其他的侏罗纪层序界面识别

层序界面识别~

层序界面在盆地分析和油气勘探中的作用显著，深受人们关注。李思田等（1995）强调了层序界面在沉积盆地动力学研究中的意义，Krapez(1996,1997）初步讨论了层序界面与盆地的关系，许效松等（1997）系统地阐述了层序界面成因类型及其与盆山转换之间的关系，覃建雄等（2003）对层序界面的级别类型及其与盆地之间的关系进行了研究。随着地球动力学和沉积盆地动力学研究逐渐成为热点，有关层序界面的研究将更加深入而广泛。
表3-1 层序边界的识别标志


（据朱筱敏，2000，略有修改）
陆相盆地具有很强的分隔性，盆地内相变又非常复杂，寻找区域性较稳定的层序界面比较困难（Shanley et al.,1994）。结合中生代、新生代陆相盆地的特点，将陆相盆地划分出4种常见的层序界面（表3-1），即古构造运动面或区域性不整合界面、构造应力场转换界面、大面积侵蚀或冲刷不整合面（或沉积间断界面）和大面积超覆面，上述4种界面往往表现为古风化壳、古土壤层或强烈冲刷现象等系列特征性标志。界面上下地层不仅存在明显的岩性差异，而且在古生物组合、有机质丰度和有机质类型等方面有显著的差异，在测井曲线上表现为突变，在地震剖面上常见有顶超、削截和超覆现象。

层序作为一个完整的沉积旋回出现在地层学界已有50多年，但其边界的划分问题却仍存在几种不同的方案：① 以不整合面或与之可对比的整合面为层序边界（以Vail等为代表的传统层序地层学，1988）；② 把最大湖（海）泛面作为层序的边界（以Galloway为代表的成因层序地层学，1989），具有分布范围广、沉积特征明显、易于追踪对比及可操作性强等特点；③ 以基准面下降到最低点的位置作为层序界面（以Cross为代表的高分辨率层序地层学，1994），它既可是沉积界面之上的相关整合面，也可是沉积界面之下的不整合面或冲刷面。
本文根据Vail等的观点，采用不整合面或与之可对比的整合界面而不是采用最大水进面作为层序边界面来划分层序。这是因为：
1）尽管最大湖泛面沉积层是很好的标志层，但一个层序中最大湖泛面期的沉积会因沉积古地形条件的差异而形成不同类型的沉积物，而且深湖区沉积因远离物源而在层序的各个时期可能变化不大，因此以最大湖泛面沉积层作为层序边界进行全盆层序地层对比容易出现穿时现象。
2）一个层序的关键之处，在于其内部地层有无密切成因联系，而最大湖（海）泛面上下的沉积，在岩相古地理、地球化学、古生物、古生态等方面是相似的，以此作为层序边界则明显破坏了一个有密切成因联系的沉积旋回的完整性。
3）由于不整合面附近会出现包括沉积、地球化学、古生物、地震、测井等很多特征的响应，因此以不整合面作为层序界面本身就具有良好的操作性。
4）不整合面之下常是一些前积式三角洲沉积砂体，表明不整合面对沉积储层的分布有着明显控制作用，因此以此为层序边界能更好地了解储层的展布与含油气系统的特征。
5）尽管不整合面每一点的年龄可能都不相同，但对于一个层序沉积体所对应的时间段中绝对不会含杂其他年代的沉积地层，因此不整合面是一个等时面，具有很强的年代地层学意义。
富县地区延长组中可识别出Ⅰ型和Ⅱ型两类层序界面，相应地根据底界面类型和性质可把层序分为Ⅰ型和Ⅱ型两类层序。延长组由底到顶共发育 7 个层序界面（SB1—SB7），其中SB1和SB7是区域性的、具明显暴露标志的Ⅰ型层序界面（图5-1，5-2），与湖平面迅速下降速率大于沉积滨线坡折下降速率有关，并常伴生河流沉积，系晚三叠世早期和末期的印支运动构造抬升作用与气候湿热-干旱演变等因素共同作用的产物；而其他5 个界面均是连续沉积的、无明显间断和暴露标志的Ⅱ型层序界面（见图4-4），与湖平面迅速下降速率慢于沉积滨线坡折下降速率有关，常是具有成因联系的沉积相组合的转换界面。
本区延长组层序界面，具有明显的沉积、测井及地球化学响应特征。
1）沉积特征：可见冲刷现象、铁质结核、根土层及红色岩石等暴露标志；界面（SB1）上下沉积岩颜色发生较大变化（图5-1），面下为灰绿色—棕红色沉积，面上为灰色—深灰色沉积；边界之下砂岩粒度向上变粗，砂泥比向上增大，界面之上则相反，沉积相突变或相转换，意味着一次沉积间断或环境的变化。
2）电性特征：层序界面之下自然电位曲线为漏斗状、进积式准层序组，而界面之上呈钟形或箱形、退积式准层序组，电阻率测井曲线上表现高值，感应测井曲线值降低，自然伽马能谱测井在深水沉积中识别层序边界非常直观（见图4-5，图5-1，5-2）。
3）微量元素特征：界面上下微量元素含量有异常变化，反映出沉积事件的发生与沉积环境的变更（图5-3，5-4，5-5）。

图5-1 FG1井 SQ1底部Ⅰ型层序界面沉积岩相-测井相特征综合柱状图


图5-2 ZF28井 SQ6顶部 I型层序界面沉积岩相-测井相特征综合柱状图

（1）J₂t-SB₉的识别

层序界面J₂t-SB₉为西山窑组（J₂x）与头屯河组（J₂t）的分界，相当于地震分层的反射波组

。该界面在地震剖面上为一连续性较好的中—强振幅反射。在该界面上可见到地层上超、下超及削截现象（图3-16）。

图3-16 层序界面J₂t-SB₉的地震反射特征

在钻井资料中，J₂t-SB₉层序底界面为西山窑组与头屯河组的分界，其下为以灰色为主的地层，其上地层以杂色为主。此界面特征主要表现为岩性、颜色突变；界面上下测井曲线发生突变或转变。

在露头剖面上，J₂t-SB₉发育在西山窑组（J₂x）顶部，完全吻合于头屯河组（J₂t）/西山窑组（J₂x）间的区域性构造不整合面，但由于区域构造运动的差异性，使得不同地区形成的不整合面上下的地层样式有所区别，沉积作用也具有明显的不同。在沙湾县玛纳斯河红沟剖面，J₂t-SB₉界面以下为西山窑组顶部泛滥平原的灰色、灰白色、黄绿色粉砂岩、粉砂质泥岩和少量深灰色页岩及炭质泥岩，局部见有少量的薄煤线，夹有厚层状的含砾粗砂岩，后者发育大型板斜层理。界面以上为辫状河流相的灰白色、厚层状含砾粗砂岩，块状层理，厚度5～6m，底部发育大量的粗砾岩，成分复杂，铁质和硅质胶结，最大砾石2～5cm，甚至更大。更为显著的是其中夹有数层中薄层状的紫红色粉砂岩、粉砂质泥岩，该套粉砂岩、粉砂质泥岩和粗砂岩之上为另一巨厚层的粗粒含砾砂岩，厚度15～20m，下部为1～2m的粗砾岩，呈透镜体状，成分复杂，块状或平行层理，其中夹杂有大量紫色或杂色泥岩的不规则状砾石。砾岩层由下到上依次发育大型槽状交错层理，平行层理和板斜层理，顶部为厚层紫色或砖红色及杂色粉砂岩、粉砂质泥岩。

层序界面J₂t-SB₁₀为头屯河组（J₂t）的内部界面，从EW8区域性地震剖面，中2与4区块的东西向二维、三维地震剖面上看，存在一条连续的强反射同相轴。该轴符合以下层序界面的识别标志中的几条或全部：①地震剖面上连续且强反射的同相轴；被地震合成记录标定在测井曲线的转折处或突变处，所对应的录井岩性柱子上的沉积环境转变处，或沉积样式由进积或加积向退积或加积的转换处。②地震剖面上连续且强反射的同相轴，该轴所代表的界面具有上超下削反射终止类型的特征。③测井曲线的转折处或突变处。④录井岩性柱子上的沉积环境的转变处，或沉积样式由进积或加积向退积或加积的转换处。⑤与地层的角度不整合或假整合相重合。⑥三角洲砾岩或滨岩砂坝的底界。

（2）J₃q-SB₁₁与J₃k-SB₁₂界面识别

在准噶尔盆地，由于燕山运动第二幕的影响，地层受到了较强烈的剥蚀，现今的晚侏罗世层序仅在乌伦古坳陷的东北部、阜东斜坡—五彩湾地区及准东地区的地震剖面上见有零星分布。界面J₃q-SB₁₁为头屯河组与齐古组的分界，在地震剖面上该界面一般与J₂t-SB₉、J₂t-SB₁₀重合，仅在局部地区表现为一中—强振幅、中等连续的反射波组。

在钻井剖面中J₃q-SB₁₁之下为杂色地层，其上为以红色为主的地层。在阜东斜坡区的对比剖面上可以见到，J₃q-SB₁₁界面之上为砾岩、中细砂岩，界面之下为泥岩、粉砂质泥岩；在J₃q-SB₁₁界面处，自然伽马曲线出现一高值尖峰，电阻率曲线出现一低值尖峰。

在露头资料中层序界面J₃k-SB₁₂位于头屯河组（J₂t）的顶部沼泽相、浅湖相及其暴露相的风化壳、根土岩、钙结壳等沉积之上。在沙湾县玛纳斯河红沟剖面，界面以下为暴露相的组合；界面以上为巨厚层的含砾粗砂岩，厚度20～25m，底部为1m左右厚的巨粗砾岩，呈大型透镜体状。它们的上部为湖泛平原相的紫红色、紫色和杂色粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩。SQ₁₂层序基本上对应于喀拉扎组（J₃k），层序的底部和下部为灰紫色砾岩，成分十分复杂，各种岩石的成分都可见，砾石大小差异极大，大者几十厘米，小者1～2cm，砂泥质胶结，疏松易碎，形成缓坡地形。

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