第4章 高分辨率层序地层对比技术

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• 层序的时限跨度相对较短,变化亦不大,一般为0.1-1Ma, 说明控制层序发育的基准面升降也与P.R.Vail的Ⅳ级层序 (体系域)基本一致
• 主要受天文因素中偏心率长周期变化引起的气候波动和 物源供给有关
二、高分辨率层序地层学的关键术语
C、长期旋回层序(III级)
• 依据Ⅲ级界面所限定的沉积充填体所划分的长期 旋回层序,具有区域性湖进-湖退的地层旋回性
产状及等时性
地表和岩芯剖面
主要识别标志 测井剖面
穿越盆地边界的区域构造 不整合面,具大幅度穿时 性
风化壳,角度不整合或下伏 地层大套缺失的假整合
各项测井参数的 突变面
地来自百度文库剖面
大型构造削截面、沉积超覆 面,角度不整合面
与盆地构造演化 各阶段相关的应 力场转换有关
遍及盆地和对应构造演化 各阶段的构造不整合面, 具较大幅度的穿时性
• 层序的底、顶界可以是小型侵蚀冲刷面、间歇暴露面,也可以 是欠补偿或无沉积作用的间断面,但更多的是相关整合界面。
• 时间跨度短,但最为均一,为0.01-0.1Ma • 控制层序发育的基准面升降分别与天文因素中的偏心率短周期
和岁差周期引起的气候波动和物源供给有关。 • 相当于经典层序地层学理论中的准层序组
区域构造运动 不
Ⅱ类
10-100
以盆地演化各阶段为单位的构造充填 序列(或构造充填层序、构架层序)
构 造
构造演化阶段 的应力场转换
能 完


Ⅲ类
1-10
素 一套具较大水深变化幅度的、彼此间 具成因联系的地层所组成的区域性湖 进—湖退沉积序列
构造幕式性强 弱变化
对 比
相当Ⅱ级级层序 相当Ⅲ级层序组 相当Ⅲ级层序
间歇暴露面,较大规模的冲 刷面,岩性、岩相的突变面 或均变面
反映同一沉积体系中相似或 相邻相序的进积→退积组合 的测井相转换面、突变面
未作特殊处理的剖面很难识 别,或表现为地震反射结构 变化的分界面,地震相类型 转换面
Ⅴ类
与斜率周期中气 候波动引起的基 准 面 升 降 和 A/S 值变化有关
局部发育的沉积间断面和 相关整合面,区块内基本 等时
间歇暴露面,小型冲刷面和 非沉积作用间断面,相似岩 性和岩相组合的分界面
反映韵律性沉积旋回的进积 →退积组合的测井相组合转 换面
一般不能识别
Ⅵ类
与岁差周期中气 候波动引起的基 准 面 升 降 和 A/S 值变化有关
分布范围有限的小间断面 和非沉积作用间断面,主 体为整合面,区块内基本 等时
小型冲刷面,非沉积作用间 断面,相似岩性、岩相组合 的地层分界面
• 主要受同一构造演化阶段或亚阶段控制,并具有 与构造山系的逆冲推覆过程相对应的地质特点。
• 长期旋回层序由次级的构造作用强度及活动方式 的长周期变化所影响的基准面升降作用控制
• 层序的时限跨度较长,一般为1-10Ma的特点,因 而将其定格为相当于P.R.Vail Ⅲ级层序的级别上。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
古暴露标志,大型冲刷间断 面或侵蚀面,岩性、岩相突 变面
反映同一或相邻沉积体系的 大套进积→退积组合的测井 相转换面、突变面
限于盆地边缘的构造削截削 蚀面,沉积超覆面,反映地 层不协调关系的连续强反射 界面和反射终于类型
Ⅳ类
与偏心率周期中 气候波动引起的 基准面升降和物 质供给变化有关
局部发育的沉积间断面和 相关整合面,较大范围内 具较好的等时性
中期 短期 超短期
Ⅳ类 Ⅴ类 Ⅵ类
0.1-1 0.01-0.1
<0.01
一套水深变化幅度不大的、彼此间成 因联系密切的地层叠加所组成的湖 进—湖退沉积序列
天 一套具低幅水深变化的、彼此间成因 文 联系极为密切,或由相似岩性、岩相 因 地层叠加组成的湖进—湖退沉积序列 素
一套代表最小成因地层单元的单一岩 性或相关岩性的叠加样式
异旋回:是沉积体系的各种外部过程所引起的沉 积旋回,与全球海平面变化、构造运动和气候变化 等因素有关。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
3. 旋回层序及其规模
地层的旋回性是基准面相对于地表位置的变化产 生的沉积作用、侵蚀作用、沉积物路过形成的非沉 积作用及沉积物非补偿造成的饥饿性乃至非沉积作 用随时间发生空间迁移的地层响应。
风化壳,底砾岩,下伏地层 部分缺失的假整合,岩性、 岩相的突变面
反映不同沉积体系和不同测 井相组合特征的转换面、突 变面
盆地范围内的大型构造削截 削蚀面,沉积超覆面,微角 度或假整合面
Ⅲ类
与同一构造演化 阶段中的次级构 造活动强度周期 性幕式变化有关
限于盆地范围的次级构造 不整合面和相关整合面, 具幅度不大的穿时性
偏心率长周期 偏心率短周期
岁差周期
Ⅳ级层序(或体系域)
可 基 本 Ⅴ级层序(或准层序组) 对 比
Ⅵ级层序(或准层序)
二、高分辨率层序地层学的关键术语
A、短期旋回层序(V级)
• 是根据钻井岩芯和测井曲线等实际资料所识别的最小成因地层 单元
• 以小规模韵律性湖进面或侵蚀冲刷面及与其可对比的整合面为 边界的,彼此间具成因联系的若干单一岩性层或多个岩性韵律 层叠加组合而成。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
A/S比值决定了沉积 物的内部结构。
当A/S比值>1: 水进作用发生,地层呈 退积叠加样式。 当A/S比值<1: 水退作用发生,地层呈 进积叠加样式。 当A/S比值=1: 地层呈加积叠加样式。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
5. 洪泛面与最大洪湖泛面
洪泛面是一个将较新地层与较老地层分开的面, 跨过这个面水深突然增加。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
B、中期旋回层序(IV级)
• 中期旋回层序属Ⅲ级长期旋回层序中的次一级湖进-湖退 旋回产物,发育于区域性湖进或湖退过程中,大多数具 有较完整的旋回结构。
• 于盆地边缘发育的此类旋回之间,大多发育有间歇暴露 面、较大规模的侵蚀冲刷面和岩性突变面,盆内则以相 关整合面为主。
一、高分辨率层序地层学的概念及特点
高分辨率层序地层学的理论核心是在基准面旋 回变化过程中,由于可容纳空间与沉积物供给通 量比值 (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,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 构发生变化,从而使得储层的展布及其物性也发 生相应的变化,而这些变化是其在基准面旋回中 所处的位置和可容空间的函数。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
1.基准面
基准面、可容空间和反应可容空间与沉积物供给之间 平衡时的地貌状态(据Cross T A,1994,修改)
二、高分辨率层序地层学的关键术语
基准面是 H.E.Wheeler于1964年提出的, 是指相对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变化。
通过对基准面旋回的分析,在等时对比的基础 上,可以预测等时地层单元的地层分布样式、空 间展布和储层的非均质性。
一、高分辨率层序地层学的概念及特点
高分辨率层序地层学的特点(邓宏文,2002)
①基准面是控制地层形成的不同地质过程的综合反映,不需 要以海平面为参照面,因此可以同时运用于海相盆地和陆相 盆地; ②该项技术将层序地层学与沉积学相结合,以相互标定的岩 心、测井与高分辨率地震资料为基础,依据可容纳空间和A/S 比值的变化趋势识别基准面旋回界面。因而各级次、不同性 质的基准面旋回均具有可识别性。在缺乏不整合发育的地层 中,根据沉积作用的转换即可识别高频时间界面,因此可以 进行高分辨率层序地层划分; ③基准面旋回内部相域构成的二分特征在不同沉积环境不同 级次的层序中是客观存在的,基准面变化过程中相域的构成 是由特定的沉积背景与沉积环境所决定的,不一定符合被动 大陆边缘受海平面控制的三分低位、海进、高位地层模式。
4.可容空间与沉积物供给通量比值(A/S)
可容纳空间是指地球表面与基准面之间可供沉积 物堆积的空间。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 际速度还受沉积物补给速率的控制。
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,可容纳空间与沉积物供给量之 间的比值 A/S 决定了在可容纳空间内沉积物实际堆 积和保存的程度。
在各个准面旋回变化过程中保存下来的岩石为一 个旋回层序(短期旋回形成的旋回层序又称为成因 地层单元,即成因层序)。由于旋回层序的顶底界 和沉积转换面是等时的,因而其以时间面为界面, 是一种等时对比。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
各级别层序界面成因、特征和识别标志简表
界面 类型 Ⅰ类
Ⅱ类
成因
区域构造 运动
三、高分辨率层序地层学的基本原理
1.基准面旋回与可容空间变化原理
• 基准面旋回与沉积旋回都普遍具有多级次性。 最短期的沉积旋回被称为成因地层单元(或成 因层序),它是在一次完整的基准面旋回期间由 成因相关的沉积环境中堆积和保存下来的沉积 物所组成,是符合相序或相序定律(Walther定律) 的最小进积/加积地层单元。
油层对比原理与方法
吴欣松
中国石油大学资源与信息学院资源与环境科学系 Tel:010-89731226 Email wxs@cup.edu.cn
第四章 高分辨率层序地层对比技术
• 高分辨率层序地层学的概念及特点 • 高分辨率层序地层学的关键术语 • 高分辨率层序地层学的基本原理 • 高分辨率层序地层对比的关键方法
反映单一岩性或数个岩性组 合的进积、退积、加积或退 积→进积的测井相转换面
不能识别
二、高分辨率层序地层学的关键术语
各级别基准面旋回特征及对应关系表
基准面 界面 时限范围 旋回级次 类型 (Ma)
层序定义
主要控制因素
与Vail相当的层序地层单元对 比
巨旋回 超长期 长期
Ⅰ类
>100 (T3→E2)
包括盆地演化各阶段的原形盆地完整 的沉积充填序列
• 各种级次的沉积旋回都是在一定时间域内的时 间地层单元,一个基准面旋回的顶、底及内部转 换面都是等时的,
三、高分辨率层序地层学的基本原理
2.沉积物体积分配原理
在基准面连续变化的时间域内,由于可容纳空间的 变化,地表不同地理位置可分别产生侵蚀、沉积、路 过不留和欠补偿沉积等四种不同的地质作用,导致 基准面上升期堆积在盆地边缘相域内的沉积物体积 增加,靠近盆地中心相域的沉积物体积相应减少; 而在基准面下降期则堆积在盆地边缘相域内的沉积 物体积减少,靠近盆地中心相域的沉积物体积相应 增加。
T.A.Cross引用并发展了这一概念,并赋予 其时间单元意义。他进一步阐明,基准面既 不是海平面,也不是海平面向陆方向延伸的 水平面。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
因此基准面是一种状态,在这种状态下,要求搬 运沉积物的能量同储存沉积物的能量是平衡的。基 准面又是一个势能面,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。
最大洪泛面系指基准面旋回中水位上涨达最高点 位置、湖域范围最大和沉积速率最低时发育的沉积 界面,代表基准面持续上升的进积→退积序列折向 下降的加积→进积序列的相转换面,一般由前三角 洲、浅—半深湖相的暗色泥岩、页岩或泥灰岩组成, 剖面上位于密集段的顶部。
三、高分辨率层序地层学的基本原理
1.基准面旋回与可容空间变化原理 2.沉积物体积分配原理 3.相分异原理 4.物质守恒原理 5.短期旋回层序结构特征与分布
三、高分辨率层序地层学的基本原理
1.基准面旋回与可容空间变化原理 • 基准面是一个相对于地表波状起伏且略向盆地方
向下倾的抽象等势面,是沉积物搬运或沉积的能 量平衡面。 • 基准面的升降变化导致沉积物可容纳空间的产生 或消失等沉积条件的改变。可用 A/S 值进行综合 表征。 • 基准面一次连续的上升和下降运动构成一个完整 的基准面旋回,并导致地层的旋回性沉积响应。 表明基准面旋回是地层沉积旋回的动力学成因。 • 沉积旋回是基准面旋回的地层记录,因此基准面旋 回要由地层的沉积旋回来识别。
控制基准面的地质因素: • 沉积地形 • 海湖平面升降 • 盆地沉降 • 沉积物补给 • 沉积负荷补偿
二、高分辨率层序地层学的关键术语
2.基准面旋回 基准面的一个上升与下
降旋回称为一个完整的基 准面旋回。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
自旋回与异旋回
自旋回:是指主要受发生于沉积盆地内部或盆地 内某一局部区域自身的过程所控制的沉积旋回。自 旋回形成的沉积层通常连续性差且延续时限较短。 非周期性的风暴沉积、浊流沉积、冲积环境的河道 及凸岸沉积的侧向迁移等都属于自旋回沉积。
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