层序地层学

经典层序地层学~

（1）经典层序地层学的基本原理
经典层序地层学（Vail等，1977）将“沉积层序”定义为“一套相对整合的、彼此有成因联系的地层组成的、顶底以不整合面或与之可对比的整合面为界的地层单位。”层序是层序地层分析中的基本单位，它由一套体系域组成。体系域（system tract）是指在一个层序内，同一时期内具成因联系的沉积体的组合。每个体系域都可解释为与全球海平面变化曲线的某一特定阶段相对应。层序内部可细分为准层序组、准层序、层组、层、纹层和纹层组等不同层次。
准层序组（parasequence set） 是以明显的海泛面或与其可对比的界面为界、彼此有成因联系的准层序。其垂向上构成一个特征的叠加型式。准层序组内各小层序的叠加型式有前积、退积和加积3种（Van Wagoner等，1988）（图1-1），取决于沉积速率与可容纳空间增长速率的比值。前积准层序组（progradational parasequence set）中，逐渐变年轻的小层序逐层向盆地方向沉积并可延伸较远，即反映了沉积体系不断向盆地方向进积的过程，其沉积速率比可容纳空间增长速率大。退积准层序组（retrogradational parasequence set）中，逐渐变年轻的准层序，以阶梯状后退方式逐层向陆方向沉积和延伸，其沉积速率比可容纳空间增长速率小。尽管在退积准层序组中，每个准层序是向前加积的，但该准层序组在“海侵型式”中是向上加深的。加积准层序组（aggradational parasequence set）中，逐渐变年轻的准层序，层层向上沉积而没有大的侧向移动，即反映了沉积体系不断地垂向加积的过程，其可容纳空间增长速率接近或等于沉积速率。

图1-1 不同类型准层序组内部地层叠覆方式及其测井响应特征

（据Van Wagoner等，1988）
准层序（parasequence） 是由相对整合、成因上相关的层或层组所组成的序列，以海（湖）泛面和与之可以对比的面为界，相当于四级或五级沉积旋回。它是一个从局部至盆地范围的平坦面。海泛面可清楚地划分出界面以上深水环境下沉积的岩石和界面以下浅水环境下沉积的岩石。海泛面的特点是具较小的海底侵蚀作用和无沉积作用。准层序从粒序来看，可划分为向上变细（图1-2）和向上变粗（图1-3）的准层序，但粒序特征并不等同于水体深浅。
层组 是一套以侵蚀面（层组面）、无沉积或与其可对比的整合面为界、相对整合、有成因联系的层。
层 是一套侵蚀面（层面）、无沉积或与其可对比的整合面为界、相对融洽、彼此有成因联系的纹层。
纹层 是用肉眼可分辨的最小层。
高精度的地震反射剖面是经典层序地层分析的基础，既可以利用地震反射同相轴之间的终止关系（上超、下超和顶超）识别层序边界、最大海泛面及体系域的几何形态和展布方式、了解各个层序界面（等时面）的特点和层序内部的地层叠置关系（图1-4，图1-5）；也可以利用地震反射的空间连续性在二维或三维空间追踪层序界面。

图1-2 潮坪环境向上变细的准层序

①1英尺＝0.3048m。
（据Van Wagoner等，1988）

图1-3 潮坪环境向上变粗的准层序

（据Van Wagoner等，1988）

图1-4 根据连续的地震剖面识别体系域

（据威尔逊，1991）
层序分为Ⅰ型层序和Ⅱ型层序，不同类型的层序及其界面的形成，与全球海平面下降的速率、沉积滨线坡折带的沉降速率有关。
Ⅰ型层序的边界以河流复合作用、沉积相向盆地方向迁移、海岸上超的向下迁移以及上覆地层的陆上暴露和同时发生的陆上侵蚀作用为特征。由于沉积相向盆地方向迁移，造成非海相地层可直接覆盖在界面下较深水海相地层之上，其间缺失中等水深的沉积岩层。这种特征是由于全球海平面下降速率超过沉积滨线坡折带处盆地的沉降速率，因而在该处产生海平面的相对下降形成的。

图1-5 层序内部地震反射终止主要模式

（据Brink，1994）
SB—层序界面；LST—低位体系域；TST—海侵体系域；HST—高位体系域；ive—深切谷；lsw—低位进积楔；lsf—低位斜坡扇；bf—低位盆底扇；mfs—最大海泛面
Ⅱ型层序的形成是由于全球海平面下降速率小于沉积滨线坡折带处盆地的沉降速率，在这个位置没有发生海平面的相对下降。因此，Ⅱ型层序的特征是沉积滨线坡折带向陆上暴露、上覆地层的上超以及海岸上超的向下迁移，但既没有与河流复合作用相伴生的陆上侵蚀作用，也没有沉积相向盆地方向的迁移。
一个层序由多个体系域组成，体系域是一套成因相关的同期沉积体系。每个体系域以一物理界面为界，该物理界面为沉积相转换面。经典层序地层学模式源于被动大陆边缘盆地（Van Wagoner等，1988），从中可划分为4种体系域类型：低位体系域（lowstand system tract，LST），海侵体系域（transgrassive system tract，TST），高位体系域（highstand system tract，HST）和陆架边缘体系域（shelf margin system tract，SMST）。
Ⅰ型层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域3个体系域组成，在层序的底部边界上具有特征的深切谷（图1-6）。Ⅱ型层序由海侵体系域、高位体系域和陆架边缘体系域3个体系域组成，没有深切谷，且缺乏由于河流再生及岩相向盆地方向迁移所导致的有重要意义的侵蚀削截（图1-7）。

图1-6 具有陆架坡折的盆地内沉积的Ⅰ类层序的体系域构成

（据Van Wagoner等，1988）

图1-7 具有缓坡边缘的盆地内沉积的Ⅱ类层序的体系域构成

（据Van Wagoner等，1988）
低位体系域（LST） 为Ⅰ型层序中最下面的（地层上最老的）具有成因联系的同一时代的沉积体系。由充填的深切谷（ive）、低位进积楔（lsw）、低位斜坡扇（lsf）和低位盆底扇（bf）组成。低位和海侵体系域之间由初始海泛面（mfs）所隔。低位体系域的沉积物组成在三种边缘背景下差异明显，第一种是具坡折的陆架边缘，第二种是无明显坡折的缓坡（ramp），第三种是同生断层（图1-8）。

图1-8 三种边缘背景下的低位体系域构成

（据Van Wagoner等，1990）
海侵体系域（TST） 为Ⅰ型或Ⅱ型层序中间具有成因联系的同一时代的沉积体系。它发育于相对海平面快速上升阶段，为一套退积准层序组，往陆方向加厚，在底部超覆处变薄。一般情况下，由于沉积物供应不足，小层序组上部海相地层逐渐变薄，海侵体系域向盆地方向和向上变薄，在其顶部和内陆架向海一侧形成饥饿层。海侵体系域向远端过渡为凝缩段，具有极低的沉积速率并发育凝缩相（页岩或远洋碳酸盐岩）。海侵体系域与高位体系域之间由最大海泛面所隔。
高位体系域（HST） 为Ⅰ型或Ⅱ型层序中最年轻的具有成因联系的同一时代的沉积体系。它位于上一层序界面之下，由高水位早期前积复合体、高水位晚期前积复合体、高水位晚期陆上复合体三部分组成。早期前积复合体呈S形前积地层型式，晚期前积复合体为斜交前积地层型式。晚期陆上复合体以在海平面相对静止时期形成的河流沉积为特征。
陆架边缘体系域（SMST） 为Ⅱ类层序的最低部位体系域，为一楔状体，覆盖在Ⅱ类层序界面上，在下伏前积拐点向陆一侧的陆架上沉积而成，该体系域以加积和前积为特征，其底界为整合的层序界面，而顶界是陆架边缘顶面，在其尖灭处向陆一侧存在不整合，这是陆架边缘顶面与不整合面合二为一的地方。陆架边缘体系域陆上部分一般为向海增厚的陆相楔状体，而海相部分与低水位前积复合体相似。
（2）经典层序地层学的优势与局限性
经典层序地层学，之所以能在盆地分析和能源预测方面得到广泛应用，正是由于其具有以下优势：
1）以地震反射终止特征识别层序边界、最大海泛面及体系域的几何形态和展布方式，实践性强，较易操作。
2）以不整合面及其相应的整合面作为划分层序的依据，强调了层序界面之间地层的三维构型，有利于在等时地层格架内在三维空间里研究沉积体的叠置关系，并可应用地震勘探技术和计算机技术，定量地模拟层序的充填过程，预测地层、相带分布及有利的“生储盖”组合与空间分布规律（图1-9），以恢复古地理、构造发育史、成藏史和进行油藏开发监测等。
3）不同级别等时地层单元与地层格架的建立，结合生物地层学等资料可进行综合分析，将地层学研究从单因素讨论提高到多因素分析、从定性描述上升到定量刻划的水平。

图1-9 大型断陷湖盆以层序格架为基础的砂体预测模式

但由于经典层序地层学模式是源于被动大陆边缘盆地，难以有效地解决复杂多变的陆相层序的控制因素问题，如多数陆相湖盆初始湖泛面难以识别，水进体系域的划分较为困难，因而体系域的三分通常难以操作；尤其是在非湖相的陆相沉积（河流沉积、洪冲积沉积、风成沉积甚至火山沉积）中，地层不整一现象不明显的地层中，很难用反射终端性质确定层序界面和识别体系域；同时，由于沉积物物源供应充足，砂岩发育，缺乏广泛分布的湖相泥岩、煤层、古土壤层，最大水进面的识别也存在很大困难，更无法借用海/湖平面变化进行层序分析。

层序地层学最早是地震地层学应用于油气勘探领域而被提出的。1977年，Vail等发表的地震地层学论文集标志着层序地层学的萌芽。此后的10年，地震地层学迅速发展并日臻成熟，而且在油气勘探领域有了广泛的应用。1987年，Vail和Wagoner正式提出了“层序地层学”的概念，并发表了第二代Vail海平面变化曲线，Vail还提出以海平面升降作为层序演化的主控因素，至此，层序地层学理论基本形成（纪友亮，1997）。时至今日，层序地层学的应用已远非仅限于油气、煤等能源地质领域，它在区域地质、大陆边缘地质和地层学理论研究方面都取得了突出的成果，受到越来越多地质学家的重视（王鸿祯，1998）。
层序地层学研究主要包括两个方面的内容：一是全球绝对海平面变化曲线的建立和对比（如Vail等，1977a;H aq等，1988），二是在等时性地层序列中的岩性特征预测。第一方面的应用已受到严厉批评，因为支持这些曲线的许多假设条件是错误的（Miall,1986,1991,1992;Summerhayes,1986;Burton等，1987）。尤其是用来确定这些曲线的古生物、古地磁及放射性测年技术的精度不足以界定三级海平面变化曲线的时限。结果不同盆地的年代序列曲线被错误地叠加在一起，形成毫无意义的全球海平面变化曲线（Aitken,Howell,l994）。现在更为通用的是区域性的而非全球性的海平面变化曲线（Partington等，1993）。只有通过高分辨率生物地层学和年代地层学研究并对一些区域性旋回进行了详细分析后，才能把一些局部事件从全球性的等时性事件中区别开来，这样才能建立正确的全球海平面变化曲线。尽管如此，在那些年代资料很少或根本就没有年代资料的盆地中，全球海平面变化曲线还是有价值的（Posamentier,James,1993;Posam entier,Weim er,1993）.
尽管全球海平面变化曲线存在着不合理性，但并没有影响到层序地层学作为预测和揭示盆地充填历史工具的合理性。层序地层学在这方面的应用比建立全球海平面变化曲线的应用更广且更有价值，因为它依赖于可容空间的概念（Jervey,1988）。只要认识到以前提出的模型只是概念化的东西，并在使用层序地层学概念以前阐明局部影响因素（如沉积物供给、盆地形态），层序地层学是可以应用到许多不同类型的构造背景和沉积环境中的（Posam entier,Allen,1993a;Posam entier,Jam es,1993;Posamentier,Weimer,1993;Weim er,Posam entier,1994b）。自从它旋回地层学（allostratigraphy）（NACSN,1983）、成因层序地层学（Galloway,1989）和Exxon模式层序地层学（Jervey,1988;Posam entier,Jervey等，1988）被提出后，人们就已经开始讨论它们的优缺点了（Walker,1990,1992;Posamentier,Jam es,1993）。它们的共性是都与事件地层学相关联，并且都是基于岩石记录中的旋回性以及相对时间地层格架的测定，主要差别在于旋回之间界面的厘定。它旋回地层学方法使用限制它旋回地层单元的任何一种不连续面，Gallowayd成因地层学方法使用最大海泛面限定成因地层层序，而Exxon公司的层序地层学方法则使用不整合面限定沉积层序。正因为如此，成因地层学和层序地层学可看作是基于描述性特征的它旋回地层学的子集。因此，成因地层学和层序地层学方法两者与它旋回地层学没有根本的冲突（Aitken,Howell,1994）。但是，成因地层学和层序地层学之间有较大的争议。成因地层层序从凝缩层和最大海泛面的识别开始，而在有些情况下，凝缩层和最大海泛面的识别通常比不整合面的识别要容易得多，尤其在测井数据中。这两种方法相互并不排斥，都有各自的优缺点，且在同一个研究中，两种方法可以同时使用（Aitken,Howell,1994）。只是成因层序地层学在预测砂层沉积的时间和地点方面与由不整合面限定的层序（Exxon模式层序地层学）相比，其预测功能稍差（Aitken,Howell,1994）。

层序地层学是80年代以来迅速发展的学科之一，并在油气勘探中发挥了很大的作用。70年代地震地层学的出现首先引用了L.L.Sloss层序的概念，随着研究的深入、反射地震技术的提高以及地震成果与露头钻井资料的结合，逐渐形成了层序地层学的完整的概念和方法体系。将层序理解为一种等时地层单位，即由一套相对整合及成因上有联系的地层组成，其顶和底以不整合或与这些不整合可以对比的整合为界，强调具等时性的物理界面和层序内的地层有成因联系，因此它也具有成因地层学意义。层序地层学方法可以建立不同尺度的地层对比格架，并将相和沉积体系放在统一的等时地层格架中进行研究，因而在含油气盆地中可以阐明生油层、储集层和盖层的分布规律。对层序的级别划分，一般分为5级，即巨层序（megasequence）、超层序（supersequence）、层序（sequence）、沉积体系域（deposional system tract）和副层序（parasequence）。王鸿祯等强调某些层序级别与已知的宇宙旋回地球轨道变化等因素的联系。在层序成因上，P.R.Vail等（1977）许多学者都强调全球海平面对层序形成的影响，一个三级层序内部可识别出低位体系域和高位体系域，即反映了一个海平面变化的周期。但另一方面，构造对层序形成的影响也提到相当重要的位置。现已识别出许多构造层序。R.A.Laws等还提出了区分层序形成是受构造活动还是受全球海平面变化控制的方法，即作出局部的或给定盆地的海岸上超曲线，然后与B.V.Haq全球海平面变化曲线（1988）进行对比，有差异的位置即说明是受构造运动影响造成的。但使用这种方法的前提是，B.V.Haq全球海平面变化曲线是正确的。层序地层学的最大实用性是地层时空构架的形成，它提高了预测地层年代、体系域和相带分布能力，同样也提高了对矿产，尤其是油气有利区带的预测能力。随着研究的深入，层序地层已从中、新生代推向古生代甚至于元古宙，从海相扩大到非海相层序地层。Brown等认为从50年代相模式到90年代高分辨层序地层学，地层学研究经历了半个世纪的努力，是自Lyell以来在沉积-地层领域中取得的最引人注目的贡献。

---

德城区14764137610： 层序地层学 - 搜狗百科？
布解丙酸： 层序地层学是20世纪80年代后期在地震地层学理论基础上发展起来的一个地层学分支学科,其理论基础是认为海平面升降变化具有全球周期性,海平面相对变化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因...

德城区14764137610： 什么是高分辨率层序地层学的核心？
布解丙酸： 高分辨率层序地层学理论的核心内容是“在基准面旋回变化过程中,由于可容纳空间(A ) 与沉积物补给通量(S )比值(A / S ) 的变化,相同沉积体系域或相域中发生沉积物的体积分配作用和相分异作用,导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构和组合类型发生的变化”. 高分辩层序地层学把基准面升降分为短、中、长周期,并通过短、中、长周期旋回分析进行不同精度的等时性地层划分对比.高分辨层序地层学在概念体系上不够完善,在地层单元命名上均称为“旋回”.

德城区14764137610： 地质分层怎么分? - ？
布解丙酸： 地质分层包括年代分层、岩性分层、层序地层等几个方面.年代分层是根据同位素测年、古生物化石组合断代等,确定地层的分层.岩性分层是根据各时代不同的岩性组合,确定界线.层序地层学是近年来新发展出来的一种地层学分类,根据全球相对海平面升降曲线划分地层时代.

德城区14764137610： 什么是海进层序和海退层序? - ？
布解丙酸： 呵呵,楼主的问题问的还比较深奥,海进层序和海退层序简单的说就是楼上的说法,海进是指海水淹没陆地,由于在海进过程中,海水由浅到深,水动力逐渐减弱,因此岩石的粒度整体上来看是下粗上细的.而海退层序则恰好相反.由于楼主说到层序一词,因此多说两句,地质上有一门课叫层序地层学,里面有海进体系域和海退体系域,内容很多,楼主如果想详细了解,可以找找这方面的资料

德城区14764137610： 地层学的分支学科 - ？
布解丙酸： 地层中年代久远的化石 地层学的主要分支包括年代地层学、岩石地层学和生物地层学.年代地层学以地层的地质年代归属为主要研究内容,以时间界面为准划分地层,与地质年代表一致是建立地层系统的基本要求.岩石地层学以地层的岩性特征...

德城区14764137610： 求一篇论文:结合实例论述层序地层学在油气勘探开发中的应用以及层序地层学的发展趋势？
布解丙酸： 推荐朱筱敏的《层序地层学》 1、未成熟区油气勘探中的应用 地层对比、沉积相研究、细分体系域、确定含油气远景区带、预测圈闭类型 2、成熟地区油气勘探中的应用 预测生储盖分布、次级地层对比的标志城、预测井间生储盖组合、确定隐蔽性地层圈闭、简历地层框架 3、油田开发中的应用 储层非均质性、预测储层层理和连续性、精细层序对比等 至于发展: 大有前途,对地层-岩性油气藏,层序地层学的用途很大…… 全自己输入,望君理解,祝好!

德城区14764137610： 层序地层学在油气勘探开发中的应用 - ？
布解丙酸： 这不就是考博士的题吗? 推荐朱筱敏的《层序地层学》 1、未成熟区油气勘探中的应用 地层对比、沉积相研究、细分体系域、确定含油气远景区带、预测圈闭类型 2、成熟地区油气勘探中的应用 预测生储盖分布、次级地层对比的标志城、预测井间生储盖组合、确定隐蔽性地层圈闭、简历地层框架 3、油田开发中的应用 储层非均质性、预测储层层理和连续性、精细层序对比等 全自己输入,望君理解,祝好!

德城区14764137610： 初始海泛面与最大海泛面 - ？
布解丙酸： 海泛面也是层序地层学研究中十分重要的成因地层界面,一个四级层序中的初始海泛面和最大海泛面是划分低位体系域、海侵体系域和高位体系域的界面.从各种岩层所形成的沉积环境看,以下几种类型的特征岩层或岩层组合代表了所在地层序...

德城区14764137610： 油气勘探的原理 - ？
布解丙酸： 地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果,运用到地震解释工作中,把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来,做出系统解释的方法.地震层序 地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映.在地震剖面图上找...