第三章 层序地层分析

第三章层序地层分析第1页，课件共157页，创作于2023年2月教学思路：①层序地层分析的基本原理：层序地层学的发展简史，层序地层学基本概念（层序，体系域，小层序(或准层序)和小层序(或准层序)组，可容纳空间和基准面，密集段），层序地层分析方法。②层序地层单元的基本构成：小层序(或准层序)基本构成特征，小层序(或准层序)组类型及其特征（小层序(或准层序)组类型，小层序(或准层序)组基本特征），体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征）。第2页，课件共157页，创作于2023年2月教学重点与难点：重点：①层序地层学基本概念（层序，体系域，小层序(或准层序)和小层序(或准层序)组，可容纳空间和基准面，密集段），层序地层分析方法。②层序地层单元的基本构成，体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征）。难点：低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征。第3页，课件共157页，创作于2023年2月第三章层序地层分析

第一节层序地层分析的基本原理层序地层学是一门新兴的边缘交叉学科。它主要是近二十年由于地层学、沉积学、大地构造学和地球物理学的相互渗透而迅速发展起来的一门新的地学分支系统。由于层序地层分析思路的先进性和资源预测的有效性，因而具有很强的生命力，并引起地质学不同领域的许多学者的广泛重视。第4页，课件共157页，创作于2023年2月一、层序地层学的发展简史

层序地层学的主要研究对象和研究的基本地层单位就是层序。层序实际上是个老概念，早在1948年Sloss提出这一概念，经过近五十年的发展，层序地层学逐渐形成较完整的理论和方法体系。追根溯源，层序地层学的发展经历了三个阶段。第5页，课件共157页，创作于2023年2月1．层序地层学发展的早期阶段

自1948年Sloss等人提出层序的概念至七十年代早期为层序地层学发展的早期阶段。Sloss等人的想法来源于对美国蒙拿大克拉通盆地的研究。Sloss(1963)将北美克拉通盆地晚前寒武至全新世的沉积以区域不整合面为界划分为六个地层包(stratalpakage)，他称这些地层包为“层序”。由于每个层序的时间跨度较长，在其后的相当长时间并未得到广泛的使用。第6页，课件共157页，创作于2023年2月2．层序地层学发展成为一门独立学科——地震地层学阶段

当Exxon石油公司的P．瓦Vail；R．n．Mitchum;J．B．Sangree和S．Thompson在Payton(1977)主编的《地震地层学在勘探中的应用》一书中发表了有关地震地层学的概念时，层序地层学进入了另一个主要发展阶段。其突出特色在于提出了海平面升降概念和由此引起的、在地震资料可见到的、以不整合为界的地层型式．Mitchum(1977)加深并扩展了层序概念，他将层序定义为‘由一相对整合的、成因上相关的地层序列组成的一个地层单元，该单元顶底界为不整合或可与不整合对比的整合面”。第7页，课件共157页，创作于2023年2月这一阶段成就在于①进一步限定了层序的时限，Vail和Mitchum的层序所包含的时间比Sloss(1963)的要短得多，前面所述的6个克拉通层序明显地被进一步细分，即Sloss的层序相当于Vail等的超层序：②提出了海平面升降变化是控制层序演化的主要驱动机理(Vail等，1977)。但是，由于地震地层学主要是利用地震资料进行盆地分析，测井曲线、岩心和露头资料并未用于层序分析，因而影响研究的精度。第8页，课件共157页，创作于2023年2月3．层序地层学蓬勃发展阶段

八十年代，层序地层学进入一个蓬勃发展的时期。以《海平面变化——综合研究方法》专题论文的出版为标志，层序地层学是由Exxon石油公司的R．Vail，Mitchum等，一批地质学家们以地震地层学为基础发展起来的，并与沉积学(钻井和露头区沉积学)和生物地层学紧密结合的一门新兴学科．其突出特色表现为下列几方面：第9页，课件共157页，创作于2023年2月

①将地震、钻井和露头资料综合研究，避免了单一方法的局限性和片面性，使层序划分和层序内部特征的描述更为精细、准确。

②建立不同级别等时地层格架，为地层分布模式研究提供更为系统和科学的方法体系。③进一步完善层序的成因机制，Vail等进一步明确构造作用和海平面升降周期是控制层序形成的主要因素。

④提高了地质学家的预测能力，包括理论预测和实际预测两个方面。从理论预测上讲，通过海平面相对变化的研究，预测某些应有的体系域的展布方向、范围、可能的岩相及其分布，从而对盆地发展史作出科学的预见。从实际上讲，可以通过体系域和岩相的分布规律，预测能源资源及其它沉积矿产的有利分布带。第10页，课件共157页，创作于2023年2月二、层序地层学基本概念

层序地层学是根据地震、钻孔和露头资料对地层型式做出综合解释，其中心思想在于建立沉积盆地的等时地层格架。1．层序层序是一套相对整一的、成因上有联系的地层，其顶和底以不整合和可以与之对比的整合为界。层序是层序地层分析中的基本单位，它是由一套体系域组成。第11页，课件共157页，创作于2023年2月2．体系域

体系域是同一时期内具成因联系的沉积体系组合(town和Fisher，1977)。在层序地层分析中，体系域作为层序构成单元，每个体系域都解释为与全球海水面变化曲线的某一特定间段。比如在大陆边缘盆地中，低位体系域的盆底扇代表快速全球海平面下降期产物；低位体系域的斜坡扇代表全球海水面下降晚期或全球海平面上升早期的产物；海侵体系域代表全球海平面快速上升时期的产物：高位体系域代表全球海平面上升晚期，全球海平面停滞和全球海平面下降早期的产物(图4—1)。第12页，课件共157页，创作于2023年2月第13页，课件共157页，创作于2023年2月

3．小层序(或准层序)和小层序(或准层序)组

小层序(或准层序)是由相对整合、成因上相关的层或层组所组成的序列，它们以海(湖)泛面和与之可以对比的面为界。相当于四级或五级沉积旋回。小层序(或准层序)组则是由成因上相关的若干小层序(或准层序)所组成的序列，其垂向上构成一个特征的叠加型式。第14页，课件共157页，创作于2023年2月4．可容纳空间和基准面

可容纳空间(accomudation)是指可供沉积物堆积的空间(ervey，1988)。即在沉积盆地存在一个基准面，在基准面之上将出现侵蚀作用。在大陆边缘基准面受海平面的制约，并大体上相当于海平面，实际上，可容纳空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数。沉积基准面(base1evel)是一个假想的动态平衡面，高于此面堆积的沉积物不稳定、不能保存下来，低于此面则发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保存下来(Sloss，1962)。第15页，课件共157页，创作于2023年2月

陆相断陷盆地的基准面主要有湖面和河流沉积平衡面。湖面是某一时期湖泊水体表面的平均位置，它是湖相沉积体系的沉积基准面。河流沉积平衡面(fhvialdepositionalequilibriumsurface)指水流搬运能力与物源供给沉积总量达到一种平衡状态，形成顺水流方向坡度逐渐减小的地形。其纵切面上各点联线，在理论上是一条上凹的抛物线，在河口附近平坦，向物源方向逐渐变陡(Gary等，1974)。河流沉积平衡面是河流沉积体系的基准面，沉积物堆积到河流沉积平衡面后，流入和流出的沉积物体积相当，不发生明显的侵蚀作用或沉积作用。沉积基准面是一种动态平衡面，其位置受多种因素影响，某一时期有一个相对固定的位置，一旦外界条件(如构造沉降、沉积环境、沉积物类型等)变化，基准面位置也随之变化。

第16页，课件共157页，创作于2023年2月5．密集段

密集段是指在极缓慢速度下沉积的地层段。密集段可能以丰富的、多种多样的浮游和底栖微生物组合、自生矿物(如海绿石，磷灰石和菱铁矿)、有机物质为特征。第17页，课件共157页，创作于2023年2月第18页，课件共157页，创作于2023年2月三、层序地层分析方法

根据层序地层学标准所确定的年代地层单元，在古地理的重建、地质发展史分析、沉积盆地资源评价和全球地层对比中具有重要意义。传统的地层分析方法在解释古地理和地史上存在不同的缺点。物理岩石地层学方法利用的岩石物性界面可能是穿时的，年代地层学方法使用非物性界面的边界，尽管标志层对比可能有年代地层意义，但对标志层的选择具有任意性，一个盆地可能不同于另一盆地，或一个研究者与另一个研究者不同。层序地层学是一综合性方法，它综合露头、测井和地震资料，提供一个概念模式作为对比工具来分析沉积作用和侵蚀作用随基准面的变化的反应，利用基准面的变化鉴别和解释不同类型物理界面及地层段的成因特征。第19页，课件共157页，创作于2023年2月

层序(sequence)是以不整合面为界的一个单元，这一概念首先由Sloss提出，“层序”可视为年代地层单元，因此，一个层序代表了两个不整合面时间范围内沉积岩石。Vail等(1977)证实，地震纵波沿地质时间线产生反射，依此产生了利用不连续面作为划分沉积岩的地震地层学解释方法。通过这些研究，绘出了一套中生代和新生代全球不连续面旋回图。随着认识的不断深入，发现这些不连续面由海平面相对变化控制，而海平面相对变化可在测井、露头及地震剖面上加以认识。这样逐步形成了“层序地层学”概念。第20页，课件共157页，创作于2023年2月

层序地层学是一套新的，适用于全球范围的地层学体系，是对沉积岩进行细分、对比和作图的一个准确方法。层序地层学认为地层单元的形成起因于可容纳空间的变化，它们以地震剖面和地质横剖面上的地层不连续面为界，只要沉积物足够厚，这些界面可以在地震资料、露头和测井剖面上识别出，且可据生物地层确定其年代。第21页，课件共157页，创作于2023年2月

能否应用好层序地层学分析方法，取决于对各种不同级别的地层单元的认识，这些地层单元包括小层序(或准层序)、小层序(或准层序)组和层序，它们均以年代地层学上有重要意义的侵蚀面、无沉积面或可与之对比的界面为边界。第22页，课件共157页，创作于2023年2月VanWagoner等(1988)将层序地层单元的等级系统划分为七个等级，即层序、小层序(或准层序)组、小层序(或准层序)、层组、层、纹层组、纹层。其中层组、层、纹层组、纹层的厚度较小，分布范围极为有限，很难能在全盆范围对比，所以使用者较少。鉴于沉积盆地分析的特点，李思田等(1992)建议7个等级的分类方案，即盆地充填序列、构造层序(巨层序)、层序、沉积体系域(或小层序(或准层序)组)，沉积体系单元(或小层序(或准层序))、成因相、成因相内部的构成单元。图4-2表示了鄂尔多斯盆地构造层序和层序的划分。第23页，课件共157页，创作于2023年2月第24页，课件共157页，创作于2023年2月第二节层序地层单元的基本构成

沉积盆地内各级别地层单元组成一个等级系统。层序地层学的核心就是识别这些不同级别地层单元和确定它们在垂向上和横向上的变化规律。本节重点介绍小层序(或准层序)、小层序(或准层序)组和体系域。一、小层序(或准层序)基本构成特征小层序(或准层序)(parasequence)在许多译文中被译为“准层序”或“副层序”，在汉语中“准”或“副”相对于正而言，但实际上parasequence与sequence却是等级的差别。一个层序可以含有十几个至几十个parasequence，所以，李思田教授等主张译为“小层序(或准层序)”(李思田等，1992)。小层序(或准层序)的含义与Busch所提出的成因地层增量(GIS)相当。第25页，课件共157页，创作于2023年2月(一)小层序(或准层序)基本特征

小层序(或准层序)是以海泛面或与之相关的面为界的、成因上相关的层或层组所组成的一个相对整合的地层序列(VanWanoner，1985)。小层序(或准层序)显示一个水深向上变浅的序列，即相当于Ryer(1983)的从海侵到海退的小旋回。大部分碎屑岩中的小层序(或准层序)是前积的，即年轻的砂岩层组的前端逐渐向水盆沉积。这种沉积型式产生水深向上变浅的岩相组合。部分硅质碎屑和大部分碳酸盐岩的小层序(或准层序)是加积的但也是向上变浅的。第26页，课件共157页，创作于2023年2月从粒序来看，可划分向上变粗和向上变细的小层序(或准层序)。在典型向上变粗的小层序(或准层序)中(图4-3)，自下而上层组增厚、砂岩变粗、砂泥岩比增加。如碎屑滨岸或三角洲小层序(或准层序)。在向上变细的小层序(或准层序)中(图4-4)，自下而上层组变薄，砂岩变成更细岩性(通常在顶部变成泥岩和煤层)和砂岩／泥岩比值减小。如河流小层序(或准层序)、潮坪小层序(或准层序)。向上变粗和向上变细的小层序(或准层序)内的垂直岩相组合均反映水深逐渐减小。第27页，课件共157页，创作于2023年2月第28页，课件共157页，创作于2023年2月第29页，课件共157页，创作于2023年2月从小层序(或准层序)的成因机理来看，小层序(或准层序)可以划分为幕式小层序(或准层序)和同期性小层序(或准层序)。幕式小层序(或准层序)产生于沉积过程本身或局部构造作用。前者最好的例证是由分流河道改道导致三角洲朵体的迁移，这种小层序(或准层序)分布范围较局限，其侧向延伸范围与三角洲朵体本身的延伸范围相等。后者最好的例证是由于沿活动断层的沉降运动所引起的海平面迅速相对上升，即局部海平面上升，这种小层序(或准层序)侧向延伸范围与断层活动影响范围有关。第30页，课件共157页，创作于2023年2月周期性小层序(或准层序)则受控于区域性海平面变化，可能起因于米兰科维奇轨道周期引起的古气候周期性变化，此种变动引起冰川融化和海水体积的变化，从而导致海平面的升降。这种机制控制了分布面积广泛的周期性小层序(或准层序)的形成。如华南和华北晚古生代海陆交替相地层中的周期性小层序(或准层序)可以追索近百公里。第31页，课件共157页，创作于2023年2月

(二)小层序(或准层序)边界特征小层序(或准层序)边界是海泛面及可与它对比的面。它是一个从局部至盆地范围的平坦面，且在大面积范围内只显示微小的地形起伏。海泛面可清楚地划分出界面以上深水环境下沉积的岩石和该面以下的浅水环境下沉积的岩石。海泛面的特点是较小的海底侵蚀作用和无沉积作用。说明具有一个较小的间断面。海底侵蚀的程度同海泛面的变化有关。侵蚀范围从数英寸至数十英尺，而数英尺是最常见的。第32页，课件共157页，创作于2023年2月

在岩心和露头中，已观察到与层序边界不重合的海泛面上，有少量的海侵滞留物沉积，我们这里所使用的海侵滞留物(transgressivelag)定义为厚度通常小于0．6米的较粗的沉积物，由贝壳、贝壳碎屑、破裂泥岩碎屑、钙裂泥岩碎屑、钙质团块、硅质碎屑砾岩或卵石组成。这种物质是海侵期间由于临滨的侵蚀作用，从下伏地层中带上来的，并且在海侵面顶部聚积成一不连续层。在岩心和露头所见大量海泛面，其标志是具有上面所列的沉积物颗粒随意排列的一个明显界面。然而，当海侵滞留物确实出现在海泛面上时，该滞留物通常是明显地从下伏地层中派生出来，例如砾质砂岩顶部的薄层硅质砾石。更为常见的是在与层序边界重合的海泛面上发现这种滞留物沉积。在这种情形中，滞留物与下伏沉积物没有这样一种明显的亲缘关系。这些滞留物有如下四种类型。第33页，课件共157页，创作于2023年2月第一种类型的滞留物由不连续、不规则形状的钙质团块组成。滞留物停留于海泛面上，该面与位于深切谷底部或河谷间地区的层序边界重合。这种滞留物是在层序边界暴露于地表时期从土壤层内部形成的钙质壳或分散的钙质团块中衍生出来的。后续的海侵作用搬走了较容易侵蚀的土壤而在海侵面上留下作为滞留物的团块。这些团块通常是表明古土壤层存在的标志。第34页，课件共157页，创作于2023年2月

第二类滞留物是小层序(或准层序)遭受强烈的掘穴以及波浪或水流改造作用产生的。滞留物厚度在海泛面以下达1．5米，经筛选作用向下伏地层内部渐渐消失。小层序(或准层序)中不存在能划分被改造沉积物与未改造沉积物的界面。这种改造作用被认为是在海侵之后和大量细粒沉积物前积于海泛面之前，由于风暴以及正常两栖动物群的集群现象形成的。在一些地方，生物扰动和海底暴露会导致稳固地基(firmground)的形成。这种滞留物通常形成于与层序边界重合的海泛面上。第35页，课件共157页，创作于2023年2月

第三类滞留物是在海平面上升之后有机质或无机质的碳酸盐岩堆积于海泛面之上。有机碳酸盐多以贝壳层出现，产生达1．8米厚的广阔的板状体，覆盖于海侵面上(Kidwell，1989)。尽管这些贝壳层受风暴的筛选和改造作用，但是它们代表了陆架原有的组合，贝壳层并不是从下伏小层序(或准层序)中侵蚀而来的。沿着马里兰州的Calver悬崖的中新统地层中，这些类型的贝壳层被认为覆盖在与层序边界重合的海泛面上(Kidwell，1989)。无机碳酸盐以鲕状岩或豆状出现，在海泛面上可形成砂滩和砂坝，特别是远离深切河谷的海泛面与层序边界重合的地方。此时外陆架在低水位之后已被浅水覆盖。波浪搅动足以形成鲕状或豆状岩石，而硅质碎屑流入量甚微。最终，当海平面不断上升并置碳酸盐岩颗粒于波浪搅动基面以下时，浅滩停止发育，并可能遭受局部改造，而风暴作用影响浅滩在整个陆架的分布。第36页，课件共157页，创作于2023年2月第四类可能是最普通的滞留物，是在一个下切河谷底部的层序边界上的河道滞留物。这种滞留物是在海平面下降期间堆积的。这种河道滞留物是由不同颗粒类型组成，但是最普遍的是由圆的燧石、石英或石英质卵石组成。厚度范围从只有一个卵石厚的薄透镜体至数米厚的滞留层。第37页，课件共157页，创作于2023年2月二、小层序(或准层序)组类型及其特征

小层序(或准层序)组是成因上联系的、彼此呈相同叠加型式的小层序(或准层序)所组成的序列，小层序(或准层序)组的边界为大的海泛面和可与它对比的界面。(一)小层序(或准层序)组类型小层序(或准层序)组内的叠加型式有前积、退积和加积三种(VanWagoner，1985)，这取决于沉积速率与可容纳空间增长速率的比值。图4-5表现了这些叠合型式以及它们的测井响应。不同类型小层序(或准层序)组内部地层叠覆方式及其测井响应特征第38页，课件共157页，创作于2023年2月第39页，课件共157页，创作于2023年2月前积小层序(或准层序)组(progradationalparasequenceset)中，逐渐变年轻的小层序(或准层序)逐层向盆地方向沉积并可延伸较远，即反映了沉积体系不断向盆地方向进积的过程，其沉积速率比可容纳空间增长速率大。第40页，课件共157页，创作于2023年2月退积小层序(或准层序)(retrogradationalparasequenceset)中，逐渐变年轻的小层序(或准层序)，以阶梯状后退方式逐层向陆方向沉积和延伸，其沉积速率比可容纳空间增长速率小。尽管在退积小层序(或准层序)组中，每个小层序(或准层序)是向前加积的，但该小层序(或准层序)组在“海侵型式”中是向上加深的。我们从定义出发使用“退积’这个术语是为了表示海岸线向后(向陆方向)后退。第41页，课件共157页，创作于2023年2月

加积小层序(或准层序)组(aggradationalparasequenceset)中，逐渐变年轻的小层序(或准层序)，层层向上沉积而没有大的侧向移动，即反映了沉积体系不断地垂向加积的过程，其可容纳空间增长速率接近或等于沉积速率。第42页，课件共157页，创作于2023年2月(二)小层序(或准层序)组基本特征

小层序(或准层序)组垂向叠加型式既可以通过垂向沉积相和岩性变化所表示，向的变化所表示。也可通过小层序(或准层序)侧垂向上，任何小层序(或准层序)组叠加型式中的单个小层序(或准层序)都是进积式，这些小层序(或准层序)在垂向上组合规律指示总体海(水)进或海(水)退的趋势，即构成所谓退积小层序(或准层序)组和前积小层序(或准层序)组。一方面可依据垂向上每个小层序(或准层序)中砂岩泥岩比、砂岩层数或砂岩层厚度的变化等特征来判断(图4-5)。另一方面可依据垂向上每个小层序(或准层序)中成因相或成因亚相变化来判断，如江西丰城矿区龙潭组狮子山段的障壁坝—泻湖体系的沉积代表前积小层序(或准层序)组(见图4-6)，下部小层序(或准层序)只发育较深水的中下临滨沉积，而上部小层序(或准层序)还发育有较浅水的上临滨及泻湖潮坪沉积，总体指示海退的趋势。第43页，课件共157页，创作于2023年2月第44页，课件共157页，创作于2023年2月小层序(或准层序)组在侧向上的变化主要依据每个小层序(或准层序)向陆地方向和向盆地方向沉积相带的分布判断。对比图4-5中每个小层序(或准层序)内海岸平原、砂岩和泥岩以及陆架泥岩的分布位置，不难发现总体海侵(退积式)或海退(进积式)的规律性。第45页，课件共157页，创作于2023年2月三、体系域类型及特征沉积层序由多个体系域组成，体系域是一套成因相关的同期沉积体系。每个体系域以一物理界面为界，该物理界面为沉积相转换面。精典的层序地层学模式源于大陆边缘盆地(VanWagoner等，1988)，大陆边缘盆地可划分为四种体系域类型：低位(Lowstand)、海侵(transgTassive)、高位(hiShstand)和陆架边缘体系域。

第46页，课件共157页，创作于2023年2月(一)低位体系域特征

低位体系域的沉积物组成在三种边缘背景下差异明显:第一种是具坡折的陆架边缘，第二种是同生断层，第三种是无明显坡折的缓坡。第47页，课件共157页，创作于2023年2月第48页，课件共157页，创作于2023年2月1．具坡折的陆架边缘背景

具坡折的陆架边缘背景的低水位体系域可由四部分组成:盆底扇复合体、斜坡扇复合体、低水位前积复合体、下切河谷充填。第49页，课件共157页，创作于2023年2月盆底扇复合体(图4-8)主要是席状砂丘，是深水环境下呈朵叶状或席状沉积而成的块状砂。斜坡扇复合体(图4-8)由水道／漫滩复合体(包括水道两侧的朵叶体，伴生悬浮沉积及混杂滑塌沉积)组成。典型的水道／漫滩复合体一般由五部分组成：(5)最上部的残留相，为薄层浊积岩向上变为半深海页岩；(4)水道充填沉积，由经改造的块状砂体组成，夹有很薄的泥岩纹理和多层向上变细砂岩、粉砂岩或泥岩，水道具有底部侵蚀，也可能有内部侵蚀面；(3)薄层纹层状浊流漫滩沉积上部，形成堤岸，成为水道边界；(2)夹浊积砂、与水道伴生的朵叶体向上变厚的部分，通常为3—5米；(1)底部细粒浊积泥岩裙。第50页，课件共157页，创作于2023年2月第51页，课件共157页，创作于2023年2月在水道与漫滩朵叶体之间的饥饿层内，动物群丰度最大。悬浮和混杂滑塌沉积一般在斜坡扇内，斜坡扇复合体近端可由水道极为发育的块状砂、砾岩的碎屑流或滑塌沉积组成，远端部分由细粒纹层状浊积砂组成。动物群丰度最大的饥饿层一般在斜坡扇复合体之底、盆底扇复合体之上。第52页，课件共157页，创作于2023年2月低水位前积复合体(图4-8)主要是水体向上变浅的低水位三角洲或滨岸沉积物，往盆地方向推进、向陆超覆。它们的地层型式特征是加积—前积。在沉积速率高的地区，叠瓦状的浊积体可能与低水位前积复合体前端呈指状交错。这些叠瓦状浊积体与低水位前积复合体斜层前端可相连或分开。当斜层前端在盆底时，它们相连，斜层延伸至很深水时，它们相互分开。此时斜层前端往往在陆坡上尖灭，叠瓦状浊积体沉积在陆坡底部，由一过渡带与前积斜层分开。底部有浊积砂和顶部有半深海泥是叠瓦状浊积体的特征，可以形成一系列很厚的盆地充填沉积，并超覆到陆坡上，这些充填沉积通常与小型的构造活动盆地有关。大规模滑动体的滑塌沉积是低水位晚期前积复合体或海侵早期体系域的特征。第53页，课件共157页，创作于2023年2月下切河谷充填主要为辫状河沉积，填充在原切割成的河道内。下切河谷充填可与低水位前积复合体同期形成，也可形成于海侵体系域沉积时期，在海侵体系域沉积时形成的下切河谷充填一般为河口湾沉积。第54页，课件共157页，创作于2023年2月2．铲形正断层背景

具有铲形正断层或活动的盐丘和泥丘构造的沉积背景，一般具有发育很好的低位、海侵和高位体系域(图4—7)。主要差异是上超和推进非常模糊，通常难以确定。以浊积为主的斜坡扇和盆底扇复合体一般形成于深水背景，经区域研究表明，这些扇体最初发育有向陆延伸的上超面，但这些上超面往往受断层活动影响而变得不明显，由于浅水沉积物是由沉降作用沿着铲形断层带进盆地而不是由前积作用带到深水处，推进显得不明显。因此其体系域明显不同于具坡折的陆架边缘背景体系域的特征。第55页，课件共157页，创作于2023年2月3．无明显坡折的缓坡背景

无明显坡折的缓坡背景低位体系域由三部分组成：下前积复合体，上前积复合体和下切河谷充填(图4-9)。下前积复合体特征是地层型式呈前积，底部下超，顶部有侵蚀切割，一般是下临滨或滨外沉积物，粒度较其上覆上前积复合体小，下前积复合体形成于海平面相对下降阶段(与深水背景盆底扇同期形成)。第56页，课件共157页，创作于2023年2月第57页，课件共157页，创作于2023年2月上前积复合体底部为侵蚀面，局部切割下前积复合体，形成下切河谷，当发生这种情况，河谷通常充填着较粗的河流或河口潮汐砂。上前积复合体形成于海平面相对下降(为下前积复合体形成时间)之后至海平面相对缓慢上升阶段。下切河谷充填如果形成于低水位阶段，充填河流沉积；如果形成于海侵阶段，则充填河口湾砂体。第58页，课件共157页，创作于2023年2月(二)海侵体系域特征

海侵体系域(图4-10)为一套退积小层序(或准层序)组，往陆方向加厚，在底部超覆处变薄，一般情况下，由于沉积物供应不足，小层序(或准层序)组上部海相地层逐渐变薄，海侵体系域向盆地方向和向上变薄，在其顶部和内陆架向海一侧形成饥饿层。第59页，课件共157页，创作于2023年2月第60页，课件共157页，创作于2023年2月海相和非海相沉积物之间的边界通常是—套退覆的冲刷面(海进侵蚀面)。通常发育良好的海滩砂和风暴砂。海相和非海相沉积物一般有沼泽和湖相沉积，超覆在下伏层序界面或下切河谷充填物上。海侵和高水位体系域具有厚度大、分布广的煤层和广泛分布的湖相沉积，在沉积物供应速率低时，与海侵体系域同期形成的沉积物会充填下切河谷，通常是河口湾或海岸平原的产物。第61页，课件共157页，创作于2023年2月在深水背景下，冲刷面上向盆地一侧的海相页岩往往富含有机质和含自生矿物黄铁矿、海绿石和自生白云石。海绿石和白云石出现在砂层里，磷灰石结核和菱铁矿沿着小层序(或准层序)泛滥面以及最大泛滥面上的饥饿层分布。第62页，课件共157页，创作于2023年2月海侵和高位体系域以最大泛滥面为界。最大泛滥面一般在沉积速率极低的饥饿层内，或在饥饿层之顶面。饥饿层通常与化石种类最富集带一致，但深水地区如果饥饿层呈缺氢状态(黑色纹层状页岩)，由于生物缺乏和溶解作用的破坏，古生物分析中见不到化石。这样可能会造成生物地层的不连续。这种不连续往往出现在磷灰石、海绿石、菱铁矿、黄铁矿和白云石、以及大气微粒(如火山灰)等自生矿物富集段。饥饿层内经常出现未经破坏的原生海绿石。第63页，课件共157页，创作于2023年2月(三)高位体系域特征高位体系域(图4—8)由三部分组成：高水位早期前积复合体、高水位晚期前积复合体、高水位晚期陆上复合体。早期前积复合体呈S形前积地层型式，晚期前积复合体为斜交前积地层型式。晚期陆上复合体以在海平面相对静止时期形成的河流沉积为特征。第64页，课件共157页，创作于2023年2月高水位晚期前积复合体一般由三角洲、三角洲间或海滩、风暴沉积物组成。由于高水位晚期海平面相对上升速率减慢，海岸和三角洲平原沉积物分布广泛，呈薄层。河流沉积的陆上复合体一般沉积较粗部分，这样高水位三角洲就比同一地区的低水位三角洲细。高水位晚期陆上复合体在海平面以上沉积，使河流沉积体系随着高水位体系域向海推进而保持最佳的平衡梯度。曲流河沉积往往相互合并、向上颗粒变细，分布变广。地形变化大的地区，可以发育冲积扇。第65页，课件共157页，创作于2023年2月(四)陆架边缘体系域特征

陆架边缘体系域(图4—10)为一楔状体，覆盖在Ⅱ类层序界面上，在下伏前积拐点向陆一侧的陆架上沉积而成，该体系域以加积和前积为特征，其底界为整合的层序界面，而顶界是陆架边缘顶面，在其尖灭处向陆一侧存在不整合，这是陆架边缘顶面与不整合面合二为一的地方。陆架边缘体系域陆上部分一般为向海增厚的陆相楔状体，而海相部分与低水位前积复合体相似。第66页，课件共157页，创作于2023年2月课后小结：①层序地层分析的基本原理：层序地层学的发展简史，层序地层学基本概念（层序，体系域，小层序(或准层序)和小层序(或准层序)组，可容纳空间和基准面，密集段），层序地层分析方法。②层序地层单元的基本构成：小层序(或准层序)基本构成特征，小层序(或准层序)组类型及其特征（小层序(或准层序)组类型，小层序(或准层序)组基本特征），体系域类型及特征（低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征）。

第67页，课件共157页，创作于2023年2月思考练习题（讨论题，练习题）：①基本概念：层序，体系域，小层序(或准层序)和小层序(或准层序)组，可容纳空间和基准面，密集段?②低位体系域特征，海侵体系域特征，高位体系域特征，陆架边缘体系域特征？第68页，课件共157页，创作于2023年2月层序基本型式及其边界特征基本内容：包括：①层序基本型式及其边界特征：大陆边缘盆地层序型式及边界特征，陆相盆地层序型式及边界特征（拉张(或张扭)型层序及体系域构成，压扭(或挤压)型层序及体系域构成，走滑-伸展型层序及体系域构成，热沉降型层序及体系域构成）。②层序形成机理：构造作用和海平面是控制层序形成和演化的关键因素，构造作用：大陆泛滥旋回，大海侵／海退旋回，层序旋回。第69页，课件共157页，创作于2023年2月教学思路：①大陆边缘盆地层序型式及边界特征（I类层序地层型式，Ⅱ类层序地层型式，大陆边缘盆地层序边界特征），陆相盆地层序型式及边界特征（拉张(或张扭)型层序及体系域构成，压扭(或挤压)型层序及体系域构成，走滑-伸展型层序及体系域构成，热沉降型层序及体系域构成）。②层序形成机理：构造作用和海平面是控制层序形成和演化的关键因素，大陆泛滥旋回，大海侵／海退旋回，层序旋回。第70页，课件共157页，创作于2023年2月教学重点与难点：重点：陆相盆地层序型式（拉张(或张扭)型层序及体系域构成，压扭(或挤压)型层序及体系域构成，走滑-伸展型层序及体系域构成）。难点：压扭(或挤压)型层序及体系域构成，走滑-伸展型层序及体系域构成。第71页，课件共157页，创作于2023年2月第三节层序基本型式及其边界特征

目前有关层序型式的研究观点较多，本书仅重点介绍两类盆地的层序基本型式，即大陆边缘盆地和陆相盆地，其中陆相盆地的层序型式尚处于探索阶段，本书提出的方案可供参考。第72页，课件共157页，创作于2023年2月一、大陆边缘盆地层序型式及边界特征

大陆边缘盆地层序型式主要依据沉积岸线坡折处的海平面下降速率与盆地沉降速率的变化，当沉积岸线坡折处的海平面相对下降速率大于盆地沉降速率时，引起海平面相对下降，这时形成I类层序，当沉积岸线坡折处的海平面下降速率略小于或等于盆地沉积速率时，形成Ⅱ类层序。第73页，课件共157页，创作于2023年2月(一)I类层序地层型式

I类层序的地层型式，主要受盆地几何形态的影响，在具有陆架坡折的盆地所沉积的I类层序之低位体系域与在具有缓坡边缘的盆地所沉积的I类层序之低位体系域，在形态上有所不同。第74页，课件共157页，创作于2023年2月

1．具陆架坡折盆地一个理想的I类层序之低位、海侵和高位体系域中小层序(或准层序)组(图4-8)的分布情况。接受这类层序沉积的盆地有以下特点:第75页，课件共157页，创作于2023年2月

1)易于确定的陆架、陆坡和盆底地形。2)陆架倾角小于0．5°，陆坡倾角3°～6°，海底峡谷侧壁倾角为10°。3)比较明显的陆架坡折将低角度的陆架沉积物与更陡的陆坡沉积物分开。4)由浅水到深水的过渡比较突变。5)当海平面下降到沉积岸线坡折以下，如果形成海底峡谷6)可能沉积海底扇和斜坡扇。第76页，课件共157页，创作于2023年2月除沉积于具有陆架坡折的盆地外，还须具备以下条件：1)足够大的河流体系切割峡谷并搬运沉积物进入盆地。2)有足够的可容纳空间使小层序(或准层序)组保存下来。则可能发生切割作用。3)海平面的相对下降要有一定的速度和规模，使得低位体系域能沉积于陆架坡折或陆架坡折以外。第77页，课件共157页，创作于2023年2月沿盆地边缘沉积物供给的变化以及相对海平面升降速率之变化，可导致不同小层序(或准层序)组在陆架的不同位置同时沉积，因此，在同一层序中，体系域之间边界的形成时间在不同位置上也会有所变化。一个理想层序的各体系域之基本地层单元见图4-8，层序的确定是根据地层组成和边界类型，而不是根据岩层的厚度和形成时间。这样层序可能有数米厚，并只能在测井或岩心及露头中识别出来。也可能在数十或百米厚,在地震测线上能轻易分辨出来。第78页，课件共157页，创作于2023年2月低位体系域由盆底扇、斜坡扇和低水位楔状体组成。典型的盆底扇以砂为主，由鲍马序列组成。尽管盆底扇多出现在远离峡谷口或峡谷不明显处，但也可沉积于峡谷口。斜坡扇由浊流水道和漫滩沉积物组成；低位楔状体由一个或多个前积的小层序(或准层序)组组成，该小层序(或准层序)组组成一个楔状体，它只出现于陆架坡折向海一侧并且上超于前一层序的斜坡上。楔状体的近源部分由陆架或陆坡上部的深切谷充填及其相关的低水位岸线沉积组成，楔状体之末端部分由一个厚的、以泥为主的楔状体单元组成，它下超在斜坡扇上。第79页，课件共157页，创作于2023年2月深切谷是海平面相对下降期，河道向盆地方向延伸并侵蚀下伏地层的河流体系。在陆架上，深切谷以层序边界为底界，以首次大的泛滥面（又称为海侵面）为顶界。图4-8左下示意了一个深切谷充填的一般测井曲线形态。沉积环境垂向上的这一不规则组合称为“岩相向盆地迁移”，它形成于海平面相对下降时期。当层序边界之上的浅海-非海相地层直接覆盖在较深水的地层之上，其间没有形成于过渡环境的岩石薄层，则出现这一岩相向盆地方向迁移现象。岩相向盆地迁移是由于中间过渡相被削蚀，或由于环境快速迁移而无沉积的结果。第80页，课件共157页，创作于2023年2月海侵体系域以海侵面为底界，以下超面或最大泛滥面为顶界。海侵体系域中，小层序(或准层序)的阶状后退形成一个退积的小层序(或准层序)组。随着越来越新的小层序(或准层序)不断向陆一侧阶梯状后退，海侵体系域向上也逐渐变深。从海侵到高位体系域沉积早期恰好是密集层沉积期。密集层是由薄的半深海—深海沉积物组成的岩相。这些沉积物是在小层序(或准层序)呈阶梯状后退、使陆架地区缺乏陆源沉积物的条件下沉积的。在这种缺乏陆源沉积的层段中，发现大量的和种属最多的动物群。虽然密集层段较薄，但其沉积作用是连续的，它经历一个漫长的时间,以非常低的速率堆积。在岸线发生最大的区域性海侵时期密集层分布最广(Loutit等，1988)。密集层的这些特征对地层分析有两方面的重要意义。

第81页，课件共157页，创作于2023年2月密集层:第一，如果没有用于确定生物地层年龄的露头、岩心或岩屑样品，则可能忽略密集层。而如果忽略了密集层，在生物地层记录中就会明显出现一个大的时间间断，促使古生物学家推论出一个大的不整合，而该处实际上是连续沉积。第二，密集层比其上、下的岩石通常会有更丰富的、多种属的深水动物群。大部分河流、港湾以及低位体系域的浅海砂岩很少或没有发现动物群。如果我们对同一口井中连续几个密集层的动物群进行取样(实际上动物群样品来自好几个层序内)，且未能根据测井或地震资料对同一层段进行沉积环境解释，则对取样层段来说，有可能把它解释为连续的深水环境，而这种解释忽略了密集层段之间有重要的层序边界的存在。

第82页，课件共157页，创作于2023年2月高位体系域以下超面为底界，以下一个层序的边界为顶界。早期高位体系域通常由一组加积小层序(或准层序)组组成，晚期高位体系域则由一组或数组前积小层序(或准层序)组组成。理想的高位体系域见图4—8。在许多硅质碎屑层序中，高位体系域明显被上覆层序边界所切割，如果能保存下来，该体系域也较薄且以页岩为主。第83页，课件共157页，创作于2023年2月

2．无陆架坡折的缓坡盆地与图4-8明显不同，图4-9的I类层序是沉积于具平缓斜坡边界的盆地内，平缓斜坡边缘上的沉积特征如下：(1)均一的、小于1°的低角度倾斜，大多数倾角小于0．5;(2)叠瓦—反“S”形斜交(nitchum等，1977)；(3)较缓倾斜与较陡倾斜间无梯度突变之坡折：(4)从浅水到深水无突变带；(5)海平面相对下降时，切割作用发生在低水位岸线以上，而不发生在岸线以下地区;(6)相对海平面下降时，沉积低水位三角洲和其它海岸砂岩(平缓斜坡边缘上一般不沉积盆底扇和斜坡扇)。第84页，课件共157页，创作于2023年2月美国和加拿大西部的内前陆盆地白垩纪地层中就包含这种类型层序，Asquith(1970)展示了清晰的倾角小于0．5°的反“S”—叠瓦状斜交之地层型式，它们位于怀俄明州的Washakie，BigHorn和Powder河盆地。虽然图4-8的海侵体系域和高位体系域与图4-9的相似，但两图中的低位体系域有所不同。由于平缓斜坡上沉积作用的倾角较小且均匀，一般不形成厚的、偏泥的低位楔状体、斜坡扇和盆底扇。相反，在平缓斜坡边缘的低位体系域，主要由宽窄不一的深切谷组成，通常充填以潮控三角洲沉积物以及同期的上倾的河流相地层。低角度倾斜地层通常见于缓坡边缘的海侵或高位体系域中。三角洲前缘浊积岩（如已证实PantheTongue三角洲）在这类盆地中是常见，而且可能被误认为海底扇。第85页，课件共157页，创作于2023年2月图4-8和图4-9代表了I类层序沉积作用的2种端点类型：第一种端点类型(如图4-8)。海平面相对下降将低水位岸线从沉积岸线坡折处迁移到陆架坡折处以远并可能形成峡谷和海底扇沉积。第二种端点类型(如图4-9)，虽然海平面相对下降将低水位岸线迁移至沉积岸线坡折以远，但未到陆架坡折或盆地中无陆架坡折存在(因为盆地边缘为平缓斜坡型)，则形成一个低位体系域，它由薄的楔状体组成，而无峡谷或海底扇层。第86页，课件共157页，创作于2023年2月(二)Ⅱ类层序地层型式

Ⅱ类层序中的小层序(或准层序)组和体系域的分布如图4—10所示。Ⅱ类层序的最低部位体系域称为陆架边缘体系域(Posamentier等，1988)。该体系域可沉积于陆架的任何位置，由一个或数个不明显的前积至加积小层序(或准层序)组组成。小层序(或准层序)组由浅海相小层序(或准层序)组成，向上倾部位变为海岸平原沉积。陆架边缘体系域的底界为Ⅱ类层序边界，而顶界是陆架的首次大的泛滥面。Ⅱ类层序的海侵和高位体系域与I类层序相似。第87页，课件共157页，创作于2023年2月第88页，课件共157页，创作于2023年2月Ⅱ类层序(图4-10)与沉积于平缓斜坡上的I类层序(图4-9)表面上很相似，二者都缺乏扇体和峡谷。并且二者的下部体系域(即Ⅱ类层序中的陆架边缘体系域和I类层序中的低位体系域)都沉积于陆架上，然而，二者有所不同。对Ⅱ类层序来说，在沉积岸线坡折处无海平面相对下降，这不同于沉积于平缓斜坡的I类层序。Ⅱ类层序没有深切谷，且缺乏由于河流再生及岩相向盆地方向迁移所导致的、有重要意义的侵蚀削截。第89页，课件共157页，创作于2023年2月(三)大陆边缘盆地层序边界特征

一个层序边界是一个不整合和可与之对比的整合面，它在横向上是连续的分布极广的表面。该表面至少遍布一个完整盆地，并且可能具有全球可比性。一个层序边界将边界以下地层与边界以上地层分开(Mitchum，1977)，从而具有年代地层学的意义。在测井剖面上进行层序边界对比，可为岩相分析提供一个高精度的年代地层构架。第90页，课件共157页，创作于2023年2月1．识别标志

在单井岩心或露头中，识别层序边界不整合部分的标志包括：I类层序边界有岩相向盆地方向迁移现象和I类或Ⅱ类层序边界有小层序(或准层序)叠加型式的垂向变化。以后一种识别标志为例，设有三个小层序(或准层序)组，由老到新的垂向排列如下：退积、前积、加积。在这种情况下，通常在前积(或加积)小层序(或准层序)组的顶部或底部存在一层序边界。第91页，课件共157页，创作于2023年2月在测井或露头剖面中，I类层序边界的不整合部分的识别标志概括如下：

(1)陆表的侵蚀切割，即以土壤层或根系层为标志的侧向上可以对比的陆表暴露面，以及侧向上可以对比的海底侵蚀作用，尤其是在深水斜坡环境一定存在这种海底侵蚀作用面。(2)存在上覆地层的上超，或是上超在深切谷边缘上、或是海岸上超。(3)海岸上超下移（Vail等，1977)。该特征通常在测井曲线上无法确定，因为大多数海岸上超出现在上倾的河流相地层部分，那里很难进行精确的测井对比，因此，必须使用岩相向盆地迁移这一识别标志。(4)认准侵蚀切割和岩相向盆地迁移现象是反映层序边界面而不是局部分流河道。必须在广大的区域内确定一个或多个识别标志。第92页，课件共157页，创作于2023年2月

I类层序边界的不整合部分，可以向海方向追踪至陆架或斜坡上的整合面，通常出现在海相小层序(或准层序)组底部或附近。应用以上列出的各项标志，对世界各地的许多盆地进行地层学分析，发现在硅质碎屑地层中，主要出现I类层序边界。并非所有上述的识别标志都能在盆地内沿某一个特定的、I类层序边界的任何地方出现。I类层序边界有不同的物理形态，这取决于所观察剖面的位置以及沿盆地边缘沉积物供给速率的变化和海平面变化。第93页，课件共157页，创作于2023年2月在陆架坡折向海一方或深水环境中，I类层序边界的最突出特征是削蚀和上超。这些识别标志的分布受控于海底峡谷的分布、斜坡断裂、由低水位条件引起的等深流侵蚀作用、以及盆底扇和斜坡扇的沉积作用。在陆架上，I类层序边界的最明显特征是削蚀、岩相向盆地迁移和陆表暴露。“这些特征的分布主要受控于深切谷及充填这些深切谷的岩性分布。第94页，课件共157页，创作于2023年2月2．深切谷

深切谷的宽度从小于数米到数十米。深度从数米至数十米。深切谷经历峡谷形成和充填两个阶段。第一阶段为侵蚀，在海平面相对下降时，沉积物通过这些侵蚀峡谷而沉积于低水位期岸线处。第二阶段为峡谷充填沉积，通常是在低水位期或海侵体系域形成时期完成充填沉积。第95页，课件共157页，创作于2023年2月

由于深切谷的形成经历这二个不同阶段，所以其充填物可以由不同类型的岩石组成，它们分别沉积于不同环境。深切谷上游的沉积环境及其相应的岩石类型包括河口湾和辫状河砂岩、明显受潮汐作用改造的河流相砂岩、或海岸平原砂岩、泥岩或煤。位于层序边界之上的这些沉积物，通常直接覆盖于外陆架泥岩和薄砂岩之上，缺少沉积于过渡沉积环境的薄夹层，这表明受到侵蚀或者是没有这种沉积。如上所述，这种不规则的垂向相组合标志着一种岩相向盆地迁移现象。如果粗粒沉积物的沉积速率低于低水位末期的海平面上升速率，深切谷同样地也可充填海相泥层。第96页，课件共157页，创作于2023年2月深切谷下游的沉积环境及其相关的岩石类型也有所变化，包括有低水位三角洲，潮坪砂岩和泥岩，海滩砂岩和河口湾砂岩。通常在海滩或三角洲的沉积地层中，可形成一个或数个前积的小层序(或准层序)组。如果在河口湾内，由潮汐砂坝和潮汐滩组成的潮控三角洲形成于深切谷的下游，则陆架上没有低水位海相的偏砂沉积，直到沉积海侵体系域为止。向陆一方，这些潮控沉积相变为粗粒的辫状河沉积。第97页，课件共157页，创作于2023年2月与深切谷相邻近的侵蚀面，过渡为可与谷底对比的陆表暴露面，该暴露面以土壤层和植根系层为标志。下面以默地(Uuddy)砂岩中的较窄的深切谷为例，默地砂岩位于怀俄明州Powder河盆地东部的Clareton油田，其测井横剖面如图4-11所示：深切谷宽约9．6公里，长64公里，并向下伏地层侵蚀18米，进入下伏陆架泥岩中，该陆架泥岩属SkullCreek页岩。深切谷充填以细—中粒砂岩和泥岩为主，为河流—河口湾环境的沉积物。河流-河口湾砂岩直接覆盖于陆架泥岩之上，表明岩相向盆地迁移，这现象与削蚀作用一起，明显地标志出层序边界。深切谷充填物在侧向上被陆架泥岩包围，深切谷之下或附近地区，没有三角洲前缘或下临滨砂岩。在退积小层序(或准层序)组中，浅海小层序(或准层序)覆盖于河流或河口湾深切谷充填物之上。根据深切谷的侵蚀作用所确定的层序边界，可在整个Powder河盆地以及怀俄明州的丹佛盆地内进行对比。第98页，课件共157页，创作于2023年2月第99页，课件共157页，创作于2023年2月二、陆相盆地层序型式及边界特征

(一)陆相盆地层序地层分析的基本特点

陆相盆地与大陆边缘盆地具有明显不同的特点；(1)陆相盆地层序的形成和演化主要受控于区域性构造事件或幕式构造旋回，断陷盆地则主要受盆缘断裂的控制。由于受区域构造应力场的影响，在盆地演化过程中可能伴有扭动以及构造反转，因而层序样式及其构成更加复杂.(2)陆相盆地湖扩展和萎缩旋回以幕式变化为主。大陆边缘盆地海平面变化包括周期性和幕式变化，且以前者更为重要，同样湖面变化也存在周期性和幕式变化两种形式。湖面周期性变化与气候和季节性周期变化有关，幕式变化则是由沉积朵体迁移或构造运动所致。显然，在地史记录中陆相盆地较大规模的湖扩展和萎缩旋回大多为幕式，并非周期性，这主要与幕式构造旋回有关；

第100页，课件共157页，创作于2023年2月(3)在断陷盆地中体系域的面貌明显地受控于构造格架。由于断陷盆地具有多物源、多沉积中心、相带窄、相变快、水域面积小、变化大等特点，沉积体系空间配置的样式较多，加之断陷盆地内构造分异大，沉降及沉积速率差异较大，这样断陷盆地沉积体系域内部构成比大陆边缘盆地更多样化和复杂化；(4)陆相盆地具有物源近、堆积快等特点，沉积物中含突发性事件沉积(如：泥石流、扇面短命水道沉积)所占比例较大，其气候变化对沉积物供给影响更明显。第101页，课件共157页，创作于2023年2月鉴于陆相盆地层序地层分析的基本特点，在陆相盆地分析中重要的是在于运用层序地层学的分析思路和方法，而不能直接套用大陆边缘盆地的层序地层模式。已有研究成果表明，陆相盆地层序地层分析的关键是识别不同级别的层序地层单元的界面。中国中新代盆地多数为叠合式盆地，因而首先需要识别出组成叠合式盆地的原型；每个原型盆地的沉积充填代表一个构造层序。第102页，课件共157页，创作于2023年2月(二)陆相盆地层序型式

陆相盆地层序的形成和演化主要控于构造作用和沉积物供给速率。尽管海平面变化与陆相湖平面变化有某种联系，但很显然，海平面变化不能解释陆相盆地尤其是断陷盆地的层序的成因。通过模拟证明板内应力的传递可导致视海平面中三级周期的形成，这项成果一方面可作为海平面变化的一种构造成因机理，另一方面为不同陆相盆地背景可能进行区域对比提供新的依据。第103页，课件共157页，创作于2023年2月陆相盆地可容纳空间的变化与盆地形成的构造作用密切相关。根据陆相盆地形成的构造应力场及构造作用方式可划分出四种层序型式，即拉张(或张扭)型、挤压(或压扭）型、走滑-伸展型、热沉降型。

第104页，课件共157页，创作于2023年2月

1．拉张(或张扭）型层序及体系域构成

一般来说，在拉张(或张扭)背景下，盆地边缘和盆内断裂运动最为活跃。盆地演化受控于幕式裂陷作用，盆地内充填沉积物也随着幕式构造作用旋回发生有规律的变化。幕式构造作用方式表现为构造活动期和间歇期的交替，相应地形成湖盆的扩展和萎缩。每个构造作用幕期间形成一个层序。在构造活动早期，盆地内可容纳空间较小，主要充填粗碎屑的冲积扇、河流及冲积平原沉积物，即形成初始充填体系域(PST)，随着构造活动的继续，可容纳空间逐渐增大，也逐渐形成覆水盆地，该时期以湖扩展为特征，形成扇三角洲、三角洲及湖泊体系沉积，即构成湖扩展体系域(EST)，当构造活动停止或减慢，已形成湖盆尚未完全充填，这时以进积式扇三角洲或三角洲沉积为特征，湖盆逐渐淤浅，形成湖萎缩体系域(CST)。第105页，课件共157页，创作于2023年2月我国东部中新生代断陷盆地的构造样式较多，如地堑式、半地堑式和复合地堑式，且大多经历一幕或多幕引张(或张扭)作用，因此不同盆地拉张(或张扭)型层序型式不仅层序几何形态差异较大，而且体系域内部构成差异也较大，但体系域配置具有明显的可预测性。如；阜新盆地九佛堂组和沙海组均属张扭型层序(图4-12A)，初始充填体系域由底部填积复合体组成，其沉积体系空间配置为冲积扇—扇前洪泛平原型：湖扩展体系域由退积小层序(或准层序)或填积小层序(或准层序)组成，沉积体系空间配置为扇三角洲一深水湖盆型；湖萎缩体系域以前积扇三角洲复合体为主，其沉积体系空间配置为扇三角洲一滨浅湖盆型。两期湖扩展均形成较厚的湖相泥岩段，指示盆地发育两幕裂陷作用。特别强调是陆相盆地的层序型式除受构造控制外，古气候也是一重要因素。因相对潮湿的气候条件决定了湖泊的发育。正是构造和气候相互作用，才形成了湖扩展体系域和湖萎缩体系域。第106页，课件共157页，创作于2023年2月2．压扭(或挤压)型层序及体系域构成

一般来说，压扭(或挤压)背景下盆地产生可容纳空间有两种情形，一是在总体挤压背景下，沉积盆地内局部的下沉或者由于挤压导致挠曲变形，如前陆盆地，另一种是挤压作用导致源区的强烈抬升，从而增大物源区与沉积区的高差，故可沉积和保存部分沉积物。前者的可容纳空间的变化主要受控于盆缘逆冲作用。盆缘逆冲作用增强，盆地构造负荷加大，挠曲沉降加快，而随着逆冲作用结束，盆地沉降也逐渐减慢。后者的可容纳空间往往较小，且沉积速率大多大于沉降速率，因而，多数情况下形成粗碎屑的冲积扇、河流及其泛滥平原沉积，且垂向序列变化不明显或稍有向上变细，即形成以加积型或退积型为主的冲积体系域(AST)。第107页，课件共157页，创作于2023年2月压扭背景一方面可形成前陆盆地和弧后盆地，盆地充填与拉张型盆地有些相似。另一方面可作为盆地发育演化的特定阶段。往往是作为盆地发育演化的特定阶段。据李思田等的研究成果表明，中国东北部中生代断陷盆地在早白垩世后期发生了构造应力场的转变，即由张扭构造体制转变为压扭构造体制，因而形成并保存了较好的压扭(或挤压)型层序。阜新盆地阜新组和孙家湾组都是压扭型层序(图4-12A)。阜新组冲积体系域以冲积扇、扇前辫状河及洪泛洼地沉积为主，垂向上为加积型的小层序(或准层序)组，总体构成潮湿型冲积扇—扇前洪泛洼地型沉积。孙家湾组冲积体系域以冲积扇及扇前洪泛平原沉积为主，沉积体系空间配置为干旱型冲积扇—扇前洪泛平原型。第108页，课件共157页，创作于2023年2月第109页，课件共157页，创作于2023年2月3．走滑--伸展型层序及体系域构成

沿平移断裂带发育的走滑盆地形态各异，且盆地内部构造分异大。根据构造格局及其发育演化特点，大致可分为两类，即拉分型和转换叫伸展型。前者是指沿贯通性走滑断裂上的不连续部位因拉伸而产生的断陷，其充填特征和层序样式与张扭型层序基本相似；后者指一侧为平直且陡峭的走滑断裂，另一侧为正断裂，总体为狭长状不对称充填式断陷，如郯庐断裂带北段的伊通地堑，转换-伸展型盆地的层序样式及其内部构成与主走滑断裂的幕式构造作用有关，往往在盆地不同演化阶段表现出不同构造作用方式，伊通地堑在下第三系始新统主要以幕式拉张作用为主，其层序内部构成特点与拉张型层序相似(图4-12B)，下第三系渐新统表现出明显的走滑特征，以冲积扇和扇三角洲沉积为主，沉积充填反映了快速沉降快速充填的特点。第110页，课件共157页，创作于2023年2月总体来看，走滑--伸展型层序具有以下特点：(1)盆地充填具有明显的不对称性(图4-13)；(2)走滑盆地内同一层序界面差异很大，主要是因为走滑盆地内伸展和挤压并存；(3)快速沉降和快速充填；(4)沉积中心往往沿轴向迁移。第111页，课件共157页，创作于2023年2月4．热沉降型层序及体系域构成

热沉降是热冷却后地壳表层重力均衡调整的主要形式。由于盆地拉张减薄导致地幔上隆后，热冷却必然导致区域沉降。主要表现形式有两种：一种是坳陷型盆地，如松辽盆地上白垩统；另一种是裂后热回沉型，由于其沉降范围往往超出拉张期盆缘断裂所限范围。这类沉积物相当于断坳转换期产物，但从盆地成因机制上仍属于断陷期，如琼东南盆地陵水组、松辽盆地深部登娄库组。裂后热沉降期构造沉降曲线随时间呈指数衰减，相应地形成了湖扩展和萎缩的完整旋回。第112页，课件共157页，创作于2023年2月热沉降型层序由初始充填体系域、湖扩展体系域和湖萎缩体系域组成，其沉积物主要是河流、三角洲和湖泊体系。常见沉积体系配置样式有：冲积扇—河流—洪泛平原型、三角洲-滨浅湖盆(或深水湖盆)型。有些盆地初始充填体系域仍受盆缘断裂控制，至湖扩展体系域，沉积范围才逐渐超出盆缘断裂所限范围，如松辽盆地梨树凹陷登娄库组。第113页，课件共157页，创作于2023年2月第114页，课件共157页，创作于2023年2月(三)陆相盆地层序边界特征

层序界面是一个不整合或可与之对比的整合界面，横向上广泛延伸且遍及整个盆地，甚至具有全球性。在陆相盆地分析中由于沉积盆地内多物源、相带窄、相变快、沉积体系空间配置样式复杂，往往缺少盆地级稳定的等时标志层，因此，层序界面的识别和对比的难度较大，这样综合标志的研究更为重要。本节分别从地层学、沉积学、岩石学、古生物和同沉积构造等方面概括了陆相盆地层序界面特征。第115页，课件共157页，创作于2023年2月1．地层学标志

层序界面代表地层不连续的物性界面。根据地质事件的性质不同，层序界面可进一步划分两类：构造运动不整合面和沉积间断不整合面，两者根本区别在于是否存在较长时间的地层缺失。构造运动不整合面包括角度不整合和平行不整合，通常代表一定规模的构造运动中所形成的不整合面，这种界面与区域构造事件吻合，即形成区域性不整合界面。地震剖面上常常表现为上覆地层的明显上超或下覆地层的顶削现象。沉积间断不整合面包括非构造侵蚀不整合面和无沉积间断面，代表盆地基底处于相对稳定状态或者沉降速率小于沉积速率时响应，即形成侵蚀界面或无沉积界面。其中陆上沉积间断面主要指长时间无沉积物堆积或水下侵蚀作用面。沉积物中常见以土壤层或风化层为标志的侧向上可以对比的陆表暴露面，伴有侵蚀或冲刷观象，侧向上有时追索到水下侵蚀界面。第116页，课件共157页，创作于2023年2月陆相盆地层序构成型式主要受控于盆地构造格架及其同期构造运动，不同级别的构造幕控制不同级别的地层单元，并且制约着层序构成型式。具体地讲，每个层序几何形态由盆地内不同构造部位的构造沉降差异所决定。正是由于陆相盆地内构造沉降差异很大，导致盆地内层序构成型式不同，相应地层序界面的特征也不近相同。如某些盆地在断坳转换期形成的层序界面在盆地中央为沉积间断不整合面，而盆地边缘为角度不整合面。第117页，课件共157页，创作于2023年2月2．沉积学标志

每个层序形成于一定的边界条件和构造背景，故层序内部的沉积构成的差异是十分明显的。层序界面指示盆地内构造条件的改变，对应的沉积响应是相转换面或体系域转移面。以下标志可用来识别盆地充填序列中层序界面。①层序内小层序(或准层序)组叠加型式，陆相盆地大多数层序由退积(湖泛)-进积小层序(或准层序)组组成。一般情况下，层序界面出现于退积(或加积)小层序(或准层序)组底部。第118页，课件共157页，创作于2023年2月②古冲积谷的存在，陆相盆地由于构造抬升或沉积基准面的降低，河谷不断下切形成宽度和深度不等的冲积谷。这些冲积谷的形成大多在盆地低水位体系域时期，冲积谷充填沉积主要发生在湖扩展体系域时期或者在冲积体系域晚期，所以冲积谷底界为层序界面。如鄂尔多斯盆地地表露头和地震剖面研究中发现早中侏罗世各个层序底部均发育古冲积谷，其中富县组和直罗组层序的冲积规模最大。鄂尔多斯盆地东北部地表露头观察发现直罗组冲积谷宽度(包括侧向迁移宽度)可达20余公里，深切割延安组地层厚度可达50—60m，这些冲积谷主要充填粗粒辫状河道沉积物。图4—14概括了西湖凹陷不同层序冲积谷发育位置，这些冲积谷均发育于盆地边缘隆起区，并随着地层超覆不断向源区后退。第119页，课件共157页，创作于2023年2月第120页，课件共157页，创作于2023年2月③底砾岩层的存在，在层面界面之上通常发育粗碎屑砂砾岩或砂岩层，俗称底砾岩层。底砾岩层中含有大量沉积岩岩屑，植物茎杆、煤屑等。与古冲积谷相同，底砾岩发育于层序不整合界面之上，但前者分布局限，下切明显，后者分布范围广，下切微弱，有时呈面状展布。当然，盆地充填序列中并非所有砂砾层底部都是层序界面，沉积体系空间配置中常可见出现多个砂砾岩层，如河流体系多个旋回。因此，底砾岩层的判别必需结合其它标志进行综合分析。第121页，课件共157页，创作于2023年2月3．岩石学标志

层序界面代表一定时间间断，这样下伏地层经历一定时间的风化，淋漓往往形成独特的岩石标志——风化壳相。风化壳的岩石构成特征主要受控于古气候条件和原岩类型。温带主要是生物化学风化作用，热带、亚热带主要是地球化学风化作用，原岩通过上述风化作用形成原地残积或异地堆积的风化壳相岩石或风化壳相矿床．较为常见的风化相矿床类型有富铁矿、铝土矿、高岭土矿等。如鄂尔多斯盆地延安组层序顶、底部均发育砂岩型高岭土矿层，第122页，课件共157页，创作于2023年2月

此外，层序界面附近有时出现某些土壤化标志，如：硅结层、钙质结核、瘤状植物根、含“石英漂砾”组构的粉砂岩和泥岩等，这些特征均代表暴露于地表风化的岩石学标志。第123页，课件共157页，创作于2023年2月4．古生物标志

层序内部古生物差异主要表现在实体化石和有机质特征两方面。海相盆地生物化石主要富集于海侵体系域形成的饥饿层(或称密集层)，陆相盆地湖扩展体系域主要沉积湖相泥岩，有时可见淡水碳酸盐岩夹层，其沉积速率较海相盆地快，所含实体化石少，但生物遗迹十分丰富，因此，陆相盆地层序界面需根据实体化石和遗迹化石组合特征综合判断。此外陆相盆地湖扩展体系域和湖萎缩体系域沉积物中植物碎屑、植物根，孢子花粉等古植物特征亦可作为辅助判别标志。第124页，课件共157页，创作于2023年2月不同层序有着不同的有机质特征，这是因为层序内部沉积构成控制沉积物中有机质类型、有机质丰度和有机相类型。伊通地堑下第三系层序地层研究表明，层序界面往往是有机质类型，丰度和有机质类型的突变点(图4—15)。总体来看，层序间沉积环境差异越明显。有机质类型、丰度和有机相类型变化也越明显。伊通地堑昌7井有机质丰度，有机相特征与层序关系图中有机相类型参考郝芳等(1992)。第125页，课件共157页，创作于2023年2月第126页，课件共157页，创作于2023年2月5．同沉积构造标志

陆相盆地不同幕式构造旋回既控制层序内部沉积构成，又控制沉积构造组合样式，图4—16概括阜新盆地沙海斯和海州期两个层序的同沉积构造组合差异。沙海期以走向北北东、北东和北东东的正断层及次级断槽为主，指示南南东一北北水平引张兼有右旋剪切的构造运动方向，海州期以走向北东的雁列式褶皱为主，辅以走向北西和近南北的正断层为特征，指示南南东及北西西向水平挤压兼有左旋剪切的构造运动方式(李思田，1988)。显然，层序界面与构造应力场转换界面吻合，一般下部层序中发育断裂(继承性再活动除外)不穿过上覆层序。但如果上下层序形成于相同的构造应力场，那么同沉积构造组合样式是相同的，并且具继承性。第127页，课件共157页，创作于2023年2月第128页，课件共157页，创作于2023年2月第四节层序形成机理

层序及其边界的形成是海(湖)平面相对升降旋回的响应。主要取决于(1)海平面周期性升降；(2)构造沉降；(3)沉积物注入量。层序是这三者之间相互作用的结果。Jervey(1988)引入可容纳空间(accomodation)概念，实际上，在大陆边缘盆地可容纳空间是海平面升降变化和构造沉降二者的函数。图4-17说明了一个盆地中不同的构造沉降条件下的三个点上的可容纳空间的发育情况。图4-18代表中等沉积物供给速率下的可容纳空间和沉积物的堆积作用。显然，在大陆边缘盆地可容纳空间的变化等效于相对海平面的变化。而在陆相盆地可容纳空间的变化，尽管可能受周期性湖平面变化的影响，但更主要是受控于构造沉降。显然，构造作用和海平面是控制层序形成和演化的关键因素。本节将重点介绍构造作用和海平面变化对层序形成的控制作用。第129页，课件共157页，创作于2023年2月构造运动对可容纳空间的增加、减小影响最大，同时，结合气候它控制了可容纳空间内沉积物的类型和数量，每一构造作用相应的地层特征可以根据其速度、持续时间和区域分布进行区分。构造运动造成的地层特征由多种作用产生，对于可容纳空间产生最深远的影响。构造作用对沉积记录的影响可分为三个不同级别，包括：(1)抬升和盆地演变；(2)沉降速率变化；(3)褶皱、断层、岩浆活动和底劈作用。第130页，课件共157页，创作于2023年2月第131页，课件共157页，创作于2023年2月v第132页，课件共157页，创作于2023年2月构造运动以板块相互碰撞产生的各种地质作用及由这些作用导致的相应的平衡反应为特征。活动变形或直接与断层活动有关的变形作用产生高应变率、断裂、旋转和褶皱。这些构造事件产生三级幕式活动，断层活动是平移、碰撞或扩张的板块边缘或岩体中密度差产生可容纳空间的一种表现形式。板块相对速率(可超过10cm／a)产生高应变率。对应这些活动事件的平衡反应包括热冷却产生的沉降、俯冲挠曲载荷产生的沉降或抬升、暴露地层的侵蚀作用及相应在下沉地区的沉积作用。这些平衡反应控制大海侵／海退相旋回的发育。对应于岩石圈底部变化的平衡反应有：热点活动—可能与板块相对于地幔的缓慢移动有关和下岩石圈分层引起的抬升。平衡反应的特征是应变率低、持续时间较长，水深或地形发生区域变化。第133页，课件共157页，创作于2023年2月

一级构造事件起因于软流圈的热动力作用。热动力作用可以驱动板块，使地壳和上地幔变形。地壳的拉张和扭张作用、压缩和扭压作用及加热和热冷却是使沉积盆地形成和消亡的长周期作用，它们的地层特征是隆起和沉积盆地的形成。

二级构造事件以沉积盆地演变过程中沉降速率变化为特征，可起因于板块构造体系的重新组织或局部热动力扰动。沉降速率变化在构造沉降曲线上非常明显，或者是上凹形、或者是上凸形，两种曲线的地