长周期层序形成机制的探索_层序地层学进展之二
层序地层学(第二章)
第二节 层序地层学研 究方法
一、层序地层学解释方法
1.露头资料的层序地层学分析 2.钻测井资料的层序地层学分析 3.地震资料的层序地层学分析
二、层序边界识别与层序年代 标定方法
1.层序边界的识别标志 2.层序年代标定方法
三、可容空间分析方法
1.可容空间 2.可容空间与沉积物堆积速率之间 的关系
一、层序地层学解释方法
2.古气候分析
沉积盆地的古气候直接影响盆地 内外的多种地质作用,影响海(湖) 平面的变化、沉积物的类型直至 可容空间的变化,古气候是控制 地层构型的主控因素之一。常用 的有利用 特殊岩石类型、岩石的 颜色、特定自生矿物组合、古生 物特征、有孔虫的氧同位素比值 来分析古气候
3.构造沉降分析
构造沉降是指由于地壳岩石圈的弹性变 化和地应力方式的变化而产生的地壳下沉, 而不是指由于上覆沉积物的负载作用而产生 的盆地下沉。是控制地层构型的主要因素, 它与全球海平面变化、气候和沉积速率等因 素一道影响可容空间的变化。构造沉降往往 是长期的,并具有旋回性。较大规模的构造 沉降往往与全球地质历史中的重大事件密切 相关,在某些类型的盆地中,构造沉降往往 是控制层序地层构型的主要因素
(4)测井资料的时频分析,以确定层序旋回周 期的规律,探讨形成层序的主控因素。
(5)测井资料处理与解释,以确定准层序组的 叠置样式、古水流流向以及砂体的展布方向。 (6)沉积环境和古气候详细分析,编绘单井和 多井层序地层综合分析图以及以层序或体系域为作 图单元的地层等厚图、沉积相图。确定有利的烃源 岩、储集层和盖层分布区 (7)建立岩性序列、沉积相类型、层序和体系 域与地震反射之间的响应关系,为地震资料的层序 地层分析作好准备。
2.层序地层学研究程序
沉积体系及层序地层学研究进展
沉积体系及层序地层学研究进展沉积学的发展整体上经历了从萌芽到蓬勃发展,再到现今的储层沉积学、层序地层学、地震沉积学等派生学科发展阶段。
这期间,沉积学的形成和发展一直服务于油气和其他沉积矿产的勘探和开发。
到目前为止,针对层序研究,相关的理论和方法已比较系统、成熟。
但在层序内部体系域划分、裂谷盆地层序地层模式研究及层序地层控制因素分析等方面仍然需要开展大量的研究工作才能使沉积体系及层序地层学研究更精细。
1 层序地层学研究现状及发展趋势层序地层学是近20年来发展起来的一门新兴学科,其基础是地震地层学与沉积相模式的结合。
层序的概念最初由Sloss(1948)提出,当时将层序作为一种以不整合面为边界的地层单位。
但层序地层学的真正发展阶段是在P. R. Vail, R. M. Mitchum, J.B.Sangree1977年发表了地震地层学专著之后,层序的概念定义为“一套相对整合的、成因上有联系的地层序列,其顶底以不整合或与这些不整合可对比的整合为界”,并将海平面升降变化作为层序形成与演化的主导因素。
1987年Vail和Wagoner等在AAPG上发表的文章首次明确了层序地层学的概念,开始了层序地层学理论系统化阶段,提出了体系域等一系列新概念,建立了层序内部的地层分布规律和成因联系。
进入二十世纪九十年代,层序地层学理论出现了多个分支学派,丰富发展了理论,也扩展了应用领域。
层序地层学经历了三个发展阶段,现已发展为与岩石地层、年代地层、生物地层及地震资料相结合的综合阶段,并且已从在理论上有争议的模型演化成一种在实践上可采纳的方法(蒋录全,1995)。
1.1 国内外层序地层学研究现状层序地层学理论建立之初是以海相层序地层为基础的,国外应用较多的有三种海相层序概念模式,发展至今,理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系。
沉积层序与成因层序的最根本区别在于层序界面的不同,沉积层序以不整合和与该不整合可对比的整合面为界,强调海平面变化是层序形成的主导控制作用;成因层序是以最大海侵面为界,强调从成因角度选择界面;高分辨率层序认为基准面变化是层序发育的控制因素,以基准面由下降转为上升的转换点为层序边界。
层序地层学研究新进展
层 序 地 层 学 研 究 新 进 展
贾 承 造 刘德 来 赵 文 智2 魏 国齐2 张君 峰 , , , ,
(. 1 中国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 ; . 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 ) 2 中
摘 要 :0 2年 A P 年 会 对 层 序 地 层 学研 究 新 进 展 的 总 结 主 要 包 括 : 提 出运 动 学 层 序 和 体 系域 、 球 半 径 周 期 性 变 化 引 20 A G ① 地 起 的深 海 盆 地 千 米 级 规 模 的 海 平 面 变 化 、 海 页 岩 层 序 识 别 和 陆 架 边 缘 崩 塌 基 准 面 及 崩 塌 层 序 等 新 理 论 , 出 气 候 变 化 深 提
是 高 频 层 序 形 成 的 主控 因 素 , 证 了米 兰柯 维 奇 旋 回 中 4 验 0×1 0 a离 心 率 周 期 造 成 海 平 面 变化 的 理 论 ; 在 碳 酸 盐 岩 层 宁 ②
地 层 学 、 岩 作 用 与 层 序 地 层 学 关 系 研 究 方 面 以及 层 序 地 层 学 在 含 油 气 系 统 、 闭预 测 、 集 层 和 油 气 藏 精 细 描 述 、 源 成 圈 储 烃 岩 预 测 以及 油 藏 开 发 动 态 模 拟 等 方 面 的应 用 均 取 得 较 大 进 展 ; 除 传 统 的 露 头 观 察 、 心 描 述 、 震 和 测 井 资 料 处 理 与 解 ③ 岩 地 释 之 外 , 增 加 了古 生 物 高 分 辨 率 层 序 地 层 研 究 、 品 分 析 测 试 与 有 机 地 化 研 究 、 维 可 视 化 、 震 智 能 化 分 析 、 质 统 新 样 三 地 地
年 来 层 序 地 层 学 研 究 取 得 的 重 大 进 展 。 我 国 层 序 地 层
层序地层学概念和原理
层序地层学概念和原理 ——相对海平面、构造运动和全球海平面
一、海平面的定义
为了理解层序发育的控制因素,首先必须定义: 1、全球海平面变化 2、相对海平面变化 3、水深
层序地层学概念和原理
——相对海平面、构造运动和全球海平面
全球海平面变化(global eustasy)——是度量海面到 一固定基准点(通常是地球中心)之间的高差
顶积层(topset)——顶积层这一术语用来描述盆地边缘剖面的近源部分, 它具有低坡度特征(<0.1º ),顶积层在地震剖面上表现为水平状,通常包 含冲积、三角洲和浅海沉积体系。顶积层的近源端点通常被定义为海岸上 超点。 斜积层(clinoform)——用来描述盆地边缘剖面中发育在顶积层向盆地一 侧更陡的倾斜部分(通常>0.1º ),斜积层一般具有陆坡较深水沉积体系特 征,其坡度可从地震剖面上获得。 底积层(bottomset)——用来描述盆地边缘剖面中斜积层的底部地层, 其特征是低角度并包含深水沉积体系。
积物厚度
全球海平面升降-构造沉降-可容空间-水深关系图 沉积物充填所产生空间的速率控制了水深,也决定了能否观察到相带的前积和退积
可 容 空 间 增 加
从时间1到时间2,由于构造沉降而导致相对海平面上升、可容空间增加, 但该点沉积物堆积速率大于相对海平面上升速率,因此从时间1到时间2 水深减小。在沉积记录中表现为海退相序
基准面的变化取决于沉积环境 1、在冲积环境中——基准面受均衡河流剖面的控制,该剖面逐渐递变到 远端的海平面或湖平面; 2、在三角洲和滨岸体系中——基准面等效于海平面; 3、在浅海环境中——虽然浪基面以“均衡陆棚剖面(graded shelf profile)”的形式形成一个暂时的沉积基准面,但海平面最终是它的基准 面。
中国石油学院石油资源系所有课程
教学基本要求:
针对本课程技术性、综合性较强的特点,应注意结合专业技术,密切联系实际,通过典型实例,让学生得到基本技能训练。教学手段上尽量采用多媒体教学。授课教师除应吃透教材内容外,还应广泛阅读有关参考材料,注意本学科的发展,随时修改教材中已过时的内容,并适当介绍一些重要的新进展。
教学参考书:
教学参考书:
朱筱敏.层序地层学.东营:石油大学出版社,2000
C.K.威尔格斯等编,徐怀大等译.层序地层学原理.北京:石油工业出版社,1993
Andrew D.Miall. The Geology of Stratigraphic Sequecces. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1997
教学基本要求:
课堂教学应力求使学生弄清基本概念,熟练掌握基本内容。在了解基本概念的基础上,应当结合各专业特点,理论联系实践,引导学生学会分析问题和解决问题的能力,努力克服死记硬背个别名词概念和条文的学习方法。将第四、五、六章作为教学重点。
教材及主要参考书:
陈顒、黄庭芳.岩石物理学,北京大学出版社,2001
测井地层分析与油气评价,曾文冲,石油工业出版社,1993
7.油藏描述
课程类别 专业课程
课程学时:总学时32,实验学时10
学 分:2
先修课程:《油气地球化学》、《地震勘探》、《地球物理测井》、《计算机地质制图及应用》、《石油地质学》、《油矿地质学》、《油层物理》
石油与天然气地质学是一门蓬勃发展的学科,会不断地有一些新的观点和研究方法,教学中老师应密切注视国内外的研究动向,适当地充实教学内容,也应鼓励学生查阅各种资料、文献,适当举行一、二次读书报告或讨论。
2-层序地层学及其应用
二、层序地层单元类型及划分方法
2、地层单元类型 (4)相互关系:
传统地层单元:界(代)--系(纪)--统(世)--阶(期)--带(时)
基准面变化:长旋回层序-中旋回层序-短旋回层序-超短旋回层序
层序地层单元:层序--准层序组--准层序--岩层组--岩层—纹层组--纹层
一级层序、二级层序、 三级层序、四级层序
一、层序地层学基本知识
1、盆地的概念及研究内容
2、油气勘探阶段及特征
3、与层序地层学有关的概念
1、盆地的概念及盆地研究内容
(1)盆地的概念:
沉积盆地:是指一定地质历史阶段受构造运动控制,由沉 积物沉降堆积而形成的凹地。 含油气盆地:在地质历史中有油气生成和聚集的沉积盆地
(2)盆地构成要素:基底:前P
油田分层单元:界--系--统--组--段--砂层组--小层--单砂体--韵律层
二、层序地层单元类型及划分方法
3、层序地层单元基本特征
二、层序地层单元类型及划分方法
3、层序地层单元基本特征
(1)层序
1)定义:一套相对整一的、成因上有联系的、其顶和底以不整合或与之可 以对比的整合为界的地层 (Strata)(Vail 等 , l977) 。
层序:一级、二级、三级、四级、五级、六级……
二、层序地层单元类型及划分方法
2、层序单元基本类型
(3) 油田常用地层单元类型
主要以测井曲线和岩性为依据进行的层序单元的综 合划分。强调:岩性组合及测井响应
规模层次:系--统---组--段--亚段--砂层组--小层 --单砂层--韵律层
第三系--下统--沙河街组--沙四段--沙四下亚段— 四砂组—五小层—二砂体—一韵律层 二叠系 — 下统 — 三工河组 —S2 段 —S21 砂组 —S211 小层……
层序地层学原理及应用
层序地层学原理及应用姜在兴李华启等编著第一部分层序地层学原理层序地层学是一种划分、对比和分析沉积地层的新方法。
当与生物地层及构造沉降分析相结合时,它提供了一种更精确的地质时代对比、古地理恢复和在钻井前预测油气储集岩、烃源岩和盖层的方法。
层序地层学概念在沉积地层上的应用有可能提供一个完整统一的地层概念,就象板块构造曾经提供了一个完整统一的构造概念一样。
层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则,打开了了解地球历史的一个新阶段,因此,它可能是地质学中的一次革命。
从本质上说,层序地层学分析提供了划分层序和体系域等时间地层单位组成的地层格架,这些层序和体系域与特定的沉积体系、岩相和油气分布有密切联系,并形成于与海平面相对变化有关的基准面变化。
而这些变化表现为地震资料上的反射不连续性和测井、岩心及露头剖面上相带叠置方式的变化。
层序地层学在世界范围内得到了广泛的应用,有以下几方面原因:①消除了地层学中长期存在的年代地层与岩石地层单位及生物地层单位三重命名的混乱现象。
地震反射近似地逼近等时面本身,为地层的划分与对比(至少在准层序级以上) 提供了有力的武器。
象板块构造学说提供了全球统一的构造概念一样,层序地层学也有可能提供一个全球统一的地层学格架和沉积作用格架。
②第一次提出了全球统一的成因地层划分方案(成因地层年表)。
过去人们根据某一或二项标志,提出过地层划分方案(地层年表),其中有古生物的、岩性的、放射性向位素年龄的、古地磁的方案等。
但由于没有从根本上从地层的成因和发展上进行研究,因此,出现了许多相互矛盾、无法解释的现象。
层序地层学通过对控制地层形成的四个要素(构造沉降、全球海平面升降、气候、沉积物供应) 的综合分析,得出相对海平面(或基准面) 控制层序形成与发育的概念。
将层序内部和层序之间的成因联系确立下来,把地层学从描述性提高到有完整体系的理性阶段。
③建立了地层分布模式。
层序地层学是研究地层分布模式的一门科学,它把层序定义为“顶、底以不整合或与这些不整合相应的整合为界的、成因上有联系的一套地层”。
层序地层学研究现状及进展
层序地层学研究现状及进展
层序地层学是地质学领域的一个重要分支,它主要研究地层序列的构成、特征、形成机制和演化历史。
随着科学技术的不断进步,层序地层学的研究也在不断深入,取得了许多重要的进展。
首先,层序地层学的研究已经从传统的野外观察和室内分析逐渐向数值模拟和计算机模拟方向发展。
通过计算机模拟,可以更加准确地模拟地层的形成过程和演化历史,为地层序列的研究提供更加准确和可靠的数据支持。
其次,层序地层学的研究也更加注重地层的横向变化和横向预测。
传统的地层研究主要关注地层的纵向变化和纵向对比,而现代的层序地层学研究则更加注重地层的横向变化和横向预测。
这使得层序地层学的研究更加具有实用性和应用价值。
此外,随着地球科学和其他学科的交叉融合,层序地层学的研究也更加注重与其他学科的交叉研究。
例如,与地球物理学、地球化学、古生物学等学科的交叉研究,可以为层序地层学的研究提供更加全面和深入的数据支持和理论支持。
最后,随着大数据和人工智能技术的应用,层序地层学的研究也更加注重数据挖掘和机器学习技术的应用。
通过数据挖掘和机器学习技术,可以对大量的地层数据进行处理和分析,提取出有用的信息和知识,为地层序列的研究提供更加准确和高效的数据支持和分析方法。
总之,层序地层学的研究已经取得了许多重要的进展,包括数值模拟和计算机模拟的发展、横向变化和横向预测的重视、与其他学科
的交叉融合以及大数据和人工智能技术的应用。
未来,随着科学技术的不断进步和应用需求的不断提高,层序地层学的研究将会更加深入和广泛。
层序地层学的研究进展及发展方向
层序地层学的研究进展及发展方向苗爱生1,2,张亚平2,唐发春3,李西得2,陈 冬4,徐志伟5(1.中国地质大学(武汉)地球科学学院,430074;2.核工业208地质队,014010;3.青海省湟中县水务局设计室,811601;4.中国黄金集团公司;5.中石油吉林油田勘探开发研究院,131100) 摘 要:层序地层学经过二十多年的快速发展,已成为一个具有巨大应用前景的地学分支。
作为当今地质学界研究的热点问题之一,备受国内外地质学界的关注。
笔者在综合国内外大量研究成果的基础上,回顾了层序地层学的起源和发展历史,总结了层序地层学的研究进展,评述了层序地层学的发展方向。
关键词:层序地层学;研究进展;发展方向1 层序地层学概述层序地层学是研究以侵蚀面或无沉积作用面以及可与之对比的整合面为界的、有成因联系并具旋回性的地层格架内的岩石关系为主要内容的一门学科[1]。
是上个世纪70年代末由美国Rice大学Vail 及其在Ex xo n公司卡特研究中心的同行M itchum 和Sargr ee等在地震地层学基础上创立起来的一门新的地层学分支科学[2]。
Vail提出的层序地层学认为:层序发育的主要控制因素是全球海平面升降,并提出它是研究一套由侵蚀面或无沉积面、或与之相当的不整合面所限定的、重复出现并有成因联系的、限制在一定年代地层格架内的岩石关系,从而体现了成因地层学本质。
并且Vail等提出层序是层序地层学研究的基本单元,并定义:层序是一个成因上相关、内部相对整合连续的地层单元,其顶、底被不整合面或与之相对应的整合面所限定。
由于层序界面的等时性和层序内沉积的连续性,使层序体现了年代地层和岩石地层的双重属性。
层序地层学代表了地质学领域里的一场新的革命,是一种划分、对比和分析沉积岩系的新方法,其理论指导的地层研究极大地改变了人们对地层形成过程和盆地建造控制作用的认识,其模式分析对地层格架的建立和数字模拟研究提供了一个强有力的手段,使地层学的研究前进了一大步[3]。
层序地层学
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。
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基本原理
1.基本原理。遵循多个沉积学和地层学第一原理—沉积地层具有特定的形态和时空组合关系。这种形态和时 空组合关系在地质历史中周期性地出现,因而具有可预测性。层序地层学是地质学若干普遍性原理高度综合的一 门学科 。
2.理论基础。层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的,它继承了地震地层学的理论基础,即控制可 容纳空间的基准面的周期性变化,是形成不整合面或与之对应的整合面为边界的、成因相关的沉积层序的根本原 因。这个基准面是相对的,是由海平面(或者湖平面,或者是陆地表面上的既不沉积也不侵蚀的不发生沉积作用的 平衡表面)升降、构造运动、沉积物供应速度和气候等4种因素综合作用的结果。
油气领域应用
层序地层学之所以能够在油气勘探中发挥重要作用,是因为它能够在钻前对有利于形成油气藏的相带、区块 及其优劣进行预测,并且已经初步形成了一套比较完整的思路与方法。如预测有利生油层段、找寻火山口、寻找 复合密集段等方法。
在基准面发生重大下降过程中,相邻两个或多个层序的密集段彼此紧靠、相互配置,形成丰厚优质的生油岩 和质量良好、配置合理的生储盖组合。层序地层学先进的成因模式,尤其是高分辨率层序地层学提供的地层对比、 相带展布预测、砂体分布模式,极大地提高了石油的生、储、盖、运、圈、保系统的研究精度,提高了各种地层 参数的预测能力,为寻找有利的地层—岩性圈闭提供了科学依据。
层序地层学研究进展及发展趋势
的定义 为 : 研究以不 整合面或与之相对应 的整 性 解 释 的 砂 岩分 布 等 。 合面 为边 界的年 代地 层格 架 中具有 成因联 系 2. 2 三 D可视化技 术的运 用 2. 的地 层( n Wa o e 等 , 9 0[ Va g n r 1 9 )I 。 三 维可视 化技 术 可以直 观 展现 三维地 震 在2 0世纪 末期 , 作为地质 学重要学 科 的 勘探以 及钻 井 测 井、沉 积相 及生物 地 层研 可用于分析 层序地层格架 中储集层 与 地层学得到 了史无前例的 发展 , 主要是 得益 究成果 , 这 sb r 于 层序地 层学的崛 起 。它在 石油勘 探 中的惊 圈闭条件 。如研 究挪威北 海 O e tg油 田西 利 人成功 , 如在美 国科 罗拉 多东南部上石炭统 的 侧 隐蔽生长裂 谷带的沉积学 和地质模式 时 , Mo r w组 中 , oo 把判断河 谷充填相的 成功 率上 用可视 化技 术及地 震模 式作 出 同期 裂谷 砂体
限, 顶界 可以是 洪泛面 或后继 的崩 塌基准面 。 通 过 地 震 资 料 、 测 井 曲线 特 征 及 古 生 物 资 料 , 以识 别这种 陆架 边缘 崩塌 地层组 合 。 可 2 12 . . 气候 变化 是高频 层序的主控 因素 米兰柯 维 奇地球 轨道 旋 回理论 对分析 层 序很有用 。有证据表 明, 0×1 4 的离 心率 4 0a 周期 造 成 了白 垩 纪一 古新 世 全 球 海 平 面 变 化 。 巴西 大西 洋边缘 中生 代裂 谷沉积 研究 亦 表 明, 气候变化与 高频的米兰柯 维奇振荡旋 回 关 系密切 。 2 1 3运动学 层序和体 系域 .. 对 许 多在挤 压型 、 伸展型 和盐 构造 背景 下生长的地 层调查发现 , 生长地 层的 同沉积 变 形 可以构成 由运 动学体 系域 组成 的 “ 运动 学 层 序” 其地 层单 元局 部被 不整 合限 定 , 通 , 可 过地 震剖 面或露 头的 反射终 止形式 来确 定和 识 别。将 运动 学体 系域与 基于露 头和 地下 界 面 系统 的沉积 相分布和( 地质年代学数据 对 或) 比 , 究生 长 断层 、 盐构 造和 同生 褶皱 的幕 研 式生长特征 及沉积相 展布 , 以恢复生长地 层 可 运动学历 史。 2 2 新 方法的运用 . 2 2 1 学模拟 法 ..数 层序地 层数学 模拟 着重 于沉 积充 填及 圈
梅冥相-沉积层序形成机制的海平面变化解释_层序地层学的重要科学命题之二
2012年10月Oct.,2012地 层 学 杂 志JOURNAL OF STRATIGRAPHY第36卷 第4期Vol.36 No.4沉积层序形成机制的海平面变化解释:层序地层学的重要科学命题之二①梅冥相中国地质大学地球科学与资源学院 北京 100083摘 要:从早期的“层序”概念到“沉积层序”概念的最大变化,表现为从一个只是由不整合面所限定的单位演变为一个由不整合面及其可以对比的整合面所限定的单位;“可以对比的整合面”这个术语的增加促使“沉积层序”成为一个在一系列构造—沉积背景中的实用单位。
但是,这个“可以对比的整合面”又被刻画为一个时间面,一个等同于Exxon层序地层学模式中的基准面下降开始的时间变化面。
这种把层序界面作为概念性时间面的使用,导致了层序地层学等同于年代地层学,最终造成了层序地层学中与界面识别和单位定义相关的一系列问题的误解。
基于把“可以对比的整合面”刻画为一个时间面,对“沉积层序”提出的一个大胆的解释:即在世界的大多数地方,那些在地震剖面上所识别出的、造成层序界面重复性发育的基准面变化应该归因于海平面变化。
这个大胆解释在掀起了全球海平面研究高潮的同时,又造成了层序地层学的一些概念体系的不协调,主要表现在层序界面在海平面变化曲线中位置标定的剧烈争论:1)下降拐点;2)海平面变化的最低点;3)海平面变化的最高点。
就像不整合面作为一个地层的时间屏障而成为层序界面一样,层序形成的海平面变化解释以及由此而产生的概念体系的不协调就成为层序地层学的第二个重要的科学命题。
追索前辈学者对该问题的认识和争论,不但有利于了解三十余年以来层序地层学所取得的许多重要进展,而且有助于层序地层学的进一步发展而成为具体的地层学分支。
关键词:海平面变化,概念体系的不协调,层序地层学中图法分类号:P 539.2 文献标识码:A 文章编号:0253-4959(2012)04-0792-15①国家自然科学基金会资助项目(41030318,40472065)和中国石油化工股份有限公司海相前瞻性项目(C0800-07-ZS-164)。
层序地层学
层序地层学层序地层学是一门关于地球历史和地质结构的学科,也被称为地层学。
它研究地球表面各个层次的形成、演变、叠置、形态、性质性质和含矿条件等问题。
层序地层学是地质学中的一支重要学科,通过对地质历史进行层序分析,揭示出地球历史的演化过程和构造变化规律,对于理解地球演化史、指导矿产资源勘探开发、支持地质工程和环境保护等具有重要的意义。
下面是层序地层学的详细介绍。
一、层序地层学的概述层序地层学的研究对象是地球表层及其下部岩石的垂直柱状截面(地层柱)、水平展布面(地层露头)、空间分布(地层相)和时空演化过程。
它研究的目的是根据岩性、结构、古生物化石、古地理和特征地质事件等方面的特征,建立地层序列和地层层位,随着研究范围的不同,可以分为区域层序分析、盆地地层学、海相地层学、非海相地层学、构造地层学等。
层序地层学的研究方法主要包括岩石与古生物学、构造地层学、地震地层学、地球化学等方面的技术手段,通过对各种地质现象进行分析和比较,以正确的地图解读和理解,建立真实的地质模型。
二、层序地层学的研究目的和意义1. 研究地球历史和地质构造演化层序地层学的一个主要目的是了解地球历史和地质构造演化。
地球历史是地层学的主要内容之一,通过层次系统对地球历史进行分段和分类,对过去地球环境的演化和特征进行研究,可以推断出古环境、古地理、古气候和地球演化史的重要信息。
2. 指导矿产资源的勘探和开发层序地层学还可以指导矿产资源的勘探和开发。
通过对地层中各种矿产赋存环境、古地理环境和矿床类型的研究,可以确定矿床的分布规律和含矿性质的特征,从而提高矿床的勘探效果和开采利用效率。
3. 支持地质工程和环境保护层序地层学还可以支持地质工程和环境保护。
地层信息可以为工程地质勘察、工程建设和水文地质调查等提供有力的支持,帮助工程师设计科学合理的工程方案,为环境保护、资源可持续性利用和人类生存提供保障。
三、层序地层学的基本概念1. 地层地层是以一定标志为界限所划分出来的,具有一定厚度和广泛垂直分布的自然地质单元。
层序地层学(绪论和第一章)
层序地层学的发展阶段
1980年 “地震地层学”被引进 (徐怀大,牛毓荃等,1980)
1988年 结合我国油气勘探实践, “陆相断陷盆地区域地震地层学研究”问世 (张万选等,1988)
1989年 组织编译了“应用层序地层学” (张宏逵等,1990)
1993年 《层序地层学原理――海平面变化分析》 一书出版(徐怀大等,1993)
• 虽然上述划分层序类型的三种方法各不相同,但均强 调海平面变化是控制层序成因和相分布的内在机制, 可用于全球范围内的地层对比。在层序控制方面将构 造运动、全球海平面变化、沉积物供给、气候变化作 为影响层序产生的四大控制因素。但对于构造沉降作 用、成岩作用的影响考虑较少,这是其局限性所在。
(二)陆相派
第一节 陆相湖盆地质特征 第二节 陆相湖盆层序地层学
第五章 高分辨率层序地层学
第一节 理论基础和研究方法 第二节 在油气勘探和开发中的应用
结论
绪论
一、层序地层学的发展阶段 二、层序地层学研究的学派 三、层序地层学与传统地层学的区别 四、层序地层学的发展趋势 五、层序地层学理论优势所在
层序地层学的发展阶段
层序地层学
概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念,
就象 板块构造
曾经提供了一个完整统一的构造概念
一样,
层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则。 因此,它可能
是地质学中的一次革命,
它开创了了解地球历史的一个新阶段。
——P. R. Vail
层序地层学的发展阶段
层序地层学发展历史(Background)
三大发展阶段
概念萌芽阶段 1948-1977
孕育阶段 1977-1988
理论系统化阶段 1988年-现至
第六章层序地层学二
东营凹陷层序格架中砂体分布模式图
层序格架与隐蔽圈闭发育模式
高位域砂体 水进砂体 低位域砂体
思考题
1、全球海平面与相对海平面的定义是什么? 2、相对海平面变化的识别标志有哪些? 3、不整合面、可容空间、海泛面及凝缩层、体系域的概念是什么? 4、按堆砌样式,准层序组可划分为哪几种类型? 5、层序成因的主控因素有哪些及其相互关系? 6、层序类型有哪些?其特征是什么? 7、I型层序体系域的组成?各种类型体系域的特点? 8、Ⅱ型层序体系域的组成?各种类型体系域的特点?
3、 特殊的成因地层单元本身就是有利的储集体或 烃源岩
层序地层格架与隐蔽油气藏分布的关系 湖侵体系域发育的 区域性盖层 造成低水位体系域内
可以形成大中型的构造油气藏
高水位体系域可以发育大型的岩性油气藏 牛庄、宝力格、赛66、太47等油藏
层序格架与隐蔽圈闭发育模式
东营凹陷古近系低位沉积的勘探取得成功, 岩性地层圈闭储量大于70%
在沉积盆地分析中首先建立等时地层格架,并将沉积相和沉积体系的研究,置于构造沉降、 海平面升降和沉积物供给的复合制约和整体的统一格架中,因而能有效地揭示其三维配置关 系。
在含油气盆地的研究中,能够有效地阐明生、储、盖层的配置规律,提高地质学家的理论和 实际预测能力。
低位体系域盆底扇、斜坡扇、低位前积楔状体、下切谷砂体发育,可构成良好的储集体; 海侵体系域比低位和高位体系域具有更低的砂泥百分比值,可构成广泛分布的区域盖层和烃源
岩层。
高位体系域河道砂和三角洲砂体是最常见的储集类型。
中国东部三大陆相盆地沉积体系域与油气关系对比
低水位体系域是最重要的油气富集层段
(据1997年资料)
低水位体系域和高水位体系域都可以富集岩性油气藏 层序地层框架与油藏分布关系模式图
层序地层学原理及应用
层序地层学原理及应用层序地层学是一种研究地层堆积规律的学科,它通过分析和解释地层中不同岩性、沉积体系和古地理环境的特征,揭示地球历史的演变和沉积作用的原理。
层序地层学的原理和应用在油气勘探、水文地质、环境地质等领域具有重要意义。
一、层序地层学的原理:层序地层学主要包括沉积相、海平面变化及沉积体系等原理。
1. 沉积相原理:不同沉积相的岩性和沉积特征可以反映不同的沉积环境和沉积作用。
通过对沉积相的研究,可以揭示地层中不同地区和时期的沉积环境变化,从而推测地层的堆积规律和古地理演化。
2. 海平面变化原理:根据全球的海平面变化曲线以及沉积序列中的海侵和海退相特征,可以推测地层的相对时代和地层联系。
在地层划分和对比中,海平面变化起着重要的作用,可以确认地层的对应关系。
3. 沉积体系原理:沉积体系是指在特定沉积环境中形成的具有一定规模和岩性组合的沉积单元。
通过对沉积体系的分析,可以揭示沉积环境的变化和沉积作用的机制,进而推测地层的层序关系。
二、层序地层学的应用:层序地层学在下面几个方面有重要的应用:1. 油气勘探:层序地层学可以揭示不同沉积体系的油气储集规律和分布特征。
通过对沉积相、海平面变化和沉积体系的分析,可以确定含油气层的位置、分布范围和储集类型,为油气勘探提供重要的依据。
2. 水文地质:层序地层学可以揭示地下水的流动和分布规律。
通过对地层的划分,可以确定地下水的赋存状态和供水能力,为地下水资源的开发利用提供科学依据。
3. 工程地质:层序地层学可以揭示地质灾害的形成机制和演化规律。
通过对地层的分析,可以确定不同地层的稳定性和工程地质条件,为工程建设和地质灾害防治提供参考。
4. 环境地质:层序地层学可以揭示环境演变和气候变化的历史。
通过对地层的分析,可以了解过去地球环境的变化和人类活动对环境的影响,为环境保护和生态建设提供参考。
综上所述,层序地层学通过分析和解释地层中不同岩性、沉积体系和古地理环境的特征,揭示地球历史的演变和沉积作用的原理。
层序地层学发展历程
遥感技术广泛应用于地质调查和资源开发中,通过卫星或飞机搭载的遥感设备获取地质信息,具有快速、高效、覆盖面广等优点。
遥感技术
GIS技术是一种基于计算机技术的地理信息管理系统,可将地质数据和其他空间数据集成,进行数据查询、分析和可视化。
GIS技术
数值模拟技术可用于模拟地层的形成和演化过程,为地质调查和资源开发提供理论支持和技术手段。
05
CHAPTER
层序地层学展望
层序地层学将继续关注地球表层系统中的复杂性和非线性过程,包括气候、生物、化学和人类活动对地层形成的影响,以及地层在环境和资源方面的应用。
需要加强对层序地层形成和演变过程的计算机模拟和实验室模拟研究,提高对地层复杂性和非线性过程的定量描述和预测能力。此外,还需要加强层序地层学在环境、资源、灾害等方面的应用研究,为地球科学的发展提供更多支持。
06
CHAPTER
参考文献
参考文献2
该文献是关于层序地层学应用领域的综合性论述,涵盖了地质学、地球物理学、环境科学等多个领域的应用。
参考文献3
该文献是关于层序地层学基本原理和技术方法的详细介绍,包括地层学原理、测井曲线解释、地震勘探等技术。
参考文献1
该文献是关于层序地层学早期发展的历史记录,提供了对该学科背景和早期理论发展的深入了解。
数值模拟技术
04
CHAPTER
层序地层学在地球科学中的应用
层序地层学为沉积学研究提供了基础框架,有助于更好地理解沉积物的堆积过程和地层形成机制。
通过层序地层学的研究,可以揭示不同类型沉积岩的层序特征和沉积规律,为沉积学理论的发展提供了重要支撑。
层序地层学还为沉积学研究提供了定量的地层分析方法,提高了沉积学研究的精细度和准确性。
经典:地质专业-层序地层学-第二章2
发育于相对海平面缓慢下降时期,其结果导致相域逐渐向海迁移,并伴 随少量的陆上暴露和侵蚀作用,陆架边缘体系域形成Ⅱ型不整合。由于Ⅱ型 不整合没有发育明显的侵蚀或大的相带迁移,因此在地震资料和露头中极难 识别。
淹没不整合截然不同于海平面下降造成的暴露而产生的I型或Ⅱ型不整 合。有时也将淹没不整合称之为Ⅲ型不整合。
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Ⅱ型层序(typeⅡsequence)是以Ⅱ型不整合为边界的、自下 而上由陆棚边缘体系域、海侵体系域、高位体系域组成,Ⅱ型 层序形成时,在沉积滨线坡折带处没有发生相对海平面下降, 因而Ⅱ型层序无深切谷形成,也没有河流回春作用造成的明显 截切和相向海方向的迁移。陆棚边缘体系域是Ⅱ型层序最下部 一个体系域,其底界是一个以覆盖河流沉积的海相平原或以覆 盖河流沉积的滨岸和三角洲沉积物为特征的侵蚀不整合或与之 可对比的整合面。在底界面为整合的地方,它只表现为准层序 叠置样式的变化,即从快速前积到缓慢前积到加积的变化。
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2.不整合成因分析
不整合露侵蚀和水下侵蚀)和非侵蚀作用的研究,而且 包括对其控制因素如大陆抬升、海平面变化以及盆地构造活动 等的分析。
1) 与侵蚀作用有关的不整合
从各级别的不整合形成方式上,绝大多数不整合是侵蚀作用形成的。侵 蚀作用包括陆上暴露侵蚀和水下侵蚀。陆上侵蚀作用主要受大陆构造抬升和 全球海平面下降的控制,作用的结果是下伏地层被削蚀。对不整合级别的形 成控制上存在不同的认识。Sloss认为,区域间的不整合是全球同时构造抬 升的结果。Miall也证实绝大多数的构造事件对应着全球海平面下降,即全 球不整合可能发生在构造抬升或低海平面期。Vail等认为全球海平面变化产 生全球不整合,构造作用产生区域不整合。
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第12卷 第6期2010年 12月古地理学报J OURNA L O F PALAEOGEOGRA P HYVol 12 N o 6D ec .2010文章编号:1671-1505(2010)06-0711-18长周期层序形成机制的探索:层序地层学进展之二*梅冥相中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083摘 要 将不整合面所限定的地层单位定义为层序,赋予这种层序以 构造旋回 的概念;将 不整合面及其可以对比的整合面 所限定的地层单位定义为 沉积层序 ,简称为 层序 ,并将沉积层序的形成过程解释为海平面变化过程。
如果将前者作为 构造层序 ,则这种层序代表了二级层序,新定义的 沉积层序 则属于三级层序。
概念的调整和变化意味着层序存在一个级别或序次问题。
地质学家长期研究的结果表明,海平面变化主要存在两种基本的驱动机制,一种是由于构造运动所造成的 洋盆体积 的变化,另一种是气候变化所造成的地球极地冰盖消长而最终产生的海水体积的变化;前者所造成的变化以周期长、速度慢为特征,被简称为 构造型海平面变化 ,后者所产生的变化则以高频率和高速率为特征,被简称为 冰川型海平面变化 。
根据上述概念,显生宙可识别出两个一级旋回,并可以进一步划分为6个二级层序(S loss 模型)或13个二级层序(Vail 模型),显生宙二级层序划分的差别反映了长周期层序形成机制研究的一些重要变化和进展。
对长周期层序形成机制的研究,除了考虑地球本身的构造活动所造成的洋盆体积的变化以外,地质学家们还将一级旋回与银河年旋回对应、二级旋回与银道面旋回对应、三级旋回与奥尔特星系旋回对应起来进行更大范围的思考和探索,也为研究长周期层序形成的最终驱动机制提供了一个重要的思考途径。
如果把对Exx on 层序地层模式概念体系不协调的研究而产生的各种层序地层模式作为层序地层学的第1个进展,长周期层序形成机制的研究则可以作为层序地层学的第2个进展。
包括:(1)把来自于显生宙的一些重要模型和概念应用到前寒武纪,由此在更长的时间框架内探索一级旋回与超大陆旋回的成因联系;(2)二级旋回与地球水圈和大气圈演变的成因关联;(3)进一步总结三级旋回的形成机制。
追索这方面的进展,可以更加深入地理解当年Exxon 科学家们将层序形成机制归因于海平面变化的初衷以及所包含的科学意义,从而有利于今后的深入研究。
关键词 层序级别 形成机制 层序地层学进展作者简介 梅冥相,男,1965年生,教授,博士生导师,从事沉积学和地层学研究工作;E m ail :m ei m i ngxiang @263 net 。
中图分类号:P534 文献标识码:A*国家自然科学基金项目(编号:40472065)和中国石油化工股份有限公司海相前瞻性项目(编号:C0800-07-ZS-164)联合资助收稿日期:2010-06-23 改回日期:2010-08-20Research on for m i ng m echanis m of long ter m sequences :The second advance in seque nce stratigraphyM e iM ingx iangS t ate K ey Laboratory of G eological P rocesses and M ineral Resources ,Chi na Universit y of G eosciences (B eij i ng ),Beijing 100083Abstract S trati g raphic un its t h at are only bounded by unconfor m ities are defi n ed as sequences ,w hich are endo w ed w ith the m eaning of tectonic cyc les .Those strati g raphic successi o ns bounded by un古 地 理 学 报 2010年12月confor m ities and the correlati v e con for m ities are a lso defi n ed as sequences t h at belong to depositional se quences i n sequence strati g raphy,and these sequences are interred as the pr oducts o f globa l sea leve l changes.If t h e f o r m er can be ca lled as tecton ic sequences,they are act u ally t h e second order sequences;f u rther,t h e latter belongs to the th ird order sequences.Thus,change and m od ification on the concept of sequences represent a proble m of sequence h i e rarchy.There are t w o f u nda m ental dri v en m echan i s m s for sea leve l changes,the firstm echan is m re fers to the change resulted fro m the vo lu m e change of the oceanic basi n that is caused by tecton ic acti o n,wh ich is m ar ked by long period and sl o w chang ing rate and is grouped into tecton i c eustasy;and the second refers to the g lacial eustasy resulted fro m the vo l u m e change of sea w ater caused by the i n creasi n g and decreasi n g of icecap in polar reg i o ns o f the earth due to palaeo cli m ate change,wh ich ism arked by short per i o d and rapid chang i n g rate and is g r ouped into glacia l eusta sy.The t w o funda m enta lm echan is m s beco m e a co mm on cogn ition through long ter m researches by geolo g i s ts.On the basis o f the above concepts,t w o first order cyc les can be d iscer ned in the Phaner ozo ic and can f u rther be subdivided into6second order sequences(t h e S loss s m odel)or13second order se quences(the V ail s m odel),and t h e difference on the div isi o n o f second o r der sequences i n t h e Phanero zoic de m onstrates so m e changes and progresses on stud ies of for m ing m echan is m s o f l o ng ter m sequences.I n additi o n to the study of vo l u m e change of ocean ic basi n caused by tecton ic action that is thought as a m a i n m echan is m for long ter m sequence,m any geolog ists th i n k that there is a general relati o nship bet w een t h e for m ing period o f long ter m sequences and the ti m e duration period of different astroa l cyc les,such as t h e relati o nship bet w een galactic year and the first o r der cyc le,the second order cycle t h at is generally re lated to ga lactic p lane cycle and response o f the th ir d cycle to the Oort cycle,a ll ofw hich prov ide an i m portant thi n king appr oach for f u rther research.I m po rtantly,if studies on i n consistence of conceptua l sys te m o f the Exxon m odel of sequence stratigraphy t h at result i n m any sequence stratigraphic m ode ls can be t h ought as the first advance in sequence strati g raphy,st u dies on for m i n g m echan is m s o f long ter m se quences can be though t as the second advance,wh ich contains the f o llo w i n gs:(1)t h e study on the gene t ic re lationsh i p bet w een the first order sequence and the superconti n enta l cyc l e thr ough usi n g o f the concept and m odel i n the Phanerozoic to the Preca m bri a n;(2)research on the for m i n g m echanis m of the second order sequence that is genetically related to the evo l u tionary feat u res o f hydrosphere and at m osphere;(3)f u rther su mm arizati o n for t h e for m i ng m echanis m o f the third order sequence.There f o re,traci n g these pr ogresses is very helpful to further understand th ei n itia l i n tension of the Exxon schoo l i n sequence stratig raphy,that is,the for m ing process of sequences can be attri b uted to sea level change,and is helpful for f u rther researches in t h e future.K ey w ords seque nce hier archies,for m ing m ec hanis m,advance i n sequence strati g raphyAbout the aut hor M ei M i n gx ia ng,bor n in1965,gr aduated fro m Chi n a University o f Geosciences (Beijing)i n1993w ith a Ph D degree.No w he i s a professor at School ofEarth Sciences and Resource,Chi na University of Geosciences(Beijing),and is engaged i n sedm i e nto l o gy and strati g raphy.1 概述符合Steno叠覆律(La w of Superposition)的成层岩石所组成的地层记录(H edberg,1959;Salva dor,1994;NACSN,2005;张守信,2006),多年来对其研究的积累表明其具有4大特性:复杂性、不完整性、非渐变性和旋回性(梅冥相,1996;梅冥相和高金汉,2005),旋回性的研究是从复杂而不完整的地层记录中寻找出更多规律性的有效途径之一。