《陆相层序地层》PPT课件.ppt

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1、2023/8/6,1,层序地层学,赵东升,2,第一节 陆相湖盆地质特征,一、盆地类型及结构二、盆地规模及沉积控制因素三、湖平面变化及其影响因素四、沉积体系特征,第六章 陆相盆地层序地层学,中国大陆中新生代陆相湖盆类型,第二节 陆相湖盆层序地层学,一、陆相层序地层一般特征二、断陷湖盆层序地层样式三、拗陷湖盆层序地层样式四、陆相层序地层与油气勘探,3,中国大陆大地构造格局：东部：为拉张型盆地；西部：为挤压型盆地；中部：为过渡型盆地。,挤压型盆地贺兰山-龙门山-哀牢山以西：（塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地）、,过渡型盆地：拗陷盆地（四川盆地、鄂尔多斯盆地）,拉张型盆地：大兴安岭-武夷山以东（松辽

2、盆地、渤海湾盆地、东海盆地、珠江口盆地）,中国大陆中新生代陆相湖盆类型,4,挤压型盆地：贺兰山-龙门山-哀牢山以西（塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地）,西伯利亚板块与印度板块碰撞，在中国大陆西部形成南南西-北北东方向的挤压构造应力场，形成北西西向褶皱山系与内陆沉积盆地相间分布的构造格局。二者之间以断层为界，以断块山及山前拗陷盆地为特征。沉积盆地不对称，边界受逆冲断层控制。,5,拉张型盆地：大兴安岭-太行山-武陵山以东（松辽盆地、渤海湾盆地、东海盆地、珠江口盆地）,太平洋板块向亚洲板块下俯冲，亚洲板块滨太平洋地区发生地幔上涌，岩石圈减薄，地壳断裂，形成与板块俯冲带基本平行的北北东-北东构造带，

3、发育裂谷断陷盆地及坳陷。盆地基底发育断裂，边界受正断层控制，具有断陷-坳陷双层结构。,6,过渡型盆地：处于东西两大构造应力场之间（四川盆地、鄂尔多斯盆地）。,四川和鄂尔多斯盆地处于特提斯和环太平洋构造域的交叉部位，是在凹陷的构造背景下形成的相对稳定的克拉通盆地。盆地中部沉降，东部构造平缓，西侧部构造陡峭发育逆冲断裂带。,7,大陆内裂谷盆地,一、盆地类型及结构陆相盆地自成体系、类型多、结构复杂,裂陷盆地（大陆内裂谷盆地、）聚敛盆地（山间盆地、陆内前陆盆地、）叠合盆地（不同时期不同成因的盆地 在同一地域上叠置发育）克拉通内凹陷盆地,拗陷盆地,陆内前陆盆地,第一节 陆相湖盆地质特征,8,二、盆地规模

4、及沉积控制因素盆地规模有限，沉积主要受构造和气候影响；构造和气候影响：湖盆容积、水体体积、沉积物供给量 湖平面升降变化频繁；,第一节 陆相湖盆地质特征,9,（一）、湖盆类型（二）、相对湖平面与水深（三）、影响湖平面升降的因素（四）、湖平面升降标志（五）、相对湖平面升降变化曲线,三、湖平面变化及其影响因素,第一节 陆相湖盆地质特征,10,（一）、湖盆类型（水文地质分类）闭流湖盆：注入水量蒸发量+地下渗流量，湖平面高程等于最低溢出口高程，多余的水通过泄水通道流出盆地。潮湿气候条件易形成敞流湖盆，干旱气候条件易形成闭流湖盆,第一节 陆相湖盆地质特征,三、湖平面变化及其影响因素,11,（二）、相对湖平

5、面与水深：相对湖平面：湖面到基底距离；水深：湖面到沉积物表面距离；绝对湖平面：水面到基岩距离。相对湖平面决定可容空间的大小，控制湖相及邻近河流相层序地层的发育，可容空间与沉积物输入间的相互关系决定了层序的结构。,水深,相对湖平面,闭流湖盆,相对湖平面,敞流湖盆,水深,基岩,基岩,绝对湖平面,绝对湖平面,第一节 陆相湖盆地质特征,三、湖平面变化及其影响因素,12,（三）、影响湖平面变化的因素：1、气候因素（气候要素：降雨量、湿度、温度、风力）湖水主要来源：大气降水+河水潮湿气候：淡水供给充沛，闭流湖盆相对湖平面上升敞流湖盆；干旱气候：淡水供给不足，敞流湖盆相对湖平面下降闭流湖盆。敞流湖盆相对湖平

6、面：只受基底构造升降影响，不受潮湿气候影响 闭流湖盆相对湖平面：只受气候影响，不受基底构造升降影响,第一节 陆相湖盆地质特征,三、湖平面变化及其影响因素,13,2、构造因素：敞流湖盆：基底构造沉降相对湖平面上升；基底构造抬升相对湖平面下降。构造沉降距离等于相对湖平面上升距离。闭流湖盆：盆地基底构造沉降相对湖平面不变，绝对湖平面下降。,14,3、沉积物供应：敞流湖盆：沉积物充填不影响相对湖平面变化，只造成水深减少，最终导致湖泊消亡。闭流湖盆：沉积物充填导致相对湖平面的上升，而对水深的影响不大。,15,（四）、湖平面升降标志（缓坡地层终止关系）相对湖平面上升：湖岸上超向陆方向移动；相对湖平面静止：

7、沉积物顶超；相对湖平面下降：削截及湖岸上超向盆地方向移动。,第一节 陆相湖盆地质特征,三、湖平面变化及其影响因素,16,（五）、相对湖平面升降变化曲线曲线是湖平面绝对上升、构造沉降、沉积供给速率的综合结果。,第一节 陆相湖盆地质特征,三、湖平面变化及其影响因素,17,特征：多物源、多沉积中心、沉积体系类型多、相变快沉积体系：冲积扇、河流、三角洲、湖泊、浊积扇,1-曲流河点砂坝砂体；2-三角洲前缘水下分流河道及席状砂体；3-扇三角洲水下分流河道砂体；4-陡岸水下扇扇中砂体；5-湖盆浊积砂体,第一节 陆相湖盆地质特征,四、沉积体系特征,18,第二节 陆相湖盆层序地层学,（一）、控制陆相层序发育的主

8、要因素构造沉降、气候变迁、沉积物供给：湖平面的变化是气候变迁和局部构造运动的结果。气候变迁控制沉积物类型；构造沉降速度与沉积物供给速度共同控制沉积体系的空间配置；,气候,海平面升降,沉积物供给,湖平面升降,构造沉降,一 陆相层序地层一般特征,19,1、构造沉降速率受区域构造应力场、局部构造格局、盆缘断裂的活动影响；2、沉积物供给速度受地形、母岩岩性、气候、搬运距离的影响。,第二节 陆相湖盆层序地层学,20,（二）、层序类型、体系域类型层序类型及体系域据控制因素分类：构造层序及体系域：低位、湖盆扩张、湖盆收缩、非湖泊体系域气候层序及体系域：低位、湖盆扩张、高位、湖盆收缩体系域,（三）、层序边界类

9、型及识别标志：层序边界形成原因：盆地构造背景转换将形成层序界面：盆地间歇沉降、构造应力场转换、盆地构造属性转换。,第二节 陆相湖盆层序地层学,21,1古构造运动面（TC）超层序界面或一级层序界面。为区域不整合面。是盆地基底面或湖盆萎缩后古风化壳（不整合面），形成于大规模构造运动。发育于同一构造应力场的不同盆地。2构造应力场转换面(TT)是二级层序界面。盆地中央为整合界面，在盆缘为侵蚀或冲刷界面。形成于构造应力场转换导致盆地沉降速率急剧变化，引起的湖盆扩张与萎缩时期。,第二节 陆相湖盆层序地层学,22,（3）大面积侵蚀或冲刷不整合面(沉积间断面)(PS)盆缘陆上沉积间断：过路无沉积、大面积侵蚀和

10、冲刷，地震剖面为顶超。坳陷中央水下沉积间断：沉积缓慢或欠补偿无沉积作用。间断面上下岩性、有机质丰度、有机质类型具明显差异。（4）大面积超覆界面(FD)全盆地大面积超覆面。盆缘为角度不整合界面，盆地中央为整合或平行不整合面。形成于盆地构造机制改变（断陷向幼陷）时期，,第二节 陆相湖盆层序地层学,23,二、断陷湖盆层序地层样式（一）湖盆结构特征及断陷盆地层序地层模式（二）层序类型及体系域特征（三）层序形成机制,第二节 陆相湖盆层序地层学,24,（一）断陷盆地层序地层模式,、国外模式1、受湖平面控制的模式Richmond 模式：层序厚度大，砂质沉积多；Newark模式：层序厚度小，泥质沉积多；Fun

11、dy模式：层序厚度小，富含蒸发岩沉积；2、受地形及气候控制的模式高盆缘型：盆地沉降速度大于沉积物供给速度；低盆缘型：盆地沉降速度小于沉积物供给速度。,25,1、受湖平面变化控制的层序地层模式Richmond 模式：沉积物供给充分，层序厚度大，砂质含量高；层序边界由大规模湖平面变化形成，分布范围广。低位及湖侵期陡坡：湖滨砂；缓坡：河流。高位期陡坡：冲积扇、浊积扇，缓坡：三角洲Newark模式：物源不足，层序厚度小，泥质含量多；以低位、湖侵体系域为主，高位体系域不发育。低水位及湖侵期：中心：厚层泥岩；盆缘：冲积扇、河流、三角洲。高水位：深湖泥岩、三角洲。Fundy模式：气候干旱，物源不足，层序厚度

12、小，富含蒸发岩，以低位、湖侵体系域为主，高位体系域不发育。低水位及湖侵期：厚层泥岩夹蒸发岩；缓坡：三角洲、河流沉积；陡坡：风成沙丘；高水位期：泥岩。,26,2、受地形和气候控制的层序地层模式高盆缘型(湖盆沉降速率沉积速率)A段：炎热潮湿、降雨量大。缓坡：河流、三角洲；陡坡：水下扇；湖盆中部：厚层泥岩夹浊积岩。B、D段：亚热、半潮湿、半干旱，湖盆缩小。缓坡：河流、沙丘；陡坡：冲积扇。C段：炎热干旱，湖泊局限。缓坡：沙丘；陡坡：冲积扇。夹蒸发岩沉积。,A,B1,C,D1,D2,B2,A,全球性气候变化周期曲线,A,B,C,D,27,低盆缘型(盆地沉降速率沉积速率)仅发育河流、无湖泊A段：大型曲流河

13、（砂地比1）；B、D段：缓坡：河流（河道宽度变窄）；陡坡：小型冲积扇；C段：缓坡：风成沙丘；陡坡：冲积扇。,A,B1,C,D1,D2,B2,A,全球性气候变化周期曲线,28,、国内模式1、模式一：层序可划分为低水位、水进及高水位体系域。1）低位体系域：基准面下降速度大于构造沉降速度（下降到风暴浪基面之下）；可容空间增长速度小于沉积物供给速度；形成进积型准层序组；沉积体系：冲积扇、斜坡扇、低位楔状体。2）水进体系域：基准面快速上升；可容空间增长速度大于沉积物供给速度；形成退积型准层序组；沉积体系：滨湖滩坝、碳酸盐浅滩，浪控三角洲、扇三角洲-湖底扇，盆地边缘发育煤层或蒸发岩。3）高位体系域：基准面

14、上升至最高位，可容空间增长速度小于沉积物供给速度；沉积体系：滨岸平原及沙坝沉积。缓坡：河控三角洲；陡坡：扇三角洲。4）非湖泊体系域：沉积体系：形成河流、冲积、坡积、沼泽等沉积。,29,2、模式二：层序可划分为冲积、水进、水退、河流体系域。1）冲积体系域：位于层序底部，顶界为初次湖侵面形成于盆地演化早期，沉积物快速进积阶段；沉积体系：冲积扇。2）水进体系域：位于层序中部，顶界为最大湖侵面形成于盆地迅速沉降阶段，沉积物供给速度小于新增可容空间增加速度；沉积体系：以深湖和浊流沉积以及退积准层序组为特征。缓坡：滩坝沉积、曲流河、远岸浊积扇。陡坡：扇三角洲、近岸浊积扇。,30,3）水退体系域：位于层序上

15、部，顶界为湖泊消亡面形成于构造沉降速度减小，沉积物供给速度大于新增可容空间增加速度；沉积体系：为进积型沉积序列，包括三角洲、扇三角洲和滩坝沉积，浊流沉积减少。,31,2、演化模式：早期：沉积物充填遗留可容空间形成进积式准层序组，近源区顶部发育河流相沉积；远源区发育湖沼相沉积。晚期：盆地泛滥平原化，沉积达到河流沉积平衡面，形成加积准层序组，准层序具下粗上细的特点。,4）河流体系域：顶界为层序边界，底界为湖泊基本消亡面。,1、体系域模式：成因：形成于二级构造旋回末期，地形平缓，水系稳定。构造沉降速度低于新增可容空间增长速度，沉积物充填遗留可容空间。体系域：河流沉积体系、湖沼沉积体系；近源区：河流沉

16、积体系，为向上变细的准层序；沉降中心：湖沼沉积体系，为向上变粗的准层序。,32,（二）断陷湖盆层序类型及体系域、构造层序及体系域、气候层序及其体系域,33,构造层序及其体系域特征构造层序：由一期构造活动控制沉积的一套有成因联系的地层，其顶、底界面为侵蚀面或沉积间断面。断陷湖盆的构造层序：由边界断层控制发育的层序。1、同生断坳层序；2、简单断坳层序；3、多期断坳层序,34,1、同生断坳层序及其体系域 同生断坳层序：受同生断裂活动控制发育的一套地层。由低水位、湖泊扩张、湖泊收缩、非湖泊体系域构成。(1)低水位体系域空间位置：层序底部，底界为层序底界，顶界为初次湖泛面。,沉积体系：盆地边缘：冲积扇及

17、水下扇。盆地斜坡带：滨浅湖滩坝沉积体系。准层序、准层序组：冲积扇准层序特征：以砂体向上变薄变细为特征。每个向上变薄变细的层组为一个准层序。加积式准层序组，反映水深变化不大。,35,（2）湖泊扩张体系域 盆地沉降过程新增可容空间速度大于沉积物供给速度，形成湖泊扩张体系域。位置：顶界为最大湖泛面，底界为初始湖泛面。以湖岸上超及退积为特征。沉积体系盆地中心：深湖相暗色泥岩、油页岩夹浊积岩。缓坡：碳酸岩台地或河流-三角洲；陡坡：扇三角洲-湖底扇。准层序组特征沉积物沿盆地边缘向上超覆，形成退积型准层序组。,36,(3)湖泊收缩体系域位置：位于湖泊扩张体系域之上，顶界：层序界面或湖泊消失面，底界：最大湖泛

18、面沉积体系及准层序组特征沉积于沉积速率高于沉降速率，早期：浊流沉积，晚期：河流、三角洲、扇三角洲，为进积式准层序组。(4)非湖泊体系域 成因及空间位置：形成于湖泊消亡，盆地仍持续沉降时期。沉积物供给速率长时间大于新增可容间增加速率。顶界：层序边界；底界：湖泊消亡面。沉积体系及准层序组：河流沉积体系、湖沼沉积体系。为加积式准层序组。,37,2、简单断坳层序及体系域 简单断坳层序不发育低水位体系域和湖泊扩张体系域，只发育巨厚的湖泊收缩体系域。形成于沉积物不断向盆地进积的过程。沉积序列：下部：具水平层理的泥灰岩、暗色泥岩，夹薄层细砂岩；中部：波状层理砂泥岩互层；上部：粗、中砂岩夹薄层泥岩。简单断坳层

19、序与进积式准层序组：简单断坳层序可由一个进积式准层序组组成。层序之间为沉积间断面，准层序组之间为湖泛面。层序边界形成于新增可容空间出现或消失时期。准层序组边界形成于“沉积速率与可容空间增长速率”转化时期。,38,3、多期断坳层序 多期断坳层序由简单断坳层序或进积式准层序组组成，层序间呈整合接触或只存在小范围短期的沉积间断。多期断坳层序仅由湖泊收缩体系域组成，由多个进积式准层序组组成。沉积序列：下部为深灰色泥岩，夹薄层砂岩，其中发育变形构造；向上过渡为砂泥岩互层。,39,气候层序及其体系域1、层序及体系域气候层序：发育于闭流湖盆，受湖平面变化影响，气候控制湖平面变化。体系域：低水位、湖泊扩张、高

20、水位、湖泊收缩体系域。特征：气候层序发育局限，干旱气候沉积物供应不足，体系域厚度小。低水位体系域：以加积式准层序组为主；发育蒸发盐岩沉积体系；湖泊扩张体系域、高水位体系域：以退积和加积式准层序组为主；滨浅湖滩坝、河流、三角洲、碳酸盐岩台地沉积体系；湖泊收缩体系域：为加积、进积式准层组；冲积扇、河流、三角洲沉积体系。,40,2湖相气候层序与海相层序比较(1)层序发育控制因素：二者都以水面变化为基本控制因素，以不整合面或侵蚀面为其层序边界。气候层序不受构造活动影响，海相层序受构造活动控制。(2)体系域类型：二者体系域类型基本一致；湖泊扩张体系域相当于海相中的海侵体系域；高水位体系域与湖泊收缩体系域

21、相当于海相中的高水位体系域。(3)水面变化因素：湖平面变化受降雨量、蒸发量控制；海平面变化受全球构造和全球气候变化控制。气候层序和海相层序有相似的水动力条件及发育背景。,41,内容回顾：1、中国大陆中新生代陆相盆地湖盆类型东部：拉张型盆地；西部：挤压型盆地；中部：过渡型盆地。2、陆相湖盆一般地质特征盆地规模小，类型多，结构复杂；构造运动和气候变迁影响湖平面频繁升降，且控制层序结构；多物源、多沉积中心、多种沉积体系共存。3、湖盆类型及湖平面变化闭流湖盆：形成于干旱气候；构造沉降相对湖平面不变；沉积物充填造成相对湖平面的上升；气候变湿润转为敞流湖盆敞流湖盆：形成于潮湿气候，构造沉降相对湖平面上升；

22、沉积物充填相对湖平面不变湖泊趋于消亡。气候变干转为闭流4、陆相层序地层一般特征层序：构造层序、气候层序；体系域：低位、湖盆扩张(湖侵)、高位、湖盆收缩(湖退)、非湖泊体系域层序界面：古构造运动面、应力场转换面、沉积间断面、大范围超覆面,42,思考题：1、简述陆相盆地的主要地质特征2、简述陆相湖盆的类型以及主要控制因素。3、简述陆相层序地层界面、层序、体系域类型及特征。,5、断陷湖盆层序地层模式Richmond模式、Newark模式、Fundy模式、高盆缘型、低盆缘型、箕状断陷。6、受构造因素控制的敞流湖盆的构造层序模式：构造层序：单断坳层序、同生断坳层序、多期断坳层序体系域：低位、湖盆扩张、湖

23、盆收缩、非湖泊体系域7、受气候因素控制的闭流湖盆气候层序模式：气候层序：体系域：低位、湖盆扩张、高位、湖盆收缩体系域,43,、断陷湖盆的可容空间、构造运动对层序发育的控制、气候变迁对层序发育的控制、构造和气候对层序发育的影响、断陷湖盆层序边界形成机制,（三）断陷盆地层序形成机制,第二节 陆相湖盆层序地层学,二、断陷湖盆层序地层样式,44,、断陷湖盆的可容空间沉积基准面与可容空间沉积基准面：侵蚀作用和沉积作用平衡面。其上地表发生侵蚀；其下发生沉积；沉积基准面位置发生沉积物过路冲刷，可容空间：沉积物表面到沉积基准面之间的空间；新增可容空间：沉积同时形成的可容空间。盆地基准面和盆地可容空间盆地基准面

24、：为抽象面，对应盆地最低溢出口位置的水平面。盆地可容空间：沉积物表面到盆地基准面之间的空间。由构造运动控制。,敞流湖盆受构造运动影响形成构造层序,闭流湖盆受气候、沉积物供给影响形成气候层序,45,、构造运动对敞流湖盆层序发育的控制1、断陷盆地基底构造沉降的原因：盆地基底构造沉降起源于边界断层的活动。2、边界大断层的活动方式：单次强烈断裂活动：时间短，强度大，短期形成巨大可容空间；同生断裂活动：时间长，强度由强到弱，沉积与断陷同时进行；多期断裂活动：发育时间较长，断裂强度较弱。,46,1）单次强烈断裂活动：层序形成于对可容空间的充填过程；可容空间形态 层序的展布湖盆演化及层序形成过程：A、早期：

25、沉积薄层低位体系域：短期形成盆地可容空间；潮湿气候河流快速注入，沉积物进积，形成冲积扇等低位体系域；B、早中期：沉积薄层湖泊扩张体系域：河流快速注入，湖平面升高，形成敞流湖盆；其间沉积物退积形成湖泊扩张体系域；C、中晚期：沉积厚层湖泊收缩体系域：湖泊扩张形成最大湖泛面之后，沉积物进积充填可容空间；形成湖泊收缩体系域；D、晚期：形成层序边界：沉积物充填到盆地基准面形成的沉积间断面(不整合面)。,3、断层活动方式对层序地层模式的影响,47,简单断坳层序结构特征：缓坡：层序下界无上超，上界顶超明显，常被削蚀；陡坡：层序下界上超、下超，上界顶超或削蚀；湖盆中心：下部地层强烈下凹，向上逐渐变平缓。,48

26、,沉积物供给速度沉降速度,沉积物供给速度 沉降速度,湖盆萎缩消亡可容空降减小,盆地基底抬升：侵蚀,盆地基底不动：路过冲刷,盆地基底下降：沉积,49,2）同生断裂活动对层序的控制：湖盆演化以及层序形成过程：基底均匀沉降，沉积物供给速率不变：沉积物供应速度沉降速度：形成冲积体系域，无湖盆发育；沉积物供给速度沉降速度：发育低位、湖进、湖退、非湖泊体系域,50,基底均匀沉降，沉积物供给速率变化：沉积物供应速度先大于后小于沉降速度：早期形成冲积体系域，中期湖盆扩张体系域，晚期湖盆收缩体系域；沉积物供给速度先小于后大于沉降速度：早期形成湖盆扩张体系域，中期当沉积物供应速度大于沉降速度形成高位、湖盆收缩体系

27、域，末期形成非湖泊体系域。,51,盆地基底非均匀沉降：早期沉积物供给速度小于沉降速度：形成湖盆扩张体系域，中期沉积物供应速度大于沉降速度：形成高位、湖盆收缩体系域，末期盆地填充满：形成非湖泊体系域。,52,同生断坳层序结构特征：陡坡、缓坡：层序下界上超，缓坡上界顶超或削蚀，陡坡偶见顶超，削蚀少见。层序内部：下部地层平坦，上超缓慢；中部地层下凹，上超加快。,53,3）多期断裂活动对层序的控制：湖盆演化以及层序形成过程：基底首次均匀沉降，形成较大可容空间，之后沉积物进积：基底再次均匀沉降，形成新增可容空间，沉积物再次进积；湖盆扩张过程中，形成湖盆扩张体系域；基底第三次沉降，活动强度减小，形成较小可

28、容空间，沉积物重新进积至湖盆消亡，形成湖盆收缩体系域；,54,多期断坳层序结构特征：由多个进积式准层序组构成，具有多个湖相密集段。如果多期断陷沉降速度较小，准层序组之间发育不整合或沉积间断面：陡坡：地层上超、下超，缓坡：地层上超、顶超。层序内部：界面为下超面。界面对应两个进积式准层序组的分界面。既是湖泛面也是湖相密集段。,55,、气候特征及闭流湖盆层序地层模式的影响1、气候类型：（1）据温度指标，气候分为三种类型：炎热型（年平均气温20）；寒冷型（年平均气温 1.6；潮湿型：年干燥度 0.1；湿润型：年干燥度（3）综合分类：,56,2、中、新生代中国大陆各陆块气候演化：,57,3、气候对闭流湖

29、盆层序地层的控制：闭流湖盆层序地层：形成于气候变化周期中的相对湖平面升降变化过程。干旱气候期（注入量蒸发量+渗流量）：河水及沉积物注入，相对湖平面上升，沉积湖泊扩张体系域（退积型准层序组）。,58,潮湿期（注入量=蒸发量+渗流量）：河水及沉积物输入量大，相对湖平面达最高，形成最大湖泛面，沉积厚层高水位体系域（加积型准层序组）。潮湿干旱转化期（注入量蒸发量+渗流量）：相对湖平面降低，沉积物减少，沉积湖泊收缩体系域（进积型准层序组），盆缘剥蚀，形成层序边界，,59,、构造和气候对层序发育的共同影响,湖盆发育某一时期，形成敞流湖盆，构造因素控制层序及边界的形成；另一时期，形成闭流湖盆，气候因素控制层

30、序及边界的形成。第l层序：早期：敞流湖盆，构造控制：湖泊扩张体系域；晚期：闭流湖盆，气候控制：湖泊收缩体系域第2层序：早期：闭流湖盆，气候控制，低水位体系域、湖泊扩张体系域；中期：敞流湖盆，构造控制，高水位体系域(加积式准层序组)；后期：闭流湖盆，气候控制，湖泊收缩体系域；第3层序：早期：闭流湖盆，气候控制，低水位体系域、湖泊扩张体系域，后期：敞流湖盆，构造控制，高水位体系域 湖泊收缩体系域，最后：非湖泊体系域。,60,1、边界断层停止活动（1）、边界断层活动产生可容空间断层活动产生新增可容空间，全盆地接受沉积，（2）、断层停止活动产生层序边界断层停止活动，无新增可容空间；沉积物从盆地边缘到盆

31、地中心依次达到沉积基准面；沉积基准面上既无沉积也无侵蚀作用，形成沉积间断面，断层停止活动时间越长，沉积间断面分布范围就越广。,、断陷湖盆层序边界形成机制,61,2、断块翘倾活动（1）、边界断层活动使湖盆整体下沉。断层的活动拓宽了湖盆的沉积面积，不产生层序边界；（2）、受地壳均衡作用影响产生断层翘倾运动。陡坡基底下沉，缓坡边缘抬升，湖盆收缩，盆地翘起边缘形成不整合面。,62,3、湖盆抬升（1）、断陷湖盆发育过程中受板块运动影响；（2）、盆地整体抬升，顶部遭受剥蚀，形成层序边界。4、湖平面下降（1）、闭流湖盆的干旱气候造成湖平面下降。（2）、湖平面下降，形成层序边界。,63,（一）拗陷湖盆结构特征

32、（二）层序界面特征（三）体系域边界特征及体系域特征（四）煤层的特殊意义,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,64,（一）、拗陷湖盆结构特征1、由裂后盆地均一整体沉降形成；2、盆地地形平缓简单，边缘无活动性断层，发育宽缓斜坡；3、湖泊面积大、深度较浅，深湖区位于盆地中心。,地形平缓、无断层、发育宽缓斜坡、湖盆浅、沉积中心位于盆地中心,洋壳俯冲减弱；岩石圈冷却；地壳均衡补偿,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,65,（二）、层序界面特征：1）构造运动特征：古构造运动界面：盆地基底面及古风化剥蚀面。为区域不整合面。形成于大规模构造运动起始及终止。在相邻盆地普遍发育

33、；构造应力场转换界面：大面积侵蚀或冲刷面、沉积间断面。为盆地内不整合面。盆地中央为整合面，盆缘为侵蚀或冲刷面。形成于应力场变化造成的沉降速率变化时期。构造机制转换面：大面积超覆界面、侵蚀或冲刷面、沉积间断面。为局部不整合面。形成于盆地构造机制改变引起的沉降速度变化时期。盆地内出现大面积超覆，盆地中央为整合面，盆缘为侵蚀或冲刷面。,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,66,古构造运动面,古构造运动面,侵蚀面,侵蚀面,侵蚀面,67,2）层序界面古生物特征古生物断代：沉积环境变化导致层序界面；3）层序界面的岩性特征1 岩石：根土岩、滞留沉积、砾岩、钙质结核、火山凝灰岩2 岩性变化：

34、出现风暴岩、洪积岩、浊积岩、鲕粒灰岩；3 沉积旋回：发生倒转。4)层序界面的测井曲线响应：曲线突变接触方式、地层垂向叠置样式转变;5）层序界面在地震剖面上的响应：地震反射同相轴反射强度及产状变化；地震反射终止关系：消截、顶超、上超、下超；,68,69,（三）、体系域边界特征及体系域特征：拗陷湖盆地形平缓，划分体系域的关键是识别初次湖泛面和最大湖泛面。,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,70,1）首次湖泛面：将相邻水体连片的地震反射同相轴之下的上超点对应的层序界面；由低位体系域的加积准层序组到湖侵体系域的退积准层序组转换面；局部地区与层序界面重合；,转换面,71,2）最大湖泛

35、面：地震反射剖面上为强振幅、高连续、延伸远；盆地边缘最远上超点对应的反射面，多为下超面。盆地中心发育富含化石的黑色页岩、油页岩；盆地边缘为泥炭和煤层沉积,72,3）体系域特征：低位体系域冲积扇、深切河谷、洪积扇、河流体系、扇三角洲、浊积扇等。湖侵体系域（湖盆扩张体系域）：滨浅湖滩坝、退积型三角洲，浊积扇、深湖相泥岩、湖侵期生物碎屑灰岩。高位体系域及湖盆收缩体系域：盆地边缘为沼泽、泥炭沉积、水下为进积型三角洲、浊积扇、末期沉积河流及冲积扇沉积体系。,基准面,湖盆扩张,高位,湖盆收缩,低位,73,（四）煤层的意义,、成煤沉积模式 认识、解释聚煤作用和过程的理想化地质模型。内容包括沉积环境、聚煤条件

36、、煤层分布。(1)三角洲模式扇三角洲平原：进积阶段扇朵间洼地和废弃扇前洼地泥炭沼泽化，聚煤作用强。辫状河三角洲平原：河间洼地泥炭沼泽化，以水退型三角洲聚煤作用最强。(2)河流模式曲流河：河漫滩沼泽和废弃河道沼泽环境，煤层聚集其中。(3)冲积扇模式扇中、扇端、扇体之间洼地泥炭沼泽化，可形成煤层。(4)障壁后模式泻湖、障壁岛、潮坪处于海陆过渡地带，发育沼泽，其煤层分布范围大。,煤层、泥炭、湖沼沉积,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,74,、煤层体系域边界(1)区域性分布煤层聚集与分布具有区域性。碎屑物少，煤层分布相对稳定。(2)煤层等时性煤层聚集具有等时性。区域上煤层发育于构造

37、运动平缓、沉积作用较弱的时期。盆地边缘煤沼沉积环境的形成往往与最大海侵事件相对应。,第二节 陆相湖盆层序地层学,三 坳陷湖盆层序地层模式,（四）煤层的意义,75,实例分析之一 伊通地堑层序构成及层序地层格架（解习农等.现代地质，1994，8（3）：247-253）,、地质概况、层序地层构成单元、层序界面特征、体系域特征、层序地层格架、地堑充填演化阶段,第二节 陆相湖盆层序地层学,四 陆相层序地层与油气勘探,76,伊通地堑：位于长春与吉林之间，呈NE向展布，属于鄢庐断裂系的北延。地堑基底：古生界变质砂岩、海西和燕山期花岗岩。地堑内充填：白垩系、下第三系、上第三系和第四系地层，厚2000-6000

38、m。白垩系：红色或杂色砂砾岩和泥岩.下第三系：主体沉积（2000-5000m），为冲积扇、扇三角洲、湖泊沉积，上第三系和第四系（50-300m），冲积扇及洪泛平原沉积。,、地质概况,77,盆地充填序列：指盆地整体充填沉积，是最高级别的层序单元。下第三系巨层序形成于张扭背景，上第三系和第四系形成于压扭背景；巨层序：盆缘断裂间歇活动形成4个巨层序，白垩系、下第三系、上第三系、第四系。层序：由于沉降速度变化，下第三系划分为4个层序。,、层序地层单元,78,陆相盆地4类层序界面：古构造运动面(或区域性不整合界面)、大面积侵蚀或冲刷不整合面(或沉积间断型界面)、构造应力场转换面、大面积超覆面。,(1)、

39、区域不整合面特征巨层序顶底界面为角度不整合或平行不整合。地层间长期间断，全盆地出现剥蚀现象。(2)、沉积间断面特征层序界面为沉积间断面。周缘为无沉积、侵蚀和冲刷形成的陆上间断面；中央为缓慢或无沉积作用形成的水下沉积间断面。(1)层序界面为体系域转换界面，反射面振幅强，连续性好;(2)盆缘和古隆起带有明显的顶超现象;(3)层序界面上下岩层岩性、有机质丰度、有机相类型差异明显。,、层序界面特征,79,1、初期冲积体系域沉降速率和沉积速度低，发育冲积扇、洪泛平原、分隔的淡水湖泊、扇三角洲和滨湖、湖沼沉积2、强裂陷早期(水进)体系域沉降速率沉积速率，发育扇三角洲、较深湖、扇三角洲，形成退积式准层序组。

40、3、强裂陷中期(深水)体系域沉降速度沉积速度，发育扇三角洲、重力流、半深湖-深湖沉积，为加积式准层序组。4、强裂陷晚期(水退)体系域沉降速度沉积物供应速率。发育扇三角洲、滨浅湖-半深湖-深湖沉积，为进积式准层序组 5、裂陷收缩期体系域沉降速度减慢至停止，物源水系已经建立，扇三角洲粗碎屑向盆地内部推进，盆地中央残存滨浅湖沉积。,、层序内部构成体系域特征,80,层序地层格架：表征盆地各层序单元(即年代地层单元)的空间展布样式及其相互关系的地质模型。它受控于构造格局、构造运动、物源体系、湖盆扩张和萎缩旋回及沉积中心位置。(1)地堑构造格局和构造运动伊通地堑被两条断裂挟持，构造分异明显，沉降速率变化大

41、；构造沉降东弱西强，受控于盆缘断裂活动；南、北沉降分异受控于隆、凹相间的构造格局。同沉积古隆起沉降速率小，隆起间坳陷区沉降速率大，是半深湖-深湖沉积区。,(2)盆缘物源体系(1)古隆起和斜坡发育点物源，有继承性；(2)物源发育明显不对称。始新世早期两侧物源较发育，中期以东南侧物源为主，晚期西北侧物源供给充分。,、层序地层格架,81,(3)湖盆扩张与萎缩伊通地堑早第三纪湖盆经历了4次扩张3次收缩。湖盆扩张阶段水域加深扩大，在最大水域期，形成巨厚的烃源岩。湖盆萎缩阶段扇三角洲向盆地中心进积，形成扇三角洲-洪泛平原沉积。(4)沉积中心分布沉积中心自南向北迁移。早第三纪早期位于南部的莫里青断陷、晚期沉

42、积中心向北迁移至太平凹陷,82,地堑充填演化主要受控于地堑构造格局及构造运动。在不同期次构造应力场的作用下，地堑经历发生、发展、萎缩的过程。地堑充填史划分为5个阶段:(1)初始充填阶段盆缘早期断裂，形成山前冲积扇一扇前洪泛平原，晚期形成冲积扇一浅湖沉积体系；(2)早期扩张阶段盆缘再次断裂，形成分隔的半深湖-深湖，周缘和古隆起发育扇三角洲；可容空间增长速度大于沉积速度，形成退积扇三角洲-较深湖、周缘小型扇三角洲-深湖；(3)湖盆再扩张阶段盆缘第三次断裂活动，早期形成进积式扇三角洲一较深湖沉积体系，可容空间增长速度大于沉积速度，沉积物超覆，形成退积式扇三角洲一较深湖沉积体系；(4)快速充填阶段沉降

43、速率和沉积速率加大，形成广阔扇三角洲沉积体系，以粗碎屑沉积为主；(5)地堑萎缩阶段早第三纪末应力场由张扭变为压扭，全区剥蚀，地堑进入萎缩阶段，形成小冲积扇一扇前洪泛平原沉积。,、地堑充填演化阶段,83,思考题1、简述断陷湖盆层序以及层序边界的成因机制。2、简述图13-14中盆地沉降速度与沉积速率对层序构型的控制作用。,84,实例分析之二陆相前陆盆地层序地层学研究以塔里木盆地北部下白垩统地层为例（付清平，岩相古地理，1997，17（2）：2-10）,85,前陆盆地处于构造活动区，其层序地层主要受构造运动控制，其次为海(湖)平面变化、沉积物供给、古地理和气候等。,下白至统卡普沙良群：地层厚度变化大

44、，北厚南薄，粒度北粗南细；物源：北缘南天山造山带；沉积物：呈灰紫、棕红色调，植物化石少，不含暗色泥岩、煤层和煤线；古气候：炎热干旱一半干早气候。,1、地质背景塔里木盆地塔北地区：北邻南天山造山带，南接塔中隆起，西起柯坪，东至库尔勒。早二叠世末：晚海西运动南天山褶皱山系向南逆冲，形成向北挠曲的库车前陆盆地早白垩世：塔北地区形成统一前陆盆地，西北水深、东南水浅。,86,2、层序边界与层序划分 由于前陆盆地为构造活动区，北缘陡坡与南部缓坡存在着不均一的构造作用和沉降速率，层序界面从盆缘不整合向盆地腹部过渡为假整合-整合。1）层序界面特征SB-1：为下白恶统卡普沙良群的底界，为区域性不整合面，北缘呈角

45、度不整合，中部为超覆不整合，其它地区为平行不整合。地震剖面为下部削截、上部上超。为二级不整合面。SB-2、SB-3：为曲流河底部冲刷面，下为湖相泥岩。界面下部体系域为进积型，上部为加积型。为三级层序界面。北缘为侵蚀不整合，盆地南部为整合面。SB-4：区域侵蚀不整合。地震剖面具上超和削截现象，为二级层序界面。,87,2）层序划分：下白恶统卡普沙良群为超层序(46.5Ma)，受构造作用控制。顶、底界面形成于燕山中期和晚期运动，界面之上发育构造活动 期的冲积扇-扇三角洲沉积。根据识别的四个层序界面，下白恶统超层序划分为3个三级层序，自下而上依次为SQ1,SQ2和SQ3。,88,3、层序结构及体系域特

46、征1）识别最大湖泛面最大湖泛面以湖平面扩展范围最大为特征，其伴生沉积物主要为较深水的湖相泥质沉积。2）体系域特征冲积体系域：顶、底以初次湖泛面和底层序界面为界，湖泊扩展体系域：以初次湖泛面和最大湖泛面为界，湖泊萎缩体系域：顶、底以最大湖泛面和顶层序界面为界。,89,（1）冲积体系域：南天山向南逆冲，盆地北侧沉降速率大，但控制范围较小。可容空间增加速率与沉积速率相当，湖泊水体浅、分布局限，冲积扇沉积占优势；由加积型准层序组构成。（2）湖泊扩展体系域：构造活动减弱、物源区后退、沉积物供给减少。湖盆扩张，湖盆边缘发育湖泊-三角洲、滨浅湖沉积。此阶段盆地南、北两侧体系域特征无明显差异。由退积型到进积型

47、准层序组构成。,90,（3）湖泊萎缩体系域：北侧构造活动增强，剥蚀区抬升。沉积速率大于可容空间增加速率，湖泊萎缩。盆地北侧发育河流一三角洲体系，南部缓坡带发育滨、浅湖体系；为进积型准层序组。,91,4、陆相前陆盆地层序特征1）陆相前陆盆地层序的形成与发育主要受构造作用控制。高级别区域构造活动控制二级层序边界的形成及其性质;三级层序边界是构造作用、湖面升降、沉积物供应、气候共同作用结果，层序内部结构决定于一定的构造和气候条件下的湖面升降、沉积物供应和古地形(坡度)等。2）盆地南、北两侧构造作用不均一：三级层序边界在北侧表现为不整合，在南部为整合关系；体系域特征存在很大差异。3）陆相层序地层学体系域：冲积体系域(AST)、湖泊扩展体系域(EST)、湖泊萎缩体系域(CST)由于受构造作用的控制，层序内部体系域发育不完整。,