层序地层学基本原理
层序地层学基本原理
引起海平面上升；
④沉积物注入率和生长率的突然增加；
⑤大洋岩石圈的冷却和密度变化。
精品课件
49
2）相对海平面变化、尺度、成因
◆相对海平面（Relative sea-level）
是指海平面与局部基准面如基底之
间的测量值。
◆尺度可以变化很大。
◆一个地区相对海平面的变化是全球
海平面变化与盆地沉降速率的函数。
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）
层序边界
CS
Systems Tracts HST
LST
精品课件
TST
HST
62
第二节 全球海平面变化
二、全球海平面相对变化周期与层序级别
不同的海平面变化周期 形成相应的沉积层序
2个一级层序，14个二级层序， 247个三级层序
精品课件
63
第二节 全球海平面变化
质时间内仅沉积很薄沉积物的界面。
精品课件
23
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。
精品课件
24
精品课件
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。
层序地层学基本原理
可容纳空间(Accomadation)
可容纳空间是指可供沉积的、潜在的沉积 物堆积的空间(Jervey, 1988)。可容纳空间是 海平面升降变化和构造沉降二者的函数。
地震层序 Seismic Sequence
在地震剖面上，顶底以地震反射终止为标志的不连续面 （被解释为不整合面及相关整合面）为界所限定的一套相 关的连续地震反射（被解释为成因相关的地层）。
A relatively conformable succession of reflections on a seismic section, interpreted as genetically related strata; this succession is bounded at its top and base by surfaces of discontinuity marked by reflection terminations and interpreted as unconformities or their correlative conformities.
.
Erosional truncation
isis.ku.dk/kurser
Erosional truncation
isis.ku.dk/kurser
Upper Boundary
Toplap Termination or lapout of strata against an overlying surface mainly as a result of no deposition (sedimentary bypassing) with perhaps only minor erosion (Mitchum, AAPG Memoir 26).
层序地层学在油气勘探领域中的应用
层序地层学在油气勘探领域中的应用引言层序地层学在油气勘探中扮演着重要的角色。
通过对地层的层序性质进行深入研究，不仅可以帮助地质学家更好地理解地层的时空分布规律，还能够指导油气勘探的开展。
本文将从层序地层学的概念入手，深入探讨其在油气勘探领域中的应用，并共享个人观点和理解。
一、层序地层学概念及基本原理1. 层序地层学的概念层序地层学是地层地质学的一个重要分支，研究地层的堆积和发育规律，以时间和空间为基础，探讨地层的垂直序列和水平关系，揭示地层的层序性质。
通过对地层的层序性质进行认真研究，可以揭示地层的堆积规律、沉积环境和演化历史，为油气勘探提供可靠的地质依据。
2. 层序地层学的基本原理地层的分层规律不仅受沉积条件、构造运动和物源质量等因素控制，还受海平面波动和气候变化等因素的影响。
层序地层学通过对不同层序特征的分析，可以揭示这些影响因素，从而推断出地层的沉积环境和演化过程。
在油气勘探中，这些信息对于确定有利油气形成和富集区具有重要的指导意义。
二、层序地层学在油气勘探中的应用1. 层序地层学与油气勘探的关系油气勘探的关键在于找准有利的油气富集区，而地层的层序性质往往是决定油气勘探目标的关键。
通过对地层的层序特征进行认真研究，可以揭示油气富集区的空间分布规律和聚集规律，指导油气勘探的开展，提高勘探的成功率。
2. 层序地层学在勘探目标的确定中的应用层序地层学通过对地层层序特征的识别和解释，可以帮助地质学家确定有利的油气勘探目标。
特别是在复杂构造、复杂沉积盆地和难以区分的地质构造中，层序地层学的应用尤为突出，对于确立勘探目标和提高勘探效果具有重要的意义。
3. 层序地层学在勘探实践中的案例分析通过对全球范围内的勘探实践案例进行分析，可以发现层序地层学在油气勘探中的重要作用。
在北美地区的页岩气勘探中，层序地层学对于确定页岩气富集区的空间分布和富集规律起到了关键作用，为页岩气的大规模开发提供了可靠的地质依据。
三、个人观点和理解从事多年的油气勘探工作，我深切体会到层序地层学在勘探中的重要作用。
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-第3章 层序地层学基本概念与原理-中国地质大学(北京)
4 陆架边缘体系域（SMST）
5 强制海退体系域（FRST） 6 海退体系域（RST）
7 密集段（CS）
最大海泛面：以退积到加积式准层序
组的转变为特征，常为HST的下超面
密集段
高水位体系域
上超、海岸上 超向下转移、 没有削蚀和下 陆架边缘体系域 切谷。微弱的加
海平面相对静止或 稍有上升期间形成
积或进积准层序。
LST
2 海侵体系域
海侵体系域 （Transgressive system tract,TST）: Ⅰ型和Ⅱ型层 序的海侵体系域，在海平面 迅速上升和构造沉降共同产 生的海平面相对上升时期形 成的，以沉积作用缓慢的、 低砂泥比的、一个或多个退 积型准层序组为特征，主要 沉积体系是：陆架沉积、三 角洲沉积、海岸平原沉积、 以及障壁岛、泻湖沉积为主
海平面相对下降期间形成
初始海泛面：以从低
水位进积到海侵的退 积为特征
第二节 层序地层学基本原理
一 可容纳空间
二 层序的主控因素
1 海平面的变化
2 构造沉降
3 气候
4 物源供应
一 可容纳空间
可容纳空间 （Accommoda tion)：可供沉积
物堆积的潜在空间 （Jerry, 1988)， 可容空间受控于沉 积背景的基准面变 化，或者是海平面 升降和构造沉降的 函数
三 层序内部的关键界面
初次海泛面（first flooding surface):是Ⅰ 型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面，即 相应于首次越过陆棚坡折带的第一个滨岸上 超对应的界面 最大海泛面（maximum flooding surface): 最大海侵时形成的界面，它是海侵体系域的 定界面被高位体系域下超，它从以退积式准 层序组变为进积式准层序组为特征，常与凝 缩层伴生。在地震剖面上，最大海泛面对应 于最远滨岸上超点所对应的反射同相轴
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
第二章 层序地层学基本原理
3 层 序 级 别 划 分
旋回 级别 一级
二级
三级 四级 五级
六级
王鸿祯等
Vail et al Mitchum et Brett
Cooper
（ 2000）
(1991)
al
(1990)
(1990)
(1990)
大 层 序 （ Mg） Magasequen Magasequen Magasequ Megacyc
• 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）
B、地震识别标志
不整合面是一个将新 老层分开的界面，沿 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 陆上暴露现象。地层 不整合在地震剖面上 会表现为地震不整一 现象，故利用地震剖 面可以识别不整合面。 地震剖面上不整合面 的识别主要根据同相 轴的反射终止方式来 判别，典型的地震不 整合反射有削蚀、上 超、下超及顶超等三 种终止类型。
准层序和准层序组是层序的地层 构成单元。
层序的体系域组成
• 根据客观标准（包括边界面类型、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、陆棚边缘、海侵及高 水位体系域。
四、层序内部体系域组成
1、体系域概念及分类 2、低位体系域 3、海侵体系域 4、高位体系域 5、陆棚边缘体系域
1、体系域概念及分类
体系域(System tract):
同期沉积体系的组合。
体系域类型：
1 低水位体系域 2 陆棚边缘体系域 3 海侵体系域 4 高水位体系域。
经典层序地层学的原理与方法
经典层序地层学的原理与方法1.原理(1)相对年代原理：根据物质的演化以及地质过程的变迁原则，可以将不同地层的地质时代进行相对排序。
这包括地质体的沉积和变形顺序，通过化石记录和地层对比等手段来分析地层的相对年代。
(2)相对时间标度原理：相对年代原理可以建立起相对的年代顺序，但并不能直接推断地层的绝对年龄。
建立地质时间标度需要依赖于放射性同位素的测定和绝对年龄数据。
(3)地层叠置原理：地质剖面上，较老的地层位于较新的地层之下，这是地层堆积的基本规律，称为地层叠置原理。
通过研究地层叠置关系，可以推断出地层的相对年代。
(4)地层异常原理：根据地质过程的变迁和代表不同地质环境的地层记录，可以判断地层的异常地位。
这种地层异常可能是由于不同的沉积环境变迁、断裂活动、火山爆发等引起。
2.方法(1)研究区域的选取：地层研究的基本单位是一定的地理区域。
根据需求和目标，选择代表性的地区进行研究，包括地理位置、地质构造、地貌特征等。
(2)地层的判别和对比：通过野外调查、岩心取样等方式，收集研究区域内不同岩层的样本。
对比样本之间的差异性，确定岩层的地层对比关系。
(3)化石和古生物学研究：根据地层中的化石所包含的信息，包括生物的种类、分布、演化、地理分布等，来推断地层的相对年代。
通过生物标志物的研究，可以建立起地质时间序列。
(4)放射性同位素测定：通过分析地层中的同位素含量，如铀、铅、钾、氩等，可以确定地层的绝对年代。
(5)地层时空演化模拟：根据地质过程的规律和已有的地层信息，结合数学模型和地质力学理论，模拟地层的时空演化过程。
(6)地层剖面和地质图制图：将已经研究好的地层对比和圈定的地层之间的边界划分到地质图上，绘制地质剖面图以及地质图。
地质剖面图可以更好地记录地层的空间分布和特征。
2 层序地层学基本原理
基准面
基准面：分隔沉积区和剥蚀区的物理面。 Base level, which separates deposition zone from erosion zone (Wheeler, 1964).
教材 P148
教材 P149
一、层序地层学的基本概念
1. 2. 3. 4. 5. 层序 整合和不整合 海泛面 可容纳空间 凝缩层(浓缩层、密集段、缓慢沉积段)
沉积学中的不整合概念
Unconformity（不整合） A geological surface separating older from younger rocks and representing a gap in the geologic 上下两套地层的 record. Such a surface might result from a hiatus (间断)in deposition of 产状不一致， sediments, possibly in combination with erosion, or deformation such as faulting. An angular unconformity 相交；两套地 （角度不整合） separates younger 层的时代不连 strata from eroded, dipping older strata. A disconformity （假整合） represents a time of non deposition, 有代表长期风 possibly combined with erosion, and 化剥蚀与沉积 can be difficult to distinguish within a series of parallel strata. A nonconformity （非整合）separates 存在。 overlying strata from eroded, older igneous or metamorphic rocks.
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。
层序地层学的简单描述
1.2层序地层学1．2．1层序地层学基本原理及在油气勘探开发中的意义层序地层学是80年代后期在地质学领域出现的一门新学科，是在沉积学、地层学和地震勘探技术不断发展、资料不断积累的基础上发展起来的。
层序地层学是一种划分、对比和分析沉积岩层的新理论和新方法，使人们能够更精确地对比地质时代，再造古地理，并在钻前预测储集层、生油层和盖层，对勘探和开发地层和岩性圈闭中的油气藏尤为有效。
因此，它不仅是地质学领域中出现的一种新的理论，而且是一种油气勘探的新方法。
它一经出现便受到了广大地质学者，特别是油气地质工作者的高度重视，并且在油气勘探和开发中发挥着越来越重要的作用。
1．2．1．1层序地层学简述层序地层学的概念和理论是以P。
V ail为代表的埃克森生产研究公司的研究人员根据被动大陆边缘沉积特征提出的(V ail，1987；V anWagoner等人，1987，1988；Posamentier和vail1988)。
层序地层学的理论基础是全球海平面的周期性升降、构造沉降、沉积物供给、全球气候变化、地形和地貌等因素控制着沉积层序的发生、层序的类型、层序内部地层的展布和相带分布。
层序是层序地层学中最基础的地层单位，它是被不整合面或可与之对比的整合面所限定的一段地层，该整合面可以看作是不整合面向盆地内的延伸。
一个层序内的地层往往是相对连续的，并且在成因上相互联系的。
一个层序中可以进一步地划分出体系域，而体系域则是由一系列同期形成的沉积体系所组成的。
层序可以分为I型层序和II型层序两种类型。
一个I型层序是由低水位体系域、海侵体系域和高水位体系域构成的，底界不整合面为一个I型不整合面；一个II型层序则是由陆架边缘体系域、海侵体系域和高水位体系域构成的，其底界不整合面为一个II型不整合面。
当全球海平面的下降速度超过盆地边部的构造沉降速度时，就会出现海平面的相对下降，也即出现海退，陆架甚至陆坡上部的部分地区就会暴露出水面，河流会下切陆架，在河道之间的地区可能会形成古土壤或根土层。
高分辨率层序地层学基本概要
高分辨率层序地层学基本概要一、高分辨率层序地层学的基本原理高分辨率层序地层学是以地层基准面升降旋回为沉积的主控因素的成因地层学。
它以岩心、测井、露头和高分辨率地震反射剖面为基础，通过精细层序划分和对比技术，建立各种高级别的成因地层格架，对各种级别沉积体进行四维评价和预测，因而具有客观、动态、准确、精细等优点。
它包括以下四大基本原理：1.基准面变化原理高分辨率层序地层学认为层序的形成受控于基准面的上升、下降的旋回。
基准面不是一个实在的物理界面，而是一个相对于地表波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面，它的位置、运动方向及升降幅度不断地随时间变化。
基准面可被看成一个势能面，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，地表要通过沉积或搬运作用改变其形态来向靠近基准面的方向运动。
地表和基准面之间可供沉积物沉积的空间构成可容纳空间，基准面相对于地表的运动使其发生变化，从而限定了沉积物堆积的最大潜在空间。
沉积物的供给速率和可容纳空间的变化相比，其变化相对较小，所以假定沉积物质供给速度不变，则可容纳空间的变化近似等于可容纳空间与沉积物供给量变化的比值。
可容纳空间随基准面的变化而不断变化，并产生沉积物保存、剥蚀、过路不留和非补偿四种地质作用。
基准面在变化中有总是向其幅度最大值或最小值单向移动的趋势，其变化构成一个个完整的上升与下降旋回，每个旋回称为基准面旋回。
基准面穿越地表摆动到地表之下再返回，称为基准面穿越旋回。
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，伴随旋回的可容空间与沉积物供给量变化的比值变化，在地层旋回的沉积或岩石性质中表现出来，所以，在地层记录中识别不同级次的基准面旋回并进行地层对比是可以实现的。
经典层序地层学资料
谢谢！
层
米级。
低
序 划 分
位 体
时限3-8万年
系 域
单砂层到单泥岩层级别的旋回。
形成层序的驱动机制
一级海平面变化形成一级层序，普 遍解释为与超大陆的增生和裂解有 关。当超大陆拼合时，洋脊体积最 小，而洋盆体积达峰值( 如二叠纪的 Pangea 时期) ，导致全球海平面降低; 而当超大陆裂解时情况正好相反， 洋脊重新开始扩张，海水再一次向 陆架边缘迁移。
以层序界面属性为基础进行划分的层序 级别体系
准层序 准层序： 以海泛面界，连续整合的小旋回
一
四级层序
个
三
（准层序组）
级 层 序 内
高
为一个完整旋回地层
位
体 系
细-粗-细
的
域
（或从粗-细-粗）
四
级
海
五级层序
、 五
侵 体
准层序：相当于五级层序，
系
时限3-8万年。单砂层到单
级
域
泥岩层级别的旋回，层厚为
三级海平面变化的驱动机制很可能是板块 内部水平压力的周期性变化或地球大地水 准面的变形作用。
三级以下旋回( 层序) 在显生宙岩石序列中发 育广泛。很可能是( 亚) 米兰科维奇旋回引起的 气候周期性变化形成的。
一至三级旋回发育的频率低，持续时间长，故 统称为长周期旋回( 层序) ; 相反，三级以下旋 回发育的频率高、持续时间短，故统称为短周 期旋回( 层序)
雾迷山组白云岩夹泥质或粉砂质条带
高位体系域( HST)
高位体系域形成于相对海平面 变化高位和下降时期。当上升 速率小于沉积速率时, 就产生了 正常海退。因此, 沉积趋势和叠 置方式是由加积和进积过程的 混合作用所控制的。
层序地层序原理
层序地层序原理层序地层学（Van Wagoner）：研究以侵蚀面或无沉积作用面、或者与之可对比的整合面为界的、重复的、成因上有联系的地层单元之间在年代地层格架内的岩石关系。
是一种分析方法，原理是地层学和沉积学。
基本原理：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，因而具有可测性。
尽管层序地层学的原理是确定的，但其概念性模式图却是针对特定沉积条件提出的。
由于地质条件的多样性，不可能存在放之四海而皆准的层序地层学模式。
但是就沉积体系特点而言可归纳为：海相陆缘碎屑沉积体系、海相碳酸盐岩沉积体系和陆相盆地沉积体系。
可容空间（accommodation）基准面：水面高程和盆底地形可合并为一个抽象变量，另一因素是沉积物供给速率及水动力行为。
是分隔侵蚀和沉积的理论均衡面（Sloss,1962）。
基准面是一个存在于地球表面的波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面（非物理面），其位置、迁移方向和起伏的幅度受多个因素控制（Wheeler,1964）。
Cross(1944)在该定义上，引进地球主要动力学过程的周期性出现特点，赋予基准面周期性波动的内涵，认为基准面可看作势能面，反映了地球表面偏离其平衡状态的非平衡程度。
周期性的趋向平衡态的演化过程表现为基准面受地形、海/湖平面和构造因素的影响而出现旋回性波动，基准面与实际地形之间最大和最小的偏离，随时间推移转化为沉积地层的旋回性。
在成因地层对比中，基准面旋回的转折点（turnround point），即升/降的转换位置可作为事件地层对比的优选位置（Sloss,1994）。
转折点位置有时表现为连续或不连续地层沉积。
对于小尺度高频层序而言，基准面向实际地表接近的过程假设为渐进过程，形成厚度较大分布较广的渐变层序。
而基准面与实际地表背离的过程可以假设为突变的，形成发育较差的厚度较小的突变层序。
对于低频大尺度层序而言，基准面与实际地形接近和分离的过程可以看作是对称的均匀变化。
层序地层学基本原理
一个典型的海平面相对升降变化周期包括海平面的逐渐 相对上升、静止期和迅速的海平面相对下降。
层序地层学
2019/10/11
Sequence Stratigraphy
这里必须明确几个术语： 海进：以一定地层单元中滨海相向陆地迁移为标志。 海退：以滨海相向海方向迁移为标志。 海底加深：由水深增加的证据来指示。 海底变浅：由水深减小的证据来指示。
在海平面的相对上升期间，这几种情况都可能发生。
不可错误地把海进和海底加深看作是海平面相对上升的同 义语；把海退和海底变浅看作是海平面相对下降的同义语； 以及把海岸线停滞和海底水深不变看作是海平面相对静止 的同义语。
层序地层学
2019/10/11
Sequence Stratigraphy
层序地层学
2019/10/11
Sequence Stratigraphy
2、4个基本变量控制了层序
层序地层学注重研究以不整合面及与之相关的整合面为界 的旋回地层的关系。层序受构造沉降、全球海平面升降、 沉积物供给速率和气候变化等4个基本因素的控制。其中 构造沉降提供了可供沉积物沉积的可容空间，全球海平面 变化控制了地层和岩相的分布模式，沉积物供给速率控制 了沉积物的充填过程和盆地古水深的变化，气候控制了沉 积物类型以及沉积物的沉积数量。层序和地层叠置样式常 受4个基本因素的综合影响。构造沉降速率、海平面升降 速率和沉积物供给速率3个参数控制了沉积盆地的几何形 态，沉降速率和海平面升降变化综合控制了沉积物可容空 间的变化。
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就是一种划分、对比与分析沉积地层得新方法. 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得地质时代对比、古地理恢复与在钻井前预测油气储集岩、烃源岩与盖层得方法. 层序地层学概念在沉积地层上得应用有可能提供一个完整统一得地层概念，就象板块构造曾经提供了一个完整统一得构造概念一样。
层序地层学改变了分析世界地层记录得基本原则,打开了了解地球历史得一个新阶段,因此，它可能就是地质学中得一次革命。
从本质上说, 层序地层学分析提供了划分层序与体系域等时间地层单位组成得地层格架，这些层序与体系域与特定得沉积体系、岩相与油气分布有密切联系, 并形成于与海平面相对变化有关得基准面变化. 而这些变化表现为地震资料上得反射不连续性与测井、岩心及露头剖面上相带叠置方式得变化。
层序地层学在世界范围内得到了广泛得应用，有以下几方面原因：①消除了地层学中长期存在得年代地层与岩石地层单位及生物地层单位三重命名得混乱现象。
地震反射近似地逼近等时面本身，为地层得划分与对比（至少在准层序级以上）提供了有力得武器. 象板块构造学说提供了全球统一得构造概念一样，层序地层学也有可能提供一个全球统一得地层学格架与沉积作用格架。
②第一次提出了全球统一得成因地层划分方案（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), 其中有古生物得、岩性得、放射性向位素年龄得、古地磁得方案等。
但由于没有从根本上从地层得成因与发展上进行研究，因此，出现了许多相互矛盾、无法解释得现象。
层序地层学通过对控制地层形成得四个要素（构造沉降、全球海平面升降、气候、沉积物供应）得综合分析，得出相对海平面(或基准面) 控制层序形成与发育得概念。
将层序内部与层序之间得成因联系确立下来，把地层学从描述性提高到有完整体系得理性阶段。
③建立了地层分布模式．层序地层学就是研究地层分布模式得一门科学, 它把层序定义为“顶、底以不整合或与这些不整合相应得整合为界得、成因上有联系得一套地层＂。
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。
层序地层学原理及应用
事件地层学的原理及地质事件简介1概念、原理与特点事件地层学，狭义是指利用稀有的、突发的事件及其地质记录来对比地层；广义是指利用一切事件及其地质记录来进行地层的划分对比的学科。
这里指的是狭义的概念。
原理：地质事件都可能在地层中留下相应的地质记录。
根据这些记录便可推断事件的类别、性质及规模，可以探讨事件的成因及其地层价值。
地质事件造成的影响及产物在地层构架中以生物界变革或沉积特征变化记录下来，成为事件地层学研究的基本依据，成为地层对比划分的标志。
例如，火山喷发形成火山岩层，大范围内火山灰降落形成凝灰岩；全球性气候降温可导致冰川广布，堆积冰碛岩；地磁极倒转都可能在各地的沉积物中被记录下来；天体撞击能形成特殊的粘土层，其岩石性质、产状、地球化学特点等与普通沉积岩十分不同，其厚度小、分布广、富含铱等稀有元素，形成所谓“界线粘土层”。
事件地层学其具有等时性、大区域性、自然性的特点。
2地质事件简介地质事件可以划分为两类：地内事件和地外事件。
地内事件包括生物绝灭、地磁极倒转、缺氧环境出现、冰期事件、海平面升降、火山喷发及火山灰降落、洋中脊体积变化、地壳运动、气候变化、沉积环境变化、浊流和风暴等。
地外事件包括陨星和彗星撞击地球、超新星爆发、太阳辐射强度变化等。
2.1生物绝灭事件生物灭绝又叫生物绝种。
它并不总是匀速的，逐渐进行的，经常会有大规模的集群灭绝，即生物大灭绝。
整科，整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。
在集群灭绝过程中，往往是整个分类单元中的所有物种，无论在生态系统中的地位如何，都逃不过这次劫难，而且还常常是很多不同的生物类群一起灭绝，却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。
大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。
地史中生物大灭绝的概况：2.1.1第一次生物大灭绝：时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。
- 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)。
海平面升降、气候、沉积物供给
和构造沉降及其综合作用
四个基本变ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控制层序地层构型
不同变量具有不同的控制作用。 全球海平面变化是控制地层叠置 样式的基本因素
第一节
理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念
1、层序及层序类型 1）层序 层序（Sequence)是一套相对整一的、成因 上联系的、顶底以不整合面或与之相对应的 整合面为界的地层单元（Mitchum，1977)。
二、层序地层学基本概念 4） I型和II型层序边界
Ⅰ型层序边界是一个区域性的不整
合界面，是在沉积滨线坡折带处全 球海平面下降速度大于盆地沉降速 度时产生的 （海平面相对下降）。
二、层序地层学基本概念
4） I型和II型层序边界
II型层序界面是在沉积滨线坡折带处 由于全球海平面下降速度小于（等于） 盆地沉降速度时形成的，在这个位置 上未发生海平面的相对下降 （相对静止或上升）。
对应于相应级别的沉积层序。
层序边界
Relative Sea-Level
CS
层序边界
Systems Tracts
HST
LST
TST
HST
第二节
全球海平面变化
二、全球海平面相对变化周期与层序级别
不同的海平面变化周期
形成相应的沉积层序
2个一级层序，14个二级层序，
247个三级层序
第二节
全球海平面变化
层序的概念
二、层序地层学基本概念
◇层序本身不包括规模甚至时间的含义；
◇层序内所有岩层都是沉积在以层序边界
所限定的地质时间间隔内；
◇层序边界及内部地层的地质年代可以用生物 地层和其它年代地层学的方法来确定。
层序是层序地层学研究的基本单元。 一个沉积层序可以包含若干个不同 类型体系域以及准层序组和准层序。
慢 中 快
二、层序地层学基本概念 7、凝缩层（Condensed section） ◇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。
第二节 全球海平面变化
一、全球海平面变化曲线特征
◇沉积体系是指具有成因联系的、相的三维
空间组合（Fisher，1967）。
◇体系域是一个三维沉积单元，其边界可是
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 Sea-Level
Superposition of Eustacy and Subsidence
海平面 构造沉降
“TECTONIC CYCLE”
SUBSIDENCE EPISODE UPLIFT EPISODE
可容空间
6、可容空间（与海平面变化关系） 可容空间是海平面升降和构造沉降 的函数；受控于沉积基准面的变化。
具特征堆砌样式的一种地层序列；
◇边界为一个重要的海泛面和与之可对
比的面，
◇准层序组可划分为进积、加积和退积
准层序组三种类型。
二、层序地层学基本概念
6、可容空间 1）可容空间 ◇可容空间（Accommodation） 指可供沉积物潜在堆积的空间 （Jerrey，1988）。 ◇可容空间受控于沉积基准面的变化， 或是海平面升降和构造沉降的函数
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 。
二、层序地层学基本概念
CS
3）海侵体系域
◇ 海侵体系域（Transgressive systems tract，
简称TST）是Ⅰ型和Ⅱ型层序中部的体系域，
HST
LST TST HST
◇是在海平面迅速上升与构造沉降共同产生的
海平面相对上升时期形成的。
相对海平面变化
Relative Sea-Level
CS
HST
LST
TST
HST
第二节 全球海平面变化
二、全球海平面相对变化周期与层序级别
周期级别 一级 二级 三级 持续时间，Ma 周期成因和厚度 >100 泛大陆的形成和解体 10-100 1-10 全球板块运动和大洋中脊 体积变化 全球性大陆冰盖生长和消 亡、洋中脊变迁、构造挤 压作用和板内应力调整 大陆冰盖生长和消亡，天 文驱动力 米兰科维奇冰川全球海平 面变化旋回和天文驱动力
二、全球海平面相对变化周期与层序级别
不同的沉积层序的地层对比
2个一级层序，14个二级层序， 247个三级层序，多个4、5级层序
四级、五级层序等时对比的困难 沉积速率高 沉积速率低
有较明显变化的过渡地带
沉积滨线坡折
陆棚坡折
第一节 理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念
3）层序类型：I型和II型层序
★ I型层序底部以I型层序界面为底界，
顶部以I型或II型层序边界为顶界。
★ II型层序底部以II型层序界面为底界，
顶部以I型或II型层序边界为顶界。
第一节 理论基础和概念体系
50-500
四级 五级 0.1-1或0.20.5 0.01-0.1或 0.01-0.2
高级序/低频
低级序/高频
据Catuneanu，2009
第二节 全球海平面变化
二、全球海平面相对变化周期与层序级别
2、海平面变化周期与层序级别关系 ◇ 一个沉积层序是在一个海平面变化 周期内形成的；
◇ 不同级别的海平面相对变化周期
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）不对称性 快速上升－稳定－快速下降
一级周期2个
2.2亿年
二级周期14个
2.2亿年
第二节
全球海平面变化
二、全球海平面相对变化周期与层序级别 1、全球海平面相对变化周期 ◇全球海平面相对变化周期指在一个 时间段落内发生了全球海平面的相对 上升和相对下降。 ◇一个典型的海平面相对升降变化周期 包括海平面的逐渐相对上升、静止期 和迅速的海平面相对下降。
2）相对海平面变化、尺度、成因
◆相对海平面（Relative
sea-level）
是指海平面与局部基准面如基底之
间的测量值。
◆尺度可以变化很大。
◆一个地区相对海平面的变化是全球
海平面变化与盆地沉降速率的函数。
◆相对海平面变化与沉积物堆积无关，
不能与水深混淆 。
全球海平面和相对海平面
第二节
全球海平面变化
3）响应于平均海平面的全球 重力场等势面的变化。
洋盆体积的变化主要有以下5个原因： ①大洋中脊体积的变化和大洋中脊扩 张速率的变化； ②大洋碰撞降低了大陆面积、增加了 海洋面积； ③洋底热诱导隆升降低了洋盆体积、 引起海平面上升； ④沉积物注入率和生长率的突然增加； ⑤大洋岩石圈的冷却和密度变化。
增加的速率。
◇ 底界为最大海泛面，顶界为层序界面。
三角洲沉积是典型沉积类型。
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。
二、层序地层学基本概念 5）层序地层构成－－
层序类型 体系域类型 高位体系域 I型层序 海侵体系域
I型、II型层序
体系域中沉积体
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
缓慢沉积复合体 盆底扇、斜坡扇和前积楔状复合 体 S形、斜交前积和加积型沉积复合
低位体系域
高位体系域
II型层序
海侵体系域
体 缓慢沉积复合体
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
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 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。 ◇岩性地层学无益于层序地层学的发展
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
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 2）四个基本变量控制了地层 单元几何形态和岩性
3）最大海泛面 最大海泛面（Maximum flooding surface） 是一个层序中最大海侵时形成的界面，是海侵 体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超， 最大海泛面常对应于最远滨岸上超点所对应的 反射同相轴。
4、体系域 1）体系域
◇体系域（systems tract)是指一系列同期
沉积体系的集合体（Fisher， 1977）。
CS
Systems Tracts
HST
LST
TST
HST
CS
2）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