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1、西南石油学院资源与环境学院彭彭 军军二零零二年十二月二零零二年十二月层序地层学层序地层学绪论第章 层序地层学理论框架 第节 理论基础和概念体系 其次节 全球海平面变更周期 其次章 层序地层学探讨方法 第一节 层序地层学探讨基础 其次节 层序地层学探讨方法 第三章 海相层序地层学 第节 碎屑岩层序地层样式 其次节 碳酸盐岩层序地层样式 第四章 陆相层序地层学 第一节 陆相湖盆地质特征 其次节 陆相湖盆层序地层学第五章 高辨别率层序地层学 第一节 理论基础和探讨方法其次节 在油气勘探和开发中的应用结论讲 课 提 纲第四章第四章 陆相层序地层学陆相层序地层学 第一节第一节 陆相湖盆地质特征陆相湖盆地
2、质特征 一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更1湖湖盆盆构构造造作作用用及及其其对对层层序序的的限限制制1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征陆相湖盆的构造演化特征 4)盆盆地地构构造造演演化化对对层层序序发发育育的的限限制作用制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)中中国国陆陆相相盆盆地地中中新新生生代代气气候候特特征征2)气气候候对对陆陆相相盆盆地地层层序序的的限限制制作作用用 二、湖平面升降变更二、湖平面升降变更 1湖平面升降变更的确定依据湖平面升降变更的确定依据 2湖平面升降变更曲线的特征湖平面升降变更曲
3、线的特征三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征 其次节其次节 陆相湖盆层序地层学陆相湖盆层序地层学 一、拗陷湖泊层序地层样式一、拗陷湖泊层序地层样式 1层序界面特征层序界面特征 1)层层序序界界面面在在构构造造和和古古生生物物资资料料上的响应特征上的响应特征2)层层序序边边界界在在岩岩心心资资料料上上的的响响应应特征特征3）层层序序边边界界在在地地球球物物理理资资料料上上的的响应特征响应特征2体系域类型及特征体系域类型及特征 1)首次湖泛面首次湖泛面 2)最大湖泛面最大湖泛面 3)体系域类型及特征体系域类型及特征3拗拗陷陷型型湖湖盆盆层层序序地地层层样样式式与与油油气勘探气勘探 二、断陷
4、湖盆的层序地层样式二、断陷湖盆的层序地层样式 1层序和体系域边界特征层序和体系域边界特征1)层序边界特征层序边界特征2)体系域边界特征体系域边界特征 3)层序和体系域的划分层序和体系域的划分 2体系域特征和层序地层样式体系域特征和层序地层样式 1)陡坡层序地层样式陡坡层序地层样式 2)深洼层序地层模式深洼层序地层模式 3)马北斜坡带层序地层样式马北斜坡带层序地层样式4)马家铺高垒带层序地层样式马家铺高垒带层序地层样式 5)盆地层序地层样式盆地层序地层样式 3湖平面升降曲线特征湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变更曲线的制作湖平面升降变更曲线的制作2）湖平面升降变更曲线特征）湖平面升降变更曲线特征
5、 4断断陷陷型型湖湖泊泊层层序序地地层层样样式式与与油气勘探油气勘探 第一节第一节 陆相湖盆地质特征陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更1湖湖盆盆构构造造作作用用及及其其对对层层序序的的限限制制1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征陆相湖盆的构造演化特征 4)盆盆地地构构造造演演化化对对层层序序发发育育的的限限制作用制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)中中国国陆陆相相盆盆地地中中新新生生代代气气候候特特征征2)气气候候对对陆陆相相盆盆地地层层序序的的限限制制作作用用 二、湖平面升降变更二、
6、湖平面升降变更 1湖平面升降变更的确定依据湖平面升降变更的确定依据 2湖平面升降变更曲线的特征湖平面升降变更曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征 由由于于湖湖泊泊等等陆陆相相沉沉积积环环境境的的异异旋旋回回沉沉积积作作用用与与受受控控于于海海平平面面相相对对变变更更的的海海相相盆盆地地沉沉积积作作用用具具有有相相像像性性，所所以以起起源源于于被被动动大大陆陆边边缘缘的的海海相相碎碎屑屑岩层序地层学原理能应用于陆相地层的探讨。岩层序地层学原理能应用于陆相地层的探讨。陆陆相相湖湖盆盆受受构构造造和和气气候候作作用用影影响响大大、盆盆地地类类型型和和结结构构困困难难、湖湖盆盆水水域
7、域浅浅小小、近近物物源源和和多多物物源源供供源源方方式式、湖湖平平面面升升降降变变更更频频繁繁、沉沉积积体体系系类类型型多多且且相相变变快快、湖湖盆盆缺缺少少明明显显的的地地形形坡坡折折等等特特征征明明显显不不同同于于海海相相沉沉积积盆盆地地，所所以以，海海平平面面升升降降变变更更曲线对湖泊层序探讨无指导意义。曲线对湖泊层序探讨无指导意义。要要在在陆陆相相地地层层中中运运用用层层序序地地层层学学的的基基本本概概念念，就就必必须须要要对对陆陆相相盆盆地地构构造造活活动动、气气候候变变更更以以及及基基准准面面和和沉沉积积物物的的供供应应进进行行全全面面探探讨讨，才才能能作作出出能能反映陆相盆地地质
8、特征的层序地层探讨成果。反映陆相盆地地质特征的层序地层探讨成果。一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更 1湖盆构造作用及其对层序的限制湖盆构造作用及其对层序的限制 1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制人人们们普普遍遍接接受受的的有有两两种种沉沉积积盆盆地地形形成成机机制制。第第一一种种盆盆地地形形成成机机制制是是凹凹地地内内沉沉积积物物按按地地形形法法则则发发生生积积累累，由由于于岩岩石石圈圈的的负负载载作作用用，岩岩石石圈圈发发生生并并不不流流淌淌的的弹弹性性变变形形。岩岩石石圈圈凭凭借借其其弹弹性性可可承承受受宽宽度度等等于于其其深深度度量量级级的的负负载载，这这种种均均衡衡
9、下下沉沉可可以以导导致致沉沉积积物物的的总总厚厚度度达达到到初初始始地地形形异异样样的的23倍倍，从从属属这这种种成成因因机机制制的的盆盆地地主主要要分分布布在在大大陆陆边边缘缘和和大大陆陆裂裂开开的的地地区区。其其次次种种盆盆地地形形成成机机制制就就是是热热沉沉降降作作用用。由由于于地地幔幔深深部部物物质质上上涌涌，在在大大陆陆岩岩石石圈圈之之下下形形成成热热点点，大大陆陆岩岩石石圈圈受受热热被被拉拉张张变变薄薄。随随着着均均衡衡上上隆隆，在在地地壳壳上上部部足足以以产产生生断断裂裂的的裂裂陷陷盆盆地地，从从而而导导致致盆盆地地的的沉沉降降和和沉沉积积物物的的沉沉积积。这这种种断断陷陷盆盆地
10、地的的沉沉降降受受多多种种因因素素的的限限制制，随随着着盆盆地地中中沉沉积积物物负负载载作作用用的的加加大大，盆盆地地区区域域下下沉沉作作用用就就显显得得更更加加明明显显，此此时时，盆盆地地就就由由断断陷陷向向拗拗陷陷转转化化，构构成成一一个个盆盆地地演演化化和和沉沉积积充充填填发发展展旋旋回回。这这种种由由断断陷陷向向拗拗陷陷转转化化的的盆盆地地发发展展过过程程在在中中国国东东部部中中新新生生代代断断陷陷盆盆地地中是特别普遍的。中是特别普遍的。关于中国东部中新生代陆相盆地关于中国东部中新生代陆相盆地的成因机制，目前比较一样的看法就的成因机制，目前比较一样的看法就是热沉降作用，即由于太平洋板块
11、向是热沉降作用，即由于太平洋板块向欧亚板块俯冲和印度板块向北挤压，欧亚板块俯冲和印度板块向北挤压，造成东部地壳向东蠕散、拉张减薄，造成东部地壳向东蠕散、拉张减薄，拉张作用造成软流圈上拱，盆地早期拉张作用造成软流圈上拱，盆地早期以裂陷为特征，晚期因热流扩散岩石以裂陷为特征，晚期因热流扩散岩石圈冷却收缩，盆地下沉，以拗陷为特圈冷却收缩，盆地下沉，以拗陷为特征。陆相断陷盆地的拉张裂陷作用具征。陆相断陷盆地的拉张裂陷作用具有阶段性、旋回性的特点，是一个不有阶段性、旋回性的特点，是一个不连续的幂式沉降过程，这个阶段沉降连续的幂式沉降过程，这个阶段沉降作用限制了盆地充填物的旋回性作用限制了盆地充填物的旋回
12、性 2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征依依据据盆盆地地构构造造成成因因，以以贺贺兰兰山山、六六盘盘山山为为界界将将中中国国陆陆块块沉沉积积盆地划分成三种类型盆地划分成三种类型以以西西的的挤挤压压性性沉沉积积盆盆地地，如如塔塔里里木木、准准噶噶尔尔、柴柴达达木木盆盆地地，盆盆地地结结构构受受控控于于印印度度洋洋板板块块和和西西伯伯利利亚亚板板块块的的相相互互作作用用，盆盆地地往往往往呈呈不不对对称称状状，发发育育了了明明显显的的中中新新生生代代山山前前拗拗陷陷，无无明明显显岩岩浆浆活活动动，盆地边界受逆冲断层限制，盆地局部构造多呈线状或雁列式排列。盆地边界受逆冲断层限制，盆地局部构造多呈线状或
13、雁列式排列。以以东东的的拉拉张张型型沉沉积积盆盆地地，如如松松辽辽、渤渤海海湾湾和和珠珠江江口口盆盆地地，盆盆地地内内基基底底断断裂裂发发育育，盆盆地地均均以以正正断断层层为为界界，盆盆地地的的演演化化经经验验了了燕燕山山期期、喜喜马马拉拉雅雅期期的的演演化化过过程程，都都具具有有明明显显的的断断陷陷一一拗拗陷陷双双层层结结构构。由由于于盆盆地地内内部部正正断断层层的的差差异异活活动动，造造成成了了盆盆地地凹凹凸凸相相间间的的盆盆地地结结构构，盆地一侧为陡坡，另一侧为缓坡，有时盆地中心发育隆起带。盆地一侧为陡坡，另一侧为缓坡，有时盆地中心发育隆起带。以以及及处处于于上上述述两两类类盆盆地地之之
14、间间的的过过渡渡型型盆盆地地，如如四四川川和和鄂鄂尔尔多多斯斯盆盆地地，过过渡渡型型沉沉积积盆盆地地的的基基底底坚坚硬硬，盆盆地地结结构构表表现现为为东东西西不不对对称称的特点，西缘多发育逆冲断裂带的特点，西缘多发育逆冲断裂带 2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征中中国国中中新新生生代代陆陆相相盆盆地地受受基基底底性性质质、断断裂裂构构造造运运动动的的影影响响，盆盆地地结结构构类类型型多多样样且且困困难难。依依据据盆盆地地基基底底差差异异沉沉降降的的特特点点，可可将将中中国国中中新新生生代代陆陆相相盆盆地地结结构构划划分分成成三三种种类类型型，即即单单断断箕箕状状盆盆地地、双双断断裂裂陷陷盆盆
15、地地和和断断层层活活动动很很弱弱的的坳坳陷陷盆盆地地。在在不不同同结结构构类类型型的的陆陆相相盆盆地地中中，由由于于盆盆地地基基底底差异沉降作用，形成了具有不同堆砌样式的盆地充填序列差异沉降作用，形成了具有不同堆砌样式的盆地充填序列 4)盆地构造演化对层序发育的限制作用盆地构造演化对层序发育的限制作用 不连续的、间歇的或幕式的盆地构造演化是形成不连续的、间歇的或幕式的盆地构造演化是形成陆相层序的最主要限制因素。陆相层序的最主要限制因素。一般来说，一个盆地构造演化的阶段包括基底沉一般来说，一个盆地构造演化的阶段包括基底沉降的快速期和基底沉降的静止或上升期，从而形成了降的快速期和基底沉降的静止或上
16、升期，从而形成了与百万年至千万年旋回相对应的构造层序。与百万年至千万年旋回相对应的构造层序。盆地范围的阶段性构造作用限制了沉积层序的形盆地范围的阶段性构造作用限制了沉积层序的形成，该层序的边界往往是在盆地范围内可追踪对比的成，该层序的边界往往是在盆地范围内可追踪对比的构造不整合界面。构造不整合界面。在盆地构造演化的某个阶段，由于盆地基底沉降在盆地构造演化的某个阶段，由于盆地基底沉降速率的变更形成了陆相层序的不同体系域类型，一个速率的变更形成了陆相层序的不同体系域类型，一个阶段的盆地沉降可被划分成早期较快速的沉降和晚期阶段的盆地沉降可被划分成早期较快速的沉降和晚期趋于停止的沉降趋于停止的沉降 3
17、)陆相湖盆的构造演化特征陆相湖盆的构造演化特征 中国中新生代陆相盆地构造沉降演化历中国中新生代陆相盆地构造沉降演化历史表现出明显的阶段性。一般来说，在盆地演史表现出明显的阶段性。一般来说，在盆地演化的早期，盆地基底沉降明显、沉降幅度大；化的早期，盆地基底沉降明显、沉降幅度大；在盆地演化中期，盆地基底沉降速率明显降低，在盆地演化中期，盆地基底沉降速率明显降低，沉降幅度变小：到了盆地演化的晚期，盆地基沉降幅度变小：到了盆地演化的晚期，盆地基底沉降作用趋于停止，盆地萎缩直至消亡。底沉降作用趋于停止，盆地萎缩直至消亡。与盆地基底沉降历史相对应，中国中新与盆地基底沉降历史相对应，中国中新生代陆相盆地的构
18、造演化历史均可被划分成三生代陆相盆地的构造演化历史均可被划分成三个演化阶段，个演化阶段，既早期断陷阶段、中期坳陷阶段既早期断陷阶段、中期坳陷阶段和晚期萎缩消亡阶段。和晚期萎缩消亡阶段。假定沉积物供应速率不变，盆地基底刚起先下沉，此时沉积物供应速率大于或假定沉积物供应速率不变，盆地基底刚起先下沉，此时沉积物供应速率大于或等于构造沉降速率等于构造沉降速率(t0至至t1)，沉积积累速率与沉降曲线基本一样，形成低位体，沉积积累速率与沉降曲线基本一样，形成低位体系域或冲积体系域。随着盆地基底沉降速率、可容空间或水深明显加大系域或冲积体系域。随着盆地基底沉降速率、可容空间或水深明显加大(t1至至t2)，形
19、成退积式的湖侵体系域。后来盆地构造沉降趋于停止，沉积物充填前，形成退积式的湖侵体系域。后来盆地构造沉降趋于停止，沉积物充填前期残存的可容空间，形成高位体系域期残存的可容空间，形成高位体系域(t2至至t3)。当残余可容空间被完全充填以。当残余可容空间被完全充填以后，就形成了层序的顶界面后，就形成了层序的顶界面侵蚀不整合面或沉积作用间断面侵蚀不整合面或沉积作用间断面(t3至至t4)构构造造层层序序与与构构造造沉沉积积幕幕基基本本相相当当，即即代代表表在在基基本本相相同同的的构构造造机机制制作作用用下下形形成成的的一一组组相相关关的的层层序序，指指示示盆盆地地的的一一个个构构造造演演化阶段。化阶段。
20、沉沉积积盆盆地地充充填填演演化化受受控控于于不不同同序序次次的的幕式构造运动。幕式构造运动。一一级级构构造造运运动动干干脆脆限限制制盆盆地地形形成成和消亡，和消亡，限限制制了了构构造造层层序序的的形成，具有持续形成，具有持续时时间间长长、波及范围广的特点波及范围广的特点二二级级构构造造运运动动(百百万万年年级级)导导致致沉沉降速率的降速率的变变更更，限限制制了了盆地范围的层序形成盆地范围的层序形成三三级级和和四四级级构构造造运运动动对对准准层层序序组组和准层序和准层序的的形形成成有有确确定定的的影影响响 一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征 1
21、)中国陆相盆地中新生代气候特征中国陆相盆地中新生代气候特征中中生生代代：晚晚三三叠叠世世广广袤袤地地区区为为潮潮湿湿气气候候区区。早早侏侏罗罗世世早早期期川川滇滇地地区区为为干干旱旱一一半半干干旱旱气气候候，其其他他地地区区多多呈呈潮潮湿湿气气候候。中中侏侏罗罗世世早早期期，中中国国南南方方为为干干旱旱一一半半干干旱旱气气候候区区，而而华华北北和和西西北北地地区区为为潮潮湿湿气气候候区区。晚晚侏侏罗罗世世至至早早自自垩垩世世时时期期，干干旱旱一一半半干干旱旱气气候候带带进进一一步步向向北北扩扩展展，潮潮湿湿气气候候区区萎萎缩缩到到东东北北和和内内蒙蒙古古东东部部地地区区。呈呈现现从从早早侏侏罗
22、罗世世起起先先，干干旱旱和和半半干干旱旱气气候候带带向向北北渐渐渐渐扩扩大大，潮潮湿湿气候带不断向北退缩的特征。气候带不断向北退缩的特征。早早第第三三纪纪：东东南南、中中南南和和西西北北地地区区为为干干旱旱一一半半干干旱旱气气候候带带，华华北北北北部部和和东东北北地地区区和和南岭以南粤桂地区为潮湿气候带。南岭以南粤桂地区为潮湿气候带。晚晚第第三三纪纪，干干旱旱气气候候带带整整体体向向北北迁迁移移，退退缩缩到到内内蒙蒙古古和和河河北北北北部部地地区区，其其他他地地区区均均为潮湿气候带。为潮湿气候带。2)气候对陆相盆地层序的限制作用气候对陆相盆地层序的限制作用气候对陆相层序的影响是多方面的，首先是
23、一气候对陆相层序的影响是多方面的，首先是一种间接的影响。气候的变更会造成植被和降雨量的变种间接的影响。气候的变更会造成植被和降雨量的变更。若气候暖和潮湿，则植被发育、降雨量多，母岩更。若气候暖和潮湿，则植被发育、降雨量多，母岩的风化作用较显著，网状河流发育，沉积物供源较多的风化作用较显著，网状河流发育，沉积物供源较多且湖平面易于上升，利于陆相盆地层序的发育；反之，且湖平面易于上升，利于陆相盆地层序的发育；反之，气候干旱燥热，植被不发育，降雨量少，辫状河系较气候干旱燥热，植被不发育，降雨量少，辫状河系较发育，粗粒物源短距离供应，湖平面易下降，不太利发育，粗粒物源短距离供应，湖平面易下降，不太利于
24、层序的发育。气候的变更也会导致河流地貌的巨大于层序的发育。气候的变更也会导致河流地貌的巨大变更。地貌变更又使得河流系统处于不均衡状态，而变更。地貌变更又使得河流系统处于不均衡状态，而不均衡条件是以快速地形变更为特征的。据此观点，不均衡条件是以快速地形变更为特征的。据此观点，保存的河流沉积可说明为代表稳定的地形变更，而层保存的河流沉积可说明为代表稳定的地形变更，而层序边界的存在则代表了快速的地形变更。所以说，气序边界的存在则代表了快速的地形变更。所以说，气候是任一系统的驱动力。气候变更对形成陆相层序的候是任一系统的驱动力。气候变更对形成陆相层序的干脆影响是湖平面的变更。气候影响了湖泊的蒸发量干脆
25、影响是湖平面的变更。气候影响了湖泊的蒸发量和注入量，进而影响了湖平面的升降变更，湖平面的和注入量，进而影响了湖平面的升降变更，湖平面的升降变更限制了地层的叠置样式和沉积相的分布升降变更限制了地层的叠置样式和沉积相的分布 当气候由干旱向潮当气候由干旱向潮湿转化时期，湖平面快湿转化时期，湖平面快速上升，水体加深，沉速上升，水体加深，沉积了湖泊扩张体系域；积了湖泊扩张体系域；在潮湿期湖平面达到最在潮湿期湖平面达到最高最大时形成最大湖泛高最大时形成最大湖泛面，之后形成了高位体面，之后形成了高位体系域；高位期湖盆沉积系域；高位期湖盆沉积物快速积累水体变浅，物快速积累水体变浅，加之气候由潮湿向干旱加之气候
26、由潮湿向干旱转化，湖平面较大幅度转化，湖平面较大幅度降低，早期沉积物出露降低，早期沉积物出露水面，遭遇剥蚀，形成水面，遭遇剥蚀，形成层序边界，此时水位达层序边界，此时水位达到最低，形成分布范围到最低，形成分布范围较小的低位体系域较小的低位体系域 在陆相层序地层探讨中，与气候相关的三级、在陆相层序地层探讨中，与气候相关的三级、四级和五级周期限制或影响了层序的形成发育。四级和五级周期限制或影响了层序的形成发育。例如，松辽盆地下白垩统泉头组泉一段、泉例如，松辽盆地下白垩统泉头组泉一段、泉二段、泉三段分别经验了干热到潮湿的干湿交替的二段、泉三段分别经验了干热到潮湿的干湿交替的气候变更，气候周期频率约气
27、候变更，气候周期频率约4Ma。塔里木盆地陆相。塔里木盆地陆相三叠系米兰科维奇旋回周期的沉积厚度为三叠系米兰科维奇旋回周期的沉积厚度为248737m，周期频率为，周期频率为0298-0776 Ma，相当于米，相当于米兰科维奇地球偏心率的长周期。兰科维奇地球偏心率的长周期。气候变更具有周期性和旋回性，不同级次的气候变更具有周期性和旋回性，不同级次的气候变更对不同级次的层序产生了不同的影响。气候变更对不同级次的层序产生了不同的影响。层序地层成因驱动力分析表明，陆相层序的层序地层成因驱动力分析表明，陆相层序的形成常受构造沉降和气候周期的双重驱动。形成常受构造沉降和气候周期的双重驱动。第一节第一节 陆相
28、湖盆地质特征陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更1湖湖盆盆构构造造作作用用及及其其对对层层序序的的限限制制1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征陆相湖盆的构造演化特征 4)盆盆地地构构造造演演化化对对层层序序发发育育的的限限制作用制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)中中国国陆陆相相盆盆地地中中新新生生代代气气候候特特征征2)气气候候对对陆陆相相盆盆地地层层序序的的限限制制作作用用 二、湖平面升降变更二、湖平面升降变更 1湖平面升降变更的确定依据湖平面升降变更的确定依据 2湖平面升降变更曲线
29、的特征湖平面升降变更曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征 二、湖平面升降变更 1湖平面升降变更的确定依据 湖平面相对上升的牢靠标记是湖岸上超向陆的迁移；湖平面相对静止的牢靠标记是湖岸沉积物的顶超现象；湖平面相对下降的牢靠标记是湖岸上超向湖盆中心的迁移。明显湖盆缓坡高辨别率地震剖面是确定湖岸上超、湖岸沉积物顶超迁移规律的最好资料。湖平面相对变更曲线的编制与海平面相对变更曲线的编制方法。2湖平面升降变更曲线的特征湖平面升降变更曲线的特征中国中新生代湖盆湖平面相对变更中国中新生代湖盆湖平面相对变更具有明显的旋回性或周期性。具有明显的旋回性或周期性。依据湖岸上超点迁移规律编制的湖依据
30、湖岸上超点迁移规律编制的湖平面升降曲线应是湖平面确定升降、盆平面升降曲线应是湖平面确定升降、盆地基底沉降以及沉积物供应速率等多种地基底沉降以及沉积物供应速率等多种因素综合影响的产物。因素综合影响的产物。湖平面升降变更曲线的对称性或不湖平面升降变更曲线的对称性或不对称性可以反映湖平面升降变更的规程。对称性可以反映湖平面升降变更的规程。第一节第一节 陆相湖盆地质特征陆相湖盆地质特征 一、湖盆构造作用和气候变更一、湖盆构造作用和气候变更1湖湖盆盆构构造造作作用用及及其其对对层层序序的的限限制制1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征 3)陆相湖盆的构造演化特征陆相湖盆
31、的构造演化特征 4)盆盆地地构构造造演演化化对对层层序序发发育育的的限限制作用制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)中中国国陆陆相相盆盆地地中中新新生生代代气气候候特特征征2)气气候候对对陆陆相相盆盆地地层层序序的的限限制制作作用用 二、湖平面升降变更二、湖平面升降变更 1湖平面升降变更的确定依据湖平面升降变更的确定依据 2湖平面升降变更曲线的特征湖平面升降变更曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征 三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征中中国国中中新新生生代代陆陆相相湖湖盆盆沉沉积积物物的的垂垂向向演演化化存存在在明明显显的的旋旋回回性性，这这些些沉沉积积旋旋回
32、回主主要要受受控控于于盆盆地地构构造造活活动动的的多多期期性性、阶阶段段性性，受受控控于于湖湖平平面面相相对对变变更更和和沉沉积积物物供供应应的的周周期性。期性。如如依依据据辽辽河河盆盆地地下下第第三三系系岩岩性性组组合合，沉沉积积相相垂垂向向演演化化、古古水水深深变变更更特特点点，可可以以将将下下第第三三系系划划分分成成周周期期为为百百万万年年级级的的6个个沉沉积积旋旋回回，即即沙沙三三段段、沙沙二二段段、沙沙一一二二段段、东二下段、东二上段和东一段沉积旋回东二下段、东二上段和东一段沉积旋回 其次节其次节 陆相湖盆层序地层学陆相湖盆层序地层学 一、拗陷湖泊层序地层样式一、拗陷湖泊层序地层样式
33、 1层序界面特征层序界面特征 1)层层序序界界面面在在构构造造和和古古生生物物资资料料上的响应特征上的响应特征2)层层序序边边界界在在岩岩心心资资料料上上的的响响应应特征特征3）层层序序边边界界在在地地球球物物理理资资料料上上的的响应特征响应特征2体系域类型及特征体系域类型及特征 1)首次湖泛面首次湖泛面 2)最大湖泛面最大湖泛面 3)体系域类型及特征体系域类型及特征3拗拗陷陷型型湖湖盆盆层层序序地地层层样样式式与与油油气勘探气勘探 二、断陷湖盆的层序地层样式二、断陷湖盆的层序地层样式 1层序和体系域边界特征层序和体系域边界特征1)层序边界特征层序边界特征2)体系域边界特征体系域边界特征 3)
34、层序和体系域的划分层序和体系域的划分 2体系域特征和层序地层样式体系域特征和层序地层样式 1)陡坡层序地层样式陡坡层序地层样式 2)深洼层序地层模式深洼层序地层模式 3)马北斜坡带层序地层样式马北斜坡带层序地层样式4)马家铺高垒带层序地层样式马家铺高垒带层序地层样式 5)盆地层序地层样式盆地层序地层样式 3湖平面升降曲线特征湖平面升降曲线特征1)湖平面升降变更曲线的制作湖平面升降变更曲线的制作2）湖平面升降变更曲线特征）湖平面升降变更曲线特征 4断断陷陷型型湖湖泊泊层层序序地地层层样样式式与与油气勘探油气勘探 中国自中生代以来，发育了大量的大规模湖泊，目前已探明的石油储量和产量有90以上均来自
35、中新生代的湖盆沉积。所以，从石油地质学和层序地层学观点动身，探讨不同类型湖相盆地沉积特征对于探讨有利烃源岩和储集层发育地区，预料有利的地层圈闭都是很有意义的。依据盆地构造性质、气候特征以及湖依据盆地构造性质、气候特征以及湖泊的地理位置将陆相湖泊划分成泊的地理位置将陆相湖泊划分成12种类型种类型，气候对湖泊的影响以湖水含盐度表示，气候对湖泊的影响以湖水含盐度表示，分为淡水湖和盐湖。分为淡水湖和盐湖。在不同类型的湖泊中，由于限制湖泊在不同类型的湖泊中，由于限制湖泊层序地层构型的主控因素不同，所以就会层序地层构型的主控因素不同，所以就会形成具不同叠置样式的层序地层格架。形成具不同叠置样式的层序地层格
36、架。明显，应在充分考虑限制层序地层主明显，应在充分考虑限制层序地层主要限制因素的基础上，结合盆地结构和充要限制因素的基础上，结合盆地结构和充填物的特征，探讨不同类型湖泊的层序地填物的特征，探讨不同类型湖泊的层序地层样式。层样式。一、拗陷湖泊层序地层样式一、拗陷湖泊层序地层样式 拗拗陷陷湖湖泊泊盆盆地地以以拗拗陷陷式式构构造造为为特特征征，是是裂裂后后盆盆地地深深部部均均一一整整体体沉沉降降而而成成的的，因因而而整整个个沉沉积积盆盆地地地地形形较较为为平平缓缓和和简简洁洁。盆盆地地边边缘缘斜斜坡坡缺缺少少活活动动性性同同生生断断层层，地地形形较较缓缓，盆盆地地长长轴轴端端常常发发育育规规模模较较
37、大大的的宽宽缓缓斜斜坡坡，使使湖湖区区相相对对远远离离物物源源区区。拗拗陷陷型型湖湖泊泊水水域域整整体体特特征征明明显显，湖湖泊泊面面积积大大，深深湖湖区区位位于于拗拗陷陷湖湖泊泊的的中中心心，虽虽湖湖泊泊深深度度不不及及断断陷陷型型湖湖泊泊，但但深深湖湖区区面面积积大大。可可以以松松辽辽盆盆地地为为例例来来说说明明近近海海拗拗陷陷湖湖盆盆的的层层序序地地层层特特征。征。1层序界面特征层序界面特征 确确定定拗拗陷陷型型湖湖盆盆层层序序地地层层样样式式的的关关键键是是如如何何精精确确地地将将相相互互嵌嵌套套的的不不同同级级次次层层序序界界面面划划分分开开来来。在在覆覆盖盖区区，常常以以钻钻测测井
38、井和和地地震震资资料料，综综合合考考虑虑构构造造运运动动界界面面、岩岩性性岩岩相相突突变变以以及及不不整整合等标记，来识别不同级次的层序边界。合等标记，来识别不同级次的层序边界。在在层层序序边边界界识识别别过过程程中中，应应遵遵循循下下述述几几个个原原则则：界界面面间间断断原原则则，即即所所划划分分的的各各级级层层序序内内部部不不应应存存在在比比层层序序边边界界更更为为重重要要的的沉沉积积间间断断面面；等等时时性性原原则则，既既所所划划分分的的各各级级层层序序内内部部均均为为同同期期沉沉积积物物的的组组合合体体；统统一一性性原原则则，既既所所划划分分的的层层序序应应在在盆盆地地范范围围内内统统
39、一一；一一样样性性原原则则，既既据据不不同同资资料料划划分分的的层层序序边边界界是是一一样样的的，能相互验证。能相互验证。1)层序界面在构造和古生物资料上的响应特征层序界面在构造和古生物资料上的响应特征阶段性的构造运动是形成高级别层序或称之为构阶段性的构造运动是形成高级别层序或称之为构造层序的主控因素。沉积盆地演化过程中的构造运动可造层序的主控因素。沉积盆地演化过程中的构造运动可划分为两个级别。一级构造运动限制了盆地形成和消亡，划分为两个级别。一级构造运动限制了盆地形成和消亡，构造作用持续时间长、波及范围广，相应的沉积记录为构造作用持续时间长、波及范围广，相应的沉积记录为构造层序；二级构造运动
40、是指导致沉降速率变更的构造构造层序；二级构造运动是指导致沉降速率变更的构造事务，相应的沉积记录为层序事务，相应的沉积记录为层序以松辽盆地为例，将上侏罗统至第四系划分成三以松辽盆地为例，将上侏罗统至第四系划分成三个构造层序和个构造层序和11个层序。层序边界在构造资料上的响应个层序。层序边界在构造资料上的响应分别为古构造运动面、构造应力场转换面、大面积侵蚀分别为古构造运动面、构造应力场转换面、大面积侵蚀不整合面和地层超覆界面不整合面和地层超覆界面与较大规模的构造活动界面相一样，古生物化石与较大规模的构造活动界面相一样，古生物化石也回出现明显的断代现象，如松辽盆地上自垩统嫩江组也回出现明显的断代现象
41、，如松辽盆地上自垩统嫩江组发育的较咸水沟鞭藻发育的较咸水沟鞭藻Dinogymniopsis到了四方台组沉积到了四方台组沉积期已灭亡，并被淡水沟鞭藻期已灭亡，并被淡水沟鞭藻Adinium所代替。这种古生所代替。这种古生物化石种属的断带现象反映了沉积环境的突然变更物化石种属的断带现象反映了沉积环境的突然变更 古构造运动界面代表盆地的基底面或盆地消亡古构造运动界面代表盆地的基底面或盆地消亡阶段的古风化剥蚀面，通常代表确定规模的构造运阶段的古风化剥蚀面，通常代表确定规模的构造运动形成的区域不整合面，该不整合面可以在同一区动形成的区域不整合面，该不整合面可以在同一区域地质背景的盆地中进行等时对比，如松辽
42、盆地上域地质背景的盆地中进行等时对比，如松辽盆地上侏罗统与下伏变质古生界之间的区域不整合面侏罗统与下伏变质古生界之间的区域不整合面 构造应力场转换面是由于盆地应力作用方式变构造应力场转换面是由于盆地应力作用方式变更而导致盆地沉降速率、盆地充填物发生变更的界更而导致盆地沉降速率、盆地充填物发生变更的界面，该界面常与盆地内部的局部不整合界面相一一面，该界面常与盆地内部的局部不整合界面相一一样，如松辽盆地下白垩统登娄库组与泉头组之间的样，如松辽盆地下白垩统登娄库组与泉头组之间的不整合界面不整合界面 大面积侵蚀和超覆界面是在盆地边缘出现沉积大面积侵蚀和超覆界面是在盆地边缘出现沉积间断、遭遇侵蚀，后期又
43、被上覆地层上超的界面，间断、遭遇侵蚀，后期又被上覆地层上超的界面，这种界面往往是个局部性的不整合界面，有时与构这种界面往往是个局部性的不整合界面，有时与构造应力转换面相一样造应力转换面相一样 2)层序边界在岩心资料上的响应特征层序边界在岩心资料上的响应特征 在岩心上层序边界的特在岩心上层序边界的特征有：古土壤层或根土层；征有：古土壤层或根土层；湖泛滞留砾岩和钙质结核；湖泛滞留砾岩和钙质结核；冲刷面及冲刷底砾岩；岩性冲刷面及冲刷底砾岩；岩性和颜色的突变面以及相向盆和颜色的突变面以及相向盆地方向的迁移；鲕粒灰岩和地方向的迁移；鲕粒灰岩和生屑灰岩泥岩接触；较深水生屑灰岩泥岩接触；较深水区发育的浊积岩
44、等等。其次区发育的浊积岩等等。其次还有地球化学指标的突变；还有地球化学指标的突变；微量元素含量的明显变更；微量元素含量的明显变更；古生物化石种属和含量的突古生物化石种属和含量的突然变更；有机碳含量的突然然变更；有机碳含量的突然变更变更3)层序边界在地球物理资料上的响应特征层序边界在地球物理资料上的响应特征 利用测井资料进行层序地层分析时，要考虑地利用测井资料进行层序地层分析时，要考虑地层的突变接触方式、测井曲线上的叠置样式的变更、层的突变接触方式、测井曲线上的叠置样式的变更、地层倾角矢量模式的无序特点、井下电阻和微电阻率地层倾角矢量模式的无序特点、井下电阻和微电阻率扫描成像识别不整合界面等。扫
45、描成像识别不整合界面等。地震资料是识别层序边界最好的一种资料，它地震资料是识别层序边界最好的一种资料，它能通过识别削蚀、顶超、上超和下超地震反射终止关能通过识别削蚀、顶超、上超和下超地震反射终止关系，地震波动力学特征和地震反射同相轴的产状在盆系，地震波动力学特征和地震反射同相轴的产状在盆地范围识别层序边界位置、层序不整合面的分布范围、地范围识别层序边界位置、层序不整合面的分布范围、层序边界湖岸上超点的迁移规律以及层序的厚度和空层序边界湖岸上超点的迁移规律以及层序的厚度和空间展布、层序界面之上的深切谷规模和位置等等，进间展布、层序界面之上的深切谷规模和位置等等，进而可在地震剖面上划分层序和体系域
46、而可在地震剖面上划分层序和体系域 可将松辽盆地白垩系划分成可将松辽盆地白垩系划分成5个层序个层序 2体系域类型及特征体系域类型及特征在在近近海海拗拗陷陷型型湖湖盆盆层层序序地地层层和和体体系系域域探探讨讨中中，重重要要的的是是如如何何在在拗拗陷陷型型盆盆地地缓缓坡坡识识别别出出首首次次湖湖泛泛面面和和最最大大湖湖泛泛面面，进进而而确确定定出出低低位位体体系系域域、湖湖侵侵体体系系域和高位体系域域和高位体系域 1)首次湖泛面首次湖泛面依依据据松松辽辽盆盆地地的的沉沉积积特特征征，可可以以从从以以下下几几方方面面来来确确定定首首次次湖湖泛泛面面；可可将将相相邻邻水水体体连连成成一一片片的的同同相相
47、轴轴之之下下的的上上超超点点对对应应的的界界面面称称之之为为首首次次湖湖泛泛面面；依依据据低低位位体体系系域域和和湖湖侵侵体体系系域域准准层层序序的的叠叠置置样样式式来来确确定定首首次次湖湖泛泛面面的的位位置置；首首次次湖湖泛泛面面往往往往与与层层序序界界面面-不不整整合合面面重重合合；首首次次湖湖泛泛面面旁旁边边常常存存在在火火山山活活动动物物质质，常常发发育育根根土土层层，首首次次湖湖泛泛面面沉沉积积物物常常由由混混杂杂积积累累的的生生物物碎碎屑屑、炭炭屑屑和和钙钙质质结结核核组组成，反映了，较强水动力的湖泛作用成，反映了，较强水动力的湖泛作用 2)最大湖泛面最大湖泛面松松辽辽盆盆地地凝凝
48、缩缩层层具具备备以以下下特特征征：由由深深灰灰色色、灰灰黑黑色色泥泥页页岩岩、油油页页岩岩组组成成。暗暗色色泥泥岩岩多多由由伊伊利利石石构构成成，含含莓莓状状黄黄铁铁矿矿和和白白云云石石等等自自生生矿矿物物。微微体体化化石石和和超超微微化化石石丰丰度度高高且且分分异异度度大大。在在测测井井曲曲线线上上，生生油油密密集集段段常常以以高高自自然然伽伽马马、低低电电阻阻率率、平平直直自自然然电电位位为为特特征征。在在地地震震反反射射剖剖面面上上，密密集集段段响响应应于于强强震震幅幅高高连连续续分分布布广广泛泛的的地地震震反反射射，其其上上往往往往存存在在上上覆覆层层的的系列下超点。系列下超点。密集段
49、有机碳含量有削减趋势密集段有机碳含量有削减趋势3)体系域类型及特征体系域类型及特征低位体系域是在湖平面下降速率大于盆地构造沉降速率低位体系域是在湖平面下降速率大于盆地构造沉降速率时，湖平面下降到较低部位，以至于连成一片的水体出时，湖平面下降到较低部位，以至于连成一片的水体出现分隔状态时形成的体系域。在低位湖平面一侧，出露现分隔状态时形成的体系域。在低位湖平面一侧，出露地表的盆地缓坡发育冲积扇、河流沉积，可形成深切谷；地表的盆地缓坡发育冲积扇、河流沉积，可形成深切谷；在低位湖岸线旁边可出现小规模的三角洲或扇三角洲沉在低位湖岸线旁边可出现小规模的三角洲或扇三角洲沉积；而在低位湖盆水体中，可发育由洪
50、水作用形成的洪积；而在低位湖盆水体中，可发育由洪水作用形成的洪水型浊积扇或由三角洲前缘滑塌形成的浊积扇，进而构水型浊积扇或由三角洲前缘滑塌形成的浊积扇，进而构成了类似于具陆棚坡折海相盆地低位体系域的盆地扇、成了类似于具陆棚坡折海相盆地低位体系域的盆地扇、斜坡扇、低位楔状体及陆上暴露不整合界面斜坡扇、低位楔状体及陆上暴露不整合界面 湖侵体系域是在气候暖和潮湿，洪水频繁发生、湖平面升湖侵体系域是在气候暖和潮湿，洪水频繁发生、湖平面升降速率大于沉积物供应速率或由于盆地基底快速沉降、可降速率大于沉积物供应速率或由于盆地基底快速沉降、可容空间不断增大的状况下形成的。形成于两种沉积背景：容空间不断增大的状