层序地层学绪论和第一章.ppt

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,绪论,一、层序地层学的发展阶段二、层序地层学研究的学派三、层序地层学与传统地层学的区别四、层序地层学的发展趋势五、层序地层学理论优势所在,层序地层学概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，就象板块构造曾经提供了一个完整统一的构造概念一样,层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则。因此，它可能是地质学中的一次革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段。P.R.Vail,层序地层学的发展阶段,层序地层学发展历史（Background）,概念萌芽阶段19481977孕育阶段19771988理论系统化阶段1988年现至,层序概念建立阶段地震地层学形成和发展阶段层序地层学综合发展阶段,三大发展阶段,层序地层学的发展阶段,层序地层学的发展阶段,起源于被动大陆边缘盆地的层序地层学的发展大体经历了三个阶段：第一阶段：概念盟芽阶段，即本世纪70年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。第二阶段：地震地层学演化的模型形成阶段。该阶段以P.R.Vail、R.M.Mitchum等EXXON公司的专家在AAPG第26届专题报告地震地层学：在碳氢化合物勘探上的应用的出版为标志。在20世纪70年代后期，层底地层学主要应用于地震资料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露头一般不被单独用来分析层序。地震地层学尚不能达到在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。第三阶段：为综合发展阶段，即从80年代到现在，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是1989年AAPG年会举办的层序地层学短期培训班和会议上发表的大量关于层序地层学的论述。与地震地层学相比，基于以全球海平面变化控制地层沉积的发生和发展为基础的层序地层学理论有两大特点：一是深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等资料；二是它所总结的沉积模式具有三维空间的立体概念。特别是进入90年代以来。层序地层学进入了理论研究和生产应用全面发展的时期，开始深入到油气勘探的各个阶段。,概念萌芽阶段（19481977）层序概念建立阶段,Sloss、Krumbein和Dapples（1948）同时提出的地层层序概念标志Sloss（1963）等人将北美克拉通前寒武晚期至全新世地层划分成以区域不整合面为边界的六套地层层序为当今层序地层学的发展提供了概念基础,层序地层学的发展阶段,“层序”概念的提出1948年由Sloss提出：定义为由不整合面所分隔的地层单元1963年应用于北美克拉通晚前寒武纪至全新世地层之间，共划分出6个层序；70年代前未被大多数人接受。,第一阶段：概念盟芽阶段，即本世纪70年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。,层序地层学的发展阶段,孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展,P.R.Vail（1977）等人编著的地震地层学为标志全球海平面变化具有相对一致性，海平面变化控制了层序发育的观点应用地震资料及钻测井资料预测和确定盆地地层结构、沉积相类型和区域分布产生了一次重大的飞跃,层序地层学的发展阶段,地震地层学阶段Peter.R.Vail等在1977年第26集AAPG上发表了地震地层学论文。两大认识:1、层序是由一套互相整合的、成因上有关联的地层所组成，其顶、底界为不整合面以及与之对应的整合面。2、层序的成因基本上或完全受全球性海平面升降变化所控制。,此后的10年间，地震地层学经历了从诞生、发展到完善的一个过程。并为石油工业做出了巨大贡献。地震地层学的不足：1、层序划分主要采用地震资料，虽然结合了测井、岩心和露头资料，但仅限于层位和优势相标定。2、层序级别大，不能提供在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。,第二阶段：地震地层学演化的模型形成阶段。该阶段以P.R.Vail、R.M.Mitchum等EXXON公司的专家在AAPG第26届专题报告地震地层学：在碳氢化合物勘探上的应用的出版为标志。在20世纪70年代后期，层序地层学主要应用于地震资料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露头一般不被单独用来分析层序。地震地层学尚不能达到在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。,层序地层学的发展阶段,理论系统化阶段（1988年至今）层序地层学综合发展,以P.R.Vail（1988）等人编著的海平面变化综合分析以及Sangree,Wagoner和Mitchum等人的层序地层学文献的发表为标志。1989年，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟、实用，高分辨率层序地层学（Cross）、成因地层学（Galloway）等学派；层序地层学开始深入到油气勘探开发的各个阶段。从盆地分析到圈闭的成因解释，从油藏描述、数值模拟到后续动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件开发到油藏管理给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃,层序地层学的发展阶段,层序地层学阶段1988年:J.C.Wagoner主编了SEPM层序地层学特刊；P.R.Vail及J.B.Sagree主编了“层序地层学工作手册”和“层序地层学基础”。这几部著作的问世则宣告一门新的学科层序地层学诞生了。,层序地层学：是根据地震、钻井和露头资料，结合有关的沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行综合解释的科学。,层序地层学的诞生缘于以下研究所取得的进步。1、理论模型的提出与实现1988年Jervey提出的新的实用模型，扩展了地震地层学的应用范围，并将层序进一步细分为小的地层单位“体系域”。而Posamentier和Vail等从理论上创建了一种三维结构图：I类层序：即海底扇体系域、低水位体系域、海侵体系域、高水位体系域。II类层序：陆架边缘体系域、海侵体系域、高水位体系域。同时，在I类层序的低水位体系域中，存在盆底扇、斜坡扇、低水位前积三角洲、深切谷充填。,2、向上变浅的硅质碎屑岩地层的沉积模式在测井、岩心和露头研究中取得进展Exxon地质学家受D.E.Frazier(1974)和C.V.Campbell(1967)观点的影响，总结出了这些向上变浅的地层单位以具有重要年代地层学意义的海泛面为边界，并且由纹层、纹层组、岩层和岩层组构成。有些学者（Vail等）将这些向上变浅的地层单位称为“旋回”，而有些学者（VanWagoner）称之为“准层序”，相互关联的准层序则构成了“准层序组”。而这些地层单元为体系域和层序的组成单元，从而使这些研究成果与理论模型保持一致，并且可以把它们置于年代地层学的系统中进行研究。,3、海平面相对变化的研究取得重大进展70年代后期，MacJervey在数学上模拟了和定量表示了产生全球旋回曲线的海平面升降、构造沉降和沉积物供应速度之间的关系。Exxon公司的科研人员吸收了该项研究成果，并于1987年在AAPG和Science刊物上推出了第二代海平面升降曲线。其特点是曲线呈圆滑的波状，每个周期顶底标明了不整合的性质，层序边界位于海平面升降曲线每个周期的下降（F）拐点上，上升（R）拐点稍后的某个位置处为最大海泛面，引用了更多的古生物、年代、磁性地层学资料，划分了海平面升降周期的级次。,第三阶段：为综合发展阶段，即从80年代到现在，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是1989年AAPG年会举办的层序地层学短期培训班和会议上发表的大量关于层序地层学的论述。,层序地层学的发展阶段,与地震地层学相比，基于以全球海平面变化控制地层沉积的发生和发展为基础的层序地层学理论有两大特点：一是深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等资料；二是它所总结的沉积模式具有三维空间的立体概念。特别是进入90年代以来。层序地层学进入了理论研究和生产应用全面发展的时期，开始深入到油气勘探的各个阶段,层序地层学的发展阶段,中国层序地层学研究大事记,1980年“地震地层学”被引进（徐怀大，牛毓荃等，1980）1988年结合我国油气勘探实践，“陆相断陷盆地区域地震地层学研究”问世（张万选等，1988）1989年组织编译了“应用层序地层学”（张宏逵等，1990）1993年层序地层学原理海平面变化分析一书出版（徐怀大等，1993）1995年T.A.Cross的高分辨率层序地层学派的理论、方法及实用技术被介绍到中国来，使之迅速得到传播和应用（邓宏文等，1995）1996年塔里木盆地沉积层序特征及其演化出版（顾家裕等，1996），把我国海陆相沉积层序地层学的研究推向了一个新的高度1997年中国石油学会组织“层序地层学及其在油气勘探开发中的应用“专业会议，标志了我国层序地层学的研究已进入一个全面发展的新时期。1997发表了大量著作,层序地层学的发展阶段,纵观目前层序地层学的研究思想，大体上可归结为：海相方面、陆相方面和高分辨率层序地层学三个方面。海相以国外学者为主，陆相以国内学者为主，高分辨率以科罗拉多TimCross学派为主。,层序地层学研究的学派,层序地层学研究的学派,（一）海相派,根据其层序划分方法将众多研究者分为三大学派：（1）以Exxon公司为代表Vail学派，以地表不整合或与此不整合可以对比的整合面为边界。（2）以Galloway为代表的，采用最大洪泛面作为层序边界。（3）Johnson所强调的层序以地表不整合面或海进冲刷不整合面为界的海进海退旋回沉积层序。虽然上述划分层序类型的三种方法各不相同，但均强调海平面变化是控制层序成因和相分布的内在机制，可用于全球范围内的地层对比。在层序控制方面将构造运动、全球海平面变化、沉积物供给、气候变化作为影响层序产生的四大控制因素。但对于构造沉降作用、成岩作用的影响考虑较少，这是其局限性所在。,（二）陆相派,类海相”学派认为：湖泊和海洋类似，是陆相沉积的主导控制体，其不仅控制自身的沉积发展，也控制毗邻的河流及风成沉积，湖平面的变化类似海平面的变化控制整个盆地的发育。他们由于没能充分认识到海陆不同，“类海相”学派过分简化了陆相沉积，所以存在较大局限性。“单一”派（张周良1996）主要针对河流相层序地层学进行研究，提出低水位体系域主要由辫状河流的砂砾质沉积物组成，低水位体系域后期可能出现曲流河沉积。水进体系域有利于网状河流沉积，高水位体系域主要是由曲流河沉积物组成，也可能有网状河沉积。这一学派淡化了构造因素、气候因素，而将沉积物供给速度和河流作用相等同，将湖相或海相沉积归为夹层，河流为主控因素，没有考虑不可能在同一地区出现一系列的河流相组合或仅由单纯的河流相组成的包括各种体系域的地层层序。,（二）陆相派,构造”派（李思田1992、解习农1996）主张层序分析是把相、沉积体系放于盆地整体地层格架中进行研究，这种格架主要根据等时地层意义的界面划分。分析的核心是建立等时地层格架，在此基础上将盆地充填序列解析为不同级别建造块。这一学派突破经典层序地层的束缚，全面考虑了盆地构造发展史和沉积演化史，强调构造作用和沉积作用的影响，从旋回角度对体系域进行了划分，促进了陆相层序地层学的发展。综合学派（纪友亮1996）分析了海平面变化、湖平面变化、沉积物供给、构造运动和气候等各种因素的影响，认为陆相湖盆为敞流湖盆、闭流湖盆。认为控制沉积物沉积的基准面和可容空间主要有2种。该学派将层序类型划分为构造和气候层序。构造层序又分为简单断坳层序、同生断坳层序和多期断坳层序，同生断坳层序由低位体系域、湖扩体系域、湖缩体系域和非湖泊体系域；简单断坳层序只发育厚的湖缩体系域；多期断坳层序由多期进积式准层序构成；气候层序由低位、高位和湖扩、湖缩体系域组成。这一分类方案为大多数学者所接受。,（三）高分辨率层序地层学,以T.A.Cross为首的科罗拉多矿业学院成因地层研究组为代表的高分辨率层序地层学问世后立即得到学术界有识人士的高度重视。成因地层研究小组在对浅海环境沉积层序进行分析研究的基础上提出的利用A/S（Accommo-dation/SedimentSupply）比和基准面旋回进行地层对比的方法（Cross，1991、1993、1994、1997、1998），为我们进行地层精细对比提供了新思路，比传统的层序地层学分辨率要高得多。,层序地层学与传统地层学的区别,1传统的地层划分中没有考虑地层的沉积成因；而层序地层学不仅考虑了地层的成因，而且考虑了各环境沉积地层之间的关系。2传统的地层划分中，无论是生物地层或岩石地层常常是穿时的；而层序地层学依据界面划分的层序基本是等时的。3传统的地层划分由于不与地层的成因相联系，很难将一个地层单位与油气藏的形成、有利成藏区带预测相联系；而层序地层学正考虑了层序形成过程中与油气藏形成的关系。4传统的地层划分仅仅应用了地质学的信息；而层序地层学充分应用了地质学、地球物理学、地球化学等资料。,层序地层学与传统地层学的区别,等时性而不是等岩性,层序地层学与传统地层学的区别,层序地层学的发展趋势,1宏观微观（1）由勘探应用向开发地质领域应用方向发展。（2）由储层宏观空间展布预测向微观储层非均质性研究方向发展。（3）由储层对比向剩余油分布预测方向发展。2定性定量（1）由定性的地层分析向定量的地层形成过程模拟方向发展。（2）由定性的地层分析向盆地地层形成过程动力学地计算方向发展。3单一多样（1）层序地层学应用到沉积矿床的形成、分布预测中。（2）层序地层学应用到层控矿床的形成、分布预测中。（3）层序地层学应用到铀矿床的形成、分布预测中。,层序地层学的发展趋势,层序地层学之所以在不长的时间里取得如此大的进展，主要是由于它有如下的特点：1、综合性层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的一门新学科，它不仅囊括了地震地层学的全部理论和方法，而且结合了测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资料的沉积学研究成果（由地球化学、古生物学、矿物学、沉积学、构造地质学等学科研究提供），因而，它综合性很强，避免了单学科中的某些局限性。,层序地层学理论优势所在,2、科学性层序地层学的基础是建立在由海平面相对变化所产生的不整合时间线的关系上。而全球海平面升降、构造沉降、气候、沉积物供应速度相互作用导致了相对海平面发生周期性变化，每个周期的各种沉积体就构成了一个相应的层序。层序是以整合面和与之对应的整合面为界的，两个不整合面之间的地层是同期形成的，所以，层序地层学具有年代地层学意义。层序内的各个体系域，形成于一个海平面变化周期的特定时间段上，在空间上的展,布具有规律性，因而，层序地层学具有成因地层学意义。这为揭示生储盖组合规律及油气藏预测建立了科学依据。层序地层学消除了年代地层、岩石地层与生物地层单位三重命名的混乱现象。它引用了同位素、磁性地层学及古生物地层学的时代标定，利用高分辩率地震反射资料确定的等时物理界面用为层序界面，首次提出了全球统一的地层学方案，解决了地层分层方面的矛盾。3、预测性海平面的相对变化形成了相应的层序，,每个层序又由若干个体系域组成。因而，根据海平面的相对变化规律，可以预测体系域的展布方向、范围、所含的沉积体系及其赋存位置以及未钻地层的时代，结合油藏描述，进一步预测沉积矿产的有利聚集带、油气生储盖组合规律。正如1989年AAPG在层序地层学应用一书的前言中指出：“你要想成为90年代的石油地质学家、地球物理学家、石油公司经理和管理人员吗？那么，务必请你读一读层序地层学应用这本书吧。”1990年Brown认为是层序地层学地层学的一场革命。,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,第一节理论基础和概念体系一层序地层学定义和理论基础1层序地层学定义2层序地层学理论基础1)海平面升降变化具有全球周期性2)四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性二、层序地层学基本概念1层序及层序类型2整合和不整合3体系域4海泛面5准层序和准层序组6可容空间和凝缩层,层序地层学定义和理论基础,1层序地层学定义层序地层学是研究以不整合面或与之相对应的整合面为边界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回岩性序列间相互关系的地层学分支学科。也可定义为研究年代地层格架中成因相关联的学科(VanWagoner，1988，1990)。也有人认为，层序地层学是研究层序形成和地层分布模式的一门科学。,2层序地层学理论基础1)海平面升降变化具有全球周期性海平面升降变化具有全球周期性，海平面相对变化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。Haq和Vail(1977，1987)建立了显生宙全球海平面I，级变化旋回和中新生代海平面变化年表，并认为层序地层学可以成为建立全球性地层对比的手段，重建全球地层对比系统。还有许多地学研究者对全球海平面升降曲线准确性持怀疑态度，指出区域海平面变化周期受控于构造、气候、全球性海平面变化、沉积物供给等多种因素。但是若排除构造运动以及其他干扰因素的影响，并对具有全球性周期的沉积层序进行准确定年，就能够提供一种特别适合于沉积相和古地理重建的年代地层格架，同时还能获得对全球海平面周期升降规律的认识。,第一节理论基础和概念体系一层序地层学定义和理论基础1层序地层学定义2层序地层学理论基础1)海平面升降变化具有全球周期性2)四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性二、层序地层学基本概念1层序及层序类型2整合和不整合3体系域4海泛面5准层序和准层序组6可容空间和凝缩层,层序地层学基本概念,1层序及层序类型1)层序(Sequence)层序是指一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之可对比的整合面为界的地层单元(Mitchum，1977)。层序是一个具有年代意义的地层单位层序本身不包括规模甚至时间的含义，但层序内所有岩层都是沉积在以层序边界年代所限定的地质时间间隔内层序边界及内部地层的地质年代可以用生物地层和其他年代地层学的方法加以确定,2)四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性一个层序中地层单元的几何形态和岩性受构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候四个基本因素的综合影响。一般来说，构造沉降速率、海平面升降速率和沉积物供给速率三个参数控制了沉积盆地的几何形态，沉降速率和海平面升降变化综合控制了沉积物可容空间的变化。Vail(1987)曾认为，全球海平面升降变化是控制地层叠置样式的最基本因素,沉积层序及其年代地层剖面,2)层序类型在地层记录中，可以识别出两种类型的层序，即I型和型层序I型层序底部以I型层序界面为界；顶部为I型或II型层序边界。II型层序底部以II型层序界面为界；顶部为I型或II型层序边界,I型层序边界是一个区域性的不整合界面，是全球海平面下降速度大于沉积滨线坡折带处盆地下降速度时产生的,I型层序边界（SB1）以河流回春作用、沉积相向盆地方向迁移、海岸上超的向下转移以及与上覆地层相伴生的陆上暴露和同时发生陆上侵蚀作用为特征。I类层序边界的形成是在沉积岸线坡折处，当海平面下降的速率超过沉降速率-即海平面相对下降的时期形成的。沉积岸线坡折位于陆棚上，该位置的向陆方向，沉积表面处于或接近基准面，通常是海平面；而该位置的向海方向，沉积表面在海平面以下。Vail等（1981）把沉积岸线坡折称作“陆架边缘”。,型层序界面是由于全球海平面下降速度小于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时形成的，因此在这个位置上未发生海平面的相对下降，型层序界面是一个区域性界面。,II型层序边界（SB2）以沉积岸线坡折向陆方向的陆上暴露、上覆地层的上超以及海岸上超的向下转移为特征。但是它既没有与河流回春作用相伴生的陆上侵蚀，也没有沉积相向盆地方向的转移。II型层序边界的形成是由于海平面下降速度略小于或等于沉积岸线坡折带处盆地沉降速度。这意味着对第II类层序边界来说，在沉积岸线坡折处没有相对的海平面下降。II型层序边界范围较小，识别比较困难。,沉积滨线坡折带(depositionalshorelinebreak)，即沉积岸线坡折，是指陆架剖面上的一个位置，是沉积作用活动的地形坡折，在此坡折向陆方向，沉积表面接近基准面，而向海方向沉积表面低于基准面。因此，在硅质碎屑沉积盆地中，沉积滨线坡折带的位置大致与三角洲河口沙坝向海一端或与海滩上临滨位置一致，通常位于岸线向海1001000m处，水深在8-15m之间，相当于正常浪基面位置。随着海平面升降变化，沉积滨线坡折带的位置随着发生变化,陆架坡折（Shelfbreak）定义为海洋盆地内这样的一种自然地理区：该区海底坡度（角）从大陆架（陆架坡折的向陆一侧，坡度小于1：1000）到大陆坡（陆架坡折向海的一侧，坡度大于1：40）有明显变化。在现今的高水位期间，陆架坡折的水深变化为37m至183m。在许多海盆中，在相对海平面下降时期，沉积岸线坡折离陆架坡折向陆侧的距离为160km或更远一点。在另外一些海盆中，如果高水位体系域已进积到陆架坡折区，那么，在海平面相对下降时期，沉积岸线坡折可能位于陆架坡折处。,2整合和不整合1)整合整合面是一个将新老地层分开的界面，沿此界面没有陆上和海底侵蚀作用的证据，也不指示存在重大沉积间断。但整合可包括沉积作用缓慢、在很长地质时间内仅沉积很薄沉积物的界面。,2)不整合不整合是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀削截(或与之可对比的海底侵蚀)或陆上暴露现象。这个定义将不整合这个术语局限于重大的陆上侵蚀面。局部的、与地质作用伴生的准周期侵蚀和沉积，如分流河道侵蚀，不包括在层序地层学的不整合定义中,3体系域1）体系域（systemstract）体系域是指一系列同周期沉积体系的集合体(FisherandBrown，1967)，是一个三维沉积单元，其边界是上超、下超等沉积边界。通过对体系域边界性质和内部几何形态来识别其类型在一个海平面升降旋回中，在旋回的不同阶段发育了不同的体系域体系域是进行有利地层预测的基本作图单元,2)低位体系域低位体系域(Lowstandsystemstract，简称LST)是指I型层序中位置最低、最老的体系域，是在相对海平面下降到最低点并且开始缓慢上升时期行成的。低水位体系域存在于三种地质背景中：陆架坡折背景（常见于被动大陆边缘）；缓坡背景；生长断层背景。,在具有陆棚坡折和深水盆地沉积背景中，低位体系域是由海平面相对下降时形成的盆底扇、斜坡扇和海平面开始相对上升时形成的低位前积楔状体以及河流深切谷充填物组成的。盆底扇的形成与海底峡谷进入陆坡的侵蚀作用和河谷进入陆架的下切作用密切相关，盆底扇底面是I型层序界面，其顶面是下超面。陆坡扇以陆坡中底部浊流沉积为特征，其沉积作用可与盆地扇或低位楔早期部分同期。低位前积楔状体常上超在层序界面之上、下超于盆地扇或陆坡扇之上，其顶面也是低位体系域的顶界面初次海泛面,在斜坡构造背景中，低位体系域是由海平面相对下降时形成的下部前积楔和由海平面相对上升时期形成的上部前积楔及深切谷(滑塌浊积扇)组成在生长断层背景中，低位体系域由盆底扇、斜坡扇、互层砂泥岩加厚层和深切谷(滑塌浊积扇)组成,1、低水位体系域海平面低于陆棚边角的时期为低水位期，这时的沉积即为低水位体系域。低水位期反映了海平面的相对下降。低水位体系域存在于三种地质背景中：陆架坡折背景（常见于被动大陆边缘）；缓坡背景；生长断层背景。（1）陆架坡折背景（shelfbreaksetting）1）具有界线分明的陆架、陆坡及盆底地形；2）陆架坡度小于05，陆坡坡度36、沿海底峡谷壁坡度10；3）具有相对突变的陆架坡折，把低角度的陆棚沉积物与坡度陡得多的陡坡沉积分开；,4）从浅水区到深水区有相对突变的过渡带；5）具倾斜的斜坡地貌；6）如果海底峡谷一旦形成，则在沉积岸线坡折以下具有与海平面下降相应的下切侵蚀作用；7）具可能的盆底扇和斜坡扇的沉积作用。除此之外，下述的附加条件也必须存在：1）足够大的河流体系足以切成峡谷并把沉积物供给盆地；2）足够的可容空间，以保存准层序组；3）海平面下降的速率和幅度足以能在或略微超过陆架坡折处沉积低水位体系域。,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（或早期扇）主要是砂质，由鲍马序列的Tab、Tac和被削蚀的Ta所组成的地层。盆底扇可能沉积在峡谷口处，也能够远离峡谷出口而广泛发育。它是在海平面相对迅速下降期间，由于斜坡上峡谷的侵蚀、大陆架上河谷的下切而使粗粒沉积物被倾卸到斜坡上后经泥石流和浊流搬运到盆底而形成。斜坡扇（或晚期扇）由具天然堤的浊流沟道和漫溢沉积物所组成，上伏于盆底扇之上，并被上覆的低水位楔状体所下超。它是在海平面相对下降的速度变慢时形成。低水位楔状体由一个或多个组成楔状体的进积准层序组所组成，其远源部分由厚而又多为页岩,成分的楔状沉积单元构成，该单元下超在斜坡扇上。低水位楔状体是在海平面相对静止并开始缓慢相对上升时形成的。下切谷充填（Incisedvalley）是河流体系沉积物，其通过下切作用使其河道向盆地延伸并切入下伏地层，以与海平面的相对下降相呼应。在陆棚上，深切谷以层序边界为下界，以首次主要海泛面为上界。图39左边的测井曲线说明了深切谷中常见充填沉积物的测井曲线型式，据测井曲线形态解释为辫状河道，它与陆棚泥岩呈突变接触。这种沉积环境的异常垂向伴生组合叫做沉积相向盆地的迁移（basinwardshiftinfacies），它是因海平面下降而形成的。,（2）缓坡背景（rampsetting）1）均一，具小于1的低角度斜坡，最常见的斜坡小于05；2）叠瓦状至S形的倾斜形态；3）在缓坡和陡坡之间不存在突变的坡折；4）从淡水区至更深水区，水体的深度没有突变；5）海平面相对下降可使下切作用至低水位滨岸沉积，但不会再向下进行；6）具有低水位三角洲及别的滨岸砂岩的沉积作用（盆底扇及斜坡扇不大可能沉积在斜坡边缘上）。,在缓坡背景中，LST的地层相对较薄，由下切谷充填物及其上、下两个前积复合体组成。下部前积复合体形成于海平面相对下降期间，以滨海或近海相沉积为主，底部具下超结构，顶部可遭受剥蚀。上部前积复合体形成于缓慢的海平面相对上升期间，具有滨岸相、潮间坪等沉积物。,（3）生长断层背景（growthfaultsetting）在生长断层背景或存在盐岩底辟或泥岩刺穿的沉积边缘，LST也发育盆底扇和斜坡扇复合体，主要组分为浊流沉积。这些扇体向陆方向上超，为生长断层阻隔，因而难以辩识。在生长断层上盘具有下切谷充填。,3)海侵体系域海侵体系域(Transgressivesystemstract，简称TST),是I型和型层序中部的体系域，它是在全球海平面迅速上升与构造沉降共同产生的海平面相对上升时期形成的，以沉积作用缓慢的低砂泥比值的一个或多个退积型准层序组为特征。主要沉积体系类型是陆架沉积、三角洲沉积、海岸平原沉积以及障壁岛及泻湖、受潮汐影响的沉积。其底界初始海泛面，顶界是一个分布较广的下超面，顶部沉积物以沉积慢、分布广、富含有机质、沉积物细为特征,SB1,4)高位体系域高位体系域(Highstandsystemstract，简称HST)是I型和型层序上部的体系域，是在海平面相对上升转变为相对下降时期形成的，由向盆内进积的一个或多个准层序组组成主要沉积体系类型相似于海侵体系域，但河流作用更明显，河道砂发育，潮汐影响变小，泻湖和煤系地层不太发育高位体系域顶部以I型和型层序界面为界，底部以下超面为界,5)陆架边缘体系域陆架边缘体系域(Shelfmarginsystemstract，简称SMST)是与型层序边界伴生的下部体系域，其以一个或多个微弱前积到加积准层序组为特征。这些准层序组朝陆地方向上超到型层序边界之上，朝盆地方向下超到型层序边界之上。陆架边缘体系域顶界是构成海进体系域底面的海进面。陆架边缘体系域在露头、钻测井资料中是难以识别的，只有进行详尽的准层序组叠置样式研究，才可能去识别陆架边缘体系域,6)其他可能的体系域Wagoner等(1988)曾建议，应根据边界类型及其在层序内的位置和几何形态来确定体系域类型。除了上述的低位、海侵和高位及陆架边缘体系域之外，还可能存在两个其他的理论上的体系域，即中位体系域(Midstandsystemstract)和海退体系域(Myers，1996)。中位体系域又被Hunt等(1992)称之为强制性海退体系域(Forcedregressivesystemstract)，由一组扇和一个前积楔状体或仅由前积楔状体构成海退体系域(Regressivesystemstract)是在两个快速海平面相对上升期间存在一个缓慢的海平面相对上升时形成的，或是在沉积物供给不断增加的情况下存在一个短暂的沉积物快速供给时形成的。体系域底界为最大洪泛面，自身由前积楔状体构成，顶界为最大的前积界面。内部几何形态由加积到前积再到加积构成,由一组扇和一个前积楔状体构成,底界为最大洪泛面，自身由前积楔状体构成，顶界为最大的前积界面,4海泛面海泛面(Marinefloodingsurface)是一个新老地层的分界面。它们常是平整的，仅有米级的地形起伏，但穿过这个界面时有证据表明水深会突然增加。这种水深的突然增加常伴随着小规模的水下侵蚀作用和无沉积作用，表明存在小规模的沉积间断。除非海泛面与层序边界重合，否则海泛面上不会发生大规模陆上侵蚀作用、无海岸上超的向下迁移或向盆地方向的移动。,1)初次海泛面初次海泛面(Firstfloodingsurface)是层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，也是低位与海侵体系域的物理界面，并以从低水位进积到海侵的退积为特征。海侵体系域的准层序向陆方向上超于层序界面之上，向盆地方向则下超于初始海泛面之上。初次海泛面可由于后期海平面下降而遭受地表剥蚀或发生无沉积作用，也可由于后期海平面上升，发生可剥去近10m厚的沉积物的海侵侵蚀作用,2)最大海泛面最大海泛面(Maximumfloodingsurface)是一个层序中最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超，常表现为下超面，它以从退积式准层序组转变为进积式准层序组为特征，常与凝缩层伴生,SB1,初次海泛面,最大海泛面,5准层序和准层序组1)准层序准层序(Parasequence)是一个以海泛面或与之相应的面为界、由成因上有联系的层或层组组成的相对整合序列。在层序的特定位置，准层序上下边界可与层序边界一致。海泛面在海岸平原和陆架地区均存在一个对应的界面，所以，在海岸平原、三角洲、浅滩、河口湾和陆棚等环境可以识别准层序，但在缺乏海相沉积的河流剖面和难以反映水深突然增加的较深水斜坡和盆地平原沉积中难以识别准层序,所有硅质碎屑准层序都是一个向上水体变浅的进积序列，除潮坪沉积之外，大部分硅质碎屑准层序是一个向上粒度变粗、层组厚度和砂泥比值向上加大的沉积序列。潮坪环境准层序却是一个向上粒度变细的、层组厚度和砂泥比值向上降低，以至顶部出现泥岩和煤的沉积序列。碳酸盐岩沉积准层序多为向上水体变浅的加积沉积序列。已发现准层序边界与层序边界不一致的海泛滞留沉积，即由钙质结核组成的滞留沉积、由潜穴化引起并被波浪流水改造的滞留沉积、堆积在海泛面之上的碳酸盐岩和覆盖在深切谷基底之上的河道滞留沉积。在一般情况下，准层序边界是在沉积物供给速率小于可容空间增长速率时形成的，而准层序是沉积速率大于可容空间增长速率时形成的,三、准层序边界准层序边界是海泛面及与之相应的界面。1、大区域内或盆地范围内起伏较小（几十厘米1-2米），一般是平坦的。2、海底侵蚀程度几厘米1m。3、海泛面上常存在滞留沉积。常见四种类型的滞留沉积：第一类：海进滞留沉积：厚度通常小于0.6m、较粗、层状、不连续、不规则，由生物介壳、介壳碎片、粘土屑、钙质结核（地表暴露期间形成）和硅质碎屑砾石或卵石组成，它们来源于下伏岩层，是由于海进期间海岸带岩石受侵蚀所成。,第二类：是由强烈的生物扰动、波浪或水流对层序改造(可达海泛面以下15m)而使较粗的颗粒集中滞留于海泛面上。第三类：在海平面上升之后，一定数量的较细粒的硅质碎屑，伴随有机或无机碳酸盐岩在海泛面上聚集。有机碳酸盐岩以广泛分布的板状介壳层的形式存在，厚度可达18m，虽然这些介壳层被风暴筛选或重新改造，但这些生物遗体说明了它们是陆架上固有的而不是来源于下伏岩层。第四类：为位于深切谷底部层序边界之上的河道滞留沉积，是在海平面下降期间形成的。最常见的有滚圆的隧石、石英或石英岩，其厚度范围从仅一个卵石厚的薄透镜体到上米厚的岩层。,4、海泛面在海岸平原、陆棚、大陆坡、盆底都有一个相应的界面存在。但只能根据其上倾或下倾对比来鉴别。在海岸平原上的相应界面不是以强烈的陆上侵蚀、河道回春、海岸超覆下移或下覆岩层的上超为标志，而是以河流造成的局部侵蚀或暴露大气中的土壤层或含植物根层等来鉴别。陆棚上的相应界面是一个整合面，没有明显的沉积间断显示，它可通过薄层的远洋或半远洋沉积（碳酸盐岩、富含有机质的泥岩、海绿石和火山灰等）来鉴别。在平静的深水环境里，如大陆坡或海盆底，准层序边界也不能识别出来。,5、准层序边界形成过程：水深的突然增加阻止了沉积的发生。,6、准层序边界与层序边界一致的两种特殊情况,顶部被剥蚀而成为不整合层序界面，但在A、B两井的岩性、电性上无反映。正确划分层序是正确确定准层序的基础。,陆上暴露面层序边界,四、准层序的侧向岩相组合由于准层序中每个岩层组的相带变化类型是相似的，因而岩层组之间没有明显的年代地层间断。以海滩准层序为例，见下：,7、准层序界面在小范围、在大钻井密度的条件下，可作为年代地层的界面。但在作区域性年代和岩相对比时通常不是好的界面。,向陆方向起覆并尖灭在层序边界上,在向陆方向，前滨及上临滨岩层组或者突然相变为冲溢扇、或者相变成海岸平原泥岩和薄层砂岩、或者被潮汐口削蚀。,向陆方向起覆并尖灭在层序边界上,五、沉积机理分析当沉积速率大于岸线可容空间增加（海平面升降与地壳升降共同作用的结果）的速率时，就会形成浅海相准层序。当岸线沉积物供给速率小于新增空间的形成速率时，则形成准层序边界。海泛面是新增空间形成速率大于沉积物供应速率的唯一标志。准层序边界形成有三种机理：1、底积泥岩的压实作用使水深相对增加；2、断裂沉降使海平面相对上升；3、海平面相对上升。,2)准层序组准层序组(Parasequencesets)是指由成因相关的一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列。准层序组边界与准层序边界一样，也是海泛面及与之相应的界面。把典型的准层序叠加方式分开，可与层序边界一致，可以是体系域的下超界面或边界。一个准层组的形成时间约为1-10万a，根据准层序的垂向组合关系(叠置样式)可将准层序组划分为进积、加积和退积准层序组三种类型。,向上孔隙度、砂比、粒度、厚度增大,向上孔隙度、砂比、粒度、厚度减小,进积准层序组是在沉积速率大于可容空间增加速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向盆地方向进积，形成向上砂岩厚度增大、泥岩厚度减薄、砂泥比值加大、水体变浅的准层序堆砌样式。它们常是高位体系域和低位前积楔状体的沉积特征。,退积准层序组是在沉积速率小于可容空间增长速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向陆方向退却。尽管每个准层序都是进积作用的产物，但就整体而言，退积准层序组显示出向上水体变深、单层砂岩减薄、泥岩加厚、砂泥比值减低的特征，它常是海侵体系域的沉积响应。,加积准层序组是在沉积速率等于可容空间变化速率的情况下形成的，相邻准层序之间未发生明显的侧向移动。自下而上，水体深度、砂泥岩厚度和砂泥比值基本保持不变。加积准层序组常是高位体系域早期和陆架边缘体系域的沉积响应。,向上孔隙度、砂比、粒度、厚度减小,向上孔隙度、砂比、粒度、厚度增大,与传统的岩性对比的区别,6可容空间和凝缩层1)可容空间可容空间(Accommodation)指可供沉积物潜在堆积的空间(Jerrey，1989)。可容空间受控于沉积背景的基准面的变化，或者是海平面升降和构造沉降的函数。2)凝缩层凝缩层(Condensedsection)是指沉积速率很慢的(10lOOmm万a)、厚度很薄的、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物，是在海平面相对上升到最大、海岸线海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积的。,密集段（Condensedsection，凝聚/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。,第二节全球海平面变化周期一、全球海平面变化曲线特征1全球海平面变化和相对海平面变化的概念1)全球海平面变化2)相对海平面变化2全球海平面相