层序地层学模式图及复习试题.docx

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层序地层学模式图及复习试题

层序地层学模式图及复习试题

名词解释

1.层序地层学：

研究以不整和面或与之相对应的整和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联的地层学分支学科。

2.层序：

一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整和面或与之相对应的整和面为界的地层单元。

3.I型层序边界面：

一个区域型不整合界面，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。

即I型层序界面是在沉积滨线坡折带处，由海平面相对下降产生。

4.II型层序边界面：

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产生的，在沉积滨线坡折带处未发生海平面的相对下降。

5.I型层序：

底部以I型层序界面为界，顶部以I型层序或II型层序界面为界的层序。

6.II型层序：

底部以II型层序界面为界，顶部以I型层序或II型层序界面为界的层序。

7.沉积滨线坡折带：

陆架剖面上的一个位置，是沉积作用活动的地形坡折，在此坡折向陆方向，沉积表面接近基准面，而向海方向沉积表面低于基准面。

8.陆棚坡折带：

大陆架与大陆斜坡之间的过渡地带。

9.体系域：

一系列同期沉积体系的集合体。

10.低位体系域：

（简称LST）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。

在具陆棚坡折的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底扇、斜坡扇和海平面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。

低位体系域以初次海泛面为顶界，其上为海进体系域。

11.海进体系域：

（简称TST）：

是I型和II型层序中部的体系域，是在全球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，由一系列向陆推进的退积准层序组成，沉积作用缓慢。

海侵体系域顶部与具有下超特征的最大海泛面（MFS）相对应。

顶部沉积物以沉积慢、分布广、富含有机质和非常薄的海相泥岩沉积的为凝缩段特征。

12.高位体系域：

（简称HST）：

是I型和II型层序上部的体系域，是海平面由相对上升转变为相对下降时期形成的，沉积物供给速率大于可容空间增加的速率，因此形成了向盆内进积的一个或者多个准层序组。

13.陆架边缘体系域（简称SMST）：

是与II型层序边界伴生的下部体系域，以一个或者多个微弱前积到加积准层序组为特征。

陆架边缘体系域由陆架和斜坡碎屑岩或碳酸盐岩组成，它们以层序边界为底部边界、由海进面为顶部边界的加积型或前积型准层序组构成。

14.海泛面：

是一个新老地层的分界面，穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。

15.首次海泛面：

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，也是低位与海侵体系域的屋里界面。

16.最大海泛面：

是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为进积式准层序组为特征，常与凝缩层伴生。

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17.准层序：

一个以海泛面或与之相应的面为界的、由成因上有联系的层或层组构成的相对整和序列。

18.准层序组：

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。

19.可容空间：

是指可供沉积物潜在的堆积空间，是全球海平面变化和构造沉降的综合表现，并受控于沉积背景的基准面变化，或者海平面升降和构造沉降的函数。

20.凝缩层：

沉积速率很慢、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。

21.并进型沉积：

在正常的富含海水的陆棚环境，海平面上升速率相当较慢，足以使得碳酸盐的产率与可容空间的增长保持同步，其沉积以前积式或加积式颗粒碳酸盐岩沉积准层序为特征，并且只含少量海底胶结物，这种沉积方式为并进型沉积。

22.追补型沉积：

在海平面上升速率较快、水体性质不适宜碳酸盐岩产生情况下，碳酸盐岩的沉积速率明显低于可容空间的增长速率，多由分布较广的泥晶碳酸盐岩组成。

23.不整合：

是一个将新、老地层分开的界面，沿着这个界面，既有地表侵蚀和削蚀（在某些地区也有相应的水下侵蚀），同时具有明显的沉积间断标志。

24.密集段：

代表可容纳空间达到极大值时的沉积。

由薄的半远海或远海沉积相组成，是沉积物聚集速度很慢，经历时间很长，代表在陆架上的陆源沉积物饥饿的沉积。

25.地震相：

可以理解为沉积相在地震剖面上表现的总和。

是由沉积环境（海相或陆相）所形成的地震特征。

各地震层序的总体沉积特征所形成的地震响应。

26.沉积体系：

一串现在仍积极作用的（现在的）或推测的（古代的）沉积作用和沉积环境（三角洲、河流等）从成因上联系到一起的岩相组合。

27.相对海平面：

指海平面相对一个处于或者靠近海底的面（例如基岩）的位置，由全球海平面和局部沉降这两个因素决定。

28.平衡点：

沿剖面全球海平面变化速度等于沉降速度的点。

29.全球海平面变化：

全球海平面（Globaleustasy）是指海平面相对于一个固定的基准点（如地心）的位置，因此它与局部影响因素无关。

全球海平面变化可能起因于洋盆体积的变化、全球海洋水体体积的变化和相应于平均海平面的全球重力场等势面的变化等。

30.海平面相对变化：

相对海平面（Relativesea-level）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。

31.水深:

是指海平面与水底的测量值。

海平面相对变化和水深变化是两个概念，水深变化同时受到沉积物供给的影响，是全球海平面变化、构造沉降和沉积物供给三者的函数。

32.海退：

P33第二段

33.海侵：

P32第二段

简答与论述

层序地层学的基本观点是什么？

地层单元的几何形态、沉积作用和岩性受构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给和气候四大参数控制。

构造沉降→可容纳空间，全球海平面升降→地层和岩相分布形式，沉积物供应→沉积物充填和古水深，气候→沉积物类型。

（构造沉降和全球海平面升降共同作用于海湖平面的相对变化，从而产生可供潜在沉积物堆积的可容纳空间，其主导因素为构造沉降。

构造抬升，地层遭受剥蚀，可容纳空间变小；构造下降，可容纳空间增大。

）+（当海平面上升速率大于构造沉降速率而引起海水穿过陆架时形成海进体系域；随着海平面升高，相对上升速率减慢。

在沉积物供给速率维持原速率时，单位时间内产生的可容纳空间减小，则由浅海相或非海相沉积物组成的岸线向盆地方向推进，从而形成高水位期还退体系域沉积；若海平面急剧下降，速率大于构造沉降速率，海水退到陆架边缘之下的沉积为低水位体系域的产物。

如果海平面下降的速率小于陆架边缘处的构造沉降速率，未导致海平面相对下降或海平面缓慢下降，内陆架暴露侵蚀而仅在外陆架出现缓慢沉积，则构成陆架边缘体系域。

）+（沉积物供应控制着沉积物充填和古水深，沉积充填越少，古水深越深。

+（气候主要控制沉积物的类型。

潮湿型气候往往形成碳酸盐沉积；干燥性气候往往形成蒸发岩沉积。

相对海平面变化是如何控制沉积地层的分布型式？

当全球海平面曲线位于下降翼拐点F时，下降速率最大。

平衡点达到朝海方向的最大位置。

此时对应相对海平面变化速率最低点，即新可容纳空间增加速度极小值点。

沉积物堆积的加积速率达到极小值，前积速率达到极大值。

当全球海平面曲线位于上升翼拐点R时，海平面上升速率达到最大，平衡点移至向陆最远处，相对海平面变化速率达到极大值，可容纳空间增加速率达到极大值，沉积物堆积的加积速率极大，前积速率极小。

当全球海平面曲线从下降翼拐点F到上升翼拐点R的变化过程中，平衡点从向海方向最远处向向陆方向最远处迁徙，沉积范围逐渐增大，剥蚀范围逐渐减小，相应的加积速率逐渐增大，前积速率逐渐减小；当全球海平面曲线从上升翼拐点R到下降翼拐点F的变化过程中，发生相反情况，平衡点从向陆方向最远处向向海方向最远处迁徙，沉积范围逐渐减小，剥蚀范围逐渐增大，相应的加积速率逐渐减小，前积速率逐渐增大。

将全球海平面曲线从下降翼拐点F到上升翼拐点R再到下降翼拐点F变化过程中形成的一套地层称为层序。

F→R过程中形成下粗上细的地层，而R→F过程形成下细上粗地层。

二．经典层序地层学的理论基础：

1. 海平面变化具有全球周期性：

海平面变化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。

层序地层学可以成为建立全球性地层对比的手段。

2．四个变量控制了地层单元几何形态和岩性：

一个层序中地层单元的几何形态和岩性由构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候等四个基本因素的控制。

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变化，气候控制了沉积物类型以及沉积物的沉积数量。

实际上，一个沉积层序和地层叠置样式常受四个基本因素的综合影响。

 三．图示并说明三种准层序组序列特征：

（1）进积式准层序组是在沉积物沉积速率大于可容空间增长速率的情况下形成的，所以较年轻的准层序依次向盆地中央方向推进。

尽管进积准层序组中的每个准层序都是在一个向上粒度变粗、水体变浅的沉积序列，但是对于整个进积式准层序组来说，在盆地的某一个位置，自下而上，砂岩厚度不断增大，泥岩厚度不断减薄，砂泥比值加大，总体上构成一个向上水体变浅的准层序堆砌样式。

（2）退积式准层序组是在沉积物沉积速率小于可容空间增长速率的情况下形成的，所以年轻的准层序依次向陆方向推进。

尽管每个准层序都是进积作用的产物，但就整个退积式准层序组垂向序列而言，自下而上，砂岩单层厚度减薄，泥岩厚度增大，砂泥比值降低，沉积水体向上变深，整体构成水体向上变深的准层序堆砌样式。

（3）加积式准层序是在沉积物沉积速率基本等于可容空间变化速率是形成的，所以相邻的准层序之间没有明显的沉积岩相侧向移动。

对于整个加积式准层序组垂向序列而言，砂泥岩沉积厚度和砂泥比值没有明显变化，整个构成每个准层序沉积水深基本不变的地层堆砌样式。

 四．对比具陆棚坡折的碎屑岩I型层序与具台地边缘碳酸盐岩I型层序之间的特征：

具陆棚坡折的碎屑岩I型层序

具台地边缘碳酸盐岩I型层序

层序边界形成

其边界是在全球海平面下降速率大于盆地沉降速率时期产生的，响应于区域不整合界面，其上下地层岩性、沉积相和地层产状可以发生很大的变化。

其边界是在海平面迅速下降且速率大于碳酸盐岩台地或滩边缘盆地沉降速率，海平面位置低于台地边缘时形成的，

层序边界特征

边界具陆上暴露标志和河流回春作用形成的深切谷。

随着相对海平面下降，河流深切作用不断向盆地中央推进，形成了岩相向盆地中央方向的迁移特征。

以台地或滩的暴露和侵蚀、斜坡前缘侵蚀、区域性淡水透镜体向海方向的运动以及上覆地层上超、海岸上超向下迁移的特征。

体系域

LST

底为I型不整合界面和与不整合对应的整合界面，顶为首次海泛面；

由BBF、SF、LPW、IV组成；

沉积物组成：

物源主要来源于前缘斜坡侵蚀的他生碎屑沉积和沉积于海平面低位期斜坡上部的自生碳酸盐岩楔

TST

底界面为首次海泛面，顶为最大海泛面；

由一系列较薄曾的、不断向陆呈阶梯状后退的准层序组构成；

发育层薄、富含古生物化石、沉积速率很低的凝缩层。

为一系列退积式准层序组，向陆棚方向加厚，然后由于底面上超而减薄；

表现为追补型和并进型两种沉积方式；

HST

广泛分布于陆棚之上；

下部向陆加积上超于层序边界上，向海下超于TST顶面；

上部沉积物以一个或多个具前积斜层形态的前积式准层序组向盆地中央推进；

呈前积S型－斜交型的沉积特征，下超在MFS之上；

以相对较厚的加积－前积几何形态为特征，形成宽阔的台地、缓坡和进积滩及其在浅海孤立台地上的对应沉积体；

沉积作用为早期追补沉积，晚期并进型沉积

主控因素

构造沉降，全球海平面变化，沉积物供给，气候条件

相对海平面变化，构造沉降，沉积背景，盆地构造，气候条件

形成发展

不同体系域形成于相对海平面升降旋回的不同阶段；

LST的BFF形成于相对海平面快速下降时期，SF和LPW形成于相对海平面下降晚期或上升早期；

TST形成于相对海平面快速上升时期；HST形成于相对海平面上升晚期、停滞期和下降早期；

LST是在全球海平面快速下降、停滞和开始上升早期形成的厚层沉积体系；

TST是在海平面快速上升、可容空间快速增大时形成的薄层沉积体系；

HST是在海平面快速上升末期、停滞和开始下降早期形成的沉积体系；

五．简述具陆棚坡折带的海相碎屑岩I型层序低位体系域特征：

（1）低位体系域是在全球海平面快速下降速率大于沉积滨线坡折带构造沉降速率时，以及海平面相对缓慢上升时形成的，其底为I型不整合界面及其对应的整合面，其顶为首次越过陆棚坡折带的初次海泛面。

在具陆棚坡折的盆地中，低位体系域常由盆底扇、斜坡扇、低位前积楔状体组成。

（2）LST组成特征：

1.盆底扇（Basinfloorfan）①概念及形成：

是指沉积在盆地底部或大陆斜坡下部的海底扇，其形成与斜坡上的峡谷侵蚀以及陆棚暴露地表发生河流回春下切作用密切相关。

即在形成I类层序界面时，由于陆棚部分或全部出露地表遭受剥蚀，沉积物越过陆棚和大陆斜坡，通过深切谷和斜坡峡谷以点物源的供应方式在盆底形成盆底扇。

②边界特征：

盆底扇底界面与低位体系域底界一致，顶界面为一下超面，常被斜坡扇和低位前积楔状体下超。

③沉积特征：

盆底扇作为重力流沉积物可用鲍玛序列的AB，AC段组合或被截切的A段描述。

盆底扇内扇为序列不明显的、互层的砂砾岩，中扇为向上粒度变细、砂层厚度减薄的水道化沉积序列，外扇为向上粒度变粗、砂层变厚的非水道化沉积序列，在外扇部位可能存在较大规模的砂质朵状体。

2.斜坡扇（Slopefan）①概念及形成：

于大陆斜坡中部或底部的重力流沉积体，它是在全球海平面下降晚期或上升早期形成的。

②沉积特征：

斜坡扇可沉积于盆底扇之上，也可沉积在比盆底扇更近源的地方，其顶被低位前积楔状体下超。

斜坡扇可以与盆底扇同期沉积，也可与低位前积楔状体同期沉积。

由于斜坡扇形成时，陆棚上河流下侵趋于停止，粗粒物质往往优先充填在深切谷内，因此斜坡扇粒度和砂泥比均比盆底扇沉积物更细更低。

典型的斜坡扇呈开阔裙边状，以发育有堤活动水道和溢岸席状韵律浊积砂为沉积特征。

3.低位前积楔状体（Lowstandprogradingwedge）①概念及形成：

在海平面相对上升期间形成的，由进积到加积准层序组构成的楔状体，它主要位于陆棚坡折向海一侧，并上超在先前层序的斜坡上。

②沉积特征：

楔状体的近源部分有深切谷充填沉积物及其在陆棚或陆坡上伴生的沉积物组。

远源部分由厚层富泥的楔状体前积单元组成，在低位前积楔状体早期沉积物中可包含有互层的薄层的浊积岩。

随着海平面的相对上升，河流砂体的连通性降低，而煤层、越岸页岩、泻湖相以及三角洲沉积物不断发育。

4.深切谷（Incisedvalley）①概念及形成：

是指因海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的深切河流体系及其充填物。

在海平面大幅度下降期，陆棚因暴露受到河流体系的侵蚀形成深切谷地并构成沉积物的搬运通道。

②沉积特征：

在低位体系域形成期，因海平面突然下降，深切谷可与下伏陆棚泥岩呈突变接触，并且具有典型的电测曲线响应，这种垂向不同环境成因的、缺少过渡相的相变接触关系是在海平面相对下降期间，沉积相向盆地方向迁移造成的。

六．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：

在某些坳陷型盆地中，由于缺少地形坡度的明显变化以及缺乏确定初次湖泛面的其它标 志，只能在该类盆地中确定出最大湖泛面，该类盆地中的一个层序划分成水进和水退体系域或称为湖侵和湖退体系域。

关键是在确定层序边界的基础上，确定最大湖泛面的位置。

一般来说，与最大湖泛面对应的凝缩层常是由质纯、粒细、色暗的深水环境沉积物构成的，它富含有机质和生物，化石，发育页理或季节纹理，可见自生黄铁矿等矿物。

在地震剖面上，它不仅对应于滨岸最远的向陆上超点，而且向盆地中央方向具有明显的下超反射结构。

在测井曲线上，凝缩层表现出高伽马值泥岩等。

水进体系域底界为层序边界，顶界为最大湖泛面，以湖泊水体不断扩张为特征；水退体系域底界为最大湖泛面，顶界为层序边界，以湖泊水体不断收缩为特征。

七．简述碳酸盐岩I型层序边界标志－－古岩溶的特征① 古岩溶面常是不规则的，纵向起伏几十至几百米。

岩溶地貌常表现为岩溶斜坡和岩溶凹地；② 地表岩溶主要特征为古土壤的紫红色泥岩，灰绿色铝土质泥岩以及覆盖的角砾灰岩、角砾白云岩。

风化壳顶部的岩溶角砾岩往往成分单一，分选和磨圆差。

碎屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸模孔；

③ 岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带；④ 岩溶面和岩溶带中出现各种岩溶刻痕和溶洞，如细溶沟、阶状溶坑、起伏几十米至几百米的夷平面、落水洞，溶洞以及均一的中小型蜂窝状溶孔洞等；⑤溶孔内可充填不规则层状且分选差的角砾岩、泥岩或白云质泥的示底沉积、溶洞内氧化铁粘土和石英粉砂，以及淡水淋滤形成的淡水方解石和自云岩；⑥ 钙质壳，溶解后扩大的并可被粘土充填的解理，分布广泛的选择性溶解孔隙；⑦岩溶地层具有明显的电测响应，如明显的低电阻率、相对较高的声波时差、中子孔隙度、较明显的扩径、杂乱的地层倾角模式和典型的成像测并响应；⑧古岩溶面响应于起伏较明显的不规则地震反射，古岩溶带常对应明显低速异常带。

⑨古岩溶面上下地层产状、古生物组合、微量元素及地化特征也有明显的差别。

八．目前中国层序地层学研究需要解决的难题是么子？

未来的发展趋势又是么子样来？

（1）我认为，目前我国层序地层学研究面临的主要问题有：

① 陆相沉积沉积层序形成的主导控制因素是什么？

不同控制因素之间的关系是什么？

② 如何厘定陆相层序的级别和精细确定形成层序的地质年代？

③在沉积范围远小于海相盆地，并且缺乏陆棚坡折带的陆相盆地中，如何确定层序边界面及层序边界类型、体系域类型及空间展布？

④对于冲积扇、河流以及沙漠等几乎不受海（湖）平面影响的陆相沉积地层，如何寻找并确定其基准面？

⑤如何区别反映自旋回变化和异旋回变化的沉积模式？

2）今后工作中应开展一下几个方面的研究：

① 加强对与海外完全隔离的陆相盆地及与外海曾经发生过联系的近海内陆盆地的层序地层学基本理论研究，建立相应的基准面变化曲线；②建立适用中国地质特征的不同构造背景、不同古地理环境、不同岩石类型的层序地层模式；③选择不同类型的典型剖面，进行高分辨率层序地层学研究，建立新的“层型”；④研究不同级次的构造运动、不同级次的沉积时间等“噪声”对全球海平面（或基准面）升降曲线的影响及其排除方法；⑤通过艰苦的努力，建立自己的全国统一地层表；⑥建立并不断完善适合我国国情的油气藏预测系统工程；⑦尽快建立并逐步完善我国层序及地震地层工作规范。

九．叙述利用钻测井资料进行层序地层分析的步骤①进行关键井岩性序列、沉积旋回和沉积相研究，并建立岩性及其序列与电测曲线的响应关系。

②依据风化壳、底砾岩、古土壤、生物化石的断带和岩性、沉积相的垂向突变以及地层产状的不一致性确定层序边界，并进行多井层序边界对比，通过古生物组合和同位素测年等方法，确定层序的年代，建立盆地覆盖区年代地层框架。

③识别不同级别的界面，包括不整合面、海泛面与侵蚀面，最大海泛面或湖泛面，确定体系域类型。

④通过测井资料的时频分析，确定层序旋回周期的规律，探讨形成层序的主控因素。

⑤建立测井－地质岩相知识库，实现地质资料与测井资料的沟通。

⑥识别关键井岩相序列。

⑦建立多井关键对比沉积层序剖面。

⑧通过沉积环境和古气候详细分析，编绘单井和多井层序地层综合分析图以及以层序或体系域为作图单元的地层等厚图、沉积相图，为确定有利的烃源岩、储集层和盖层分布区作准备。

⑨建立岩性序列、沉积相类型、层序和体系域与地震反射之间的响应关系，为地震资料的层序地层分析作好准备。

⑩预测有利的烃源岩、储集层和盖层的分布。