层序地层学-第6章-陆相层序地层学-中国地质大学(北京)

第六章陆相层序地层学第一节陆相层序地层发育的主控因素第二节陆相层序关键界面的识别第三节陆相盆地层序地层模式第四节陆相层序地层模式与岩性圈闭一可容纳空间和沉积物供应二构造因素三双面（湖平面与湖盆底面）耦合关系第一节陆相层序地层发育的主控因素A.可容纳空间与沉积物供应决定了岸线的迁移和沉积物特征B.可容纳空间与沉积物供应决定了地层的叠置样式一可容纳空间和沉积物供应①沉积物注入速率可容纳空间增长速率：岸线向陆迁移并发生湖侵，水体深度明显增加，形成偏泥的湖相地层。A可容纳空间与沉积物供应决定了岸线迁移和沉积特征湖相砂岩湖相泥岩水A可容纳空间与沉积物供应决定了岸线迁移和沉积特征②沉积物注入速率≈可容纳空间增长速率：（O-A)开始时，可容纳空间的增加速率大于沉积物供给速率，发生湖侵和水体的加深，形成了湖相沉积。（A-B)随着相对湖平面上升速率的降低，开始发生湖退，直至湖相沉积加积到湖平面。（B-C)沉积物的供给速率已超过可容纳空间的增长速率，沉积物表面保持在湖平面处，堆积了湖岸平原相沉积物。未能被湖岸平原容纳的过剩沉积物向盆地方向搬运。（C-D)随着可容纳空间减小（相对湖平面降低），先前沉积的沉积物可能会遭受剥蚀。湖相砂岩湖相泥岩水A可容纳空间与沉积物供应决定了岸线迁移和沉积特征③沉积物的供给速率可容纳空间的增长速率：持续发育了岸线的湖退，形成湖岸平原或三角洲平原沉积物。可容纳空间逐渐消失，原沉积处发生侵蚀作用湖相砂岩湖相泥岩水可容纳空间形成速率、沉积物供给速率及地层叠置样式的关系（Shanley,1991）可容纳空间对地分布形式的影响沉积物补给速率小于可容纳空间形成速率沉积物补给速率大于可容纳空间形成速率B可容纳空间与沉积物供应决定了地层的叠置样式A.盆地构造演化阶段和沉降速率影响层序和沉积B.不同构造演化阶段具有不同的层序样式C.断裂系统明显控制砂体分布二构造因素构造演化与盆地充填序列盆地构造演化阶段和沉降速率影响层序和沉积不同构造演化阶段，沉降过程存在明显差异，形成的层序具有不同的结构、沉积体系类型、沉积相配置样式及同沉积构造作用AB不同构造演化阶段具有不同的层序样式强烈裂陷期深湖、半深湖盆型沉积层序裂陷早期冲积—浅湖盆型沉积层序裂陷晚期或裂后期河流—浅湖盆型沉积层序典型断陷湖盆充填样式和构造格架B不同构造演化阶段具有不同的层序样式几种同沉积断裂系与砂体分布样式C断裂系统明显控制砂体分布梳状断裂系的砂体分布样式C断裂系统明显控制砂体分布C断裂系统明显控制砂体分布断裂调节带末端低洼带的砂体分布断裂调节带不同部位层序构成样式C断裂系统明显控制砂体分布A.双面耦合关系决定岸线的迁移B.双面耦合关系决定层序的构成C.双面耦合关系决定沉积体系的类型三双面（湖平面与湖盆底面）耦合关系A双面耦合关系决定岸线的迁移缓坡陡坡缓坡陡坡缓坡：湖平面升降造成湖岸线大幅度明显迁移陡坡：湖平面升降，湖岸线迁移不明显B双面耦合关系决定层序的构成湖平面在A-C或C-E之间波动形成的层序由低位域、湖扩域和高位域构成湖平面在B-C或D-E之间波动形成的层序由湖扩域和高位域构成ABCDEB双面耦合关系决定层序的构成湖平面在A-C或C-E之间波动形成的层序由低位域、湖扩域和高位域构成湖平面在B-C或D-E之间波动形成的层序由湖扩域和高位域构成A-C或C-EB-C或D-EC双面耦合关系决定沉积体系的类型①坳陷湖盆：湖岸线在陡坡带波动：湖泊体系、湖底扇体系湖岸线在缓坡带波动：湖泊体系、三角洲体系②断陷湖盆：湖岸线在一级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲近端砂砾岩、湖底扇湖岸线在二级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲前缘砂质沉积、湖底扇湖岸线在三级断裂坡折波动：湖泊体系、湖底扇体系C双面耦合关系决定沉积体系的类型湖岸线在缓坡带波动：湖泊体系、三角洲体系①坳陷湖盆：C双面耦合关系决定沉积体系的类型湖岸线在陡坡带波动：湖泊体系、湖底扇体系湖岸线在缓坡带波动：湖泊体系、三角洲体系①坳陷湖盆：C双面耦合关系决定沉积体系的类型②断陷湖盆：湖岸线在一级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲近端砂砾岩、湖底扇湖岸线在二级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲前缘砂质沉积、湖底扇湖岸线在三级断裂坡折波动：湖泊体系、湖底扇体系C双面耦合关系决定沉积体系的类型②断陷湖盆：湖岸线在一级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲近端砂砾岩、湖底扇湖岸线在二级断裂坡折波动：湖泊体系、扇三角洲前缘砂质沉积、湖底扇湖岸线在三级断裂坡折波动：湖泊体系、湖底扇体系1地震识别标志2地层旋回的识别标志3测井相识别标志4岩相识别标志5古生物辅助识别标志6地球化学辅助识别标志微量元素地球化学和有机地球化学第二节陆相盆地层序关键界面识别加利福尼亚SanJoaquin盆地南部地震反射特征及其层序解释（HewlettandJordan1993）地震层序内部反射终止示意图（据Brown，1979）1地震识别标志2地层旋回的识别标志2地层旋回的识别标志3测井相识别标志3测井相识别标志层序内主要水泛面识别：(1)由退积至进积的转换面；(2)厚层暗色泥岩、灰岩发育段塘参1井中上奥陶统主要水泛面特征4岩相识别标志4岩相识别标志钻井剖面不整合标志：S/O2-3沉积环境突变面层序界面标志:1、地层暴露面2、地层叠加型式的转换面（进积—退积、进积—加积）；3、浅水沉积相的顶面；4、相序中断面或沉积相的转换面。纯11井古生物与层序界面关系图（据冯有良，2000）5古生物辅助标志东营凹陷辛15井Fe2O3含量与层序界面的关系（据纪友亮，1996）6微量元素地球化学辅助标志东营凹陷牛38井微量元素与层序界面关系图（据冯有良，2000）6微量元素地球化学辅助标志东营凹陷牛38井有机地球化学与层序界面关系图（据冯有良，2000）有机地球化学辅助标志1.断陷湖盆层序模式2.坳陷浅水湖盆层序模式3.坳陷深水湖盆层序模式4.坳陷冲积盆地层序模式5.蒸发盐湖盆地层序模式第三节陆相盆地层序地层模式1断陷湖盆层序模式断陷湖盆的多数层序，根据初始湖泛面和最大湖泛面，可划分出了低位体系域、湖扩展体系域和高位体系域，在短轴断裂陡坡、短轴挠曲缓坡，以及轴向缓坡带，每种体系域由一系列特有的沉积体系构成。断缘陡坡带模式SBSBSBmfsmfsESTESTLST-LSTlswHST-fdHST-fdivf断裂坡折带盆缘断裂bffSBmfsHSTESTLSTdlfdbdflpdlplswivfedlbff层序界面高位体系域湖扩体系域最大湖泛面低位体系域三角洲扇三角洲辫状河三角洲冲积平原三角洲平原低位楔状体下切谷及下切水道盆底扇及其它低位扇体湖扩期边缘三角洲在短轴断裂陡坡带，层序的低位域和湖扩域多发育于二级断阶之下，盆缘断裂控制的一级断阶多数只发育高位域的冲积扇或扇三角洲。短轴断裂陡坡带层序模式永安镇断裂扇三角洲低位楔LST（LSW）MLFSLST（LSW）EST+HSTEST+HSTSSIIBSSIIIA永安镇扇三角洲地震反射特征（）缓坡带模式CSBSBSBSBESTHST-bdESTHSTESTHST-bdLSTEdlmfsmfsmfsivfSBmfsHSTESTLSTdlfdbdflpdlplswivfedlbff层序界面高位体系域湖扩体系域最大湖泛面低位体系域三角洲扇三角洲辫状河三角洲冲积平原三角洲平原低位楔状体下切谷及下切水道盆底扇及其它低位扇体湖扩期边缘三角洲在短轴挠曲缓坡带，层序的低位域、湖扩域和高位域多广泛发育，以低位域粗碎屑沉积物十分发育为特色。短轴挠曲缓坡带层序模式梁家楼水下扇SNIIISSB2构造坡折带SSIIIC梁家楼水下扇(低位扇)地震反射特征（599.91测线，SSIIIC层序（沙三上）（）轴向物源凹陷带模式B-SBSBSBSBmfsmfsmfsLSTLSTLSTESTESTESTflpdlpdlpHST-bdHST-bdHSTSBmfsHSTESTLSTdlfdbdflpdlplswivfedlbff层序界面高位体系域湖扩体系域最大湖泛面低位体系域三角洲扇三角洲辫状河三角洲冲积平原三角洲平原低位楔状体下切谷及下切水道盆底扇及其它低位扇体湖扩期边缘三角洲在长轴缓坡带，层序的低位域和湖扩域多发育于挠曲坡折之下，且厚度较小，而由长轴物源形成的高位域三角洲十分发育，厚度较大，在前方伴有大量浊积岩。长轴缓坡带层序模式东营河控型三角洲93.6测线地震反射及层序解释以鄂尔多斯侏罗系延安组的典型研究为基础概括的大型浅水湖盆层序构成模式：层序由低位域、湖扩域和高位域构成。低位域：由下切谷充填和冲积平原沉积构成；湖扩域：富含浅水双壳类化石的浅湖相泥岩层厚十余米，横向分布面积大，十分稳定高位域：浅湖三角洲前缘、三角洲平原，至三角洲废弃阶段的完整三角洲序列2坳陷浅水湖盆层序模式以鄂尔多斯侏罗系延安组的典型研究为基础概括的大型浅水湖盆层序构成模（据李思田林畅松等，1995修改）2坳陷浅水湖盆层序模式长轴方向缓坡背景层序地层模式短轴方向陡坡背景层序地层模式3坳陷深水湖盆层序模式三级层序界面附近河流—三角洲体系明显向湖区推进，在三级层序界面之间的层序内部存在明显的湖区扩展。多数层序体系域由河流—三角洲体系明显向湖区推进的高位域和湖区向外扩展的水进域构成，在高位域三角洲前方可发育小规模的重力流沉积。在超层序界面之上，湖平面大幅度下降至三角洲前缘斜坡之下，在盆地的长轴缓坡方向的深水湖区，发育低位域三角洲和湖底扇。缓坡背景层序模式在盆地缓坡部位地震剖面上，深水坳陷期沉积地层地震反射时间厚度近等，内部反射结构为平行、亚平行和波状，超削反射终止特征不明显。在地震剖面上识别三级层序界面较为困难。松辽盆地缓坡带地震剖面在青山口组的上部、青山口组与姚家组之间及姚家组内部层序界面附近存在明显沉积相带迁移。三级层序的高位域的河流—三角洲体系明显向湖区推进，三级层序的水进域存在明显的湖区扩展。青山口组上部层序主要由水进域三角洲和高位域三角洲构成，低位域仅为局部发育的低位楔。姚家组的2个层序均由低位域、水进域和高位域构成，其低位域，深湖区发育大量的湖底扇沉积，在斜坡部位发育有低位域三角洲，水进域和高位域主要由三角洲构成。各层序的高位域三角洲前方可发育小规模的重力流沉积。陡坡背景层序模式陡坡背景层序构成模式陡坡背景层序构成模式松辽盆地陡坡带地震剖面（英台3D工区，沿B-B剖面任意线）在盆地缓坡部位地震剖面上，深水坳陷期沉积地层地震反射时间厚度变化较大，高部位地震反射时间厚度小，低部位地震反射时间厚度大，呈明显的楔形体。内部反射结构多变，超削反射终止特征十分明显。在青山口组与姚家组分界的超层序界面之下，可见削截反射终止现象，其上可见明显的上超。在青山口组和姚家组内部的三级层序界面上可见明显的上超。基准面上升期最大洪泛期基准面下降期4坳陷冲积盆地层序模式A.基准面上升早期，由于可容纳空间较低，主要发育辫状河道形成的相互切割、彼此叠置的河道砂岩。砂岩的相类型比较单一，厚度一般较大，均质性较强。砂岩侧向连通性好，呈席状分布。B.基准面上升中期，随着可容纳空间增大，河道叠置程度变差，孤立分布的河道砂岩增多，侧向连续性变差。C.基准面上升晚期，随着基准面的继续上升，A/S比值增大，加积的冲积平原相或泛滥盆地湖相沉积逐渐发育，厚度增大，河道作用减弱。基准面上升期层序模式河流相短期旋回构成模式基准面上升期层序模式基准面上升早期基准面上升中期基准面上升晚期A.“最大洪泛面”处于基准面上升与下降的转换位置。B.在近海（湖）盆地的冲积相中，该基准面的转换位置较易识别，表现为海（湖）泛层的出现或受潮汐影响的河道沉积；在受海（湖）影响较小的冲积相地层中，基准面上升伴随着地下水面的上升，形成河间湖泊、湖沼或沼泽。C.在这一地层位置，冲积平原相的垂相加积作用明显，暗色泥岩、碳质泥岩、煤层或碳酸盐（气候较为干旱时）发育。最大洪泛期层序模式A.基准面下降期，随着可容纳空间的逐渐降低，决口扇逐渐发育。B.高A/S比值条件下形成的决口扇通常临近河道分布，厚度较大，决口扇砂体的相类型丰富，均质型较差。C.当可容