第三章--海相层序地层学--层序地层学-教学课件

西南石油学院资源与环境学院二零零二年十二月层序地层学第—节碎屑岩层序地层样式一、I型层序地层样式1．具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式1)具陆棚坡折边缘的盆地特点(1)存在着明显地形分异的陆棚、陆坡和盆地地形。陆棚坡度小于0．5度，陆坡坡度3—6度，海底峡谷坡度为10左右。(2)具有明显分割陆棚沉积物与陆坡沉积物的陆棚坡折，在这陆棚坡折两侧存在突然的浅水到深水的过渡。(3)具有倾斜的斜坡沉积地层样式。当海平面下降到沉积滨线坡折带以下时，河流深切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。(4)存在能够形成深切峡谷并向盆地输送沉积物的、足够大的河流体系。(5)具有足够大的可容空间将准层序组保存下来。(6)海平面下降幅度足以使低位体系域在陆棚坡折或在其外侧不远的地方发生沉积。2)具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式(1)低位体系域：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I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面。在具陆棚坡折的盆地中，低位体系域常由盆底扇、斜坡扇和低位前积楔状体组成•在陆架坡折背景中，低水位体系域由盆底扇（bf）、斜坡扇（sf）、低水位楔状体（lsw）和下切谷充填物（iv）所组成（Vail，1987）。盆底扇(Basinfloorfan)是指沉积在盆地底部或大陆斜坡下部的海底扇，其形成与斜坡上的峡谷侵蚀以及陆棚暴露地表发生河流回春下切作用密切相关。即在形成I类层序界面时，由于陆棚部分或全部出露地表遭受剥蚀，沉积物越过陆棚和大陆斜坡，通过深切谷和斜坡峡谷以点物源的供应方式在盆底形成盆底扇。盆底扇底界面与低位体系域底界一致，顶界面为一下超面，常被斜坡扇和低位前积楔状体下超。盆底扇作为重力流沉积物可用鲍玛序列的AB，AC段组合或被截切的A段描述。盆底扇内扇为序列不明显的、互层的砂砾岩，中扇为向上粒度变细、砂层厚度减薄的水道化沉积序列，外扇为向上粒度变粗、砂层变厚的非水道化沉积序列，在外扇部位可能存在较大规模的砂质朵状体。斜坡扇(Slopefan)指位于大陆斜坡中部或底部的重力流沉积体，它是在全球海平面下降晚期或上升早期形成的。斜坡扇可沉积于盆底扇之上，也可沉积在比盆底扇更近源的地方，其顶被低位前积楔状体下超。斜坡扇可以与盆底扇同期沉积，也可与低位前积楔状体同期沉积。由于斜坡扇形成时，陆棚上河流下侵趋于停止，粗粒物质往往优先充填在深切谷内，因此斜坡扇粒度和砂泥比均比盆底扇沉积物更细更低。典型的斜坡扇呈开阔裙边状，以发育有堤活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(Lowstandprogradingwedge)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其在陆棚或陆坡上伴生的沉积物组成，远源部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的浊积岩。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，并可被上覆海侵体系域页岩所封堵，形成地层圈闭。深切谷(1ncisedvalley)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其充填物。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藏(2)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，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，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，主要的三角洲都是陆棚三角洲，扇不太发育。河口湾、潮汐海、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。•SB1•密集段（Condensedsection，凝缩层，缓慢沉积段）。•海侵体系域顶界同上覆高水位体系域底部的斜积层可能合并，而且厚度非常薄，这种沉积即密集段。它缺少陆源物质，是由薄层的半远洋或远洋沉积物所组成，分布于外陆架、大陆坡和深海环境，含丰富的深水生物化石及与成岩作用有关的海绿石、黄铁矿、菱铁矿、白云石、磷灰石及油页岩等。尽管密集段一般很薄，沉积物聚集速率很低，且经历了很长时间，但其沉积作用却是连续的。凝缩层在区域性或全球性地层对比中以及层序地层学研究中起着重要作用。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速率时形成的。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连片3)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测层序内沉积体系类型及叠置样式提供了概念模型，为预测有利的烃源岩、储集岩和盖层的分布以及有利的地层岩性圈闭发育区发挥了指南作用第—节碎屑岩层序地层样式一、I型层序地层样式2．具缓坡边缘的I型层序地层样式1)具缓坡边缘的盆地特点(1)盆地坡度低而坡折均一，地形坡度小于1度，不存在从缓坡到陡坡的地形和浅水至深水的突然变化。(2)盆地缓坡沉积物成叠瓦状至“S”型倾斜形态广泛分布于盆地缓坡及其他地区。(3)海平面下降时伴生的河流深切作用可下切至低位滨岸沉积，但不会继续向下进行。(4)由于海平面下降而形成低海平面三角洲和其他滨岸砂岩，但不发育盆底扇和斜坡扇。(5)海平面下降速度和幅度足以使具缓坡边缘的I型层序低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。2)具缓坡边缘的I型层序地层样式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棚坡折的I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。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，第一部分位于向陆—侧，以深切谷(被河流和潮控三角洲沉积充填)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断下降期间，缓坡边缘盆地底部也发生沉积物的过路作用，沉积了一组向下逐步前积的楔状体，Posamentier(1992)将具称为“强制性海退楔状体”，这些楔状体可以被高位和低位前积楔状体保护起来。这些强制性海退楔状体常是富砂的可形成被页岩包裹的令人感兴趣的地层圈闭总的来看，具有陆棚坡折边缘和缓坡边缘的I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，所以具有缓坡边缘的I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第—节碎屑岩层序地层样式一、I型层序地层样式1．具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式2．具缓坡边缘的I型层序地层样式二、II型层序地层样式1．II型层序边界和体系域构成2．II型层序体系域特征三、海相碎屑岩层序地层与油气勘探1．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3．层序地层中的成藏组合类型分析二、II型层序地层样式1．II型层序边界和体系域构成II型层序底界为II型层序边界，顶界为I型或Ⅱ型层序边界。II型层序地层样式似乎有些类似于具缓坡边缘的I型层序地层样式，它们的下部体系域最初都是在陆棚上沉积的，都缺少盆底扇和峡谷。但是II型层序与具缓坡边缘的I型层序存在成因机制上的不同。Ⅱ型层序形成时，在沉积滨线坡折带处没有发生相对的海平面下降，因而Ⅱ型层序就不发育深切谷地，也没有河流回春作用造成的明显截切和向海方向的迁移。Ⅱ型层序自下而上由陆棚边缘体系域、海侵体系域、高位体系域组成它可以沉积在陆棚的任何地方，并由一个或多个进积到加积准层序组构成2．II型层序体系域特征1)陆棚边缘体系域陆棚边缘体系域是II型层序最下部的一个体系域，其底界是一个以覆盖河流沉积的海相平原或以覆盖河流沉积的滨岸和三角洲沉积物为特征的侵蚀不整合或与之可对比的整合面。在底界面为整合的地方，它只表现为准层序叠置样式的变化，即从快速前积到缓慢前积到加积的变化。陆棚边缘体系域的顶界为首次海泛面，它将前积至加积的陆棚边缘体系域与上覆退积的海侵体系域分隔开来陆棚边缘体系域是在一个海平面相对上升时形成的海退地层单元，它以逐渐减弱的进积、继之以加积的准层序叠置样式为特征。它上覆在前一层序的高位体系域之上。陆棚边缘体系域是在陆棚外部沉积的，自下而上岩相的垂向叠置有加厚的趋势，沉积相逐渐由非海相向海相转化，其顶部也可能有广泛的煤的沉积。与高位体系域相反，陆棚边缘体系域一般没有被广泛的河流沉积所覆盖。在实际工作中，在露头区或依据钻测井资料是难以识别陆棚边缘体系域的，这是因为它仅以一个隐藏的不整合面或准层序叠置样式的变化将其与下伏的高位体系域区分开来。也难以根据露头资料和钻测井资料来表明海岸上超向盆地方向的迁移。地震资料的分辨率也不足以区分上超地层倾角的细微变化。2）海侵体系域和高位体系域I型层序边界伴随着明显的河流下切作用和陆棚的广泛暴露，当海平面开始上升并形成I型层序海侵体系域时，深切谷首先被充填，后来的大面积陆棚海泛形成了广泛的海侵沉积物。而Ⅱ型层序边界形成时，陆棚未完全暴露地表，也没有形成深切谷，所以II型层序海侵体系域一开始发育就表现为沿层序边界广泛的海侵沉积，这是I型层序与Ⅱ型层序海侵体系域的不同之处。Ⅱ型层序高位体系域与I型层序类似，均以加积至前积准层序组为特征。第—节碎屑岩层序地层样式一、I型层序地层样式1．具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式2．具缓坡边缘的I型层序地层样式二、II型层序地层样式1．II型层序边界和体系域构成2．II型层序体系域特征三、海相碎屑岩层序地层与油气勘探1．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3．层序地层中的成藏组合类型分析三、海相碎屑岩层序地层与油气勘探1．层序地层学在油气勘探开发中的应用运用层序地层学理论可以比较可靠地预测生储盖层的分布，了解油气生成、运移和聚集的过程，确定富有经济价值的地层圈闭，发现新的油气成藏组合，减少勘探开发风险，提高油气勘探效率和成功率。层序地层学直接应用于油气勘探开发时强调三个基本概念，即①地层几何形态与沉积物分布的关系；②岩石物性、生物地层和地震资料的详尽综合研究；③分析构造沉降和地层学与海平面旋回之间的可容空间模式，最终通过生储盖和成藏综合研究，指出有利的油气勘探区层序地层学应用：层序地层学概念在勘探和开发上均有广泛的应用。这些概念①为测井资料的年代地层学对比提供了技术；②为地质制图和相对比提供了更准确的界面；③为提高产层的分辨率，尤其为地层圈闭解释提供了高分辨率的年代地层学依据。这些概念同时也为