朱筱敏-层序地层学基本理论
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层序地层学的四大理论体系
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 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。
临滨
4
滨外陆棚
3
前滨
2
临滨
1
滨外陆棚
二、层序地层学基本概念
2）准层序组(Parasequence sets） ◇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； ◇边界为一个重要的海泛面和与之可对
慢
中
快
Superposition of Eustacy and Subsidence
“TECTONIC CYCLE”
SUBSIDENCE EPISODE
UPLIFT EPISODE
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）、
它与局部影响因素无关。
全球海平面和相对海平面
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 。
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)。
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
年代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
二、层序地层学基本概念
CS
3）海侵体系域
HST LST TST HST
◇ 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，
◇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。
◇顶、底界面为首次和最大海泛面。
◇以沉积作用缓慢的、低砂泥比值的、 一个或
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）－沉积坡折
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 2）沉积滨线坡折和陆棚坡折 ◇ 陆棚坡折（shelf break）： 大陆架与大陆斜坡之间的过渡地带
沉积滨线坡折 陆棚坡折
第一节 理论基础和概念体系
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 1、全球海平面变化和相对海平面变化概念 1）全球海平面变化
全球海平面（Global eustasy or Global sea-level）是指海平面相对于一个固定的 基准点（如地心）的位置。
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）。
◇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
CS
2）低位体系域
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
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。
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
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）不对称性 快速上升－稳定－快速下降
一级周期2个
二级周期14个
二、层序地层学基本概念
2）初次海泛面 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，即响应于首次越过陆棚坡折带 的第一个滨岸上超对应的界面。
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。
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
海平面升降、气候、沉积物供给 和构造沉降及其综合作用
四个基本变量控制层序地层构型
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
不整合面在地震反射剖面中常响应于削 蚀、顶超、上超和下超等反射终止关系
满南地区形成的不整合面遮挡圈闭
二、层序地层学基本概念
3、海泛面 1）海泛面
◇海泛面（Marine flooding surface） 是一个新老地层的分界面；
◇它们常是平整的，仅有米级的地形起伏； ◇穿过该界面有证据表明水深的突然增加。
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
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
第一节 理论基础和概念体系
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。
1，3 2
层序概念本身不包括规模甚至时间的含义
第一节 理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念 2）沉积滨线坡折和陆棚坡折
◇沉积滨线坡折（depositional shoreline break)
多个退积型准层序组为特征。
二、层序地层学基本概念
CS
4）高位体系域
HST LST TST HST
◇高位体系域（Highstand systems tract，
简称HST)是Ⅰ型和Ⅱ型层序上部的体系域
◇是在海平面由相对上升转变为相对下降时期
形成的，沉积物供给速率常大于可容空间
增加的速率。
◇ 底界为最大海泛面，顶界为层序界面。
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
对应于相应级别的沉积层序。
层序边界
Relative Sea-Level
层序边界
CS
Systems Tracts HST
LST
TST
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）；
◇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、准层序和准层序组 1）准层序
周期级别 一级 二级 三级
四级 五级
持续时间，Ma >100
10-100
1-10
0.1-1或0.20.5
0.01-0.1或 0.01-0.2
周期成因
泛大陆的形成和解体
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、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。
Ⅰ型
I型和II型层序 Ⅱ型
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 Ⅰ型层序边界是一个区域性的不整 合界面，是全球海平面下降速度大 于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度 时产生的 。
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（等于）沉积滨线坡折带处 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。
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 I型层序 II型层序
体系域类型
体系域中沉积体
低位体系域
盆底扇、斜坡扇和前积楔状复合 体
海侵体系域
缓慢沉积复合体
高位体系域
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
陆棚缘体系域 前积和加积沉积复合体
海侵体系域
缓慢沉积复合体
高位体系域
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
Ⅰ型层序
Ⅱ型层序
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
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
6、可容空间 可容空间受控于沉积背景的基准面 的变化，或者是海平面升降和构造 沉降的函数。
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
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
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。
临滨
4
滨外陆棚
3
前滨
2
临滨
1
滨外陆棚
二、层序地层学基本概念
2）准层序组(Parasequence sets） ◇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； ◇边界为一个重要的海泛面和与之可对
慢
中
快
Superposition of Eustacy and Subsidence
“TECTONIC CYCLE”
SUBSIDENCE EPISODE
UPLIFT EPISODE
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）、
它与局部影响因素无关。
全球海平面和相对海平面
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 。
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)。
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
年代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
二、层序地层学基本概念
CS
3）海侵体系域
HST LST TST HST
◇ 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，
◇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。
◇顶、底界面为首次和最大海泛面。
◇以沉积作用缓慢的、低砂泥比值的、 一个或
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）－沉积坡折
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 2）沉积滨线坡折和陆棚坡折 ◇ 陆棚坡折（shelf break）： 大陆架与大陆斜坡之间的过渡地带
沉积滨线坡折 陆棚坡折
第一节 理论基础和概念体系
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 1、全球海平面变化和相对海平面变化概念 1）全球海平面变化
全球海平面（Global eustasy or Global sea-level）是指海平面相对于一个固定的 基准点（如地心）的位置。
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）。
◇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
CS
2）低位体系域
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
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。
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
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）不对称性 快速上升－稳定－快速下降
一级周期2个
二级周期14个
二、层序地层学基本概念
2）初次海泛面 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，即响应于首次越过陆棚坡折带 的第一个滨岸上超对应的界面。
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。
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
海平面升降、气候、沉积物供给 和构造沉降及其综合作用
四个基本变量控制层序地层构型
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
不整合面在地震反射剖面中常响应于削 蚀、顶超、上超和下超等反射终止关系
满南地区形成的不整合面遮挡圈闭
二、层序地层学基本概念
3、海泛面 1）海泛面
◇海泛面（Marine flooding surface） 是一个新老地层的分界面；
◇它们常是平整的，仅有米级的地形起伏； ◇穿过该界面有证据表明水深的突然增加。
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
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
Sciences
全球海平面变化，Haq，2009
第一节 理论基础和概念体系
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。
1，3 2
层序概念本身不包括规模甚至时间的含义
第一节 理论基础和概念体系
二、层序地层学基本概念 2）沉积滨线坡折和陆棚坡折
◇沉积滨线坡折（depositional shoreline break)
多个退积型准层序组为特征。
二、层序地层学基本概念
CS
4）高位体系域
HST LST TST HST
◇高位体系域（Highstand systems tract，
简称HST)是Ⅰ型和Ⅱ型层序上部的体系域
◇是在海平面由相对上升转变为相对下降时期
形成的，沉积物供给速率常大于可容空间
增加的速率。
◇ 底界为最大海泛面，顶界为层序界面。
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
对应于相应级别的沉积层序。
层序边界
Relative Sea-Level
层序边界
CS
Systems Tracts HST
LST
TST
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）；
◇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、准层序和准层序组 1）准层序
周期级别 一级 二级 三级
四级 五级
持续时间，Ma >100
10-100
1-10
0.1-1或0.20.5
0.01-0.1或 0.01-0.2
周期成因
泛大陆的形成和解体
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、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。
Ⅰ型
I型和II型层序 Ⅱ型
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 Ⅰ型层序边界是一个区域性的不整 合界面，是全球海平面下降速度大 于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度 时产生的 。
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（等于）沉积滨线坡折带处 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。
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 I型层序 II型层序
体系域类型
体系域中沉积体
低位体系域
盆底扇、斜坡扇和前积楔状复合 体
海侵体系域
缓慢沉积复合体
高位体系域
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
陆棚缘体系域 前积和加积沉积复合体
海侵体系域
缓慢沉积复合体
高位体系域
S形、斜交前积和加积型沉积复合 体
Ⅰ型层序
Ⅱ型层序
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
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
6、可容空间 可容空间受控于沉积背景的基准面 的变化，或者是海平面升降和构造 沉降的函数。
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
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