层序地层学笔记 主讲操应长教授.doc

层序地层学笔记 主讲：操应长教授整理：地质学研09-1 吴平 说明：括号内内容为个人理解或老师讲解。另外：由于上课时记得匆忙，不完整或错误处在所难免，如有补充或错误改正一定要告诉我啊（多谢多谢！ Qq：66681460）。还有标题顺序还是遵照上课时的笔记，没有重新整理，如感觉不便或混乱，请自行处理吧，实在是太多了。一、 定义层序地层学：是根据地震、钻井及露头资料，结合有关的沉积环境及岩相古地理解释，对地层层序格架进行综合解释的学科。时间的概念：界面是一个时间段关键词：旋回性：一套层序就是一个旋回，与地层旋回一致。时间格架：全盆地对比的等时沉积体系。成因上有联系的地层：在层序内部没有主要的间断面。定义：基于属性分析定义的地层学分析：岩性地层学，生物地层学，磁地层学，化学地层学，年代地层学，异地层学，地震地层学，层序地层学岩性地层学：基于岩石性质分析，岩石地层单元间的界面常为不等时的岩性界面。层序地层学： 异地层学：介于岩性地层学和层序地层学之间。基于边界不连续面界定的地层单位，其界面为不连续面（以岩性地层接触关系为表现）二、发展三阶段：（一） 概念的提出（二） 地震地层学反射波速度反映密度差异核心：全球海平面变化具有一致性，海平面变化控制了层序发育的特点。应用地震资料和钻测井资料可预测和确定盆地的地层结构、沉积相类型和区域分布。（三） 层序地层学的综合发展阶段二、 层序地层学的特点一） 科学性1、 统一性：构造运动、海平面变化2、 等时性：等时界面3、 时间性：层序界面代表一个时间段。二） 预测性三） 综合性多种资料、多个学科的综合三、 层序地层学面临的问题1、 概念和术语的统一问题2、 陆相层序地层学的成因问题3、 层序地层学单元的级序划分4、 深水层序地层学研究5、 陆地沉积的层序地层研究:closs、vail第一章 层序地层学的基本概念一、 海（湖）平面与可容空间绝对海（湖）平面/全球海平面：指海（湖）面相对于一个固定基准面如地心的高度，与盆地内局部因素无关，其升降变化多受盆地位置、水深、盆内沉积物量等因素控制。相对湖（海）平面：沉积盆地的基底距离湖（海）面的高度，反映湖（海）盆基底的局部沉降或上升，其升降变化受控于湖（海）平面和湖（海）盆基底的位置。湖（海）水深度：指沉积湖（海）盆内沉积物表面距湖（海）面的高度，其大小受控于相对湖（海）平面的位置与已形成的沉积物厚度。平均海平面：2、基准面一个假象的、动态的平衡面。基准面定义两大学派：1） 基准面近似于海平面在海洋中，由于受波浪和潮流作用比海平面略低在陆地上，相当于进积/侵蚀的平衡面河流均衡剖面与基准面在滨线重合。2） 是对侵蚀和沉积之间平衡界面的归纳陆地上：河流相的基准面河流均衡剖面海洋中：海平面河流的均衡剖面：河流体系中，如果给定源区高度及其在盆地的入口，河流体系总是趋向于达到一个纵向上的动态平衡。当河流能够搬运其沉积负载而不发生河道加积和侵蚀时，这个动态平衡就达到了。不再平衡状态的河流将通过侵蚀和加积达到这一平衡状态。基准面定义：是一个理想的动态平衡面，用于描述沉积作用的上限和侵蚀作用的下限。高于基准面，即使有沉积作用也是局部暂时的，沉积物质点不稳定，不能长期保存下来而成为地质记录。低于基准面：发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保存下来。基准面可以位于地表之上，也可以位于地表之下，并非是一个理想的V字形界面，而是与地质作用和地质环境相关的变化的。3、可容空间定义：与基准面相关联是指（基准面之下）“可供沉积物堆积的潜在空间”。类型：按时间：老空间（早期未被充填而遗留的空间）和新增可容空间（沉积过程中形成的空间）按位置：I类空间（沉积基准面与湖（海）平面之间）；II类空间（湖（海）平面与湖（海）盆底面之间）I类空间：水上可容空间，其中以湖（海）盆最低溢出点的平面为界，位于该界面之上与沉积基准面之间为IA类，位于该界面与湖（海）平面之间为IBII类空间：水下可容空间，与水深有关，II类可容空间沉积物可稳定沉积。若不考虑波浪、洋流等：陆地上：河流基准面=河流均衡剖面海洋中：海洋基准面+海平面可容空间=海平面-沉积物底面=沉积物厚度+水深4、 海平面与可容空间的关系全球海平面和相对海平面、水深和可容空间在地质历史时期的变化不一定是统一的：位置上、时间上。、二、 沉积盆地和沉积作用 盆地：是指沉积岩和沉积物分别的地区。1、盆地边缘类型：根据盆地边缘地形坡度、沉积物沉积方式、构造类型可分为：1）陆棚坡折边缘：（1）沉积水体较深（2）具有明显的地形坡折（3）发育前积斜坡（4）海平面下降期，下切谷、海底扇2）缓坡边缘（1）沉积水体较浅，风暴和沿岸流占主导作用（2）沉积界面角度常0，反应某一时期，沉积湖盆水体加深；可容空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数，而沉积物厚度和水深仅是其表现形式。三、 滨线轨迹与海侵、海退的定义滨线：海岸水面线、海岸线。海侵：滨线向陆迁移，与之相应发生沉积相带的向陆迁移和邻近滨线区域水体的加深。沉积作用方程式：Vs/tVa/t.海退类型：正常海退：基于沉积物供给引起的海退。强制海退：基于基准线下降引起的海退。正常海退：如果沉积物注入量（Vs）超过了可容空间的增长量（Va），沉积物的沉积不仅占据了新增可容空间，也占据了部分老空间。正常海退顶积层相对较发育，前积层坡降度相对平缓，往往形成加积或弱进积的垂向上的层序地层单元。强制海退：在海平面下降期，可容空间总是呈减小趋势，即使没有沉积物注入，这种关系也会导致海退，沉积物注入加速了海退，顶积层不发育。区别：1） 前积体分布位置强制海退沉积单元由沉积物过水区把刚沉积下来的前积单元与下伏沉积单元分开，使其孤立分布于下伏前积单元外侧。正常前积单元则相反，这里没有出现过水区。2） 前积沉积层上界面的坡度强制海退前积单元由多个小的阶梯状递降序列组成，具有向海倾斜的特征，形成一个向海倾斜的斜坡。正常海退前积单元顶面或者与下伏单元平行，或者具有一个较缓的坡度。层序地层学学派：石油公司Vail学派；T-R旋回Johnson学派；成因层序地层Galloway学派；高分辨层序地层Cross学派。（第一个和第四个用的较多）1、 石油公司Vail学派：以地层不整合和与之对应的整合面为边界。不同级别的层序，其不整合和整合面的规模也不同。2、 成因层序地层Galloway学派：采用最大洪泛面为层序边界3、 T-R旋回Johnson学派：以地层不整合面或者海进冲刷不整合面为边界的海进海退旋回（T-R旋回）(上超点的起始点作为层序的开始)4、 高分辨层序地层Cross学派：以基准面的旋回为理论依据的（对应整合地层单元的对应效果较好，在河流相中得到较好的应用，河流相存在大量的不整合）层序地层学概念和原理地层界面：记录了沉积时间随时间的变化，由基准面变化和沉积作用的相互影响而形成。识别的原则：地层接触关系(整合或者不整合)与界面接触相的属性（是否连续）界面上下地层所记录的沉积趋势（海进、海退）界面或与界面接触的相标志（岩石学、遗迹化石等）特征与特定界面相关的地层终止特征地层终止：是地层与其终止的界面之间的几何关系。地层终止类型：削截：地层终止于上伏侵蚀面，揭示了侵蚀地形或角度不整合的发育。顶超：地层向上终止于低角度面，主要是无沉积（沉积物过而不留）作用的结果，其次可能是由于侵蚀作用形成。（这是正常海退的表示，与三角洲顶积层不完全一样，但有相似之处）上超：低角度层终止于倾斜的地层界面之上，代表沉积单元在其边界的横向终止。（正常海退）海相上超：海侵期发育于大陆坡滨岸上超：海侵滨岸发育的浅水地层上超于海侵冲刷面。河流上超：河流相沉积于陆相不整合之上。下超：又称底超，倾斜地层终止于低角度面之上，代表了沉积单元沉积边界的底部。多见于浅海、深海、湖泊等环境的前积体底部，代表了海（湖）斜坡沉积向深部沉积的变化或者无沉积作用。退覆：在整合地层层序中，沉积单元的上倾尖灭向滨外推进，新地层总是将其覆盖的老地层暴露一部分。代表基准面下降，是强制海退的标志。地层终止关系 特殊沉积趋势推断同沉积滨线的迁移类型重现滨线附近基准面演化史第三章层序地层单元及其界面层序体系域准层序组准层序一、 层序界面层序：为一套成因上相关的、相对整合的连续地层序列，其上下以不整合面或者与之对应的整合面为界。组成：层序界面：不整合面或与之对应的整合面地层单元：其内部相对整一，形成于同一海平面升降旋回中，是由成因上有联系的多种沉积相或者沉积体系在纵向上和横向上的有序组合。一） 不整合、沉积间断与层序边界1、 不整合是指岩石地层之间接触上的构造关系，沉积上缺少连续性，并与间断、风化特别是侵蚀阶段相对应。沉积间断：沉积地层中保留下来的时间记录存在可识别的不连续，即存在一段缺失的地质历史。从成因上来说，不整合面分为与侵蚀有关的和与侵蚀无关的两种。1） 侵蚀作用类型：陆上暴露侵蚀和水下侵蚀陆上：由于构造抬升或海平面下降水下：重力流侵蚀2） 与侵蚀作用无关类型：加深饥饿不整合：超覆不整合：海侵，年轻地层上超不整合的结构空间结构：水进沉积体不整合面风化粘土层半风化岩层不整合的空间结构：后期地质作用（风化、剥蚀）对前期沉积岩不同程度的改造以及后期湖（海）平面上升形成的上覆岩石使得不整合具有典型的空间层次结构，从上之下依次为：水进沉积体、不整合面、风化粘土层和半风化岩层。水进沉积体：位于水面之上，按照岩性分：砂岩或者底砾岩、泥岩、砾岩；按照等时性分：上超穿时型和整合等时型。砾岩可以作为输导层和储层；泥岩可以作封堵层或盖层。风化粘土层：位于不整合面之下，是在物理风化的基础上，生物化学风化作用改造下形成的细粒残积物，缺乏沉积构造，是识别不整合的重要标志。（往往是比较致密的，可以作为封堵层；受岩性、气候、构造、地形的控制，这些也是风化粘土层厚度的影响因素）半风化岩层：位于风化粘土层之下的岩石。发育大量的构造裂缝、卸载裂缝、风化裂缝以及溶解此生孔隙。其中的砂岩、灰岩可以作为输导层和储层。2、 不整合时间结构特征1） 间断时间结构不整合本质上是一种时间间断面，任一个经历了由沉积剥蚀风化暴露或水下无沉积间断沉积的形成过程的不整合面（侵蚀、间断面）所代表的缺失时间可分为三个时间结构单元：剥蚀掉的沉积物沉积所需要的时间（ts），将部分沉积物剥蚀掉所需要的时间（te）和无沉积间断的时间（tw）。不整合面不同位置地层缺失存在差异，所以不整合面不是一个等时界面，而是代表了时间间断楔状体的穿时面。不整合面与层序边界：与侵蚀作用有关的：陆上暴露侵蚀和水下侵蚀与侵蚀作用无关的：加深饥饿不整合和超覆不整合2、不整合与层序边界类型根据陆相侵蚀的范围、相带向海迁移量的大小及其成因，将作为层序边界的不整合分为三类：1) I型不整合2) II型不整合3) III型不整合当沉降速率远小于全球海平面下降速率时，大陆架暴露于水面，此时形成的不整合为I型不整合。全球海平面下降幅度接近于基底沉降幅度，相对海平面保持相对稳定，岸线可能向海迁移，大陆架仍淹没于水下，暴露的范围小，暴露产物不明显，此时形成的不整合为II型不整合。全球海平面虽下降，但下降幅度小于基底沉降幅度，相对海平面可能处于上升阶段，岸线可能向岸的方向推移，甚至出现海侵，形成超覆不整合，即III型不整合。1）I型不整合形成于海平面快速下降期和构造迅速沉降期。海岸线可能移至陆架边缘，伴随着陆架下切谷和深海峡谷的深切作用，陆表遭受广泛的侵蚀作用。沉积相迅速向盆地方向迁移。（沉积学中所有带“扇”的沉积体，基本上都与重力流有关；河流沉积中所有的“道”都是具有地冲刷的正粒序）I型不整合面（层序界面）的识别标志：（1）广泛出露地表的陆上侵蚀不整合面A、不整合面分布广泛，可分布于整个陆棚地区，甚至整个盆地B、不整合面之上可发育底砾岩、风化壳、根土层等C、不整合面波状起伏，上下地层产状可存在明显的不同（2）层序界面上下地层颜色、岩性和沉积相在垂向上存在不连续或者错位。（3）伴随海平面的下降，由河流回春作用形成的深切谷是层序界面的典型标志。2）II型不整合发育于相对海平面缓慢下降时期，导致相域逐渐向海迁移，伴随少量的陆上暴露和侵蚀作用。2） III型不整合又称淹没不整合，形成于海平面上升时期海水快速加深过程中，最大特征是凝缩段直接覆盖于层序界面之上。层序界面的主要识别标志1） 地震反射特征削顶或者冲刷充填不整合地层沉积上超不整合底超或顶超不整合2）测井曲线层序界面测井曲线基值发生明显变化的转折点。层序界面河流下切箱状砂体的底部。层序界面能谱测井铀、钍等放射性元素富集3）岩性标志古风化面：根土层、古风化壳、古土壤河流滞留沉积的底部岩相突变沉积旋回事件沉积：风暴事件、洪水事件、火山事件等。4）古生物标志生物数量、生物种群、植物根迹、遗迹化石等5）地球化学微量元素等层序类型根据沉积滨线坡折处海平面下降速率与盆地沉降速率之间的关系，及层序边界不整合类型：I型层序I型不整合面（低位域、海侵域、高位域）II型层序II型不整合面（陆棚边缘体系域、海侵域、高位域）III型层序III型不整合面（海侵域、高位域）二、体系域及其界面沉积体系：是指具有成因联系的、沉积相三维空间组合。同一物源、同一水动力系统控制，成因上有联系的沉积体或者沉积相的空间组合。体系域：定义为同期沉积体系的组合。体系域的划分：每个体系域都根据边界处的地层几何形态、在层内的位置及内部准层序叠加方式客观地加以定义。每一个体系域与全球海平面变化曲线的某一特定时间段相半生。沉积趋势：海侵海退旋回：低位正常海退、高位正常海退、强制海退、海侵（海侵、海退与岸线的变化。海平面的变化与基准面的变化不一定同步，要考虑沉积作用。）体系域单元：低位正常海退低位体系域高位正常海退高位体系域强制海退下降体系域海侵海侵体系域体系域界面：最大洪泛面、强制海退底界面、海侵浪蚀面、 相对应整合面、陆上不整合面一）高位体系域及其界面高位体系域：形成于基准面上升的晚期阶段。当上升速率小于沉积速率的时候，就产生滨线的正常海退。 界面：底界面：最大洪泛面顶界面：强制海退底界面始降面（基准面缓慢上升，上升速率小于沉积速率，海退。地质作用的平衡点）（最大洪泛面滨线所达的最远的位置时）洪海（湖）泛面：是一个新老地层的分界面。穿过此界面水深存在一个明显增大的证据。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。（洪泛面，是一种地质事件所留下的记录，是一个地表一个时间段的面）最大洪泛面：又称最大海侵面，是一个层序中最大海（湖）侵时所形成的界面，一般对应最远滨岸上超点。标志着滨线海侵的结束，分隔下伏退积地层和上覆前积地层。高位域沉积体系：相似于海侵域，但河流作用明显，河道砂发育，潮汐影响小，泻湖和煤系地层不太发育。二）下降体系域及其界面下降体系域：包括在滨线强制海退期间所有堆积在沉积盆地中的地层，相当于早期的低位扇沉积期。下降体系域的界面：底界面：强制海退底面顶界面：复合作用面，即陆上不整合面和与之对应的整合面。（相当于早期提出的低位扇沉积时期。具有明显的楔状沉积体，在深海盆地形成盆底扇。）强制海退底面：强制海退时期海洋环境下所有沉积的底面，对应于滨线处基准面下降开始时的古海面始降面。是将下伏高位正常海退地层与上覆强制海退地层分开的界面。（顶积层不发育，削截）（基准面由上升到下降的分界面）（岸线后退速率的转折点）始降面：（1）界面一下沉积地层地震相以平行、亚平行为主，连续性好，以上常是斜交、具有前积反射结构。（2）湖平面快速下降且未进入稳定期前，湖盆以“广盆、广水”为特征，气候潮湿，常欠补偿。上面浅盆小水，三角洲发育，以滨浅湖沉积为主。（3）加积变为退积，水体由相对稳定变为快速下降。下降体系域特征：伴随快速进积和具有超覆叠加模式的浅海沉积，下超陆坡的陆架边缘三角洲、盆地水下扇。超覆叠加可能被后期陆上或者海侵所侵蚀而表现的不明显。三）低位体系域及其界面低位体系域：限于在上升早期阶段的正常海退堆积的所有沉积物。低位体系域界面：底界面：陆上不整合面及与之对应的整合面。顶界面：最大海退面。（沉积物供给速率大于基准面上升速率）以正常海退沉积为特征，沉积物沉积速率大于基准面上升速率。河流河道充填、海岸、三角洲、海底扇等体系。河流河道充填：海岸加积作用引发河流体系下游部分坡度降低，河流能量降低，沉积物粒度变细，形成低可容空间下的河流的充填沉积。河流的加积和上升，低位体逐渐向陆地扩展（顺河道向源充填，下切谷大规模发育，充填是在海侵时期）浊积扇：低位期，河流到浅海环境中，陆架的加积减少了沉积物向深盆的供给，此时以低密度浊流为特征，不同于强制海退时期的高密度浊流。四）海侵体系域及其界面海侵体系域：形成于滨线处于沉积速率小于基准面上升速率的沉积时期。海侵体系域界面：顶界面：最大洪泛面。底界面：最大海退面。最大海退面；标志着滨线海退至海侵的变化，分隔了其下前积地层和其上的退积地层，代表了海侵作用的开始。初始海泛面：海平面大规模上升的初始海泛面，一般对应于第一个滨线上超点。初始海泛面特征：1）界面以上为典型的退积式准层序，界面以下为加积式弱进积式准层序，反映湖平面由相对稳定到上升的变化过程。2）界面上下沉积环境差异：界面以上多半为半深湖深湖环境，界面以下多为滨浅湖或者暴露环境。3）在盆地边缘，首泛面有时与层序界面重合。海侵体系域特征：1）沉积作用缓慢，低砂泥比，一个或者多个退积准层序2）沉积体系：陆架沉积、三角洲沉积、海岸平原沉积及障壁岛、泻湖、潮汐沉积。3）顶部沉积以沉积慢、分布广、富含有机质、沉积物细为特征。（顶面以CS段生油岩密集段凝缩段为特征。）五）海退体系域海退体系域：包括滨线海退过程中沉积的所有地层，不能识别出高位、下降和地位体系域。（高位的正常海退HST、下降的强制海退FSST和地位的正常海退LST）三、准层序、准层序组及其界面准层序是层序地层学分析中最基本的沉积单元。是一个以海泛面或者与之对应的面为边界的、成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。准层序边界：海泛面或与之对应的（整合）面。准层序特征：1）将新老地层分开2）跨过次面存在水深突然增加的证据3）界面存在着小规模的沉积间断海泛滞留沉积。4）界面可以与层序界面、体系域界面一致，也可以不一致。准层序界面的识别标志1）准层序界面的识别标志陆棚地区：以海泛面滞留沉积为特征，较薄（小于1米），多由侵蚀早期沉积物组成，多呈不连续。2）准层序界面的识别标志湖泊浅水区：（1）沉积构造：界面一下的砂岩、泥岩中的植物根发育，多直立或倾斜分布，现今多硫磺化、赤铁矿化。（暴露，植物生长，形成直立根迹，有一定的延伸方向）生物潜穴特征：界面上下有差异，之上多水平、倾斜，之下多直立、倾斜。（2）泥岩颜色：界面上下的延伸呈突变接触，之上为灰色、灰绿色，之下为红色或碳质页岩。（3）岩性：界面之上多为浅湖相的泥岩、泥质粉砂岩、生物灰岩等，界面之下多为碳质页岩、滨湖相砂岩、红色泥岩等。（碳质页岩染手，油页岩不染手）（4）生物化石：界面之上的生物化石较完整，局部地区形成生物灰岩；界面之下这样以植物根、化石碎屑为主，多为异地堆积。（5）沉积微相：界面上下的沉积微相不连续，不符合沃尔索相律。（6）测井响应：感应曲线为局部低导、高阻，声波曲线为局部低值。（7）地球化学特征：界面之上的硼含量要明显低于界面之下的，反映水体突然上升，使水体盐度降低。层序地层学研究实例：湖泊深水区以东营凹陷牛38井为例（1）利用钙质组分在牛38井沙三段沉积期，局部发育相对纯的泥岩层和灰质（或者钙质）泥岩层的互层沉积，两者成分上具有明显的差异，前者Al、Si含量高，Ca含量低，后者Ca含量非常高。Al、Si的富集反映潮湿古气候条件，Ca的富集与介质水的浓度存在一定的关心，水浓缩，水减少。气候成因钙质主要出现于：（溶跃面，CaCO3溶解量最大）由纯泥岩层演化为钙质层，水体深度可能存在变浅的趋势。钙质泥岩层反映气候干旱，水深减小。（2）深水砂岩深水浊流水平纹层含粉砂质泥岩相、均匀块状含粉砂泥岩相、不均匀块状粉砂质泥岩相、递变纹层粉砂质泥岩相。（3）利用有机碳总量（TOC）深水环境富含有机质。TOC含量在单元呈规律性变化，一般在单元的底部TOC值最高，向上逐渐降低，甚至接近背景值。利用测井的方法，声波时差和电阻率曲线的拟合。用适当的比例，当富含有机质是，二者出现幅度差。三、准层序、准层序组及其界面准层序单元：相对整合的地层序列准层序单元特征：海泛面：序列为一个向上沉积水深不断变浅的沉积序列。相对整合：一个层序中最大间断面。层或层组：单层厚度向上增大，生物扰动构造向上减小，沉积类型向上变浅，水动力能量向上变强。厚度：一般为150米。（坝：厚砂，反序；滩：单砂层相对薄）准层序边界的形成机制：沉积物充填、可溶空间减少、水深变浅等之后，可容空间突然增大，水深加大。可容空间变化的影响因素：（1）泥岩压实作用河流决口导致前三角洲泥岩压实。与三角洲沉积的自旋回有关，如三角洲朵叶沉积为自旋回所致。主河道的决口和河道化形成导致三角洲的形成。（2）断层活动断层的活动往往导致基底沉降，使水体突然变深。如1964年阿拉斯加和1960年智利地震，分别引起最大海岸沉降2m和3m。（3）海平面升降（4）气候变化湖盆准层序组：由一系列成因上相关的、具有特定叠置方式的准层序组成。其界面为一个重要的海泛面或与之对应的面。界面类型：1）把典型的准层序叠加方式分开2）可与层序界面一致3）可与体系域界面一致准层序在类型：根据沉积速率/新增可容空间速率的比值：1）前积式（进积式）准层序组沉积速率/可容空间腾空速率1，即VaVs。岸线向海推进。水深逐渐变浅，单层砂体厚度增大，砂泥比增大。正常海退和强制海退。2）退积式准层序组沉积速率/可容空间腾空速率1。油砂体：在一定时期内形成的含油储集砂体，目前油田传统对比中最小的地层单元。准层序和油砂体的异同：相同点：级序相同。不同点：a、划分出发点不同，前者以湖平面变化为划分基础，后者以岩性为划分基础。B、包含的内容不同。前者为一完整的相序，也包含油砂体部分。后者则只是含油储集砂体。C、对比界面不同，前者为准层序分界面，具有等时性。后者为砂、泥分界面，为岩性界面，多为穿时界面。（准层序组划分遵循最大间断面原则。对比顺序：层序体系域准层序组准层序。进积式从下往上对，上面可以遭受剥蚀。退积式从上往下对，形成超覆，下部可能缺失）3）加积式准层序组沉积速率/可容空间腾空速率=1四、层序地层单元级序根据地层层序和界面的相对重要性对层序的级别进行划分。（不整合分布范围的变化。一级层序界面特征明显，可对比性强，地质记录容易识别）济阳凹陷：一级层序 40个百万年；二级层序 15个百万年；三级层序 34个百万年。二、 Cross高分辨率层序地层学高分辨层序地层学的理论核心：在基准面旋回变化过程中，由于可容空间与沉积物补给通量（A/S）的变化，相同体系域或者相域中发生沉积物体积分配作用，导致沉积物保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变化。这种变化是基准面旋回中所处位置和可容空间的函数。沉积基准面、可容空间、沉积物通量共同决定了沉积地层堆积、成因类型。1、基准面特点：1） 不是一个水平面，而是一个波状起伏的面。是海平面、构造沉降、沉积负荷等因素的综合平衡面。2） 可在水面之上或水面之下；可在地表之上或地表之下。3） 不同位置沉积物通量是变化的。4） 不同位置，地质作用存在差异。剥蚀、过路、沉积、欠补偿（沉积物供给不足）5） 基准面变化：上升或下降。2、基准面旋回地层基准面并不是一个完整的固定不变的界面，而是在变化过程中总是表现为向基准面幅度最大值或最小值单向移动的趋势，这就构成一个完整的上升和下降旋回，这样基准面一个上升和下降旋回称为基准面旋回。基准面旋回的特点：1）上升半旋回和下降半旋回，对地层单元进行“二元划分”。上升半旋回记录可容空间由最小向最大单向变化的过程。下降半旋回记录可容空间由最大向最小单向变化的过程。2）一个基准面旋回是等时的一个旋回过程中保存下来的岩石是一个成因地层单元，即以等时面为边界的时间地层单元。3）一个基准面旋回的全过程被岩石和间断面的组合所记录成因地层的半旋回边界基准面变化的转换面，上升到下降或者下降到上升的转换面。转换面：地层不连续面或整合面。4）基准面旋回具有层次性根据地层记录的旋回地层特征，可以将基准面旋回划分出短期基准面旋回、中期基准面旋回和长期基准面旋回。每一个高级基准面旋回都是由若干个具有相同地质背景和沉积特征的低级基准面旋回组成。短期基准面旋回（准层序）：系指成因上有联系的岩石组合。上升半旋回的地层记录以反映水深逐渐变深的相组合为特征，下降半旋回的地层记录以水深逐渐变浅的相组合为特征。短期基准面旋回变化的地层记录分为对称性和不对称性。短期基准面旋回边界：一般为代表短期基准面下降期地表冲刷作用形成的小型侵蚀面，或者非沉积作用面，或相组合转换面。主要标志：冲刷面、滞留沉积物；滨岸上超的向下迁移沉积相不连续；岩相类型及其相组合的变化。（河道正序；偶尔有反序堤岸亚相）（1）沉积间断面：冲刷充填面（2）岩相转换面：沉积趋势发生变化的面，上升至下降或者下降至上升；沉积间断相对不发育，可近似看做连续沉积。（3）无沉积作用面：沉积盆地处于欠补偿状态，沉积物供给近似为零。（4）沉积相不连续：相带在纵向上不符合沃尔索相律。中期基准面旋回：是指在大致相似的地质背景下形成的一系列具有成因联系的短期基准面旋回的组合，包括中期上升半旋回和下降半旋回。上升半旋回：由一系列水体逐渐变深的短期旋回叠加而成。下降半旋回：由一系列水体逐渐变浅的短期旋回叠加而成。长期基准面旋回（三级层序）：沉积盆地范围内，区域基准面所经历的上升和下降过程，与其对应的长期地层旋回是以区域不整合面为边界的一套具有成因联系的、相对连续的地层组合。长期上升半旋回：由一系列代表水深逐渐变深的中期旋回叠加而成。长期下降半旋回：由一系列代表水深逐渐变浅的中期旋回叠加而成。（上升时期：升中有降以升为主；下降时期：降中有升以降为主。）长期基准面旋回的界面（层序界面的特征都是适合的）：界面上下古生物组合、地化特征等差异；地层产状有差异；测井曲线、地震反射结构特征的异常和差异；广泛存在的区域不整合。3、可容空间（A）与沉积物通量（S）基本参数可容空间：位于基准面之上、地表面之上可供沉积物堆积的潜在空间。可容空间的控制因素：受控于基准面的变化、地表面的位置、构造运动、机械和热负载的岩石响应、沉积压实作用、海（湖）平面变化的因素。地表相对应基准面向下运动，可容空间增大，反之减小。沉积物通量：指某一时间内，接受沉积物的总量。其受控于可容空间的影响。A/S控制了某一时间内、某一地理位置的可容空间内沉积物堆积速率、保存程度、内部结构（堆积样式）等。A/S值与沉积作用：A0,A/S0. A/S0,沉积；S=0，A/S趋于无穷，欠补偿。3、 有效可容空间与沉积物的体积分配1）有效可容空间：指被沉积物优先充填的基准面相对于沉积物表面位置的所有空间。基准面的升降控制了有效可容空间的变化，同时控制了沉积物堆积的体积和总量。基准面下降期，有效可容空间相盆地方向迁移，滨岸和浅海有效可容空间增大，而靠近河流的海岸平原地区，有效可容空间减小，滨岸砂岩沉积体积逐渐增大，海岸平原沉积体积减小。基准面上升期，有效可容空间向陆方向迁移，近河流和海岸平原地区有效可容空间增大，堆积在滨岸和浅海环境的沉积物体积减小。（海退时期找大量浊积砂体）2）沉积物体积分配：是基准面旋回内不同沉积环境可容空间动态变化的结果，是指基准面旋回过程中，可容空间的大小随地理位置变化，由此堆积在可比较的沉积环境中沉积物的体积发生时空变化。基准面的变化导致有效可容空间的变化，有效可容空间的变化又决定沉积物通量。基准面下降期，有效可容空间减小，盆地边缘相带沉积物体积减小，盆地中心相域沉积物体积增加。基准面旋回期间，在相域内存在不同沉积物体积的过程沉积物体积分配。基准面上升时期，可容空间增大，盆地边缘相域沉积物体积增大，盆地中心相域沉积物体积减小。沉积物体积分配的地层学和沉积学响应：沉积物体积的变化A/S值在时间域和空间域的变化。响应：1）旋回对称性变化：旋回对称性是基准面变化过程中上升半旋回时期和下降半旋回时期形成的岩石地层记录的一种特征。对称性旋回指的是基准面半周期内包含大致相等的岩石地层厚度、相序组合。不对称旋回则以基准面下降时期堆积的沉积物或基准面上升时期堆积的沉积物为主。“相”分异作用：相分异是指保存在相同环境中的相序和相组合由于可容空间的变化和沉积物体积的分配差异出现多样性的特征。具体表现在：几何形态；相组合和相序；岩石多样性；层理类型和岩石物性的差异。相分异直接影响了储层的三维空间几何形态、岩性、岩相类型以及储层的连续性和非均质性。相分异作用类型：第一种：基准面变化过程中单个相属性的变化。如高/低可容空间下河道砂体：高可容空间下河道砂体：河道砂体侧向连续性好、相互截切程度低、保存程度高、河流“二元结构”完整；低可容空间河道砂体：河道砂体侧向连续性差，相互截切程度高、保存程度低、河道砂发育、河泛平原沉积不发育。第二种：基准面变化周期中沉积地形剖面的相同位置相或相序的完全变化，这些相组合的变化反映了沉积环境的地貌组合和变化。基准面下降期以波浪为主开阔海相临滨环境与基准面上升时期开阔海湾、河口湾环境潮汐作用为主的沉积环境的交互出现。二）基准面旋回的识别与对比技术1、基准面旋回的理论基础1）时间地层单元的连续性层序地层学认为：运用完整连续的时间概念分析地层，地层记录中没有时间间断，地层的不连续性或间断仅表现在一维地层剖面上。时间地层单元=地层+地层不连续面2）沉积物体积分配原理沉积物的沉积作用和保存作用遵循质量守恒定律，导致同一沉积体系、不同沉积环境中沉积物保存程度、地层间断面出现的频率、沉积物厚度、旋回的对称性、短期旋回的叠加样式相的多样性等性质沿沉积剖面发生规律性变化。对比原则：岩石岩石、岩石界面、界面界面。3）短期旋回对比的基础沃尔索相律沉积相带沿地表周期迁移（向上或向下），形成垂向上连续的相序，这种相序通常表现为进/退积的地层单元。划分原则：上升下降；下降上升。2、高分辨率层序地层学基本工作方法1)以岩心或测井曲线为基础，识别短期基准面旋回。基准面上升：相组合反映了沉积环境向盆地中心迁移或者水体变深的退积变化，代表了A/S的增大或者可容空间的增加。基准面下降：相组合反映了沉积环境向盆地边缘的进积变化。2）以测井资料识别短期旋回叠加样式3）测井和录井资料识别中期旋回4）结合地震资料反映的地层几何形态及地震反射终端性质识别长期旋回。3、基准面旋回的界面类型不整合面或者沉积间断面、沉积作用转换面。1）单一物性的垂向变化2）相序与相组合的变化3）旋回对称性的变化4）旋回叠加样式的变化5）地层几何形态和接触关系的变化4、基准面旋回的识别标志岩心短期，测井短中期，地震中长期1）岩性剖面A、冲刷面及其上覆沉积物上升冲刷和下降侵蚀冲刷，前者规模小。B、岩性突变C、相序突变2）测井曲线3）地震剖面5、基准面旋回的对比（等时地层单元）步骤：1）旋回界面的识别和单元的划分2）基准面变化方向的确定（上升或者下降）3）旋回边界面的对比（从大到小，从高级到低级）4）地层单元内部结构的绘制变化趋势：上升：从顶向下对，可能缺失下部。下降：从底向顶对，可能缺失上部。这样可以保证时间单元的等时性和对比的等时性。三）基准面旋回与油气（1、不同级序界面附近往往砂体较发育，因为界面附近水体浅，所以可以作为储层。2、旋回的变化往往与物性关系密切，单个砂体有时表现为自下而上物性变化或变差，但与总体又可能存在差异）三、两者的关系（Vail的层序地层学和Cross的层序地层学）Vail的层序地层学强调全球海平面周期变化，海平面相对变化是形成以不整合面及与之对应的整合面为成因相关的沉积层序的根本原因。层序是以不整合面及与之对应的整合面为边界：一套相对整一的、成因上有联系的地层单元。识别不是划分层序的关键。Cross的层序地层学强调沉积基准面的旋回变化，在基准面旋回变化过程中，由于沉积物可容空间与沉积物补给通量比值（A/S）的变化，相同沉积体系域中沉积物体积发生变化。更注重整合单元的划分对比。层序格架理论体系层序级别识别界面体系域分析范围盆地宏观VailI不整合面四分：低位域湖侵域下降域高位域沉积盆地或区域IIIII是否存在明显不整合面和具有一定厚度局部微观CrossIVVVI基准面上升和基准面下降之间的沉积作用转换面二分：基准面上升半旋回和基准面下降半旋回沉积体系沉积相带沉积微相三、Galloway成因层序地层学（略）四、TR旋回（略）层序地层学的研究方法1、层序地层学格架建立关键面层序地层单元界面的识别和对比层序地层单元的划分和对比2、层序地层特征研究层序地层结构特征层序地层单元分布3、岩相古地理图编制物源体系分布沉积体系分布4、层序地层模式建立5、生储盖的评价预测层序地层单元的划分：层序地层格架建立的基础和关键是层序地层单元的识别和确定，层序地层单元的确定包括直接法和间接法。直接法直接寻找界面，包括钻井资料的识别方法、地震资料的识别方法、测井资料的识别方法、露头资料的识别方法；间接法分析湖平面的变化。层序地层学包括三套研究方法：露头资料的层序地层学分析、测井资料的层序地层学分析和地震资料的层序地层学分析。一、露头资料的层序地层学分析特点：最直接、最真实、最详细的层序地层学分析方法，可以开展高分辨率层序地层学研究，建立模式。研究内容：1）识别层序界面、划分层序类型界面识别标志：构造不整合面、铁/铝质风化壳、古土壤和植物根土层、底砾岩层、深切谷及其沉积物（放映河流下蚀）、地层接触关系、颜色和岩相的垂向变化、沉积相突然向上变浅或地层堆砌样式的突然变化、滑动体（界面以上发育斜坡滑动体，滑塌变形、砾屑灰岩？）2）确定层序单元的年代（同位素测年、古生物、岩石组合类型等）3）以岩性、岩相以及地层堆砌样式来确定各地层层序的凝缩段、体系域和准层序组的特征。运用可容空间的概念进行沉积相分析，明确各层序中体系域组合特征、准层序的叠置样式及沉积体系的时空分布。4）编制露头层序地层学综合分析图及不同露头的层序地层对比图，并努力建立与钻井、测井和地震层序的对应关系。5）进行露头层厚的生储盖初步评价，指出较有利的生储盖组合。露头资料层序地层学分异的一般步骤：（1）露头位置的确定（2）露头沉积体的实测与追踪（3）层序边界的识别与密集段的确定（4）高分辨率沉积层序格架的建立（5）沉积层序地层对比（6）沉积相研究（7）生储盖评价二、地震资料层序地层学分析地震资料覆盖面积大，反映地层接触关系和沉积体宏观的三维形态清楚为特征。步骤：1、 选择地震剖面2、 识别地震层序与体系域3、 建立地震层序与井剖面层序之间的关系4、 进行年代地质剖面分析，了解沉积发育史5、 地震相分析6、 地震相向沉积相的转换7、 确定地震相平面分布图8、 地震岩性分析及处理9、 层序格架内不同层序的沉积体系分析10、 建立层序充填模式11、 确定生储盖分布12、 有利圈闭综合评价一） 利用地震资料上地震反射轴的终止关系识别边界二） 利用地震资料上地震属性的特征识别单元三） 利用地震资料进行特殊处理划分旋回地震相类型：1、 斜交前积2、 S形前积3、 叠瓦状前积相4、 帚状前积相5、 丘状前积相6、 透镜状前积相低位域：杂乱、空白、低能湖侵域：平行、亚平行、中高能高位域：平行、亚平行、S形前积下降域：斜交前积地震相是由特定地震反射参数（地震反射结构、振幅、连续性、频率和层速度等）所限定的三维空间中地震反射单元，是特定沉积相和地质体的地震响应。层序地层划分方法视频分析法利用沉积旋回体与地震反射频率之间的关系，通过多频段滤波扫描，建立沉积旋回体与地震资料时频特征的关系，进行沉积旋回划分与识别地震层序时频分析法。、陆相地震层序划分原则：1、选择连井基干剖面网（1）过探井：钻井资料约束（2）主要与构造带的关系：垂直或者平行2、寻找界面标志，结合钻井资料，坚持以不整合面或者沉积间断面划分层序界面。3、层序分级：根据不整合面的大小，将地震地层单元分为超层序、层序和亚层序等。4、结合钻井资料、地震反射特征建立地震相与沉积相关系图版。三、钻井资料的层序地层学分析取心、录井：直接、可靠，研究精细研究内容：1、 进行关键井岩性序列、沉积旋回和沉积相研究，建立岩性及其序列与电测井曲线的响应关系。2、 不同级序层序地层界面的识别3、 通过古生物、同位素侧年等方法确定层序地层单元的年龄，建立等时性年代地层格架。4、 建立关键井的关键对比沉积层序剖面5、 通过沉积环境、古气候、构造等的研究探讨层序地层成因机制。6、 根据研究精度需要，编制不同级序的层序地层单元的地层等厚图、沉积相图等。7、 预测有利的烃源岩、储集层、盖层的分布。利用岩心资料进行层序地层学分析：在岩心中识别层序界面特别注意：1） 特殊岩性，如炭质页岩、铁质页岩、岩溶角砾、根土层等，其多为层序界面的标准2） 岩相转换界面或相序不连续面，至少为准层序界面。沃尔索相律相序递变规律相律：只有在横向上成因相近并且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次出现而没有间断。相序：在一个联系地层剖面中出现的沉积相的排列。3） 冲刷面、滞留沉积，至少为准层序界面看岩心：粗看整体特征：（1）颜色；（2）岩性；（3）构造；（4）相序其中颜色要看原生色中的自生色，只有自生色才能反映沉积当时的沉积环境，次生色和继承色则不能。自生色和次生色的区别：看颜色是否均一。细看：沉积相标志沉积微相界面利用岩心资料识别沉积相岩石学特征、沉积构造构造特征、沉积相序特征、岩石颜色等扇三角洲：其特征是三角洲（从位置上）和洪积扇（从成因上）的综合，具有近源、快速堆积、地形坡度大、粒度粗、成熟度低等特征。钻井资料（录井）在录井资料中识别层序界面需注意：（1） 特殊岩性：如特殊岩性，如炭质页岩、铁质页岩、岩溶角砾、根土层等（2） 颜色，反映水体深浅的标志（3） 砂体厚度、砂泥比（分清浅水砂岩、深水砂岩）（4） 准层序叠加模式四）测井资料层序地层分析1、五个结构要素：幅度、形态、接触关系、组合特征及变化类型加以区别。1）幅度幅度高低主要反映沉积物的成分和结构特征2） 形态钟形：常表示在水动力逐渐减弱的条件下，下粗上细的正粒序层序漏斗形：常表示水动力逐渐增强的条件下，下细上粗的反粒序层序箱型：3） 接触关系岩层顶、底测井曲线的形态反映了其沉积初、末期水动力能量计物源供应的变化速度：突变和渐变。4） 组合特征2、测井资料研究层序地层单元（测井资料结合录井资料，