塔里木盆地西南上石炭统米级旋回组构特征及层序地层研究

在对塔里木盆地西南缘石炭系剖面研究的基础上,结合前人区域研究资料,用露头层序地层学方法对莎车县炮江沟上石炭统剖面进行了层序地层研究。结果表明:①塔里木盆地西南地区晚石炭世地层中发育大量碳酸盐岩米级旋回,以莎车县炮江沟剖面为代表,其主要类型有L-M型、深水非对称型、潮下型和环潮坪型;②塔里木盆地西南缘上石炭统中主要发育相对海平面快速上升所形成的淹没不整合型间断面,相对海平面快速下降所形成的暴露型间断面层序界面也有发现;③三级层序的不同体系域中发育不同类型的米级旋回序列,它们在垂向上有序叠加构成有规律的三级层序。     

塔里木盆地K2-E旋回层序与海平面变化

塔里木盆地西南缘K₂-E海相含碳酸盐岩地层中可识别出七种类型的高频旋回层序,主要有潮下缓坡型、台地型、台地边缘型碳酸盐旋回层序及以碎屑岩为主的潮间－潮上型旋回层序。平面上,不同类型高频旋回层序成为特定古地理背景下台地碳酸盐沉积体系、滨岸沉积体系和冲积沉积体系沉积层序的代表。纵向上,各类高频旋回层序的有序叠加,其类型的变化反映了沉积环境、沉积相的演变过程。研究结果表明,研究区各类高频旋回层序下部单元至上部单元微相的转变是受高频率海平面变化的影响,低频率海平面升降控制了高频旋回层序的叠加形式,造成沉积环境由下至上滨岸→碳酸盐台地→滨岸→河流的变化。正是由于不同周期海平面变化旋回的叠加形成了塔里木盆地西南缘K₂-E的复合海平面变化旋回层序。     

鄂尔多斯盆地西缘晚石炭世沉积体系与高频层序旋回--以呼鲁斯太剖面例析

鄂尔多斯盆地西缘呼鲁斯太剖面上石炭统包括靖远组、羊虎沟组和太原组,发育有堡岛、堡岛-台地和潮控三角洲三种沉积体系,自下而上可以划分出16个海进－ 海退层序旋回,每个层序旋回的时限为1.1 ～ 3.3Ma, 平均 1.9Ma,相当于四级相对海平面变化旋回,属高频层序旋回。每个层序由海侵体系域和早期高位体系域、晚期高位体系域组成,偶发育有强制海退体系域。晚石炭世早期海侵来自祁连海,太原晚期,祁连海与华北连通。研究区古海平面变化表现为先慢速后快速海侵和快速海退,少数为正常海退,并由此建立了古海岸平原的层序地层模式。     

鄂尔多斯盆地西缘晚石炭世沉积体系与高频层序旋回--以呼鲁斯太剖面例析

鄂尔多斯盆地西缘呼鲁斯太剖面上石炭统包括靖远组、羊虎沟组和太原组,发育有堡岛、堡岛—台地和潮控三角洲三种沉积体系,自下而上可以划分出１６ 个海进－ 海退层序旋回,每个层序旋回的时限为１ ．１ ～３ ．３ Ｍａ ,平均１ ．９ Ｍａ ,相当于四级相对海平面变化旋回,属高频层序旋回。每个层序由海侵体系域和早期高位体系域、晚期高位体系域组成,偶发育有强制海退体系域。晚石炭世早期海侵来自祁连海,太原晚期,祁连海与华北连通。研究区古海平面变化表现为先慢速后快速海侵和快速海退,少数为正常海退,并由此建立了古海岸平原的层序地层模式。     

塔里木盆地巴楚地区石炭系高频旋回层序分析

高频旋回层序是海平面高频振荡的结果和产物。通过对塔里木盆地巴楚地区石炭系地面、钻井剖面的详细解析,首次总结出7个高频旋回层序类型,识别出50余个五级（或六级）高频旋回层序,它们在纵向上有规律地组合、叠加,组成8个四级旋回层序,3个三级旋回层序及2个二级旋回层序,构成了塔里木盆地巴楚地区石炭系的层序地层格架,同时也反映了该区石炭纪海平面的变化规律及其沉积响应。     

陕西镇安石炭系一二叠系界线剖面层序地层和相对海平面变化研究

在陕西镇安西口上石炭统逍遥阶至下二叠统隆林阶的剖面上，区分出含生物碎屑灰泥灰岩、生物碎屑粒泥灰岩、生物碎屑泥粒灰岩、生物碎屑颗粒灰岩、团块颗粒灰岩和核形石颗粒灰岩6种主要的碳酸盐岩微相类型。通过详细的微相特征分析，确定了碳酸盐岩沉积过程中的水动力状况和相对水深变化趋势，识别出低能潮下型碳酸盐旋回A1、A2及高能浅滩型碳酸盐旋回B1、B2两类4种高频旋回。根据这些高频旋回在剖面上的有序叠置型式，将镇安西口地区的上石炭统逍遥阶至下二叠统隆林阶划分出12个四级层序和5个Ⅱ型三级层序地层单元，反映了这一地区晚石炭世逍遥期至早二叠世降林期曾发牛过12次四级相对海平面波动和5次明显的三级相对海平面升降。     

陕西镇安石炭系--二叠系界线剖面层序地层和相对海平面变化研究

在陕西镇安西口上石炭统逍遥阶至下二叠统隆林阶的剖面上,区分出含生物碎屑灰泥灰岩、生物碎屑粒泥灰岩、生物碎屑泥粒灰岩、生物碎屑颗粒灰岩、团块颗粒灰岩和核形石颗粒灰岩6种主要的碳酸盐岩微相类型。通过详细的微相特征分析,确定了碳酸盐岩沉积过程中的水动力状况和相对水深变化趋势,识别出低能潮下型碳酸盐旋回A1、A2及高能浅滩型碳酸盐旋回B1、B2两类4种高频旋回。根据这些高频旋回在剖面上的有序叠置型式,将镇安西口地区的上石炭统逍遥阶至下二叠统隆林阶划分出12个四级层序和5个II型三级层序地层单元,反映了这一地区晚石炭世逍遥期至早二叠世隆林期曾发生过12次四级相对海平面波动和5次明显的三级相对海平面升降。     

高分辨露头层序地层学的研究基础──准层序的识别

以塔里木盆地西南缘下石炭统和什拉甫组为例，将微相分析及古生态分析应用于准层序研究之中。在此基础之上，分析沉积层序及其内部各体系域、各种界面的沉积特征。同时，根据准层序垂直叠加的特征来寻找沉积层序内部更高级次的旋回，以达到提高沉积层序的分辨率之目的，恢复该地区维宪期多级次古海平面变化特征。强调准层序分析是高分辨露头层序地层学的研究基础。     

塔中地区奥陶系米级旋回层序分析

塔中地区奥陶系米级旋回层序非常发育且典型多样,孕含着丰富的构造、海平面变化及沉积物堆积作用等方面的信息。在认真总结前人研究成果的基础上,结合区域地质资料及详细的岩芯观察和描述,将本区奥陶系米级旋回层序分为四大类:远洋-半远洋L-M型米级旋回层序、下斜坡-深水盆地非对称型米级旋回层序、潮下型米级旋回层序及环潮坪型米级旋回层序。在相序组构特征上,都表现为发育在瞬时淹没间断面之上以反粒序序列为特征的米级旋回层序和发育在瞬时暴露间断面之上以反粒序或正粒序序列为特征的米级旋回层序,并且在长周期三级层序中表现为有序的垂直叠加形式。这些米级旋回层序的沉积速率及形成周期与米兰柯维奇(Milankovitch)天文旋回轨道及周期变化具有明显的相关性。因此,塔中地区奥陶系米级旋回层序的发育主要受高频率海平面变化的控制,而这种高频率海平面升降则是由米兰柯维奇天文旋回轨道及周期变化所造成全球气候变化及大陆冰川的消长所控制。     

扬子地台西缘北段震旦系露头层序地层学研究

运用露头层序地层学的方法，对四川汶川县七盘沟、广元市羊木东溪河震旦系剖面进行了详细的研究；将该区上震旦统地层划分为1个Ⅱ级层序，4个Ⅲ级层序和3个等时界面；建立了该区上震旦统等时地层格架，编制了相对海平面变化曲线。     

四川盆地中二叠统茅口组米兰科维奇旋回及高频层序

四川盆地中二叠统茅口组形成于中二叠世中晚期。通过分析四川盆地中二叠统茅口组露头剖面岩性特征、对比广元上寺长江沟露头剖面碳氧同位素变化趋势与沉积层序发育特征,将茅口组划分为2个可全盆地追踪的Ⅱ型三级层序,并分析了茅口组三级层序的主控因素。在此基础上,对钻穿中二叠统茅口组典型井的自然伽马能谱测井曲线开展频谱分析,识别出多种具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,并计算出茅口组沉积的平均速率及沉积时限等相关参数。最后,采用数字滤波消除掉其他次要旋回因素的影响而仅保留与主控因素相关的旋回信息,建立茅口组的高频层序划分方案。结果表明,茅口组三级层序在形成过程中主要受控于构造升降及全球海平面变化;茅口组米兰科维奇旋回特征明显,其中长偏心率旋回(413.0 ka)和短偏心率旋回(123.0 ka)分别是形成四级层序(准层序组)和五级层序(准层序)的主控因素,与之对应的平均旋回厚度在龙17井区分别为13.44m和4.31m,在安平1井区分别为16.03m和4.68m;茅口组大约发育15个四级层序,其发育时限大约为6.11Ma;根据构造背景曲线和长偏心率旋回曲线的叠加曲线划分高频层序,其高频层序界面更加接近实际地层的发育情况。     

巢湖地区石炭纪地层格架

巢湖一带石炭纪地层可划分为４～５级的高频振荡旋回,可鉴别重要沉积间断面３个,揭示３级旋回层序的规律性,据此,建立巢湖一带石炭纪的地层格架,探讨巢湖地区石炭纪海平面相对升降变化规律。     

湖南桃源瓦尔岗剖面层序地层框架下的寒武系第10阶旋回地层学研究

很多地层学与沉积学特征,如显生宙较高的海平面位置以及最高的大气圈二氧化碳含量、全球性温暖的气候(温室效应条件)、后生动物骨骼生物礁的贫乏、三叶虫的主导性、典型的方解石海、SPICE碳同位素事件所代表的大洋缺氧事件和大气圈增氧事件,将寒武纪芙蓉世特征化。经过多年的努力,一个全新的芙蓉统年代地层格架已经得到了系统的确立,芙蓉统可以进一步划分为排碧阶、江山阶和没有得到最后定义的第10阶。湖南桃源县瓦尔岗剖面,以丰富的斜坡相三叶虫的发育著称,是全球寒武系芙蓉统第10阶底界GSSP的候选剖面。为了配合第10阶层型剖面的年代地层学研究,在层序地层学框架内,对该剖面第10期地层为主的地层序列进行了较为系统的旋回地层学研究。基于基本的岩相和沉积相的观察与研究,将该剖面沈家湾组中主要归为第10期的大部分地层归为一个三级沉积层序,并进一步划分为两个四级海平面变化层序;该三级沉积层序大致包含48个准层序级别的六级米级旋回,这些米级旋回常常4个一组构成五级旋回(准层序组)而表现出明显的沉积旋回的1∶4的叠加样式,成为较为典型的米兰柯维奇旋回属性而可以作为代表性的"定时器"。结果表明,第10期地层的形成时限大致为4.80Myr(百万年),稍大于地球化学测年得出的4.10Myr(~495.0-489.5Ma);而且层序界面代表的沉积环境变化要超前于阶的界面代表的生物变化。因此,层序地层学框架内的旋回地层学研究,丰富了瓦尔岗剖面的地层学内容。     

华北石炭二叠纪海平面变化对聚煤作用的控制

根据层序地层研究,华北石炭二叠纪沉积建造形成于一个二级海平面变化周期内,其中包括4个三级和26个四级海平面变化旋回,而几次大的聚煤作用都发育在三级海平面下降至上升的转折时期,在层序地层格架中处于高位体系域的顶部。薄煤层的形成与四级海平面变化旋回相对应,发育于准层序的顶部。聚煤作用的发育受到海平面变化的控制,海平面变化提供了有机质堆积的潜在容纳空间,海平面升降周期的长短决定了聚煤作用持续发育的时间,周期性的海平面变化控制了聚煤作用的时空演化。      

内蒙古敖汉旗丰收地区酒局子组层序地层

赤峰敖汉旗丰收附近石炭系地层比较发育,上石炭统酒局子组为一套陆源碎屑岩组合,在区域上较为特殊.在野外实测剖面的基础上,根据岩石组合特征、组构特征、垂向变化规律,将酒局子组划分为1个Ⅲ级层序,2个Ⅳ级层序,3个Ⅴ级层序（高频旋回层序）.     

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     

新疆塔里木盆地白垩纪-第三纪层序地层学研究

通过对塔里木盆地西南坳陷区和东北坳陷区白垩纪-第三系典型剖面的层序地层学研究,结合地震和钻井资料的分析,划分出西南坳陷区30个三级层序,东北坳陷区24个三级层序,因其所处的构造位置和沉积环境不同,两坳陷区形成的三级层序并非一一对应,不能进行大区域的直接对比.而三级层序的有序叠置构成了二级超层序及其体系域,其叠置方式包括进积组合、退积组合和加积组合.通过二级超层序的研究发现,两坳陷区白垩系─第三系(中新统)可划分为4个二级超层序(SS1-SS4),并可以等时对比,所反映的相对海平面变化周期也基本相同,并且与同受特提斯海水影响的西藏南部地区白垩-早第三纪沉积层序及海平面变化基本一致,即西藏南部地区和塔里木盆地均受特提斯构造活动和全球海平面变化的共同影响.从中新世开始,青藏高原快速隆升,塔里木盆地相对下降,造成了两地区层序类型及海平面变化速率的不同.     

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。     

华北地台晚寒武世层序地层及其与北美地台海平面变化的对比

华北地台在晚寒武世为一个较为典型的缓坡型台地。在其北部地层中,以发育风暴砾屑灰岩及生物丘灰岩闻名,包括崮山组、长山组和凤山组。在该套地层中,深缓坡相泥岩和泥灰岩与浅缓坡相颗粒灰岩和泥粒灰岩一起构成若干潮下型碳酸盐米级旋回,这些米级旋回本身即为有序的异成因岩相序列而成为基本工作单元。在长周期三级层序中,米级旋回形成有序垂直叠加形式,反映了三级层序本身是一个与三级相对海平面变化相关的、环境加深和变浅过程中所形成的沉积相序列。根据这些特征,在华北地台北部晚寒武世地层中可识别出4个三级层序。从北向南,相变为一套白云岩,其中三级层序的高水位体系域则发育较多的潮坪相白云岩以及由其构成的环潮坪型米级旋回。这些层序的典型特征是:层序界面为淹没不整合面,层序的相序序列以"深缓坡相-浅缓坡相"为特征,从而构成特殊的"CS(?)+HST"序列;而在华北地台南部,层序界面多为暴露间断面,层序的相序组构多以"缓坡相-潮坪相"为特征。从北向南的变化,形成了一个富有规律性的层序地层格架。从旋回到层序、从岩相序列到沉积相序列的层序地层研究表明:作为基本工作单元,米级旋回实际上是由"间断-加积作用"旋回机制所形成的岩相序列,由米级旋回的有序叠加形式所构成的三级层序则是一个沉积相序列。由各剖面点的古水深变化曲线,可以定性地综合出华北地台晚寒武世的海平面变化曲线。与北美晚寒武世海平面变化曲线相对比,既存在相似性更存在差异性,说明了长周期海平面变化既受全球性海平面变化的控制,同时也受区域因素的影响。     

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。