第一篇 层序地层学概念体系
层序地层学的基本概念和基础
I 类 A
沉 积 基 准 面 湖 平 面 I 类 空 间 I I 类 空 间
泄 水 口
河 流 轨 迹
I 类 B
河 流 轨 迹
4、海平面与可容空间的关系 • 若不考虑波浪、洋流等影响，可理想地认为：
–陆地上，河流相的基准面=河流均衡剖面 –海洋中，海相基准面=海平面 –可容空间=海平面-沉积物表底=水深
2、基准面(Base level)
•关于基准面的定义有两大学派： •1）基准面近似于海平面 •在海洋中，由于受波浪和潮流作用比海平面略低 •在陆地上，相当于进积/侵蚀的平衡面，河流均衡剖面与 基准面在滨线重合 •2）基准面是对侵蚀和沉积之间平衡界面的归纳。 •陆地上，河流相的基准面=河流均衡剖面 •海洋中，海相基准面=海平面
河 流 轨
3、可容空间(Accommodation space)
• 类型： – 按时间：老空间 (早期未被充填而遗留的空间 )和 新增可容空间 (沉积过程中形成的空间) 。
I 类 A
沉 积 基 准 面 湖 平 面 I 类 空 间 I I 类 空 间
泄 水 口
河 流 轨 迹
I 类 B
河 流 轨
• 按位置： • I类空间：沉积基准面与湖（或海）平面之间，水上可容空 间，其可进一步分出两部分，其中以湖（或海）盆最低溢 出点的平面为界，位于该界面与沉积基准面之间为IA类，位 于该界面与湖（或海）平面之间为IB类。 • II类空间：湖（或海）平面与湖（或海）盆底面之间，水下 可容空间，对于盆地中某一点来说，II类空间的大小与水深 呈正比关系。显然，只有存在Ⅱ类(水下)空间时，才可能形 成稳定的沉积。
2、基准面(Base level)
•定义：是一个想象的动态平衡面,用于描述沉积作用的上限和侵 蚀作用的下限。 –高于基准面表现为侵蚀作用，即使有沉积作用也是局部和 暂时的，沉积物质点不稳定，不能长期保存下来而成为地层 记录； –低于基准面，发生沉积作用，沉积物有可能被埋藏而保存 下来。
第一章 层序地层学基本概念(层序地层学)
1、层序地层学(Sequence Stratigraphy)
层序地层学(Sequence Stratigraphy) : 根据露 头、钻测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相 古地理解释，对地层层序格架进行地质综合解释的 地层分支学科。
地震地层学 生物地层学 年代地层学 沉积学
层序地层学
油气勘探
2、层序（Sequence)
• 在滨线的区域性海进时期，密集段分布 最广泛。
密集段 (Condensed Section)
密集段主要产于海进体系域内部和高水位 体系域远端。它实际上是不断前积的、穿
时的前三角洲细粒沉积
湖盆中的密集段
含盐油页岩膏盐华、溶蚀纹理
灰黑色云质泥岩
层面盐晶、溶蚀坑与断面水平纹理
6.可容空间（Accommodation)
凝缩层也称密集段、或缓慢沉积段， 是在相对海平面上升到最大、海岸线 海侵最大时期在陆坡和盆地相沉积的 沉积物。
一般由沉积速率很慢的（10100mm/万）、厚度很薄的、缺乏陆源 物质的半深海和深海沉积物。
Definition of Key Terms
密集段 Condensed Section
• 以沉积速度极低为特征的一种薄的海相地 层 层 段 ( 沉 积 速 度 小 于 1 一 l0mm ／ 1000 年)(据Vail, Hardenbol, Todd, 1984)。它们 是半远洋和远洋沉积物组成，缺乏陆源碎 屑物质，是在海平面相对上升最大、海岸 线海侵最大时期在外陆架、陆坡和盆地底 部沉积的(据Loutit, 1986)。
2. 四个基本变量控制层序特征
基本变量对层序的控制作用
基本变量
控制作用
构造沉降
提供沉积物沉积的可容空间
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。
层序地层学概念和原理2
HST
陆
海
TST LST
层序地层单元基本展布特征示意图
层序地层学概念和原理——层序和体系域
二、层序界面类型 1、不整合定义
不整合（Unconformity）：一个分开新老地 层的界面，沿着这个面存在陆上侵蚀削截（在 某些地区为可与之对比的海底侵蚀面）的证据， 或者存在明确重要沉积间断的陆上暴露的证据， 并具有的明确的沉积间断。
层序地层学概念和原理
层序和体系域
层序地层学概念和原理——层序和体系域
一、层序定义
Mitchum（1977，1979a）的定义——由一组相对整合、连 续且具有成因联系的地层单元组成的一个地层单元，其顶底 界面均由不整合面或其相应的整合面
概念的缺陷
没有指定层序的规模和持续时间，也没有指出产生不整合面的任 何特定机理。
三、层序类型
依据层序底部的界面（不整合）类型，层序可分为两种 类型：
Ⅰ型层序 Ⅱ型层序。
Ⅰ型层序是指那些海面相对下降超过退覆坡折 点后形成的层序，其相对海面下降较大，使 层序的早期顶积层上超在早先层序的坡积层 上
Ⅱ型层序指那些海面相对下降没有超过退覆坡折 点后形成的层序，最低部位体系域称为陆架边缘 体系域(Posamentier等，1988)。该体系域可沉积 于陆架的任何位置。陆架边缘体系域的底界为Ⅱ 型层序边界，而顶界是陆架的首次大的泛滥面
一个层序沉积于一个由非海相侵蚀面为界的沉积旋回，沉积于一个“重要” 的基准面升降旋回中。
在大多数盆地中，基准面受海平面控制，因此一个层序是一个相对海平 面上升－下降周期的产物。
一个基准面旋回形成的理想层序
陆盆坡折边缘I型层序的地层几何形态，表现出5个分开的沉积组合，传统 的划分是三个体系域——低位、海侵和高位体系域
层序地层学复习纲要.doc
《层序地层学》夏习要点第一章层序地层学概论1.层序地层学的概念：层序地层学是在沉积学、地层学、古生物学、地震地层学、测井地质学、同位素测年技术等学科不断发展的基础上，在80年代后期发展起来的一种根据地震、测井和露头资料划分、对比和分析沉积地层的新技术(方法)。
2.层序地层学的发展阶段：概念萌芽阶段(1948—1977) ................. . …… ------------- 层序概念建立阶段孕育阶段(1977-1988) ------------------------ -------- -------- 地震地层学形成和发展阶段理论系统化阶段(1988年一现至) ------------- ----- ■层序地层学综合发展阶段第二章层序地层学基本概念与学派1.控制层序的四个因素是什么：一个沉枳层序的岩性和地层叠苴样式常受四个基本因素的综合影响：构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率、气候2.层序地层学的基本原理：层序地层学的基本原理可表述为：遵循多个沉积学和地层学第一性原理的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。
3.简述层序、准层序、准层序组的概念及准层序组的类型。
答：层序：层序是层序地层学研究的基本单元,它是顶、底为一不整合面或与之相对应的整合面为边界的、一套相对整-的、成因上有联系的地层单元。
层序可进一步细分为体系域(system tract),体系域根据其在层序中的位置以及由海平面所限定的准层序组和准层序的堆积型式确定。
层序的基本组成单元是准层序和准层序组。
准层序：准层序是层序的基本组成单元，是由海泛面或与之相对应的面所限定的、有成因联系的一组相对整合的层或层组序列(Van Wagoner, 1985)。
准层序组：是指由成因相关的一套准层序构成的，具特征堆砌样式的-•种地层序列，其边界为一个重要的海泛面和与之可对比的面，有时它可与层序边界一致。
层序地层学概论
• 层序地层学研究已经应用于建立和研究各种资料库， 除了利用地震反射参数之外，各种不同沉积环境的 露头、测井和岩心等资料也被用来建立高分辨率的 层序地层数据库（H.W.Posamentier等，1991）。
• 4. 综合性 层序地层学是一门跨越多门学科
（地球物理学、地层学、地球化学、古生物学、 矿物学、沉积学、构造地质学、盆地分析、计 算机技术、现代测试分析技术等）的综合性学 科， • 它不仅囊括了地震地层学的全部理论和方 法，而且结合了测井信息、露头资料、钻井取 心和岩屑资料的沉积学研究成果，吸收了物理 沉积学、油气勘探地层学、地球物理学等学科 的最新成果，能够获得更多的信息，为油气资 源开发提供科学的依据。
Sloss（ 1963）等人
将北美克拉通前寒武晚期至全新 世地层划分成以区域不整合面为 边界的六套地层层序
为当今层序地层学的发展提供了
概念基础
概念萌芽阶段（1948－1977）―层序概念建立阶段
P.R.Vail（1977）等人编著的 《地震地层学》为标志
全球海平面变化具有相对一致性，
海平面变化控制了层序发育的观点 应用地震资料及钻测井资料预测和 确定盆地地层结构、沉积相类型和 区域分布
层序地层学的概念体系建立 三大理论体系和四大方法体系
三、层序地层学带来的新思维
• 层序地层学分析最根本的是提供了一种划分地层、 预测地层展布的方法。层序地层学基于全球海平 面变化，提出了在海平面变化过程中，地层的分 布样式及其内部的成因联系，将海平面变化周期 内的地层划分为低位体系域、海进体系域和高位 体系域，建立了被动大陆边缘的层序地层模式。
著名沉积地质学家曾允孚（1999）把层序地层学 列为当代沉积学的第一大进展。 著名石油地质学家徐怀大教授（1993）把层序地 层学的贡献归纳为五个方面： 1.消除了年代地层、岩石地层和生物地层单位三 重命名的混乱现象，层序地层学提供了一个全球统一 的地层学概念。 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.提高了地质学家的预测能力，已经成为油气勘 探的有力工具。 5.把地质科学的研究从定性推向定量。
层序地层学概念
意义层序地层学通过对地震、测井和露头资料的分析，研究在构造运动、海面升降、沉积物供应和气候等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布。
以建立更精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科学地进行油藏以及其他沉积矿产的钻前预测。
概念的提出层序的基本概念在18世纪晚期即已提出，认为地层的顶、底界是不整合的单位。
但第一次明确提出层序一词，并用于北美大陆古生代地层划分的是斯洛斯。
到了20世纪50年代后期，美国地质学家韦尔等，在研究了大量资料的基础上，于1965年提出了第一代的全球海平面相对变化曲线和地震地层学基本原理，成功地解决了北海盆地的中生代地层划分，引起了石油地质界的重视，并于1977年出版了《地震地层学在油气勘探中的应用》一书。
它标志着地震地层学的诞生和层序地层学的奠基。
1987年，美国哈克、韦尔、哈登博尔等，在总结各项成果的基础上，提出第二代海平面相对变化曲线，并系统地提出层序地层学的基本理论与概念。
出版了《层序地层学原理》，它标志着层序地层学进入成熟和蓬勃发展阶段。
层序地层学层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的，它概括了地震地层学的基本概念和方法，并综合了生物地层学、同位素地层学、磁性地层学、沉积学和构造地质学的最新成果。
其基本原理是构造运动、全球绝对海平面的变化和沉积物供应速度综合作用的结果，产生了地层记录，也可称作地层信号。
这些记录反映了上述诸作用的规模、强弱、持续时间和影响范围。
其中，构造作用与海平面变化的结合，引起了全球性相对海平面变化，它控制了沉积物形成的潜在空间。
构造作用与气候变化的结合，控制了沉积物的类型和沉积数量，以及可容纳空间中被沉积物充填的比例。
而河流和海洋环境中的沉积作用，又由于水流与地形和水深间的相互影响而引起不同的岩相分布。
规模分级上述作用按其规模可以分为六级：持续时间大于5000万年的称为一级周期，500～5000万年的为二级周期，50～500万年的为三级周期，10～50万年的为四级周期，1～10万年的为五级周期，小于1万年的为六级周期。
层序地层学-理论和概念
第一节 理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念 4） I型和II型层序边界 II型层序界面是由于全球海平面下降 速度小于沉积滨线坡折带处盆地沉降 速度时形成的，因此在这个位置上未 发生海平面的相对下降
全球海平面和相对海平面
第二节 全球海平面变化
沉积水深是指海平面到沉积表面的距离
第二节 全球海平面变化
2、全球海平面相对变化特征
1）周期性 一级周期2个（亿年级）， 二级周期14个（千万年级）， 三级周期247个（百万年级）
2）不对称型 快速上升－稳定－快速下降
一级周期2个
二级周期14个
不同级别旋回
二、层序地层学基本概念 5）层序地层构成－－ I型、II型层序
层序类型 体系域类型 低位体系域 体系域中沉积体 盆底扇、斜坡扇和前积楔状复合 体
I型层序
海侵体系域
高位体系域
缓慢沉积复合体
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体 缓慢沉积复合体 S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
陆棚边缘体系域 前积和加积沉积复合体 II型层序 海侵体系域 高位体系域
一、层序地层学定义和理论基础 层序地层学的诞生和发展受益于地 震地层学、生物地层学、年代地层学 和沉积学的发展。
但需要指出的是，岩性地层学无益 于层序地层学的发展。
层序地层学与传统地层学的区别
等时性而 不是等岩性
第一节 理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础 2.层序地层学理论基础 1）海平面升降变化具有全球周期性 全球周期性海平面变化是形成以不整合 为边界的沉积层序的根本原因，是建立 全球地层对比的重要手段
层序地层学发展历史
层序地层学的最新发展是亚地震的高分辨率层序地层学和沉积充填物的计算机 模拟。Van Wagoner等人（1990）率先出版了一本彩图专著，是利用露头、测 井和岩心资料进行的高分辨率层序地层学研究。这项令人振奋的成果是在出露 极好的海相和大陆边缘地层中进行的，如英国纽克群海岸的侏罗系和美国西内 海道的白垩系。 高分辨率层序地层学结合了米级旋回地层的研究工作，特别是层状台地碳酸盐 岩及其硅质碎屑岩和碳酸盐岩的混合地层。 轨道力作用的米兰科维其理论被层序地层学用来解释高频亚层序级别的旋回， 计算机模拟软件包用于分析和反演盆地从几米到整个盆地规模的充填层序。 盆地模拟的软件包有皇家荷兰壳牌公司开发的程序、Aigner等人（1990）开发 的程序以及南Carolina州大学开发的SEDPAK程序。小规模的模拟软件有沉积先 生（Goldhammer等1989开发），以及Bosence和Waleham1990开发的软件。
层序地层学发展历史回顾——层序地层学发展史
在Grabau研究工作之前，欧洲地质学家Stille（1924）已经开始发展全 球性的构造运动引起全球性不整合面的观点，他认为正是全球构造运动 导致了全球海平面变化，类似于现代的低级次全球海平面旋回。 1935年，Wanless和Shepard通过对伊利诺斯州和堪萨斯州宾夕法尼亚 系含媒地层中米级旋回的观察和进一步研究更新世冰川－海平面变化后 提出，更新世旋回地层的发育受控于冈瓦纳大陆冰川的聚集和消融。这 项研究成果重新肯定了Croll在几十年前的研究成果，即冰川－海平面对 沉积发育的控制作用。 但是，Gilluly（1949）在地质会议上主张的造山运动是连续而非幕式过 程的观点，使低级次旋回概念受到冷落。石炭系的韵律地层被重新解释 成为自旋回的产物，归因于三角洲朵叶的迁移和沉积体系内部的重新组 合。
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。
感谢观看
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。
朱筱敏-层序地层学基本理论
第一节 理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础 1.层序地层学定义 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 间相互关系的地层学分支学科 。
第一节 理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础 2.层序地层学理论基础
◇低位体系域（Lowstand systems tract， 简称LST）是指Ⅰ型层序中位置最低、沉积 最老的体系域；
◇是在相对海平面下降到最低点并且开始缓 慢上升时期形成的，顶界为首次海泛面；
◇在具有陆棚坡折和深水盆地的沉积背景中， 低位体系域由盆地扇、斜坡扇和低位前积 楔状体以及河流下切谷充填物组成的 。
层序地层学－1 Sequence Stratigraphy
朱筱敏
中国石油大学地球科学学院
层序地层学就是根据露头、 钻测井和地震资料，结合有关沉 积环境和岩相古地理解释，对地 层层序格架进行地质综合解释的 地层学分支学科。
Embry T－R旋回
Vail 层序地层学
Galloway 层序地层学
Cross高分辨率层 序地层学
谢 谢！
1）整合 整合面是一个将新老地层分开的界面，
沿此界面没有陆上和海底侵蚀作用的证据， 也不指示存在重大沉积间断。
整合可包括沉积作用缓慢、在很长地 质时间内仅沉积很薄沉积物的界面。
二、层序地层学基本概念
2、整合和不整合
2）不整合
不整合是一个将新老地层分开的界面， 沿着这个界面有证据表明存在指示重大 沉积间断的陆上侵蚀削截（或与之相对 应的海底侵蚀）或陆上暴露现象。
准层序（Parasequence） 是一个以海泛面或与之相应 的面为界、由成因上有联系 的层或层组构成的相对整合 序列。
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
地层学——层序地层概念简介
地层学——层序地层概念简介译者：王立群层序地层学是试尝关联相对海平面转变到沉积层的一门地质学方面的相对较新的分支。
该方式的基础是依照等时界面的识别进行地层作图（例如：地下不整合面、最大洪泛面），因此其大体点是放在年代地层框架上。
层序地层学是校正只强调岩性特点相似性而没有时刻意义的岩性地层学方式的最好选择。
名称中的“层序”涉及旋回沉积，而术语中的“地层学”涉及如下地质进程：一、沉积物形成的地质进程。
二、透过地球表面的时空，这些沉积物如何转变的进程。
目录：1、重要的界面1—1、层序界面1—2、准层序界面2、准层序和准层序组的类型3、地质时期的海平面4、经济意义5、参考文献1、重要的界面1—1、层序界面层序边界被以为是最重要的界面。
层序边界被概念为不整合面或与其相关的整合面。
多期河流砂岩体常常充填与层序边界相关联的海平面下降形成的深切河谷。
层序边界上的深切河谷在侧向上可与河间地域，形成于深切河谷边缘的古土壤相对照。
河谷充填在成因上与先期形成的下覆沉积系统无关。
依照多期砂岩沉积的其它类型有四种区别深切河谷充填的标准：一、比河谷内单河道侵蚀面散布更普遍的高侵面，在区域上可普遍对照。
二、在与下覆地层单元相对照时，相组合反映出盆地在岩相上向前移动。
3、河谷侵蚀面侵蚀掉前期形成的体系域而且在海岸产生时刻距离。
4、增加的河道充填和向上变细的剖面或反映增加可容空间的河流系统特点的转变。
和深切河谷相关的砂岩体是良好的储集层。
目前在这些岩体的对照和散布研究上还存在问题。
层序地层学原理和重要界面的识别有助于解决这些问题。
1—2、准层序界面次要的界面是准层序界面，只是也有人建议描述准层序边界的洪泛面与层序边界相较在侧向上散布更为普遍。
这是因为海岸平原与内陆架相较其倾斜度低的缘故。
准层序边界能够用界面上的物理和化学属性的不同相区别，它们是：地层水的含盐度、碳氢化合物的性质、孔隙度、紧缩速度和矿物学特点。
准层序边界不阻止油气的聚集，可是它能够抑制储层垂向上的联系。
层序地层学基本原理
37
二、层序地层学基本概念
5、准层序和准层序组 1）准层序
准层序（Parasequence） 是一个以海泛面或与之相应 的面为界、由成因上有联系 的层或层组构成的相对整合 序列。
精品课件
临滨
4
滨外陆棚
3
前滨
2
临滨
1
滨外陆棚
0
临滨
38
二、层序地层学基本概念
2）准层序组(Parasequence sets）
缓慢沉积复合体
陆棚边缘体系域 前积和加积沉积复合体
精品课件
20
精品课件
Ⅰ型层序
21
Ⅱ型层序
精品课件
22
第一节 理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念
2、整合和不整合
1）整合
整合面是一个将新老地层分开的界面，
沿此界面没有陆上和海底侵蚀作用的证据，
也不指示存在重大沉积间断。
整合可包括沉积作用缓慢、在很长地
三角洲沉积是典型沉精品积课件类型。
34
精品课件
35
二、层序地层学基本概念
5）陆架边缘体系域
◇陆架边缘体系域（Shelf margin systems tract，简称SMST）是与Ⅱ型层序边界伴 生的下部体系域（海平面相对上升或静止）；
◇以一个或多个微弱前积到加积准层序组为特征。
精品课件
36
精品课件
第二章 Vail层序地层学基本原理 第一节 理论基础和概念体系
精品课件
1
第一节 理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础
1.层序地层学定义 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
层序地层学
层序地层学层序地层学( sequence stratigraphy):研究旋回式的、成因上有联系的、以侵蚀面( 或无沉积作用面) 或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架, 以及沉积层序内部地层、岩相分布模式的学科,是地层学的分支学科。
——就是根据露头、钻测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科。
曲线对比的共同点:1、突变界面2、沉积旋回3、沉积背景第一章绪论第一节层序地层学的形成和发展一、层序地层学的萌芽阶段——概念萌芽阶段（1949－1977）20世纪70年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。
1、地质学的核心－地层学；地层学的核心——国际地层表（或国际地质年代表）成了讨论任何与沉积地质学有关问题的准绳和尺度。
2、国际地层表的根本问题：①地层表中各代、纪、世、期的命名没有反映出各地质时代的地质特征和它们内在成因联系，存在人为的主观因素。
部分“系”是两分的，部分“系”是三分的。
②地层划分指南中提出的生物地层、年代地层和岩石地层是一个三元分类系统。
没有把此三元分类系统统一到带有纵向成因演化特征的“年代地层单元”这一最根本的客观标准上3、层序地层学的诞生和发展首先得益于“层序”概念的提出。
1）Hutton （1788）首次指出“不整合面”是区分隆起、剥蚀和沉积旋回的物理界面。
2) Lyell和Agassiz（1835，1840）提出的冰川理论中就初步讨论了海平面变化与构造作用之间的关系；3)Suess （1906）发展了冰川理论并进一步讨论了海平面升降与沉积物上超和下超之间的关系。
4)Chamberlin （1909）论述了地壳运动控制了世界范围内海平面变化。
从这个意义上说，可以认为Chamberlin 是当代层序地层学的先驱。
4、层序的概念：“层序是以主要区域不整合为边界的地层集合体”二、地震地层学形成发展阶段——孕育阶段（1977－1988）1、新理论和新方法的出现1) 精确定年方法：同位素年代定年；古地磁测量定年；超微生物分带定年2）板块构造理论发展成熟——深海钻探计划（ODP）的实施（1）地球物理和盆地分析方法去分析地壳的垂向升降、横向伸缩以及各种构造活动、（2）火山活动、重大地质事件发生的时代和规模（3）不同板块演化阶段和不同板块部位发育不同沉积类型组合3）古地理背景研究古沉积：沉积体系的概念和地质与地球物理资料研究古水深：沉积岩性、古生态学、特殊矿物古气候：孢粉组合、沉积岩性以及颜色古水温和古盐度：碳氧同位素、微量元素和包裹体4）高分辨率数字地震勘探技术的发展地质学家可以得到比较精确的、能够反映地下地层形态、岩性、物性、流体性质的不同维数的图像。
层序地层学的基本概念(一)
层序地层学的基本概念层序地层学：是根据露头、钻井、测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综和解释的地层学分支。
层序：是一套相对整一的、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。
准层序：是以一个海泛面或与之相对应的面为界、有成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。
准层序组：是指由成因相关的一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列，其边界为一个重要的海泛面和与之可对比的面，有时它可以和层序边界一致。
不整合：是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵消截或陆上暴露现象。
缓慢沉积段（凝缩层）：指沉积速率很慢（1—10mm/1000a）、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物，是在海平面相对上升到最大、海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。
体系域：指一系列同期沉积体系的集合体。
沉积体系：指具有成因联系的、相的三维空间。
海泛面：是一个新老底层的分界面。
他们常常是平整的，仅有米级的地形起伏，但穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。
可容空间：指供沉积物潜在堆积的空间。
相对海平面：指海平面与局部基准面之间的测量值。
准层序：是一层序地层分析中最基本的沉寂单元，是一个一海泛面或与之相对应的面为界的、成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。
准层序的边界：是一个海泛面及与之相关的界面。
大多数准层序边界海泛面均存在着深水沉积与浅水沉积的一个截然界面。
准层序沉积特征：是一个向上沉积水体不断变浅的序列，层厚向上增大，生物扰动向上减少，沉积相向上指示水深变浅，三维空间上表现简单的冲刷和变粗的趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 斜坡扇由具天然堤的浊流沟道和漫滩沉积物所组成。它们上 覆于盆底扇之上，并被上覆的低水位楔状体所下超。
➢ 低水位楔状体由一个或多个组成楔状体的进积式准层序组所 组成；楔状体仅发育在陆架坡折的向海一侧（方向），并上 超在先前层序的斜坡上。
HST TST LST
Ⅱ层序边界
➢ Ⅱ型层序边界：当海平面下降的速率小于 沉积滨线坡折处沉降速率，即在这个区域未 产生相对海平面下降时期形成的。 ➢ Ⅱ型层序边界特征是一个区域性界面，沉 积滨线坡折带向陆方向的陆上暴露、上覆地 层的上超以及海岸上超点向下迁移等特征。 没有河流回春作用造成的陆上侵蚀、也没有 沉积相明显向盆地方向迁移。
PDM：前三角洲泥岩
河道单元II
W LST
H2S1B下42层序
HST
H22 层序
SB42：层序界面（H21上亚段底界）
LST：低位体系域
HST：高位体系域
SB42层序界面上发育的大型下切复合水道全景（剖面方向与水流方向近于垂直）
下切谷
下降体系域
东海丽水凹陷海相第三纪断陷盆地
追踪高频的海、湖平面变化旋回，建立高精度的层序格架
临滨
4
滨外陆棚
3
前滨
2
临滨
1
滨外陆棚
6. 准层序和准层序组
2）准层序组(Parasequence sets） 是指由成因相关的一套准层序构成的、
具特征堆砌样式的一种地层序列，其边界 为一个重要的海泛面和与之可对比的面， 可将准层序组划分为进积、加积和退积准 层序组三种类型。
第三章 层 序
一、概念及有关术语 二、层序的基本类型 三、层序的边界特征及识别标志 四、层序内部体系域组成 五、层序级别划分
（二）Ⅱ型层序
第一章 层 序
一、概念及有关术语 二、层序的基本类型 三、层序的边界特征及识别标志 四、层序内部体系域组成 五、层序级别划分
三、层序的边界特征及识别标志
1、层序的边界特征 Ⅰ型边界、Ⅱ型边界
2、层序边界识别标志 地质标志（沉积、成岩） 地震识别标志 测井识别标志
Ⅰ层序边界
➢ Ⅰ型层序边界：当海平面下降的速率超过 沉积滨线坡折（depositional shoreline break)处沉降速率，即在这个区域产生了相 对海平面下降时期形成的。 ➢ Ⅰ型层序边界特征：以河流回春、沉积相 向盆地方向迁移、海岸上超点向下迁移以及 上覆地层相拌生的陆上暴露和同时发生的陆 上侵蚀作用为特征。
（一）Ⅰ型层序
➢ Ⅰ型层序：Ⅰ型层序是指海平面下降速率 大于沉积滨线坡折处构造沉降速率，形成了 相对海平面下降。底界以Ⅰ类不整合为界， 顶以Ⅰ类或Ⅱ类不整合为界。 ➢ Ⅰ型层序内部组成：
由低水位体系域、海侵体系域和高水位 体系域所组成
（一）Ⅰ型层序
（二）Ⅱ型层序
➢ Ⅱ型层序：Ⅱ型层序是指海平面下降速 率小于或等于沉积滨线坡折处构造沉降速率。 底界以Ⅱ类不整合为界，顶界以Ⅰ 类或Ⅱ 类不整合为界。 ➢ Ⅱ型层序组成：由陆棚边缘体系域、海 侵体系域和高水位体系域所组成。
3.海泛面（Marine flooding surface）
➢ 海泛面是一个新老地层的分界面，常常是平 整的，仅有米级地形起伏，但穿过该界面时有 证据表明水深会突然增加。 ➢ 海泛面常伴随小规模的水下侵蚀作用和无沉 积作用，表明存在小规模的沉积间断。 ➢ 除非海泛面与层序边界重合，否则海泛面上 不会发生大规模陆上侵蚀作用，无海岸上超的 向下迁移或向盆地方向的迁移。
二、层序的基本类型
➢层序基本类型：Ⅰ型层序和Ⅱ型层序 （划分依据：根据海平面下降速率与
沉积滨线坡折处沉降速率关系） ➢层序主要识别标志:
①层序边界的不整合类型； ②层序边界之间的体系域组合。
二、层序的基本类型
沉积滨线坡折和陆棚坡折
➢ 沉积滨线坡折（depositional shoreline break) ：是指陆架剖面上的一个位置，是沉积作用 活动造成的地形坡折(三角洲，临滨沉积)。 ➢ 陆棚坡折（shelf break）：大陆架与大陆斜坡之 间的过渡地带。
HST
①低位体系域
低位体系域（Lowstand systems tract，简称 LST）：是指Ⅰ型层序中位置最低、沉积最老的体系域， 是在相对海平面下降到最低点并且开始缓慢上升时期 形成的。
在具有陆棚坡折和深水盆地的沉积背景中，低位体系 域是由海平面相对下降时形成的盆地扇、斜坡扇和海 平面开始相对上升时形成的低位前积楔状体以及河流 深切谷充填物组成的。
三角洲沉积是典型沉积类型
④陆架边缘体系域
陆架边缘体系域（Shelf margin systems tract，简称SMST）是与Ⅱ型层序边界伴生 的下部体系域，其以一个或多个微弱前积到加 积准层序组为特征。
6. 准层序和准层序组
1）准层序 （Parasequence） 是一个以海泛面或与之 相应的面为界、由成因 上有联系的层或层组构 成的相对整合序列。
第一章 层 序
一、概念及有关术语 二、层序的基本类型 三、层序的边界特征及识别标志 四、层序内部体系域组成 五、层序级别划分
层序内部体系域组成
★体系域(System tract) 概念 同期沉积体系的组合。
★体系域分类 低位体系域(LST) 海侵体系域(TST) 高位体系域(HST) 陆棚边缘体系域(SMST)
沉积滨线坡折 陆棚坡折
根据海平面下降速率与沉积滨线坡折处沉 降速率关系
层序边界的不整合类型
Ⅰ型不整合
指示Ⅰ型层序边界，是一个区域性的不整合界面， 是海平面下降速度大于沉积滨线坡折带处盆地沉降 速度时产生的。
Ⅱ型不整合
指示II型层序界面，是由于全球海平面下降速度 小于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时形成，因 此在这个位置上未发生海平面的相对下降
初始海泛面（First flooding surface)
定义：是Ⅰ型层序内部初次跨越陆架坡折的 海泛面，也是低位体系域的物理界面。
初始海泛面可由于后期海平面下降而遭受地 表剥蚀或发生无沉积作用。
最大海泛面 （Maximum flooding surface)
是一个层序中最大海侵时形成的界面， 它是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位 体系域下超，它以从退积式准层序组变进 积准层序组为特征，常与凝缩层相伴生。
1、层序（Sequence):
是以不整合面或与不整合相对 应的整合界面作为边界，成因上有 联系的、相对整合的、连续地层序 列。
层序 体系域 准层序组 准层序
层序的体系域组成
根据客观标准（包括边界类型、准层序组的分布以及其在 层序内的位置）可将层序进一步分成体系域。 ➢ 体系域(system tract):同期沉积体系的组合，而沉积体系 是成因上相关联的沉积相的三维组合。 ➢ 体系域类型：即低水位、海侵、高水位及陆棚边缘体系域。 ➢ 低水位和高水位是描述性的术语，指在层序内的位置；当 指体系域时，这些术语不表示时间间隔或在海平面变化周期 或相对旋回上的位置。
4.可容空间和凝缩层
可容空间（Accommodation): 指可供沉积物堆积的空间。主要受控
于沉积基准面的变化。或者是海平面升 降和构造沉降的函数。
4.可容空间和凝缩层
凝缩层(Condensed section): 是在相对海平面上升到最大、海岸线海
侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地相沉积的 沉积物。
2.不整合（uncomfortity)
➢ 将较新和较老地层分开的面；沿此面，有 地表剥蚀和削蚀的证据；在某些地区，还有相 应的海底侵蚀或地表暴露的证据，并具有明显 的沉积间断。
S2h
C2hl2
P1l
整合(comformity)
分开较新和较老地层的面；沿此面没有任何 侵蚀或停止沉积的证据；并且沿此面亦没有任 何明显沉积间断的表现。因此包括这样的一些 面：在这些面上，仅有很缓慢的沉积作用，或 很低的沉积物聚集速率；非常薄的沉积物即代 表很长的地质时期。
因此体系域是一个三维沉积单元，体系域的 边界可是层序的边界面、最大海泛面、首次海 泛面。
不同类型的体系域
Sedimentation in response to relative sea-level change
Relative
CS
Sea-Level
Systems Tracts HST
LST
TST
低水位体系域构成
ivf（Incised valley）—深切谷
lsw（lowstand wedge ）
sf（slope fan ）—斜坡扇
bs（basin-floor fan）—盆底扇
SB（sequence boundary）—层序界面 tsfs（top slope fan surface）—斜坡扇顶面
C、测井识别标志
➢在测井曲线上 主要利用准层序 组的变化来划分 和识别层序边界。 ➢一般在进积或 加积准层序组的 顶界通常有一个 层序边界。
利用测井曲 线中准层序 变化来识别 层序界面
思考题1：层序、整合和不整合、海泛面、可 容纳空间、凝缩层、体系域、准层序和准层序组 的概念？
思考题2：论述层序基本类型及界面特征？
tbfs（top basin-floor fan surface ）—盆底扇顶面
低位体系域（LST）
深切谷的下切作用
深切谷的充填作用
ivf
核二上亚段下层序（H212）底界面—SB42界面
B： SB42层序界面上发育的大型下切复合水道出露剖面
C
2m
1
3
6
9M
IVF:下切水道充填
ivf
Mb：分流河口坝
层序边界识别标志
A、地质标志（沉积、成岩） 1．古风化暴露面 2．深切谷 3．岩性、岩相标志 4．淡水透镜体（碳酸盐岩）