上超頂超下超-層序地層

層序地層學原理上超頂超下超-層序地層

緒論

第—章

層序地層學理論框架

第—節(jié)理論基礎和概念體系

第二節(jié)

全球海平面變化周期

第二章層序地層學研究方法 第一節(jié)

層序地層學研究基礎

第二節(jié)

層序地層學研究方法

第三章海相層序地層學

第—節(jié)

碎屑巖層序地層樣式

第二節(jié)

碳酸鹽巖層序地層樣式

第四章陸相層序地層學 第一節(jié)

陸相湖盆地質特征

第二節(jié)

陸相湖盆層序地層學

第五章高分辨率層序地層學 第一節(jié)理論基礎和研究方法 第二節(jié)在油氣勘探和開發(fā)中的應用

結論講課提綱上超頂超下超-層序地層第一節(jié)層序地層學研 究基礎

一、層序地層學研究內容和 程序1．層序地層學研究內容2．層序地層學研究程序二、海平面升降變化分析1．估算全球海平面變遷幅度的方法2．利用海岸沉積物上超確定海平面 的相對變化三、沉積速率、古氣候和構造 沉降分析1，沉積速率分析2．古氣候分析3．構造沉降分析第二節(jié)層序地層學研 究方法一、層序地層學解釋方法

1．露頭資料的層序地層學分析2．鉆測井資料的層序地層學分析

3．地震資料的層序地層學分析二、層序邊界識別與層序年代 標定方法1．層序邊界的識別標志2．層序年代標定方法三、可容空間分析方法1．可容空間2．可容空間與沉積物堆積速率之間 的關系第二章層序地層學研究方法上超頂超下超-層序地層層序地層學研究基礎

一、層序地層學研究內容和程序1．層序地層學研究內容

從資料來源角度認為，層序地層學的研究內容包括露頭資料的層序分析、鉆測井資料的層序分析、地震資料的層序分析以及層序地層學研究結果在油氣勘探開發(fā)中的應用 從層序地層學的基本理論出發(fā)，考慮實際資料來源情況，認為層序地層學的主要研究內容應該包括不同資料的層序劃分與對比、建立年代地層格架、分析控制層序構型的主控因素、研究各層序不同體系域的沉積體系特征、預測不同層序或不同體系域有利的生儲蓋層分布和有利的成藏組合上超頂超下超-層序地層上超頂超下超-層序地層

2．層序地層學研究程序

在實際工作中，應針對研究對象的具體地質特征和實際資料情況確定層序地層學研究流程。層序地層學工作流程的制定應遵循這樣的原則，即既能反映層序地層理論的先進性和綜合性，又能反映工作流程的實用性。上超頂超下超-層序地層第一節(jié)層序地層學研 究基礎

一、層序地層學研究內容和 程序1．層序地層學研究內容2．層序地層學研究程序二、海平面升降變化分析1．估算全球海平面變遷幅度的方法2．利用海岸沉積物上超確定海平面 的相對變化三、沉積速率、古氣候和構造 沉降分析1，沉積速率分析2．古氣候分析3．構造沉降分析上超頂超下超-層序地層

二、海平面升降變化分析

1．估算全球海平面變遷幅度的方法

全球海平面升降變化是在全球規(guī)模上，海平面相對一個固定基準面如地表的高程變化。但是，全球表面永恒的運動使人們不可能確定固定基準面地心相對于古老沉積物的位置。因此，人們只能確定全球海平面的相對變化。由于全球海平面的升降幅度不能直接測定，所以，眾多地質學家提出了許多估算全球海平面相對變化的方法。 然而，迄今為止，尚無一種方法能準確確定海平面變化的規(guī)模以及構造運動幅度和沉降速率的變化

上超頂超下超-層序地層2．利用海岸沉積物上超確定海平面的相對變化

1)海平面相對變化的標志 連續(xù)地震反射近似相當于地層年代界面，上超地震反射的位置受控于標志著平均高水位的沉積界面，因此，可將大陸邊緣海岸上超作為海平面變化的可靠標志。海平面相對上升的可靠標志是海岸上超向陸遷移，海平面相對靜止的可靠標志是海岸沉積物的頂超現(xiàn)象，海平面下降的標志是海岸上超向盆地中央方向的遷移。顯然，盆地邊緣的高分辨率地震剖面是確定海岸上超遷移規(guī)律和海岸頂超位置的最好資料上超頂超下超-層序地層海平面相對上升的可靠標志是海岸上超向陸遷移

海平面相對靜止的可靠標志是海岸沉積物的頂超現(xiàn)象海平面下降的標志是海岸上超向盆地中央方向的遷移上超頂超下超-層序地層海平面的相對上升與海進、海退之間沒有必然的聯(lián)系。當海平面相對上升，由于沉積物供給速率的差異，可以發(fā)生海進、海退以及海岸線的停滯不動一個海岸線的海進以一定地層單元中濱海相向陸地方向遷移為標志，而海退以濱海向海方向遷移為標志上超頂超下超-層序地層2)區(qū)域海平面相對變化曲線的編制

區(qū)域性海平面相對變化曲線的編制是在掌握區(qū)域地質背景的基礎上進行的，具體步驟如下：

(1)選擇那些穿過不同構造單元和不同盆地地形帶的高分辨率地震測線構成區(qū)域地震測網。地震剖面應具有清楚的海岸上超記錄、較為簡單的構造變形和較充足的控制井（2)根據(jù)不整合的地震反射終止關系、結合鉆測井資料劃分沉積層序，并追蹤反映海岸沉積的海岸上超點和頂超點的靠近物源方向的沉積邊界。利用同位素測年、古生物組合和合成地震記錄對沉積層序進行盡可能詳細的年代標定（3)編制層序年代地層對比圖，將地震剖面上解釋的層序地層剖面轉換成縱坐標為地質年代、橫坐標為距離的剖面圖上，以反映各個層序的地質時代范圍、各層序相對接觸關系及其空間展布上超頂超下超-層序地層(4)確定海平面相對升降周期，確定海岸上超的垂向分量即海岸加積量及其與地質年代的對應關系，進而確定同一層序內各個海岸上超點處的海岸加積量以及它們的累計量，即這個層序的海平面相對上升幅度。測定該層序的最遠上超點與上覆另一個層序的最低海岸上超點之間的海岸加積量，并以此作為海平面下降的幅度，然后重復上述步驟，便可得出各層序的海平面相對變化曲線上超頂超下超-層序地層第一節(jié)層序地層學研 究基礎

一、層序地層學研究內容和 程序1．層序地層學研究內容2．層序地層學研究程序二、海平面升降變化分析1．估算全球海平面變遷幅度的方法2．利用海岸沉積物上超確定海平面 的相對變化三、沉積速率、古氣候和構造沉降分析1，沉積速率分析2．古氣候分析3．構造沉降分析上超頂超下超-層序地層三、沉積速率、古氣候和構造沉降分析

1.沉積速率分析 沉積速率研究可以分析盆地沉積物的充填歷史，為層序地層學的地層疊置樣式研究、可容空間分析提供資料。沉積速率系指單位時間沉積的沉積物厚度。對于層序地層學研究來說，應該求取不同地質歷史時期沉積的原始地層厚度，這就要求做盆地埋藏史分析。目前，用于盆地埋藏史分析的方法有沉積速率法，回剝法和巖石骨架縱坐標法，其中回剝法是最常見的方法。所謂回剝法就是忽略地層橫向拉伸等問題，認為單位地層在埋藏過程中其骨架厚度不發(fā)生變化，然后從地層分層出發(fā)，依據(jù)孔隙度與深度關系，自新到老逐層進行壓實校正，恢復各層在不同地質歷史時期的地層厚度，進而確定各地質時期的沉積速率上超頂超下超-層序地層2．古氣候分析沉積盆地的古氣候直接影響盆地內外的多種地質作用，影響海(湖)平面的變化、沉積物的類型直至可容空間的變化，古氣候是控制地層構型的主控因素之一。常用的有利用特殊巖石類型、巖石的顏色、特定自生礦物組合、古生物特征、有孔蟲的氧同位素比值來分析古氣候上超頂超下超-層序地層3．構造沉降分析

構造沉降是指由于地殼巖石圈的彈性變化和地應力方式的變化而產生的地殼下沉，而不是指由于上覆沉積物的負載作用而產生的盆地下沉。是控制地層構型的主要因素，它與全球海平面變化、氣候和沉積速率等因素一道影響可容空間的變化。構造沉降往往是長期的，并具有旋回性。較大規(guī)模的構造沉降往往與全球地質歷史中的重大事件密切相關，在某些類型的盆地中，構造沉降往往是控制層序地層構型的主要因素上超頂超下超-層序地層第二節(jié)層序地層學研 究方法一、層序地層學解釋方法

1．露頭資料的層序地層學分析2．鉆測井資料的層序地層學分析

3．地震資料的層序地層學分析二、層序邊界識別與層序年代 標定方法1．層序邊界的識別標志2．層序年代標定方法三、可容空間分析方法1．可容空間2．可容空間與沉積物堆積速率之間 的關系上超頂超下超-層序地層

一、層序地層學解釋方法

1．露頭資料的層序地層學分析 露頭資料是層序地層學最直觀、最真實、最詳細的資料，具有鉆測井和地震資料所不具備的高分辨率的特點?；狙芯績热萑缦拢海?）識別層序界面、劃分層序類型

層序界面的識別標志有構造不整合面、鐵質和鋁質風化殼、古土壤和植物根土層、底礫巖層、深切谷及其充填物、地層接觸關系、顏色和巖性的垂向變化、沉積物水深突然向上變淺或地層堆砌樣式突然變化等上超頂超下超-層序地層(2)從生物地層學角度確定層序單元的年代，并努力使之與全球海平面升降曲線擬合。

(3)以巖性、巖相以及地層堆砌樣式來確定各地層層序的凝縮層、體系域和準層序組特征，運用可容空間概念進行沉積相分析。明確各層序中體系域組合特征、準層序的疊置樣式以及沉積體系的時空分布。(4)編制露頭層序地層學綜合分析圖及不同露頭的層序地層對比圖并建立于鉆測井和地震層序的對應關系。

(5)露頭層序的生儲蓋初步評價，指出較有利的生儲蓋組合上超頂超下超-層序地層2．鉆測井資料的層序地層學分析

鉆測井資料是盆地覆蓋區(qū)較好的層序地層分析資料，它主要包括系統(tǒng)的巖心和巖屑、各種測井資料、各種室內分析化驗資料、合成地震記錄、VSP等。具體研究內容與解釋方法如下：

(1)關鍵井巖性序列、沉積旋回和沉積相研究，并建立巖性及其序列與電測曲線的響應關系。

(2)依據(jù)風化殼、底礫巖、古土壤、生物化石的斷帶和巖性、沉積相的垂向突變以及地層產狀的不一致性確定層序邊界，并進行多井層序邊界對比，通過古生物組合和同位素測年等方法，確定層序的年代，建立盆地覆蓋區(qū)年代地層框架。

(3)識別最大海泛面或湖泛面，確定體系域類型。上超頂超下超-層序地層(4)測井資料的時頻分析，以確定層序旋回周期的規(guī)律，探討形成層序的主控因素。

(5)測井資料處理與解釋，以確定準層序組的疊置樣式、古水流流向以及砂體的展布方向。

(6)沉積環(huán)境和古氣候詳細分析，編繪單井和多井層序地層綜合分析圖以及以層序或體系域為作圖單元的地層等厚圖、沉積相圖。確定有利的烴源巖、儲集層和蓋層分布區(qū)

(7)建立巖性序列、沉積相類型、層序和體系域與地震反射之間的響應關系，為地震資料的層序地層分析作好準備。上超頂超下超-層序地層

3．地震資料的層序地層學分析 地震資料以其覆蓋面積大、能反映地層相互接觸關系、能反映沉積體宏觀的三維形態(tài)為其顯著特征。雖然地震資料的垂向分辨率不如露頭和鉆測井資料，但是其連續(xù)的地震反射具有相對年代地層意義，這為建立盆地范圍內的年代地層框架提供了良好的基礎。主要包括以下研究內容和方法：

(1)根據(jù)地震反射削蝕、頂超和下超、上超等地震反射終止關系，考慮露頭和鉆測井層序劃分方案，對地震資料進行地震層序劃分，進而利用合成地震記錄、VSP、古生物和同位素測年資料對地震層序進行年代地層標定，并建立露頭和鉆測井層序和地震層序的一致關系

(2)根據(jù)初次和最大海泛面的位置以及上超點的遷移規(guī)律、地震反射形態(tài)，區(qū)分低位、海侵和高位體系域，并努力在全區(qū)追蹤閉合上超頂超下超-層序地層(3)以層序或體系域為作圖單元，研究地層厚度的展布特征、地震相類型及其分布規(guī)律。

(4)利用地震層速度制作砂泥巖量板，求得不同層序、體系域中的砂泥巖百分含量或確定砂巖相對富集區(qū)。

(5)以關鍵井巖心相分析為依據(jù)，考慮盆地結構和古地形特征，有機地將地震相轉換為沉積相并進行環(huán)境解釋。

(6)依據(jù)地震反射上超點的的遷移特征，制作海平面相對升降變化曲線，結合古氣候、盆地構造沉降速率的研究成果，探討控制層序構型的主控因素。

(7)結合露頭和鉆測井層序地層學研究成果，建立研究區(qū)層序地層模式并進行計算機模擬，進而確定層序與生儲蓋層、非構造圈閉之間的關系，總結成藏特點和油氣藏分布規(guī)律，指出有利的油氣勘探區(qū)帶，提供油氣勘探部署意見上超頂超下超-層序地層第二節(jié)層序地層學研 究方法一、層序地層學解釋方法

1．露頭資料的層序地層學分析2．鉆測井三、可容空間分析方法

1．可容空間資料的層序地層學分析

3．地震資料的層序地層學分析二、層序邊界識別與層序年代 標定方法1．層序邊界的識別標志2．層序年代標定方法三、可容空間分析方法1．可容空間2．可容空間與沉積物堆積速率之間 的關系上超頂超下超-層序地層

二、層序邊界識別與層序年代標定方法

1．層序邊界的識別標志 層序邊界在露頭、鉆測井和地震資料上均有不同程度的響應，在識別層序邊界時，應該利用多種資料進行綜合判斷1)I型層序的識別標志

(1)廣泛出露地表的陸上侵蝕不整合面。這個不整合面可分布于整個陸棚地區(qū)，也可分布于盆地緩坡，甚至分布于整個盆地。不整合之上可存在成分和結構成熟度均較高的、厚幾十厘米級的底礫巖，可存在厚幾厘米至幾十厘米的含褐鐵礦、鋁上礦的古土壤和根土層；不整合面波狀起伏，在平面上可長距離追蹤；不整合面上下地層產狀可明顯不同。上超頂超下超-層序地層廣泛出露地表的陸上侵蝕不整合面。這個不整合面可分布于整個陸棚地區(qū)，也可分布于盆地緩坡，甚至分布于整個盆地。不整合之上可存在成分和結構成熟度均較高的、厚幾十厘米級的底礫巖，可存在厚幾厘米至幾十厘米的含褐鐵礦、鋁上礦的古土壤和根土層；不整合面波狀起伏，在平面上可長距離追蹤；不整合面上下地層產狀可明顯不同。上超頂超下超-層序地層(2)層序界面上下地層顏色、巖性以及沉積相的垂向不連續(xù)或錯位。沉積相的垂向錯位意味著淺水沉積間斷性地上覆在較深水的沉積之上，相序錯位多出現(xiàn)在高位體系域的前積層處和頂積層向盆地一側。(3)層序界面處的古生物化石斷帶或絕滅

(4)在層序界面處具有明顯的測井曲線的突變響應，如自然電位和自然伽馬值的突變、地層傾角測井反映的地層產狀突變等上超頂超下超-層序地層

(5)層序界面上、下體系域類型或準層序類型的突變，比如層序界面之下為高位體系域沉積，層序界面之上為海侵體系域沉積，其間缺少低位體系域。這種體系域的垂向突變在測井曲線上也有良好的響應。

(6)伴隨著沉積相向盆地方向的遷移，在地震剖面上識別出一個層序的頂部海岸上超的向下遷移現(xiàn)象和一個層序下部層序界面之上的海岸上超向陸遷移現(xiàn)象，另外還可見明顯的削蝕反射結構。它們與地震剖面上的地震反射終止關系構成層序邊界的識別標志。（7）層序邊界上下地層的地球化學微量元素類型和含量以及古地磁極性也有明顯變化上超頂超下超-層序地層(8)伴隨海平面相對下降，由河流回春作用形成的深切谷是層序邊界的典型標志。若侵蝕到陸棚區(qū)的河流規(guī)模大或河流數(shù)量多，則形成的深切谷充填物砂巖分布廣泛，河間古土壤或根土層不太發(fā)育；反之，則深切谷充填物砂巖不太發(fā)育，而河間古土壤層較發(fā)育。深切谷規(guī)模較大，可寬達數(shù)千米或幾十千米，長達幾十千米，深達數(shù)十米。下切谷分為形成和充填兩個階段。形成階段：對應于海平面的相對下降時期，發(fā)生侵蝕作用、沉積物過路。充填階段：對應于海平面的相對上升時期，即是在低水位晚期或海侵體系域發(fā)育時期，谷內發(fā)生沉積作用。在上游區(qū)域，常見辯狀河砂巖、河流砂巖以及或濱岸平原砂巖、泥巖或煤充填。在下游區(qū)域，見低水位三角洲及潮坪砂巖和泥巖、濱岸及河口灣砂巖。上超頂超下超-層序地層除上述列出的各種鑒別特征之外，還可用各種滯留沉積來指示I類層序邊界。這些滯流沉積包括：①沉積在海泛面之上的鈣質結核海進滯留沉積與層序邊界重合或在深切谷內部覆于邊界之上。鈣質結核是層序邊界暴露地表時被臨濱侵蝕作用從土壤中剝蝕出來的。②沉積在海泛面之上的生物或非生物碳酸鹽與層序邊界一致。③沉積在深切谷內部層序邊界之上的底部河道滯留沉積。上超頂超下超-層序地層2）II類層序的識別II類層序邊界的識別標志為：

（1）上覆地層的上超；

（2）沒有顯著的侵蝕削截和下切谷；

（3）層序上傾方向及濱岸平原部分內沉積岸線坡折向陸遷移；

（4）濱岸上超向下遷移；

（5）微弱的加積或進積準層序。

II類層序邊界的識別難度轉大，并且在硅質碎屑巖盆地中II類層序并不多見。上超頂超下超-層序地層2．層序年代標定方法

利用多種標志確定了層序邊界、劃分了層序以后，應該賦予具有相對年代地層意義的層序地質時代的概念。常用于確定地質年代的方法有以下幾種。

1)生物地層學方法：可以通過比較密集的古生物采樣分析來確定不同古生物組合特征的層序地質年代2)同位素地層學方法：可利用自生粘土礦物伊利石、火山巖中的固、液、氣包裹體對地層進行地質年代測定

3)古地磁地層學方法：野外或巖心樣品進行古地磁極性分析，與標準古地磁剖面進行對比，以確定層序的地質時代4)海平面升降曲線對比方法：制作研究區(qū)的區(qū)域海平面升降變化曲線，并將其與全球海平面曲線進行對比，來推斷各層序的地質年代

5)地球物理標定方法：采用合成地震記錄和VSP等方法對已劃分的地震層序進行地質年代的標定，建立鉆井地質層序與地震層序的對應關系，賦予地震層序地質年代意義上超頂超下超-層序地層第二節(jié)層序地層學研 究方法一、層序地層學解釋方法

1．露頭資料的層序地層學分析2．鉆測井三、可容空間分析方法

1．可容空間資料的層序地層學分析

3．地震資料的層序地層學分析二、層序邊界識別與層序年代 標定方法1．層序邊界的識別標志2．層序年代標定方法三、可容空間分析方法1．可容空間2．可容空間與沉積物堆積速率之間 的關系上超頂超下超-層序地層

三、可容空間分析方法

1．可容空間

形成儲集層的沉積物要堆積下來，就必須存在一個可供沉積物堆積的可容空間，這個可容空間是全球海平面升降變化和構造沉降的函數(shù)。 可容空間隨時間的增減變化曲線可以通過構造沉降曲線和海平面升降曲線疊加而獲得。

在構造沉降比較緩慢的部位，最大可容空間位于最高海平面處。在中等構造沉降的部位，最大可容空間出現(xiàn)的時間滯后于最