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。     

陆相断陷盆地层序形成动力学及层序地层模式

文中认为 :陆相断陷盆地层序形成的动力学机制源于全球构造事件导致的区域构造应力场、地幔隆升产生的岩石圈拉张伸展而导致的不同级别的幕式构造运动以及由构造、冰川消融作用和地球旋转而产生的气候旋回。基准面的变化是构造、气候的函数 ,对于地史时期的滨海盆地 ,基准面就是相对海平面。不同级别的基准面变化旋回形成不同级别的层序 ,表现为盆地的裂陷旋回期相当于海平面变化旋回的超周期组 ,形成构造层序 ;裂陷幕和气候的二级旋回相当于海平面旋回的超周期 ,形成层序组 ;幕式断陷作用和气候的三级旋回形成层序。断陷盆地一个典型层序形成的模式是 :由于湖水体积的有限性 ,一次断陷和掀斜运动就能产生构造坡折并使湖水体积再分配 ,湖水向主断层和构造坡折之间可容空间增大的区域流动 ,造成基准面下降 ,产生陆上暴露、下切水道、水下冲积扇、废弃型三角洲及扇三角洲构成低位域 (LST)。构造宁静期 ,在气候等因素的作用下 ,湖水将趋于恢复断陷前的位置 ,使基准面 (湖平面 )升高 ,形成湖浸和河流退积作用形成的破坏型三角洲 ,深湖、浊积扇及浅湖构成湖扩张体系域 (EST)。当湖平面达到最高并趋于稳定 ,由于断陷使流域地形变陡 ,大量碎屑物入湖形成以三角洲前积体为主的高位体系域 (HST)。叠加在三级基准?     

南襄盆地泌阳断陷下第三系陆相层序地层

泌阳断陷历经中生代小型拉分盆地、早第三纪断陷盆地和晚第三纪坳陷盆地等３个盆地原型的演化、叠合过程,形成了３个盆地充填序列及其所包含的３个构造层序。泌阳断陷下第三系（即构造层序Ⅱ）为湖盆沉积充填主体,其可划分为７个层序组,各层序组具特定的沉积体系配置关系。作为泌阳断陷油气勘探主要目的层段的下第三系核桃园组可进一步划分为１２个层序。其中,核三上段包括跨时分别为１．０８、１．４０、１．０２Ｍａ的３个陆相层序,由南往北呈现冲积扇—扇三角洲—湖泊—三角洲的沉积体系空间配置。泌阳断陷下第三系层序地层年代框架模式清晰地显示了断陷湖盆成盆演化史、沉积充填史及其陆相层序时空展布特征。     

陆相断陷盆地层序类型与构造特征

本文通过对中国东部古近纪-新近纪陆相断陷盆地层序地层的研究表明：陆相断陷盆地存在着同生断裂坡折带、同沉积构造挠曲坡折带两种基本坡折类型和无坡折的平缓地貌,由此决定了陆相断陷盆地有三种基本的层序类型,这就是同沉积断裂坡折型层序——A型层序;同沉积构造挠曲坡折型层序——B型层序;无坡折的平缓型层序——C型层序。这三种层序在纵向上有规律的叠置组合就构成了盆地层序充填序列。断陷盆地层序的充填序列一般为C→A→B→C型,但也可发育成其他类型如A→B→C型或B→C型。同沉积断裂坡折型层序和同沉积构造挠曲坡折型层序的低位域砂体和高位域扇三角洲成藏条件优越、地震剖面易于识别是隐蔽油气藏勘探的主要目标。     

陆相断陷盆地的构造层序地层分析

陆相盆地层序地层构型是构造运动、古气候、古湖平面变化与沉积物补给等动力学要素对沉积基准面控制的综合效应。其中,构造运动对盆地层序界面形成与层序内部充填起至关重要的作用。因此,陆相盆地层序地层研究须以构造层序地层为主线,即通过构造对层序形成与演化的控制分析解释层序地层构型,预测其内部充填特征。经研究,断陷盆地构造运动对层序地层的控制主要表现在:(1)断裂活动通过控制基底升降运动直接制约着盆地沉积物堆积的可容纳空间的变化及至层序地层构型;(2)构造转换带或调节带控制盆地主体物源补给方向和沉积体系分布;(3)断裂活动及其塑造的古地貌控制着沉积体系与砂体分布特征。     

陆相干旱盆地充填的沙漠层序--以鄂尔多斯盆地白垩系为例

本文通过对鄂尔多斯盆地白垩系的野外考察,认为该地层为一特殊类型的陆相层序--沙漠层序。利用实地考察剖面,建立了该地层的层序地层框架,提出沙漠扩张体系域和沙漠收缩体系域的概念及体系域的构成单元,认定在垂向上具有三次完整的层序旋回,并在空间上描述了各沉积体系的配置方式及不同时期各成因单元的叠加型式,以鄂尔多斯盆地白垩系为对象对沙漠层序的发育演化特征作了综述。最后,对沙漠层序的控制因素作了粗浅探讨。本文对完善陆相盆地充填层序的研究具有较大的理论意义。     

陆相盆地层序地层形成机制分析--以松辽盆地为例

松辽盆地上侏罗统—白垩系层序地层学研究表明 ,由于海相环境与陆相环境之间存在着诸多差异 ,决定了海相层序与陆相层序在形成机制上 ,特别是在主控因素上显著不同。陆相盆地层序的形成主要受构造、气候因素的控制 ,也受沉积物供给和海平面升降的影响。上述诸因素通过综合作用影响着基准面和可容空间的周期性变化 ,进而控制着各级层序的发育和内部结构特征。     

陆相干旱盆地充填的沙漠层序——以鄂尔多斯盆地白垩系为例

本文通过对鄂尔多斯盆地白垩系的野外考察 ,认为该地层为一特殊类型的陆相层序——沙漠层序。利用实地考察剖面 ,建立了该地层的层序地层框架 ,提出沙漠扩张体系域和沙漠收缩体系域的概念及体系域的构成单元 ,认定在垂向上具有三次完整的层序旋回 ,并在空间上描述了各沉积体系的配置方式及不同时期各成因单元的叠加型式 ,以鄂尔多斯盆地白垩系为对象对沙漠层序的发育演化特征作了综述。最后 ,对沙漠层序的控制因素作了粗浅探讨。本文对完善陆相盆地充填层序的研究具有较大的理论意义。     

陆相断陷盆地煤与油页岩共生组合及其层序地层特征

为了研究陆相断陷盆地煤层与油页岩共生发育的地质现象,采用沉积学、构造地质学、能源地质学和层序地层学的相关理论和方法对煤与油页岩共生发育特征进行了研究.研究发现:陆相断陷盆地煤层与油页岩主要存在5种共生组合类型;煤和油页岩的发育均需要稳定的构造和较少的陆源碎屑物质供应,共生发育的煤和油页岩中均含有高等植物和藻类;盆地基底的幕式构造活动对煤和油页岩发育的沉积环境及其转化起到主要控制作用,气候条件、陆源碎屑物质注入、有机质供应等起到次要控制作用;在层序地层格架下,各种煤与油页岩共生组合均可发育在湖扩张体系域,从体系域早期到晚期、从滨湖到湖中心,共生组合中煤层厚度逐渐减小,油页岩厚度逐渐增大;而早期高水位体系域,则主要发育厚度大、分布稳定的油页岩-煤层组合.可见,盆地基底幕式构造活动、沉积环境演化、气候条件、陆源碎屑物质注入、有机质供应等因素共同控制了陆相断陷盆地煤与油页岩的共生发育,且共生组合主要发育在湖扩张体系域和早期高水位体系域.      

陆相断陷盆地二级层序时限构造沉降与湖平面变化的响应关系

针对陆相断陷盆地构造沉降与湖平面变化的响应关系问题,笔者通过二维回剥分析,并引入沉降通量和沉降速率通量两个参数以评价盆地沉降的整体特征.黄骅坳陷中区东营组二级层序内三角洲体系发育,可细分为4个三级层序,构造沉降上呈减弱到增强的变化,并具有断陷作用逐渐减弱、坳陷作用加强的特点.拟合构造沉降、沉积演化、层序结构的关系表明,湖平面下降、三角洲的繁盛与快速构造沉降耦合一致,湖平面下降是不均衡的强烈构造沉降导致湖水体积向控凹断层或坳陷中心重新分配、且四周水系的补充滞后于构造沉降产生的新增可容纳空间的结果.相反,湖平面上升和深湖相发育与慢速构造沉降耦合一致.此外,湖平面变化与构造沉降总量的大小无关.     

陆相伸展盆地的层序类型、结构和序列与充填模式--以冀中坳陷下第三系为例

陆相层序受自然地理景观、影响地层发育的地质营力及地层类型等因素影响,因此层序类型多种多样。在冀中坳陷同伸展期发育洪积层序、湖泊层序和冲积层序等三种层序类型。洪积层序是盆地伸展初期地貌反差较大物源供给充分气候干旱条件下发育的一种陆相层序类型,以冲积扇沉积为主,山高盆窄,汇水湖泊面积较小;湖泊层序发育在盆地强烈伸展基底快速沉降气候湿润湖泊水域宽深时期,湖泊水域宽,连通好,湖水深,是烃源岩发育的黄金时期。湖泊层序以湖泊沉积为主,其次为河流和少许冲积扇沉积。冲积层序是在盆地伸展末期地貌反差强度减弱物源距离逐渐加大时的沉积产物,主要为干旱气候条件下的河流、三角洲沉积,湖泊沉积局限。研究表明,影响陆相层序形成的构造、物源、气候等因素与湖泊水体或水平面变化构成一种多元“函数”关系,湖平面变化是上述因素的综合体现。陆相断陷盆地的层序结构大多与湖泊水体之间存在密切联系,因此层序的结构以三分为主。受地壳构造运动控制,断陷盆地发育的层序具有序列性,即下部洪积层序、中部湖泊层序和上部冲积层序。这种序列性是盆地充填对地壳幕式伸展的沉积响应。在盆地充填过程中,不同类型的陆相层序其体系域发育程度具有较大差异。一般地,洪积层序的低位域沉积?     

陆相裂谷盆地构造沉积学特征:以松辽盆地伏龙泉断陷为例

构造沉积学不仅强调大地构造背景条件对盆地演化的控制作用,同时还注重盆地内部的构造特征与沉积充填特征之间的控制及响应关系研究。陆相裂谷盆地发育过程中,构造作用强烈,盆地沉积充填过程复杂,进行构造沉积学研究对揭示盆地构造沉积演化过程具有重要意义。以大量地震、钻测井资料为基础,结合大地构造背景资料,研究松辽盆地伏龙泉断陷发育过程中的构造、沉积演化特征,分析构造活动与沉积作用之间的响应及控制关系,并由此讨论半地堑陆相湖盆的沉积充填演化规律及其控制因素。研究表明,在伏龙泉断陷盆地演化过程中,早期的火山岩隆起对盆地初始裂陷期形态具有明显的影响作用;边界断层的分布及其生长速率特征则对盆地结构演化过程起着首要的控制作用。盆地裂陷期,研究区古气候环境比较稳定,构造因素是控制该陆相裂谷盆地地层序列与沉积特征的首要因素;断裂发育特征决定了盆地的古地貌特征,而盆地的古地貌特征直接影响着盆地内部的沉积充填类型与沉积体系展布格局;区域构造抬升与断块掀斜是该半地堑盆地内部发育不整合面的主要因素。在陆相裂陷盆地的构造沉积特征研究中,构造沉积学显示出了其必要性与适用性,有利于在揭示构造沉积现象的同时,合理解释其地质成因。     

前陆盆地二级层序内可容纳空间发育演化及三级层序对比

强烈不对称的楔型地层是前陆盆地的典型特点,前隆带地层大量减薄或缺失、前隆带与前渊带三级层序的细分对比是建立前陆盆地层序地层格架的关键.结合前人对前陆盆地岩石圈挠曲变形模拟的认识,经过对库车前陆盆地的实例分析表明,前陆盆地挤压构造活动引起前渊带沉降、而前隆带隆升,导致可容纳空间发育在横向上不协调.可容纳空间的不协调发育与前隆的产生和迁移的动态演化过程相伴随: 在构造的活动期,前隆隆升并向冲断带迁移,盆地变窄变深,可容纳空间发育的不协调性逐渐增强; 在构造宁静期,盆地变宽变浅,可容纳空间整体性发育.因此,前陆盆地二级层序在地震剖面上具双层结构(如库车盆地侏罗系、白垩系卡普沙良群),其下层为一组楔状、向冲断带收缩的退积反射; 上层反射呈带状、延续范围广.层序的对比模式为: 在二级层序的底部,三级层序向克拉通渐次超覆; 在二级层序的中部,三级层序的分布向冲断带渐次收缩; 在二级层序的上部,三级层序分布广泛,可对比性强(如库车盆地下第三系).      

赣东北早中侏罗世层序地层、沉积体系及陆盆演化

在赣东北１／５万地质填图及上饶县清水乡缪源村下中侏罗统实测剖面基础上,提出林山组、罗坳组层序地层划分方案,分析了沉积体系的４种类型（冲积扇辫状河体系,辫状三角洲体系,湖泊三角洲与湖沼体系,曲流河体系）,编制了赣东北地区早侏罗世古地理略图,总结了侏罗纪陆盆演化的５个发展阶段。     

裂谷作用对层序地层充填样式的控制——以西非裂谷系Termit盆地下白垩统为例

Termit盆地位于尼日尔东南部,属于西非裂谷系的北延部分,是发育于前寒武系—侏罗系基底之上的中、新生代裂谷盆地。该盆地早白垩世—古近纪经历了"裂谷—坳陷—裂谷"的构造演化过程及"陆相—海相—陆相"的沉积演化过程,表现为晚白垩世大规模海侵、早白垩世和古近纪两期裂谷叠置的特点。基于构造作用影响裂谷盆地层序发育的观点,分析了Termit盆地下白垩统裂谷阶段内的层序地层充填样式。根据裂谷作用的强弱,将早白垩世裂谷阶段划分为裂谷初始期、裂谷深陷期及裂谷萎缩期3个阶段。裂谷初始期层序断裂活动弱,构造沉降小,长轴物源体系较为发育,陡坡带为加积至退积型河流或三角洲沉积,缓坡带发育加积型河流或三角洲体系。裂谷深陷期层序断裂活动强烈,构造沉降大,陡坡带形成退积型水下扇或滑塌扇沉积,缓坡带发育退积型三角洲体系,盆地中心为泥岩充填。裂谷萎缩期层序断裂活动减弱并趋于停止,陡坡带为进积型扇三角洲沉积,缓坡带发育进积型三角洲体系。研究表明:裂谷作用对层序地层充填样式具有明显的控制作用,以构造作用为主线的裂谷盆地层序地层分析方法,能有效预测沉积体系和储层分布。     

苏丹Muglad盆地Fula坳陷白垩系Abu Gabra组层序地层及沉积体系

Fula坳陷白垩系Abu Gabra组是Muglad盆地第一裂谷旋回中形成的同裂谷期地层,它可以分为3个二级层序,自下而上是K1SSⅠ、K1SSⅡ和 K1SSⅢ,它们分别与断陷期早期地层、断陷期中期地层和断陷期晚期地层相对应。其中二级层序K1SSⅠ和K1SSⅢ各分为2个三级层序,K1SSⅡ则可进一步划分为3个三级层序。综合应用地震和钻/测井资料,以三级层序为单元,完成了Abu Gabra组沉积相分布与沉积体系预测工作。研究认为,阿加组的主要沉积类型包括:河流相、三角洲相、扇三角洲相、辫状河三角洲相、近岸水下扇相、滨浅湖亚相、半深湖—深湖亚相。各沉积相带在Fula坳陷内的演化形成了5个主要沉积体系,分别是东北部的扇三角洲体系,西北部的三角洲体系、西部近岸水下扇体系、东南部辫状河三角洲体系以及早期的河流沉积体系。沉积体系的分布与演化受构造活动强度变化的控制,也受古地形和古地貌的影响。     

陆相断陷盆地低凸起斜坡带层序划分及其沉积充填演化特征:以埕岛东斜坡古近系为例

层序分级不一致和井震层序不统一都会导致沉积充填演化特征反映的不准确,将制约储盖组合与油气分布的预测。文中应用沉积层序的概念,利用岩心、岩性、测井与地震资料,以层序界面与内部构成特征相结合的原则,从坡下到坡上,对东斜坡古近系进行了层序划分。一级层序相当于系地层单元,与构造运动相对应,层序界面为区域性角度不整合;二级层序相当于统或组地层单元,与构造运动幕相对应,层序界面为局部不整合;三级层序相当于段或亚段地层单元,与构造幕内的次级构造作用相对应,层序界面为超覆不整合面、沉积体系转换面及重力流下切面;四级层序即体系域,相当于油组与砂组,与三级层序基准面旋回的阶段性变化相对应,层序界面为初始洪泛面、最大洪泛面,共识别出SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5和SQ6等6个三级层序及15个体系域。井震统一的层序格架结合了钻井资料纵向高分辨率与地震资料横向好连续性的优点,从而高精度、高分辨率地揭示了层序格架充填演化特征,体现出层序旋回性与体系域及平面沉积相分布的差异性。古近纪埕岛凸起夷平,斜坡及凹陷补齐,发育超覆、披覆沉积;古地形由南低北高向南高北低转换;本地物源、邻近物源、区域物源阶段性变迁;多物源的沉积体系交叉、叠置,沉积相发生了扇三角洲-浊积扇-半深湖-滑塌浊积扇-辫状河三角洲-曲流河泛滥平原演变。埕岛低凸起斜坡带层序及沉积充填演化特征具有陆相断陷盆地的代表性,因而,此项研究对于解决层序地层学面临的工业化应用研究不足的问题以及油气储盖组合预测方面的难点可提供有益参考。     

Sedimentary Processes and Depositional Characteristics of Coarse-grained Subaqueous Fans along Steep Slopes in a Lacustrine Rift Basin: A Case Study from the Dongying Depression, Bohai Bay Basin, China

Coarse-grained subaqueous fans are vital oil and gas exploration targets in the Bohai Bay basin, China. The insufficient understanding of their sedimentary processes, depositional patterns, and controlling factors restricts efficient exploration and development. Coarse-grained subaqueous fans in the Yong′an area, Dongying Depression, are investigated in this study. These fans include nearshore subaqueous fans, and sublacustrine fans, and their sedimentary processes, depositional patterns and distribution characteristics are mainly controlled by tectonic activity and paleogeomorphology. Nearshore subaqueous fans developed near the boundary fault during the early–middle deposition stage due to strong tectonic activity and large topographic subsidence. Early sublacustrine fans developed at the front of the nearshore subaqueous fans in the area where the topography changed from gentle to steep along the source direction. While the topography was gentle, sublacustrine fans did not develop. During the late weak tectonic activity stage, late sublacustrine fans developed with multiple stages superimposed. Frequent fault activity and related earthquakes steepened the basin margin, and the boundary fault slopes were 25.9°–34°. During the early–middle deposition stage, hyperpycnal flows triggered by outburst floods developed. During the late deposition stage, with weak tectonic activity, seasonal floods triggered hyperpycnal flows, and hybrid event beds developed distally.