陆相浅水湖盆米氏沉积速率制约下的高频层序?时间单元定量拾取:以西湖凹陷黄岩区花港组为例

旋回地层学的研究对象由海相地层逐渐转移到陆相深水地层.为了探究通过旋回地层学研究方法在陆相浅水湖盆建立高频层序格架的可能,采用频谱分析、天文调谐、“米氏”沉积速率拾取等手段对东海陆架盆地西湖凹陷黄岩区渐新统坳陷湖盆的岩相敏感曲线-GR数据开展研究.频谱分析结果显示黄岩区花港组受405 ka长偏心率周期（E）、121 ka和97 ka短偏心率周期（e）、28 ka斜率周期（O）以及约22 ka岁差周期（P）的调控.在浅水湖泊环境的富泥区,以La2004天文解决方案给出的65°N平均日照序列为参照进行天文调谐,建立了浮动天文年代标尺;在浅水三角洲环境的富砂区,通过滑动窗口频谱分析得到“米氏”沉积速率曲线,结合锆石铀铅测年资料的校验和岩石组合类型联合约束,完成高频层序格架划分.研究表明:黄岩区花港组持续时间约为10.9 Ma,可识别出27个405 ka长偏心率周期,根据偏心率滤波曲线和日照量各级次包络面的对应关系共划分11个四级层序,27个五级层序,分别对应着0.8~1.6 Ma和0.4 Ma的基准面旋回,每个旋回在沉积速率曲线上表现为高?低?高的特征.本次研究提供了一种利用“米氏”沉积速率进行高频层序格架搭建及层序?时间单元拾取的新方法,拓宽了旋回地层学的应用范围.      

东海盆地第三系层序地层学初探

在前人研究成果基础上,运用沉积学、生物地层学 、测井地层学及地震地层学,对东海盆地第三系进行了较系统的层序地层学研究,结果表明东海盆地第三系可划分为５个二级层序和１２个三级层序以及若干次一级层序在三级层序中,Ⅰ型层序７个,Ⅱ型层序５个,平均年限５．３Ｍａ,它们代表１２次三级周期海平面变化产物,其中最高海平面期为伊普雷斯晚期,最低海平面工矿企业有鲁珀利早期。根据有孔虫带和钙质超微化石组合,它们大致可     

川南五峰组—龙马溪组有机质富集规律——基于旋回地层学的研究

基于钻井、测井资料,应用旋回地层学、地球化学等方法,探讨天文轨道周期驱动下的海平面变化对川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩有机质聚集的影响.应用川南地区Y8井GR数据序列,对五峰组—龙马溪组开展旋回地层学研究,识别了记录在沉积物中的斜率长周期(1.2 Ma)、长偏心率周期(405 ka)及短偏心率周期(100...     

东海陆架全新统高分辨率层序地层学研究

在高分辨率１４Ｃ测年、岩石、生物、化学、同位素、气候及磁性地层学研究成果基础上,通过不同沉积背景典型钻孔的沉积学分析,运用层序地层学理论,对东海陆架全新统进行了高分辨率层序划分及对比;建立了全新世层序地层格架及海平面变化过程;提出了相应的层序成因模式。研究结果表明,东海陆架全新统相当于一个发育中的六级（１～１０ｋａ）层序,可进一步划分为３个七级（０．１～１ｋａ）层序和若干个更次级层序。代表１个六级或３个七级周期相对海平面变化过程中叠加有若干更次级的海平面波动,它们与地球旋回谱系中的太阳带、历法带密切相关。七级层序具有与三级层序相近的内部构型和成因格架。在东海陆架全新世沉积演化过程中,长江三角州至少有３次不同程度地越过东海陆架进入冲绳海槽,并滞留有至少３层海侵改造“残积砂”沉积。在东海陆架全新世海平面变化期间,最大海平面时期为约距今６～５ｋａ,大致高于现今海平面２～４ｍ,最低海平面在距今１０ｋａ左右,大约低于现今海平面１３０ｍ。目前,由于温室效应的影响,海平面仍呈小幅度波浪式上升。事实证明,层序地层学不仅丰富了现代海洋沉积学的内容,而且解决了许多海洋沉积学未能解决的问题。     

东海陆架盆地第三纪海平面变化

东海陆架盆地是建立西太平洋新生代海平面变化的关键地区。本文以层序地层和沉积体系分析为基础,利用微体古生物带化石资料,建立了东海陆架盆地第三系相对精度较高的年代地层格架。通过古生态分析、成因相及特征沉积构造分析和反射地震剖面的海岸上超分析,辅以地球化学参数变化研究,首次编制了东海陆架盆地第三纪海平面变化曲线。自第三纪以来,能识别的长周期二级旋回海平面变化4次,短周期三级旋回变化26次,相对海平面变化幅度在0-150m.分析发现海平面变化具有不对称性,即海侵作用速度大于海退作用速度。与Haq曲线对比也有较大的差异。     

沉积旋回、复合海平面变化、旋回叠加型式及地层力等级

海平面升降、台地沉降和沉积物的聚集是确定千米级(沉积层序级)和米级(沉积旋回级)地层组合的主要因素。本项研究中特别注意了具有不同频率(定为级)和不同振幅并相互叠加的海平面波动及其在联系旋回地层和层序地层时所起的作用。借助计算机模拟,对阿尔卑斯三叠纪台地碳酸盐地层进行了详细分析,即对低频的第三级(1—10Ma)沉积旋回和组成其中的高频第四级(0.1—1Ma)和第五级(0.01—0.1Ma)旋回之间的关系进行了探讨。在此基础上,发现存在着一个由复合海平面升降所驱动的地层力等级,它导致形成有序的叠加型式。这一型式由典型的高频第四级、第五级浅水碳酸盐旋回组成并受低频的第三级海平面相对变化的影响。层序叠加型式在垂向上的规则变化是由于第三级海平面相对升降阶段可容空间的规律性变化造成的,而且这些规律性变化的存在不受产生高频旋回机制的控制。这一方法对于联系米级旋回地层和地震级层序地层具有重要意义。本文介绍了阿尔卑斯山区三叠纪沉积建造的两个实例,即拉丁期Latemar建造和诺利期的Dolomia Principale单元。它们的规律性的高频旋回叠加存在于第三级层序之中,反映了与地层力驱动等级一致的短期高频海平面升降和长期低频海平面升降之间的相互作用。这一结论通过计算机模拟得到了充分证实。此外还介绍了另一个阿尔卑斯三叠纪实例,即诺利期Lofer旋回层,尽管它存在有复合高频海平面升降变化,但是既没有发现高频旋回叠加型式的规则层序,也没有发现具有复合韵律的地层记录。从上述实例中,笔者认为(1)局部的构造力可以使台地沉积出现短期偏差;(2)不同级次的高频海平面振荡在振幅上的巨大差异是复合韵律缺失的主要原因;(3)对复合海平面相对变化以及地层驱动力等级潜在意义的理解将旋回地层学和层序地层学联系起来了。     

从沉积层序到海平面变化层序——层序地层学一个重要的新进展

以不整合面为主要地层面对地层记录的旋回性进行研究,已成为层序地层学的核心内容。在层序地层学的概念体系中,早期具有"构造旋回"涵义、并且只是由不整合面所限定的"层序",随着研究的深入,演变为由不整合面及其可以对比的整合面所限定的地层单位——"沉积层序",而且将沉积层序大胆解释为海平面变化旋回的产物,最终将层序地层学带进了地层学实践的主流。但是,沉积层序是海平面变化的产物,还是反映构造影响,以及海平面变化对沉积作用控制的解释,争论一直持续到今天;尤其把三级沉积层序归为冰川型海平面变化旋回的产物,受到许多学者的质疑。总的来讲,多年来的研究在两个方面取得了共识:1)把一级和二级层序归为构造型海平面变化(地幔对流和板块构造)的产物,即与洋盆体积的变化而导致的长周期海平面变化;2)将高频率层序(四级到六级)归为气候(冰川)型海平面变化旋回的产物,即海水体积发生变化而造成的海平面变化,最终与轨道效应旋回相联系。近年来,随着地球轨道参数(气候岁差、倾斜度和偏心率)通过日照强度的变化而作为气候和海平面变化的一个外部驱动力的深入研究,以及轨道参数变化在50 Myr以来较为精确的计算,在中新生代,三级沉积层序与天文旋回之间的对应关系已经建立,最终产生了海平面变化层序的概念。在此基础上,关于三级海平面变化层序的成因,取得了最富有智慧的认识:1)在新生代冰室效应时期,三级层序与倾斜度调节作用旋回存在成因联系,其周期为1.2 Myr左右;2)在中生代温室效应时期,三级层序在某种程度上则与偏心率调节作用旋回相对应,其周期为2.4 Myr左右。海平面变化层序的提出,不但对多年来的争论给予了一个满意的答案,而且成为层序地层学近年来最为重要的进展之一。     

塔里木盆地石炭系卡拉沙依组旋回地层与层序地层综合研究

塔里木盆地石炭系卡拉沙依组形成于盆地演化相对稳定期的陆表海陆棚环境, 由多层碎屑岩与碳酸盐岩及膏岩相互叠置而成, 是重要的成藏组合之一.根据古生物研究及地层对比, 卡拉沙依组在国际地层表上对应于维宪阶和谢尔普霍夫阶, 时限约为±27 Ma.目前卡拉沙依组层序地层学方面的研究工作尚较薄弱, 由于内部难于识别出明显的古间断面, 有的研究将其划分为3~4个三级层序, 这与其所跨越的地质时限之间存在较大的矛盾.通过频谱分析和小波分析等处理方法对卡拉沙依组的自然伽马、自然电位等测井曲线进行了旋回地层学研究, 同时结合岩心观察及基准面分析, 对塔中及邻近区域的麦6井、中1井、中17井及顺6井的卡拉沙依组地层分别划分出了9~11个层序地层单元, 每个层序的延续时限约为2.40 Ma, 对应于地球轨道3个参数组合形成的天文周期.这在实现精细划分了三级层序的同时, 也在一定程度上反映了此处三级层序成因于天文气候因素的形成机理.      

米氏旋回在涠西南凹陷WZ11-4N油田高频层序地层识别与对比中的应用

针对应用常规方法进行高频层序划分和对比容易受人为因素影响,所建立的高级别层序地层格架具有多解性等问题,本文引入天文地层学中气候旋回受天文周期驱动的理论,选择涠西南凹陷WZ11-4N油田4口钻井中的流一段地层为研究对象,进行米兰科维奇旋回特征分析。对自然伽马数据进行频谱分析的结果显示,在不同钻井中,流一段地层主要受偏心率周期(401ka、125 ka和95 ka)控制。对该周期滤波分析后,选择控制流一段发育的主要米兰科维奇周期曲线,建立了该区的高分辨率天文年代标尺。最后以偏心率125 ka周期曲线作为6级层序划分的参考曲线,对流一段层序进行高频旋回地层划分与对比。在此基础上,最终实现高频地层格架下沉积相的精细对比。     

层序级别划分与驱动机制的探索

在多年研究的基础之上,地质学家提出了两种层序级别划分途径。第一种划分方案是按层序界面特征和属性进行级别划分,不受时间范围的限制,有利于小型陆相孤立盆地的层序级别划分。第二种划分方案以层序发育时限为基础进行级别划分,把全球海平面振荡作为形成层序的驱动机制,为研究全球变化和地层的大范围对比提供了一个有效途径。海平面变化与构造运动、沉积物供给等因素相互影响形成层序的假设已得到普遍认可,同时将这种旋回性与天文周期结合起来为进一步探索形成层序的最终驱动机制提供了一个更加广阔的思考空间。基于显生宙资料得出的层序地层模式在前寒武纪地层划分对比中还存在许多问题,有待于进一步解决。各种不同的概念和模式都是前辈地质学家对解释复杂而不完整的地层记录的一种尝试,追踪这一具有重要意义的层序地层学基本问题可以为今后的研究提供线索。     

四川龙门山甘溪泥盆纪生态地层、层序地层与海平面变化

龙门山甘溪剖面是我国泥盆系重要典型剖面之一,倍受中外同行关注。本文着重对生态地层、事件地层、层序地层进行研究,为研究全球海平面变化提供区域背景资料。龙门山甘溪剖面含十分丰富的底栖生物化石,从洛赫柯夫阶-弗拉斯阶自下而上可识别出24个腕足动物群落,另外还建立了若干礁复体群落和浮游群落
本文对以上群落的特征、性质、分异度、成分、底栖组合及其与沉积环境的关系作了分析和讨论,并识别了11个海进海退事件(生物的或非生物的)
本区泥盆系是加里东构造旋回后的第一个沉积盖层,属海平面主体上升和海侵同步条件下的旋回超覆地层,由砂质海岸环境向碳酸盐台地环境推进,构成了区内泥盆纪沉积层序序列的组合特征。根据海平面的变化及其相旋回的变迁,划分出6个三级沉积层序。6个沉积层序代表6次海平面的相对升降周期,大致相当于Vail,P.R.(1977)划分的三级地层旋回的海平面变化周期(延续时限1-12Ma),包括4个较大的海平面上升周期与2个较大的海平面下降周期,即洛赫柯夫期、布拉格晚期至埃姆斯早期,吉维中期及弗拉斯早、中期的海平面上升期与艾费尔期中晚期至法门期的海平面下隆期。
上述沉积层序特征和海平面变化,说明区内泥盆纪台缘断陷盆地的形成经历了由陆向海转化和盆地发展演化过程,反映了上扬子地台西缘陆架沉积发展的历史大致可划分为:盆地的雏形阶段(碎屑岩陆架的形成阶段),盆地的发展阶段(碎屑岩与碳酸盐岩混积陆架的形成阶段)和盆地形成与消亡不同性质的三个阶段。它们的形成与演化主要是构造断陷活动和龙门山海水不断向东侵进、古特提斯海北支向东扩展的结果,展示了由滨岸陆架转变为碳酸盐台地,由陆源碎屑充填转化为碳酸盐岩沉积的发展史。     

浅海陆棚环境的层序地层学研究

对于海相沉积盆地而言，在一个三级海平面变化周期内形成的层序，具有全球可对比性的等时地层单元，跨时约0.3-3Ma。在三维高分辨率地震、岩心和测井解释资料基础之上，通过岩石地层旋回特征、可容空间以及层序地层关键界面识别，将珠江口盆地渐新世晚期的珠海组二段分为S1和S2两个三级层序，由于坳陷处于浅海陆棚环境，每个层序中的低水位体系域不发育，局部以受断层控制的水下峡谷充填为特征。     

基于米兰科维奇理论的高精度旋回识别与划分--以南图尔盖盆地Ary301井中侏罗统为例

将天文轨道周期与不同级别的旋回联系起来,旨在使米兰科维奇周期这一高精度时间标尺纳入高频层序地层划分中,实现高精度旋回的识别与划分。以哈萨克斯坦南图尔盖盆地Aryskum地堑Ary301井为例,基于不同沉积特征,分别对卡拉甘塞组I~IV段自然伽马测井数据进行频谱分析和连续小波变换,结果显示沉积地层中保存完好的米兰科维奇旋回,天文轨道周期对Aryskum地堑沉积过程具有明显影响,并将31.9~39.5 m旋回厚度解释为受400 kyr长偏心率周期控制,11.9~14.2 m,6.7~8.8 m旋回厚度分别受125 kyr和95 kyr短偏心率周期控制。对长、短偏心率周期进行滤波分析后,与天文模型理论周期曲线进行对比,建立卡拉甘塞组的浮动天文年代标尺,分别以400 kyr、125 kyr偏心率周期滤波曲线作为中期和短期旋回划分的参考曲线,共识别出11.5个中期旋回和47个短期旋回,为高频旋回划分提供了一种不受人为因素影响的天然标准,保证了研究区旋回划分的科学性和统一性。     

山东聊城石炭二叠系层序划分及海平面变化响应

在钻井、测井资料分析的基础上,利用沉积学、古生物学、地层学等技术手段,识别出聊城地区的晚古生代沉积7种层序界面,并将其划分出6个三级层序。在此基础上,研究不同级别的海平面变化原因和特点。其中,三级海平面主要受冰川消融作用影响,四级海平面变化则是由三级海平面变化起主导作用或地表潜水位降低导致地层基准面下降而产生的;海平面震荡和沉积物供给变化成为五级海平面变化影响因素。总结层序地层与海平面变化、基准面旋回耦合关系．发现三者具有一致性,长期基准面受三级海平面变化的影响,形成了三级层序．四级层序并受控于四级海平面的变化,形成了体系域。五级基准面旋回受控于五级海平面变化,形成小层序。     

东营凹陷沙河街组四段滩坝砂米氏旋回层序划分与对比

东营凹陷南斜坡沙河街组四段上亚段滨浅湖滩坝相砂体分布规律复杂、预测难度大,高分辨率层序地层学因为存在高级别层序划分标准不严格的问题,难以形成统一的精细等时地层格架。借用米氏旋回地层学研究方法识别出的米氏旋回作为天然时间标尺,对该地区博15井、官9井和王94井沙四上地层进行了米氏旋回高级别层序划分与对比,所获得的高级别层序地层格架不受人为因素的影响,且能合理地解释地层的形成环境、预测有利砂体的分布规律,因而是有效且准确的。     

基于米氏旋回的黔西盘县上二叠统煤系高频层序研究

上二叠统记录了地质历史时期最大规模的生物灭绝事件和最深刻的环境变化。对上二叠统的层序地层格架进行精细 描绘,建立高分辨率的地层序列,是深入了解此次事件及其演化的基础和关键。基于钻测井、岩心观测及地球化学分析测 试结果等资料综合分析,并运用小波分析技术,对黔西盘县上二叠统煤系进行了米氏旋回的识别和划分,结果表明,研究 区上二叠统煤系记录了稳定的米兰科维奇旋回,天文轨道周期对其沉积过程具有明显影响,由长、短偏心率、地轴斜率和 岁差周期引起的地层旋回厚度分别为16.06~17.24 m、5.39~5.70 m、2.11~2.15 m、1.12~1.21 m,长偏心率周期对地层中沉积 旋回的控制和影响最强。对长、短偏心率周期进行滤波分析后,建立了上二叠统煤系“浮动”天文年代标尺,为约束同沉 积火山事件层（Tonstein） 的形成及其持续时限提供了年代学依据。以区域等时对比效果明显的长偏心率旋回为标尺,并结 合旋回沉积序列、旋回界面特征等,将上二叠统煤系划分为4个三级层序,并进一步划分为16个四级层序（对应于中期旋 回）,建立了研究区高频层序地层格架。     

从准层序到米级旋回——层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带

层序地层学的基本单位是层序。准层序和准层序组构成了层序的基本结构单元,它们在层序内有规律的空间叠置样式是识别体系域的客观标准。准层序被定义为以海泛面为界的向上变浅序列,但是准层序是一个比较松散的概念,存在问题是对其成因机制研究不足。米级旋回作为旋回地层学的基本单位,定义为数厘米至数米厚的向上变浅的岩相序列,是高频率海平面升降变化的产物,其形成时限为相应的米兰柯维奇天文旋回周期。作为旋回地层学的基本单位,米级旋回以其明确的沉积学涵义和有规律的天文成因机制,是对层序地层学概念体系中的"准层序"的良好补充,对其进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。从准层序到米级旋回这一概念体系的演变,代表了层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带。最后介绍旋回地层学的最新进展亚米兰柯维奇旋回,它对精确数字定年具有重大意义。     

天文地层学的兴起

“天文地层学”是由旋回地层学等演变而成的一个新名词,可明确地与层序地层学等其他研究旋回的学科相区别。天文地层学的主要优点是把地质时间与天文因素相联系,它的研究成果可以有助于进行比阶一级年代地层单位更精细的划分;它是应用连续沉积物的自组织特性,求出其中由于响应天文轨道周期的影响而形成的旋回特性,可用以进行地层高分率的划分和对比。     

华北地台中寒武统张夏组上部高频层序研究

根据华北地台东部寒武系露头层序地层研究,将张夏组划分为两个正层序,其中上部正层序（５３０－５２５ＭａＢ．Ｐ．,三叶虫带Ａｍｐｈｏｔｏｎ－Ｔａｉｔｚｕｉａ带至Ｄａｍｅｓｅｌａ带）由４个亚层序和１７－２３个小层序组成,其中正层序和亚层序具有高分辨率区域地层对比意义。每一级层序均表现为向上变浅和变粗进积型序列,底部常以间断－加深面或洪泛面为界。该时期的海平面变化具有高频振荡特点,构成一个三级复合海平面变化旋回。由不同级别层序所反映的海平面变化旋回可以分别与天文周期的奥特周期（２—５Ｍａ）、米兰科维奇长周期（０．１—０．４Ｍａ）和米兰科维奇短周期（０．０２—０．０４Ｍａ）相对比。据层序地层和相序及相模式的研究,识别出６种类型的小层序,陆棚盆地至上缓坡显示出由Ａ—Ｆ类型的规律性变化。     

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。