4层序地层学-海相碎屑岩层序

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
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。
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。
（2）海岸上超向下迁移至沉积滨线 坡折带向陆一侧并形成由进积到加积 准层序构成的陆棚边缘体系域。
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Ⅰ型层序地层样式
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
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
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
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。
东营凹陷纯11井古生物组合突变
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
象 ；以及地震反射终止关系的变化
一、层序边界及识别标志
地震反射终止关系
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
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
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，
Ⅰ型层序由低位、海侵和高位体系域组成
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
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
低位体系域底为Ⅰ型不整合界面 及其对应的整合面，其顶为首次 越过陆棚坡折带的初始海泛面。
东营凹陷沉积旋回垂向的明显变化
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 回春作用形成的深切谷是层序边界 的典型标志。
下 切 谷
美国犹它州第三系中的下切谷
新疆柯坪志留系下切谷
东营凹陷下第三系下切谷
2、层序边界基本识别标志
（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。
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
• 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现象和一个层序下 部层序界面之上的海岸上超向陆迁移现
盆底扇
下切谷的形成－海平面明显下降
◎下切谷沉积特征
下切谷规模大和形态多 下切谷充填物质复杂 下切谷发育的多期性 下切谷的演化－早期过路，晚期充填 下切谷发育的影响因素
deposition depends strongly on sea level change
Normark: The style of submarine fan
deposition depends strongly on the initiating mechanism for turbidity currents
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
深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
深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
莺歌海盆地古地形与沉积体系分布模式图
海南岛
海平 面变 化与 浊流 沉积 演化
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
穿过巴西Marlim 油田走向地震剖面
层序边界
美国加州更新世
（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， 河流深切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。 （4）存在能够形成深切峡谷并向盆地 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
• 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，如电阻率曲线、自然伽玛和自然 电位曲线、地层倾角矢量模式图以成像 测井特征都会发生曲线形态、异常幅度、 测量值等方面的明显变化
地层倾角测井的明显变化
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
• 一、层序边界及识别标志
盆地扇的研究现状
浊 流 沉 积 体 系 的 主 要 类 型
深水沉积模式 据RICHARD， 1998
富砾浊积扇模式
富砾浊积扇模式
富 砂 浊 积 扇 模 式
富 砂 浊 积 扇 模 式
点
物
点物源
源
砂
泥
浊
积
扇
沉
积
多朵叶
砂
泥
混
合
浊
长水道
流
沉
积
模
式
砂泥
斜坡
混合

浊流
斜坡
沉积
模式
( 据H.G.Reading和M.Richards，1994 )
第四章 海相碎屑岩层序地层学
• 层序是指顶底以不整合面及与之可对比 的整合面为界的、一套相对整一的、成 因上有联系的地层，它是层序地层学分 析的基本地层单元。
• 层序地层是研究由海平面相对变化形成 的沉积旋回
层序的概念
第四章 海相碎屑岩层序地层学
• Wagoner（1990）认为，层序是在一个三级 全球海平面升降旋回中沉积而成的，形成时 限为数十万年至数百万年，层序厚度数十至 数百米、侧向分布数百至数万千米。
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； 主要岩性为砂砾岩； 无水道；典型的地震反射
Where is the sequence boundary?
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
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
第一节 被动边缘盆地层序地层学
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。
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
类型Ⅳ——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、 岩性以及沉积相的垂向不连续或错位。
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
低位域低位楔状体沉积特征
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
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。
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。
（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Ⅰ型层序地层样式
1）具陆棚坡折边缘的盆地特点
（2）具有明显分割陆棚沉积物与 陆坡沉积物的陆棚坡折，在这陆棚坡折 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
三角 洲与 滑塌 浊积 扇沉 积体 系
浊积扇
梅山组沉积模式图
区 源 物
南
莺 歌
海
海
组
二
段
LT9-1-1井
GR
井深
RT
800
梅 山 组 二 段
900
( 据H.G.Reading和M.Richards，1994 )
LT35-1-1井
GR 井深
RT
1400
梅 山
1500
组 二 段
1600
黄
流
LT34-1-1
Santa三角洲－Mugu下切谷－Hueneme扇
下切谷
三角洲
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 －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间形成的， 由进积到加积准层序组构成的楔状体， 它主要位于陆棚坡折向海一侧,并上超在先 前层序的斜坡上
富泥的浊积扇沉积模式，Reading,1994
研 究 浊 流 沉 积 物 源 方 向
浊 流 沉 积 受 断 阶 控 制
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?
Posamentier:The style of submarine fan
低位体系域的形成和组成
坡折带
Relative
CS
Sea-Level
Systems Tracts HST
LST
TST
HST
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
在具陆棚坡折的盆地中，低位体系域 常由盆底扇、斜坡扇和低位前积楔状 体（下切谷）组成
• 层序包含两种类型： Ⅰ和Ⅱ层序 • Ⅰ层序由低位、海侵和高位体系域组成 • Ⅱ层序由陆棚边缘、海侵和高位体系域组成
相对海平面变化是形成沉积层序的根本原因
Peter R. Vail 提出了层序地 层模式
层序地层样式受四种因素控制
可依据露头、岩心和地球物理资料识别层序
层序
第一节 被动边缘盆地层序地层学
组
RT
二
GR
井深 岩性剖面
DT
段
梅
2300
山
组
一
段
2400
梅 2500
山
组
二
段 2600
海
组 黄流组沉积模式图
二 段
源区 南物 海
LT34-1-1井
GR
井深(m) 岩性剖面
RT
2000
黄
流
组
一
2100
段
( 据H.G.Reading和M.Richards，1994 )
LT33-1-1井
GR 井深(m)
RT
3100
3150
3200
黄
3250
流
3300
组 3350
3400
3450
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 指因海平面下降、河流向盆地扩 展并侵蚀下伏地层的深切河流体 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
东营凹陷微量元素变化与层序边界关系
东营凹陷Fe2O3 含量变化与层序边界关系
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
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
第一节 被动型边缘盆地层序地层学
一、层序边界及识别标志
2）Ⅱ型层序的识别标志
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
盆地扇和 斜坡扇研究
Bouma沉积 层序；1962；
Walker浊积 扇模式；1978
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；