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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 第二节 全球海平面变化周期 第二章 层序地层学研究方法 第一节 层序地层学研究基础 第二节 层序地层学研究方法 第三章 海相层序地层学 第节 碎屑岩层序地层样式 第二节 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 第二节 陆相湖盆层序地层学第五章 高分辨率层序地层学 第一节 理论基础和研究方法第二节 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化一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制湖盆构造作用及其对层序的控制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)盆地构造演化对层序发育的控制作用盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)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2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征湖平面升降变化曲
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 第二节第二节 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拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探 二、断
4、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)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)湖平面升降变化曲线的制作湖平面升降变化曲线的制作2）湖平面升降变化曲线特征）湖平面升降变化曲线特
5、征 4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探 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化一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制湖盆构造作用及其对层序的控制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)盆地构造演化对层序发育的控制作用盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)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2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化二
6、、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征湖平面升降变化曲线的特征三、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化化的的海海相相盆盆地地沉沉积积作作用用具具有有相相似似性性，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研究。岩层序地层学原理能应用于陆相地层的研究。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复复杂杂、湖湖盆盆水水
7、域域浅浅小小、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化化频频繁繁、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化化曲线对湖泊层序研究无指导意义。曲线对湖泊层序研究无指导意义。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、气气候候变变化化以以及及基基准准面面和和沉沉积积物物的的供供给给进进行行全全面面研研究究，才才能能作作出出能能反映陆相盆地地
8、质特征的层序地层研究成果。反映陆相盆地地质特征的层序地层研究成果。一、湖盆构造作用和气候变化一、湖盆构造作用和气候变化 1湖盆构造作用及其对层序的控制湖盆构造作用及其对层序的控制 1)陆相湖盆成因机制陆相湖盆成因机制人们普遍接受的有两种沉积盆地形成机制人们普遍接受的有两种沉积盆地形成机制。第一种盆地形成机制是第一种盆地形成机制是洼地内沉积物按地形法则发生堆积，由于岩石圈的负载作用，岩石洼地内沉积物按地形法则发生堆积，由于岩石圈的负载作用，岩石圈发生并不流动的弹性变形。岩石圈凭借其弹性可承受宽度等于其圈发生并不流动的弹性变形。岩石圈凭借其弹性可承受宽度等于其深度量级的负载，这种均衡下沉可以导致沉
9、积物的总厚度达到初始深度量级的负载，这种均衡下沉可以导致沉积物的总厚度达到初始地形异常的地形异常的23倍，从属这种成因机制的盆地主要分布在大陆边缘倍，从属这种成因机制的盆地主要分布在大陆边缘和大陆裂开的地区和大陆裂开的地区。第二种盆地形成机制就是热沉降作用。由于地第二种盆地形成机制就是热沉降作用。由于地幔深部物质上涌，在大陆岩石圈之下形成热点，大陆岩石圈受热被幔深部物质上涌，在大陆岩石圈之下形成热点，大陆岩石圈受热被拉张变薄。随着均衡上隆，在地壳上部足以产生断裂的裂陷盆地，拉张变薄。随着均衡上隆，在地壳上部足以产生断裂的裂陷盆地，从而导致盆地的沉降和沉积物的沉积从而导致盆地的沉降和沉积物的沉积
10、。这种断陷盆地的沉降受多种这种断陷盆地的沉降受多种因素的控制因素的控制，随着盆地中沉积物负载作用的加大，盆地区域下沉作，随着盆地中沉积物负载作用的加大，盆地区域下沉作用就显得更加明显，此时，盆地就由断陷向拗陷转化，构成一个盆用就显得更加明显，此时，盆地就由断陷向拗陷转化，构成一个盆地演化和沉积充填发展旋回地演化和沉积充填发展旋回。这种由断陷向拗陷转化的盆地发展过。这种由断陷向拗陷转化的盆地发展过程在中国东部中新生代断陷盆地中是非常普遍的。程在中国东部中新生代断陷盆地中是非常普遍的。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，目前比较一致的看法就的成因机制，目前比较一致的
11、看法就是是热沉降作用，热沉降作用，即由于太平洋板块向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，拉张作用造成软流圈上拱，盆地早期盆地早期以裂陷为特征以裂陷为特征，晚期晚期因热流扩散岩石因热流扩散岩石圈冷却收缩，盆地下沉，圈冷却收缩，盆地下沉，以拗陷为特以拗陷为特征征。陆相断陷盆地的拉张裂陷作用具。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，这个阶段沉降作用控制了盆地充填物
12、的旋回性作用控制了盆地充填物的旋回性 2)陆相湖盆结构特征陆相湖盆结构特征根根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控制，盆地局部构造多呈线状或雁列式排列盆地边界受逆冲
13、断层控制，盆地局部构造多呈线状或雁列式排列。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历历了了燕燕山山期期、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，有时盆地中央发育隆起带。盆地一侧为陡坡，另一侧为缓坡，有时盆地中央发育隆起带。以以及及处处
14、于于上上述述两两类类盆盆地地之之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国中新生代陆相盆地受基底性质、断裂构造运动的影响，中国中新生代陆相盆地受基底性质、断裂构造运动的影响，盆地结构类型多样且复杂。根据盆地基底差异沉降的特点，可将中盆地结构类型多样且复杂。根据盆地基底差异沉降的特点，可将中国中新生代陆相盆地结构划分成三种类型，即国中新生代陆相盆地结构划分成三种类型，即单断
15、箕状盆地、双断单断箕状盆地、双断裂陷盆地和断层活动很弱的坳陷盆地裂陷盆地和断层活动很弱的坳陷盆地。在不同结构类型的陆相盆地。在不同结构类型的陆相盆地中，由于盆地基底差异沉降作用，形成了具有不同堆砌样式的盆地中，由于盆地基底差异沉降作用，形成了具有不同堆砌样式的盆地充填序列充填序列 4)盆地构造演化对层序发育的控制作用盆地构造演化对层序发育的控制作用 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控制因素。陆相层序的最主要控制因素。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
16、上升期，从而形成了降的快速期和基底沉降的静止或上升期，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控制了沉积层序的形盆地范围的阶段性构造作用控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化形成了陆相层序的不同体系域类型，一个速率的变化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
17、快速的沉降和晚期趋于停止的沉降趋于停止的沉降 3)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
18、盆地基底沉降历史相对应，中国中新生代陆相盆地的构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。假定沉积物供给速率不变，盆地基底刚开始下沉，此时沉积物供给速率大于或假定沉积物供给速率不变，盆地基底刚开始下沉，此时沉积物供给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)，沉积堆积速率与沉降曲线基本一致，形成低位体沉积堆积速率与沉降曲线基本一致，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
19、率、可容空间或水深明显加大(t1至至t2)，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
20、地的的一一个个构构造造演演化阶段。化阶段。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直直接接控控制制盆盆地地形形成成和和消消亡亡，控制了构造层序的形成，具有持续控制了构造层序的形成，具有持续时间长、波及范围广的特点时间长、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)导导致致沉沉降降速速率率的的变变化化，控控制制了了盆盆地地范范围围的的层层序序形成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和准准层层序序的形成有一定的影响的形成有一定的影响 一、湖盆构造作用和气候变化一、湖盆构造作用和气候
21、变化2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征 1)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大大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
22、古东东部部地地区区。呈呈现现从从早早侏侏罗罗世世开开始始，干干旱旱和和半半干干旱旱气气候候带带向向北北逐逐渐渐扩扩大大，潮潮湿气候带不断向北退缩的特征。湿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，华华北北部和东北地区和南岭以南粤桂地区为潮湿气候带。北北部和东北地区和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地区，其他地区均为潮湿气候带。部地区，其他地区均为潮湿气候带。2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相盆地层序的控
23、制作用气候对陆相层序的影响是多方面的，首先是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种间接的影响。气候的变化会造成植被和降雨量的变气候的变化会造成植被和降雨量的变化化。若气候温暖潮湿，则植被发育、降雨量多，母岩。若气候温暖潮湿，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，气候干旱炎热，植被不发育，降雨量少，辫状河系较气候干旱炎热，植被不发育，降雨量少，辫状河系较发育，粗粒物源短距离供给，湖平面易下降，不太利发育，
24、粗粒物源短距离供给，湖平面易下降，不太利于层序的发育。于层序的发育。气候的变化也会导致河流地貌的巨大气候的变化也会导致河流地貌的巨大变化变化。地貌变化又使得河流系统处于不均衡状态，而。地貌变化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化为特征的。据此观点，不均衡条件是以快速地形变化为特征的。据此观点，保存的河流沉积可解释为代表稳定的地形变化，而层保存的河流沉积可解释为代表稳定的地形变化，而层序边界的存在则代表了快速的地形变化。所以说，气序边界的存在则代表了快速的地形变化。所以说，气候是任一系统的驱动力。候是任一系统的驱动力。气候变化对形成陆相层序的气候变化对形成陆相层序的直接影响
25、是湖平面的变化直接影响是湖平面的变化。气候影响了湖泊的蒸发量。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化，湖平面的和注入量，进而影响了湖平面的升降变化，湖平面的升降变化控制了地层的叠置样式和沉积相的分布升降变化控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，沉积了积了湖泊扩张体系域湖泊扩张体系域；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，之后形成了面，之后形成了高位体高位体系域系域；高位期湖盆沉积；高位期湖盆沉积物快速堆积水体变浅，物快速堆
26、积水体变浅，加之气候由潮湿向干旱加之气候由潮湿向干旱转化，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，遭受剥蚀，水面，遭受剥蚀，形成形成层序边界层序边界，此时水位达，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较小的低位体系域低位体系域 在陆相层序地层研究中，与气候相关的三级、在陆相层序地层研究中，与气候相关的三级、四级和五级周期控制或影响了层序的形成发育。四级和五级周期控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、泉三段分别经历了干热到潮湿的干湿交替的二段、泉三段分别经历了干热到潮
27、湿的干湿交替的气候变化，气候周期频率约气候变化，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。气候变化具有周期性和旋回性，不同级次的气候变化具有周期性和旋回性，不同级次的气候变化对不同级次的层序产生了不同的影响。气候变化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
28、周期的双重驱动。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化一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制湖盆构造作用及其对层序的控制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)盆地构造演化对层序发育的控制作用盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)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2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖平面升降变化二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据湖平面升降变
29、化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征湖平面升降变化曲线的特征三、湖盆的沉积旋回特征三、湖盆的沉积旋回特征 二、湖平面升降变化二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据湖平面升降变化的确定依据 湖平面相对上升的可靠标志是湖岸上超向湖平面相对上升的可靠标志是湖岸上超向陆的迁移；湖平面相对静止的可靠标志是湖岸陆的迁移；湖平面相对静止的可靠标志是湖岸沉积物的顶超现象；湖平面相对下降的可靠标沉积物的顶超现象；湖平面相对下降的可靠标志是湖岸上超向湖盆中央的迁移。显然湖盆缓志是湖岸上超向湖盆中央的迁移。显然湖盆缓坡高分辨率地震剖面是确定湖岸上超、湖岸沉坡高分辨率地震剖面是确定湖岸上超、湖岸沉积物顶超
30、迁移规律的最好资料积物顶超迁移规律的最好资料。湖平面相对变化曲线的编制与海平面相对湖平面相对变化曲线的编制与海平面相对变化曲线的编制方法变化曲线的编制方法。2湖平面升降变化曲线的特征湖平面升降变化曲线的特征中国中新生代湖盆湖平面相对变化中国中新生代湖盆湖平面相对变化具有明显的旋回性或周期性。具有明显的旋回性或周期性。根据湖岸上超点迁移规律编制的湖根据湖岸上超点迁移规律编制的湖平面升降曲线应是湖平面绝对升降、盆平面升降曲线应是湖平面绝对升降、盆地基底沉降以及沉积物供给速率等多种地基底沉降以及沉积物供给速率等多种因素综合影响的产物。因素综合影响的产物。湖平面升降变化曲线的对称性或不湖平面升降变化曲
31、线的对称性或不对称性可以反映湖平面升降变化的规程。对称性可以反映湖平面升降变化的规程。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化一、湖盆构造作用和气候变化1湖盆构造作用及其对层序的控制湖盆构造作用及其对层序的控制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)盆地构造演化对层序发育的控制作用盆地构造演化对层序发育的控制作用 2陆相盆地气候特征陆相盆地气候特征1)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2)气候对陆相盆地层序的控制作用气候对陆相盆地层序的控制作用 二、湖
32、平面升降变化二、湖平面升降变化 1湖平面升降变化的确定依据湖平面升降变化的确定依据 2湖平面升降变化曲线的特征湖平面升降变化曲线的特征三、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国中新生代陆相湖盆沉积物的垂向中国中新生代陆相湖盆沉积物的垂向演化存在明显的旋回性，这些沉积旋回主演化存在明显的旋回性，这些沉积旋回主要受控于盆地构造活动的多期性、阶段性，要受控于盆地构造活动的多期性、阶段性，受控于湖平面相对变化和沉积物供给的周受控于湖平面相对变化和沉积物供给的周期性。期性。如根据辽河盆地下第三系岩性组合，如根据辽河盆地下第三系岩性组合，沉积相垂向演化、
33、古水深变化特点，可以沉积相垂向演化、古水深变化特点，可以将下第三系划分成周期为百万年级的将下第三系划分成周期为百万年级的6个个沉积旋回，即沙三段、沙二段、沙一二段、沉积旋回，即沙三段、沙二段、沙一二段、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 第二节第二节 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
34、物理资料上的响应特征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拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探拗陷型湖盆层序地层样式与油气勘探 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)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
35、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)湖平面升降变化曲线的制作湖平面升降变化曲线的制作2）湖平面升降变化曲线特征）湖平面升降变化曲线特征 4断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探断陷型湖泊层序地层样式与油气勘探 中中国国自自中中生生代代以以来来，发发育育了了大大量量的的大大规规模模湖湖泊泊，目目前前已已探探明明的的石石油油储储量量和和产产量量有有90以以上上均均来来自自中中新新生生代代的的湖湖盆盆沉沉积积。所所以以，从从石石油油地地质质学学和和层层序序地地层层学学观观点点出出发发，研研究究不不同同类类型型湖湖相相盆盆
36、地地沉沉积积特特征征对对于于探探讨讨有有利利烃烃源源岩岩和和储储集集层层发发育育地地区区，预预测测有有利利的的地地层层圈闭都是很有意义的。圈闭都是很有意义的。根据盆地构造性质、气候特征以及湖根据盆地构造性质、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，由于控制湖泊在不同类型的湖泊中，由于控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
37、架。显然，应在充分考虑控制层序地层主显然，应在充分考虑控制层序地层主要控制因素的基础上，结合盆地结构和充要控制因素的基础上，结合盆地结构和充填物的特征，研究不同类型湖泊的层序地填物的特征，研究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单单。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
38、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央央，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征。特征。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准准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
39、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志，来识别不同级次的层序边界。合等标志，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
40、一一；一一致致性性原原则则，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致致的的，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。一级构造运动控制了盆地形成和消亡，划分为两个级别。一级构造运动控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
41、是指导致沉降速率变化的构造构造层序；二级构造运动是指导致沉降速率变化的构造事件，相应的沉积记录为层序事件，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分别为古构造运动面、构造应力场转换面、大面积侵蚀古构造运动面、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致，古生物化石与较大规模的构造活动界面相一致，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
42、，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绝，并被淡水沟鞭藻期已灭绝，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化物化石种属的断带现象反映了沉积环境的突然变化 古构造运动界面古构造运动界面代表盆地的基底面或盆地消亡代表盆地的基底面或盆地消亡阶段的古风化剥蚀面，通常代表一定规模的构造运阶段的古风化剥蚀面，通常代表一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
43、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 构造应力场转换面构造应力场转换面是由于盆地应力作用方式改是由于盆地应力作用方式改变而导致盆地沉降速率、盆地充填物发生变化的界变而导致盆地沉降速率、盆地充填物发生变化的界面，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致，如松辽盆地下白垩统登娄库组与泉头组之间的致，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大面积侵蚀和超覆界面是在盆地边缘出现沉积是在盆地边缘出现沉积间断、遭受侵蚀，后期又
44、被上覆地层上超的界面，间断、遭受侵蚀，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致造应力转换面相一致 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：征有：古土壤层或根土层；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
45、等等区发育的浊积岩等等。其次。其次还有还有地球化学指标的突变；地球化学指标的突变；微量元素含量的明显变化；微量元素含量的明显变化；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化；有机碳含量的突然然变化；有机碳含量的突然变化变化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虑地层的突变接触方式、测井曲线上的叠置样式的变化、地层倾角矢量模式的无序特点、井式的变化、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。下电阻和微电阻率扫
46、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，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、上超和下超地震反它能通过识别削蚀、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地范围识别层序边界位置、层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、层序边界湖岸上超点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间展布、层序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，进而可在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
47、体系域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研研究究中中，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根根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
48、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；根根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附附近近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堆堆积积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成，反映了，较强水动力的湖泛作用组成，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
49、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系列列下下超超点点。密密集集
50、段段有有机碳含量有减少趋势机碳含量有减少趋势3)体系域类型及特征体系域类型及特征低位体系域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现分隔状态时形成的体系域较低部位，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；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；在低位在低位湖岸线附近可出现小规模的三角洲或扇三角洲沉积；湖岸线附近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，可而在低位