碳酸盐岩高频层序发育特征

1、碳酸盐岩高频层序发育特征 u高频层序地层划分 u潮坪碳酸盐岩高频层序发育特征 u台地碳酸盐岩高频层序发育特征 u斜坡碳酸盐岩高频层序发育特征 主要内容 理论体系的核心： 在基准面旋回变化过程中，由于可容纳空间与沉积物 补给通量比值（A/S）的变化，相同沉积体系域或相域 中发生沉积物的体积分配作用，导致沉积物的保存程 度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变 化。这些变化是基准面旋回中所处的位置和可容纳空 间的函数。 高频层序划分 高频层序划分 四级、五级等高频层序界面的识别标志是古侵蚀面、沉积转换面，岩 石类型与岩相序列是高频层序划分的重要依据； （1）米兰科维奇理论 天文因素变化导致的

2、地球轨道三要素 ( 偏心率 、地轴 倾斜度 、岁差 ) 的周期性变化。地球轨道变化进一步 引起地球大气圈顶部太阳辐射纬度配置和季节配置的 周期性变化, 从而驱动气候波动 。 第四纪偏心率的短周期约为 100ka、长周期约为 400ka； 四纪时地轴倾斜度变化周期为 41ka54ka； 第四纪时岁差周期为 19ka23ka 高频层序划分 （2）米兰科维奇旋回 米兰科维奇天文周期控制光照、气候、冰川消融、生 物发育，对海平面造成数米到数十米的波动幅度，从 而控制中短期沉积基准面周期性变化，沉积层序有规 律地发育，岩性、岩相上呈现韵律性、旋回性，并反 映在岩矿、古生物、地化、测井等资料中。这些由地

3、球轨道驱动力造成的地层中的旋回性记录被称为米兰 科维奇旋回。 高频层序划分 （3）高频层序识别依据 （1）碳酸盐沉积对海平面变化的反映十分敏感，当海平面上 升超过透光带，碳酸盐生长就会受到抑制，发育在海侵环境 中的泥岩或页岩层往往便于横向上的追踪对比，因此可以作 为高频层序界面的识别标志。 （2）测井曲线具有等间距采样的特点，数据序列连续、纵 向分辨率高，特别是自然伽马曲线能敏感地反映碳酸盐岩地 层中泥质含量的变化，结合岩心及薄片观察，可以作为识别 高频旋回的有效手段。 （3）具有海退特征的小型喀斯特和白云石化现象等层序界 面的典型特征，通过岩心观察、薄片分析、地震资料分析等 可以较好的识别。

4、 高频层序划分 高频层序划分 （4）高频层序的划分方法 钍/钾含量比值能明显指示沉积环境和水体深浅变化；利用自 然伽玛能谱测井所得的 ln(Th/K)比值可用来进行高频层序划 分与对比。 钾比值的增大，可揭示海平面的相对降低； 钍钾比值的减小，揭示海平面的相对升高。 u 高钍钾比代表风化暴露 ( Th /K 20，特征矿物为风化残积的铝土等) ； u 低钍钾比代表低能水深环境 ( Th /K 2，特征矿物为海绿石) ； u 中等钍钾比代表深浅过渡环境 ( 2 Th /K 20)。 （5）高频层序特征 u六级旋回的韵律受岁差周期控制,表现为两种不同单层的 交互韵律,如页岩灰岩,泥灰岩灰岩、灰岩白

5、云岩、 油页岩白云质泥灰岩等。 u五级旋回由两种以上不同单层组成的层群,是受偏心率(E1) 周期控制的,在实际地层中它常由2 5个韵律组成,表现为 向上变浅或变薄变厚的准层序。 u四级旋回由多个五级旋回组成，是受偏心率(E2)周期控制 的,它由向上变浅变粗的准层序或顶上暴露的准层序组成。 高频层序划分 （6）高频层序的应用 u分析古环境变化； u计算目的层位的沉积速率； u完善地层年代表； u区域地层等时精细对比； u寻找层间岩溶储集层等。 高频层序划分 1、按岩性组合分类 （1）白云岩韵律: 根据白云岩的结构、构造、岩层厚度等可以成几种互 层类型,其中以藻纹层白云岩的厚薄互层韵律、中细晶 白

6、云岩藻纹层白云岩、中细晶白云岩生物屑白云 岩这三种类型最为常见。白云岩互层韵律主要形成于 潮坪环境中,均表示沉积水体向上变浅,但岩层厚度和粒 度可以向上变薄、变细,也可以向上变厚变粗,并且暴露 标志特征明显。 潮坪碳酸盐岩高频层序发育特征 （2）灰岩韵律: 以泥晶灰岩生物碎屑灰岩、泥灰岩生物碎屑灰岩、 泥晶灰岩粒屑灰岩三种互层类型最为普遍，形成于 缓坡、台地、浅滩及潮下环境中。其组成特征都具有 向上变浅、变厚、变粗。 （3）灰岩白云岩韵律: 由不同灰岩及白云岩岩石类型组成互层韵律,其中以泥 晶灰岩白云岩、粒屑灰岩白云岩、泥灰岩白云 岩、礁灰岩白云岩四种互层类型最为常见,形成于潮 下潮间环境。互

7、层韵律具有向上变浅、变粗变厚特征, 有的暴露标志特征极为明显。 （4）碳酸盐岩与砂泥岩混积型 以泥岩生物碎屑灰岩或泥晶灰岩,礁灰岩或生物屑灰 岩砂岩,白云岩砂岩,砂质灰岩砂岩或砂砾岩等互 层类型最为常见,形成于混积滨岸,潮坪环境,具向上变 浅、变粗变厚特征,属于间断加深变浅旋回层序。 2、按沉积环境组合分类 （1）碳酸盐岩潮下型旋回层序 该旋回层序是以深灰、褐灰色灰岩为覆盖层的沉积序 列。 下部单元是深灰色或灰绿色的泥岩,含牙形石,为潮下低 能相沉积产物; 上部单元为深灰、褐灰色灰岩,取心观察为泥粉晶结构, 质纯、性硬,见腹足类、瓣鳃类和海百合茎化石,化石顺 层分布,且局部富集,并见黑色燧石团

8、块,为潮下带沉积。 潮坪碳酸盐岩高频层序发育特征 （2）碳酸盐岩潮间带旋回层序 藻纹层发育,分布面积广,白云岩为粉晶质,藻纹层约1 2 mm厚,与藻云岩互层的有薄层鲕云岩和颗粒云岩, 泥云岩、云质泥岩、角砾状云质泥岩、粉晶白云岩和 少量颗粒云岩等,局部泥云岩有明显的去云化作用,代表 潮间带和水体较深(2 3 m)的低洼处沉积. 潮坪碳酸盐岩高频层序发育特征 （3）碳酸盐岩-碎屑岩潮坪旋回层序 底部的碳酸盐岩为灰、灰白色灰岩,含生物化石； 上部为深灰色或灰黑色砂质泥岩、页岩,顶部有时出现 煤层。 该类旋回层序下部单元形成于温暖潮湿的泻湖环境,由 于河流作用较强,陆源碎屑进积,发生海退,由泻潮相转

9、 变为滨海沼泽相 潮坪碳酸盐岩高频层序发育特征 （1）碳酸盐岩台地型旋回层序: 泥灰岩-灰岩-云岩或灰岩-云岩,完全由碳酸盐岩组成的 沉积序列； 该旋回层序的下部单元为深灰、灰色的泥灰岩、灰岩, 灰岩中含生物化石,上部沉积单元为灰、灰白色的灰质 云岩、云岩。有时这种旋回层序只有泥灰岩和灰岩,泥 灰岩和灰岩的厚度增加或减小,反映随着水深变化的退 积、进积特征 台地碳酸盐岩高频层序发育特征 （2）碳酸盐岩-蒸发岩旋回层序： 灰岩-含膏云岩-膏盐岩沉积序列； 层序的下部单元为灰白色灰岩和含膏云岩,顶部单元为 数米厚的膏岩层,局部含盐岩,相序由开阔台地变至蒸发 台地相。 台地碳酸盐岩高频层序发育特征

10、台地碳酸盐岩高频层序发育特征 内缓坡：其上除发育大量台内滩沉积之外，局部还出现了 台盆亚相沉积。其特点是，沉积水深相对大于中缓坡相沉 积，水体安静，沉积面积大。沉积物多为泥晶灰岩、钙质 泥岩，眼球状构造多见。表现为沉积水体相对较深，偶尔 受到风暴浪影响而发育变形层理、水平-微波状层理等沉积 构造，也被称作棚内风暴改造低能带。 中缓坡：位于正常浪基面以上，平均海平面以下的区域， 偶尔出露海面。受波浪作用影响大，水体较浅且能量相对 较高，主要发育台地边缘滩沉积。其沉积物主要为亮晶砂 屑灰岩、亮晶生屑灰岩。 外缓坡：沉积水深较大，位于风暴浪基面之下，密度跃层 之上。其典型标志为砾屑灰岩沉积及滑塌变形构造。 斜坡碳酸盐岩高频层序发育特征 斜坡碳酸盐岩高频层序发育特征 下缓坡型 B类:下部单元由黄绿色页岩、泥岩及钙质页岩组成,上部单元由薄 层灰泥岩或生物碎屑灰泥岩组成,下部单元厚度小于上部单元; C类:下部单元为风暴砾屑灰岩,上部单元由薄层灰泥岩或生物碎屑 灰泥岩组成,两者比例不等。其主要受间歇性风暴期和沉积期的长 短及其作用的强弱所控制,该类也可见于陆棚盆地和上缓坡环境; D类:下部单元为薄层灰泥岩或生物碎屑灰泥岩,底部可见少量页岩。 上部单元为薄层颗粒灰岩和