降速度超过退覆坡折带处的沉降速度和随后的相对海平面缓慢上升为特点的阶段沉积的。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),陆棚坡折大陆边缘退覆坡折处的相对海面下降对河流体系有着极其重要的影响。在相对海面下
39、降以前,河流多已形成一定的河床坡降剖面,高部位剥蚀,低部位(冲积平原和湾岸平原)沉积。当海面相对上升时,河流将会四处泛滥、冲刷。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),当海面相对下降到退覆坡折处以下时,海湾线离开陆架降落到陆坡上,由于平衡剖面降低,河流剖面将调整以适应较低的基准面。这就引起河流复壮或者下切,河流将下切到原先沉积的顶积层:即早期层序的冲积平原、湾岸平原和陆棚沉积之中。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),与早先的高水位体系域时期相比,这个阶段的沉积负载比较大,并且以较高的砂泥比为特征。这是因为低位扇时期的河流沉积物负载是由下切水流掏挖
40、出来的再搬运沉积物组成的,再加上内陆流域盆地供应的冲积负载沉积物;以及由于没有沉积物留在洪泛平原上,所有这些沉积负载都路过早期的顶积层,并最终沉积在早期的高位坡积斜坡或退覆坡折带处。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),低位体系域(Lowstand Systems Tract),而后,由于在这些部位沉积物过分集中带来的不稳定性,导致整体运动(mass movement)作用的开始,而随后这里的退缩性崩塌,可以导致大的陆架边沿槽沟或者海底峡谷的形成。最后,从河流以及同时期海底峡谷侧壁滑塌而来的沉积物被密度流搬运到盆地中,并且在陆坡变得十分平缓的地方沉积下来。通常,这些沉积
41、物是点源型海底扇。这种沉积体系起因于陆棚部位的河流下切作用。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),低位体系域(Lowstand Systems Tract),在海面相对下降的最低点,河流剖面再次稳定,进积的顶积坡积层体系因而也会稳定。低位体系域早期的顶积层系将在原先的退覆坡折之下开始上超。低位体系域主要为一系列的进积型准层序组。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),低位体系域(Lowstand Systems Tract),海面相对上升的速率开始较慢,可容纳空间的增加也较少。因而沉积物供应很快超过可容纳空间的增量,于是发育了一系列的进积体系低位体
42、系域。然而,随着海面相对上升速率的加快,可容纳空间增加也变得较快,而超过沉积物供应速率增量。此时,原先的进积体系将转化为退积或加积体系,进而发展到下一个体系域水进体系域。,低位体系域 水进体系域,低位体系域(Lowstand Systems Tract),如果低位体系域是沉积在一个具有陆架坡折的盆地内,通常可以把它分成两个独立的、不同时期的组成部分:低位扇和紧跟着的低位进积楔。低位扇是受沉积物经由陆架通过活跃的下切谷时的海底扇沉积作用控制的。低位进积楔以较细的楔形陆坡沉积为主。它们又称陆坡扇、楔、锥和海底扇。,低位扇 Lowstand Fan,低位扇 Lowstand Fan,低位扇通常可以区
43、分出两个单独的沉积单元:早期的、位于陆坡脚的盆底扇(BF,basin floor fan);后续的、衔接于陆坡处的斜坡扇(SF,slope fan)。,低位扇 Lowstand Fan,斜坡扇,盆底扇,盆底扇 basin floor fan,它以沉积于下陆坡和盆地底部的海底扇为特征。盆底扇沉积取决于伸入到陆坡的峡谷的剥蚀作用和陆棚上河流体系的下切作用。陆棚和陆坡的硅质碎屑通过峡谷而注入到盆底扇中。盆底扇的底面(与低位体系域底面一致)为1型层序边界,如果低位进积楔的进积范围足够大,盆底扇顶面可能是后续的低位进积楔的下超面,盆底扇顶面也可能是上覆任何斜坡扇的下超面。,斜坡扇 slope fan,斜
44、坡扇(陆坡扇)以陆坡中部或底部的浊积和碎屑流沉积为特征。斜坡扇沉积作用可以是与盆底扇同时期的,或者是与低位进积楔的早期部分同时期的。斜坡扇的顶部是低位进积楔中部和上部的某一个下超面。典型的斜坡扇被认为是由水下河道天然堤沉积复合体(Van Wagoner et al.,1988)。,低位扇 Lowstand Fan,低位扇通常可以区分出两个单独的沉积单元。但是,并非在所有盆地中的各个层序中都能区别开这两种沉积单元。,低位进积楔Lowstand Prograding Wedge,低位进积楔Lowstand Prograding Wedge,低位进积楔是一个在海面相对上升加速时期沉积的顶积坡积层体系
45、。它以海进面(最大进积面,maximum progradation surface)与上覆的海进体系域分隔开,并且以从进积(低位进积楔)到退积(海进体系域)的准层序叠加模式转换标明界线。,低位进积楔Lowstand Prograding Wedge,它以陆架上的下切河谷充填为特征。常上超于层序界面之上,以具楔形形态的前积充填方式覆盖于陆坡之上,并常下超于盆底扇或陆坡扇之上。低位进积楔沉积与盆底扇沉积是不同时期的沉积物。低位进积楔由前积到加积准层序组组成。,低位进积楔Lowstand Prograding Wedge,低位进积楔的顶面与低位体系域的顶面相重合,是一个海泛面,称为海进面。低位进积楔
46、沉积是海平面缓慢相对上升时期发生的。低位进积楔以覆盖在斜坡扇有堤河道沉积和随后的峡谷充填之上的三角洲沉积体系的前积为特征。作为三角洲前缘的沉积物,浊积岩等深水砂可沉积下来。,低位进积楔Lowstand Prograding Wedge,低位体系域(Lowstand Systems Tract),I型层序的内部结构,依据沉积物展布范围是局限于陆棚坡折以下,还是陆棚坡折以上,可划分为如下三种体系域:低(水)位体系域(LST)、海进体系域(TST)、高(水)位体系域(HST)。,I型层序的内部结构,LST,TST,HST,海进体系域(Transgressive Systems Tract),I型(或
47、型)沉积层序内部中间的体系域被称为海进体系域。海进体系域沉积在相对海面上升、可容纳空间体积增加较沉积物供应快得多的时期。它具有最发育的顶积层系和少量的坡积层系,以发育一个或多个退积式准层序组为特征。,海进体系域(Transgressive Systems Tract),海进体系域中最活跃的沉积体系是顶积层体系:河流体系、滨海体系、湾岸平原和陆棚体系。此时,发育的每一个三角洲都是陆棚三角洲。这些沉积物可能会显示出欠补偿的证据,它们可能是煤系沉积、漫堤沉积、泻湖沉积或湖相沉积、洪水形成的河口湾等。,低位体系域(Lowstand Systems Tract),海进体系域(Transgressive
48、Systems Tract),广阔的陆棚区是海进体系域的特征之一,此时有广泛的潮汐作用影响。,海进体系域(Transgressive Systems Tract),相对海面上升的最大速率出现在海进体系域内部。海进体系域末期,当顶积层可容纳空间体积增加减少,并与沉积物供应相匹配时,进积再次出现。这时形成了最大洪泛面(maximum flooding surface)。此时,海进体系域沉积物经长距离迁移进入密集段发育区,形成一套富含有机质的磷灰质页岩或藻灰岩沉积物。,密集段(Condensed Section),它出现在高水位期沉积与海进及低水位期沉积间的下超面上。密集段有两层重要性。一是它所代表
49、高水位期沉积体系域的前三角洲细粒沉积往往作为重要的生油岩覆盖下伏的海进及低水位储油岩上,可以形成各种类型的油藏。一是由于高水位沉积覆盖在年龄不同的海进和低水位沉积上,因此,在朝海或深水方向,同样可以形成年代跨度不等的沉积间断。这点在理解复杂的地层缺失原因上极为重要。,I型层序的内部结构,LST,TST,HST,密集段,密集段(Condensed Section),密集段的出现并不仅限于上下图所示的位置上。在其它的下超面(如海进体系域与低水位体系域之间,低水位前积楔与低水位斜坡扇之间、斜坡扇与盆底扇之间)上,都有密集段存在,但其规模较小。密集段代表时间跨度很长但沉积速度极慢条件下的非补偿缺少物源
50、的沉积。,密集段(Condensed Section),密集段主要产于海进体系域内部和高水位体系域远端。它实际上是不断前积的、穿时的前三角洲细粒沉积,密集段(Condensed Section),密集段主要产于海进体系域内部和高水位体系域远端。密集段实际上是不断前积的、穿时的前三角洲细粒沉积。因此,它的外部界面(顶底面)是穿时的,内部界面(纹层面)则是等时的。在滨线的区域性海进时期,密集段分布最广泛。,海进体系域(Transgressive Systems Tract),海进体系域的底面是位于低位体系域或者陆架边缘体系域顶面处的海进面。海进体系域内部的准层序在朝陆地方向上超到层序边界之上,在朝