海平面变化全球可比性的可靠例证--上扬子地台东南缘奥陶纪层序地层及海平面变化研究

通过对上扬子地台东南缘奥陶纪碳酸盐台地、台缘斜坡和盆地三个不同相区典型剖面的沉积学、生物地层学及岩石地层学等方面的综合研究,在该地区奥陶系中识别出时限为2～ 5 M a的18个正层序和相应的19次海退事件,将其与塔里木、华北及北美、澳洲等大陆对比结果表明,上扬子地台东南缘奥陶纪的绝大部分三级以上海退事件及沉积层序有着良好的全球可比性。     

白垩纪的地层层序及海平面变化

序言区分全球范围内海平面变化与可能得到的或产生的沉积物的变化及沉积位置沉降速率的变化是地层学长期存在的问题之一,也是研究全球海平面变化的起因和结果的基础。对地震地层学和层序地层学——沉积序列可分为许多以不整合面为边界的沉积层序——的认识,以及在这些层序中地层形状和相组合与海平面变化关系的新知,为论证全球海平面变化历史取得巨大的进展铺平了道路。与过去经典的海平面变化分析方法相比,层序地层学     

中国南方三叠纪层序地层及海平面变化

随着地震地层学的不断发展,层序地层学脱胎而出,成为当今沉积学界研究沉积层序、沉积体系域和海平面变化的有力途径。这一工作在国外研究已达到相当的水平,提交了一系列优秀的成果。近年来,由于有关层序地层学的理论和方法不断传入我国,从而也开始了这方面的研究工作。我们运用层序地层学的理论和方法,对中国南方三叠系进行了沉积层序、沉积体系域及与海平面变化关系的初步研究,获得了一些尚未十分成熟的成果。草写此文,以期能引起同行们的兴趣和共同探讨层序地层学这一新兴学科。     

南秦岭古生代沉积盆地构造活动-海平面变化与沉积响应

位于扬子地台北部被动边缘的南秦岭镇安、旬阳古生代沉积盆地,发育一套早古生代—中生代一套碳酸盐岩夹细碎屑岩沉积,其沉积建造稳定,岩相清晰,地层层序及沉积体系域发育清楚,海平面变化敏感,是研究海平面变化与沉积响应较理想的地区。通过对区内沉积盆地地层特征及侧向变化分析,初步划分出了10个层序,识别出若干个沉积体系域和层序界面。盆地沉积演化与构造体制、区域性构造运动密切相关,构造活动控制了海平面变化。通过区域地层格架分析和层序地层学研究,可以进一步研究区域构造活动历史,恢复海平面变化细节,建立岩石地层、年代地层格架,从微观上准确了解区域海平面敏感变化,确切刻画古气候、古地理、古环境,从而更好的预测沉积矿产。     

扬子地台北缘南郑马元—宁强阳平关沉积盆地沉积构造事件与海平面变化响应

位于扬子地台北部被动边缘的南秦岭南郑—阳平关一带古生代沉积盆地,发育一套早古生代—中生代碳酸盐岩夹细碎屑岩沉积,沉积构造及岩相清晰。通过对区内沉积盆地地层特征及侧向变化分析,初步划分出了6个层序,识别出若干个沉积体系域和层序界面。盆地沉积演化与构造体制、区域性构造运动密切相关,构造活动控制了海平面变化。近几年来,在南郑马元一带震旦系灯影组白云岩中,发现了近百千米的马元型铅锌矿带,因此,通过区域地层格架分析和层序地层学研究,进一步研究区域构造活动历史,恢复海平面变化细节,建立岩石地层格架,从微观上准确了解区域海平面敏感变化,从而更好地预测沉积矿产。     

层序地层学和海平面变化

一、引言、意义海平面相对于大陆的震荡变化受全球海面变化,以及沉积物供给的变化和沉降速率的控制。如果我们想要了解全球海面变化的原因,以及它与其它全球地质现象,如板块构造、气候、大洋缺氧事件等之间的关系,那么,区分全球海面变化与沉积物供给和沉降的影响,这一地层学上的老问题便具有极大的重要性。从地震地层学以及最近的层序地层学认识到:沉积层系可分成许多由不整合面限界的沉积序列;最近又进一步了解到,这些序列内的相组合和几何形态与海平面变化有关。这样,就为阐明全球海面变化史铺平了道路。CRER第一工作组的任务——层序地层学和海面变化——就是要在上述成就的基础上,对白垩纪时的沉积旋回性的成因,按1-10百万年的时标进行预定的研究,特别要估计白垩纪时,全球海面     

华北晚古生代海平面变化及其层序地层响应

依据沉积学、煤地质学、层序地层学、古生物学等多学科综合方法,对华北地区晚古生代地层进行层序地层分析,并研究了相对海平面升降和其层序地层学响应,研究结果表明:研究区晚古生代地层存在着8种层序界面,主要包括古构造运动面、古生物间断面、大面积泥炭化沼泽化界面、陆表海低水位砂体底界、盆地转换界面、大范围冲刷面、大面积暴露面和硅质海绵岩等;依据界面的划分原则可以将研究区地层划分出1个盆地充填层序、3个构造层序(相当于二级层序)和7个三级层序;分析发现,基于层序格架下的相对海平面升降可以分为层序1-层序3的短期大规模海侵阶段及长时间海退阶段和层序4-层序7的长时期的海退阶段.在此基础上,依据海平面变化曲线及其层序地层响应特征发现华北晚古生代海平面变化具有周期性与复合性和高频性与事件性等特点.     

上扬子区下古生界层序地层格架的初步研究

上扬子区下古生界在贵州及其邻区发育较为完整。在震旦纪与寒武纪之交的台地淹没事件之后,寒武系形成一个从深水盆地相黑色页岩系到大套台地碳酸盐的沉积序列,其中下寒武统包含5个三级层序而可以进一步归为一个二级层序,中上寒武统构成一个二级层序而且可以进一步划分为7个三级层序。奥陶纪艾家山世末期的都匀运动、奥陶纪末期的与冈瓦纳大陆冰期相响应的全球海平面下降事件以及志留纪末期广西运动的共同作用,造成扬子地台大幅度的古地理变迁以及残留不全的奥陶系和志留系。详尽追踪和对比的结果可以将奥陶系划分为8个三级层序且可以进一步归为一个二级层序,在残留不全的的志留系中可以划分出7个三级层序并可以进一步归为一个二级层序。层序地层格架的建立,可以大致解读许多有趣的地质现象,如寒武纪碳酸盐台地的生长过程,奥陶纪与志留纪之交的“浅海静水”型黑色页岩系的发育特点,志留纪由北而南的海侵所造成的复杂的志留系展布特征等等;同时也意味着许多有待于进一步研究的问题,早寒武世数次快速海侵事件与生物事件的关系,奥陶系顶部特殊的“观音桥灰岩”的成因,奥陶系红花园组海绵生物礁的基本沉积模式等等。     

四川龙门山马角坝地区石炭纪层序地层及海平面变化研究

在沉积学、生物地层学研究之基础上，结合沉积地球化学资料，对龙门山马角坝地区石炭系进行了露头层序地层学研究。首次识别出９个三级层序和若干个四至五级高频层序。在三级层序中，岩关组２个、大塘组３个、威宁组２个、马平组２个，它们均可作区域性对比。其中，四个层序分别与冈瓦纳大陆晚古生代五次冰川事件中四次间冰期－冰期旋回相对应，表明其成因与冰川型全球海平面变化有关。显然，研究区石炭纪层序主要受控于全球海平面升降旋回，具有全球对比意义。     

中国南方二叠纪海平面变化及升降事件

在对中国南方二叠纪层序地层、充填特征及沉积演化认识基础上,通过研究海平面升降变化及事件后认为:华南二叠纪相对海平面升降旋回与其层序数量一致,升降型式可有两种且互成影像;二级海平面升降包括“二分式”和“单分式”,前者以扬子区为代表,后者典型见于华夏区;海平面升降事件发生在栖霞早期、茅口早期、茅口末期、吴家坪早期及长兴中后期;二级、三级海平面变化在升降样式、数量、相位上与欧美各地有所不同,其成因与所处构造域有关。     

天津蓟县中元古界雾迷山组复合海平面变化旋回层序的初步研究

天津蓟县中元古界雾迷山组为一套厚３０００ 余米的碳酸盐岩地层,叠层石生物层和凝块石生物丘特别发育。它们与潮坪相泥晶白云岩和泥质白云岩构成具对称相序组构的环潮坪型碳酸盐米级旋回层序。米级旋回层序之顶覆以厚度不等的澲湖相白云质泥页岩。常常３ ～５ 个米级旋回层序呈有序叠加构成五级准层序组,少数米级旋回层序还可识别出５ 个七级韵律层而呈现出１∶５ 的叠加关系。因此,七级韵律层、米级旋回层和五级准层序组分别与岁差旋回、短偏心率旋回、长偏心率旋回间存在有成因联系。根据米级旋回层序在长周期层序中的有序垂直叠加形式,在雾迷山组中可识别出２６ 个三级层序,进一步归为６ 个二级层序。     

上扬子地台南缘不同沉积相区上泥盆统和下石炭统沉积层序之对比

层序的空间分布是否具有全球性,地史时期海平面变化是否具有全球等时一致性,是层序地层学的根本问题。上扬子地台南缘不同沉积相区上泥盆统和下石炭统沉积层序研究表明,不同级别的层序具有特定的空间分布和对比范围,虽然形成各种级别层序的海平面变化基本上是全球性的。本文把空间分布,特别是在不同沉积相区的分布作为定义和识别各种级别层序的一个标准。正层序（ 三级层序） 的分布可能是全球性的,至少可以在同一大陆边缘的不同相区辨认,并能进行远距离对比,有些甚至可以进行全球对比。一般来说,亚层序（ 四级层序,时间间隔0.5 M a～ 1.5 M a） 在不同的沉积相区对比比较困难,虽然有些亚层序的空间分布也可以是全球性的。亚层序至少应当在一个沉积相带内可以普遍识别和对比。更高级的层序,包括副层序（ 五级层序,即Wang 和 Shi 1996 年使用的亚层序） 和小层序（ 六级层序） 的分布是区域性的或地区性的,它们可能分别反映米兰柯维奇旋回的长周期和短周期。正层序和亚层序一般可在不同沉积相区识别,而副层序和小层序一般仅能在浅海相区识别,在斜坡和盆地相区则不易辨认。     

下扬子区二叠系层序地层格架

针对研究区钻及二叠系的井甚少,现有的几条地震剖面质量欠佳的状况,采用露头层序地层学的方法在８条主干剖面、数十条辅助剖面详细研究的基础上将研究区二叠系划分为１１个Ⅲ级层序（栖霞阶为３个层序,茅口阶为３个层序,吴家坪阶为３个层序和长兴阶为２个层序）。以具区域性分布的生物化石带为主,辅以岩性组合、岩相特征、垂向相序特点及地质事件,对研究区二叠系进行详细区域层序对比,总结了二叠系层序特点。     

云南思茅盆地二叠纪层序地层研究

在野外实地考察和综合研究的基础上，根据层序界面特征和凝缩层，思茅盆地二叠系可分为9个Ⅲ级层序，其中下二叠统3个，上二叠统6个。根据区域特点，认为二叠纪可分为2个Ⅱ级层序，在思茅盆地范围，乃至中国南方可以进行对比。     

鄂尔多斯盆地华池油田延长组3油组短期基准面旋回层序分析与等时对比

本文运用高分辨率层序地层学的基准面旋回原理,以钻井、测井资料的综合研究为基础,对华池油田长3油层组进行短期基准面旋回层序分析,将其划分为向上“变深”非对称型、向上“变浅”非对称型与对称型3种基本层序类型和更多的亚类型。运用旋回等时对比法则对短期基准面旋回层序进行等时对比,并建立等时地层格架。最后建立了短期基准面旋回层序的分布模式。     

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。     

辽北早白垩世泉头组沉积体系

通过辽北早白垩世泉头组地层研究,提出泉头组沉积层序划分方案:划分为2个层序,11个旋回层序,20个基本层序;总结了层序划分的4种类型及其识别标志;识别出3种沉积体系———湖相三角洲分流河道沉积体系、浅湖相沉积体系、湖相三角洲前缘沉积体系。     

鲍玛序列的多解性

鲍玛序列作为浊积岩的识别标志被广泛认可,但随着对深水沉积过程认识的深入,鲍玛序列逐渐被重新认识。近年来对深水沉积物重力流的研究发现:鲍玛序列不是浊流的唯一产物,深水环境中其它沉积过程也可形成鲍玛序列。因此,在野外识别浊积岩的过程中,要慎重使用鲍玛序列进行判别。     

川滇黔桂地区泥盆系层序地层分析

根据层序关键界面、体系域叠置关系及内部构型特征,结合生物地层资料,右江盆地泥盆系可划分为17个三级层序,其中下统 7个、中统 5个、上统 5个,包括 9个Ⅰ型层序、8个Ⅱ型层序,代表17次三级相对海平面变化产物。在此基础上,对不同沉积背景的层序进行了对比,建立了相应的层序格架模型。结果表明,不同沉积相带的层序内部构型和成因格架存在一定的差异,但由于海平面变化这一共同因素的影响,它们仍可进行对比和追踪。     

陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组层序地层与天然气的关系

陕甘宁盆地马家沟组可划分出３ 个层序,每个层序均由海侵体系域及高位体系域所组成,海平面变化是控制层序形成的主要因素。此外,盆地基底构造对层序地层的分布也具有重要的影响,在盆地中部发育浅水层序,在盆地西部及南部则发育较深水层序。在盆地中部浅水层序的高位体系域中,生储盖组合最佳,具有较好的勘探前景