陆相层序的“非常规”体系域构成:层序地层学的一个重要进展*

在层序地层学的Exxon时代,在强调陆上不整合面形成层序界面的概念体系中,科学家们总结认为,陆相层序形成在基准面上升期间,以一个从聚合的河道相砂岩到孤立的河道相砂岩组成的向上变细的沉积序列为特征,这代表了一个重要的概念进步;但是,运用海相层序地层的“体系域”名称,如海侵体系域和高水位体系域等,来划分和解释陆相层序的时候,又产生了若干的概念体系不协调。基于此,产生了陆相层序体系域构成的“非常规”体系域概念,成为陆相层序研究的第2个概念进步。更为重要的是,与海相地层一样,主要的沉积作用发生在基准面上升期间,但是,在基准面下降期间也可能产生相应的沉积,从而进一步说明了陆相地层复杂的堆积作用和响应机制,也表明了陆相层序更多的变化性。陆相层序的上述特征成为近年来关注的焦点之一。追逐这些概念变化和进步,将有益于深入理解陆相层序复杂的形成过程而具有重要的科学意义,同时也代表了层序地层学研究的一个重要进展。     

陆相层序地层学进展

陆相层序地层学是层序地层学发展的一个重要方向．由于陆相地层的特点，其与海相层序地层相比具有特殊性。本文从层序的控制因素、层序界面、基准面、体系域与沉积体系的发育、层序地层与模拟技术和全球对比意义等方面回顾了陆相层序地层学的进展并讨论了陆相层序地层学的特点。     

河流相层序地层学研究现状及发展方向

目前层序地层学研究多种模式并存,具备较为成熟的概念体系。理论和实践研究表明层序地层学理论可用于陆相地层分析。但是,由于海相和陆相地层与生俱来的明显差异,导致陆相层序地层研究更为复杂,需要更新的研究思路和更为有效的、精细的分析方法,所以陆相层序地层研究仍然是有待深入研究的一个领域。基于国内外陆相层序地层研究现状及存在问题,本文对陆相层序地层研究工作的基本原则、基准面和可容纳空间、陆相层序发育模式及体系域组成等核心内容进行了综述和探讨分析。在陆相层序地层研究工作过程中,需要重视露头和现代沉积的研究,融合测井和地震等地球物理资料,研究构造活动和古气候变化对层序地层结构的影响和控制作用,从成因上完善陆相层序地层模式、概念体系及工作流程。需要重视和加强河流泛滥平原细粒沉积的研究,古土壤不仅是良好的地层对比标志,同时也包含了重要的古气候信息。米兰科维奇天文旋回驱动在陆相和海相沉积地层中沉积响应的对比将有助于陆相高频层序的研究,因而具有重要意义。     

陆盆层序地层研究的思路

根据陆相地层层序发育的特点,冲积扇、河流、三角洲或湖泊沉积环境,均受地层基准面控制,地层基准面穿越旋回控制着陆相环境重大层序分布。根据不同时间间隔的基准面穿越旋回序次,可将陆层序划分为盆地充填层序、构造层序、层序、亚层序以及小层序５个级别。每个层序（三级）根据蕨面的波动可划分为基准面上升沉积体系域和基准面下降沉积体系域,然后可进一步根据亚层序组的叠置特性进行细分。     

层序地层学回顾与展望

充分肯定了层序地层学的兴起、发展和成熟是对地层学、沉积学乃至地质学领域的一次革命,层序地层学对油气勘探具有重要的预测意义。回顾了层序地层学的发展历史,认为大致可以分为三个阶段,即萌芽阶段、孕育阶段和理论系统化阶段。分析了层序地层学的诞生和发展受到很高评价的原因在干它的科学性、先进性、预测性和定量性。层序地层学目前建立了三大学派概念体系。三大体系域概念的建立、全球海平面和相对海平面变化有助于对沉积层序发育的控制、各类叠置模式的指导和可容空间概念的确立。层序地层学在其发展过程中建立了三大理论体系(海相层序地层学、陆相层序地层学和高分辨率层序地层学)和四大方法体系(地震层序地层学分析、露头层序地层学分析、测井层序地层学分析和层序地层学模拟分析)。对陆相层序地层学的难点进行了分析,初步提出了陆相层序地层学边界确定、体系域命名、层序级别划分、层序等时性研究等陆相层序地层学发展中必需解决的问题。     

陆相层序地层学应用前景

１９９１年在加拿大Ｂａｎｆｆ召开了ＵＮＮＡ国际会议，成立了陆相层序地层学研究小组，本报告就是该小组的研究结果。成功地运用层序地层学方法于陆相地层，需要认真地研究影响基准面和沉积物供给的主要因素。对于沿岸非海相环境，地层基准面的确定比较简单，可象浅海相环境一样，即可把相对海平面当作地层基准面，也可当作地貌基准面。进一步向内陆，地层基准面的确定就复杂得多，形式也多种多样，如河流沉积的均衡剖面、某些风成     

陕北地区侏罗系层序地层与油气聚集关系

在现代沉积学和层序地层学理论的指导下,综合利用沉积环境标志、露头剖面、岩芯、录井、测井、地震和古生物等资料,通过层序界面的识别和划分,认为鄂尔多斯盆地东南部侏罗系划分为6个三级沉积层序更为合理。根据侏罗系旋回特征和体系域的发育情况,分析了沉积旋回的边界及演化特征和层序对侏罗系生储盖配置关系的控制作用。认为主要储层位于延安组底部的第一个长期旋回LSC2中,是位于水进体系域(TST)的河道亚相砂岩,盖层则是位于水进体系域之上的河道泛滥平原沉积的泥岩,与三叠系层序中的生油岩构成下生上储式组合,与侏罗系层序中河道间泛滥平原亚相的泥质沉积形成自生自储式组合。     

从常规体系域到非常规体系域——河流相层序地层学研究的一个重要进展

在与海平面变化存在联系的近滨线河流相地层中,源于海岸碎屑沉积体系的层序地层学概念得到了较好的应用,从而在河流相地层中产生了低水位体系域(LST)、与海侵体系域类似的水进体系域(TST)及高水位体系域(HST)等常规体系域下的河流相层序地层划分方案。由于源于海岸沉积体系的早期体系域划分存在着概念体系的不协调,故常规体系域划分在河流相层序中的使用也就存在着概念体系的不协调。非常规体系域(低可容纳空间体系域,LAST;高可容纳空间体系域,HAST)的提出可避免这种概念体系的不协调,并为研究复杂的河流沉积过程和提取地层记录规律提供重要的线索和思路。     

川北303地区砂岩型铀矿含矿层位高分辨率层序研究

根据地层的沉积特征,利用钻孔、野外露头剖面等资料,按照基准面旋回结构和叠加样式特征,将川北303地区砂岩型铀矿苍溪组含矿段划分为5~8个短期基准面旋回,3个中期基准面旋回。通过精确的单井层序地层划分及研究区连井对比,建立了303地区下白垩统苍溪组含矿段的层序地层格架。并对层序地层与砂岩型铀成矿关系进行了探讨:铀矿主要富集于侵蚀基准面之上的低水位体系域主河道砂体的展布方向上,铀矿化主要发育于河道滞留沉积顶部、心滩亚相底部。根据以上研究成果,认为研究区层序地层的发育对铀成矿具有一定的控制作用。     

河流相层序地层构成模式探讨

冲积-河流相是我国中、新生代陆相盆地重要油气储集层系类型之一。由于河流相层序地层成因和相构成的复杂性,以被动大陆边缘地震地层学研究为基础、以三分体系域构成为地层预测模式的经典层序地层学分析方法并不一定适合河流相储层。本文以河流相沉积学研究为基础,运用以基准面旋回为参照面的高分辨率层序地层理论和研究方法分析了河流相层序地层单元的构成,建立了主要储层的地质-地震解释模型,并以胜利油田垦东地区上第三系馆陶组为例说明河流相层序构成特征和地质-地震解释方法。     

河流相层序地层模式与地层等时对比

已有的河流层序地层模式在层序发育的控制因素、体系域的划分等方面存在一定的问题。通过对苏里格气田盒8段河流相准层序对比,发现河谷中存在阶梯状河流阶地。现代河谷地貌的研究表明,这种阶地是构造抬升过程中,次级间歇性构造抬升导致河流下蚀与侧蚀—沉积交替的结果。而构造下降过程所引起的基准面上升和可容空间增速的变化又影响了河道砂体的展布特征。考虑构造运动在河流层序形成过程中的作用以及河流阶地与相邻地层之间的接触关系,修正了Wright等河流相层序地层模式,认为构造运动控制了河流层序的发育,构造上升半旋回形成水退体系域,为一系列相对等时的阶地,构造下降半旋回形成低位体系域、水进体系域和高位体系域,低位体系域为构造抬升早期形成的河谷充填物,水进体系域和高位体系域与Wright等的含义一致。     

梨树断陷七棵树地区层序地层与隐蔽油气藏

运用层序地层学理论分析了梨树断陷七棵树地区层序地层学特征。将七棵树地区沙河子组-营城组划分为3个三级层序和6个体系域,建立了层序地层格架。七棵树地区隐蔽油气藏成藏要素与层序地层格架有着密切的关系,湖侵体系域至高位体系域的转换时期是优质烃源岩发育的时期,湖侵体系域的早期和高位体系域的晚期是砂体发育的时期,三级层序界面与层序界面附近的砂体是油气运移的良好通道,与长期活动的断层一起构成了七棵树地区复杂的油气运移输导体系。七棵树地区发育砂岩透镜体油气藏和砂岩上倾尖灭油气藏2种隐蔽油气藏类型,不同类型的隐蔽油气藏在层序格架中出现的位置是可以预测的。其中砂岩透镜体油气藏主要发育在各层序旋回的中部,砂岩上倾尖灭油气藏多分布在基准面上升半旋回和基准面下降半旋回的中部。以SW11井区油藏为例,简要分析了层序地层学在隐蔽油气藏勘探中的应用。     

层序地层学:问题与讨论

论文回顾地震地层学对层序地层学的贡献与影响、层序地层学理论积淀,指出沉积层序存在的诸如层序边界（不整合面及其可比的整合面）跨界系统阶等年代地层单位、沉积层序"T-R"水侵-水退建模理论基础与层序边界不断调整、基准面曲线滞后水侵-水退（R-T）曲线和纯几何学的相对应整合面（可比的整合面）禁锢等4个问题.针对4个问题论文建议:（1）静止正常水退（SNR）取代高位正常水退（HNR）,解决层序地层学由高位正常水退不合理设定造成的非周期性问题;（2）鉴于残留最大水泛面（RMFS）潜在地接近或一致于年代地层单位界线或全球界线层型剖面和点（GSSP）阶的下界的特征,层序地层学有可能建立残留最大水泛面与其相对应不整合面组成的复合层序边界,其中的残留最大水泛面部分用于解决现行层序边界跨年代地层单位界线的问题;（3）复合层序边界由盆朝陆的"一对一"追踪方式解决层序边界由陆朝盆"一对多"不断调整的问题;（4）降级"相对应整合面"为体系域边界,解决双定义"相对应整合面"问题,其中,Hunt and Tucker（1992）的"相对应整合面"被复合层序边界相对应不整合面部分向盆内延伸（ESU）取代而作为低位体系域底界（ESU亦兼有水侵体系域在不整合处的底界作用）,Posamentier and Allen（1999）的"相对应整合面"被复合层序边界之上的恢复的强迫水退底界取代而作为下降期体系域底界.此外,强迫水退底界同义术语现在采用的海相侵蚀海退面（RSME）术语不能全部代表海相与非海相背景.      

断陷湖盆陡坡带陆相层序地层学模式研究①

以泌阳断陷双河-赵凹地区下第三系核三上段陆相层序地层学研究为例,建立了断陷湖盆陡坡带陆相层序地层学模式①陆相层序及其体系域界面模式;②体系域模式;③陆相层序地层模式。其中,陆相层序地层模式包括岩相格架模式及年代框架模式两个内容。研究结果显示,断陷湖盆陡坡带可识别出Ⅰ型和Ⅱ型两类陆相层序;一个完整的Ⅰ型陆相层序从下往上发育LST、TST、HST及RST四个体系域,共五个界面,除顶、底界面归属层序界面之外,其它三个界面皆为体系域界面;而Ⅱ型陆相层序缺失LST。无论何种体系域,其沉积体的几何形状均为楔状体,且各体系域的沉积相横向配置呈现规律性变化。陆相层序地层等时框架模式清晰地显示了研究区下第三系核三上段的沉积充填史及其沉积层序时空展布特征。     

华北典型箕状断陷盆地层序地层学模式及其与油气赋存关系

本文根据层序地层学的基本原理,立足东部箕状断陷盆地的特点,以冀中拗陷和二连盆地为重点研究对象,提炼出陆相断陷盆地层序地层学模式,在缓坡带,以风暴浪基面作为“陆架边角”的参照物,层序地层特征相似于海相被动大陆边缘背景;在陡坡带则截然不同,并以湖面与边界断裂的交点取代“陆架边角”,各体系域所含沉积体系与海相模式不尽相同,在盆地形成初期的层序,低水位体系域发育,湖泊消亡以后,主要发育高水位体系域。此外,本文还探索了层序地层与油气赋存的关系,指出富砂的“盆底扇”是今后勘探开发的重要方向。     

北京延庆硅化木公园地质剖面陆相层序地层特征分析

陆相层序地层的研究是由海相层序地层研究演变而来,但陆相层序控制因素的不同造成陆相层序在规模、体系域发育特征等与海相层序都具有很大的区别。陆相层序受构造、事件沉积和气候等多因素影响,往往很难找到发育完整又易于观察的层序剖面。文中以北京北部延庆硅化木公园的中生界侏罗系"花盆"盆地为研究对象,通过露头观察、自然伽马点测和采样分析等地质方法,细致观察和分析了整个地质剖面,根据沉积和层序特征,划分出7个陆相层序,在各个层序内部又细分出各种不同体系域类型并确定了识别标志。根据研究结果,总结了陆相山间盆地层序地层的一些典型特征,初步划分出3种典型的陆相层序。同时将本区广泛出现的硅化木化石成因解释为大规模湖泛和火山作用的综合结果,并将木化石的出现作为大规模湖泛出现的标志。研究成果完整呈现了受构造、气候和事件沉积等多重影响的小型陆相山间盆地的湖泊层序典型特征,具备一定的代表性。     

准噶尔盆地侏罗系露头层序地层及沉积学特征

在经典层序地层学理论以及成因地层学和河流沉积体系构成单元等级界面分析方法指导下，通过准噶尔侏罗系陆相盆地露头层序地层和沉积学的实际调查和综合研究，依据研究区沉积地层特征、层序和界面识别与划分、凝缩沉积、体系域和层序格架发育特点等，提出了陆相环境中层序地层研究以及层序界面、层序及凝缩层、体系域和层序格架识别与划分的若干标志及实际操作的指导原则和具体方法。     

东营凹陷下第三系高分辨率层序地层研究

本文基于构造层序分析和基准面分析原理，建立了高分辨率地层格架，强调了构造演化对层序样式的控制。断陷湖盆的层序由低位体系域、湖扩展体系域和高位体系域组成，依据其低位体系域特征以及沉积体系的空间配置关系，划分出三种层序样式，其中生长断层型的低位体系域最发育；构造坡折型低位、湖扩展和高位体系域发育齐全，这与海相被动大陆边缘层序样式有类似性；滨岸缓坡型以浅水环境沉积体系为主。构造坡折的存在，为低位扇的发 育提供了广阔的空间，形成了低位三角洲、浊积扇及扇三角洲三种类型低位扇，它们是隐蔽油气藏勘探的主要对象。依据构造坡折带及低位扇发育规律，结合油气成藏条件分析，提出了新的勘探领域，经钻探取得了较好的经济效益，充分证明了层序地层学在陆相盆地中具有广阔的应用前景。     

河南登封晚古生代层序地层及聚煤特征研究

运用露头、钻井岩心层序地层学的有关理论方法,对蹬槽剖面的晚古生代地层进行了详细的沉积学和层序地层学研究,共识别出8个三级层序界面,把本研究区域晚古生代地层划分为7个三级层序。S1大致相当于本溪组;S2大致相当于太原组;S3大致相当于山西组;S4和S5分别对应下石盒子组的上下部分;S6对应上石盒子组;S7对应石千峰组。在这些层序中,低位体系域往往以发育三角洲平原分流河道相砂砾岩、或残积相风化壳、或滨湖相中细砂岩为特征,而水进体系域多障壁岛-潟湖相泥岩和粉砂岩、三角洲前缘相砂泥层以及浅湖相细砂岩为主,高位体系域则主要为浅海相碳酸盐岩、前三角洲相泥岩及富泥质的浅湖相沉积序列。层序S1～层序S2物源不丰富,聚煤作用主要发生在海侵初期或海退时期;层序S3～层序S6物源相对丰富,聚煤作用主要出现在最大海泛附近。     

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。