可容纳空间转换系统的定量模拟

为探讨盆地两侧可容纳空间和层序叠加模式的非一致性变化,利用SEDPAK二维层序模拟软件,通过考虑控制层序沉积过程的不同参数,对可容纳空间转换系统进行定量模拟并提出新的认识.模拟结果表明,盆地两侧同期层序叠加模式可以分为"同步"和"非同步"两种,同步叠加模式多出现在层序的低位体系域及高位体系域后期,非同步叠加模式多出现在层序的水进体系域及高位体系域初期.多种地质参数的合理组合,盆地两侧同期层序均可形成非同步叠加模式.非同步叠加模式对体系域界面的识别、层序对比具有一定的参考价值.     

可容纳空间概念在陆相断陷盆地层序分析中的应用——以渤海湾盆地下第三系为例

以渤海湾盆地下第三系为例,将可容纳空间概念应用于陆相断陷盆地层序成因分析和层序划分。陆相断陷盆地层序、准层序组和准层序的发育过程和基本特征,可分别根据二级、三级和四级幕构造沉降过程中新增可容纳空间与同期沉积物供给体积的对比关系解释,层序边界和体系域分界面的形成条件亦可通过分析可容纳空间变化加以描述和认识。由可容纳空间演变特点分析,引出了一个新概念———可容纳空间转换面,并用于识别层序边界和体系域分界面。     

可容纳空间概念在陆相断陷盆地层序分析中的应用--以渤海湾盆地下第三系为例

以渤海湾盆地下第三系为例,将可容纳空间概念应用于陆相断陷盆地层序成因分析和层序划分。陆相断陷盆地层序、准层序组和准层序的发育过程和基本特征,可分别根据二级、三级和四级幕构造沉降过程中新增可容纳空间与同期沉积物供给体积的对比关系解释,层序边界和体系域分界面的形成条件亦可通过分析可容纳空间变化加以描述和认识。由可容纳空间演变特点分析,引出了一个新概念---可容纳空间转换面,并用于识别层序边界和体系域分界面。     

陆相断陷湖盆T—R旋回沉积层序与研究实例

陆相断陷湖盆的沉降机理、湖盆形态等均有别于其它类型的沉积盆地,因此,沉积层序的内部构成及层序边界发育特征也不同。在这种湖盆中,不适合于直接套用“Ｖａｉｌ学派”的被动大陆边缘型盆地的层序地层学模式,但其基本原理仍可应用。以东濮断陷盆地为例,分析了盆内构造－沉积旋回之内的湖进－湖退（Ｔ－Ｒ）旋回沉积层序,这种层序由湖进体系域（ＬＴＳＴ）与湖退体系域（ＬＲＳＴ）组成。ＬＲＳＴ中发育有各种不同类型的储集砂     

再论陆相三级层序内四分方案及其在油气勘探中的应用

结合在陆相盆地中的实例研究,将一个发育完整的陆相三级层序细分为4个体系域：低水位体系域（LST）、水进体系域（TST）、高水位体系域（HST）和水退体系域（RST）,称为I型层序。或者一个层序可以不发育低水位体系域,而由水进体系域、高水位体系域和水退体系域组成,称为II型层序。低水位体系域发生在湖平面（基准面）快速下降时期;水进体系域出现在首次湖泛面到最大湖泛面之间;高水位体系域形成在高水位时期的湖平面相对静止期;水退体系域形成在湖平面缓慢下降期,在沉积物供给速率大于可容空间增加速率时形成。一般低水位体系域发育小型进积式准层序组,纵向沉积环境变浅,在盆地边缘形成河流下切作用;水进体系域发育退积式准层序组,沉积环境自下而上明显变深;高水位体系域发育加积型准层序组,纵向沉积环境变化不大,且多为静水沉积;水退体系域发育大型进积式准层序组,沉积环境自下而上明显变浅,沉积体系向盆地中心推进。结合对松辽盆地的实例研究,分别阐述了断陷盆地和坳陷盆地中各不同体系域的油气藏分布规律：低水位体系域主要在断陷盆地的陡坡侧和坳陷盆地的深水区发育透镜状岩性油气藏;水进体系域主要在断陷盆地的陡坡带发育上倾尖灭型岩性油气藏,在缓坡带和坳陷盆地的斜坡带发育地层超覆油气藏;高水位体系域主要以深水区的透镜状岩性油气藏为主;水退体系域在断陷盆地中主要发育地层不整合遮挡油气藏,在坳陷盆地中主要发育断块油气藏以及断层遮挡油气藏。从而,以理论与实践相结合的方式,阐明了陆相层序四分体系域的实用性。     

陆相断陷湖盆T-R旋回沉积层序与研究实例

陆相断陷湖盆的沉降机理、湖盆形态等均有别于其它类型的沉积盆地,因此,沉积层序的内部构成及层序边界发育特征也不同。在这种湖盆中,不适合于直接套用“Vail学派”的被动大陆边缘型盆地的层序地层学模式,但其基本原理仍可应用。以东濮断陷盆地为例,分析了盆内构造－沉积旋回之内的湖进－湖退（T－R）旋回沉积层序,这种层序由湖进体系域（LTS）与湖退体系域（LRST）组成。LRST中发育有各种不同类型的储集砂体。由于断陷湖盆的边缘坡度陡峭,以及湖平面升降幅度有限,因此,叠加于构造－沉积族目之上的更高频T－R旋回层序缺乏Ｉ型层序边界,控制T－R旋回发育的主要因素是区内构造（断层）的幕式活动,而更高频的T－R旋回的形成则与米兰柯维奇气候旋回相关联。     

构造及气候对后裂谷盆地层序建造的影响:以松辽盆地西斜坡晚白垩世为例

盆地构造运动、气候变化对后裂谷盆地源汇系统、沉积体系和层序建造影响的研究尚待深入.松辽盆地是一个富含油气的晚白垩世大型后裂谷盆地.应用构造层序分析方法,利用测井曲线、岩心观察成果、三维地震和录井资料,在泉四段（K_1-2q₄）至嫩江组（K₂n）划分出两个二级层序和7个三级层序.这7个三级层序根据其发育的古地貌背景和气候条件,可识别出发育在二级层序底部、干旱气候环境的低可容纳空间层序建造和发育在二级层序中上部、湿润-半湿润气候条件下的高可容纳空间层序建造.高可容纳空间层序建造又可根据古地貌背景划分为缓坡和受挠曲坡折控制的高可容纳层序建造.研究区这两个二级层序及其三级层序建造特征是对盆地幕式构造运动和气候变化的响应.一个热沉降幕开始于盆地基底抬升后的沉降.基底抬升造成气候干旱、剥蚀,形成不整合,随后的沉积沉降发育低可容纳空间层序.当盆地基底沉降较快,且沉降速率大于沉积物供给速率、气候湿润、湖平面上升导致盆地可容纳空间快速增长时,发育以水进域和高位域为主的高可容纳空间层序建造.二级层序界面两侧发育的地层圈闭,沉积在高可容纳空间背景的层序其水进和高位域早期的重力流砂体为岩性油藏的主要圈闭,该类砂体在Sqqn1和Sqn1层序最为发育,在坡折带及其之下集中分布.      

构造反转期层序划分和可容纳空间的变化机制——以松辽盆地北部晚白垩世构造反转期为例

按照盆地构造演化级别,依据不整合面和地层叠加方式的旋回变化,同时结合地震、测井等基础资料,建立了松辽盆地北部上白垩统四方台组和明水组的层序地层格架,将四方台组和明水组划分为1个二级层序、3个三级层序、6个四级层序.根据松辽盆地的构造演化特征,讨论了构造反转背景下可容纳空间的变化机制和特征,认为在构造反转背景下影响可容纳空间的主要因素有以下3种:①受挤压所导致的扭曲变形引起盆地基底局部的下沉和缓慢的沉降;②沉积物的重力差异压实导致盆地均衡失调引起基底的差异沉降;③挤压作用引起沉积物供应效率的变化.     

断陷湖盆中强制湖退沉积作用及其成因机制

断陷湖盆中相对湖平面下降引起的湖退作用称之为强制湖退作用。强制湖退作用时期若存在沉积物供给盆地,将加速湖退作用,并形成一套具有明显前积结构的强制湖退前积体。强制湖退前积体的顶积层不发育,地震剖面上具斜交前积反射结构。强制湖退前积体的顶界面为层序界面,且伴随有下切谷的形成。气候变化、构造抬升和边界断层的幕式断陷活动引起的盆地缓坡带基底差异沉降运动均可引起断陷湖盆中相对湖平面的下降,也是引起强制湖退作用的三大成因机制。强制湖退前积体具有良好的油气成藏条件,是隐蔽油气藏有利勘探目标。     

鄂尔多斯盆地东南部晚古生代陆表海层序演化过程与其控制下的聚煤模式

鄂尔多斯盆地东南部作为我国重要的煤炭和煤层气产地，其较为复杂的沉积环境演化过程为陆表海背景下聚煤环境研究提供了良好的研究对象。以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为例，建立统一标准的层序地层格架，并且提出对应的层序叠置样式；在此基础上结合陆表海聚煤规律，揭示不同层系间聚煤范围的差异，厘清垂向上的层序叠加样式和平面含煤沉积体展布规律之间的关系。从井—震精细解释出发，定量刻画出不同平面范围内沉积物供给量（S）与可容纳空间变化量（A）。最终归纳出三种短期层序的叠加演化样式：持续进积型层序，持续暴露型层序，沉积转化型层序。其中，持续进积型层序主要发育中厚煤层，受地形影响较大；持续暴露型层序发育煤层较薄，分布范围有限；沉积转化型层序，沉积供给方向不断变化，导致泥炭局部聚集为厚煤层，但是平面发育范围有限。针对上述三种层序样式，结合成煤环境确定对应主控因素，提出持续进积型层序与持续暴露型层序主要受控于可容纳空间变化，而沉积转化型层序受控于沉积供给速率影响。     

构造掀斜主导的断陷湖盆缓坡层序“源—汇”正演模拟定量研究

断陷湖盆缓坡带的构造掀斜作用对其地层叠置样式和沉积体系展布具有重要的控制作用。通过基于“源—汇”系统理论的地层正演模拟研究方法,在三级层序地层格架下（以2 Myr为总时长）对断陷盆地缓坡带构造掀斜型层序地层发育样式及其相关地貌演化、沉积物通量变化进行了定量表征。以恒定的绝对湖平面为研究前提,共建立了高/低沉积物供给的背景下4种不同的地层正演模型。两种不同缓坡带掀斜初始位移模型的设定反映了掀斜点和沉积滨线的相对位置,以便于不同掀斜层序样式对比分析。研究表明,掀斜支点位于滨线之上的模型常形成湖侵和正常湖退,而掀斜支点位于滨线之下的模型常形成强制湖退。滨线迁移轨迹和层序叠置样式的不一致性贯穿整个层序发育过程,是沉积物通量及滨线迁移共同作用的结果。该模型中沉积物通量的变化直接响应于源区地貌演变,滨线迁移则受控于新增可容空间和沉积物供给的相互关系。这一系列构造掀斜型层序模型及其相关成因解释对断陷盆地层序地层格架及其叠置样式的精细解剖具有重要的指导意义。该模拟研究对断陷湖盆的高频湖平面变化特征也有较为合理的解释（如海洋同位素3期以来的贝加尔湖）。然而本次正演模拟所设置的初始地貌较为单一,在相同构造、气候条件下和不同沉积物供给背景下所形成地层模型无法涵盖所有缓坡带层序地层类型。由此可见,基于“源—汇”系统思想探讨断陷盆地层序地层多样性的相关模拟工作仍然任重道远。     

断陷盆地边界断层分段的层序地层响应特征——以南堡凹陷西南庄断层上盘陡坡带东营组为例

通过综合3D地震数据及钻井资料,以三级层序为时间单元制作了不同时期断层位移曲线和断面倾角分布图,对西南庄断层分段的断面几何学与东营组时期运动学特征进行分析。结果表明西南庄断层分段控制了其上盘褶皱几何形态。其中,向斜(半地堑)位于断层位移极大段,背斜位于断层位移极小处即断层段连接处;断层分段的几何学与运动学特征具有明显对应关系,在位移极大段,断层面较陡,而断层段连接处,断层位移较小,对应的断层倾角也较小。边界断层分段活动控制了盆地内可容纳空间、物源供应和古地貌。在断层段中央附近断层活动速率最大,物源供应速率最低,可容纳空间一直是增长的,层序内部准层序以退积和加积式叠置方式为主。而断层段连接处,断层活动速率最小,物源供应速率最高,可容纳空间以下降为主,层序内部准层序以进积式叠置方式为主。因此,沿边界断层走向断层活动性差异控制了层序内部构成样式,是控制断陷盆地陡坡带储层和烃源岩发育的主要因素。     

Sequence stratigraphic concepts applied to the identification of basin‐filling rhythms in Precambrian successions

The new approaches to stratigraphy, that permit geodynamic interpretations of rock units during mapping, are beginning to be applied to Precambrian successions. Foremost among the new approaches is sequence stratigraphy. In its simplest form, the technique combines the mapping of facies and time‐significant bedding surfaces. The primary surface is the unconformable sequence boundary, or its correlative conformity. However, sequence stratigraphy is not only the documentation of the vertical and internal order of rock units bounded by unconformities, but also the documentation of the hierarchical rank of those units because there are three ranks of unconformity‐bounded sequences. First‐order sequences (megasequences and megasequence sets) record global tectonic cycles. Second‐order sequences (supersequences) record depositional basins or their tectonic stages. Third‐order sequences (depositional sequences) are basin‐filling rhythms. A depositional sequence, regardless of its provenance, geodynamic setting and contained depositional systems, is divided internally into sets of sedimentation units that additively have progradational, aggradational or retrogradational stacking patterns. These patterns record the relationships between the rate of sediment accumulation and the rate at which space was made available for sediment accumulation (or rate of creation of accommodation). Depositional sequences are therefore the non‐random, but not necessarily periodic, cyclic linkage between sediment flux and accommodation, and are a reflection of geodynamic evolution. The importance of eustasy in sequence stratigraphy should be de‐emphasised. Instead the role of the sequence approach in identifying basin‐filling rhythms, whatever their cause, should be stressed. The adaptability of the technique is best viewed by using examples in which tectonic controls were dominant and chaotic responses evident. Despite the uniqueness of each basin‐fill, sequence mapping reveals an order in stratigraphic style that is inherent to basin type, regardless of basin age. Greater acceptance of the sequence approach will add significantly to the revolution in Precambrian geology, because the technique can establish the conformity in stratigraphic style between, and within, the Phanerozoic and Precambrian rock records.     

成因层序地层学的回顾与展望

回顾了以成因地层层序为基础的成因层序地层学的形成、发展与研究现状,对成因地层层序及其内部构成、高分辨率成因地层层序、成因地层层序的旋回性、非海相成因地层层序、成因地层层序与沉积物堆积速率等主要观点作了简略评述,并结合我国陆相沉积特征对成因层序地层学未来研究前景作了初步展望。     

腾格尔组短期基准面旋回测井响应特征

以高分辨率层序地层学理论为指导,根据可容空间(A)与沉积供给(S)比值的测井响应特征,结合沉积特征、沉积微相以及旋回对称性的变化,利用测井曲线叠加样式,确定短期基准面旋回测井响应特征和体系域内沉积物体积分配。研究结果表明,白音查干凹陷腾格尔组短期基准面旋回分为向上“变深”的非对称型(A型)、向上“变浅”的非对称型(B型)以及向上“变深”再“变浅”的对称型(C型)3种主要类型。再依据低可容空间和高可容空间特点,将A型划分为A1和A2两种类型;将B型划分为B1和B2;依据上升半旋回和下降半旋回的对称性,将C型划分为完全-近完全对称型(C1型)、以上升半旋回为主的不完全对称型(C2型)以及以下降半旋回为主的不完全对称型(C3型)等7种次级短期基准面旋回类型。      

碎屑岩沉积构型研究若干进展*

近10年来,国内外的沉积构型研究从之前的以精细表征为主扩展到成因机制分析。文中以同生逆断层控制的冲积扇、可容空间影响下的曲流河点坝、浅水缓坡背景下的三角洲指状砂坝以及大陆斜坡微盆地背景下的重力流沉积等为例介绍相关研究进展。(1)挤压盆地边缘复杂的同生逆断裂构造活动控制了冲积扇的构型要素类型、叠置样式、分布演化及定量规模,表现出有别于构造稳定条件下的冲积扇构型模式;(2)曲流河在可容空间较小的情况下可发育顺流迁移型点坝,表现出特殊的微相类型、分布样式及旋回特征,而随着A/S值的不断增大,曲流河点坝可由鳞片状逐步演变为条带状,最后变为点状;(3)浅水三角洲中可发育类似于河控较深水三角洲中的指状砂坝沉积,其平面形态、微相组合样式、定量规模等特征受气候、沉积物供给、沉积水体等多因素的影响;(4)大陆斜坡微盆地内部可发育重力流水道、朵叶体、块状搬运体等多种构型要素类型,不同构型要素的空间分布样式、定量规模及构型演化模式受复杂地形地貌及构造活动的影响较为明显。综合原型模型分析、沉积物理模拟及数值模拟开展系统的定量化研究,建立定量的、可预测的碎屑岩沉积构型模式,是今后碎屑岩沉积构型研究的发展趋势。     

二连盆地层序地层单元统一划分及格架层序地层学

在剖析二连盆地层序地层学研究现存问题的基础上,将构造地层学、成因地层学和层序地层学的理论、方法结合起来,把具有区域对比意义的盆地世代界面和盆地原型界面分别作为一级层序和二级层序的界面,把盆地(或凹陷)原型的每一个裂陷-反转旋回(亚原型)作为三级层序,把沉降-充填单元作为四级层序,尝试在构造-地层格架约束下进行层序地层格架分析,而在层序地层格架约束下进行成因地层格架分析.其优点是既吸取了经典海相层序地层学的等时地层界面、层序旋回和可容空间分析等精髓,又摒弃了不适合陆相裂陷盆地的海平面升降变化及体系域等部分内容,便于建立全盆地统一的层序地层格架,也便于揭示各层序地层单元的沉积特征、沉积演化史和不同构造岩相带的油气成藏条件,有助于提高对有利储集相带和有利储集体分布规律及其区域性差异的认识,进而有助于建立有指导意义的成藏预测模式.通过二连盆地各凹陷的实际分析,建立了可对比的、有规律可循的、统一的分级层序界面系统及层序地层格架.      

断陷盆地拗陷期河流层序样式及其地貌响应:以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段为例*

对于断陷盆地拗陷期远离滨岸的河流而言,其层序划分是层序地层学研究的难点。本研究在已有钻测井、岩心及地震资料分析基础上,以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段(简称“明下段”)作为研究对象,将其划分为1个完整的三级层序、4个四级层序(即SQm1-SQm4)。沉积间断面、宽浅下切谷及复合连片砂体是该地区河流层序界面重要的识别标志。每个四级层序均由低可容空间和高可容空间体系域组成。地震地貌学定量分析表明,低可容空间体系有利于低弯度河流(辫状河、低弯度曲流河)发育,高可容空间体系域有利于中高弯度河流发育。新增可容空间和沉积物供给速率的变化对于河流不同体系域的砂体样式具有重要控制作用。     

Fluvial sequence pattern and its response of geomorphy in depression phase of rift basin: A case study of the Lower Member of Neogene Minghuazhen Formation in Shaleitian Uplift area,Bohai Bay Basin

The sequence classification is a difficulty of sequence stratigraphic study on rivers that are distal to coast area during the depression phase of rift basin. Based on the integrated analysis of logging,cores and seismic data,the case study shows that the Lower Member of Neogene Minghuazhen Formation in the Shaleitian Uplift area in the western Bohai Sea region corresponds to one complete third-order sequence which can be divided into four fourth-order sequences(i.e. SQm1-SQm4). Sedimentary hiatus,wide and shallow incised valley and amalgamated channel sand bodies are the main recognition of sequence boundaries in fluvial sequence stratigraphy of the study area. Each fourth-order sequence comprises low and high accommodation systems tracts. According to seismic sedimentological and quantitative geomorphological analysis,low-sinuosity rivers including braided river and low-sinuosity meandering river are well developed in the low accommodation systems tract,whereas the medium- to high-sinuosity meandering rivers are well preserved in the high accommodation systems tract. The change in the new creation of accommodation and the sediment supply exert a significant control on the stacked pattern within different systems tracts.