朱筱敏海相碎屑岩层序

海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀
下伏地层（陆架）的深切河流体系及
其充填物
低位沉积体系，Vail，1988
低位楔
下坡 切折 谷 带 斜坡扇
盆底扇
下切谷的形成－海平面明显下降
下切谷与低位域沉积
Posamentier et al., 1992
◎下切谷沉积特征
1)下切谷规模大、形态多; 2)下切谷充填物质复杂多变; 3)下切谷发育的多期性; 4)下切谷的演化阶段性
沉积类型取决于沉积速率与海平面上升速率
低位沉积体系，Vail,1988
低位楔
下坡 切折 谷 带 斜坡扇
盆底扇
低位域低位楔状体沉积特征
沉积快
沉积特征取决于沉积速率与 海平面上升速率之间的关系 －河控三角洲和浪控三角洲
盆底扇
低位三角洲
沿岸流冲刷明显
低位三角洲
Londonderry
编图：王颖 审核：吕明 2008.6
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （2）海侵体系域
海侵体系域是具有陆棚坡折边缘Ⅰ型 层序中部的一个体系域。
它是在海平面快速上升期间，可容空 间增长大于沉积物供给速率的情况下形 成的。
底界为首次海泛面，顶界为最大海泛 面。
首次海泛 最大海泛
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （2）海侵体系域
东营凹陷纯11井古生物组合突变
第三节 层序地层学模型 • 一、层序边界及识别标志
（5）在岩性和地层产状突变的层序界 面处，测井曲线具有良好的层序界面响应 ◇电阻率曲线、自然伽玛和自然电位曲线 ◇地层倾角矢量模式图和成像测井特征
地层倾角测井的明显变化
第三节 层序地层学模型
• 一、层序边界及识别标志
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
（4）存在能够形成下切峡谷并向盆地 输送沉积物的、足够大的河流体系。
1.具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
（5）具有足够大的可容空间将 准层序组保存下来。
（6）海平面下降幅度足以使低 位体系域在陆棚坡折或在其外侧 不远的地方发生沉积
Ⅰ型层序由低位、海侵和高位体系域组成
二、具陆棚坡折盆地的层序地层样式
层序地层样式除了受4个因素 控制外，还受盆地类型的影响
1.具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式 1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
（1）存在着明显地形分异的陆棚、 陆坡和盆地地形。陆棚坡度小于1度， 陆坡坡度3－6度。
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
下 切 谷
下 切 谷
美国犹它州第三系中的下切谷
美国科罗拉多大峡谷
朱筱敏，2008
2、层序边界基本识别标志
区别标志
分布范围 及规模
截切厚度 与水深关
系
下切谷
宽几至几十公里，伴随着侵 蚀面广泛分布于陆棚区
下切谷截切河道深度和充填 物厚度明显小于下伏泥岩 沉积水深
陆上暴露 标志
沉积相 组合
明显的陆上暴露和沉积间断 古土壤层、沉积相突变等
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式
（1）低位体系域--成因
低位体系域是在相对海平面下降 （全球海平面下降速率大于沉积滨线 坡折带构造沉降速率）以及其后的缓 慢上升时期形成的(低于坡折带)
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式
（1）低位体系域 －界面
◎ 底为Ⅰ型不整合界面及其对应的 整合面；
◎ 顶为首次越过陆棚坡折带的初始 海泛面。
（6）层序界面上、下体系域类型或 准层序类型的突变。
比如层序界面之下为高位体系域沉积， 层序界面之上为海侵体系域沉积，其间 缺少低位体系域。
第三节 层序地层学模型
• 一、层序边界及识别标志
（7）伴随着沉积相向盆地方向的迁移， 可在地震剖面上识别出一个层序的顶部 海岸上超的向下迁移和一个层序下部层 序界面之上的海岸上超向陆迁移现象
Ⅱ型层序边界
一、层序边界及识别标志 2、层序边界基本识别标志
层序边界在地质和地球物理（化学）资 料上有不同的响应，应进行综合分析
2、层序边界基本识别标志
1）Ⅰ型层序的识别标志
（1）广泛出露地表的陆上侵蚀不整合面 不整合之上可存在成分和结构成熟度
均较高的、厚几十厘米的底砾岩；
可存在厚几厘米至几十厘米的含褐铁矿、 铝土矿的古土壤和根土层；
◇ 地震反射终止关系的变化
地震反射终止关系
满南地区形成的不整合面遮挡圈闭
东营凹陷地震反射剖面
第三节 层序地层学模型
一、层序边界及识别标志
（8）层序边界上、下地层所含的地球 化学微量元素类型和含量、古地磁极性 和构造运动面、古气候和水深等方面都 有明显的变化
东营凹陷微量元素变化与层序边界关系
低位体系域的形成和组成
低位沉积体系--组成 Vail,1988
低位楔
下坡 切折 谷 带 斜坡扇
盆底扇
1.具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式
（1）低位体系域
组成:盆底扇、斜坡扇、低位前 积楔状体和下切谷
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （1）低位体系域 －盆底扇形成
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （1）低位体系域 －斜坡扇沉积位置
◇斜坡扇可沉积于盆底扇之上，也 可沉积在比盆底扇更近源的地方， 其顶被低位前积楔状体下超。 ◇斜坡扇可以与盆底扇同期沉积， 也可与低位前积楔状体同期沉积。
低位沉积体系，Vail,1988
低位楔
下坡 切折 谷 带 斜坡扇
盆底扇
◇ 海侵体系域几乎没有前积沉积物； ◇ 主要沉积体系有潮汐三角洲、滨岸平 原、富煤的海陆交互沉积、冲积和越岸 冲积以及泻湖和湖泊沉积； ◇ 潮汐影响广泛
海侵体系域沉积－潮汐三角洲
穿过巴西Marlim 油田走向地震剖面
层序边界
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （1）低位体系域 －低位楔形成
低位前积楔状体（Lowstand prograding wedge）是在海平面相对上升期形成的， 由进积到加积准层序组构成的楔状体， 主要位于陆棚坡折向海一侧,并上超在先 前层序沉积之上
澳大利亚北侧大陆架沉积，据吕明，2009
低位域低位楔状体沉积特征
沉积慢
沉积特征取决于沉积速率与 海平面上升速率之间的关系 －滨岸和河口湾沉积
三角洲
三角 洲与 滑塌 浊积 扇沉 积体 系
浊积扇
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式
（1）低位体系域
－下切谷概念
下切谷（incised valley）是指因
以及沉积相的垂向不连续或错位。
四川盆地部分不整合，据赵莉莉，2006
J1b
J1q
块状含砾
粗砂岩
T3x
J1b
杂砂岩与
根土岩
砂质泥岩
T3x3 T1f
钙质
P2ch
结核
岩性 突变
T3x2
典型剖面的不整合特征
层序界面上下沉积相的垂向不连续或错位
D C B
A
D C B
2、层序边界基本识别标志
（3）伴随海平面相对下降，由河流 回春作用形成的下切谷(incised valley) 是层序边界的典型标志
中国中西部底砾岩
河北省临城县第四纪土壤剖面
O,A——有机质层 E——灰化漂白层 B——矿质土层
C——母质层 R——基岩
塔里木盆地志留系侵蚀面和古土壤
上覆河道砂岩，顶部为黄色泥岩，距 顶约10cm发育钙结层，旱成土
地层产状变化
发育直径约1~3mm的植物根化石
2、层序边界基本识别标志 （2）层序界面上下地层颜色、岩性
层序地层学－2
朱筱敏
中国石油大学地球科学学院
第三节 层序地层学模型
建立层序地层格架的关键是识别层序界面
一、层序边界及识别标志
1、层序边界类型
1）层序界线类型I 是在全球海平面下降速度大于沉 积滨线坡折处沉降速度时形成的
Ⅰ型层序边界
第三节 层序地层学模型 一、层序边界及识别标志
1、层序边界类型
2）层序界线类型II 是在全球海平面下降速度几乎 等于或小于沉积滨线坡折处沉 降速度时形成的。
－早期过路，晚期充填; 5)下切谷发育的影响因素;
－海平面下降与河流规模
河流形态多
加拿大阿尔伯达 Red Deer河下切谷 航空照片
加拿大卡尔加里，朱筱敏，2006
峡谷形态多，下切深
The Great Canyon
大雅 峡鲁 谷藏
布
海底峡谷
美国科罗拉多大峡谷
朱筱敏，2008
美国科罗拉多大峡谷
单断层 多断层
下切谷充填物上覆海侵泥（储盖组合）
海侵泥
下切谷砂
Java海底高分辨率地震剖面，Posamentier,2001
泥
砂
砾
勘 探 的 困 难 ？
南非Orange盆地白垩系下切谷沉积
泥 砂
勘探难题？
下切谷发育受物源和海平面下降幅度控制
物源变多，海平面下降大 砂
泥
墨西哥湾新生代下切谷充填
（2）具有明显分割陆棚沉积物与 陆坡沉积物的陆棚坡折，在其两侧 存在突然的浅水到深水的过渡。
1.具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式 1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
（3）具有倾斜的斜坡沉积地层样式。 当海平面下降到陆棚坡折带以下时， 河流下切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。
1.具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式
低位沉积体系，Vail,1988
低位楔
下坡 切折 谷 带 斜坡扇
盆底扇
低位域盆地扇沉积特征
◇发育内扇、中扇和外扇； ◇可用Bouma序列描述； ◇主要岩性为砂岩或砂砾岩； ◇无水道；典型的地震反射
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （1）低位体系域 －斜坡扇形成
斜坡扇(Slope fan)指位于大陆斜 坡中部或底部的重力流沉积体，它 是在海平面相对下降晚期或上升早 期形成的。
四川盆地部分不整合，据赵莉莉，2006
O ∈
S O
K1
J1q
南江剖面寒武系与奥陶系 平行不整合
南江剖面志留系与奥陶系 平行不整合
南江剖面侏罗系与白垩系 角度不整合
P1L S
T3x T2l
P2w P1m
旺苍剖面梁山组与志留系 旺苍剖面须家河组与雷口坡 旺苍剖面茅口组与吴家坪
平行不整合
组平行不整合
组平行不整合
东营凹陷Fe2O3 含量变化与层序边界关系
邢台矿区碳同位素分布 与层序边界关系
据邵龙义，2008
一、层序边界及识别标志
2）Ⅱ型层序的识别标志
（1）沉积滨线坡折带向陆一侧的、 分布范围相对较小的陆上暴露及其 不整合（超覆不整合）
一、层序边界及识别标志
2）Ⅱ型层序的识别标志
（2）海岸上超向陆迁移； 坡折带附近形成由进积到加积 准层序构成的陆棚边缘体系域。
下切谷被陆棚浅海泥岩包裹
三角洲分支河道
宽几百米，仅分布 在滨岸河口部位
分支河道截切深度 和充填物厚度接 近于下伏三角洲 泥岩沉积水深
缺少陆上暴露标志
分支河道与三角洲 平原及河口坝沉 积相伴生
第二节 层序地层学模型
一、层序边界及识别标志 （4）相对海平面明显下降造成层序 界面处的古生物化石断带或绝灭。
美国加州San Joaquin盆地中新统下切谷油气田 下切谷
下切谷
美国加州San Joaquin盆地 中新统下切谷 油气田
下切谷
美国Sorrento油田Morrow组下切谷储层和油田
下切谷
勘探热点
美国Sorrento油田Morrow组下切谷储层
勘 探 热 点
南非
Orange 盆地上 白垩统 下切谷 储层 与油气 勘探
朱筱敏，2008
下
切
谷
的
物
下切河盆地下切谷
宽几百米到几千米，深几十到几百米
美国Southern Louisiana 中新统下切谷 宽十几公里，深几百米
下
泥
砂
砾
切
谷
可
充
填
不
同
类
型
沉
积
物
Mississippi 河在冰期形成的下切谷、冰期后充填
早期过路，晚期充填
墨西 哥湾 盆地 下切 谷充 填的 多期 性
低位域斜坡扇沉积特征
◇发育内扇、中扇和外扇； ◇可用Bouma序列描述； ◇主要岩性为砂岩，偏细； ◇有水道；典型的地震反射
低位域斜坡扇沉积模式
Bouma沉积 层序；1962
Walker浊积 扇模式；1978
盆底扇的研究现状
浊 流 沉 积 体 系 的 主 要 类 型
深水沉积模式 据RICHARD， 1998
低位域深水砂体地震特征、 测井特征与沉积模式
Where is the sequence boundary?
莺歌海盆地古地形与沉积体系分布模式图
海南岛
低位体系域分布明显 受海平面升降变化控制
南非 Orange 盆地上 白垩统 低位沉 积，分 布受控 于海平 面变化
坡折带
陆棚 低位沉积
低位浊积扇受控于层序边界
盆底扇（Basin floor fan）是指沉积 在盆地底部或大陆斜坡下部的海底扇， 其形成与斜坡上的峡谷侵蚀以及陆棚暴 露地表发生河流回春下切作用密切相关
2）具陆棚坡折边缘的I型层序地层样式 （1）低位体系域 －盆底扇形成
由于陆棚部分或全部出露地表遭受剥蚀， 沉积物越过陆棚和大陆斜坡，通过深切 谷和斜坡峡谷以点物源的供应方式在盆 底形成盆底扇（重力流沉积）。