成岩作用在层序边界识别中的作用

1、内容摘要层序地层学研究是通过对露头、测井和地震反射剖面的研究而进行的宏命令研究，许多实践证明在许多层序界面上宏命令判别困难，不利于对层序进行精确划分和开展层序地层学的研究。 由于任何层序都经历了成岩作用改造，因此成岩地层学与层序地层学密切相关，特别是在具有表生岩作用的多个不整合面形成区域性成岩标识牌，例如溶解作用、硅化作用、白云岩化作用、土壤化作用和说明作用等标识牌，可以通过成岩作用的微观研究识别这些隐藏的层序界面牛鼻子字：成岩作用层序地层学层序界面第一章序言多年来，在层序地层学研究过程中，一些只重视供水井、地震和野外露头资料的宏命令分析，忽略了沉积记录中各种微观现象固有意义的先见之明的沉积学

2、家认识到成岩微观资料在层序地层学研究中很重要，很快成岩作用和层序研究有机结合，此后成为了成岩层序地层学(dii ) Ginsburg明确了研究大型巴哈马高原时海面变化对碳酸盐岩早期成岩作用的影响，Tucker(1992 )系统总结了层序地层和成岩作用关系，明确了碳酸盐沉积成岩作用可以在相对海面变化和沉积体系区域的框架内论述， 由于认为在不同的海平面旋转时期和不同的气候条件下出现不同的成岩作用类型，因此成岩作用信息有助于识别不整合面，有利于海平面变化的重建提出了碳酸盐黏着层序地层学概念，认为浅水碳酸盐岩层序成岩特征如同黏着物，其原因是：在：部分露出水面的大陆架碳酸盐岩剖面中，随着埋藏深度的增加而

3、成为岩的作用序列分别为渗流作用、淋滤潜流作用、潜流作用和深埋成岩作用. 当大陆架被完全上升的海面侵蚀时，由于大陆架在海底环境中接收碳酸盐沉积物，所以其岩石由两部分组成：上部为海成岩相，下部为淡成岩相，不整合面位于上部成岩相和下部成岩相之间。 他将这一思想应用于瑞士Gotland地辖区的泥盆系浅水碳酸盐岩层序中，而找住的至少9种不匹配面。 它对碳酸盐岩层序中难以识别的不匹配面的再认识具有理论指导作用，不仅为成岩矿物研究方法在层序地层学中的运用开辟了道路，而且作为理想的桥梁，科学地结合了成岩作用、孔隙演化和海面变化. 成岩层序地层学的研究内容主要包括：沉积相、层序与区域成岩作用关系、包括成岩作用与

4、层序边界关系不同的成因层序、其成岩物理、化学特征及其变化橡胶成岩事件的区域比较和连续性研究层序边界代表黏着物结晶生长的间歇性研究岩层序是黏着物结晶生长过程中的一系列沉积、增大事件的总第二章成岩地层学和层序地层学层序地层学研究是通过对露头、测井和地震反射剖面的研究而进行的宏命令研究，许多实践证明在许多层序界面上宏命令判别困难，不利于对层序进行精确划分和开展层序地层学的研究。 由于每一个层序都经历了成岩作用改造，所以成岩地层学与层序地层学密切相关，特别是在具有表生岩作用的多数不整合面形成区域性成岩标识牌，例如溶解作用、硅化作用、白云岩化作用、土壤化作用和说明作用等标识牌，因此，通过成岩作用的微观研

5、究可以识别这些隐藏的层序界面现代地层学包括岩性地层学、生物地层学、年代地层学、事件地层学、磁性地层学、地震地层学、同位素地层学等多种领域，都是从不同地层特性研究地层特征的地层。成岩地层学是从地层中经历的历史，形成岩类型、成岩作用、成岩环境、成岩演化、 即从所发生的成岩事件识别地层微观特征和变化的这些个层序和体系结构域与特定的沉积体系、岩相和石油气的产出有关”，其主要任务是根据一定的地层事件划分层序，研究层序中的沉积体系结构域和随时间变化的海面变化和沉降作用， 在应用地震反射的同时，应开展成岩地层学研究，从微观世界研究层序地层学. Braithwaite2提出了胶子层序地层学，突出了胶子作用在层

6、序中的重要意义，划分胶子带的区域分布.胶子层序胶着作用是成岩作用的一种，包括：溶解作用、交替作用、再结晶作用、压实作用(机械压实、化学压实)、白云岩化作用、硅化作用、填充作用、破裂作用、再生核作用、增殖作用和生物作用等，我们研究成岩作用。 即使用成岩地层学可以识别地层和解剖地层。目前人们广泛使用露头、钻井和地震反射等资料研究层序地层学，而且这些个部分的资料都是宏命令的。实践证明，某些层序的界面宏命令资料是无法鉴别的，如果有的平行不整合侵蚀面， 露头断面识别不出来，常被判定为整合连续沉积，实际上是一个重要的层序界面.地震反射和钻井资料更难分辨.这种情况只要使用成岩地层学开展微观研究，就完全可以解

7、决2.1成岩作用的过程从堆积物的堆积到蚀变作用开始，使堆积物转化为岩石，随地质历史而产生的改造所产生的物理化学作用称为成岩作用。这个过程根据学者的不同而有不同的划分和命名。可以分为结合石油气形成的堆积阶段、浅的埋藏阶段、深的埋藏阶段、超深的埋藏阶段、表生成岩阶段等(1)沉积阶段3360沉积物粒子在海底、湖底、河床上松散地沉积，颗粒间的水与沉积环境密切相关，具有生物作用，特别是细菌作用活跃；(3)埋藏阶段3360由于埋藏深度增大，颗粒间的凝聚水排出，化学压实作用、矿化说明作用、破裂作用、有机物每一层序或准层序都经历了沉积、浅埋、深埋(或超深埋)和表生成岩阶段，经历了完整的成岩旋回。图1成岩阶段划

8、分与基本特征fig.1 principalcharacteristicsandstagesofdiagenesis2.2成岩环境成岩环境与成岩过程密切相关，现地层经历了沉积、浅埋、深埋等阶段，与沉积环境有关，例如，海相沉积(图2 )、滨岸或潮坪沉积环境的成岩作用在淡水和海水混合的介质中发生，潮下带沉积环境的成岩作用在海水介质中发生，毂沉积系的成岩作用在海水和淡水的混合介质中发生，深水斜面图2的海相沉积成岩环境介质特征fig.2 characteristicsofmediumofdiagenesisenvironmentinmarinedeposition由于成岩环境介质不同，所以成岩作用的结果

9、必然不同，特别是颗粒岩中的胶着作用尤为明显(图3 ) .图3美国东部维吉尼亚州的奥陶统碳酸盐岩胶着物隔离带的区域分布fig.3 regionaldistributionofcementzoningofmiddleor -维吉尼亚竞技俱乐部(dovician carbonate in Virginia )1 .环潮汐相粘合物带2 .潮下相粘合物带3 .不能分带的模糊橡胶纽结胶子的分带形成了胶子的层序，Braith-waite2曾绘制了好极了胶子层序地层学年代地层学的剖面(图4 ) .该图清晰地反映了胶子层序地层的特征：上超、下超、断裂图4美国弗吉尼亚州胶东层序地层学的年代地层格信息帧特征fig.

10、4 chronostratigraphyframeworkofcementsequencestratigraphyinvirginia2.3白云岩化作用和层序地层学白云岩化作用是碳酸盐岩中普遍和重要的成岩作用之一。关于白云岩化作用的形成反应历程有多种，其中层序和沉积体系结构域的关系还没有缺乏的出综合的成果。但是，与表生成岩作用相关的白云岩化作用和与准同生相关的白云岩化作用等，与沉积的中断有着密切的关系，如： 鄂尔多斯盆地东部的鄂尔多斯纪马家沟期四级旋回(图5 )，由两部分组成，上部由准同生白云岩，下部由石灰岩组成图5鄂尔多斯盆地东部奥陶世马家沟期四级旋回特征fig.5 characterist

11、icsofthefourth-ordercycleofmaji -agou age，第一代国际货币基金组织图6鄂尔多斯盆地西部奥陶系马家沟组白云岩相的成因fig.6 originofdolostonefaciesofmajiagouformationwestern订单基本原则2.4层序界面的成岩标志层序地层学中层序的划分必须首先依赖于层序的界面，因此，层序界面的研究是层序地层学中极其重要的研究内容。层序界面的研究目前常用露头、地震反射等方法，但应通过微观研究，特别是成岩作用研究来判别沉积中断的不整合的存在例如，塔里木盆地寒武系和奥陶系之间沉积间断的不整合，通过对有木有柯坪地辖区露头的观察，认为

12、寒武奥陶系之间连续沉积，微观研究证明沉积间断为不整合，并采用微观手段， 鄂尔多斯地辖区山西河津奥陶系亮甲山组与马家沟组之间的沉积间剖面，在微观研究中也发现了在塔里木盆地北部观盖区的巨大寒武系下丘里塔格组内部也有重要的沉积间断.所形成的硅质层可以清晰地看到.图7塔里木盆地北部的柯坪、沙雅隆起寒武系下丘里塔格群沉积中断，可以微观跟踪比较fig.7 depositionerosionalsurfaceoflowerqiulitagegroupofcambrianinkepinandshayarisesofnorthern零件、Tarim basin、thatisonthebasisofmicroco

13、r -关系溶解作用是表生岩作用的另一个重要作用.在沉积中断的不整合面上，形成强成岩改造.海面下降和构造提升作用使得地层暴露于大气中，受到天然水的淋滤、溶解，形成风化壳，发育大规模的溶洞、溶洞、洞穴、缝合，产生各种熔岩第三章成岩对层序的指示关系控制层序演化的海洋(湖)平面变化、构造沉降、沉积物补给和气候变化等各种动力学因素在层序形成不同时期的总体表现上存在差异，每个层序具有相对独立的成岩作用和成岩过程，在层序不同位置的元素体类型和含量也有明显的差异. 在这些个的元素体和矿物中与层序关系密切的是有机碳、黏着物和黏土矿物等，可以利用有机碳、黏着物和黏土矿物来分析层序界面。3. 1有机碳对层序的指示关

14、系沉积物中有机碳含量与沉积环境条件的关系极为复杂，在一定程度上沉积物中有机碳的含量是原始有机质丰富度、沉积物沉积速率、介质物理化学条件和成岩中有机质转化程度等因素的综合反映。 有机碳的分布主要与沉积物供给、海(湖)平面升降和水体深度有关。 在海(湖)平面相对较高时，盆地方向的沉积速率相对较低，如果沉积物表面是水体的深还原环境，则有利于有机碳保存，有机碳含量一般较高，因此可以根据沉积物中有机碳的含量判断氧化还原环境。 另外，有机碳的含量与沉积物的供给也有明显的关系。 例如在三角洲，由于前三角洲部位陆源屑的注入丰富，处于还原环境，因此，有机碳的含量一般较高。 由此可以确认，在层序格信息帧内，洪泛面附近的深水区及基准面的降低较快，一般的有机碳含量较高。3. 2对碳酸盐凝胶结合物