层序地层学-第1章 绪论-中国地质大学(北京)

1、层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 地震层序与地震相分析地震层序与地震相分析 第三章第三章 层序地层学相关概念及基本原理层序地层学相关概念及基本原理 第四章第四章 海相碎屑岩层序地层学海相碎屑岩层序地层学 第五章第五章 海相碳酸盐岩层序地层学海相碳酸盐岩层序地层学 第六章第六章 陆相层序地层学陆相层序地层学 第七章第七章 高分辨层序地层学高分辨层序地层学 第八章第八章 不同等时地层学简介不同等时地层学简介 层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北

2、京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣课程安排月日星期周次时间地点班级内容14141914:0015:45教5楼3251-2班第一章 绪论24163910:0011:45教5楼3251-2班第二章 地震层序与地震相分析 第一节 地震层序划分342111014:0015:45教5楼3251-2班第二节 地震相分析442331010:0011:45教5楼3251-2班第三章 层序地层学相关概念及基本原理第一节 层序地层学相关概念542811114:0015:45教5楼3251-2班第二节 层序地层学基本原理643031110:0011:45教5楼3251

3、-2班第三节 准层序和准层序组75251110:0011:45教5楼3251-2班第四章 海相碎屑岩层序地层学 第一节 层序关键界面的识别85511214:0015:45教5楼3251-2班第二节 层序地层模式95731210:0011:45教5楼3251-2班第三节 层序地层模式与油气105951210:0011:45教5楼3251-2班第五章 海相碳酸盐岩层序地层学 第一节 碳酸盐岩沉积作用及控制因素1151211314:0015:45教5楼3251-2班第二节 层序关键界面的识别1251431310:0011:45教5楼3251-2班第三节 碳酸盐岩层序地层模式1351651310:00

4、11:45教5楼3251-2班第四节 碳酸盐岩层序地层学模式与油气1451911414:0015:45教5楼3251-2班第六章 陆相层序地层学 第一节 陆相层序地层发育的主控因素1552131410:0011:45教5楼3251-2班第二节 断陷湖盆层序地层模式1652351410:0011:45教5楼3251-2班第三节 坳陷湖盆层序地层模式1752611514:0015:45教5楼3251-2班第四节 河流相地层层序地层模式1852831510:0011:45教5楼3251-2班第五节 陆相层序地层与油气1953051510:0011:45教5楼3251-2班第七章 高分辨层序地层学20

5、6211614:0015:4519楼1011-2班实习一：钻井资料层序地层分析216431610:0011:4519楼1011-2班实习二 地震层序地层分析226651610:0011:45教5楼3251-2班第八章 不同等时地层学简介2361131710:0011:4519楼1011-2班实习三 海相和陆相层序特征差异性认识2461351710:0011:4519楼1011-2班实习四 制作相对海平面升降变化曲线层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣教材及主要参考书教材：教材：1 纪友亮纪友亮. 层序

6、地层学层序地层学. 同济大学出版社同济大学出版社, 2005. 24元元 2 朱筱敏朱筱敏. 层序地层学层序地层学. 中国石油大学出版社中国石油大学出版社, 2006. 22元元主要参考书：主要参考书：1.Wilgus C K , Hastings B S, Kendall C G et al. (Eds.), Sea-level change: an integrated approach, SEPM Spec. Publ. 42, 1988（有中译本）（有中译本）2.Van Wagoner J C , Mitchum R M Jr., Campion K M, et al. Silicic

7、lastic sequence stratigraphy in well logs, cores, and outcrops: concepts for high-resolution correlation of time and facies. AAPG, Methods in Exploration Series 73.蔡希源蔡希源, 李思田等李思田等. 陆相高精度层序地层学陆相高精度层序地层学. 地质出版社，地质出版社，20034.姜在兴姜在兴 李华启等李华启等. 层序地层学原理及应用层序地层学原理及应用. 5.Johh B.Sangree Peter R.Vail.应用层序地层学应用

8、层序地层学地震、钻井和露头资料的层序地震、钻井和露头资料的层序地层解释（中译本）地层解释（中译本）6.有关层序地层学（有关层序地层学（Sequence Stratigraphy)的文献的文献层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣第一章 绪论 一、层序地层学的含义一、层序地层学的含义二、层序地层学的形成和发展二、层序地层学的形成和发展三、层序地层学的应用和研究现状三、层序地层学的应用和研究现状四、层序地层学的特点四、层序地层学的特点层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院

9、 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣全球海平面变化全球海平面变化构造沉降构造沉降相对海平面变化相对海平面变化时间时间高高 程程全球海平面变化全球海平面变化构造沉降构造沉降高水位体系域高水位体系域海平面下降，侵蚀海平面下降，侵蚀低水位体系域低水位体系域海海( 湖湖)进体系域进体系域高水位体系域高水位体系域坡折带坡折带100FTSPRES准层序准层序I I 型层序界面型层序界面下切河谷充填下切河谷充填海海( (湖湖) )岸平原砂岩和泥岩岸平原砂岩和泥岩浅海浅海( (湖湖) )砂岩砂岩陆架和陆坡泥岩及薄砂岩陆架和陆坡泥岩及薄砂岩盆底扇和有堤河道砂岩盆底扇和有堤河道砂岩密集段沉积密

10、集段沉积典型层序地层模式高水位体系域高水位体系域加积、前积加积、前积低水位体系域低水位体系域盆底扇、斜坡扇盆底扇、斜坡扇海海(湖湖)进体系域进体系域退积退积低水位体系域低水位体系域低水位楔，前积低水位楔，前积SPRES100FT层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣相对海平面变化曲线相对海平面变化曲线LSTTSTHST可容空间低可容空间低可容空间增大可容空间增大可容空间减小可容空间减小时间时间型层序边界型层序边界型层序边界型层序边界低位体系域盆底扇低位体系域盆底扇低位体系域斜坡扇低位体系域斜坡扇海进体系

11、域海进体系域高位体系域高位体系域层序层序 (以以EXXON模式为例模式为例)层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣一、层序地层学的含义第一章 绪论层序地层学：层序地层学：层序地层学是层序地层学是研究研究旋回式、成因上有联系的、旋回式、成因上有联系的、以侵蚀面或者与其可以对比的整合面为界的以侵蚀面或者与其可以对比的整合面为界的地层地层的的年代地年代地层格架层格架，以及，以及沉积层序内部地层岩相分布模式沉积层序内部地层岩相分布模式的的地层学地层学分分支学科。支学科。层序地层学通过对层序地层学通过对地震地震、

12、测井测井和和露头露头资料，以及资料，以及分析化验分析化验资料资料的分析，研究在的分析，研究在构造运动构造运动、海面升降海面升降、沉积物供应沉积物供应和和气候气候等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布。以建立更其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布。以建立更精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科学地进行油藏以及其他沉积矿产的钻前预测。学地进行

13、油藏以及其他沉积矿产的钻前预测。层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣旋回式地层序列旋回式地层序列层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣一、层序地层学的含义第一章 绪论层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室

14、辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣一、层序地层学的含义第一章 绪论层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 层序地层学概念在沉积学中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

15、，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层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣第一章 绪论二、层序地层学的形成和发展1 概念萌芽阶段（概念萌芽阶段（19491976）早在早在1788年年Houtton首次指出不整合面是区分隆起、首次指出不整合面是区分隆起、剥蚀和沉积旋回的物理界面；剥蚀和沉积旋回的物理界面；19世纪中叶，世纪中叶，Lyell和和Agassiz提出的冰川理论中就提出的冰川理论中就初步讨论了海平面变化与构造活动之间的关系初步讨论了海平面变化与构造

16、活动之间的关系1909年年Chamberlin发表文章系统探讨了海平面升发表文章系统探讨了海平面升降和沉积物上超和下超之间的关系降和沉积物上超和下超之间的关系层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣“层序层序”概念的提出概念的提出 1948年由年由Sloss提出：提出： 1963年应用于北美克年应用于北美克拉通晚前寒武纪至全新世拉通晚前寒武纪至全新世地层之间，共划分出地层之间，共划分出6个个层序；层序； 70年代前未被大多数年代前未被大多数人接受。人接受。层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京

17、北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣二、层序地层学的形成和发展2 地震地层学的形成和发展（地震地层学的形成和发展（19771987）以以P.VailP.Vail等人提出的地震地层学概念体系和等人提出的地震地层学概念体系和出版出版地震地层学地震地层学为标志；地震地层学的为标志；地震地层学的核心是海平面升降变化的周期性，基础是以核心是海平面升降变化的周期性，基础是以不整合为边界的沉积层序的识别不整合为边界的沉积层序的识别层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣地震地

18、层学阶段地震地层学阶段 Peter.R.Vail等在等在1977年第年第26集集AAPG上上发表了地震地层学论文。发表了地震地层学论文。 两大认识两大认识: 层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 此后的此后的10年间，地震地层学经历了从诞年间，地震地层学经历了从诞生、发展到完善的一个过程。并为石油工业生、发展到完善的一个过程。并为石油工业做出了巨大贡献。做出了巨大贡献。 地震地层学的不足：地震地层学的不足： 层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研

19、室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学阶段层序地层学阶段（1988至今）至今） 1988年年: J.C.Wagoner主编了主编了SEPM层序地层学特刊；层序地层学特刊； P.R.Vail及及J.B.Sagree主编了主编了“层序地层学工作层序地层学工作手册手册”和和“层序地层学基础层序地层学基础”。 这几部著作的问世则宣告一门新的学科这几部著作的问世则宣告一门新的学科层层序地层学诞生了。序地层学诞生了。 二、层序地层学的形成和发展层序地层学层序地层学中国地

20、质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣三、层序地层学的应用和研究现状VailVail等人认为等人认为“层序地层的概念在沉积岩分析中的应用层序地层的概念在沉积岩分析中的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，就象板块构造有可能提供一个完整统一的地层学概念，就象板块构造提供了一个完整统一的构造概念一样提供了一个完整统一的构造概念一样” ” ；层序地层学层序地层学以其强大的生命力在固体及流体矿产的勘探方面发挥着以其强大的生命力在固体及流体矿产的勘探方面发挥着巨大的作用：巨大的作用：以最大的石油公司以最大的石油公司EXXONEXXON为

21、例，从盆地分为例，从盆地分析到圈闭的成因解释，从油藏描述到数值模拟到后期的析到圈闭的成因解释，从油藏描述到数值模拟到后期的动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件开发到油藏管理，动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件开发到油藏管理，都直接或者间接的用到层序地层学的理论、方法及研究都直接或者间接的用到层序地层学的理论、方法及研究成果，甚至还以已知油气田与层序地层的关系为基础编成果，甚至还以已知油气田与层序地层的关系为基础编制新区勘探开发的指导模式。正因为层序地层学有如此制新区勘探开发的指导模式。正因为层序地层学有如此高的理论和应用价值，高的理论和应用价值，19891989年以来的历届年以来的历届AAPGA

22、APG年会以及年会以及19921992年第年第2929届国际地质学大会上，都将其作为重要的讨届国际地质学大会上，都将其作为重要的讨论内容论内容层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 1988年正式出版了威尔格斯主编的年正式出版了威尔格斯主编的海海平

23、面变化综合分析平面变化综合分析（1993年中译本更名为年中译本更名为层序地层学原理层序地层学原理）。）。 1989年桑格瑞和维尔出版了年桑格瑞和维尔出版了应用层序应用层序地层学地层学。 1991年年Vail等到再次强调：等到再次强调：地层层序是由地层层序是由于构造运动、全球海平面升降、沉积作用及于构造运动、全球海平面升降、沉积作用及气候变化气候变化等地质作用相互作用而产生的。等地质作用相互作用而产生的。层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 同年，由同年，由D.I.M.Macdonald主编的主编的活动

24、边缘活动边缘的沉积作用、构造运动、全球海平面变化的沉积作用、构造运动、全球海平面变化进一进一步把层序地层学研究步把层序地层学研究扩展到活动大陆边缘扩展到活动大陆边缘。 如果说层序地层学的研究在如果说层序地层学的研究在1992年以前仅限年以前仅限于于AAPG年会的讨论主题，那么在年会的讨论主题，那么在1992年年第第29届届国国际地质学大会上将其作为重要的讨论内容以后，际地质学大会上将其作为重要的讨论内容以后，它无论在理论上和实际上以及在研究的深度和广它无论在理论上和实际上以及在研究的深度和广度上都得到了长足的发展。度上都得到了长足的发展。 其主要进展可概括为以下几个方面：其主要进展可概括为以下

25、几个方面：层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 1、在石油勘探领域，应用这一新的理论体系、在石油勘探领域，应用这一新的理论体系和方法，和方法，发现了许多储集层和生油层发现了许多储集层和生油层。例如：在。例如：在Beaufort海、阿拉斯加、尼日尔三角洲地区等。海、阿拉斯加、尼日尔三角洲地区等。 2、层序地层学理论正、层序地层学理论正应用于不同的地层和不应用于不同的地层和不同的盆地同的盆地，并取得了新的认识。如：碳酸盐岩地，并取得了新的认识。如：碳酸盐岩地层、陆相地层、混积地层等；以及被动边缘盆地、层、

26、陆相地层、混积地层等；以及被动边缘盆地、活动边缘盆地、弧后盆地、前陆盆地、近海湖盆、活动边缘盆地、弧后盆地、前陆盆地、近海湖盆、内陆湖盆等。内陆湖盆等。 3、新的研究方法被引入新的研究方法被引入，用于进一步充实和，用于进一步充实和完善层序地层学理论。完善层序地层学理论。层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 如：包括物理事件、化学事件、生物事件和复合事件的高如：包括物理事件、化学事件、生物事件和复合事件的高分辩率事件地层学；古生态学和埋藏学分辩率事件地层学；古生态学和埋藏学 等。等。Kominz和和Bo

27、ud利用伽玛测定研究米兰科维奇旋回，证实了旋回沉利用伽玛测定研究米兰科维奇旋回，证实了旋回沉积中时间的相对性和旋回的周期性这一假说；积中时间的相对性和旋回的周期性这一假说；Edwards（1986）用高精度的）用高精度的TIMS铀系统（铀系统（230Th-234U）年龄测定）年龄测定法来研究海平面的变化等。法来研究海平面的变化等。 4、形成了一些新的学科分支形成了一些新的学科分支。James和和Walker在其在其沉积相模式沉积相模式第三版中（第三版中（1992年），按照海平面变化控年），按照海平面变化控制沉积相和相模式的思路，重新改写了这一名著。制沉积相和相模式的思路，重新改写了这一名著。层

28、序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 1993年，由年，由Posamentier等人主编的等人主编的层序地层层序地层学与相分析学与相分析， ，也是在这一思想的影响下完，也是在这一思想的影响下完成的。此外，以这一学科为生长点，出现了许成的。此外，以这一学科为生长点，出现了许多新的学科分支：多新的学科分支：Akihiro的的成岩层序地层学成岩层序地层学（Diagenetic Sequence Stratigraphy），），Braithwaite（1993）的）的胶结物层序地层学胶结物层序地层学（Cemen

29、t Sequence Stratigraphy ）等。）等。最近最近以层序地层为基础的地震沉积学和构造以层序地层为基础的地震沉积学和构造古地貌沉积学正成为学科的热点古地貌沉积学正成为学科的热点 层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 (1) 综合性综合性 地震、地质、测井、地化、古生物等地震、地质、测井、地化、古生物等 (2) 科学性科学性 层序由不整合层序由不整合时间线所分隔；时间线所分隔； 全球海平面升降、构造沉降、气候、沉积物供全球海平面升降、构造沉降、气候、沉积物供 应速度相互作用应速度相互作用

30、相对海平面发生周期性变相对海平面发生周期性变 化化层序层序海平面变化周期的特定时间段海平面变化周期的特定时间段 上上体系域体系域年代地层单位年代地层单位 (3) 预测性预测性 海平面相对变化规律海平面相对变化规律预测体系域特征预测体系域特征 预测油气生储盖组合规律、油气有利聚集带预测油气生储盖组合规律、油气有利聚集带层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣 层序地层学层序地层学中国地质大学中国地质大学(北京北京) 海洋学院海洋学院 海洋地质与资源教研室海洋地质与资源教研室 辛仁臣辛仁臣关于陆相层序地层学 国外学者普遍认为，尽管存在一些疑问，但海相层序地层学的基本原理能够应用于陆相地层，他们认为海平面升降、构造运动和气候等控制因素使海陆相的沉积特征不同，并认为海相层序地层学的概念在陆相地层中的应用，要求对基准面和沉积物供给的控制因素（？）作细致