层序地层学湖盆层序地层

石油大学资源与信息学院朱筱敏层序地层学-6湖泊：大陆地形相对低洼和流水汇聚的地区第六章陆相湖盆层序地层学巴厘岛火山湖泊蒙古UVS淡水湖蒙古Khargus咸水湖（据Chris,2000）起源于被动大陆边缘海相碎屑岩层序地层理论适用于湖泊盆地，但海平面升降曲线对湖泊沉积层序研究无指导意义控制陆相地层叠置样式的主要因素据Shanley,1994自旋回与异旋回沉积需要区分自旋回与异旋回沉积作用浅湖异旋回沉积作用需要区分自旋回与异旋回沉积作用自旋回沉积作用河流沉积与海平面变化的关系，据Shanley,1993河流沉积的层序地层模式，据Wright,1993LSTTSTHST风成沉积环境－潜水面变化与海平面变化之间的关系湖盆湖水面的变化与海平面变化具有一定的相似性（据Kevin,2000）过充填盆地平衡沉积盆地欠充填盆地过补偿盆地沉积特征（据Kevin,2000）起源于被动大陆边缘海相碎屑岩层序地层理论适用于湖泊盆地起源于被动大陆边缘盆地的海相层序地层学的基本原理和方法能够应用于陆相盆地层序地层学研究。尽管海相盆地与陆相盆地还存在多种差异起源于被动大陆边缘海相碎屑岩层序地层理论适用于湖泊盆地全球海平面变化对湖盆层序研究无指导意义湖泊层序构型的主要控制因素是构造和气候变化体系域命名存在多样性层序边界和凝缩层特点有别于海相层序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◎沉积物沉积负载作用◎热沉降作用2）陆相湖盆结构特征三种构造应力场背景，形成三类沉积盆地2）陆相湖盆结构特征不同类型沉积盆地，具有多种盆地结构3）陆相湖盆构造演化特征演化的阶段性断陷湖泊不同演化阶段层序地层模式4）陆相湖盆构造演化控制沉积物可容空间的变化幕式构造运动2陆相湖盆气候特征1）中国陆相盆地中新生代气候T:潮湿气候J：南方干旱，北方潮湿K：主体干旱E:东干西潮2陆相湖盆气候特征2）气候对陆相盆地层序的控制作用气候变化的周期性；气候的直接影响：湖平面变化；气候的间接影响：河流的地貌，降雨量，植被发育•VanHouten旋回(VHC)，偏湿型≈20ky（岁差周期）（1962）•ShortModulating旋回1-3个偏湿+1-4个偏干VHC组成≈100ky(短偏心率周期)•McLaughlin旋回（1933、1946）常见4-6个VHC≈404ky(长偏心率周期)•LongModulating旋回(MLC)由1-4个偏湿+1-4个MLC组成,≈1.75my•Laskar旋回（1999）≈3.5my不同级别旋回气候变化影响湖平面变化3）湖平面变化的周期性和不对称性2陆相湖盆地质特点1）陆相盆地类型多样，构造背景复杂2陆相湖盆地质特点2）陆相盆地缺少像海盆一样的陆棚和陆棚坡折2陆相湖盆地质特点3）陆相盆地水浅、能量弱、无明显水深变化2陆相湖盆地质特点4）陆相盆地可容空间小，缺少内生沉积物2陆相湖盆地质特点5）陆相盆地近物源、多物源汇聚式供源2陆相湖盆地质特点6）陆相盆地发育演化受构造活动和气候影响大，湖进湖退敏感湖平面变化2陆相湖盆地质特点7）陆相盆地沉积速率高，沉积相变快据Scholz,1990裂谷盆地沉积体系分布模式据Olsen,1990裂谷盆地沉积体系分布模式物源多物源中物源少2陆相湖盆地质特点8）陆相盆地发育特有的凝缩层可容空间、沉积物供给与地层叠置样式之间的关系陆相坳陷湖泊可容空间变化特征第二节陆相湖盆层序地层学陆相盆地的分类：断陷和坳陷考虑：气候、盐度和地理位置第二节陆相湖盆层序地层学陆相盆地的分类：断陷和坳陷考虑：气候、盐度和地理位置构造特征地理位置湖水盐度断陷湖泊坳陷湖泊断陷-坳陷过渡型湖泊淡水湖近海湖泊内陆湖泊近海湖泊内陆湖泊近海湖泊内陆湖泊近海断陷淡水湖内陆坳陷淡水湖近海坳陷淡水湖内陆坳陷淡水湖近海断坳过渡型淡水湖内陆断坳过渡型淡水湖盐湖近海断陷盐湖内陆坳陷盐湖近海坳陷盐湖内陆坳陷盐湖近海断坳过渡型盐湖内陆断坳过渡型盐湖第二节陆相湖盆层序地层学一、坳陷型湖泊层序地层样式1、湖盆基本特点一、坳陷型湖泊层序地层样式1、湖盆基本特点盆地均一整体下沉；盆地地形平缓简单；盆地面积大，深湖面积可达80％一、坳陷型湖泊层序地层样式2、湖盆层序界面识别原则◎界面间断原则，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，各级层序均为同期沉积物的组合体；◎统一性原则，划分的层序应在盆地范围内统一；◎一致性原则，据不同资料划分的层序边界是一致的，能相互验证。界面间断原则；等时性原则；统一性原则；一致性原则；层序边界划分原则坳陷型湖盆层序边界特征资料类别层序边界识别标志构造资料构造运动界面、构造应力场转换界面、大面积侵蚀不整合面、大面积超覆界面古生物资料古生物组合类型及含量突变、化石群分异度突变、古生物断带岩心资料古土壤层或根土层、颜色和岩性突变界面、底砾岩、沉积旋回类型转变界面、沉积相向盆地方向迁移、煤层、准层序组或体系域类型突变、有机质类型和含量突变、地球化学指标突变等测井资料自然电位和自然伽玛测井曲线突变接触界面、视电阻率突然增大或降低、地层倾角的杂乱模式、成像测井的不整合响应地震资料地震反射终止现象剥蚀、顶超、上超、下超，地震反射波组产状和动力学特征以及旋回特征的变化一、坳陷型湖泊层序地层样式3、湖盆层序界面识别标志1）在构造和古生物资料上的响应古构造运动面、构造应力场转换面、大面积侵蚀不整合面和地层超覆界面。古构造运动代表盆地的基底面或盆地消亡阶段的古风化剥蚀面，通常代表一定规模的构造运动形成的区域不整合面一、坳陷型湖泊层序地层样式3、湖盆层序界面识别标志1）在构造和古生物资料上的响应古生物化石出现明显的断带现象.丰度和分异度发生变化辽河盆地下第三系古生物组合的变化层序边界岩性变化一、坳陷型湖泊层序地层样式3、湖盆层序界面识别标志2）在岩心资料上的沉积响应一、坳陷型湖泊层序地层样式3、湖盆层序界面识别标志2）在岩心资料上的沉积响应古土壤和沉积相的突然变化据邹才能，2004层序边界沉积序列变化2）在岩心资料上的沉积响应3）在地球物理资料上的响应测井和地震资料准噶尔盆地层序界面T2T3ULD5-2-1LD5-2-3前积NgE3d2uE3d2L削截顶超下超LD5-2-3-LD5-2-1-SZ36-1-16井连井地震剖面层序边界－辽东湾盆地TX920432000120025002800Ed1Ed2Ed3Es1+2NE层序边界－辽东湾盆地层序边界－辽东湾盆地辽东湾下第三系层序划分4、体系域边界特征最大湖泛面和首次湖泛面首次湖泛面特征坳陷湖盆断陷湖盆①存在地形坡折变化带，如侏罗纪准噶尔盆地白家海凸起与昌吉坳陷之间的地形坡折带，可把首次越过该地形坡折带的湖泛面称为首次湖泛面。②可以将原来规模较小、水深不同、形态各异的相对分隔的水体连成一片的湖泛面称为首次湖泛面，如早白垩世松辽盆地。③可将坳陷型湖盆斜坡发育的鲕粒灰岩和介壳灰岩作为小型碳酸盐岩台地，越过该台地边缘的湖泛面称为首次湖泛面。④根据准层序的叠置样式来确定首次湖泛面的位置，低位体系域多以河流沉积为特征，具有典型河流二元结构，而湖侵体系域多表现为向上泥岩厚度加大的退积式准层序组。另外，首次湖泛面附近常存在混杂堆积的生物碎屑、根土层、火山活动物质以及与不整合重合的特征。①存在首次越过地形变化带的第一个湖岸上超点对应的界面。这个上超点可以超覆在前一个层序顶界面之上，这是识别首次湖泛面最重要的标志。②存在湖泛滞留沉积，即湖平面越过地形变化带，冲蚀缓坡河流沉积物，残留下来的较粗粒沉积物。③沉积相类型、沉积物颜色、岩性、结构和古生物组合发生变化。④准层序叠置样式由进积式变化为退积式等。4、体系域边界特征1）首次湖泛面在坳陷型盆地缓坡确定首次湖泛面或确定象海盆那样的“陆棚坡折带”是困难的。并不是都能确定首次湖泛面陆相湖盆结构特征与地形坡折带4、体系域边界特征1）首次湖泛面◎存在古地形坡折◎孤立湖泊连成一体◎湖泊边缘滩礁◎准层序叠置样式变化能够确定首次湖泛面的坳陷型层序地层样式首次湖泛面及其识别标志(开鲁盆地)4、体系域边界特征2）最大湖泛面是指湖平面达到最高、湖岸上超点达到向陆最远时期对应的湖泛面，常形成分布范围广的、色暗质纯的、较深水凝缩层最大湖泛面特征拗陷湖盆断陷湖盆①含莓状黄铁矿等自生矿物的灰黑色泥页岩；②微体和超微化石丰度高且分异度大；③测井曲线以高自然伽玛、低电阻率、平直自然电位曲线为特征；④地震剖面上响应于强振幅、高连续、分布广的地震发射，并常存在上覆地层的系列下超；⑤有机碳含量高，并存在自盆地中央向陆地方向有机碳含量减少的趋势。①对应一个沉积层序中的最远滨岸上超点。最大湖泛面对应的地震反射界面常由2-3个强振幅、高连续同相轴组成，全区稳定分布并存在上覆地层的系列下超。②具反映稳定沉积环境的厚层、水平层理、质纯暗色泥岩、油页岩或泥灰岩。③富含较深水环境的古生物化石。④最大湖泛时，湖盆边缘沼泽化，形成泥炭层或煤层。⑤有机质丰度高、自然电位曲线呈泥岩平直、基线、视电阻率曲线呈低幅尖刀状、锯齿状（图4）。⑥准层序叠置样式由退积式变为进积式等等。最大湖泛面及其识别标志（开鲁盆地）据邹才能，2004最大洪泛面－松辽盆地据邹才能，2004层序边界和最大洪泛面最大湖泛面－开鲁盆地一、坳陷型湖泊层序地层样式5、坳陷型湖盆层序地层样式层序地层样式包括：◎能够确定首次湖泛面◎不能确定首次湖泛面顾家裕，1994一、坳陷型湖泊层序地层样式5、坳陷型湖盆层序地层样式1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式－－三分体系域能够确定首次湖泛面的坳陷型层序地层样式1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式◎沉积特征＃出露地表处发育冲积扇、河流沉积，可形成深切谷；＃低位湖岸线附近可出现小型三角洲或扇三角洲沉积；＃低位湖盆中，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，◎形成背景湖平面相对下降低位体系域1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式低位体系域1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式◎沉积特征＃湖平面缓慢上升，发育水进型三角洲和滩坝；＃湖平面快速上升，发育湖侵碳酸盐岩、洪水浊流和深水暗色泥岩◎形成背景湖平面相对上升达到最大湖侵体系域1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式湖侵体系域1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式◎沉积特征＃早期可容空间大，可发育浊流沉积；＃中晚期可容空间变小，发育水退型三角洲◎形成背景湖平面相对静止和下降高位体系域1）能够确定首次湖泛面的层序地层样式高位体系域一、坳陷型湖泊层序地层样式5、坳陷型湖盆层序地层样式2）不能确定首次湖泛面的层序地层样式－－二分体系域不能确定首次湖泛面的坳陷型层序地层样式柴达木盆地第四系层序划分柴达木盆地第四系层序湖侵体系域沉积特征＃岩性细，层理规模小，生物扰动多；＃向上砂泥比降低的滨浅湖沉积；＃退积式准层序组柴达木盆地第四系层序湖退体系域沉积特征＃岩性较粗，层理规模较大，虫孔多；＃向上砂泥比加大的滨浅湖和沼泽沉积；＃进积式准层序组6、与油气勘探的关系烃源岩、储层、盖层和圈闭据邹才能，2004淡水和微咸水湖盆烃源岩分布-TST据邹才能，2004沼泽与湖盆烃源岩分布-TST,HST据邹才能，2004含盐湖盆烃源岩分布-TST,HST据邹才能，2004坳陷盆地储层类型在层序中的分布据邹才能，2004松辽盆地沉积层序与生储盖组合据邹才能，2004松辽盆地南部沉积层序与石油储量分布二、断陷型湖盆的层序地层样式1、盆地结构的三分性和盆地演化的阶段性二、断陷型湖盆的层序地层样式2、层序和体系域边界特点－－相似于坳陷型沉积盆地断陷盆地层序地层模式断陷型湖盆层序边界特征资料类别层序边界识别标志构造资料构造运动界面、构造应力场转换界面、大面积侵蚀不整合面、大面积超覆界面古生物资料古生物组合类型及含量突变、化石群分异度突变、古生物断带岩心资料古土壤层或根土层、颜色和岩性突变界面、底砾岩、沉积旋回类型转变界面、沉积相向盆地方向迁移、煤层、准层序组或体系域类型突变、有机质类型和含量突变、地球化学指标突变等测井资料自然电位和自然伽玛测井曲线突变接触