巨层序分析

层序地层的符号EST是什么意思~

1．基本层序：层序是由不整合面或其对应的整合面限定的一组相对整合的、具有成因联系的地层序列（Mitchum等，1977）。小层序和小层序组是层序的地层建造块（Van Wagoner等人，1990）。层序也称基本层序、沉积层序，也称为“三级层序”。对层序涵义的理解和划分，目前比较统一。
2巨层序或大层序：层序地层学术语体系中的Megasequence一词争议最大，目前对其理解和解释尚未完全统一。 随着层序地层研究的不断深入，大多数研究者认为它是比层序大得多的最高一级层序，可以与旋回层序中的一级旋回对应，包括若干个层序。 在层序地层分级体系中应为一级层序。
3．超层序：超层序是比层序大的二级层序，包括几个层序，也有的学者认为它与巨层序或大层序相当。一般认为超层序应是比巨层序小比层序大的一类层序，是与二级旋回相对应的二级层序。据Vail等人（1988）分析，大部分超层序是在相对海平面变化的二级周期（超周期）期间沉积的，是从水域最大到最小时期沉积的地层层序。
4．构造层序：构造层序是以古构造运动界面为边界的一类层序。盆地形成、演化至消亡，再从形成到消亡是一个连续的地质演化过程，因而构造层序被认为是一个巨型盆地充填序列，每一个构造层序代表一个具有特定充填类型的原型盆地充填序列，具有特定的地层或岩性组合，形成于不同的地壳演化阶段和构造环境（林畅松，1995）。因此，可以认为构造层序与巨层序或大层序相当，是一级层序。
5．亚层序：是比层序小，比小层序大的层序。但这一级层序一般不单独划出，有时与小层序级别相当。因此，亚层序不常使用。
6．小（准）层序和小层序组：小层序是由海泛面及其对应面所限定的一组相对连续的、有成因联系的层和层组。在层序中的特殊位置上，小层序可能要么上面、要么下面被层序界面所限定（Vang Wagoner，1985；Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。
7小（准）层序：parasequence一词国内翻译有不同的术语，如“准层序”、“副层序”、“亚层序”、“小层序”等。“准”或“亚”都带有略差一些或稍低一点的涵义，而实质上sequence和parasequence在等级上差别较大。 将parasequence译为“小层序”较之其它译名更能准确地反映其原本含意，因为一个层序要包括十几或几十个小层序，两者存在组别上的差异（李思田，1992）。作为一种沉积实体，小层序往往是某一沉积体系域中的一个沉积旋回的产物。因此，本书采用小层序这一术语。
8小层序组是由主海泛面和其对应面所限定的一组有成因联系的小层序组成的具有显著叠置方式的地层序列（Van Wagoner，1985；Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。小层序组内的小层序叠置方式可以是进积式的、退积式的或加积式的（图1-4），这主要取决于沉积速度与可容空间腾空速度的比值，因此，一个层序内的小层序叠置方式是可以预测的。
9进积小（准、副）层序组：向盆地远处沉积的、连续的年轻小层序组，总体上，沉积速率大于可容空间形成速率（Van Wagoner等人，1990）
10加积小层序组：一组相互叠置的连续的组无明显侧向迁移的年轻的小层序组，总体上可容空间形成的速度近似于沉积速度（Van Wagoner，1990）。
11退积小层序组：以台阶状后退叠置的型式向陆地方向沉积的一套连续的年轻小层序。总体上，沉积速率小于可容空间形成的速率（Van Wagoner等人，1990） 1．不整合面：是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀消截（或与之相对应的海底侵蚀）或陆上暴露现象。2．可容空间：由海平面上升或地壳下沉或这两种作用联合而形成的沉积物可以沉积的空间场所。指沉积物表面与沉积基准面之间或供沉积物充填的所有空间，包括老空间（早期未被充填遗留下的空间）和新增加的空间。这一空间是否完全被充填，取决于沉积物对盆地供给的速率。
3．海泛面和最大海泛面：一个分隔年轻的和年老的地层的界面，穿过此面水深明显增加。这种水深伴随着少量海底侵蚀或无沉积，但不伴有由河流回春或相的的朝盆地迁移引起的陆上侵蚀作用，包括异常陆上暴露，有一小的沉积间断。与海泛面有关的海底侵蚀界是变化的，其变化范围大致从几米到十几米，通常是几米，海泛面在滨海平原和陆架上有一个对应面（Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。
初次海泛面：是Ⅰ型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面是水位体系域和海进体系域的物理界面。
最大海泛面：指的是最大海侵时期形成密集段或下超面，在盆地内分布范围最大，为划分海侵体系域和高水位体系域的界面。
4．全球海平面变化：全球海平面指一个固定的基准面点，从地心到海表面的测量值。这个测量值随洋盆和海水的体积变化而发生变化，与局部因素无关
5．相对海平面变化：相对海平面是指海平面与局部基准面如基底之间的测量值。 一个地区相对海平面变化是全球海平面变化和当地盆地沉降速率的函数，相对海平面变化与沉积物堆积无关，不能与水深相混淆
6．密集段或凝缩层（condensed section）
(1)密集段是薄的海相地层单位，由远洋到半远洋沉积物组成，以极低的沉积速度为特征。
(2)密集段往往以薄的但是连续的、发育潜穴的、轻微石化的地层（缺失面omission surface）的方式产出。
(3)密集段还可能以丰富的、多种多样的浮游和底栖生物组合、自生矿物（海绿石、磷灰石和菱铁矿）、有机质等为特征，并可能拥有较大浓度的铂族元素，如铱。
(4)密集段主要是由于相对海平面的相对快速上升，于海岸线的海进时期在大陆边缘形成，而大多数洋盆沉积物处于密集段定义范畴内，因为深海中沉积速度通常是低的（<1cm/1000a）
(5)作为一个薄的沉积单位，密集段在一个沉积层序的中部，从盆地伸展到陆架。因为密集段是由于相对海平面上升和海岸线突然海进造成的沉积速度极低时期产生的，密集段更具深远的重大意义。
(6)密集段把开阔大洋微古生物分带提供的时间地层框格与向陆方向的浅水剖面中的沉积层序提供的物理地层单位联系起来。
密集段代表了浅水和深水剖面之间的物理地层连接链环，并且是可以通过地震、测井和露头资料加以识别的。
(7)在地震剖面上，通常由高水位体系域的前积斜层的底面来证实，每个斜层都下超到下伏的海进和低水位体系域上。因此，下超面通常是密集段存在的一个很好标志。 在露头剖面中和测井曲线上，下超面被用来定义一个与密集相伴生的、在无沉积作用或者沉积作用极缓慢时期形成的一个面。海平面与沉降作用相结合的协同作用，产生一个大的、区域广泛分布的密集段。
(8)海绿石在海进体系域和密集段中是经常发现的，具有较高浓度钾的海绿石，在密集段中是常见的。因此，每个单独沉积层序内的密集段中海绿石的放射性年龄测定，对大陆边缘剖面中生物带产层的标定和沉积层序的年代确定方面，提供补充信息具有潜力。
下切谷（incised valleys）,也称深切谷
其形成和充填分两个阶段：一是在海平面相对下降时期，滨岸发生侵蚀作用，沉积物路过侵蚀谷而在低水位岸线处沉积； 二是在低水位晚期或海侵初期的海平面相对上升时期，谷内发生沉积作用。其沉积物由各种环境的不同岩石类型组成，如河口湾、辫状河砂岩、潮坪砂泥及滨岸沉积等。深切谷的邻区为地表暴露面，以土壤或根土层为标志。下切谷沉积为Ⅰ型层序的特殊沉积。

据昌都地区不同构造单元的层序地层分析，可以进行全区三叠纪层序，尤其是晚三叠世层序的划分与对比（表5.1、图5.9～图5.11）。
本区下、中三叠统完整的实测剖面较少，层序划分与对比较为困难；正如表5.1所示的那样，岛弧地层发育最佳，充足的火山 沉积物补给使得层序的划分与三分结构很清晰。以中三叠统巨厚浊积岩沉积为例，在划分浊积岩层序时，往往把硅质层、火山源与内源低密度浊积岩确定为最大海平面的标志沉积，而与陆源和内源浊积岩相区分；此外，显然不易分开的高水位体系域与海进体系域将它们合并在一起。不过，在弧后区、克拉通区的中、下三叠统因种种原因不好划分。但是，上三叠统层序结构较易确定，沉积相组合特征比较明显，而且全区范围内可以较好地进行对比。例如以区内最大规模海侵沉积的波里拉组碳酸盐岩作为层序对比标志层，可以展开像岛弧区（图5.11）、弧后区（表5.1）与克拉通区（图5.9）那样的比较。弧后区的 SQ1分别对比着岛弧区、克拉通区的 SQ7与SQ1；层序类型一致、结构特征一样，只是体系域沉积特征有差别。同样弧后区的SQ2完全可以同弧区SQ8与克拉通区SQ2对比，层序类型一致，但特征与层序结构不同，其深层次原因将在后面论述。弧后区的SQ3分别对应着弧区的SQ9与SQ10和克拉通区的SQ3与SQ4，层序数量、结构与类型均不同，但上三叠统的层序在弧区与克拉通区存在着相似性（图5.10与图5.11）。

图5.9 昌都地区北部上三叠统层序地层柱状对比

根据上述分析，将岛弧与弧后区层序地层特点归纳如下：
（1）可以运用Vail（1977）提出的层序地层学理论，在露头剖面上识别出Ⅰ类以及Ⅱ类层序界面与体系域空间配置关系。
（2）复杂构造、火山地形的岛弧系统（如呈岛海格局的江达岛弧区内）由于丰富的火山-沉积物补给，可划分出多个层序，层序结构的三分性多半完整（图5.11），例如SQ5与SQ6。
（3）活动区的岛弧与弧后区，构造与沉积物的补给作用控制很明显（表5.1），从而造成了层序数量、结构与类型上的差别。例如上三叠统的层序数量在弧后区为3个，岛弧区与克拉通区均为4个；弧后区SQ3为Ⅰ类层序，而在岛弧区与克拉通区均为Ⅱ类层序。

图5.10 昌都地区南部上三叠统层序地层柱状对比图

（4）多数层序中往往伴有不同性质、不同类型的火山岩，这些火山岩与层序有着密切的联系（图5.12）。例如岛弧区的挤压性钙碱性系列火山岩与弧后区拉张碱性系列的火山岩分别对应于不同类型的层序与体系域；并且各体系域中火山岩性质与所占的厚度比也是不同的。以江达岛弧层序为例，低水位体系域中多半出现钙碱性系列火山岩组合，所占厚度比值中等。海侵体系域既见拉斑玄武岩系列，又见钙碱性系列，以及碱性系列（例如生达弧后区），火山岩含量最少。高水位体系域几乎均出现钙碱性系列，所占比例最大。
（5）弧区的浊积岩体系尤其发育，多物源（陆源、内源与火山源）浊积扇沉积在层序划分中起到了关键作用。一般地陆源高密度浊流往往与相对海平面下降相联系，内源浊积岩代表海平面处于高位时期；基性火山源浊积岩反映海平面逐渐上升，中酸性火山源反映海平面下降，混合源浊积岩反映邻区出现造山带，总体海平面逐渐下降。笔者就是运用上述原则与区域资料分析来划分低、高密度流浊积层序的，尤其是中三叠统瓦拉寺组上千米厚的海底扇至斜坡相沉积层序。瓦拉寺组的生物地层分辨率较差，难于很好地根据全球海平面变化来解释这些浊积巨层序。但是，占优势层段的砂质沉积或由砾岩与砂岩构成的砾质泥流与碎屑流的活动水道相沉积，通过明显的海平面下降可较好地进行解释（Kolla等，1988；Einsele，1992，1993；荒户等，1994）；同样地，半远洋钙质泥岩和黑色板岩、硅质岩的产状反映出水道较长期不活动特征，陆源沉积物的补给有限，这可能与上升的海平面和早期高水位条件有关（Loutit等，1988；Seyfride等；Robertson等，1991）。

图5.11 江达岛弧区三叠系层序地层对比

表5.1 昌都地区层序地层划分与对比



图5.12 江达岛弧盆地层序地层中的火山岩特征

层序有不同的级次（表3-1），与同级别的海平面变化相对应。第一级海平面升降旋回的物质记录是巨层序组和巨层序，它们是由巨大的大陆海侵作用产生的。大陆海侵旋回，是由构造运动－海平面变化引起洋盆容积变化所致，其成因假说很多，但是最重要的因素是海底扩张速率的变化（Rona,1973;Pitman,1978）。快速的海底扩张，引起海水向古大陆进侵及海平面上升；缓慢的海底扩张，导致海平面下降。

表3-1　不同级别层序的时间跨度及与米兰科维奇轨道参数的对比

（据Mitchumh和Vail,1991，略修改）

Vail等（1977）最早的研究和Hoffman（1989）的推测，认为全球有三次大的大陆海泛旋回，第一次由中元古代早期（18亿年前）至新元古代末期，第二次由元古宙末期至早石炭世末期，第三次从晚石炭世至今，其时间跨度分别为60Ma、350Ma和290Ma。Vail原把这种大陆海泛旋回的物质记录称之为巨层序，但是在1988年推出的第二代Haq曲线上，显然已上升到巨层序组（图上未明确表示），而原来Sloss称为“层序”的如上Absaroka（UA）、下Zuni（LZ）、上Zuni（LZ）和Tejas（T）上升为巨层序。Acro公司在1994年建立了古生代海平面变化周期图，图上标注的Sloss原命名的层序，如Sauk、Tippecanoe、Kaskaskia和Absaroka，称为超层序组（超旋回组），与Vail和Haq的中新代层序命名系列相对比，前者可能相当于后者的巨层序。

鄂尔多斯盆地的基底由太古宇和古元古界的结晶岩组成，其沉积盖层有中、新元古界与下古生界的海相碳酸盐岩、上古生界—中生界的滨海相、海陆交互相和陆相碎屑岩。新生界仅在局部地区分布。由中元古界至中新生界共划分出10个巨层序（表2-1）。划分巨层序的原则是识别区域不整合，结合构造运动和盆地演化综合研究来完成。对于巨层序的划分，作者还参考了反射地震资料。各巨层序（Msq）的主要特征如下：

1.Msq1（中元古界）

Msq1由中元古界长城系和蓟县系组成。长城系底部的地震反射层为T12—－T16（按原地矿部门系统），在地震剖面上见明显的截切反射结构，反映了T12反射层为巨大的不整合。与这个不整合相对应的是吕梁运动，在鄂尔多斯西缘邻近地区（如六盘山和贺兰山地区）缺失古元古界地层，或者在盆地内部长城系的石英岩状砂岩与下伏更老时代的变质岩呈角度不整合接触关系，并见裂谷式下切其下基底。盆地北部局部地区发育该巨层序，但在隆起部位缺失下部地层。在盆地其它部位（例如西南部）地层广泛发育，并以上超为特征。

该巨层序的陆架边缘体系域（SMST）相当于长城系，海进（TST）和高水位体系域（HST）相当于蓟县系含燧石条带白云岩。

如果按层序的时间跨度细分，鉴于蓟县系底部存在不整合，长城系和蓟县系均可能属于巨层序的范畴。考虑到横向对比和分辨率问题，本文仍将两者作为一个巨层序。

2.Msq2（震旦系一下奥陶统）

Msq2由震旦系（新元古界上部）至下奥陶统地层组成。本区震旦系仅见上统罗圈组地层，分布范围局限于西缘和南缘地区，缺失下统及青白口系地层。与之相联系的是晋宁运动，它使盆地隆起，造成上震旦统与下伏蓟县系之间呈假整合接触关系。该不整合与寒武系底界重合的情况下，在地震剖面上显示明显的削切（角度不整合）现象，普遍见上超尖灭现象（T10）。巨层序2相当于Acro公司的Sauk巨层序，其中首次海泛面相当于寒武系底部的含磷页岩或粉砂质泥岩，最大海泛面对应于中寒武统徐庄组或毛庄组的灰绿色页岩。

在东西向方向上，该巨层序向西海槽方向增厚。在南北方向上，地层向北更薄及向石嘴山、东胜一带尖灭。Msq2代表一种碳酸盐岩－陆源碎屑混合台地沉积，随着时间的演化而碳酸盐沉积增加。西缘桌子山及贺兰山一带构造上处于不稳定状态，具有黑色页岩和重力流沉积。整个寒武纪的沉积环境以浅海台地为主，其中发生了多次海进－海退旋回。寒武纪与奥陶纪之间曾发生过一次陆上沉积间断，例如除盆地东南缘外，盆地大部分地区缺失冶里和亮甲山组的一套地层。这个陆上沉积间断成为区域上寒武系与奥陶系的主要分界标志。早奥陶世末，加里东运动使盆地再度隆起，以致中奥陶世沉积仅局限于盆地西缘和南缘。

3.Msq3（中、上奥陶统一志留系）和Msq4（泥盆系一下石炭统）

Msq3和Msq4分别相当于Sloss原划分的层序“Tippecanoe”和“Kaskaskia”，但区内缺失Kaskaskia巨层序，列举出Msq4在于与相邻盆地对比。

Msq3实际上只包括中、上奥陶统的一套地层，中奥陶统平凉组主要分布于盆地西部和南部边缘；上奥陶统背锅山组仅见盆地边缘泾阳、陇县、固原及大青山、乌拉特前旗一带。在盆内大部分地区，Msq3缺失，表现为其顶底界重合的现象。其顶部边界即T₉反射层，T₉反射层之下，具有顶超、侵蚀削截等现象。早奥陶世末的构造抬升与侵蚀不整合（Msq3底界），在全球范围内具有一致性，例如塔里木盆地在中奥统底部也存在一个巨大的不整合。

巨层序3在盆地北部（研究区）西缘仅发现有中奥陶统地层，桌子山一带厚383m，向西、向南方向明显增厚，例如贺兰山胡家台一带厚达2055m以上，层序底界表现为石炭系本溪组直接覆盖在中奥陶统公乌素与蛇山组之上。其沉积背景类似于淹没陆架和末端陡倾的碳酸盐台地。

4.Msq5（中、上石炭统一二叠系）

Msq5由中、上石炭系和二叠系地层组成，相当于Arco公司的“Absaroka”巨层序。其底界即T₉反射层，形成的不整合与加里东和海西运动有关，在鄂尔多斯地块表现为古浪运动、祁连运动和中宁运动，造成大部分地区缺失上奥陶统至中石炭统下部的地层。露头上西缘（例如桌子山苏必沟剖面）底部见多处蜂窝状赤铁矿和褐铁矿；东缘在东胜－榆林－延安一线以东，底部见黄褐色铁质结核透镜体及灰白色铝土质粘土岩（铁铝岩段），均显示与下伏地层呈不整合接触关系及暴露标志。在地震剖面上，下部边界T₉之上见低角度的上超及下超现象。上超以西部边缘多见，地层自西向东超覆。下超以东部多见，地层自东向西推进。最大洪泛面可能为上石炭统的灰黑色泥岩及泥灰岩，它代表了一次规模较大但时间不长的海侵。

5.Msq6（中、下三叠统）

巨层序6主要由中、下三叠统地层组成，由地震剖面分析，在深凹地带还可能包括上二叠统石千峰组地层和上三叠统部分地层。底界为T₈反射层，在含石千峰组地层的部位，边界位于T₈反射层之下。在边界与T₈反射层重叠的部位，其上上超反射结构多见。

Msq6顶界与印支运动早幕相联系，在四川盆地该界面位于上三叠统须二段顶界之上。Msq6相当于Exxon公司的上Absaroka A（UAA）超层序组。

6.Msq7（上三叠统一下侏罗统）

Msq7底界与Msq6顶界重合，顶界为T₄反射层，主要由上三叠统和下侏罗统地层组成。该巨层序代表大型内陆湖盆沉积，是前陆盆地的主要组成部分，也是主要产油层段。该巨层序相当于上Absaroba A（UAB）超层序组。

7.Msq8（中、上侏罗统）

Msq8底界即T₄反射层，见下切河谷及削截反射结构，其顶界为T3反射层。顶界与燕山运动I幕相联系，在区内及邻区缺失部分上侏罗统及下白垩统地层。该巨层序相当于下Zuni A（LZA）超层序组。

8.Msq9（白垩系）

Msq9由白垩系地层组成，底界为高振幅强连续性的T3反射层，其下具有削截反射结构及下切河道。顶界为T₂反射层，与燕山运动第Ⅱ幕相联系，以至缺失白垩系上部和第三系下部地层。Msq9与下ZuniB及上ZuniA超层序组相当。

9.Msq10（新生界）

未细分，由T₂反射层以上的新生界地层组成。该巨层序与喜马拉雅运动相联系，相当于Exxon公司所指的Tejas巨层序。

综上所述，鄂尔多斯盆地由中元古界至新生界共划分出10个巨层序，时间跨度按18亿年计算，每个巨层序的平均周期为1.8亿年。自上震旦统至新生界共含9个巨层序，按时间跨度7亿年计算，每个巨层序的平均周期为0.7亿年。这样，每个巨层序相当于Mi-chum（1991）的一级层序（>50Ma）和王鸿祯先生（1996）层序分类中的一级层序（60～120Ma）。

由巨层序分析可以得出两点重要结论：

（1）巨层序的发育与盆地演化和构造运动密切相关。Msq1对应于古大陆裂解作用阶段，Msq2和Msq3对应于克拉通内坳陷与边缘裂陷阶段，Msq3、4、5和6对应于克拉通内坳陷和边缘碰撞阶段，Msq7、8、9和10对应于前陆盆地及盆地消亡阶段。巨层序边界（MSB）与构造运动的对应关系是：MSB1——吕梁运动；MSB2——晋宁和蓟县运动；MSB3——加里东运动；MSB4和5——加里东和海西运动（古浪、祁连、中宁运动）；MSB6—海西运动；MSB7和8——印支运动；MSB9—燕山运动工幕；MSB10—燕山运动Ⅱ幕；MSB11——喜马拉雅运动。

（2）巨层序与控油、控气层段关系密切。主要的控气层段为Msq2、3和5，主要的控油层位是Msq7，次控油层位为Msq6和Msq8。

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