沉积物体积分配原理_高分辨率层序地层学的理论基础
基准面旋回和可容空间知识体系及自己的看法
学号：2006130035姓名：陈龙成绩：基准面和可容空间基本知识体系及自己的看法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，由于可容纳空间与沉积物补给通量比值的变化，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变化[1]。
基准面是高分辨率层序地层学研究的核心，可容空间是与基准面密切关联的概念，本文总结出了基准面及可容空间的基本知识体系，同时就基准面和可容空间也提出了自己的观点。
1.基准面和可容空间基准面和可容空间都是高分辨率层序地层学中极其重要的概念。
特别是基准面这个概念，是高分辨率层序地层学研究的直接对象，最终在实际应用中我们也是要划分出层序的上升和下降旋回。
而可容空间却是和基准面直接关联的概念。
T．A．Cross(1994)引用并发展了Wheeler(1964)提出的基准面概念，分析了基准面旋回与成因层序形成的过程-响应原理。
基准面(Baselevel)并非海平面，也不是一个相当于海平面向陆延伸的水平面，而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾的抽象面（非物理面），其位置，运动方向及升降幅度不断随时间发生变化的[2]。
可容空间是指位于基准面之下的、沉积物表面与基准面之间可供潜在沉积物充填的全部空间[１]。
可容空间包括早期未被充填遗留下来的老空间和新增可容空间。
可容空间又称可容纳空间、容纳空间、容存空间，它是与基准面相伴存在的一个客观事物。
新增可容空间是指在沉积物沉积的同时新形成的可供沉积物充填的空间[7]。
可容空间是与基准面相伴随而存在着的,可容空间的增加与减少直接受控于基准面的升降和基底构造沉降。
学号：2006130035姓名：陈龙成绩：图2.基准面与可容空间示意图2.为什么提出基准面这个概念我们知道影响层序地层发育的影响因素主要有：海平面、构造沉降、沉积负荷补偿、沉积物补给、气候、沉积地形等因素。
高分辨率层序地层学
目录1 概述 (2)2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析 (2)3 高分辨率层序地层学的基本原理 (2)3.1基准面变化原理 (3)3.2沉积物体积分配原理 (5)3.3相分异原理 (6)3.4物质守恒原理 (6)4 在油气勘探中的应用 (6)4.1 储层对比 (7)4.2 储层分布预测 (7)5 总结 (8)参考文献 (9)1 概述高分辨率层序地层学是由美国科罗拉多矿业学院Cross教授(1988)带领的研究组所提出,它以野外露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础,根据地层的过程响应沉积动力学原理,通过精细地层层序划分和对比技术将钻井的一维信息转变为三维地层叠置关系,从而建立区域、油田乃至油藏等不同规模层次的储层、隔(夹)层及烃源岩层的成因地层对比格架。
高分辨率层序地层学理论核心为:在基准面变化过程中,由于可容纳空间和沉积物供给量比值(A/S)的变化,在相同的沉积体系域或相域中发生沉积物的体积分配作用,导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型以及岩石结构和相组合类型发生变化。
基本理论包括基准面原理、体积划分原理、相分异原理和旋回等时对比法则。
其理论的关键点是基准面变化控制了层序地层的发育。
2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析由于“层序地层学”概念诞生于前,“高分辨率层序地层学”概念诞生于后,在“层序地层学”概念先入为主的情况下,可能会有人认为“高分辨率层序地层学”一词的核心是“层序地层学”。
其实不然,只要深刻地理解了高分辨率层序地层学的理论方法体系构成,不难得出,它与经典的层序地层学是有质的差异的,二者之间无论是在概念、理论体系构成上,抑或是在方法体系构成上都有不同。
高分辨率层序地层学虽然借鉴了经典层序地层学的某些思想,但它不是对经典的层序地层学的一种简单升级,而是质的革新,具有一套完全独立于经典层序地层学的、不但适用于海相地层而且适用于陆相地层的理论方法体系,它摆脱了经典层序地层学关于海平面变化控制层序形成这一思想对陆相层序地层研究的束缚,通过对基准面旋回的不同层次性分析,实现不同级次的层序地层划分与对比,从而构建起高分辨率层序地层格架。
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(理论部分)复习资料
层序地层学复习资料层序地层学支撑学科体系：地震地层学生物地层学（与以岩性相似性为依据的岩性地层学无关）年代地层学沉积学层序地层学的贡献/为什么说层序地层学时地学史上的一次革命/层序地层学的重要作用：1、消除了年代地层学、岩石地层学、生物地层学命名混乱的现象；2、第一次提出了全球统一的成因地层划分方案；3、建立了地层分布模式；4、提高了对地层分布预测的能力；5、将地球科学的研究从定性推向定量。
层序地层学的发展阶段：概念萌芽阶段（1949－1977）——层序概念建立阶段Sloss、Krumbein和Dapples（1948）同时提出的地层层序概念标志为当今层序地层学的发展提供了概念基础孕育阶段（1977－1988）——地震地层学形成和发展阶段P.R.Vail（1977）等人编著的《地震地层学》为标志产生了一次重大的飞跃理论系统化阶段（1988年－现至）——层序地层学综合发展阶段以P.R.Vail（1988）等人编著的《海平面变化综合分析》以及Sangree,Wagoner和Mitchum等人的层序地层学文献的发表为标志。
给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃三大层序学派：1、Exxon公司以P.Vail为代表的经典层序地层学派（被广泛应用）2、Galloway的成因层序地层学3、T.A.Cross的高分辨率层序地层学层序地层学的发展方向：提高精度是最主要的发展方向增加预测性是最重要的发展方向拓宽应用范围是潜在的发展方向陆相盆地与海相盆地层序地层学研究的差异性：盆地类别海相盆地湖相盆地控制因素全球海平面变化，盆地沉降，沉积速率，气候构造沉降，物源供给气候，古地形水动力条件海底火山等，波浪，潮汐，海流，风暴。
大陆水流，波浪，湖流沉积范围海岸带，陆架，陆坡，深海区冲积扇，河流沉积区，湖泊沉积区沉积层横向连续性横向延伸距离大，连续性好横向延伸距离较短，连续性差构造影响大范围影响，相对较弱频繁影响，相对较强层序厚度及变化层序厚度大，一般数十米至数百米，厚度较稳定层序厚度相对较小，一般为数十米至百余米，厚度变化较大沉积相变化沉积相连续，稳定，相变逐渐过度沉积相变化快，相的突变常见体系域特征海侵海退幅度大，体系域特征明显湖水进退频繁，幅度较小，体系域特征不明显预测难易程度相对较易相对更复杂，困难层序地层学的经典定义：“研究以侵蚀面或沉积间断面、或者与之可以对比的整合面为界的、重复的、成因上有联系的地层的年代地层框架内岩石间的关系。
高分辨率层序地层学理论及其技术方法
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岩性剖面识别标志
（ 1 ）地层岩性剖面中的冲刷现象和上覆滞留沉积； （2）作为层序界面的滨岸上超和向盆地迁移； （3）岩相或相组合在垂向剖面上的转换位置； （4）砂泥岩厚度的旋回性变化。
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不同沉积环境下可识别的 短期旋回层序岩性剖灯2
一、 理论基础
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基本原理
高分辨率层序地层学是对地层记录中反映基准面 变化旋回的时间地层单元二元划分；该理论体系 及其技术应用的关键是识别地层中多级次的基准 面旋回和等时对比；核心内容为基准面旋回变化 过程中，对应A/S比值的变化在相同沉积体系域或 相域中发生的沉积物体积分配作用和相分异作用， 及其所导致的沉积物保存程度、堆积样式、相序、 相类型及岩石结构的变化；上述变化是相关地层 在基准面旋回中所处位置的函数，因而地层分布 型式和相类型的分布规律是可以预测的；通过高 精度时间分辨率的基准面旋回等时对比，可将钻 井的一维信息转换为三维信息。
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测井剖面识别标志
建立取芯井段测井相的岩—电转换模型，是对测井曲线 进行不同级次的基准面旋回划分和界面确定的最有效方 法，不同比例尺的测井剖面适用于不同精度要求的层序 分析对象，相关的识别标志也有所不同： （1）单一的测井相类型及接触关系； （2）相似和相关测井相组合所代表的地层堆积样式、 沉积状态和接触关系； （3）由相似或相关测井相组合叠加反映的较长期基准 面上升或下降半旋回中单向移动和可容纳空间体积变化 过程； （4）反映不同沉积体系域的特征测井相组合之间的转 换面或突变面。
高分辨率层序地层学理论及其技术方法
(在陆相层序分析中的应用)
理论基础 湖相盆地基准面旋回的基本结构类型和叠加样式
肖亮-高分辨率层序地层学
A/S比旋回中的体积分配
A/S比增大，向陆方向可容空间
增大，沉积的沉积物数量增多 A/S比减小，向陆方向可容空间 减少，沉积的物质变少，发生沉 积物的路过作用，甚至剥蚀作用
相分异作用
由于可容纳空间及其所影响的沉积物体积的变化， 在同一地理位置（或沉积体系域、相域）的沉积环境或 相类型、相组合或相序发生规律性变化，称之为相分异 （facies differentiation）。也可以是指在基准面旋回中 岩石的沉积学和地层学属性的变化。
基准面旋回
•基准面在升、降变化过程中具有向其幅度的最大值或最小 值单向移动的趋势，由此构成一个完整的上升与下降旋回 •基准面的一个上升与下降旋回合称为一个基准面旋回 •基准面旋回可发生在地表之上或之下，也可穿越地表，既 基准面穿越旋回 •在地表的不同部位基准面的升降旋回是等时的
基准面旋回特点
基准面升降旋回记录了可容空间由最小向 最大方向或由最大向最小方向单向变化的 过程
整个盆地或大规模的区域内同时发生的 基准面旋回所经历的全部时间由地层记 录（岩石）和沉积间断面组成 不同区域可以进行不同的层次划分 层次性
基准面旋回变化的主控因素
基准面的变化是海平面、构造沉降、沉积物补给、 沉积负荷补偿、沉积压实与沉积地形等各要素变化的综 合反映 不同级次的基准面旋回的主控因素不同，盆地范 围的基准面旋回主要受区域构造运动控制，次一级的基 准面旋回受构造沉降、沉积物补给的控制更加明显，更 次一级的基准面旋回受自旋回作用的影响更加明显 与海相盆地不同，在陆相盆地中，基底沉降、沉 积物供给和气候对基准面变化和层序发育的控制作用更 加明显
4 三角洲的类型变化实际上与A／S值变化密切相关
A/S比值
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”。
《高分辨率层序地层学》基准面旋回的基本结构类型和沉积序列
图4-4 湖泊三角洲沉积体系中常见的超短期和短期旋回层序结构
A1..低可容纳空间向上“变深”亚类型；A2.高可容纳空间向上“变深”亚类型；C1.上升半旋回为主的不完全对称型；
C2.近完全—完全对称型（实际资料来自济阳盆地胜坨油田胜一区沙河街组二段）
图4-6 湖底浊积扇沉积体系中常见的超短期和短期旋回结构类型
A1.低可容纳空间向上“变深”非对称型；A2.高可容纳空间向上“变深”非对称型；B1.低可
容纳空间向上变浅非对称型；B2.高可容纳空间向上变浅非对称型；C1.近完全—完全对称型；
C2.上升半旋回为主的不完全对称型；C3.下降半旋回为主的不完全对称型
（1）向上“变深”非对称型(A型)
此类型以层序中仅保存基准面上升半旋回沉积记录，下降半旋回则处于侵蚀冲刷状态而具有向上“变深”的非对称型旋回结构，以及层序的底、顶界面都为冲刷面为显著特征。在不同的沉积环境中此类型均可广泛发育，虽然沉积微相、沉积构造和物质组分的组合特征不一样，但由粒度变化显示的沉积序列非常相似，其共同的特点为：A.仅保存上升半旋回沉积记录，下降半旋回表现为冲刷间断面；B.层序底界面为冲刷面，向上以发育变细的沉积序列显示“变深”的半旋回结构；C.主要发育在物源供给非常充沛的条件下；D.按岩性组成特征和保存状况，可细分为低可容纳空间和高可容纳空间两种亚类型：
图4-12 尤塔盆地绿河组河流-三角洲-湖泊体系体积划分
与基准面旋回结构和对称性变化
（据邓宏文，1995.略作修改）
2.短期旋回结构类型和沉积序列
短期旋回是根据野外剖面露头、钻井岩芯或测井曲线等实际资料所能识别的较小成因地层单元（表2-1），此类层序以Ⅴ级界面为层序边界（表2-6），与Vail的Ⅵ级旋回或准层序级别相当，厚度为数米至十数米级，时限跨度为0.1～0.5Ma，一般由数个具相似结构和岩性组合的超短期旋回层序叠加而成，个别与单个超短期旋回层序相当。在沉积序列上，通常为若干个微相叠置所构成的相组合和相序，可明确指示沉积环境变迁的方向。层序的结构类型和分布模式与超短期旋回层序基本一致（图4-2至11），亦可细分出向上“变深”非对称型、向上变浅非对称型、对称型3类基本层序，以及低或高可容纳空间，对称或不完全对称等7个亚类型（图4-1），显示此类层序的形成与超短期旋回层序有着相似的地层过程和沉积动力学条件。
高分辨率层序地层学
当A／S值趋向于1 ，相分异程度增加， 有更多的地貌元
素保存 ，地层不连续界面罕见
相分异原理
A/S比增大时的各种相的相对保存程度
相分异原理
旋回等时对比法则
地层的旋回性是基准面相对于地表 位置变化所产生的四种地质作用状态随 时间发生空间迁移的地层过程中的沉积 学响应
4 体积分配作用导致或影响相域诸多的几何特征和岩性特征 ，包括成因层序叠置样式、作为地层和地理位置函数的地层旋 回的对称性、地层不连续面出现的频率、相分异、原始地貌要 素的保存程度和地层构架特征等
5 体积分配作用还决定了哪些岩石和哪些地层不连续面在时间 上是相等的98)指出：地层和相的所有其他属性都 由沉积物的体积分配作用控制，或与沉积物体积分配作用 有关
1 四个基本原理
2 基础理论
层序界面的成因类型及特征
层序划分学派
以EXXON公司“Vail”学派为代表，以不整 合面或相关整合面为层序边界
以Galloway W E.为代表，以最大湖泛面 作为层序边界
Johnson J G.等所强调的地表不整合面或 海侵不整合面为边界
Cross倡导的基准面由下降到上升过程中 形成的不整合面为层序界面
层序界面的成因类型及特征
层序界面划分
Ⅰ
界面
类型 成因
区 域 构 造
类运
动
产状及
等时性
主要识别标志
地表及岩 测井 地震
芯剖面
剖面
剖面
穿 越 盆 地 边 风化壳，底
界 的 区 域 构 砾岩，角度
造 不 整 合 面 不整合或下
沉积物体积分配原理——高分辨率层序地层学的理论基础
同。一些人认为， 基准面即地貌学上的平衡剖面。进一步的认识是地层基准面为分隔沉积 作用和侵蚀作用的理论均衡面， “在该面之上沉积物不能停留， 该面之下可能发生沉积和埋
［4］ 藏作用” 。由此可以看出， 多数地质学家仅仅是从地貌学角度出发理解基准面， 并没有把
基准面旋回与时间域、 基准面对岩石记录的保存程度和内部结构的控制联系起来 （图 1） 。 ［5］ 自 Barreii 提出基准面概念后很长一段时间， （1964） 第一次明确地从地层保存作用 Wheeier
图 1 基准面概念的演化及应用
（据 Cross， 1998）
图 2 基准面、 可容纳空间和反映可容纳空间与 沉积物供给之间平衡时的地貌状态
（据 T. A. Cross， 1994 修改）
Fig.1 Concept of base-ievei and its appiication
Fig.2 Base-ievei， accommodation and geomorphic feature refiecting the baiance between accommodation and sediment suppiy
［3］ 体积的过程称之为 “沉积物体积分配 （ Cross， 。二维剖面上， 沉积物的体积分配作用 1998）
图 3 基准面旋回期间沉积物堆积样式与体积分配
（据 Cross， 1994）
Fig.3 Stacking pattern and sediment voIume partitioning during base-IeveI cycIes
［2］ 过程 响应系统遵循能量守恒定律。 BarreII （1917） 早就认识到， “一个不整合标志着一个时 间域， 该时间域在其它区域表现为地层沉积” 。也就是说， 如果某地区存在着一不整合面， 在
高分辨率层序地层学理论基础及将来研究趋势
回。它 的基准面下降半旋回会形成不整合面 ，而基准面完全在地表之 下， 或地表之下的摆动产生剥蚀作用 ，不会形成不整合面 。高级次的 基 准面旋 回包 含着低级次 的旋回 ，相应 地形成 了不 同级 次的地层 旋 回。地层旋回是在基准面旋 回期间堆积在成因上相联系的沉积环境 内 并 保存下来的所有沉积 物。基准面旋回所经历的全部时间由地层记录 （ 岩石） 和沉积 间断面组成 ，伴 随旋回的ｄ ／Ｓ 化均在地层 旋回的沉 Ａｄ变 积或岩石性质表现出来 ， 以，在地层记录中识别不同级 次的基准 面 所 旋 匾并进行地层对 比是可以实现 的。 （ ） ２ 沉积物体 积分 配原理 。沉积物体积分配原理 是指基准面旋
摘
要
本文系统总结了高分辨 率层 序地层学的 四大基 本原理 ，即基 准面变化原理 、物质 守恒 原理 、沉积物体积 分配原理 和相分
异原理。基 准面原理是 最基本的 ，由基 ； 隹面的变化 产生了体 积分配和相分异作用： 同时指 出了高分辨率层序地层学在层序地层 对比、 储 层预测 、油藏开发等方面的应 用前景 以及发展趋 势：
或搬运作用改变 其形态来向靠 近基准面的方 向运动 。地表和 图１基准面
、
高分辨率层序地层学在层序地层对比、储层 预测和 油藏开发等方 面均有重要 的应用价值 。它建立 高分辨 率的层序地层格架 ，研究其 中的生储盖组合 、储层非均质性 、储层 三维预测 、小层砂体对 比和剩 余油分布状况 ，也可以为流体流动数值模拟 、流体流动单元划分和确 定注采方案提供十分有效的地质 模型。高分辨率层序地层学 已经在中 国中 、新生代陆相含油气盆地层序地层等研究 中获得成功应用 ，其应
用前景是光 明的 ， 其理论将在不断地探索和应用 中 日 益完善 。 （ ） １ 储层对 比。高分辨率储层对 比技术包 括两个方面 ：一是适 用于盆地范围的地层对 比技术 ，主要用于勘探阶段的地层分析和盆地 模拟 ，另一方面是适 用于 油藏规模 的地层对比技术。储层岩性、几何 形态 、连续性 及岩石物理特征等是在沉积物堆积过程 中产生 的 ， 精确
层序地层学的四大学派
四、Cross高分辨率层序地层学
• 一）高分辨率层序地层学的 理论体系 • 二）基准面旋回的识别与对 比技术
一）高分辨率层序地层学的理论体系
• 高分辨率层序地层学的理论核心：在沉 积基准面旋回变化过程中，由于可容空 间与沉积物补给通量比值（A/S）的变化， 相同体系域或相域中发生沉积物体积分 配作用，导致沉积物保存程度、地层堆 积样式、相序、相类型及岩石结构发生 变化。这些变化是基准面旋回中所处位 臵和可容空间的函数。
• 基本概念 • 沉积事件与沉积幕 • 沉积事件（depositional event）：指在一个相对短的 时间内发生的由初始前积、过渡加积到最终海进（退 积）过程的产物。 • 每个沉积事件由一个相序列记录并加以确定。每个相 序列的所有沉积相在成因上均与同一个沉积物源有关。 （相当于Galloway定义的准层序）
• Cross等发展了基准面的概念，并赋予其时间单 元意义。 • 沉积基准面是一个相对于地表波状起伏的、连 续的略向盆地方向下倾的潜在势能面，其位臵、 运动方向及升降幅度不断随时间变化。它在海 （湖）盆范围内基本上是平行于水平面的风暴 浪基面，而朝陆方向则是一种波状起伏的曲面。
• 沉积基准面的特点：
三叠系Tห้องสมุดไป่ตู้R旋回的成因
2.T-R旋回是在海平面停滞不变及相对固定的 沉积物供给情况下，构造隆起及构造沉降交 替作用形成的。在沉降速率较高时发生海进， 而在沉降速率较低或盆地边缘隆起时发生海 退。这一假设可以解释观察到的地层旋回现 象，但仍有如下两个原因使这种解释并不尽 如人意：（1）斯沃德鲁普盆地所观察到的 海进事件在其它构造条件不同的盆地中亦有 发生。（2）斯沃德鲁普盆地进行顶层剥离 分析表明，在三叠纪该盆地正处在热沉降作 用阶段。
《层序地层学》考题1(石大北京)
层序地层的相关要点：1、层序地层学的基本概念（包括层序、准层序等），每年基本都可能考；2、河流相沉积特点和模式（重点是曲流河和辩状河）3、三角洲相沉积特点（陆相、海相、扇三角洲）4、沙质海岸沉积特点；5、在实际地震剖面上识别层序界面（识别方法）；6、储层方面研究的内容和方法7、生物礁在掌握基本概念的基础上，尽量多看一些书，扩大知识面考生姓名________________ 考试成绩________________一、名词解释(1×10=10)01、层序地层学：02、层序：03、体系域：04、准层序：05、首次海泛面：06、凝缩层：07、I型层序：08、陆棚坡折带：09、低位体系域：10、并进型沉积：二、层序地层学的理论基础是什么？(5×1=5)三、图示并说明三种准层序组序列特征。
(10×1=10)四、对比具陆棚坡折的碎屑岩I型层序与具台地边缘的碳酸盐岩I型层序之间的特征（含成因、边界特征、体系域构成及LST、TST、HST特征、主控因素）。
(15×1=15)五、图示并说明不能确定首次湖泛面的坳陷型湖盆层序地层样式。
(10×1=10)六、叙述利用钻测井资料进行层序地层分析的步骤。
(10×1=10)七、你认为目前中国层序地层学研究需要解决的难题是什么？未来的发展趋势是什么？(10×1=10)八、露头资料层序地层分析。
(实验一，15×1=15)九、钻测井资料层序地层分析。
(实验二，10×1=10)十、地震资料层序地层分析。
(实验三，15×1=15)注：从五、六、七题中选作二题标准答案一、名词解释层序地层学：是研究以不整合面或与之相对应的整合面为边界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回岩性序列间相互联系的地层学分支学科。
层序：一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。
第八讲高分辨率、成因地层学
短期基准面的旋 回变化可以在地 层记录中表现为 对称性和不对称 性的地层旋回。
短期基准面旋回识别标志
• 地层剖面中存在冲刷现象及上覆的滞留沉积 物。
• 滨岸上超的向下迁移。 • 岩相类型及其组合在垂向上发生变化。 • 砂泥岩厚度旋回变化及地层叠置样式变化。
• 相分异直接影响储层的三维空间几何形态、岩性和 岩相类型以及储层的连续性和非均质性。
• 从基准面和可容空间变化的动力学观点出发，相 同沉积体系域的体积分异（不同沉积环境中沉积 物体积之比）、沉积物保存程度、地层堆积样式 、相序特征及相类型不是固定不变的，而且随着 沉积体系域处在基准面旋回中的位置和可容空间 的变化而发生变化。
不同沉积环境下可识别的 短期旋回层序岩性剖面
• （2）中期基准面旋回 • 中期基准面旋回指在大致相似地质背景下形成的
一系列具成因联系的短期基准面旋回的组合，包 括中期基准面上升和下降半旋回。
• 中期基准面旋回的识别可以通过露头、岩心以及 电测井资料的分析来完成。
• 中期地层旋回的边界：河道冲刷不整合、沉积相 变化处、短周期叠加样式的改变
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沉积物体积划分(volumetric partitioning)是基准面旋回
内不同沉积环境可容空间动态变化的结果。它是指基准面 旋回过程中，可容空间的大小随地理位置变化，由此，堆 积在可比较的沉积环境中的沉积物体积发生时空变化。
基准面变化---有效可容空间变化---沉积物沉积量
1)沉积物体积 分配原理控制 了旋回对称性
下降半旋回记录了可 容空间由最大向最小 方向单向变化的过程
上升半旋回记录了可 容空间由最小向最大 方向单向变化的过程
操应长教授层序地层学复习资料
操应长教授层序地层学复习资料操应长教授《层序地层学》复习资料⼀、定义层序地层学：是根据地震、钻井及露头资料，结合有关的沉积环境及岩相古地理解释，对地层层序格架进⾏综合解释的学科。
时间的概念：界⾯是⼀个时间段旋回性：⼀套层序就是⼀个旋回，与地层旋回⼀致。
时间格架：全盆地对⽐的等时沉积体系。
成因上有联系的地层：在层序内部没有主要的间断⾯。
定义：基于属性分析定义的地层学分析：岩性地层学，⽣物地层学，磁地层学，化学地层学，年代地层学，异地层学，地震地层学，层序地层学岩性地层学：基于岩⽯性质分析，岩⽯地层单元间的界⾯常为不等时的岩性界⾯。
层序地层学：异地层学：介于岩性地层学和层序地层学之间。
基于边界不连续⾯界定的地层单位，其界⾯为不连续⾯（以岩性地层接触关系为表现）⼆、⼆、发展三阶段：（⼀）概念的提出（⼆）地震地层学反射波速度反映密度差异核⼼：全球海平⾯变化具有⼀致性，海平⾯变化控制了层序发育的特点。
应⽤地震资料和钻测井资料可预测和确定盆地的地层结构、沉积相类型和区域分布。
（三）层序地层学的综合发展阶段三、层序地层学的特点⼀）科学性1、统⼀性：构造运动、海平⾯变化2、等时性：等时界⾯3、时间性：层序界⾯代表⼀个时间段。
⼆）预测性三）综合性多种资料、多个学科的综合四、层序地层学⾯临的问题五、概念和术语的统⼀问题1、陆相层序地层学的成因问题2、层序地层学单元的级序划分3、深⽔层序地层学研究4、陆地沉积的层序地层研究:closs、vail第⼀章层序地层学的基本概念⼀、海（湖）平⾯与可容空间绝对海（湖）平⾯/全球海平⾯：指海（湖）⾯相对于⼀个固定基准⾯如地⼼的⾼度，与盆地内局部因素⽆关，其升降变化多受盆地位置、⽔深、盆内沉积物量等因素控制。
相对湖（海）平⾯：沉积盆地的基底距离湖（海）⾯的⾼度，反映湖（海）盆基底的局部沉降或上升，其升降变化受控于湖（海）平⾯和湖（海）盆基底的位置。
湖（海）⽔深度：指沉积湖（海）盆内沉积物表⾯距湖（海）⾯的⾼度，其⼤⼩受控于相对湖（海）平⾯的位置与已形成的沉积物厚度。
《高分辨率层序地层学》高分辨率层序地层学的理论基础
第一章高分辨率层序地层学的理论基础与海相盆地或大区域规模级的经典层序地层学分析不同，高分辨率层序地层分析以地表三维露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面为主要研究对象，其中尤以钻井岩芯和测井剖面资料为最重要的研究基础。
通过各种资料的精细层序划分和对比技术，将钻井或露头，以及地震剖面中的一维或二维信息转换为三维地层关系的信息，从而建立区域、油田乃至区块或油藏级规模储层的等时成因地层对比骨架，大大提高储层、隔层及油层分布的预测和评价精度。
这一层序分析工作主要基于下述4个基本原理。
第一节基本原理一、地层基准面原理基准面是一个较古老的概念，Davis早在1902年就总结了关于基准面的不同定义，多达十几种。
目前在地质学中引用的基准面概念主要有3种：①地貌学上的平衡剖面或侵蚀基准面，即基准面是侵蚀作用的终极状态；②地理学上的临界面，即基准面是一个颗粒在其之上无法停留下来，而在其下则发生沉积与埋藏作用的界面(Sloss，1962)，在实际应用中，人们常将沉积基准面看作是海洋环境中的海平面和陆地环境中的湖平面等具体物理面；③地层基准面（图1-1，Wheele,1964），在高分辨率层序地层学理论体系中，以T.A.Cross，教授为主的成因地层研究小组（1994）引用并发展了Wheele的基准面概念认为基准面既不是海平面（或湖平面），也不是相当海平面（或湖平面）向陆地延伸的一个水平面，而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾和呈抛物线状的抽象面（非物理面），其位置、运动方向及升降幅度不断随时间延续而变化（图1-1）。
基准面在升、降变化过程中具有向其幅度的最大值或最小值单向移动的趋势，由此构成一个完整的上升与下降基准面旋回，是一个受湖平面（或海平面）升降和构造沉降，沉积负荷补偿，沉积物补给和沉积地形条件等多种综合因素制约的地层基准面旋回，因此，地层基准面并非为简单的海平面（或湖平面），分析基准面旋回与成因层序形成的过程－响应原理，是理解地层层序成因并进行层序划分的主要依据。
高分辨率层序地层
第三节沉积物体积分配作用
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3、沉积物体积分配结果
(1) 旋回层序对称性发生有规律的变化;
冲积平原
海岸平原
滨面 浅海 大陆架
第一章 高分辨率层序地层学基本理论
第三节沉积物体积分配作用
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(2) 地层叠加样式发生有规律变化；
长周期基准面上升期间： 地层呈退积叠加样式； 冲积及海岸平原相：厚度向上变厚，旋回对称性向上变好； 临滨和陆架相：厚度向上变薄，对称性变差，以下降半旋回为主；
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四、基准面旋回层序及特征：
1、旋回层序定义
质点运动轨迹
低 时 间 高
旋回层序界面
在一个基准面旋 回中沉积的地层。
（1）基准面上升，有
下降半旋回
二分时间界限
浅
效可容空间增加，沉积 上升半旋回；
（2）基准面下降，有
深
上升半旋回
旋回；
（3）基准面上升到下
基准面旋回运动是地表各种地质作用（海平面、构造运动、气候变迁、沉积负 荷、地貌地形、沉积物压实等）的综合结果。
第一章 高分辨率层序地层学基本理论
三、地层基准面原理
第一节基准面与基准面旋回
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1、基准面与地表的相对位置——决定地表地质作用。
基准面旋回运动控制着地表可容空间变化，从而决定着地表的各种地质 作用方式：侵蚀、沉积物路过冲刷、沉积、欠补偿非沉积作用。
基准面下降：有效可容空间向海迁移，向海一侧可容空间较大， 滨海砂岩沉积体增大，海岸平原沉积体积减小。 基准面上升：有效可容空间向陆迁移，向陆一侧可容空间较大， 因而海岸平原沉积体积增大，滨海砂岩沉积体减小。
基准面
经典：地质专业-层序地层学-第二章2
形成于快速的海平面下降期。海岸线可能移至陆架边缘，伴随着陆架下 切谷和海底峡谷的深切作用，陆架遭受广泛的侵蚀作用。碎屑岩块沿着峡谷 体系被搬运至陆架斜坡的底部，形成了广泛的低位体系域。沉积相迅速地向 盆地方向迁移，不整合面之下的高位体系域遭受广泛的侵蚀作用。
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Exxon模式的层序边界反映了不规则地形，不易与其它河道 冲刷面相区别。在非海相地层中，在河口湾地区很难发现与作 为层序边界的河道冲刷面相对应的古土壤面。一些研究已发现 海侵期的冲刷侵蚀作用可能会将已沉积的海侵体系域侵蚀掉， 这样导致海泛面与层序边界重合。
这两种方法也不是互相排斥的，他们各有其优缺点，只要 弄清楚用的是哪一种方法，在同一研究中使用两种方法也并非 不可以。实践证明，以不整合面为边界的层序地层学解释在预 测砂体的沉积可能比成因地层层序更具有潜力。
陆棚坡折I型层序地层和具缓坡边缘的I型层序地层之间主要的区别在于 低位沉积的不同。在具陆棚坡折边缘的I型层序地层中，低位体系域常由盆 底扇、斜坡扇和低位前积楔组成；
在具缓坡边缘的I型层序地层中，低位体系域是由厚度相对薄的低位楔 构成，这个薄层低位楔包括两部分沉积物。具有缓坡边缘的I型层序海侵和 高位体系城类似于具陆棚坡折的I型层序海侵和高位体系域。虽然在具有缓 坡边缘的I型层序高位体系域中缺乏明显的前积斜层沉积，但在高位和海侵 体系域中，常见三角洲前缘浊积岩。
三、不整合、沉积间断与层序边界
1．不整合的重要性
不整合(unconformity)是指岩石地层之间接触上的构造关系在沉积上缺 少连续性，并与沉积间断、风化特别是侵蚀阶段相对应(Bates，1980)。与此 相关的其他一些术语有非整合(nonconformity)、假整合(disconformity)、小 间断(diastem)、中断(hiatuse)。文中所运用的不整合是指在地层记录中包括 从局部到全球规模的不同级别的时间间断(temporal break)。
综合地层学作业-高分辨率层序地层学以及应用
中期旋回层序
由2个～ 8个短期旋回层序叠加组 成。 按旋回结构特征也可分为两种类 型： ①仅保存上升半旋回沉积记录， 下降半旋回以下切侵蚀作用为主 向上“变深”非对称型。 ②上升和下降半旋回沉积记录都 得到较好保存的对称型
长期旋回层序
由2个～ 3个中期旋回叠加组成，可划分为向上“变深”非对称型
和对称型两类旋回结构
短期旋回层序
中期旋回层序
基准面旋回
长期旋回层序
超长期旋回层序
短期旋回层序 向上“变深”非对称型(A型) 沉积物补给率＞可容纳空间增长率的高补偿条件下 向上“变深 ”非对称型 (A型)
低可容纳空间(A1型) 海相：相互切割叠臵的潮道砂体与冲刷面组成 陆相：相互切割叠臵的河流或分流河道砂体与 冲刷面组成 海相：潮间细-粉砂岩、泥岩组成 陆相：辫状河道砂体→废弃河道泥粉砂岩组
Cross提出的高分辨率层序地层学对于基准面旋回划分的分级性并没有明 确加以界定,只是简单地分为短期、中期和长期3类基准面旋回。这种划分 方法极易导致人们在进行基准面旋回划分时,对同一基准面旋回相对长短 (地层的厚薄及年龄的新老)理解的不同而导致划分的不一致和混乱,不利于 工作中的应用与对比。
郑荣才教授在研究鄂尔多斯盆地上古生界时，按基准面旋回原理，将本溪 组（C2b） 、太原组（ P1t) ）、山西组（ P1s) ）以及下石盒子组划分 为超长期、长期、中期、短期旋回层序。 对基准面旋回的结构叠加样式与沉积动力学关系进行了归纳总结。
依据高分辨率层序地层等时对比分析的原则, 从下往上,飞仙关组和其下伏的长兴组总体上是一个水体向上变浅的中
期基准面旋回,
将其划分为五个基准面旋回,即SSC1(长兴一飞一下)、SSC2(飞一上一 飞二下)、SSC3(飞二上一飞三下)、SSC4(飞三中)SSC5(飞三上一飞四)
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收稿日期:20000324;修订日期:20000706作者简介:邓宏文(1946) ),女,教授,博士生导师,石油地质专业,主要从事沉积学、层序地层学的教学与科研工作。
基金项目:/九五0国家重点科技攻关资助项目(96-110-08-02-02)沉积物体积分配原理)))高分辨率层序地层学的理论基础邓宏文,王红亮,宁 宁(中国地质大学,北京100083)摘 要:基准面旋回期间沉积物以不同体积被分配到不同相域的过程及其伴随的可容纳空间的变化称为/沉积物体积分配0,它反映了沉积过程响应系统遵循物质保存定律。
沉积物体积分配在地层记录中的沉积学和地层学的响应表现为:(1)地层旋回的对称性随时间和空间的变化;(2)反映原始地貌要素保存程度的相分异作用;(3)进积/加积地层单元的叠加样式。
这些沉积学与地层学属性无一不是高分辨率层序地层划分与对比的基础。
根据沉积物体积分配原理,正确的年代地层对比应该是有时岩石与岩石、有时岩石与界面或界面与界面的对比,而不是等厚度对比和岩性地层对比。
鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相和渤海湾裂谷盆地东营组湖相沉积的地层对比说明了沉积物体积分配的过程及其在高分辨率地层划分和对比中的应用。
关键词:基准面;沉积物体积分配;旋回对称性;相分异;高分辨率地层对比中图分类号:P53912 文献标识码:A 文章编号:10052321(2000)04030509高分辨率层序地层对比是一项以钻井、露头、测井和高分辨率三维地震资料为基础,以多级次的基准面旋回为参照面,建立高精度时间地层对比格架的层序地层划分与对比技术。
笔者及其研究组过去几年在国内一些期刊和学术会议上介绍了美国科罗拉多矿业学院T 1A 1Cross 教授和他的成因地层研究组的高分辨率层序地层学理论与对比技术及其在我国陆相盆地中的实际应用。
对该项理论与技术所依据的基本原理也作过一般性的介绍[1]。
近几年来,在将该项技术运用到我国不同类型盆地、不同沉积环境的层序地层分析与储层预测的实践中,笔者深刻体会到,在高分辨率层序地层学诸多的概念与基本原理中,理解和运用沉积物体积分配原理对于高分辨率层序划分、对比与预测至关重要。
沉积物体积分配作用是基准面旋回过程中,沉积物以不同体积被分配到不同相域的过程。
这一地质过程在地层记录中的沉积学和地层学的响应表现为:(1)地层旋回的对称性随时间和空间的变化;(2)反映原始地貌要素保存程度的相分异作用(3)进积/加积地层单元的叠加样式。
这些地层学与沉积学属性无一不是高分辨率层序地层划分与对比的基础。
本文试图从上述几个方面论述沉积物体积分配的过程)响应原理及其内涵,并以实例说明其在)305)第7卷第4期2000年10月地学前缘(中国地质大学,北京)Earth S cience Frontiers (Chi na U niversity of Geosci ences,Beijing)Vol.7No.4Oct.2000高分辨率层序地层对比中的重要作用。
1沉积物体积分配沉积物体积分配是地层基准面旋回过程中由于可容纳空间的变化导致的沉积过程的动力学响应,因此,要正确理解这一作用原理还要从基准面旋回概念谈起。
基准面的概念对于地质学家来说并不陌生。
早在1917年Barrel[2]就指出地层层序是基准面穿越地表上升与下降运动过程的地质记录[3]。
但地质学家对基准面概念的理解不尽相同。
一些人认为,基准面即地貌学上的平衡剖面。
进一步的认识是地层基准面为分隔沉积作用和侵蚀作用的理论均衡面,/在该面之上沉积物不能停留,该面之下可能发生沉积和埋藏作用0[4]。
由此可以看出,多数地质学家仅仅是从地貌学角度出发理解基准面,并没有把基准面旋回与时间域、基准面对岩石记录的保存程度和内部结构的控制联系起来(图1)。
自Barrell提出基准面概念后很长一段时间,Wheeler(1964)[5]第一次明确地从地层保图1基准面概念的演化及应用(据Cross,1998)Fig11Concept of base-level and itsapplication 图2基准面、可容纳空间和反映可容纳空间与沉积物供给之间平衡时的地貌状态(据T.A.Cross,1994修改)Fig12Base-level,accommodation and geomorphic feature reflecting the balance betw eenaccommodation and sediment supply存作用出发认识基准面,并赋予其时间意义。
他提出,基准面既不是海平面,也不是海平面向陆方向的水平延伸,而是一个相对于地表波状升降的、连续的、略向盆地下倾的抽象面(非物理面),其位置、运动方向及升降幅度不断随时间变化。
在基准面变化的时间域内,可供沉积物堆积的可容纳空间在不断变化,由此导致沉积物的保存、剥蚀、过路不留和非补偿等4种地质作用的发生(图2)。
T.A.Cross(1996)[6]发展了Wheeler(1964)关于基准面的含义,明确提出:可将基准面看作为一个势能面,它反映了地球表面与力求其平衡的地表过程间的不平衡程度。
要达到平衡,地表要不断地通过沉积或侵蚀作用改变其形态向靠近基准面的方向运动。
因此,这个面描述了迫使地表上下移动到某一个位置的能量,在这个位置上地形梯度、沉积物供应和可容纳空间是平衡的。
控制基准面的地质过程变量,如沉积地形、海平面升降、盆地沉降、沉积物补给、沉积负荷补偿等速率的变化导致基准面的变化,因此,基准面处于不断的运动中。
当基准面位于地表之上并相对于地表进一步上升时,可容纳空间增大,沉积物在该可容纳空间内堆积的潜在速度增加,但沉积物堆积的实际速度还受控于搬运沉积物质的地质过程。
)306)层序地层学地学前缘2000,7(4)也就是说,可容纳空间控制了某一时间内,在某一地理位置沉积物堆积的最大值,可容纳空间和沉积物的比值(v A /v S )决定了可容纳空间内沉积物的堆积速度、保存程度和内部结构特征。
由此,基准面可以描述在其变化期间可容纳空间与沉积物比值的变化。
当基准面位于地表之下并进一步下降时,侵蚀作用的潜在速度增加,但实际侵蚀速度也受将沉积物搬离地表的地质过程限制。
因此,基准面描述了可容纳空间建立与消失及其与沉积作用相对关系的变化过程。
沉积物体积分配作用贯穿于基准面相对于地表坡状升降运动的过程中。
基准面旋回过程中可容纳空间大小随地理位置变化,由此,堆积在可比较的沉积环境中的沉积物体积发生时空变化。
基准面上升期,地表和基准面的交点向上坡方向移动,扩大了可容纳空间的范图3 基准面旋回期间沉积物堆积样式与体积分配(据Cross,1994)Fi g 13 Stacki ng pattern and sediment volume partitioning during base -level cycles围,增加了向盆地边缘方向沉积物储存的能力,在同一沉积体系内,堆积在盆地边缘相域内的沉积物体积增加。
盆地边缘相域内沉积物堆积体积的增加必然减少了向下坡方向搬运的沉积物体积,导致靠近盆地中心位置相域内的沉积物体积减少;基准面下降期,盆地边缘相域的可容纳空间比该旋回基准面上升期的可容纳空间小,沉积物体积减少。
因而,被搬运到盆地中心位置的沉积物体积增加。
结果,在盆地从陆相到海相环境的广泛区域内,基准面下降期,陆相环境,如冲积平原和海岸平原环境中多发生沉积物的过路冲刷作用,沉积间断面出现的频率较多,同时更多的沉积物堆积在下坡临滨和陆架相域中。
而基准面上升期间,随着盆地上坡位置储存能力的增加,较少的沉积物被搬运到下坡相域(图3)。
这种在基准面旋回期间,相域内保存不同沉积物体积的过程称之为/沉积物体积分配(Cross,1998)[3]。
二维剖面上,沉积物的体积分配作用直接表现为同一沉积体系的地层在相同时间单元内、不同地理位置沉积地层厚度的变化。
由此可以看出,沉积物的体积分配作用是基准面旋回变化过程中,相同相域不同沉积环境中可容纳空间的四维(空间+时间)动力学变化的结果。
基准面旋回及其伴随的可容纳空间的变化过程中发生的沉积物体积分配作用表明地层过程响应系统遵循能量守恒定律。
Barrell(1917)[2]早就认识到,/一个不整合标志着一个时间域,该时间域在其它区域表现为地层沉积0。
也就是说,如果某地区存在着一不整合面,在不整合面的下坡终点位置必然存在着时间上与其相当的由该不整合面剥蚀搬运而来的沉积物堆积的地层。
由此,可以联想到湖盆或海盆边缘三角洲或扇三角洲顶超现象向盆地方向必然伴随着沉积物的前积作用;向上变浅的/准层序0仅发育在临滨或三角洲发育部位,沿斜坡向上必然存在海(湖)洪泛期堆积的沉积物;低水位体系域下切河谷的存在意味着沿斜坡向下在盆地中心部位会发生盆底扇或类似的沉积作用等。
正是由于沉积物的体积分配作用,某一地区的地层信息(地层保存程度、几何形态、内部结构等)必然包含着时间上与其相同的另一地区的地层(或不整合)属性的信息。
也正因为如此,地层记录才具有时空分布的)307) 2000,7(4) 地 学 前 缘 层 序 地 层 学有序性和三维空间的可预测性。
沉积物体积分配是一个重要的概念,因为沉积物的体积变化反映了可容纳空间与沉积物供给比值(v A /v S )在时间域和空间域的变化。
其结果直接伴随着原始地貌的几何形态、沉积物的保存程度、地层不连续界面出现的频率、沉积旋回的对称性、沉积物内部结构、流体流动单元的连通性、相分异作用和岩石非均质性等一系列地层学和沉积学响应。
正如T.A.Cross (1998)[3]指出的那样,/地层和相的所有其它属性都是由沉积物体积分配所控制,或者与沉积物体积分配有关0。
只有从基准面旋回和可容纳空间变化产生的沉积物体积分配的过程)响应动力学观点出发,才有可能根据其导致的诸多的地层学和沉积学性质反演基准面旋回,建立时间地层对比格架,并解释与预测地层记录时空分布的变化。
2 沉积物体积分配的地层学与沉积学响应211 旋回的对称性旋回对称性的变化是沉积物体积分配的地层学响应。
旋回对称性是以岩石形式保存下图4 不同地理位置成因层序的旋回对称性变化(据Cross,1998)Fig 14 Variations in cycle symmetries within a singlegenetic sequence in different geographic position 来的基准面上升时间与下降时间比例的记录(Cross,1998)。
对称性旋回指的是在基准面旋回的上升半周期和下降半周期沉积了大致相等的岩石厚度,构成旋回的相序组成呈对称形式。
不对称旋回或以基准面下降时期堆积的沉积物为主,或以基准面上升时期堆积的沉积物为主,相序组成也不对称。