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02层序地层学-理论和概念

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02 地层学 理论 概念
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石油大学资源与信息学院朱 筱 敏层序地层学第二章 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、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。但需要指出的是,岩性地层学无益于层序地层学的发展。等时性而不是等岩性层序地层学与传统地层学的区别第一节 理论基础和概念体系一、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沉积序列的韵律特征第一节 理论基础和概念体系一、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四个基本变量控制层序地层构型海平面变化和基地沉降-可容空间四个基本变量控制层序地层构型沉积物和气候变化-沉积水深和沉积类型in to 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( 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( 1977)。层序( 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( 1977)。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,但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地层和其它年代地层学的方法加以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的沉积体系域以及准层序组和准层序。层序本身不包括规模甚至时间的含义1, 32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( 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( 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二、层序地层学基本概念3)层序类型型层序底部以 部以 部以 论基础和概念体系二、层序地层学基本概念4) 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) 此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层序类型 体系域类型 体系域中沉积体底扇、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 交前积和加积型沉积复合体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 交前积和加积型沉积复合体5)层序地层构成-- 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。但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。满南地区形成的不整合面遮挡圈闭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二、层序地层学基本概念3、体系域1)体系域体系域( 指一系列同期沉积体系的集合体( 1977)。沉积体系是指具有成因联系的、相的三维空间组合( 1967)。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。in to 序地层学基本概念2)低位体系域低位体系域( 称 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二、层序地层学基本概念3)海侵体系域海侵体系域( 称 Ⅰ 型和 Ⅱ 型层序中部的体系域,它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。以沉积作用缓慢的、低砂泥比值的、一个或多个退积型准层序组为特征。二、层序地层学基本概念4)高位体系域高位体系域( 称 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,此时沉积物供给速率常大于可容空间增加的速率。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( 称 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。二、层序地层学基本概念4、海泛面1)海泛面海泛面( 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,但穿过这个界面有证据表明水深的突然增加。二、层序地层学基本概念2)初次海泛面初次海泛面 ( 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。3)最大海泛面最大海泛面( 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,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。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( 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。 滨外陆棚滨外陆棚临滨临滨前滨1234二、层序地层学基本概念2)准层序组 (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。层序地层学研究现状二、层序地层学基本概念6、可容空间1)可容空间可容空间( 可供沉积物潜在堆积的空间( 988)。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。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。海平面升降和基底沉降对可容空间的影响序地层学基本概念新增可容空间( or 指在沉积期间,由于海平面、构造沉降等参数的变化所形成的新的可容空间。它不包含沉积前未被沉积物充填残存的空间。残存可容空间:沉积后被沉积物充填后残存的空间二、层序地层学基本概念7、凝缩层凝缩层( 指沉积速率很慢的( 1000a)、厚度很薄的、富含有机质的、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)全球海平面变化以及尺度全球海平面( 指海平面相对于一个固定的基准点(如地心)的位置。它与局部影响因素无关全球海平面和相对海平面第二节 全球海平面变化全球海平面变化可起因于 洋盆体积的变化、全球海洋水体体积的变化和响应于平均海平面的全球重力场等势面的变化。第二节 全球海平面变化洋盆体积的变化主要有以下五个原因: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。第二节 全球海平面变化2)相对海平面变化、尺度、成因相对海平面( 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,不能与水深混淆 。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1、 偏湿型≈ 20差周期)( 1962)2、 1100短偏心率周期 )3、 1933、 1946)常见 404 长偏心率周期 )4、 11≈1999)≈ 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的是一个时间段落,在这段时间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。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 持续时间, 期成因一级 >100 泛大陆的形成和解体二级 10球板块运动和大洋中脊体积变化三级 1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四级 大陆冰盖生长和消亡,天文驱动力五级 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在大多数情况下,一个沉积层序是在一个海平面变化周期内形成的,也就是说,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。序边界第二节 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4of on on on on by of be by or 级层序等时对比的困难沉积速率高 沉积速率低四五级层序等时对比的困难谢 谢!
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