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1、第六章第六章 陸相湖盆層序地層學(xué)陸相湖盆層序地層學(xué) 第一節(jié)陸相湖盆地質(zhì)特征第一節(jié)陸相湖盆地質(zhì)特征第二節(jié)陸相湖盆層序界面及樣式第二節(jié)陸相湖盆層序界面及樣式 湖泊湖泊-是陸地上穩(wěn)定的天然蓄水盆地,也是沉積物堆積的是陸地上穩(wěn)定的天然蓄水盆地,也是沉積物堆積的重要場所。重要場所。 湖盆本身的性質(zhì)是周圍被較高地區(qū)團團圍繞的地形低處湖盆本身的性質(zhì)是周圍被較高地區(qū)團團圍繞的地形低處 現(xiàn)代湖泊約占大陸表面現(xiàn)代湖泊約占大陸表面1.8%,其中,其中60%為淡水湖(為淡水湖(Reeve,1968)。大小從幾十平方米到幾十萬平方公里。)。大小從幾十平方米到幾十萬平方公里。 世界最大:里海世界最大:里海436400km
2、2 我國最大:太湖我國最大:太湖245240km2(淡水湖)(淡水湖) 青海湖青海湖4450km2(咸水湖)(咸水湖) 世界最深:貝加爾湖世界最深:貝加爾湖31500 km2,最大水深,最大水深1620m,平,平均水深均水深740m補充:補充: 湖泊分布廣:湖泊分布廣:不同構(gòu)造環(huán)境:大陸內(nèi)部、裂谷、大陸邊緣、碰撞帶等不同構(gòu)造環(huán)境:大陸內(nèi)部、裂谷、大陸邊緣、碰撞帶等不同地理環(huán)境:冰川、山谷、沙漠、平原、海岸平原等不同地理環(huán)境:冰川、山谷、沙漠、平原、海岸平原等不同氣候條件:從冷到熱,從干旱到潮濕不同氣候條件:從冷到熱,從干旱到潮濕 具有不同的鹽度:從淡水到非常高的鹽度具有不同的鹽度:從淡水到非常
3、高的鹽度 與不同的沉積體系過渡:冰川、沙漠、三角洲等與不同的沉積體系過渡:冰川、沙漠、三角洲等 地史時期湖泊沉積記錄較少而現(xiàn)代湖泊面積大,地史時期湖泊沉積記錄較少而現(xiàn)代湖泊面積大,顯生宙多,前寒武紀少顯生宙多,前寒武紀少湖泊沉積研究的意義湖泊沉積研究的意義理論意義:理論意義: 湖泊作為研究沉積作用的一個大實驗場,現(xiàn)代沉積湖泊作為研究沉積作用的一個大實驗場,現(xiàn)代沉積的許多概念,如三角洲沉積、濱海、濁流作用以及蒸發(fā)成的許多概念,如三角洲沉積、濱海、濁流作用以及蒸發(fā)成因等,都是從湖泊開始研究的。但研究還不夠,因而沒有因等,都是從湖泊開始研究的。但研究還不夠,因而沒有理想模式。理想模式。 湖泊沉積是古
4、氣候的靈敏標(biāo)志。湖泊沉積是古氣候的靈敏標(biāo)志。實際意義:實際意義: 與世界上以海相地層含油不一樣,我國的石油天然與世界上以海相地層含油不一樣,我國的石油天然氣儲量絕大部分來自與湖泊相關(guān)的沉積地層,湖泊沉積作氣儲量絕大部分來自與湖泊相關(guān)的沉積地層,湖泊沉積作為石油與天然氣生成與儲集的一種重要類型,已為人們公為石油與天然氣生成與儲集的一種重要類型,已為人們公認,也是我國對陸相生油、儲油理論的重大貢獻。認,也是我國對陸相生油、儲油理論的重大貢獻。 與湖泊沉積相關(guān)的煤、粘土及鹽類礦床也是具有重與湖泊沉積相關(guān)的煤、粘土及鹽類礦床也是具有重大價值的資源。大價值的資源。1 1、湖泊的水動力條件、湖泊的水動力條
5、件2 2、湖水的溫度分層、湖水的溫度分層3 3、湖泊的水化學(xué)條件、湖泊的水化學(xué)條件4 4、湖泊的生物作用、湖泊的生物作用湖泊的主要特征湖泊的主要特征 波浪、岸流、河流、潮汐作用很弱波浪、岸流、河流、潮汐作用很弱 湖浪:浪基面湖浪:浪基面1/21/2波長的水深,一般小于波長的水深,一般小于2020米。米。湖浪的大小與湖泊的規(guī)模和風(fēng)的吹程有關(guān)。在較淺湖浪的大小與湖泊的規(guī)模和風(fēng)的吹程有關(guān)。在較淺的湖區(qū),風(fēng)暴浪改造近岸沉積,可以產(chǎn)生類似于陸的湖區(qū),風(fēng)暴浪改造近岸沉積,可以產(chǎn)生類似于陸棚的風(fēng)暴沉積棚的風(fēng)暴沉積 岸流:湖浪的推進方向與湖岸斜交時產(chǎn)生岸流岸流:湖浪的推進方向與湖岸斜交時產(chǎn)生岸流 河流:河流的
6、注入改變水動力特征和沉積物分河流:河流的注入改變水動力特征和沉積物分布特征布特征1 1、湖泊的水動力特征、湖泊的水動力特征湖浪湖浪2 2、湖水的溫度分層、湖水的溫度分層湖泊對大氣的溫度變化較為敏感。由于水的密度在湖泊對大氣的溫度變化較為敏感。由于水的密度在4時時最大,氣溫的變化使處于此溫度的水體沉降至湖底,湖水最大,氣溫的變化使處于此溫度的水體沉降至湖底,湖水出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象。出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象。(1 1)隨著深度的增加,溫度)隨著深度的增加,溫度將逐漸降低,當(dāng)達到某一深度將逐漸降低,當(dāng)達到某一深度時,水溫降低很快,這個水溫時,水溫降低很快,這個水溫突然變化的水層稱為溫躍層突然變化的水層稱為溫躍
7、層(2 2)在溫躍層以下,水體較)在溫躍層以下,水體較冷,密度較大并處于停滯狀態(tài),冷,密度較大并處于停滯狀態(tài),人們通常把該層稱為下部滯水人們通常把該層稱為下部滯水層層(3 3)溫躍層以上為水體運動)溫躍層以上為水體運動活躍、混合良好的暖水層,一活躍、混合良好的暖水層,一般稱為上部溫水層般稱為上部溫水層河流的注入作用也可以破壞以前的分層狀況河流的注入作用也可以破壞以前的分層狀況3.3.湖泊的水化學(xué)條件湖泊的水化學(xué)條件181816161313121234343232富營養(yǎng)湖泊(現(xiàn)代環(huán)保:如滇池、太湖的治理)富營養(yǎng)湖泊(現(xiàn)代環(huán)保:如滇池、太湖的治理) 在溫暖潮濕氣候區(qū)的淡水湖中,生物的繁殖率很高。當(dāng)
8、在溫暖潮濕氣候區(qū)的淡水湖中,生物的繁殖率很高。當(dāng)這些生物死亡后沉積于湖底,可使湖底的游離氧消耗貽這些生物死亡后沉積于湖底,可使湖底的游離氧消耗貽盡,造成無氧帶。這種湖泊稱為盡,造成無氧帶。這種湖泊稱為富營養(yǎng)湖泊富營養(yǎng)湖泊,其沉積物,其沉積物主要為黑色的富含硫化物的有機質(zhì)組成的腐殖泥。主要為黑色的富含硫化物的有機質(zhì)組成的腐殖泥。貧營養(yǎng)的湖泊貧營養(yǎng)的湖泊如果生物繁殖率低,或者水體保持良好的如果生物繁殖率低,或者水體保持良好的氧化條件,那么水體中因含游離氧較多,只能沉積黃灰氧化條件,那么水體中因含游離氧較多,只能沉積黃灰色的含植物和藻類的軟泥。軟泥中可以見到底棲動物化色的含植物和藻類的軟泥。軟泥中可
9、以見到底棲動物化石。這種湖泊稱為石。這種湖泊稱為貧營養(yǎng)的湖泊貧營養(yǎng)的湖泊4.4.湖泊的生物作用湖泊的生物作用(1 1)直接作用遺體和痕跡)直接作用遺體和痕跡淡水生物群:底棲生物腹足類、瓣鰓類,游泳生物介形淡水生物群:底棲生物腹足類、瓣鰓類,游泳生物介形蟲、葉肢介、魚等,低等植物輪藻、藍藻等蟲、葉肢介、魚等,低等植物輪藻、藍藻等(2 2)間接作用改變環(huán)境)間接作用改變環(huán)境三、湖泊的分類三、湖泊的分類(1)(1)按湖水鹽度將湖泊分為淡水湖、咸水湖和鹽湖。鹽度按湖水鹽度將湖泊分為淡水湖、咸水湖和鹽湖。鹽度0.1%0.1%者稱為淡水湖,鹽度者稱為淡水湖,鹽度3.5%3.5%者稱為鹽湖,介于二者之者稱為
10、鹽湖,介于二者之間的稱為咸水湖間的稱為咸水湖(2)(2)按湖泊的沉積物類型分為以陸源碎屑沉積為主的碎屑沉按湖泊的沉積物類型分為以陸源碎屑沉積為主的碎屑沉積型湖泊和以蒸發(fā)巖為主的化學(xué)沉積型湖泊積型湖泊和以蒸發(fā)巖為主的化學(xué)沉積型湖泊(3)(3)按湖盆的成因分為構(gòu)造湖(按湖盆的成因分為構(gòu)造湖(斷陷湖泊、坳陷湖泊斷陷湖泊、坳陷湖泊)、河)、河成湖、火山湖、巖溶湖和冰川湖等成湖、火山湖、巖溶湖和冰川湖等(4 4)按地理位置分為近海湖泊和內(nèi)陸湖泊)按地理位置分為近海湖泊和內(nèi)陸湖泊碎屑湖泊的沉積模式碎屑湖泊的沉積模式沉積物圍繞湖盆呈環(huán)帶狀分布,但實際情況要復(fù)雜的多。沉積物圍繞湖盆呈環(huán)帶狀分布,但實際情況要復(fù)
11、雜的多。子長南家咀煤礦長子長南家咀煤礦長1半深湖相沉積半深湖相沉積深湖泥巖深湖泥巖深湖泥巖深湖泥巖第一節(jié)第一節(jié) 陸相湖盆地質(zhì)特征陸相湖盆地質(zhì)特征 陸相湖盆特征:陸相湖盆特征: 受構(gòu)造和氣候作用影響大受構(gòu)造和氣候作用影響大 盆地類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜盆地類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜 湖盆水域淺小湖盆水域淺小 近物源和多物源供源方式近物源和多物源供源方式 湖平面升降變化頻繁湖平面升降變化頻繁 沉積體系類型多且相變快沉積體系類型多且相變快 湖盆缺少明顯的地形坡折等湖盆缺少明顯的地形坡折等海平面升降變化曲線對湖泊層序研究無指導(dǎo)意義,海平面升降變化曲線對湖泊層序研究無指導(dǎo)意義,控制地層控制地層構(gòu)型的主要因素是構(gòu)造活動和氣候的
12、變化構(gòu)型的主要因素是構(gòu)造活動和氣候的變化。 研究表明要成功地在陸相地層中運用層序地層學(xué)的基本概研究表明要成功地在陸相地層中運用層序地層學(xué)的基本概念,就必須要對陸相盆地構(gòu)造活動、氣候變化以及基準面和沉念,就必須要對陸相盆地構(gòu)造活動、氣候變化以及基準面和沉積物的供給進行全面了解和研究,這樣才能根據(jù)陸相湖盆的地積物的供給進行全面了解和研究,這樣才能根據(jù)陸相湖盆的地質(zhì)特征,作出能反映陸相盆地地質(zhì)特征的層序地層研究成果。質(zhì)特征,作出能反映陸相盆地地質(zhì)特征的層序地層研究成果。 、湖盆構(gòu)造作用和氣候變化、湖盆構(gòu)造作用和氣候變化 1湖盆構(gòu)造作用及其對層序的控制湖盆構(gòu)造作用及其對層序的控制 1) 陸相湖盆成因機
13、制陸相湖盆成因機制 陸相湖盆成因機制以及盆地演化史的研究陸相湖盆成因機制以及盆地演化史的研究一直是人們長期討論的主要課題。人們提出了一直是人們長期討論的主要課題。人們提出了多種陸相湖盆成因機制的觀點,但較為人們普多種陸相湖盆成因機制的觀點,但較為人們普遍接受的有兩種沉積盆地形成機制。遍接受的有兩種沉積盆地形成機制。 第一種:洼地內(nèi)沉積物按地形法則發(fā)生堆積第一種:洼地內(nèi)沉積物按地形法則發(fā)生堆積 成因:成因:由于巖石圈的負載作用,巖石圈發(fā)生彈性變形。巖石由于巖石圈的負載作用,巖石圈發(fā)生彈性變形。巖石圈憑借其彈性可承受寬度等于其深度量級的負載。圈憑借其彈性可承受寬度等于其深度量級的負載。 特點:特點
14、:這種均衡下沉可以導(dǎo)致沉積物的總厚度達到初始地形這種均衡下沉可以導(dǎo)致沉積物的總厚度達到初始地形異常的異常的2-32-3倍。倍。 主要分布在大陸邊緣和大陸裂開的地區(qū)主要分布在大陸邊緣和大陸裂開的地區(qū) 第二種:熱沉降作用。第二種:熱沉降作用。 成因:成因:地幔深部物質(zhì)上涌,地幔深部物質(zhì)上涌,在大陸巖石圈之下形成熱點,在大陸巖石圈之下形成熱點,巖石圈受熱被拉張變薄。隨巖石圈受熱被拉張變薄。隨著均衡上隆,在地殼上部足著均衡上隆,在地殼上部足以產(chǎn)生斷裂的裂陷盆地,從以產(chǎn)生斷裂的裂陷盆地,從而導(dǎo)致盆地的沉降和沉積物而導(dǎo)致盆地的沉降和沉積物的沉積。的沉積。 特點:特點:受多種因素控制受多種因素控制 斷陷向坳
15、陷轉(zhuǎn)化斷陷向坳陷轉(zhuǎn)化 中國東部中新生代陸相盆地的成因機制,目前比中國東部中新生代陸相盆地的成因機制,目前比較一致的看法就是較一致的看法就是熱沉降作用熱沉降作用,即由于太平洋板塊向,即由于太平洋板塊向歐亞板塊俯沖和印度板塊向北擠壓,造成東部地殼向歐亞板塊俯沖和印度板塊向北擠壓,造成東部地殼向東蠕散、拉張減薄,拉張作用造成軟流圈上拱,盆地東蠕散、拉張減薄,拉張作用造成軟流圈上拱,盆地以早期裂陷為特征,晚期因熱流擴散巖石圈冷卻收縮,以早期裂陷為特征,晚期因熱流擴散巖石圈冷卻收縮,盆地下沉,以坳陷為特征。盆地下沉,以坳陷為特征。 陸相斷陷盆地的陸相斷陷盆地的拉張裂陷作用具有階段性、旋回拉張裂陷作用具有
16、階段性、旋回性的特點,性的特點,是一個不連續(xù)的幕式沉降過程,這個階段是一個不連續(xù)的幕式沉降過程,這個階段沉降作用控制了盆地充填物的旋回性。沉降作用控制了盆地充填物的旋回性。 2) 陸相湖盆結(jié)構(gòu)特征陸相湖盆結(jié)構(gòu)特征 根據(jù)盆地構(gòu)造成因,根據(jù)盆地構(gòu)造成因,可將沉積盆地劃分成三種類型,可將沉積盆地劃分成三種類型, 擠壓性沉積盆地:擠壓性沉積盆地:主要分布在賀蘭山、六盤山以西,如塔主要分布在賀蘭山、六盤山以西,如塔里木、準噶爾、柴達木盆地;里木、準噶爾、柴達木盆地;基底斷裂發(fā)育,盆地均具有明顯基底斷裂發(fā)育,盆地均具有明顯的斷陷的斷陷坳陷雙層結(jié)構(gòu)。坳陷雙層結(jié)構(gòu)。 拉張型沉積盆地:拉張型沉積盆地: 分布在賀
17、蘭山和六盤山以東,如松遼、分布在賀蘭山和六盤山以東,如松遼、渤海灣和珠江口盆地;渤海灣和珠江口盆地;盆地往往呈不對稱狀,發(fā)育明顯的中新盆地往往呈不對稱狀,發(fā)育明顯的中新生代山前坳陷,無明顯巖漿活動,盆地邊界受逆沖斷層控制,生代山前坳陷,無明顯巖漿活動,盆地邊界受逆沖斷層控制,盆地局部構(gòu)造多呈線狀或雁列式排列。盆地局部構(gòu)造多呈線狀或雁列式排列。 過渡型沉積盆地:過渡型沉積盆地:處于上述兩類盆地之間,如四川和鄂爾處于上述兩類盆地之間,如四川和鄂爾多斯盆地。多斯盆地?;讏杂?,是中國陸塊上最穩(wěn)定的一部分,盆地結(jié)基底堅硬,是中國陸塊上最穩(wěn)定的一部分,盆地結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為東西不對稱的特點,盆地西緣多發(fā)育逆沖斷
18、裂帶。構(gòu)表現(xiàn)為東西不對稱的特點,盆地西緣多發(fā)育逆沖斷裂帶。 中國中新生代陸相盆地受基底性質(zhì),斷裂構(gòu)造運中國中新生代陸相盆地受基底性質(zhì),斷裂構(gòu)造運動的影響,盆地結(jié)構(gòu)類型多樣且復(fù)雜。動的影響,盆地結(jié)構(gòu)類型多樣且復(fù)雜。 根據(jù)盆地基底差異沉降的特點,可將中國中新生根據(jù)盆地基底差異沉降的特點,可將中國中新生代陸相盆地結(jié)構(gòu)劃分成三種類型,代陸相盆地結(jié)構(gòu)劃分成三種類型,即單斷箕狀盆地、即單斷箕狀盆地、雙斷裂陷盆地和斷層活動很弱的坳陷盆地。雙斷裂陷盆地和斷層活動很弱的坳陷盆地。 3) 3) 陸相湖盆的構(gòu)造演化特征陸相湖盆的構(gòu)造演化特征 中國中新生代陸相盆地構(gòu)造沉降演化歷史表現(xiàn)出明顯的中國中新生代陸相盆地構(gòu)造沉
19、降演化歷史表現(xiàn)出明顯的階段性。階段性。 盆地演化早期:即盆地演化早期:即早期斷陷階段早期斷陷階段,盆地基底沉降明顯、沉,盆地基底沉降明顯、沉降幅度大;降幅度大; 盆地演化中期:即盆地演化中期:即中期坳陷階段,中期坳陷階段,盆地基底沉降速率明顯盆地基底沉降速率明顯降低,沉降幅度變?。唤档?,沉降幅度變小; 盆地演化晚期:即盆地演化晚期:即晚期萎縮消亡階段,晚期萎縮消亡階段,盆地基底沉降作用盆地基底沉降作用趨于停止,盆地萎縮直至消亡。趨于停止,盆地萎縮直至消亡。 4)4)盆地構(gòu)造演化對層序發(fā)育的控制作用盆地構(gòu)造演化對層序發(fā)育的控制作用 構(gòu)造作用從根本上控制了可容空間的產(chǎn)生和消亡構(gòu)造作用從根本上控制了
20、可容空間的產(chǎn)生和消亡沒有構(gòu)造沉降就沒有沉積盆地沒有構(gòu)造沉降就沒有沉積盆地盆地構(gòu)造演化往往被認為是形成陸相層序的一種主控盆地構(gòu)造演化往往被認為是形成陸相層序的一種主控因素。因素。 中國東部中新生代構(gòu)造演化史分析表明,盆地構(gòu)造中國東部中新生代構(gòu)造演化史分析表明,盆地構(gòu)造演化具有明顯的階段性,也就是說,盆地的形成和演演化具有明顯的階段性,也就是說,盆地的形成和演化不是連續(xù)的,是間歇的或幕式的。正是這種幕式的化不是連續(xù)的,是間歇的或幕式的。正是這種幕式的盆地構(gòu)造旋回控制了某些陸相盆地的層序地層模式。盆地構(gòu)造旋回控制了某些陸相盆地的層序地層模式。 因此盆地范圍的階段性構(gòu)造作用控制了沉積層序的因此盆地范圍
21、的階段性構(gòu)造作用控制了沉積層序的形成,該層序的邊界往往是在盆地范圍內(nèi)可追蹤對比形成,該層序的邊界往往是在盆地范圍內(nèi)可追蹤對比的構(gòu)造不整合界面。的構(gòu)造不整合界面。 根據(jù)構(gòu)造沉積幕的概念,構(gòu)造層序與構(gòu)造沉積幕基本相當(dāng)根據(jù)構(gòu)造沉積幕的概念,構(gòu)造層序與構(gòu)造沉積幕基本相當(dāng)即代表在基本相同的構(gòu)造機制作用下形成的一組相關(guān)的層序,即代表在基本相同的構(gòu)造機制作用下形成的一組相關(guān)的層序,指示盆地的一個構(gòu)造演化階段。指示盆地的一個構(gòu)造演化階段。沉積盆地充填演化受控于不同序次的幕式構(gòu)造運動。沉積盆地充填演化受控于不同序次的幕式構(gòu)造運動。直接控制盆地形成和消亡的一級和二級構(gòu)造運動具有持續(xù)時間直接控制盆地形成和消亡的一級
22、和二級構(gòu)造運動具有持續(xù)時間長、波及范圍廣的特點,控制了構(gòu)造層序的形成。導(dǎo)致沉降速長、波及范圍廣的特點,控制了構(gòu)造層序的形成。導(dǎo)致沉降速率變化的三級構(gòu)造運動率變化的三級構(gòu)造運動( (百萬年級百萬年級) )控制了盆地范圍的層序的形控制了盆地范圍的層序的形成。成。 2. 2. 氣候?qū)﹃懴嗯璧貙有虻目刂谱饔脷夂驅(qū)﹃懴嗯璧貙有虻目刂谱饔?氣候的變化對陸相層序的影響是多方面的。氣候的變化對陸相層序的影響是多方面的。 首先是一種間接的影響,氣候的變化會造成植被首先是一種間接的影響,氣候的變化會造成植被和降雨量的改變。和降雨量的改變。若氣候溫暖潮濕,則植被發(fā)育、降若氣候溫暖潮濕,則植被發(fā)育、降雨量多,母巖的風(fēng)
23、化作用較顯著,網(wǎng)狀河流發(fā)育,沉雨量多,母巖的風(fēng)化作用較顯著,網(wǎng)狀河流發(fā)育,沉積物供源較多且湖平面易于上升,利于陸相盆地層序積物供源較多且湖平面易于上升,利于陸相盆地層序的發(fā)育;反之,氣候干旱炎熱,植被不發(fā)育,降雨量的發(fā)育;反之,氣候干旱炎熱,植被不發(fā)育,降雨量少,辮狀河系較發(fā)育,粗粒物源短距離供給,湖平面少,辮狀河系較發(fā)育,粗粒物源短距離供給,湖平面易下降,不利于層序的發(fā)育。易下降,不利于層序的發(fā)育。 氣候的變化也會導(dǎo)致河流地貌的巨大變化,地貌氣候的變化也會導(dǎo)致河流地貌的巨大變化,地貌變化又使得河流系統(tǒng)處于不均衡狀態(tài),而不均衡條件變化又使得河流系統(tǒng)處于不均衡狀態(tài),而不均衡條件是以快速地形變化為
24、特征的。是以快速地形變化為特征的。 因而保存的河流沉積可解釋為代表穩(wěn)定的地形變因而保存的河流沉積可解釋為代表穩(wěn)定的地形變化,而層序邊界的存在則代表了快速的地形變化?;?,而層序邊界的存在則代表了快速的地形變化。 氣候變化對形成陸相層序的直接影響是湖平面的氣候變化對形成陸相層序的直接影響是湖平面的變化。變化。氣候影響了湖泊的蒸發(fā)量和注入量,進而影響氣候影響了湖泊的蒸發(fā)量和注入量,進而影響了湖平面的升降變化,湖平面的升降變化控制了地層了湖平面的升降變化,湖平面的升降變化控制了地層的疊置樣式和沉積相的分布。的疊置樣式和沉積相的分布。 當(dāng)氣候由干旱向潮濕轉(zhuǎn)化時期,湖平面快速上升,當(dāng)氣候由干旱向潮濕轉(zhuǎn)化時
25、期,湖平面快速上升,水體加深,沉積了湖泊擴張體系域;在潮濕期湖平面水體加深,沉積了湖泊擴張體系域;在潮濕期湖平面達到最高最大時形成最大湖泛面,之后形成了高位體達到最高最大時形成最大湖泛面,之后形成了高位體系城。系城。 全球氣候變化具有周期性或旋回性,全球氣候變化具有周期性或旋回性,前人曾就前人曾就層序中地質(zhì)周期的天體成因和演化特性做過系統(tǒng)研究,層序中地質(zhì)周期的天體成因和演化特性做過系統(tǒng)研究,可將天文地質(zhì)成因周期劃分成可將天文地質(zhì)成因周期劃分成6 6個級次。在陸相層序個級次。在陸相層序地層研究中,與氣候相關(guān)的三級、四級和五級周期控地層研究中,與氣候相關(guān)的三級、四級和五級周期控制或影響了層序的形成
26、發(fā)育。制或影響了層序的形成發(fā)育。 例如,東濮凹陷始新統(tǒng)沙四段為干熱氣候、沙三例如,東濮凹陷始新統(tǒng)沙四段為干熱氣候、沙三段為溫暖氣候,氣候周期為百萬年級。另外,通過對段為溫暖氣候,氣候周期為百萬年級。另外,通過對塔里木盆地陸相三疊系米蘭科維奇旋回的周期分析發(fā)塔里木盆地陸相三疊系米蘭科維奇旋回的周期分析發(fā)現(xiàn),米氏周期的沉積厚度為現(xiàn),米氏周期的沉積厚度為24.873.7m24.873.7m,周期頻率為,周期頻率為0.2980.776 Ma0.2980.776 Ma,相當(dāng)于米蘭科維奇地球偏心率的長,相當(dāng)于米蘭科維奇地球偏心率的長周期。周期。 二、湖平面升降變化二、湖平面升降變化 湖平面升降變化的確定依
27、據(jù)湖平面升降變化的確定依據(jù): : 湖相層序中的湖相層序中的湖岸上超和頂超湖岸上超和頂超現(xiàn)象,現(xiàn)象, 湖平面相對上升:湖岸上超向陸的遷移;湖平面相對上升:湖岸上超向陸的遷移; 湖平面相對靜止:湖岸沉積物的頂超現(xiàn)象;湖平面相對靜止:湖岸沉積物的頂超現(xiàn)象; 湖平面相對下降:湖岸上超向湖盆中央的遷移。湖平面相對下降:湖岸上超向湖盆中央的遷移。 湖盆緩坡高分辨率地震剖面是確定湖岸上超、湖湖盆緩坡高分辨率地震剖面是確定湖岸上超、湖岸沉積物頂超遷移規(guī)律的最好資料。岸沉積物頂超遷移規(guī)律的最好資料。 三、湖盆的沉積旋回特征三、湖盆的沉積旋回特征 在本世紀在本世紀7070年代,年代,VailVail等人將沉積旋回
28、的形成與等人將沉積旋回的形成與海平面的相對變化聯(lián)系起來,并且認為,海平面變化海平面的相對變化聯(lián)系起來,并且認為,海平面變化旋回在全球可以對比,也就是說,海平面變化旋回并旋回在全球可以對比,也就是說,海平面變化旋回并不是由局部構(gòu)造事件引起的,而是全球海平面變化的不是由局部構(gòu)造事件引起的,而是全球海平面變化的結(jié)果。結(jié)果。 實際上,中國中新生代陸相湖盆沉積物的垂向演實際上,中國中新生代陸相湖盆沉積物的垂向演化化存在明顯的旋回性存在明顯的旋回性,這些沉積旋回主要受控于盆地,這些沉積旋回主要受控于盆地構(gòu)造活動的多期性、階段性,受控于海平面相對變化構(gòu)造活動的多期性、階段性,受控于海平面相對變化和沉積物供給
29、的周期性和沉積物供給的周期性。 第二節(jié)第二節(jié) 陸相湖盆層序地層學(xué)陸相湖盆層序地層學(xué) 根據(jù)湖泊層序地層主控因素分析,根據(jù)湖泊層序地層主控因素分析,構(gòu)造作用和氣構(gòu)造作用和氣候變化是控制湖泊生成發(fā)展的最主要因素。候變化是控制湖泊生成發(fā)展的最主要因素。 所以應(yīng)在充分考慮控制層序地層主要控制因素的所以應(yīng)在充分考慮控制層序地層主要控制因素的基礎(chǔ)上,結(jié)合盆地結(jié)構(gòu)和充填物的特征,研究不同類基礎(chǔ)上,結(jié)合盆地結(jié)構(gòu)和充填物的特征,研究不同類型湖泊的層序地層樣式型湖泊的層序地層樣式 。 一、坳陷湖泊層序地層樣式一、坳陷湖泊層序地層樣式坳陷型湖盆特點:坳陷型湖盆特點:坳陷湖泊盆地地形較為平緩和簡單,盆地邊緣斜坡坳陷湖泊
30、盆地地形較為平緩和簡單,盆地邊緣斜坡缺少活動性同生斷層,地形較緩,盆地長軸端常發(fā)育缺少活動性同生斷層,地形較緩,盆地長軸端常發(fā)育規(guī)模較大的寬緩斜坡,使湖區(qū)相對遠離物源區(qū)。規(guī)模較大的寬緩斜坡,使湖區(qū)相對遠離物源區(qū)。坳陷型湖泊水域整體特征明顯,湖泊面積大,深湖坳陷型湖泊水域整體特征明顯,湖泊面積大,深湖區(qū)位于坳陷湖泊的中央,雖湖泊深度不及斷陷型湖泊,區(qū)位于坳陷湖泊的中央,雖湖泊深度不及斷陷型湖泊,但深湖區(qū)面積大,例如松遼盆地白堊系青山口組一段但深湖區(qū)面積大,例如松遼盆地白堊系青山口組一段深湖沉積面積占整個湖泊總面積的深湖沉積面積占整個湖泊總面積的8080,湖水深度一,湖水深度一般為般為30m30m
31、。 1 1坳陷湖泊層序界面特征坳陷湖泊層序界面特征 確定坳陷型湖盆層序地層樣式的關(guān)鍵是如何準確確定坳陷型湖盆層序地層樣式的關(guān)鍵是如何準確地將相互嵌套的不同級次層序界面劃分開來。地將相互嵌套的不同級次層序界面劃分開來。 在覆蓋區(qū),如松遼盆地,常以鉆測井和地震資料,在覆蓋區(qū),如松遼盆地,常以鉆測井和地震資料,綜合考慮構(gòu)造運動界面、巖性巖相突變以及不整合等綜合考慮構(gòu)造運動界面、巖性巖相突變以及不整合等標(biāo)志,來識別不同級次的層序邊界。標(biāo)志,來識別不同級次的層序邊界。 在層序邊界識別過程中,應(yīng)遵循下述幾個原在層序邊界識別過程中,應(yīng)遵循下述幾個原則:則: A. 界面間斷原則界面間斷原則,即所劃分的各級層序
32、內(nèi),即所劃分的各級層序內(nèi)部不應(yīng)存在比層序邊界更為重要的沉積間斷面;部不應(yīng)存在比層序邊界更為重要的沉積間斷面; B. 等時性原則等時性原則,即所劃分的各級層序均為,即所劃分的各級層序均為同期沉積物的組合體;同期沉積物的組合體; C. 統(tǒng)一性原則統(tǒng)一性原則,即所劃分的層序應(yīng)在盆地,即所劃分的層序應(yīng)在盆地范圍內(nèi)統(tǒng)一范圍內(nèi)統(tǒng)一(池英柳,池英柳,1995),不同資料層序識,不同資料層序識別的一致性原則,即據(jù)不同資料劃分的層序邊別的一致性原則,即據(jù)不同資料劃分的層序邊界是一致的,能相互驗證。界是一致的,能相互驗證。 1) 1) 構(gòu)造和古生物資料上的響應(yīng)特征構(gòu)造和古生物資料上的響應(yīng)特征 近年來,人們已認識到
33、大地構(gòu)造背景與地層近年來,人們已認識到大地構(gòu)造背景與地層堆砌樣式之間的密切關(guān)系,認為堆砌樣式之間的密切關(guān)系,認為階段性的構(gòu)造運動是階段性的構(gòu)造運動是形成高級別層序或稱之為構(gòu)造層序的主控因素形成高級別層序或稱之為構(gòu)造層序的主控因素。 沉積盆地演化過程中的構(gòu)造運動可劃分為三沉積盆地演化過程中的構(gòu)造運動可劃分為三個級別,個級別,一級和二級構(gòu)造運動控制了盆地形成和消亡,一級和二級構(gòu)造運動控制了盆地形成和消亡,構(gòu)造作用持續(xù)時間長、波及范圍廣,相應(yīng)的沉積記錄構(gòu)造作用持續(xù)時間長、波及范圍廣,相應(yīng)的沉積記錄為構(gòu)造層序;三級構(gòu)造運動是指導(dǎo)致沉降速率變化的為構(gòu)造層序;三級構(gòu)造運動是指導(dǎo)致沉降速率變化的構(gòu)造事件,相
34、應(yīng)的沉積記錄為層序構(gòu)造事件,相應(yīng)的沉積記錄為層序。 以松遼盆地為例,將上侏羅統(tǒng)至第四系劃分成三以松遼盆地為例,將上侏羅統(tǒng)至第四系劃分成三個構(gòu)造層序和個構(gòu)造層序和11個層序。個層序。 層序邊界在構(gòu)造資料上的響應(yīng)分別為古構(gòu)造運動層序邊界在構(gòu)造資料上的響應(yīng)分別為古構(gòu)造運動面、構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)換面、大面積侵蝕不整合面和地層面、構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)換面、大面積侵蝕不整合面和地層超覆界面。超覆界面。 古構(gòu)造運動界面代表盆地的基底面或盆地消亡古構(gòu)造運動界面代表盆地的基底面或盆地消亡階段的古風(fēng)化剝蝕面,通常代表一定規(guī)模的構(gòu)造運動階段的古風(fēng)化剝蝕面,通常代表一定規(guī)模的構(gòu)造運動形成的區(qū)域不整合面。形成的區(qū)域不整合面。 構(gòu)造應(yīng)
35、力場轉(zhuǎn)換面是由于盆地應(yīng)力作用方式改變構(gòu)造應(yīng)力場轉(zhuǎn)換面是由于盆地應(yīng)力作用方式改變而導(dǎo)致盆地沉降速率、盆地充填物發(fā)生變化的界面,而導(dǎo)致盆地沉降速率、盆地充填物發(fā)生變化的界面,該界面常與盆地內(nèi)部的局部不整合界面相一致,如松該界面常與盆地內(nèi)部的局部不整合界面相一致,如松遼盆地下白堊統(tǒng)登婁庫組與泉頭組之間的不整合界面。遼盆地下白堊統(tǒng)登婁庫組與泉頭組之間的不整合界面。 大面積侵蝕和超覆界面是在盆地邊緣出現(xiàn)沉積間大面積侵蝕和超覆界面是在盆地邊緣出現(xiàn)沉積間斷、遭受侵蝕,后期又被上覆地層上超的界面,這種斷、遭受侵蝕,后期又被上覆地層上超的界面,這種界面往往是個局部性的不整合界面,有時與構(gòu)造應(yīng)力界面往往是個局部性
36、的不整合界面,有時與構(gòu)造應(yīng)力轉(zhuǎn)換面相一致。轉(zhuǎn)換面相一致。 與較大規(guī)模的構(gòu)造活動界面相一致,古生物化石與較大規(guī)模的構(gòu)造活動界面相一致,古生物化石也會出現(xiàn)較為明顯的斷帶現(xiàn)象,例如松遼盆地上白堊也會出現(xiàn)較為明顯的斷帶現(xiàn)象,例如松遼盆地上白堊統(tǒng)嫩江組發(fā)育的較咸水溝鞭藻統(tǒng)嫩江組發(fā)育的較咸水溝鞭藻Dinogymniopsis到了四到了四方臺組沉積時期已滅絕,并被淡水溝鞭藻方臺組沉積時期已滅絕,并被淡水溝鞭藻Adinium所所代替。古生物化石種屬的斷帶現(xiàn)象反映了沉積環(huán)境突代替。古生物化石種屬的斷帶現(xiàn)象反映了沉積環(huán)境突然變化。然變化。 2) 層序邊界在巖心資料上的響應(yīng)特征層序邊界在巖心資料上的響應(yīng)特征 褐色、
37、淺灰白色古土壤層或灰白色根土層;由于褐色、淺灰白色古土壤層或灰白色根土層;由于湖泛面形成的滯留沉積礫巖和鈣質(zhì)結(jié)核;湖泛面形成的滯留沉積礫巖和鈣質(zhì)結(jié)核; 辮狀河流棕紅色砂礫巖與下伏淺湖淺灰色粉砂質(zhì)辮狀河流棕紅色砂礫巖與下伏淺湖淺灰色粉砂質(zhì)泥巖直接接觸,反映了巖性和顏色的突變以及相向盆泥巖直接接觸,反映了巖性和顏色的突變以及相向盆地方向的遷移;地方向的遷移; 鮞粒灰?guī)r和生屑灰?guī)r與深湖相灰色深灰色泥巖接鮞?;?guī)r和生屑灰?guī)r與深湖相灰色深灰色泥巖接觸;觸; 與層序暴露界面對應(yīng)的較深水區(qū)發(fā)育可用鮑瑪序與層序暴露界面對應(yīng)的較深水區(qū)發(fā)育可用鮑瑪序列描述的濁積巖等等。列描述的濁積巖等等。 在室內(nèi)分析化驗資料上也
38、可見到地球化學(xué)指標(biāo)在室內(nèi)分析化驗資料上也可見到地球化學(xué)指標(biāo)的突變;的突變; 古生物化石種屬和含量的突然變化;古生物化石種屬和含量的突然變化; 低值有機碳的灰褐色泥巖與下伏高值有機碳灰色低值有機碳的灰褐色泥巖與下伏高值有機碳灰色泥巖接觸;泥巖接觸; 層序邊界上下地層微量元素含量發(fā)生明顯的變化層序邊界上下地層微量元素含量發(fā)生明顯的變化等等。等等。 3) 層序邊界在地球物理資料上的響應(yīng)層序邊界在地球物理資料上的響應(yīng)特征特征 不同類型的測井資料可以從不同的角度反映層序不同類型的測井資料可以從不同的角度反映層序邊界的位置邊界的位置 在建立了巖電關(guān)系的前提下,若利用測井資在建立了巖電關(guān)系的前提下,若利用測
39、井資料進行層序地層分析時,一般考慮地層的突變接觸方料進行層序地層分析時,一般考慮地層的突變接觸方式、測井曲線垂向上的疊置樣式的轉(zhuǎn)變、地層傾角矢式、測井曲線垂向上的疊置樣式的轉(zhuǎn)變、地層傾角矢量模式的無序特點,井下電阻和微電阻率掃描成像識量模式的無序特點,井下電阻和微電阻率掃描成像識別不整合界面等等別不整合界面等等。地震資料是識別層序邊界最好的一種資料地震資料是識別層序邊界最好的一種資料 它能通過識別削蝕、頂超、上超和下超地震反射它能通過識別削蝕、頂超、上超和下超地震反射終止關(guān)系,地震波動力學(xué)特征和地震反射同相軸的產(chǎn)終止關(guān)系,地震波動力學(xué)特征和地震反射同相軸的產(chǎn)狀在盆地范圍識別層序邊界位置、層序不
40、整合面的分狀在盆地范圍識別層序邊界位置、層序不整合面的分布范圍、層序邊界湖岸上超點的遷移規(guī)律以及層序的布范圍、層序邊界湖岸上超點的遷移規(guī)律以及層序的厚度和空間展布、層序界面之上的深切谷規(guī)模和位置厚度和空間展布、層序界面之上的深切谷規(guī)模和位置等等,進而可在地震剖面上劃分層序和體系域。等等,進而可在地震剖面上劃分層序和體系域。 2坳陷湖泊層序體系域類型及特征坳陷湖泊層序體系域類型及特征 由于坳陷型湖盆地形坡度平緩,不像海相由于坳陷型湖盆地形坡度平緩,不像海相盆地那樣發(fā)育陸棚坡折帶,從而難以像海盆那盆地那樣發(fā)育陸棚坡折帶,從而難以像海盆那樣確定低位體系域、湖侵體系域和高位體系域。樣確定低位體系域、湖
41、侵體系域和高位體系域。因此,在近海坳陷型湖盆層序地層和體系域研因此,在近海坳陷型湖盆層序地層和體系域研究中,重要的是如何在坳陷型盆地緩坡識別出究中,重要的是如何在坳陷型盆地緩坡識別出首次湖泛面和最大湖泛面,進而確定出低位體首次湖泛面和最大湖泛面,進而確定出低位體系城、湖侵體系域和高位體系域。系城、湖侵體系域和高位體系域。 1) 坳陷湖泊層序首次湖泛面坳陷湖泊層序首次湖泛面 A.當(dāng)湖泊水位很低時,原來連成一片的湖盆水體被水下隆起當(dāng)湖泊水位很低時,原來連成一片的湖盆水體被水下隆起所分隔,形成相對孤立的、連通性較差的小規(guī)模湖泊。隨著后來所分隔,形成相對孤立的、連通性較差的小規(guī)模湖泊。隨著后來湖平面的
42、上升,湖岸上超向陸遷移并趨于使相對分隔的水體連成湖平面的上升,湖岸上超向陸遷移并趨于使相對分隔的水體連成一片,在這種情況下,可將相鄰水體連成一片的同相軸之下的上一片,在這種情況下,可將相鄰水體連成一片的同相軸之下的上超點對應(yīng)的界面稱之為首次湖泛面。超點對應(yīng)的界面稱之為首次湖泛面。 1) 坳陷湖泊層序首次湖泛面坳陷湖泊層序首次湖泛面 B. 根據(jù)低位體系域和湖侵體系城準層序的疊置樣式根據(jù)低位體系域和湖侵體系城準層序的疊置樣式來確定首次湖泛面的位置。低位體系域以河流沉積為特征,來確定首次湖泛面的位置。低位體系域以河流沉積為特征,具有典型的二元結(jié)構(gòu),常表現(xiàn)出垂向加積或進積序列,而具有典型的二元結(jié)構(gòu),常
43、表現(xiàn)出垂向加積或進積序列,而湖侵體系域以較深水的湖相沉積為特征,常表現(xiàn)出向上泥湖侵體系域以較深水的湖相沉積為特征,常表現(xiàn)出向上泥巖厚度加大的退積式準層序組。巖厚度加大的退積式準層序組。 C.在松遼盆地西部斜坡帶中下部含油組合中發(fā)育的鮞在松遼盆地西部斜坡帶中下部含油組合中發(fā)育的鮞?;?guī)r及介屑灰?guī)r作為小型碳酸鹽巖臺地,故而可將該臺粒灰?guī)r及介屑灰?guī)r作為小型碳酸鹽巖臺地,故而可將該臺地邊緣作為地形坡折,其下的沉積為低位體系域沉積,越地邊緣作為地形坡折,其下的沉積為低位體系域沉積,越過該臺地邊緣的湖泛面可定為首次湖泛面過該臺地邊緣的湖泛面可定為首次湖泛面 E. 首次湖泛面附近常存在火山活動物質(zhì),常發(fā)育根
44、首次湖泛面附近常存在火山活動物質(zhì),常發(fā)育根土層、首次湖泛面沉積物常由混雜堆積的生物碎屑、炭屑土層、首次湖泛面沉積物常由混雜堆積的生物碎屑、炭屑和鈣質(zhì)結(jié)核組成,反映較強水動力的湖泛作用和鈣質(zhì)結(jié)核組成,反映較強水動力的湖泛作用 。 2) 拗陷湖泊層序最大湖泛面拗陷湖泊層序最大湖泛面 由最大湖泛面時期形成的松遼盆地凝縮層具備以下由最大湖泛面時期形成的松遼盆地凝縮層具備以下特征:特征: 凝縮層由深灰色、灰黑色泥頁巖、油頁巖組成,暗色凝縮層由深灰色、灰黑色泥頁巖、油頁巖組成,暗色泥巖多由伊利石構(gòu)成,含莓狀黃鐵礦和白云石等自生礦泥巖多由伊利石構(gòu)成,含莓狀黃鐵礦和白云石等自生礦物;物; 凝縮層內(nèi)微體化石和超
45、微化石豐度高且分異度大,微凝縮層內(nèi)微體化石和超微化石豐度高且分異度大,微體化石的縱向分布具有規(guī)律性和對稱性;體化石的縱向分布具有規(guī)律性和對稱性; 在測井曲線上,密集段常以高自然伽馬、低電阻率、在測井曲線上,密集段常以高自然伽馬、低電阻率、平直自然電位為特征;在地震反射剖面上,密集段響應(yīng)平直自然電位為特征;在地震反射剖面上,密集段響應(yīng)于強振幅高連續(xù)分布廣泛的地震反射,其上往往存在上于強振幅高連續(xù)分布廣泛的地震反射,其上往往存在上覆層的系列下超點;密集段有機碳含量高,自盆地中央覆層的系列下超點;密集段有機碳含量高,自盆地中央向陸地方向有機碳含量有減少趨勢等。向陸地方向有機碳含量有減少趨勢等。 密集
46、段常以高自然伽馬、低電阻率、平直自密集段常以高自然伽馬、低電阻率、平直自然電位為特征然電位為特征 3) 坳陷湖泊層序體系域類型及特征坳陷湖泊層序體系域類型及特征 低位體系域是在湖平面下降速率大于盆地構(gòu)造沉降低位體系域是在湖平面下降速率大于盆地構(gòu)造沉降速率時,湖平面下降到較低部位,以至于連成一片的速率時,湖平面下降到較低部位,以至于連成一片的水體出現(xiàn)分隔狀態(tài)時形成的體系域。水體出現(xiàn)分隔狀態(tài)時形成的體系域。 在低位湖平面一側(cè),出露地表的盆地緩坡發(fā)育沖在低位湖平面一側(cè),出露地表的盆地緩坡發(fā)育沖積扇、河流沉積,可形成深切谷;在低位湖岸線附近積扇、河流沉積,可形成深切谷;在低位湖岸線附近可出現(xiàn)小規(guī)模的三
47、角洲或扇三角洲沉積:而在低位湖可出現(xiàn)小規(guī)模的三角洲或扇三角洲沉積:而在低位湖盆水體中,可發(fā)育由洪水作用形成的洪水型濁積扇或盆水體中,可發(fā)育由洪水作用形成的洪水型濁積扇或由三角洲前緣滑塌形成的濁積扇,進而構(gòu)成了類似于由三角洲前緣滑塌形成的濁積扇,進而構(gòu)成了類似于具陸棚坡折海相盆地低位體系域的盆地扇、斜坡扇、具陸棚坡折海相盆地低位體系域的盆地扇、斜坡扇、低位楔狀體及陸上暴露不整合界面。低位楔狀體及陸上暴露不整合界面。 湖侵體系域湖侵體系域是在氣候溫暖潮濕、洪水頻繁是在氣候溫暖潮濕、洪水頻繁發(fā)生、湖平面上升速率大于沉積物供給速率或發(fā)生、湖平面上升速率大于沉積物供給速率或由于盆地基底快速沉降、可容空間
48、不斷增大的由于盆地基底快速沉降、可容空間不斷增大的情況下形成的。湖侵體系域可形成于兩種沉積情況下形成的。湖侵體系域可形成于兩種沉積背景:背景: 一是湖平面緩慢上升,可容空間增加的速度略大一是湖平面緩慢上升,可容空間增加的速度略大于沉積物供給的速度,此時發(fā)育濱淺湖灘壩沉積體系于沉積物供給的速度,此時發(fā)育濱淺湖灘壩沉積體系和水進型三角洲沉積體系;和水進型三角洲沉積體系; 二是湖平面快速上升,可容空間增加的速度明顯二是湖平面快速上升,可容空間增加的速度明顯大于沉積物供給速度,盆地處于缺氧饑餓狀態(tài),此時,大于沉積物供給速度,盆地處于缺氧饑餓狀態(tài),此時,可發(fā)育洪水型濁積扇、廣泛分布的較深水暗色泥巖以可發(fā)
49、育洪水型濁積扇、廣泛分布的較深水暗色泥巖以及可能的湖侵期碳酸鹽巖及可能的湖侵期碳酸鹽巖(生物碎屑灰?guī)r生物碎屑灰?guī)r)。 高位體系域高位體系域是在湖平面上升速度變緩、保是在湖平面上升速度變緩、保持靜止不動和開始下降時期形成的,此時沉積持靜止不動和開始下降時期形成的,此時沉積物的供給速度不斷增加,因而可容空間逐漸變物的供給速度不斷增加,因而可容空間逐漸變小,形成了一系列進積式沉積。在高位體系域小,形成了一系列進積式沉積。在高位體系域發(fā)育早期,可容空間仍舊較大,因而攜帶陸源發(fā)育早期,可容空間仍舊較大,因而攜帶陸源碎屑物質(zhì)的洪水入湖后快速沉積,形成濁積扇。碎屑物質(zhì)的洪水入湖后快速沉積,形成濁積扇。 高位
50、體系域中最典型的沉積體系是水退型高位體系域中最典型的沉積體系是水退型三角洲沉積,由于湖平面相對下降,可容空間三角洲沉積,由于湖平面相對下降,可容空間減小,三角洲快速向湖盆中央推進,在其前方減小,三角洲快速向湖盆中央推進,在其前方可發(fā)育三角洲前緣滑塌成因的濁積扇??砂l(fā)育三角洲前緣滑塌成因的濁積扇。 3. 坳陷型湖盆層序地層樣式與油氣勘探坳陷型湖盆層序地層樣式與油氣勘探 低位三角洲砂體和重力流成因的砂體臨近烴源巖,若埋深較低位三角洲砂體和重力流成因的砂體臨近烴源巖,若埋深較淺,孔隙度和滲透率等儲集物性較好,可形成側(cè)向砂體尖滅的淺,孔隙度和滲透率等儲集物性較好,可形成側(cè)向砂體尖滅的地層油氣藏。地層油
51、氣藏。 低位體系域深切谷河道砂巖側(cè)向相變快,常上覆湖泛期的泥低位體系域深切谷河道砂巖側(cè)向相變快,常上覆湖泛期的泥巖,若有較充分的油源供給,可形成富集油氣的地層油氣藏。巖,若有較充分的油源供給,可形成富集油氣的地層油氣藏。 低位期大面積出露地表形成的不整合面不但是良好的油氣運低位期大面積出露地表形成的不整合面不但是良好的油氣運移通道,而且可以形成次生溶孔發(fā)育的儲集層,進而形成與不移通道,而且可以形成次生溶孔發(fā)育的儲集層,進而形成與不整合面相關(guān)的地層油氣藏。整合面相關(guān)的地層油氣藏。 湖侵體系域湖侵體系域形成分選和磨圓均較好的沿岸沙壩儲集層,其形成分選和磨圓均較好的沿岸沙壩儲集層,其向盆地方向和上覆
52、的地層是與密集段相關(guān)的優(yōu)質(zhì)烴源巖和蓋層,向盆地方向和上覆的地層是與密集段相關(guān)的優(yōu)質(zhì)烴源巖和蓋層,可形成砂體向陸方向尖滅的或灘壩砂體側(cè)向尖滅的油氣藏,如可形成砂體向陸方向尖滅的或灘壩砂體側(cè)向尖滅的油氣藏,如松遼地區(qū)斜坡松遼地區(qū)斜坡Ta-2井上傾尖滅地層油氣藏井上傾尖滅地層油氣藏(據(jù)魏魁生,據(jù)魏魁生,1996)。 湖侵體系域發(fā)育期間,由洪水作用形成的重力流也可在較湖侵體系域發(fā)育期間,由洪水作用形成的重力流也可在較深水區(qū)形成濁積砂體,該砂體完全位于優(yōu)質(zhì)烴源巖之中,自身深水區(qū)形成濁積砂體,該砂體完全位于優(yōu)質(zhì)烴源巖之中,自身儲集物性較好,易形成地層油氣藏,如松遼盆地古龍凹陷湖泛儲集物性較好,易形成地層油
53、氣藏,如松遼盆地古龍凹陷湖泛期濁積砂體己獲得工業(yè)油流。期濁積砂體己獲得工業(yè)油流。 高位體系域高位體系域代表性的沉積體系是進積型三角洲,其以沉積代表性的沉積體系是進積型三角洲,其以沉積速率快、砂體發(fā)育為特征。三角洲前緣砂體受河流、湖泊等多速率快、砂體發(fā)育為特征。三角洲前緣砂體受河流、湖泊等多種河流作用改造,細粒沉積物被淘洗平凈,從而形成儲集物性種河流作用改造,細粒沉積物被淘洗平凈,從而形成儲集物性良好的儲集體。良好的儲集體。 該儲集體下伏優(yōu)質(zhì)生油密集段,上覆湖泛面泥巖,如果發(fā)該儲集體下伏優(yōu)質(zhì)生油密集段,上覆湖泛面泥巖,如果發(fā)育同生斷層和逆牽引背斜,易形成地層油氣藏以及地層與構(gòu)造育同生斷層和逆牽引
54、背斜,易形成地層油氣藏以及地層與構(gòu)造配置的油氣藏。配置的油氣藏。 由于進積三角洲不斷向湖盆中央推進,三角洲前緣沉積界面由于進積三角洲不斷向湖盆中央推進,三角洲前緣沉積界面不斷變陡,其沉積物易向前滑塌形成規(guī)模不大、但儲集物性良不斷變陡,其沉積物易向前滑塌形成規(guī)模不大、但儲集物性良好的、又被烴源巖包裹的地層油氣藏。好的、又被烴源巖包裹的地層油氣藏。 二、斷陷湖盆的層序地層樣式二、斷陷湖盆的層序地層樣式 斷陷型湖泊的生成發(fā)展受控于盆地邊界的同生大斷裂活動。斷陷型湖泊的生成發(fā)展受控于盆地邊界的同生大斷裂活動。 若盆地兩側(cè)均發(fā)育邊界同生斷層,則形成地塹型陸相盆地。若盆地兩側(cè)均發(fā)育邊界同生斷層,則形成地塹
55、型陸相盆地。 若盆地一側(cè)存在階段性活動的邊界同生斷層,則形成箕狀型若盆地一側(cè)存在階段性活動的邊界同生斷層,則形成箕狀型陸相盆地。陸相盆地。 斷陷型湖盆不但具有地形變化大、盆地結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜的斷陷型湖盆不但具有地形變化大、盆地結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜的特點,而且臨近物源,沉積中心往往與沉降中心吻合,盆地內(nèi)特點,而且臨近物源,沉積中心往往與沉降中心吻合,盆地內(nèi)巖性和沉積厚度變化快,相帶窄。巖性和沉積厚度變化快,相帶窄。 由于斷陷湖盆發(fā)展的差異性以及盆地結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,造成由于斷陷湖盆發(fā)展的差異性以及盆地結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,造成斷陷盆地各部位地層堆砌樣式的主控因素有所差異,因此,應(yīng)斷陷盆地各部位地層堆砌樣式的主控因素
56、有所差異,因此,應(yīng)根據(jù)盆地的結(jié)構(gòu),按地貌單元的特點來分析斷陷湖盆的層序地根據(jù)盆地的結(jié)構(gòu),按地貌單元的特點來分析斷陷湖盆的層序地層堆砌樣式。層堆砌樣式。 一、一、層序邊界特征層序邊界特征 依據(jù)地震反射終止關(guān)系,識別較大分布面積的地層不整一依據(jù)地震反射終止關(guān)系,識別較大分布面積的地層不整一關(guān)系,特別是以構(gòu)造運動形成的不整合界面為層序界面;關(guān)系,特別是以構(gòu)造運動形成的不整合界面為層序界面; 厚度薄、分布范圍較小的古土壤層、根土層或風(fēng)化殼;厚度薄、分布范圍較小的古土壤層、根土層或風(fēng)化殼; 古生物化石斷代或滅絕之處;古生物化石斷代或滅絕之處; 地震反射剖面上的上超點向盆地中央的遷移;地震反射剖面上的上超
57、點向盆地中央的遷移; 地層顏色、巖性、粒度、沉積相、電測曲線的垂向突變以及地層顏色、巖性、粒度、沉積相、電測曲線的垂向突變以及地層產(chǎn)狀的不一致。地層產(chǎn)狀的不一致。 二、體系域邊界特征二、體系域邊界特征 1 1、首次湖泛面的確定依據(jù):、首次湖泛面的確定依據(jù):A. A. 首次越過地形變化帶的第一個湖岸上超點對應(yīng)的界面,這個上超點可以首次越過地形變化帶的第一個湖岸上超點對應(yīng)的界面,這個上超點可以超覆在前一個層序頂界面之上,這是識別首次湖泛面最重要的標(biāo)志;超覆在前一個層序頂界面之上,這是識別首次湖泛面最重要的標(biāo)志;B. B. 存在湖泛滯留沉積。當(dāng)湖泛面初次大幅度上升時,湖平面越過地形變化存在湖泛滯留沉
58、積。當(dāng)湖泛面初次大幅度上升時,湖平面越過地形變化帶,沖蝕緩坡河流沉積物,殘留下較粗粒的沉積物;帶,沖蝕緩坡河流沉積物,殘留下較粗粒的沉積物;C. C. 沉積相類型發(fā)生突變,第一個上超點附近多為濱湖相或三角洲沉積,而沉積相類型發(fā)生突變,第一個上超點附近多為濱湖相或三角洲沉積,而首次湖泛面之下多為濁流沉積;首次湖泛面之下多為濁流沉積;D. D. 準層序的疊置樣式發(fā)生變化首次湖泛面之下的準層序多為進積式疊置準層序的疊置樣式發(fā)生變化首次湖泛面之下的準層序多為進積式疊置樣式,而首次湖泛面之上的準層序多為退積式疊置樣式;樣式,而首次湖泛面之上的準層序多為退積式疊置樣式;E. E. 沉積物的顏色、巖性、結(jié)構(gòu)
59、和古生物組合發(fā)生變化等。沉積物的顏色、巖性、結(jié)構(gòu)和古生物組合發(fā)生變化等。 2 2、最大湖泛面的識別依據(jù):、最大湖泛面的識別依據(jù):A. A. 一個層序中的最遠湖岸上超點對應(yīng)最大湖泛面位置,最大湖泛面對應(yīng)的一個層序中的最遠湖岸上超點對應(yīng)最大湖泛面位置,最大湖泛面對應(yīng)的地震反射界面常由地震反射界面常由2323個強振幅,高連續(xù)的反射同相軸組成,在全區(qū)穩(wěn)定分個強振幅,高連續(xù)的反射同相軸組成,在全區(qū)穩(wěn)定分布,形成地震反射標(biāo)志層;布,形成地震反射標(biāo)志層;B. B. 巖石類型單一,常是厚層質(zhì)純的暗色泥巖、油頁巖或泥灰?guī)r,其中常發(fā)巖石類型單一,常是厚層質(zhì)純的暗色泥巖、油頁巖或泥灰?guī)r,其中常發(fā)育反映穩(wěn)定沉積環(huán)境的
60、水平層理;育反映穩(wěn)定沉積環(huán)境的水平層理;C. C. 最大湖泛面沉積物中富含較深水環(huán)境的介形蟲化石;最大湖泛面沉積物中富含較深水環(huán)境的介形蟲化石;D. D. 湖泛最大時期,湖盆邊緣被沼澤化,形成泥炭層或煤層,因此可將泥炭湖泛最大時期,湖盆邊緣被沼澤化,形成泥炭層或煤層,因此可將泥炭層或煤層作為最大湖泛面的識別標(biāo)志;層或煤層作為最大湖泛面的識別標(biāo)志;E. E. 最大湖泛面上覆序列與下伏沉積序列不同;最大湖泛面之下準層序常呈最大湖泛面上覆序列與下伏沉積序列不同;最大湖泛面之下準層序常呈退積式疊置樣式,之上準層序多呈進積式疊置樣式;退積式疊置樣式,之上準層序多呈進積式疊置樣式;F. F. 最大湖泛面沉
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