用基准面变化分析塔北构造、沉积演化史

如何利用沉积相序列分析沉积基准面的变化~

请参考---成都地质学院 刘宝珺 主编 沉积岩石学（地质出版社）好像是80版，里面很详细！

沉积盆地 ( 简称盆地) 是指岩石圈表面 ( 地球表面) 在三维空间内，容纳沉积物堆积和叠置的场所，其边界为各种不同性质的构造活动带和自然地理障壁。沉积盆地分析就是将沉积盆地作为研究对象，运用多学科 ( 如沉积学、地层学、构造地质学等) 的知识，采用多种方法 ( 如钻孔、露头观察和地球物理等) 对盆地的形成、沉积充填、古地理演化和地球动力学进行综合研究的过程。古地理学是研究和描述地史时期地球表面的自然地理，如海陆分布、海水深度、盐度、温度、陆地地形、气候条件、生物分布等特征及其发展历史的一个地质学的分支。古地理分析，通常是在地层和所含化石、沉积岩和沉积相研究、大地构造、区域地质研究的基础上进行的，其对于阐明地壳发展史，揭示矿产的形成环境及其分布规律具有指导意义。

图 2. 1 古地理分析内容示意

2. 1. 1 沉积分析的原则与方法
古地理分析是对地质历史时期中自然地理景观的再造，也就是再造沉积区和侵蚀区的景观。古地理分析的内容包括: 所研究区或盆地的地层等时格架的建立，精细地层的划分与对比; 确定侵蚀区的位置及母岩的性质、古地形的起伏; 确定沉积区的边界、搬运介质及水动力条件; 确定水的物理 － 化学性质等介质条件。此外，古地理分析还要确定古气候及古构造状况、确定古火山喷发的中心等 ( 图 2. 1) 。
古地理的分析不仅可以确定当时的自然地理景观，还可查明沉积矿产的生成与分布的规律性; 阐明沉积作用与大地构造之间的关系，以进一步了解地壳运动与地质发展史，作出矿产的预测; 对于特殊盆地、特殊沉积 ( 如事件沉积) 进行专门研究，恢复古地理景观。
总之，古地理分析是在综合各种地质资料的基础上，通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等分析方法，再现当时的自然地理景观。由于这个问题涉及的范围很广，目前还不能得到全面的解决，所以在此尽可能简要地介绍一下古地理分析的有关方法。岩相古地理学发展到今天，已经与盆地分析、层序地层学等新学科密切地联系在一起，岩相古地理学研究更注重盆地演化的细节问题和资源预测的精度。
2. 1. 1. 1 现实主义原则
沉积相分析的原则包括 “现实主义” ( actualism) 原则和相共生原则 ( 又称瓦尔特相律，Walther's Law) 。现实主义原则由地质学之父莱伊尔 ( C. Lyell) 于1830 年在 《地质学原理》一书中作了详细论述。其基本含义为: 现在正在进行着的地质作用，也曾以基本相同的方式和强度在整个地质时期发生过，古代的地质事件可以用今天所观察到的现象和作用加以解释。
1905 年盖基 ( A. Geikie) 又提出了 “现在是打开过去的钥匙” ( the present is the keyto the past) 这一著名的表述。在我国常将这一原则称为 “将今论古”，或 “历史比较法”。现实主义原则作为地质科学的一种方法论和基本原则，对沉积相分析和古地理研究尤为重要。
现实主义原则不仅是研究和恢复古代沉积环境的指导理论，而且为进一步发展沉积学和古地理学指出了一条正确途径。为了能更准确地解释过去，必须加强对现代沉积环境、沉积作用及产物的研究。从某种意义上说，对现代沉积学的知识了解得越多，就越能更好地解释过去，碳酸盐沉积学新理论的提出，潮坪、风暴岩、三角洲等许多沉积相模式的建立等就是很好的证明。
需要指出的是，应用现实主义原则时必须考虑到地质历史与生物演化规律一样也是前进性发展的，各地质时期的地质作用方式和特点既有继承性，也有变化性，既有连续性又有阶段性，例如元古宙的碳酸盐潮坪中广泛发育有叠层石，而到显生宙时，同样是碳酸盐潮坪环境，由于食藻生物的出现，叠层石的分布范围和数量大为减少。所以在应用现实主义原则时，决不能把今日的现象与古代简单地完全等同看待，而必须根据多方面的事实，以发展的观点，进行历史的分析，才能得出合乎逻辑的科学解释。
2. 1. 1. 2 沉积相分析方法
探讨地层形成的自然环境，再造沉积时期古地理面貌的基本方法是沉积相分析法。沉积学及古地理学的研究方法可以分为野外和室内两个方面。首先是沉积岩岩石学和沉积相标志的研究，沉积岩分布于地壳中成为一种地质体，因此在野外对沉积岩进行研究时首先要使用地质观察的方法，即在野外研究沉积岩的物质组分、结构、构造、岩层产状、岩层间的接触关系、岩层厚度、各种成因标志和岩性组合在纵向和横向上的变化; 并收集古流向资料，从而查明沉积岩在时间上和空间上的分布和演化特点。获得这些资料最基本的方法是系统地测制地层剖面和沉积岩相剖面，并进行区域范围的地层和相剖面的分析与对比。
近年来，在沉积学研究中还引进了大量新技术和新方法，如遥感技术、钻探技术、深海钻探及采取长岩心技术、各种测井技术和地震勘探技术; 此外，航空摄影或地面摄影用的雷达测试技术以及探测水下地形的声呐测试技术已在逐渐应用。
在室内研究中，显微镜薄片法仍是研究沉积岩最基本的方法。沉积学常用的室内方法还有粒度分析、重矿物分析、不溶残渣分析、差热分析、化学分析、光谱分析等。近年来，室内研究中亦引进了不少新的测试手段，如阴极发光显微镜、稳定同位素 ( 碳、氧、硫) 分析、扫描电子显微镜、X 射线衍射、图像分析、电子探针、原子吸收光谱、红外光谱、气相色谱以及激光拉曼光谱和古地磁的研究等。同时，计算机技术已广泛应用于沉积学研究中，包括沉积过程和沉积体系的展布及储层分布的模拟和预测等。
在地下资料的应用方面，主要是利用钻井过程中测得的地下各地层的物性资料 ( 测井曲线) 进行岩性判别和测井相分析，以及利用地震测量资料，通过各沉积体和沉积界面的反射曲线研究而进行沉积相分析，即地震相分析。地下相分析是研究油田地下地层和沉积相以圈定油气储集层的主要手段。
这些新技术、新方法的引进，是促进沉积学发展的重要原因之一，使沉积学在宏观领域和微观领域的研究深度、广度和成效大为提高，更使得对于沉积岩的客观规律的认识达到了一个新的水平。应该强调，必须将野外露头 ( 或岩心) 观察和室内研究密切结合起来。室内研究是野外研究的继续，野外研究是室内研究的基础。此外，在对沉积岩进行研究时，必须要注意沉积作用和成因以及其他地质作用，特别是与构造环境的关系。要将其他有关地质学科的资料和知识恰当地运用到沉积学及古地理学的研究中，才能获得有关沉积岩成因的全面的认识。
2. 1. 2 岩相古地理分析基本原理
沉积相分析和岩相古地理各种沉积条件的分析必须遵循一些法则，主要有相序递变法则、沉降补偿原理和地层旋回等时对比法则等。
2. 1. 2. 1 相序递变法则
相序递变规律或相变法则是指沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性，称为相序递变。很早瓦尔特 ( Walther，1894) 就指出: “只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间隔”。这一规律通称为相序递变规律或相序递变法则，是相序分析中应遵守的基本法则。
相序递变主要有两种基本类型，一类是由于海平面上升 ( 或海进) 所形成的退积型相层序，相剖面自下而上由陆相—海陆过渡相—海相叠覆而成; 另一类是由于海平面下降( 或海退) 所形成的进积型相层序，相剖面自下而上由海相—海陆过渡相—陆相叠覆而成。如果是由海平面上升、再次下降连续叠覆形成的一个完整旋回，即为连续沉积的相层序或称为完整相层序。依据岩性、岩相变化的级次，也可划分出次一级相层序。也就是说，在早期，我国中新生代陆相含油气盆地分析采用岩性韵律对比法、相旋回对比法，如能运用成因层序等时对比原则，在识别出不同级次沉积 ( 地层) 旋回的基础上采用相旋回对比法，有可能建立精细区域地层 ( 砂层、或砂层组) 等时对比格架。
2. 1. 2. 2 沉降补偿原理
沉积盆地沉降和补偿可概括为下述 4 种情况:
1) 快速沉降，快速补偿。起因于盆地快速沉降，侵蚀区快速上升，为地壳活动区的特色，主要由分选差、厚度大的粗—中碎屑沉积物组成，为洪积 － 冲积相，多为陆源沉积盆地沉降中心特点。
2) 快速沉降，缓慢补偿。即补偿速度小于沉降速度，物源区母岩风化较彻底，多以黏土及化学溶解物质沉积为主，显厚度较小的深水—较深水相沉积，在陆源盆地中具有沉积中心 ( 或生烃中心) 的特点。
3) 缓慢沉降，快速补偿。由于补偿速度远大于沉降速度，水盆面积缩小，以淤积 －冲积沉积为主，直至盆地填满消亡，显现岩性、岩相连续，但剥蚀、冲刷现象明显。
4) 缓慢沉降，缓慢补偿。由于沉降与补偿均缓慢，代表稳定构造区特点，形成成熟度高的碎屑沉积物 ( 如石英砂岩) ，常为浅海陆棚区所特有。
沉积盆地沉降和补偿原理对于含油气沉积盆地岩相古地理研究的相分析具有重要意义。因此，在剖面相分析中，除应注意在一定环境里由于沉降与补偿变异所造成的层序、厚度和接触关系等变化外，还应注意在环境和水深等条件相对不变时，由于瞬间事件作用所引起的各种变化。剖面相分析中应注意下述几个基本原则。
( 1) 定时问题
剖面对比相分析中主要解决同一时期、不同地区的沉积相的变化，选择等时对比界面就是一个首要问题。
区域剖面相分析中，较好地利用标准化石定时的例子很多。近 20 年来，应用碳酸盐岩中的超微体化石、浮游有孔虫的鉴定，并结合古地磁的测试，较好地解决了海相沉积盆地古近 － 新近纪、白垩纪和侏罗纪准确定时问题。海相碳酸盐岩中的超微体生物从侏罗纪时出现，白垩纪大量繁殖，古近 － 新近纪最盛。故应用此法定时还受到时间及相类型的限制。
我国东部中、新生代陆源碎屑沉积为主的地区，剖面对比相分析中，利用标准生物化石的 “科”、“属”可以划分系、统， “种”的变化可以用来划分组、段。但生物演化常不是截然突变的，甚至有一些 “哑层”采不到化石，因此常不易准确地划分等时界面，更多的是结合岩性组合特征、沉积层序和接触关系等标志来加以确定。
( 2) 穿时问题
传统的群、组、段岩石地层单位时常存在 “时侵”或 “穿时”问题，在以陆源碎屑沉积为主的地层单元尤为常见。
传统油区地层划分和对比主要注重相似或相同岩性的等时性，而忽视了等时界面和岩性界面的不一致性，即穿时现象。
新地层学原理———垂向加积作用和侧向加积作用是在近代沉积学、地震地层学的发展基础上而建立起来的。沉积盆地中沉积物的沉积作用除了由于重力作用产生垂向加积外，尚有由于环流或湖面收缩 － 扩张所产生的侧向和前积作用。例如曲流河体系中由凸岸( 加积岸) 向凹岸 ( 侵蚀岸) 的侧向加积作用; 在沉积盆地中由于湖面收缩河流三角洲或扇三角洲向盆地内方向推进的前积作用等。由此建立了不少新地层学模型和相模式，有助于建立段和亚段，乃至砂层组的等时地层格架。
2. 1. 2. 3 地层旋回等时对比法则
近几年兴起的高分辨率层序地层学中提出的地层旋回等时对比概念有其可取之处，特别是在油区大比例尺岩相古地理工业制图中应予以考虑。
高分辨率层序地层学 ( Cross，1994) 是应用 Walther 相序定律，结合 Wisdom 的基准面取代定律并采用岩石地层横剖面及相应的时空范围进行编制，有可能解决陆相含油气盆地勘探和开发中砂层和砂层组的精细对比问题。其基本指导思想是应用沉积动力学观点，分析沉积盆地 ( 区) 沉积物的堆积样式、保存程度、相序递变特征及不同级次相类型的组合和纵横向变化，这一切变化受控于基准面 ( 是一个地球物理面，为上、下振动并横向摆动的抽象等势面) 的升降变化，有效可容空间向盆地或向陆地发生迁移，使沉积物( 岩) 各种性质发生变化构成了时间和空间的函数。因此，以此为出发点来解释各种层序的岩性岩相变化及其沉积学特征，有可能充实和完善单纯用相序递变法则和相旋回对比法而无法解决的高精度等时地层格架问题。
地层旋回的等时对比基本原理是: 伴随基准面的升降变化和可容纳空间的增大与减小，地层记录可以由完整的地层旋回组成，也可以仅由非对称的半旋回和代表侵蚀作用与非沉积作用的界面构成。基准面旋回的转换点可作为时间地层对比的优选位置。转换点在地层记录中的某些地理位置表现为地层不连续面，某些位置则表现为连续的岩石序列。岩石与界面出现的位置和比例是可容纳空间和沉积物供给的函数。
高分辨率层序地层对比的核心内容是同时代地层与界面的对比，不能简单地泥对泥、砂对砂，或者简单地进行旋回对比，而要根据在一个旋回中不同地理位置上的地层发育特点进行对比。
对比的总原则是:
1) 先进行较大基准面旋回的对比，然后进行较小旋回的对比。
2) 一个完整基准面旋回、向上变细的半旋回及向上变粗的半旋回间可以互相对比，也可以分别与没有沉积的一个面进行对比，即所谓的岩石对比岩石、岩石对比界面或面面相对。
3) 在短期基准面旋回的对比过程中，中期基准面由上升到下降的转换点是优选位置中要重点考虑的对比界面，以此转换点为起点，依次向上或向下作小层对比，其结果会更趋合理。特别是在区域范围的地层对比中，掌握这一原则十分必要，因为此转换点是中期基准面向其幅度最大值单向移动的临界点，在区域内表现为连续的岩石序列，即同一时间域内的不同地理位置均产生了沉积响应。
2. 1. 3 盆地地层格架的建立
进行沉积盆地古地理和盆地的整体分析，不论是利用露头，还是钻孔、测井与地震资料，首要问题是进行地层划分和对比，建立研究区的地层格架，这是沉积盆地分析和重建古地理格局的基础。
2. 1. 3. 1 地层的沉积作用
沉积作用分为物理的、化学的、生物的 3 种。从地层的形成方式来看，沉积作用可以归结为垂向加积作用和侧向加积作用两种最基本的方式。
( 1) 垂向加积作用
垂向加积是指沉积物在地球重力场作用下从沉积介质中自上而下的堆积过程，该过程是以沉积物 “雨”降方式堆积沉积物的。因此，沉积层是垂向上加积的，这种沉积方式即形成所谓 “千层糕式”的地层形式，地层的叠覆原理就是在这种理论的基础上建立起来的。大洋环境、深海、大型湖盆、封闭海盆、潟湖和爆发型火山沉积区是垂向加积作用的主要场所; 浊积岩、风暴岩、洪泛岩等序列中的背景沉积、宇宙尘堆积、风成黄土等都是垂向加积的标志性地层记录。垂向加积作用所形成的地层具有以下特征: ①未经构造变动和未发生倒转的地层序列，在任何时空尺度上总是上新下老; ②连续延伸的岩层界面必然是等时面，主要由沉积速率、气候条件、物源类型、物理条件、化学条件等变化，导致沉积物成分、结构、构造和颜色等特征的变化，故岩石地层单位穿时普遍性原理不适用于以垂向加积作用为主的地层; ③地层的相变不服从瓦尔特相律，而服从其具体沉积作用的特有规律或具随机性，例如与界线黏土层相关的地层记录。

图 2. 2 曲流河侧向迁移形成的侧向加积 ( A) 和障壁砂坝向海推进形成的前积 ( B)( A 据 Davis，1983; B 据 H. A. Bernard 等，1962，转引自杜远生等，1994)

( 2) 侧向加积作用
侧向加积作用是指沉积物在搬运营力作用下，沿搬运方向的堆积推移过程，该过程所形成的原始沉积层是斜列的，即等时面是倾斜的，常见的如曲流河道迁移过程中边滩向凸岸方向的积 ( 图 2. 2A) 、三角洲前缘向海方向的加积、砂坝向海推进过程中向海方向的加积 ( 图 2. 2B) 以及滨岸沉积在海平面上升时形成的向岸方向的加积，生物建隆在其筑积速度和海平面上升幅度均衡时以垂向加积为主，而当海平面上升幅度小于筑积速度时就会出现侧向加积 ( 图 2. 3) 。由侧向加积作用形成的地层记录具有如下特征: ①未经构造变动和未发生倒转的地层序列其沉积层是原始倾斜的，即其等时面是原始倾斜的; ②在广大范围内连续延伸的相同属性岩层或岩性界面，其穿时性是绝对的，等时性是相对的;③地层的相变符合瓦尔特相律。

图 2. 3 生物建隆 ( 礁) 的垂向加积 ( A) 和侧向加积 ( B、C) 示意( 据 Langman，1981，转引自杜远生等，1994)

( 3) 海进、海退与地层的形成
海进、海退是地层形成的重要动力过程，不同地史时期，不同环境条件形成了各具特色的记录 ( 图 2. 4) ，其重要特征是若地层层序连续，则相序必然连续，相的时空结构服从瓦尔特相律，但其相同属性的岩相界面在斜交和垂直海岸线方向上必定是穿时的，如我国华北地台南部河南、河北一带早古生代的三山子组白云岩就是典型的穿时岩石地层单位。
2. 1. 3. 2 地层对比与地层格架的建立
地层对比是确定不同剖面上地层单位的地层特征和地层层位的相当。由于地层有不同的属性，划分地层单位的依据不同，故具有不同的地层对比标准，如生物、岩性、年代、磁性、地震反射特征等。层序地层学为沉积盆地沉积地层的对比和建立地层格架及进行盆地沉积充填分析提供了新的手段，利用层序形成的某一阶段的等时界线，作 “瞬时”古地理图，也为古地理研究提供了新的前景。
所谓地层格架是指区域性岩石地层的时空有序排列形式，它可以用一定的几何图形表示。因为时间和空间是两种不同的物理量，所以，地层格架又可分为空间格架和时间格架两类。地层的空间格架又叫作岩石地层格架，或地层的沉积格架; 时间格架也可叫作年代地层格架。两类格架中，岩石地层格架为基础，它是客观存在的，是可以根据岩石地层序列的结构和空间排列特征、几何形态、几何关系确定的描述性格架，是沉积盆地分析和沉积地层及沉积层控矿产分布规律预测的基础; 年代地层格架是解释性的格架 ( 图 2. 5) 。

图 2. 4 海进超覆 ( A) 及海退退覆 ( B) 与地层相变关系( 据王鸿祯等，1980)

建立区域地层格架，必须了解沉积地层序列内基本不整合界线单位的发育特征，包括其划分、时空分布情况、垂向叠覆及其内部岩石地层的结构、形态、相互关系、侧向堆积规律等。地质填图是主要的地面调查方法，此外还应尽可能地综合使用层序地层学、岩石地层学、年代地层学、生物地层学、磁性地层学、沉积学和遥感地质方法。
( 1) 区域不整合面的识别与追索
1) 不整合面上、下岩层的几何关系: 最重要的是向陆方向上覆岩层对不整合面的区域性上超 ( 超覆) 、陆架 ( 台地) 前缘或盆地边缘的倾斜时沉积岩层对陆架 ( 台地) 边缘的上超、对上覆不整合的顶超以及上覆地层对不整合的下超等。
2) 古风化壳标志: 古风化壳以钙质风化壳最为常见，其次是铁质风化壳、铝质风化壳和硅质风化壳等。古风化壳都属于古土壤的范畴，是在土壤剖面的 C 层 ( 风化的基岩层) 与 B 层 ( 淋积和残积层) 中发育形成的，其上的 A 层 ( 有机矿物层) 及 O 层 ( 富有机质层) 一般未保存下来。
3) 岩性岩相标志: 该标志为岩性和垂直层序的突变或规律性变化、底砾岩的出现。底砾岩分布在海相层序中陆相沉积的顶或底，含陆棚或台地内部沉积大角砾的块体流沉积之顶或底、大量蒸发岩之底或顶，可以指示不整合的存在。
4) 不整合的剥蚀标志: 主要是层序地层学中Ⅰ型不整合面的起伏、深切河谷、较大型 ( 高 0. 1 ～1m) 的圆滑喀斯特溶沟等。但是经过较长期暴露或波浪冲刷的不整合面则无剥蚀标志保留。
5) 地层缺失和古生物带的缺失: 一般来说不整合面的识别标志在侧向上变化很大，因此，最好通过填图查明其变化情况，但是有的不整合物理特征不明显，那就只能靠区域地层对比查明是否有重要的地层和生物带缺失，来确定有无不整合。

图2.5贵阳地区三叠纪地层格架(据魏家庸等，1991)

(2)凝缩段的追索与识别
凝缩段(饥饿段)指相对较薄、沉积速率极低的一段地层。该地层是在相对海平面最高时期的沉积，饥饿段的主要识别标志有:强烈生物扰动的毫米级—厘米级纹层—薄层泥灰岩或页岩，浮游生物化石丰富的瘤状泥质灰岩，富有机质或深色的黏土岩，某些斑脱岩，磷、锰、菱铁矿等结核或自生海绿石相对富集层，多元素的地球化学异常富集层等。物理标志有:硬底及海底间断面的频繁出现，高水位沉积层向饥饿段的下超现象等。凝缩段主要分布于盆地内至陆棚或台地前缘部位，向陆棚或台地内部追索，其延伸范围可大可小，其特征也会发生变化。但不管怎样变化，它与上、下岩层相比其层理明显较薄，其沉积速率总是较低的。凝缩段由于岩性特殊，一般可作为非正式或正式岩石地层单位填图。
( 3) 特殊形态岩石单位的填图
特殊形态的岩石单位一般分布范围有限，主要是构成低位体系域的重力流沉积 ( 如灰岩角砾岩楔或岩舌、厚层砂岩岩楔) ，以及高位体系域的礁、滩等。
( 4) 遥感图像解译
遥感图像的优点是能够清楚地展现大范围地层实体的形态与几何关系。遥感图像解译的重点是特殊形态的岩石单位、不整合与沉积岩层的层理特征，以及下超、上超、顶超等关系。
( 5) 沉积序列垂向变化研究
在陆棚或台地边缘，地层格架的几何特征、低位或边缘楔和饥饿段等比较清楚，而在陆棚或台地内部情况则相反，主要是海侵体系域和高位体系域的沉积。这时除了仔细查找不整合面外，还要靠研究沉积层序的垂向变化，将海侵体系域与高位体系域分开，来建立地层格架。
海侵体系域和高位体系域的地层结构正好相反，前者为退积结构，后者为进积结构。这两种结构在沉积层序的垂向变化上均有明显的反映。因此，根据其垂向变化规律可以划分高级的退积 ( 海侵) 和进积 ( 海退) 旋回。退积与进积的旋回界面相当于饥饿段中部的最大海泛面，进积与退积的旋回界面相当于不整合面。
( 6) 地层时代研究
综合利用生物地层学、年代地层学、磁性地层学和地质年代学方法，确定各地层单元的时代归属，同时还必须与详细研究岩石地层的几何关系相结合，以便建立地区性年代地层格架。
2. 1. 4 沉积微相研究
2. 1. 4. 1 沉积微相含义
沉积微相是研究可识别、划分的，并具有一定应用价值，如判断相对最小一级沉积单元的砂体成因。目的是预测其属性、砂体规模及展布，为油气开发中研究油水运动特点和剩余油分布提供地质依据。
2. 1. 4. 2 研究的基本方法
( 1) 确定研究工区所处的沉积部位
在区域沉积相带划分基础上，首先确定研究工区所处的沉积部位、所属的沉积相类型，为微相研究提供宏观控制。
( 2) 建立沉积相的标准相模式
标准相模式是研究沉积微相的重要依据，通过标准相模式可以了解微相类型、分布及沉积特点，以指导微相划分，如湖泊盆地的微相 ( 表 2. 1) 。
( 3) 确定沉积微相类型
以岩心为基础，综合录井资料作参照，以电测曲线形态为基础，综合判断微相类型。
1) 基本原则: ①以沉积相的标准相模式，指导微相划分; ②小层地层单元是确定微相类型的基本单元。
2) 主要方法: ①分析小层单元岩性组合、单层厚度、砂岩岩性、泥岩颜色等有关相划分的单因素指标，进行逐井、逐层定相; ②优选标准的微相岩性剖面→岩电性的相关性分析→建立微相电子图版，以便用大量的电测曲线资料，直接划分微相类型。
表 2. 1 陆相湖盆主要沉积相、亚相与微相

塔北地区沉积基准面变化曲线可划分出六个一级升降变化旋回，它分别对应于六个巨层序，即元古宇—古生界的巨层序TS（Z-O₁）、TTP-TKA（O₂₊₃-D）、TKB-TLA（C-P），中—新生界巨层序TUA（T-J）、TZ（K-E）和TTE（N）。基准面一级旋回变化反映了塔里木盆地发展与演化的不同阶段。

1.巨层序TS形成阶段

在巨层序TS形成期，塔里木盆地由大陆裂谷发展到被动大陆边缘。超层序TSA在满加尔坳陷发育大规模的低水位期沉积，是盆地形成初期深裂陷沉积充填的反映，在超层序TSA的顶部，发育大规模的前积下超沉积，是一次大规模的水进特征。反映在基准面变化曲线上，则表现为快速持续的上升过程，这一上升过程一直延续到超层序TSC形成时期，其中虽然有小幅度的降落（对应于地震上的顶超前积层序）和停滞，但总趋势是上升的，在TSC沉积早期（相当于早奥陶世早期）达到最高水位。随后则是大规模的海平面下降。

在巨层序TS发育阶段，基准面变化曲线有三个较明显的二级旋回。第一个旋回周期主要是持续稳定上升过程，对应于塔北地区，该阶段主要是浅水陆表海碳酸盐岩台地和潮坪相沉积。第二个旋回期塔北发展为被动大陆边缘，由西向东依次为碳酸盐岩开阔台地相—陆棚相—深盆相。台地相区发育多期前积层序，层序与层序间前积角度大，顶部顶超，并且前积与加积交替出现。在陆棚相区，陆棚边角随着海平面的升降而向海或向陆迁移。在地震剖面上发育多期丘状外形，内部反射杂乱不清的礁群。在深盆相区则发育低位体系域，在低位体系域顶部见前积下超面，具典型的海相层序结构特点。第三个旋回周期是塔北海域最大、水位最高的时期，在满加尔坳陷出现欠补偿沉积，沉积地层西部台地相较厚、东部深盆内迅速变薄。

2.巨层序TTP—TKA形成阶段

巨层序TTP—TKA（O₂₊₃—D）发育时期，是盆地向主动大陆边缘转化及后退弧前陆发展阶段。由于南天山洋（？）、北疆洋向南俯冲而在塔北大陆边缘出现了奥陶纪大陆火山岛弧带，东部库鲁克塔格弧后盆地出现砂质、泥质板岩韵律层夹薄层生物灰岩。孔雀河海槽区，发育厚度近3000m的海底扇及海槽盆地浊积岩与远洋暗色泥岩。

在基准面变化曲线图中，地震上超点曲线与可容纳空间变化曲线表现出极好的一致性。可划分出三个二级旋回。第一个旋回周期（相当于O₂₊₃）底部水位最低，对应于一个大的层序界面。地震上，中、上奥陶统以发育大规模低水位体系为其典型特征，地层分布西薄东厚，为—楔状体，由东向西上超结构明显。根据南北向的区域大剖面分析，在塔中隆起的东南区，地震NS585等测线见到由东南方向延伸至满加尔坳陷的大型下切谷，并可见到由南向北的高角度大规模前积，指示出满加尔坳陷中—晚奥陶世的大型盆底扇乃是东南方向物源区作用的结果。

第二旋回和第三旋回分别对应于TTPB（S）和TKA（D），现有钻井均位于志留—泥盆系的边缘相带，揭示的沉积环境为浅水背景下的陆源碎屑沉积。但根据地震层序分析，在满加尔深凹区，发育有以上超为特征的低水位期沉积和指示最大海泛面位置的隐约可见的下超面，说明志留纪满加尔坳陷发育深水沉积，具有形成生油层的条件。

3.巨层序TKB—TLA发育阶段

巨层序TKB—TLA对应于石炭—二叠系。早海西运动使石炭纪的古地理格局较之震旦—泥盆纪发出了根本的变革，开始了全新的沉积旋回，受这次运动的影响，库鲁克塔格裂陷槽和塔里木前陆盆地封闭并隆起为陆，而西南部扭张断坳，形成克拉通内部盆地，并与塔西南克拉通周边盆地相连通。塔北地区继承了晚泥盆世以来的海退沉积格局，海水大规模的沿南西方向撤退。

在地震上超点曲线上，石炭纪表现为两个二级旋回，二叠纪为一个二级旋回，测井可容纳空间变化曲线上，石炭纪亦为二个二级旋回，并内含着四个三级旋回，二叠纪曲线缺失。第一个二级旋回发育于早石炭世早期，其最大海泛面对应于“双峰灰岩”段，低水位体系在塔北地区不发育或发育很薄。主要为海进体系域和高水位体系域。在海进过程中，形成了厚层海进砂，成为石炭系的主要目的层。在第一个旋回中，塔北还发育潮坪相和蒸发岩相。第二个旋回对应于早石炭世晚期和晚石炭世，其最大水位发育于早石炭世末。与此旋回相对应，塔北地区发育河流—三角洲沉积体系。

在盆地西南部，沿和田河剖面可见到多期长距离的下超前积（图2—23），构成石炭系的主要生油区。

二叠纪沉积旋回主要发育于盆地西南部，在塔北分布于沙10井以西地区。地震上以前积高频层序为特征，并有大面积的火成岩发育。

4.巨层序TUA发育阶段

巨层序TUA对应于三叠系和侏罗系。塔北仅发育下侏罗统，因而TUA巨层序上部是不完整的。

三叠纪塔北地区经历了晚二叠世填平补齐后，进入了中新生界陆相盆地发展阶段。阿瓦提—满加尔地区，处于柯坪—巴楚古隆、新和—轮台低山丘陵和库尔勒—尉犁古隆的包围之中，成为北高南低、整体南倾的坳陷性陆内盆地。阿瓦提地区受阿恰断裂和沙井子断裂的影响，具断陷性质，成为三叠纪早期塔北地区的沉积中心。

在基准面变化曲线上，该时期发育两个二级旋回周期。第一旋回的下部，处于较低水位，对应的沉积作用范围局限于阿瓦提断陷，沉积地层由西向东上超。在早三叠世中—晚期，达到最大水位，地震上出现特征稳定的代表密集段的连续强反射。随着三叠系地层的形成，阿瓦提地区逐渐抬升，湖水由西向东转移，沉积中心转移到满加尔地区，并发育小规模低位体系域。至侏罗纪，沉积中心进一步向东迁移，塔北地区仅见盆地边缘沉积相区。

5.巨层序TZ—TTE发育阶段

白垩系及其以上地层在塔北地区分布稳定，产状平缓，寻找地层上超点是比较困难的，该阶段的上超点变化曲线与全球海平面变化曲线失去了可比性。其原因很可能是因为上超点曲线在白垩系及其以上地层中可信度降低。用测井求得的可容纳空间变化曲线与地层岩性的旋回性有较好的对应关系，与全球海平面变化曲线虽然区别很大，但具有一定的可比性，曲线反映为二个二级旋回，整体变化较缓。对应于卡普沙良群，出现一个水位高峰期。

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