从地层记录的特性论岩石地层学的困惑

地层记录有四个特性:不完整性、非渐变性、旋回性及复杂性。这四个特性在岩石地层中将形成两种穿时性——相界面穿时及间断面穿时,最终造成常规标志层的缺乏和复杂有序的相变。为此,根据"岩性、岩相的统一"来划分和对比岩石地层单位时,常常具有人为性及不确定性。在相序基础上识别出的旋回层序,具有空间上相序的有序性及时间上环境变化的同步性两大特征,在把它用于岩石地层学研究时,具有以下优点:1)不同级别旋回层序及其有序叠加形式的研究是从岩石地层记录的复杂性中寻找规律的最好方法;2)旋回层序,特别是长周期旋回层序的界面,同样可以作为岩石地层单位的界面;3)地层记录的旋回性的研究,可以丰富岩石地层单位的的内容,为其划分对比提供更多的天然标志。     

从基本层序地层模式论地层穿时的本质——以滇黔桂盆地泥盆纪层序地层格架为例

Shaw于1964年提出的穿时普遍性原理是现代地层学的重要支柱之一.20世纪70年代末由地震地层学发展而来的层序地层学是在年代和海平面变化框架内研究沉积相迁移的有效手段,它改变了划分沉积岩的原则而成为沉积地质学和地层学的一次重要革命.基本层序地层模式中相对海平面变化产生的地层超覆和退覆明显地体现了地层穿时普遍性原理,同时也暗示了地层穿时的本质.地层记录中的两种相变面--动态相变面和静态相变面形成于侧向加积和纵向加积两种沉积作用,它们所代表的两种穿时性--间断面穿时和相变面穿时,构成了地层穿时的两种基本形式.滇黔桂地区的泥盆系总体上构成一个自南向北厚度逐渐减小的楔状体,这是泥盆纪早期海侵尖灭与晚期海退尖灭的结果,研究区层序地层格架清楚地体现了地层记录的不完整性和穿时普遍性,同时也表明地层记录中的两种相变面及其所代表的两种穿时性是正确建立层序地层格架的关键要素.     

沉积地层旋回性记录中几个理论问题的认识

层序地层学及旋回地层学的大量研究成果表明，浅海相地层的旋回性记录是一种普遍现象。在进行露头层序地层研究中，不能机械地识别层序界面及进行体系域划分，岩性、岩相、相序及其有序叠加形式才是研究的基础和关键。旋回层序的界面有两种类型：暴露间断面及加深饥饿间断面。不管是间断面还是凝缩段均存在一个级别归属问题。判断一个旋回层序是否存在的标准，是看组成它的“成因相关的相序”是否存在空间上的有序性及时间上的同步性     

滇黔桂盆地及其邻区晚古生代层序地层格架及相对海平面变化

受同生断裂的控制 ,在晚古生代滇黔桂盆地及邻区形成特殊的“台—盆—丘—槽”的古地理格局 ,发育了复杂而有序的盆地充填序列。根据三级沉积层序的两大特性 ,在滇黔桂盆地及邻区的晚古生代地层中识别出 2 5个三级沉积层序 ;以地层记录中的的两种相变面和两种穿时性界面为关键 ,建立了晚古生代的区域层序地层格架。研究表明 ,地层记录中的层序界面大致可以划分为 4种类型 ,即构造不整合面、沉积不整合面、淹没不整合面以及它们的相关面 ,而且它们还可以进一步归为暴露间断面以及加深间断面两种范畴的界面。     

上扬子区中、上寒武统的层序地层划分和层序地层格架的建立

上扬子区特别是贵州及邻区的中、上寒武统发育完整,是一套从少量灰岩到大套白云岩所组成的地层序列;以娄山关群白云岩为代表的自北西而南东的进积作用穿时,代表了与二级海退作用相对应的碳酸盐台地进积作用的基本特征,从而形成一个复杂而有序的层序地层格架。在研究区域,特别是浅水台地背景之中,从厚度较小的含化石的陡坡寺组到厚度近千米的贫乏化石的娄山关群白云岩,给层序地层研究带来了许多困难;而在较深水背景之中的中、上寒武统,沉积相序列的有序性正好弥补浅水背景中的不足。中、上寒武统组成一个二级层序,其中可以进一步划分为七个三级层序,形成一个有序的海侵—海退旋回序列。伴随着上述时间变化的同时,从北西向南东,古地理背景由浅变深,中、上寒武统由大套白云岩地层相变为泥页岩夹灰岩地层。在不同古地理背景的典型剖面的层序划分的基础上,根据三级层序的两大属性———“空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性”,可以建立研究区域能反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”的层序地层格架。研究区域的中、上寒武统层序地层格架的建立表明:虽然地层的沉积记录较为复杂,但是建立在以“沉积物的时间演化序列与沉积相的空间展布形式所代表的规律性”为基础的层序地层研究,可以从复杂的地层记录之中寻找出更多的规律性。      

沉积地层旋回性记录中几个理论问题的认识：兼论“露头层序地层”的工作方法

层序地层学及旋回地层学的大量研究成果研究，浅海相地层的旋回记录是一种普遍现象。在进行露头层序地层研究中，不能机械地识别层序界面及进行体系划分，岩性、岩相，相序及其有序又珈形式才是研究的基础和关键。旋回层序的界面有两种类型；暴间断面及加深饥饿间断面。     

川西坳陷中段上三叠统须家河组二段层序地层初析

须家河组二段是川西坳陷中的区域气层。长期以来，地质分层采用岩石地层单位界面。这一界面的穿时性，造成了构造演化分析中的误差。笔者以钻井、测井和地震资料为主要研究对象，在引入地震反射“等时”约束条件的前提下，通过对须家河组长期基准面旋回层序及须二段中期基准面旋回层序的划分和对比，在建立高分辨率时间一地层格架的基础上，经过地震微相特征的仔细分析，确认须二段顶面属Ⅲ级整合界面。     

上扬子区下寒武统的层序地层划分和层序地层格架的建立

上扬子区特别是贵州及邻区的下寒武统发育完整，是一套从黑色页岩系到碳酸盐岩的地层序列。寒武系与震旦系之交的台地淹没事件之后。在研究区域普遍形成一套以牛蹄塘组为代表的缺氧盆地相黑色岩系，随着沉积环境的逐渐变浅，在下寒武统顶部发育一套以清虚洞组为代表的碳酸盐岩地层。因此。下寒武统组成一个二级层序．其中可以进一步划分为5个三级层序，形成一个有序的海侵-海退旋回序列。在二级层序之中，三级层序形成一个有序的垂直叠加形式。自下而上三级层序由“凝缩段（CS）＋高水位体系域（HST）”序列演变为“海侵体系域（TST）＋凝缩段（CS）＋高水位体系域（HST）”，层序界面类型由淹没不整合型层序界面演变为明显的暴露间断面，意味着二级层序的相序组构与三级层序存在相似性。上述时间变化在不同的空间古地理背景之中形成了一些差异，从北西向南东，古地理背景由浅变深，下寒武统厚度变薄，向东南变为一个难以进行三级层序划分的凝缩序列。以不同古地理背景的典型剖面的层序划分为基础。根据三级层序的两大属性——空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性．可以建立研究区域能反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”的层序地层格架。层序地层格架的建立表明．研究区域的下寒武统是一个复杂而有序的地层序列，代表以凝缩序列为基底的碳酸盐台地生长与形成过程；伴随着寒武纪早期的快速海侵作用事件所造成的生态空间的拓展．为寒武纪生物大爆发奠定了古地理基础，同时意味着沉积环境变化与生物多样性事件之间的较为密切的关系以及若干有待进一步研究的问题．     

上扬子区中寒武统的层序地层格架及其形成的古地理背景

上扬子区特别是贵州及邻区的中寒武统发育完整,是一套从少量灰岩到大套白云岩所组成的地层序列。在西北部的台地内部,中寒武统由较薄的产三叶虫化石的陡坡寺组砂泥质白云岩与化石贫乏的巨厚的娄山关群白云岩下部的地层一起所组成,几乎见小到灰岩的踪迹;在过渡区则由凯里组和甲劳组泥页岩系夹灰岩地层所组成;在东南部深水背景之中,相变为一套黑色页岩系到泥灰岩的地层,包括都柳江组和杨家湾组下部。,有序的沉积物时间变化序列与沉积相的空间展布形式形成了1个独特的层序地层格架,从而在研究区的中寒武统之巾大致可以划分为3个三级层序。该层序地层格架不但展示出地层记录中的两种相变面和两种穿时性,而且表现出中寒武世时期浅水背景下强烈白云石化作用的特点,并且意味着一个受三级海平面变化旋回控制的有序的加深与变浅过程。系列岩相古地理图和系列层序地层格架栅状图较为系统地表现出各个三级层序的沉积物的时间演变序列与沉积相的空间展布形式,以及三级层序形成时期大致的古地理背景。更为有趣的是,在早中寒武世之交的海退事件之后的更大幅度的海侵作用过程的初期,似乎在生态空间拓展的同时,在较深水背景之中发育了早寒武世末期的“台江生物群”和中寒武世早期的“凯里生物群”,这两个生物群所代表的生物多样性事件可能反映了寒武纪早期的“小壳化石动物群”、“澄江动物群”所代表的生物大爆发之后的又一次生物大爆发。因此,海侵作用与生物多样性事件、海退作用与生物灭绝事件之间的复杂关系将成为今后进一步研究的基本问题之一。[     

上扬子区下寒武统的层序地层格架及其形成的古地理背景

上扬子区特别是贵州及邻区的下寒武统发育完整,是一套从黑色页岩系到碳酸盐岩的地层序列,该序列构成一个复杂而有序的层序地层格架。在时间变化方面,下寒武统组成一个二级层序,其中可以进一步划分为5个三级层序,形成一个有序的海侵-海退旋回序列;在二级层序之中,三级层序形成一个有序的垂直叠加形式,自下而上三级层序由“凝缩段（CS）+高水位体系域（HST）”序列演变为“海侵体系域（TST）+凝缩段（CS）+高水位体系域（HST）”,层序界面类型由淹没不整合型层序界面演变为明显的暴露间断面,意味着二级层序的相序组构与三级层序存在相似性。在空间变化方面,从北西向南东随着古地理背景由浅变深,下寒武统厚度变薄,向东南变为一个难以进行三级层序划分的凝缩序列。该层序地层格架不但表明了三级层序的两大属性--“空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性”,而且反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”。同时,所建立的层序地层格架表明了其复杂的古地理背景;具有不同特点的三级层序代表了不同的古地理背景,意味着早寒武世复杂的古地理变迁。因此,系列层序地层格架栅状图反映出每一个三级层序的相序组构的时空变化,而系列古地理图又代表了各个三级层序形成时期的独具特色的古地理背景。     

米级旋回层序的成因类型及其相序组构特征

与米兰柯维奇旋回存在成因联系的幕式地层堆积作用的结果,是在地层记录中形成各种类型的米级旋回层序。在不同的古地理背景中,受物质来源及沉积动力学背景的控制,故发育具有不同相序组构的不同类型的米级旋回层序。因此,相序组构特征就成为米级旋回层序类型划分的基本准则。地层记录中米级旋回层序的广泛发育,以及它们在长周期层序中的有序垂直叠加形式和地史演化特征,由不同相序组构所反映的成因类型以及由不同类型所指示的沉积动力背景等等,不但表明了米级旋回层序是描述地层结构的基本工作单元,而且是对“准层序”的延展和补充。在海相地层中,不管是碳酸盐岩还是陆源碎屑岩地层,这种厚几厘米至几米的米级旋回层序,大致都可以划分为正粒序和反粒序两种相序组构,正粒序组构主要是潮汐作用的结果,而反粒序主要是以波浪作用为主的浅海环境的产物 不管是正粒序还是反粒序序列,均构成总体向上变浅序列。由此,碳酸盐岩米级旋回层序可划分为L-M型、深水非对称型、潮下型及环潮坪型 碎屑岩米级旋回层序可划分为潮汐动力型及波浪动力型。米级旋回层序的界面是由高频率海平面变化所产生的非沉积作用面,包括瞬时暴露间断面和瞬时加深淹没间断面乃至它们的相关面,这些在区域上延伸较远,甚至。     

Genetic Types of Meter-Scale Cyclic Sequences and Fabric Natures of Facies Succession

Ｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅｓ,ｓｉｍｉｌａｒｔｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｅｓｄｅｆｉｎｅｄｂｙＡｎｄｅｒｓｏｎａｎｄＧｏｏｄｗｉｎ (1990 ) ,ｒｅｆｅｒｔｏｆｕｎｄａｍｅｎ ｔａｌｕｎｉｔｓｏｆｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｔｈａｔｃｏｕｌｄｂｅｄｉｓｃｅｒｎｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｏｕｔｃｒｏｐ .Ａｓｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｕｎｉｔｓｉｎｓｔｒａｔｉ ｇｒａｐｈｉｃｒｅｃｏｒｄｓ,ｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅｓｒ…     

湘西-黔东地区寒武系都匀阶清虚洞期 岩相古地理与铅锌成矿关系研究

依据地层记录中的两种相变面和两种穿时性,结合上扬子地区寒武系十余条代表性剖面的沉积特征及其横向展布规律,应用等时面优势相成图方法编制了寒武系都匀阶清虚洞期岩相古地理图.区内古地理格局具有西高东低、北浅南深(水深)的特点,沉积自北西向南东超覆,层位逐渐抬高穿时;岩性、厚度、颜色和沉积相类型上的差异是统一沉积背景下沉积物相变、穿时的结果.清虚洞组由灰岩段和白云岩段组成,以发育缓坡型碳酸盐台地为特征,纵向上构成总体向上变浅的沉积相序列,同时反映了缓坡型碳酸盐台地的生长发育过程;横向上从北西至南东发育从混积潮坪相、浅缓坡相、中缓坡相、深缓坡相和陆棚-盆地等沉积.岩相古地理对层控铅锌矿具有明显的控制作用,主要分布于中缓坡相藻灰岩微晶丘中,浊积岩、微晶丘、砾(粒)屑灰岩构成一完整的铅锌控矿序列.     

华北中寒武世张夏组复合海平面变化旋回层序

华北中寒武世张夏组,以发育较多的鲕粒灰岩著称。其中发育的五十至六十余个潮下型碳酸盐米级旋回层序形成有规律的垂直叠加形式,构成十余个五级旋回层序,三个四级旋回层序及一个三级旋回层序,最终形成一个典型的复合海平面变化旋回层序。这些潮下型碳酸盐米级旋回层序,常呈１∶４的叠加关系,反映了地层记录中的米兰柯维奇性质,即单个米级旋回层序与短偏心率旋回（周期为１０万年）有关。     

黔桂地区泥盆系层序地层格架及相对海平面变化

志留纪末期的加里东运动,使黔桂地区的古地理格局发生了重大变化,早古生代的滇黔桂古陆演变为晚古生代的滇黔桂海。泥盆纪初期,海水由南而北逐渐海侵超覆,在泥盆系的底部形成一套海侵碎屑岩系地层;早泥盆世晚期的大规模海侵事件造成了明显的相分异,在习称的滇黔桂盆地中发育了若干孤立碳酸盐台地,这种“台-盆-丘-槽”的格局一直延续到晚泥盆世早期;而泥盆纪末期的紫云运动所造成的地壳抬升,又使晚泥盆世地层产生海退尖灭。因此,该地区的泥盆系构成一个二级构造层序,其中包含13个三级沉积层序。在前人大量生物地层学研究的基础上,追索和对比不同沉积背景中的三级沉积层序的相序组构特征以及由其所代表的相对海平面变化,即可建立黔桂地区泥盆系的层序地层格架。层序地层格架较为充分地表现出三级沉积层序的两大特征--空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性,同时也明显地显示出地层记录中的两种相变面和两种穿时性。     

旋回地层──一个正在发展中的理论

地层中的旋回性很早就引起了人们的注意。Ｍ． Ｍｉｌａｎｋｏｖｉｔｃｈ对地球轨道参数的定量计算和对冰期的解释是旋回地层发展的重要里程碑。６０～７０年代开展的ＤＳＤＰ项目,在深海沉积记录中发现了支持米兰科维奇理论的强有力证据,使该理论得以复活。８０年代,层序地层的发展和全球地质观的兴起又重新激发了人们对地层旋回性研究的热情,并形成了一个新的地质学分支──旋回地层学。     

中国两种VHMS型银矿床的基本特征

中国存在两种类型的VHMS型银矿床.其一为裂谷VHMS型银矿床,产于大陆裂谷构造环境中,受碱性橄榄玄武岩系列火山活动控制.银、铜为主要成矿元素;其二为岛弧VHMS型银矿床,产于岛弧带之上,其成矿作用与岛弧钙碱性系列火山活动关系密切.两种银矿床分别就位于粗安岩和流纹岩之中,它们的主成矿作用均发生于整个火山活动的晚期阶段.     

Facies architecture and geometry of landward-stepping shoreface tongues: the Upper Cretaceous Cliff House Sandstone (Mancos Canyon, south-west Colorado)

The Campanian Cliff House Formation represents a series of individually progradational shoreface tongues preserved in an overall landward-stepping system. In the Mancos Canyon area, the formation consists of four, 50- to 55-m-thick and 10- to 20-km-wide sandstone tongues, which pinch out landwards into lower coastal plain and lagoonal deposits of the Upper Menefee Formation and seawards into offshore shales of the Lewis Shale Formation. Photogrammetric mapping of lithofacies along the steep and well-exposed canyon walls was combined with sedimentary facies analysis and mapping of the detailed facies architecture. Two major facies associations have been identified, one comprising the mostly muddy and organic-rich facies of lagoonal and lower coastal plain origin and one comprising the sandstone-dominated facies of shoreface origin. Key stratigraphic surfaces were identified by combining the mapped geometry of the lithofacies units with the interpretation of depositional processes. The stratigraphic surfaces (master ravinement surface, shoreface/coastal plain contact, transgressive surface, maximum flooding surface and the sequence boundary) allow each major sandstone tongue to be divided into a simple sequence, consisting of a basal transgressive system tract (TST) overlain by a highstand system tract (HST). Within each sandstone tongue, a higher frequency cyclicity is evident. The high-frequency cycles show a complex stacking pattern development and are commonly truncated in the downdip direction by surfaces of regressive marine erosion. The complexities of the Cliff House sandstone tongues are believed to reflect changes in the rate of sea-level rise combined with the responses of the depositional system to these changes. Synsedimentary compaction, causing a thickness increase in the sandstone tongues above intervals of previously uncompacted lagoonal/coastal plain sediments, also played a role. This study of the facies architecture, geometry and sequence stratigraphy of the Cliff House Formation highlights the fact that there may be some problems in applying conventional sequence stratigraphical methods to landward-stepping systems in general. These difficulties stem from the fact that no single stratigraphic surface can easily be identified and followed from the non-marine to the fully marine realm (i.e. from the landward to the basinward pinch-out of the sandstone tongues). In addition, the effects of synsedimentary compaction and changes in the shoreface dynamics are not easily recognized in limited data sets such as from the subsurface.     

Facies and stratigraphical analyses of glacial and interglacial sediments at Morgan Bluffs,Banks Island,Canadian Arctic Archipelago

Stratigraphical exposures of both glacial and non‐glacial sediments at Morgan Bluffs, a >6‐km long exposure on the east coast of Banks Island, comprise a discontinuous archive of Quaternary environmental change. A detailed facies analysis of the sediments and a new stratigraphical framework is incompatible with the many climatostratigraphical units proposed previously. Instead, three distinct intervals of sedimentation are recognized. The first records the progradation of a delta, followed by fluvial aggradation of a braided river valley perhaps ～1 Ma. The second documents glacigenic sedimentation, including fluctuations of a tidewater glacier margin, in a marine basin more than 0.78 Ma. The third records till deposition by the NW Laurentide Ice Sheet during the Late Wisconsinan, followed by the progradation of a deglacial, ice‐contact delta into an ice‐dammed lake ～12.8 cal. ka BP. The revised stratigraphical framework adds important new terrestrial observations to a sparse and fragmentary data set of Quaternary environmental change in the Canadian Arctic. This study challenges former references and correlations to the previously proposed climatostratigraphical framework and nomenclature.