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1、西南石油学院资源与环境学院,彭 军,二零零二年十二月,层序地层学,绪论第章 层序地层学理论框架 第节 理论基础和概念体系 第二节 全球海平面变化周期 第二章 层序地层学研究方法 第一节 层序地层学研究基础 第二节 层序地层学研究方法 第三章 海相层序地层学 第节 碎屑岩层序地层样式 第二节 碳酸盐岩层序地层样式 第四章 陆相层序地层学 第一节 陆相湖盆地质特征 第二节 陆相湖盆层序地层学第五章 高分辨率层序地层学 第一节 理论基础和研究方法第二节 在油气勘探和开发中的应用结论,讲 课 提 纲,第四章 陆相层序地层学,第一节 陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的
2、控制1)陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征 4)盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征1)中国陆相盆地中新生代气候特征2)气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征,第二节 陆相湖盆层序地层学 一、拗陷湖泊层序地层样式 1层序界面特征 1)层序界面在构造和古生物资料上的响应特征2)层序边界在岩心资料上的响应特征3）层序边界在地球物理资料上的响应特征2体系域类型及特征 1)首次湖泛面 2)最大湖泛面 3)体系域类型及特征3拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探 二、断陷湖盆的
3、层序地层样式 1层序和体系域边界特征1)层序边界特征2)体系域边界特征 3)层序和体系域的划分 2体系域特征和层序地层样式 1)陡坡层序地层样式 2)深洼层序地层模式 3)马北斜坡带层序地层样式4)马家铺高垒带层序地层样式 5)盆地层序地层样式 3湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变化曲线的制作2）湖平面升降变化曲线特征 4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探,第一节 陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制1)陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征 4)盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征1)中国陆相盆地中新生代气候特征2
4、)气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征,由于湖泊等陆相沉积环境的异旋回沉积作用与受控于海平面相对变化的海相盆地沉积作用具有相似性，所以起源于被动大陆边缘的海相碎屑岩层序地层学原理能应用于陆相地层的研究。陆相湖盆受构造和气候作用影响大、盆地类型和结构复杂、湖盆水域浅小、近物源和多物源供源方式、湖平面升降变化频繁、沉积体系类型多且相变快、湖盆缺少明显的地形坡折等特征明显不同于海相沉积盆地，所以，海平面升降变化曲线对湖泊层序研究无指导意义。要在陆相地层中运用层序地层学的基本概念，就必须要对陆相盆地构造活动、气候
5、变化以及基准面和沉积物的供给进行全面研究，才能作出能反映陆相盆地地质特征的层序地层研究成果。,一、湖盆构造作用和气候变化 1湖盆构造作用及其对层序的控制 1)陆相湖盆成因机制人们普遍接受的有两种沉积盆地形成机制。第一种盆地形成机制是洼地内沉积物按地形法则发生堆积，由于岩石圈的负载作用，岩石圈发生并不流动的弹性变形。岩石圈凭借其弹性可承受宽度等于其深度量级的负载，这种均衡下沉可以导致沉积物的总厚度达到初始地形异常的23倍，从属这种成因机制的盆地主要分布在大陆边缘和大陆裂开的地区。第二种盆地形成机制就是热沉降作用。由于地幔深部物质上涌，在大陆岩石圈之下形成热点，大陆岩石圈受热被拉张变薄。随着均衡上
6、隆，在地壳上部足以产生断裂的裂陷盆地，从而导致盆地的沉降和沉积物的沉积。这种断陷盆地的沉降受多种因素的控制，随着盆地中沉积物负载作用的加大，盆地区域下沉作用就显得更加明显，此时，盆地就由断陷向拗陷转化，构成一个盆地演化和沉积充填发展旋回。这种由断陷向拗陷转化的盆地发展过程在中国东部中新生代断陷盆地中是非常普遍的。,关于中国东部中新生代陆相盆地的成因机制，目前比较一致的看法就是热沉降作用，即由于太平洋板块向欧亚板块俯冲和印度板块向北挤压，造成东部地壳向东蠕散、拉张减薄，拉张作用造成软流圈上拱，盆地早期以裂陷为特征，晚期因热流扩散岩石圈冷却收缩，盆地下沉，以拗陷为特征。陆相断陷盆地的拉张裂陷作用具
7、有阶段性、旋回性的特点，是一个不连续的幂式沉降过程，这个阶段沉降作用控制了盆地充填物的旋回性,2)陆相湖盆结构特征根据盆地构造成因，以贺兰山、六盘山为界将中国陆块沉积盆地划分成三种类型以西的挤压性沉积盆地，如塔里木、准噶尔、柴达木盆地，盆地结构受控于印度洋板块和西伯利亚板块的相互作用，盆地往往呈不对称状，发育了明显的中新生代山前拗陷，无明显岩浆活动，盆地边界受逆冲断层控制，盆地局部构造多呈线状或雁列式排列。以东的拉张型沉积盆地，如松辽、渤海湾和珠江口盆地，盆地内基底断裂发育，盆地均以正断层为界，盆地的演化经历了燕山期、喜马拉雅期的演化过程，都具有明显的断陷一拗陷双层结构。由于盆地内部正断层的差
8、异活动，造成了盆地凹凸相间的盆地结构，盆地一侧为陡坡，另一侧为缓坡，有时盆地中央发育隆起带。以及处于上述两类盆地之间的过渡型盆地，如四川和鄂尔多斯盆地，过渡型沉积盆地的基底坚硬，盆地结构表现为东西不对称的特点，西缘多发育逆冲断裂带,2)陆相湖盆结构特征中国中新生代陆相盆地受基底性质、断裂构造运动的影响，盆地结构类型多样且复杂。根据盆地基底差异沉降的特点，可将中国中新生代陆相盆地结构划分成三种类型，即单断箕状盆地、双断裂陷盆地和断层活动很弱的坳陷盆地。在不同结构类型的陆相盆地中，由于盆地基底差异沉降作用，形成了具有不同堆砌样式的盆地充填序列,4)盆地构造演化对层序发育的控制作用 不连续的、间歇的
9、或幕式的盆地构造演化是形成陆相层序的最主要控制因素。一般来说，一个盆地构造演化的阶段包括基底沉降的快速期和基底沉降的静止或上升期，从而形成了与百万年至千万年旋回相对应的构造层序。盆地范围的阶段性构造作用控制了沉积层序的形成，该层序的边界往往是在盆地范围内可追踪对比的构造不整合界面。在盆地构造演化的某个阶段，由于盆地基底沉降速率的变化形成了陆相层序的不同体系域类型，一个阶段的盆地沉降可被划分成早期较快速的沉降和晚期趋于停止的沉降,3)陆相湖盆的构造演化特征 中国中新生代陆相盆地构造沉降演化历史表现出明显的阶段性。一般来说，在盆地演化的早期，盆地基底沉降明显、沉降幅度大；在盆地演化中期，盆地基底沉
10、降速率明显降低，沉降幅度变小：到了盆地演化的晚期，盆地基底沉降作用趋于停止，盆地萎缩直至消亡。与盆地基底沉降历史相对应，中国中新生代陆相盆地的构造演化历史均可被划分成三个演化阶段，既早期断陷阶段、中期坳陷阶段和晚期萎缩消亡阶段。,假定沉积物供给速率不变，盆地基底刚开始下沉，此时沉积物供给速率大于或等于构造沉降速率(t0至t1)，沉积堆积速率与沉降曲线基本一致，形成低位体系域或冲积体系域。随着盆地基底沉降速率、可容空间或水深明显加大(t1至t2)，形成退积式的湖侵体系域。后来盆地构造沉降趋于停止，沉积物充填前期残存的可容空间，形成高位体系域(t2至t3)。当残余可容空间被完全充填以后，就形成了层
11、序的顶界面侵蚀不整合面或沉积作用间断面(t3至t4),构造层序与构造沉积幕基本相当，即代表在基本相同的构造机制作用下形成的一组相关的层序，指示盆地的一个构造演化阶段。沉积盆地充填演化受控于不同序次的幕式构造运动。一级构造运动直接控制盆地形成和消亡，控制了构造层序的形成，具有持续时间长、波及范围广的特点二级构造运动(百万年级)导致沉降速率的变化，控制了盆地范围的层序形成三级和四级构造运动对准层序组和准层序的形成有一定的影响,一、湖盆构造作用和气候变化2陆相盆地气候特征 1)中国陆相盆地中新生代气候特征中生代：晚三叠世广大地区为潮湿气候区。早侏罗世早期川滇地区为干旱一半干旱气候，其他地区多呈潮湿气
12、候。中侏罗世早期，中国南方为干旱一半干旱气候区，而华北和西北地区为潮湿气候区。晚侏罗世至早自垩世时期，干旱一半干旱气候带进一步向北扩展，潮湿气候区萎缩到东北和内蒙古东部地区。呈现从早侏罗世开始，干旱和半干旱气候带向北逐渐扩大，潮湿气候带不断向北退缩的特征。早第三纪：东南、中南和西北地区为干旱一半干旱气候带，华北北部和东北地区和南岭以南粤桂地区为潮湿气候带。晚第三纪，干旱气候带整体向北迁移，退缩到内蒙古和河北北部地区，其他地区均为潮湿气候带。,2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相层序的影响是多方面的，首先是一种间接的影响。气候的变化会造成植被和降雨量的变化。若气候温暖潮湿，则植被发育、降雨
13、量多，母岩的风化作用较显著，网状河流发育，沉积物供源较多且湖平面易于上升，利于陆相盆地层序的发育；反之，气候干旱炎热，植被不发育，降雨量少，辫状河系较发育，粗粒物源短距离供给，湖平面易下降，不太利于层序的发育。气候的变化也会导致河流地貌的巨大变化。地貌变化又使得河流系统处于不均衡状态，而不均衡条件是以快速地形变化为特征的。据此观点，保存的河流沉积可解释为代表稳定的地形变化，而层序边界的存在则代表了快速的地形变化。所以说，气候是任一系统的驱动力。气候变化对形成陆相层序的直接影响是湖平面的变化。气候影响了湖泊的蒸发量和注入量，进而影响了湖平面的升降变化，湖平面的升降变化控制了地层的叠置样式和沉积相
14、的分布,当气候由干旱向潮湿转化时期，湖平面快速上升，水体加深，沉积了湖泊扩张体系域；在潮湿期湖平面达到最高最大时形成最大湖泛面，之后形成了高位体系域；高位期湖盆沉积物快速堆积水体变浅，加之气候由潮湿向干旱转化，湖平面较大幅度降低，早期沉积物出露水面，遭受剥蚀，形成层序边界，此时水位达到最低，形成分布范围较小的低位体系域,在陆相层序地层研究中，与气候相关的三级、四级和五级周期控制或影响了层序的形成发育。例如，松辽盆地下白垩统泉头组泉一段、泉二段、泉三段分别经历了干热到潮湿的干湿交替的气候变化，气候周期频率约4Ma。塔里木盆地陆相三叠系米兰科维奇旋回周期的沉积厚度为248737m，周期频率为029
15、8-0776 Ma，相当于米兰科维奇地球偏心率的长周期。气候变化具有周期性和旋回性，不同级次的气候变化对不同级次的层序产生了不同的影响。层序地层成因驱动力分析表明，陆相层序的形成常受构造沉降和气候周期的双重驱动。,第一节 陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制1)陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征 4)盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征1)中国陆相盆地中新生代气候特征2)气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征,二、湖平面升降
16、变化 1湖平面升降变化的确定依据 湖平面相对上升的可靠标志是湖岸上超向陆的迁移；湖平面相对静止的可靠标志是湖岸沉积物的顶超现象；湖平面相对下降的可靠标志是湖岸上超向湖盆中央的迁移。显然湖盆缓坡高分辨率地震剖面是确定湖岸上超、湖岸沉积物顶超迁移规律的最好资料。湖平面相对变化曲线的编制与海平面相对变化曲线的编制方法。,2湖平面升降变化曲线的特征中国中新生代湖盆湖平面相对变化具有明显的旋回性或周期性。根据湖岸上超点迁移规律编制的湖平面升降曲线应是湖平面绝对升降、盆地基底沉降以及沉积物供给速率等多种因素综合影响的产物。湖平面升降变化曲线的对称性或不对称性可以反映湖平面升降变化的规程。,第一节 陆相湖盆
17、地质特征 一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制1)陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征 4)盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征1)中国陆相盆地中新生代气候特征2)气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征,三、湖盆的沉积旋回特征中国中新生代陆相湖盆沉积物的垂向演化存在明显的旋回性，这些沉积旋回主要受控于盆地构造活动的多期性、阶段性，受控于湖平面相对变化和沉积物供给的周期性。如根据辽河盆地下第三系岩性组合，沉积相垂向演化、古水深变化特点，可以将下第
18、三系划分成周期为百万年级的6个沉积旋回，即沙三段、沙二段、沙一二段、东二下段、东二上段和东一段沉积旋回,第二节 陆相湖盆层序地层学 一、拗陷湖泊层序地层样式 1层序界面特征 1)层序界面在构造和古生物资料上的响应特征2)层序边界在岩心资料上的响应特征3）层序边界在地球物理资料上的响应特征2体系域类型及特征 1)首次湖泛面 2)最大湖泛面 3)体系域类型及特征3拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探 二、断陷湖盆的层序地层样式 1层序和体系域边界特征1)层序边界特征2)体系域边界特征 3)层序和体系域的划分 2体系域特征和层序地层样式 1)陡坡层序地层样式 2)深洼层序地层模式 3)马北斜坡带层序地层
19、样式4)马家铺高垒带层序地层样式 5)盆地层序地层样式 3湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变化曲线的制作2）湖平面升降变化曲线特征 4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探,中国自中生代以来，发育了大量的大规模湖泊，目前已探明的石油储量和产量有90以上均来自中新生代的湖盆沉积。所以，从石油地质学和层序地层学观点出发，研究不同类型湖相盆地沉积特征对于探讨有利烃源岩和储集层发育地区，预测有利的地层圈闭都是很有意义的。,根据盆地构造性质、气候特征以及湖泊的地理位置将陆相湖泊划分成12种类型，气候对湖泊的影响以湖水含盐度表示，分为淡水湖和盐湖。在不同类型的湖泊中，由于控制湖泊层序地层构型的主控因素不同，所以
20、就会形成具不同叠置样式的层序地层格架。显然，应在充分考虑控制层序地层主要控制因素的基础上，结合盆地结构和充填物的特征，研究不同类型湖泊的层序地层样式。,一、拗陷湖泊层序地层样式 拗陷湖泊盆地以拗陷式构造为特征，是裂后盆地深部均一整体沉降而成的，因而整个沉积盆地地形较为平缓和简单。盆地边缘斜坡缺少活动性同生断层，地形较缓，盆地长轴端常发育规模较大的宽缓斜坡，使湖区相对远离物源区。拗陷型湖泊水域整体特征明显，湖泊面积大，深湖区位于拗陷湖泊的中央，虽湖泊深度不及断陷型湖泊，但深湖区面积大。可以松辽盆地为例来说明近海拗陷湖盆的层序地层特征。,1层序界面特征 确定拗陷型湖盆层序地层样式的关键是如何准确地
21、将相互嵌套的不同级次层序界面划分开来。在覆盖区，常以钻测井和地震资料，综合考虑构造运动界面、岩性岩相突变以及不整合等标志，来识别不同级次的层序边界。在层序边界识别过程中，应遵循下述几个原则：界面间断原则，即所划分的各级层序内部不应存在比层序边界更为重要的沉积间断面；等时性原则，既所划分的各级层序内部均为同期沉积物的组合体；统一性原则，既所划分的层序应在盆地范围内统一；一致性原则，既据不同资料划分的层序边界是一致的，能相互验证。,1)层序界面在构造和古生物资料上的响应特征阶段性的构造运动是形成高级别层序或称之为构造层序的主控因素。沉积盆地演化过程中的构造运动可划分为两个级别。一级构造运动控制了盆
22、地形成和消亡，构造作用持续时间长、波及范围广，相应的沉积记录为构造层序；二级构造运动是指导致沉降速率变化的构造事件，相应的沉积记录为层序以松辽盆地为例，将上侏罗统至第四系划分成三个构造层序和11个层序。层序边界在构造资料上的响应分别为古构造运动面、构造应力场转换面、大面积侵蚀不整合面和地层超覆界面与较大规模的构造活动界面相一致，古生物化石也回出现明显的断代现象，如松辽盆地上自垩统嫩江组发育的较咸水沟鞭藻Dinogymniopsis到了四方台组沉积期已灭绝，并被淡水沟鞭藻Adinium所代替。这种古生物化石种属的断带现象反映了沉积环境的突然变化,古构造运动界面代表盆地的基底面或盆地消亡阶段的古风
23、化剥蚀面，通常代表一定规模的构造运动形成的区域不整合面，该不整合面可以在同一区域地质背景的盆地中进行等时对比，如松辽盆地上侏罗统与下伏变质古生界之间的区域不整合面 构造应力场转换面是由于盆地应力作用方式改变而导致盆地沉降速率、盆地充填物发生变化的界面，该界面常与盆地内部的局部不整合界面相一一致，如松辽盆地下白垩统登娄库组与泉头组之间的不整合界面 大面积侵蚀和超覆界面是在盆地边缘出现沉积间断、遭受侵蚀，后期又被上覆地层上超的界面，这种界面往往是个局部性的不整合界面，有时与构造应力转换面相一致,2)层序边界在岩心资料上的响应特征,在岩心上层序边界的特征有：古土壤层或根土层；湖泛滞留砾岩和钙质结核；
24、冲刷面及冲刷底砾岩；岩性和颜色的突变面以及相向盆地方向的迁移；鲕粒灰岩和生屑灰岩泥岩接触；较深水区发育的浊积岩等等。其次还有地球化学指标的突变；微量元素含量的明显变化；古生物化石种属和含量的突然变化；有机碳含量的突然变化,3)层序边界在地球物理资料上的响应特征,利用测井资料进行层序地层分析时，要考虑地层的突变接触方式、测井曲线上的叠置样式的变化、地层倾角矢量模式的无序特点、井下电阻和微电阻率扫描成像识别不整合界面等。地震资料是识别层序边界最好的一种资料，它能通过识别削蚀、顶超、上超和下超地震反射终止关系，地震波动力学特征和地震反射同相轴的产状在盆地范围识别层序边界位置、层序不整合面的分布范围、
25、层序边界湖岸上超点的迁移规律以及层序的厚度和空间展布、层序界面之上的深切谷规模和位置等等，进而可在地震剖面上划分层序和体系域,可将松辽盆地白垩系划分成5个层序,2体系域类型及特征在近海拗陷型湖盆层序地层和体系域研究中，重要的是如何在拗陷型盆地缓坡识别出首次湖泛面和最大湖泛面，进而确定出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域 1)首次湖泛面根据松辽盆地的沉积特征，可以从以下几方面来确定首次湖泛面；可将相邻水体连成一片的同相轴之下的上超点对应的界面称之为首次湖泛面；根据低位体系域和湖侵体系域准层序的叠置样式来确定首次湖泛面的位置；首次湖泛面往往与层序界面-不整合面重合；首次湖泛面附近常存在火山活动物质
26、，常发育根土层，首次湖泛面沉积物常由混杂堆积的生物碎屑、炭屑和钙质结核组成，反映了，较强水动力的湖泛作用,2)最大湖泛面松辽盆地凝缩层具备以下特征：由深灰色、灰黑色泥页岩、油页岩组成。暗色泥岩多由伊利石构成，含莓状黄铁矿和白云石等自生矿物。微体化石和超微化石丰度高且分异度大。在测井曲线上，生油密集段常以高自然伽马、低电阻率、平直自然电位为特征。在地震反射剖面上，密集段响应于强震幅高连续分布广泛的地震反射，其上往往存在上覆层的系列下超点。密集段有机碳含量有减少趋势,3)体系域类型及特征,低位体系域是在湖平面下降速率大于盆地构造沉降速率时，湖平面下降到较低部位，以至于连成一片的水体出现分隔状态时形
27、成的体系域。在低位湖平面一侧，出露地表的盆地缓坡发育冲积扇、河流沉积，可形成深切谷；在低位湖岸线附近可出现小规模的三角洲或扇三角洲沉积；而在低位湖盆水体中，可发育由洪水作用形成的洪水型浊积扇或由三角洲前缘滑塌形成的浊积扇，进而构成了类似于具陆棚坡折海相盆地低位体系域的盆地扇、斜坡扇、低位楔状体及陆上暴露不整合界面,湖侵体系域是在气候温暖潮湿，洪水频繁发生、湖平面升降速率大于沉积物供给速率或由于盆地基底快速沉降、可容空间不断增大的情况下形成的。形成于两种沉积背景：一是湖平面缓慢上升，可容空间增加的速度略大于沉积物供给的速度，此时发育滨浅湖滩坝沉积体系和水进型三角洲沉积体系；二是湖平面快速上升，可
28、容空间增加的速度明显大于沉积物供给速度，盆地处于缺氧饥饿状态，可发育洪水型浊积扇、广泛分布的较深水暗色泥岩以及可能的湖侵期碳酸盐岩,3拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探,高位体系域是在湖平面上升速度变缓、保持静止不动和开始下降时期形成的，此时沉积物的供给速度不断增加，因而可容空间逐渐变小，形成了一系列进积式沉积。在高位体系域早期，可容空间仍较大，携带陆源碎屑物质的洪水入湖后快速沉积，形成浊积扇。高位体系域中最典型的沉积体系是水退型三角洲沉积，由于湖平面相对下降，可容空间减小，三角洲快速向湖盆中央推进，在其前方可发育三角洲前缘滑塌成因的浊积扇。高位体系域晚期可出现河流和冲积扇沉积,低位体系域缺少良
29、好的烃源岩，但低位三角洲砂体和重力流成因的砂体临近烃源岩，若埋深较浅，孔隙度和渗透率等储集物性较好，可形成侧向砂体尖灭的地层油气藏。低位体系域深切谷河道砂岩侧向相变快，常上覆湖泛期的泥岩，若有较充分的油源供给，可形成富集油气的地层油气藏。低位期大面积出露地表形成的不整合面不但是良好的油气运移通道，而且可以形成次生溶孔发育的储集层，进而形成与不整合面相关的地层油气藏,高位体系域代表性的沉积体系是进积型三角洲，以沉积速率快、砂体发育为特征。其前缘砂体受河流、湖泊等多种河流作用改造形成储集物性良好的储集体，且下伏优质生油密集段，上覆湖泛面泥岩，易形成地层油气藏以及地层与构造配置的油气藏。另外，由于进
30、积三角洲不断向湖盆中央推进，三角洲前缘沉积界面不断变陡，其沉积物易向前滑塌形成规模不大、但储集物性良好的、又被烃源岩包裹的地层油气藏,湖侵体系域中发育较好的沿岸沙坝储集层，其向盆地方向和上覆的地层均是与密集段相关的优质烃源岩和盖层，可形成砂体向陆方向尖灭的或滩坝砂体侧向尖灭的油气藏，如松辽地区斜坡Ta-2井上倾尖灭地层油气藏。洪水作用形成的重力流在较深水区形成浊积砂体，该砂体完全位于优质烃源岩之中，自身储集物性较好，易形成地层油气藏，如松辽盆地古龙凹陷湖泛期浊积砂体己获得工业油流。,第二节 陆相湖盆层序地层学 一、拗陷湖泊层序地层样式 1层序界面特征 1)层序界面在构造和古生物资料上的响应特征
31、2)层序边界在岩心资料上的响应特征3）层序边界在地球物理资料上的响应特征2体系域类型及特征 1)首次湖泛面 2)最大湖泛面 3)体系域类型及特征3拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探 二、断陷湖盆的层序地层样式 1层序和体系域边界特征1)层序边界特征2)体系域边界特征 3)层序和体系域的划分 2体系域特征和层序地层样式 1)陡坡层序地层样式 2)深洼层序地层模式 3)马北斜坡带层序地层样式4)马家铺高垒带层序地层样式 5)盆地层序地层样式 3湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变化曲线的制作2）湖平面升降变化曲线特征 4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探,二、断陷湖盆的层序地层样式 断陷型湖泊的生成发展
32、受控于盆地边界的同生大断裂活动。若两侧均有同生断层，则形成地堑型陆相盆地。若一侧存在阶段性活动的同生断层，则形成箕状型陆相盆地，中国中新生代的断陷盆地多具箕状结构。盆地陡坡区地层的堆砌样式主要受控于盆地边界断层的阶段性活动。而缓坡区和中央深洼区地层堆砌样式主要受控于湖平面的相对变化。中央隆起带的地层堆砌样式不但受基底构造沉降的影响，而且受湖平面升降变化的影响。断陷型湖盆临近物源，盆地内岩性和沉积厚度变化快，相带窄，并且在湖盆的不同发育阶段沉积特征不同。,1层序和体系域边界特征 1)层序边界特征,常以下述依据来划分层序：首先依据地震反射终止关系，识别较大面积分布的地层不整一关系，特别是以构造运动
33、形成的不整合界面为层序界面，建立等时地层格架；厚度薄、分布范围较小的古土壤层、根土层或风化壳；古生物化石断代或灭绝之处；地震反射剖面上的上超点向盆地中央的迁移：地层颜色、岩性、粒度、沉积相、电测曲线的垂向突变以及地层产状的不一致,2)体系域边界特征 在确定层序边界的基础上如何将层序内部的不同体系域区分开来，其关键就是确定体系域的边界。最大湖泛面和初次湖泛面是在一个层序内部分别将高位体系域和湖侵体系域、湖侵体系域和低位体系域分开的界面,首次湖泛面的确定依据如下：首次越过地形变化带的第一个湖岸上超点对应的界面。湖泛滞留沉积。沉积相类型发生突变。准层序的叠置样式发生变化。沉积物的颜色、岩性、结构和古
34、生物组合发生变化等,识别最大湖泛面的依据如下：层序中的最远湖岸上超点，上覆沉积层的系列下超点，地震反射界面常由2-3个强震幅、高连续的反射同相轴组成，在全区稳定分布。岩石类型单一，常是厚层质纯的暗色泥岩、油页岩或泥灰岩，常发育水平层理。沉积物中富含较深水环境的介形虫化石。湖盆边缘沼泽化形成的泥炭层或煤层。上下沉积序列明显不同。沉积物有机质丰度高，常构成主力烃源岩。具有明显的电测曲线响应。自然电位多为低值平直基线，视电阻率曲线沉呈低幅尖刀状、锯齿状,3)层序和体系域的划分根据地震剖面上不整一的反射终止关系以及层序边界、最大湖泛面和首次湖泛面的综合识别标志，考虑盆地构造演化的阶段性、古水深和古气候
35、变化的旋回性，将研究区上侏罗统划分为4个周期为百万年级的沉积层序陆西凹陷上侏罗统各层序的边界均为区域性不整合或局部不整一界面，每个层序可由低位体系域、湖侵体系域和高位体系域组成，也可由湖侵体系域、高位体系域组成。一般说来，湖平面相对下降越明显且后期湖平面又发生了相对大幅度上升，则易形成低位体系域、湖侵体系域和高位体系域；当湖平面下降幅度较小且后期又发生了较大幅度的湖平面相对上升，则易发育湖侵体系域、高位体系域,由于每个沉积层序形成时的地质周期不同，湖平面相对升降不同，沉积物供给多少不同以及古气候的差异，从而造成了各沉积层序在地层分布、层序厚度和各层序沉积速率等方面存在较为明显的差异。总的说来，
36、自层序到层序I，随着盆地构造活动幅度和强度的降低，盆地由断陷向拗陷转化，盆地各层序的厚度由厚变薄，沉积速率也随之降低,2体系域特征和层序地层样式陆相断陷盆地复杂的构造运动、多物源和近物源的供源方式、快速的相变以及多变的盆地结构，造成陆相断陷盆地层序地层堆砌样式和体系域类型的复杂性和多样性。由于陆西凹陷几条主要断裂的差异活动，使得断陷盆地在地形上表现出陡坡、深洼和缓坡的三分特征。1)陡坡层序地层样式 陡坡地带沉积界面是盆地边界断层面，其下降盘为较深水的湖盆，上升盘为地形起伏的物源区。该地带层序地层堆砌样式主要受控于断层活动和物源供给，湖平面的升降变化影响属于从属地位。盆地演化早期，断裂活动强烈，
37、层序发育近岸水下扇沉积，规模大；演化中期，断裂活动趋于平稳，近岸水下扇继续发育，但规模减小；演化晚期，断裂活动逐渐停止，由滨浅湖沉积、辫状河三角洲沉积组成,低位期主要由洪水浊流不断入湖形成的多个近岸水下扇和浊积扇构成，垂向上表现为多个进积式准层序组的叠置样式,湖侵期近岸水下扇向湖盆中央推进距离较短，浊积扇相对不发育，形成向上暗色泥岩加厚、砂岩厚度减薄、粒度变细、砂地比值降低的退积式准层序组叠置样式,高位期山区洪水携带沉积物快速入湖形成进积式或加积式准层序组叠置样式,2)深洼层序地层模式深洼区是指位于盆地中央的、缺少断裂活动的、基底整体下沉作用比较明显的、地形较平坦的地区该区是盆地的沉积中心地带
38、和湖盆水体相对较深的地区，以分布广、易于区域对比的 较深水的暗色泥岩沉积为特征层序边界常是整合界面，可以与盆地边缘地区的不整一接触界面相对比，体系域的识别主要依据准层序组的叠置样式以及体系域边界与盆地边缘体系域边界的对比,低位早时三角洲和近岸水下扇向湖盆中央推进，低位晚时三角洲和近岸水下扇向岸退积，从而形成由进积式到退积式准层序组组成的低位体系域,湖侵期三角洲和近岸水下扇规模减小且继续退积，深洼区沉积深湖相泥岩，为退积式准层序组叠置样式,高位期在深水泥岩之上又沉积三角洲和近岸水下扇前缘远端沉积物和浊积扇，构成进积式准层序组叠置,3)缓坡带层序地层样式盆地缓坡断裂活动较弱，地形坡度相对较缓，随着
39、湖平面的大幅度升降变化，缓坡带可大面积的出露地表遭受剥蚀形成层序界面，也可被后期沉积物不断上超形成层序界面。缓坡带层序边界和层序叠置样式主要受控于湖平面的升降变化和沉积物的供源速率。层序内部首次湖泛面和最大湖泛面的确定主要依据越过地形坡折带的第一个湖岸上超点和最远湖岸上超点的位置,低位期由于湖盆水域小，沉积区距物源较远，河流规模小，沉积物供给不足，主要沉积了滨浅湖相，其沉积序列为互层的灰色泥岩与灰绿色、红色砂岩或砂砾岩,湖侵期扇三角洲发育，但在湖平面快速上升造成的湖水顶托作用下，形成垂向上砂岩厚度和泥岩厚度基本不变的加积式准层序组叠置样式,高位期扇三角洲向湖盆中央推进，其前缘多发育浊积扇，形成
40、进积式准层序组叠置样式,4)盆地内部隆起带层序地层样式,低位期，三角洲分布局限,沉积物粒度较粗，沉积厚度薄，在马家铺高垒带前端缓坡的地形变化带以下多分布三角洲前缘滑塌浊积扇，形成退积式准层序组叠置样式,湖侵期，粒度较细，三角洲分布范围加大，在马家铺高垒带两侧断层下降盘发育有大量滑塌成因的斜坡扇,高位期，三角洲不断向湖盆中央推进，此时三角洲规模大，分布范围广，沉积物供给充足，以进积式和加积式准层序组叠置样式为主，前缘和两侧的浊积扇发育,5)盆地层序地层样式 盆地古地形具有缓坡、深洼、陡坡和高垒带的分异特点。盆地陡坡区层序及叠置样式主要受控于盆地深大断裂的活动幅度和阶段性，沉积类型以近岸水下扇和辫
41、状河三角洲为主。盆地深洼区层序的叠置样式主要受湖平面升降变化造成的古水深的控制，以发育厚层暗色泥岩和浊积扇为特征。盆地缓坡区层序地层的叠置样式受湖平面升降变化以及沉积物源供给的控制。高垒带的层序地层堆砌样式受控于湖平面的升降变化。,3湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变化曲线的制作湖平面相对上升的可靠标志是湖岸上超向陆迁移，湖平面相对静止的可靠标志是湖岸沉积物的顶超现象，湖平面相对下降的标志是湖岸上超向湖盆中央的迁移，显然，湖盆缓坡高分辨率地震剖面是确定湖岸上超、湖岸沉积物顶超迁移规律的最好资料,湖平面升降变化曲线的编制应该是在掌握研究区地质背景的基础上进行的，具体的编制步骤如下：（1）熟悉研究
42、区盆地结构、盆地构造演化阶段性、盆地古地形划分等古地理背景资料（2）选择那些穿过不同构造单元和不同地形带的地震测线构成区域性的地震剖面网，地震剖面网上的地震剖面应具有清楚的湖岸上超记录，较为简单的构造变形和较充足的控制井,（3）选择典型地震剖面，结合钻测井资料，根据地层的不整一关系对陆相地层进行层序划分和层序的追踪闭合，特别是追踪上超点和顶超点的靠近物源方向上的沉积边界。根据VSP、合成地震记录、古生物化石组合、同位素测年资料对划分的沉积层序进行尽可能详细的年代标定（4）编制层序年代地层对比图，将地震剖面上解释的层序地层剖面转换为纵坐标为地质年代的地层横剖面，以表示各个层序的持续地质年代、层序
43、的横向分布以及层序之间的接触关系等,（5）确定湖平面升降变化周期，测量湖岸上超的垂向分量即湖岸加积量，确定湖平面升降变化与地质年代之间的关系，进而确定各个湖岸加积量的增量，直至计算出每个沉积层序的湖岸加积量，即这个层序的湖平面上升的幅度(忽略地层剥蚀量)，然后测量层序最顶部一个上超点与上覆层序最下面一个上超点的湖岸加积量，这个湖岸加积量反映了湖平面的下降幅度；（6）重复测定每个层序上超点的垂直分量(湖岸加积量)与地质年代之间的关系，其他层序的湖平面升降曲线，从而得到全盆地各个层序的湖平面升降变化曲线,2）湖平面升降变化曲线特征 根据盆地湖岸上超点迁移规律编制的湖平面升降曲线应是湖平面绝对升降、
44、盆地基底沉降以及沉积物供给速率等多种影响参数的综合效应 湖平面升降变化主要受控于构造活动的强度和古水深变化。在湖平面上升最明显的时期，盆地边界断裂活动比较强烈，古水深较大，所以产生大幅度的湖平面升降变化旋回,4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探,低位体系域时期，缓坡地带陆源沉积物通过深切谷搬运到盆地之中形成相对独立的重力流成因浊积砂体，构成被湖泛页岩分隔开的相对孤立的砂体。陡坡地带，的冲积扇或扇三角洲砂体储集物性较差，难以储集油气。深切谷是在湖侵体系域早期，早期河流沉积物被湖浪改造而充填形成的、分选好、泥质含量少的、侧向变化快的砂体，易形成地层圈闭。低位期往往不发育品质良好的烃源岩。,湖侵体系域发育品质良好的烃源岩，以厚度不大、分布广泛、质纯色暗、有机质丰度高为特征。在盆地缓坡发育滨浅湖或水进式三角洲砂体储集层。在陡坡发育洪水型浊积扇砂体，直接被沉积在较深水暗色泥岩之中，易形成良好的岩性圈闭,高位体系域早期，深洼区仍发育色暗质纯的、分布相对较广的烃源岩。高位体系域晚期，在盆地缓坡发育河控型三角洲，在湖盆陡坡发育扇三角洲，在盆地的断垒带之上发育沿长轴方向的三角洲，在盆地深洼区发育滑塌型浊积扇。高位体系域是一个层序中储集砂体最为发育、储集物性最好、油气资源量最多的层段,第四章结束,
