地球物理資料綜合解釋之七

地球物理資料

綜合解釋

2005年4/14/20241.課程安排第一章地球物理資料解釋基礎(chǔ)第二章地球物理資料的地質(zhì)解釋第三章地震資料解釋第五章地震油氣檢測第六章層序地層學(xué)概要介紹第四章地震儲層預(yù)測第七章實習(xí)4/14/20242.第六章層序地層概述一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、層序地層學(xué)基本概念三、海平面升降及層序控制因素四、經(jīng)典海相層序地層樣式

五、層序地層學(xué)在石油勘探中的應(yīng)用六、陸相層序地層學(xué)4/14/20243.第六章層序地層概述___國內(nèi)外研究現(xiàn)狀層序地層學(xué)是在20世紀(jì)80年代后期開始出現(xiàn)的，它一經(jīng)出現(xiàn)，發(fā)展十分迅速，至今已成為地質(zhì)學(xué)研究的熱門課題之一。90年代，出現(xiàn)了三個學(xué)派：Vail（1990）為代表的層序地層學(xué)派：以不整合面或與其相對應(yīng)的整合面為邊界。Galloway（1989）為代表的成因地層學(xué)派：成因?qū)有虻倪吔鐬樽畲蠛７好妗?/14/20244.第六章層序地層概述___國內(nèi)外研究現(xiàn)狀Johnson為代表的旋回地層學(xué)派：層序的邊界為海侵面（即T-R旋回）。以上三種的定義均是以海相地層為研究對象建立的（相對海平面變化），此外還有（基準(zhǔn)面變化控制層序的形成與發(fā)育）Cross（1990）為代表的高分辨率層序地層學(xué)派。以基準(zhǔn)面旋回與過程—響應(yīng)原理為依據(jù)，突出反映了高分辨率陸相層序地層學(xué)的新概念、新方法、新進(jìn)展。4/14/20245.層序地層學(xué)理論及研究方法由于它的可實踐性已被國內(nèi)外石油地質(zhì)家所接受，但如何將以被動大陸邊緣海相盆地層序研究為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)海平面變化是控制層序成因和相分布內(nèi)在機(jī)制的經(jīng)典層序地層學(xué)理論與研究方法應(yīng)用于地層形成發(fā)育與海平面變化沒有直接聯(lián)系或根本不存在聯(lián)系的內(nèi)陸盆地中，是國內(nèi)外地質(zhì)界普遍關(guān)注并正在實踐的一個重要課題。第六章層序地層概述___國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4/14/20246.國內(nèi)的層序地層學(xué)研究從20世紀(jì)90年代初開始引入并得到了蓬勃發(fā)展，大量科研成果不斷涌現(xiàn)，建立了一整套適合于陸相盆地的層序地層學(xué)理論及方法體系（徐懷大、鄧宏文、薛良清、朱筱敏等）。第六章層序地層概述___國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4/14/20247.第六章層序地層概述一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、層序地層學(xué)基本概念三、海平面升降及層序控制因素四、經(jīng)典海相層序地層樣式

五、層序地層學(xué)在石油勘探中的應(yīng)用六、陸相層序地層學(xué)4/14/20248.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念地層終止型式（stratigraphicterminations）地震終止型式是辨別層序的關(guān)鍵。沉積層序在地震剖面上的響應(yīng)稱為地震層序，地層超覆（lapout）常用于各種類型的地層終止型式的研究。地層層序關(guān)鍵的幾何特征是上超（onlap），它形成與沉積地層的底部，表示原始地層（水平或傾斜的）沿上傾方向依次超覆在前一個更陡的界面之上。4/14/20249.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念頂超（offlap）形成于或接近于沉積地層的頂部。這些幾何上的特征記錄由于基準(zhǔn)面變化或構(gòu)造沉降產(chǎn)生的沉積環(huán)境橫向遷移。當(dāng)盆地邊緣沉積體系逐漸向海推進(jìn)時，位于海泛面之上的下超（downlap）發(fā)育。沉積地層遭受侵蝕后形成的側(cè)向終止，稱為削截（削蝕、侵蝕）（truncation）。4/14/202410.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202411.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202412.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202413.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202414.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202415.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202416.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念反射結(jié)構(gòu)在平行于沉積傾向的地震剖面中，能較好地識別這些地震相:平行或亞平行反射結(jié)構(gòu)代表均勻的沉積速度；具有不同構(gòu)造沉降速率的地層形成發(fā)散狀地震反射;前積斜交反射在大陸邊緣十分常見，它們代表三角洲或陸架斜坡向外增長;S型結(jié)構(gòu)代表低角度沉積，典型情況下其角度小于1；傾斜結(jié)構(gòu)，其角度可高達(dá)10；

S--傾斜型結(jié)構(gòu)說明在海平面靜止期發(fā)育的削截頂積層(俗稱頂超)交互于在海平面上升期(或更迅速的盆地沉降期)形成的向上和向外增長的舌狀前積層序;4/14/202417.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念由不規(guī)則、非連續(xù)、亞平行的反射層段組成的波狀—傾斜結(jié)構(gòu)實際上代表了圓丘狀的沉積地層反射。通常將波狀反射結(jié)構(gòu)解釋為一些小的、向淺水延伸的指狀斜交舌形體，如經(jīng)歷了分流遷移的三角洲形成的向上增長和退覆的三角洲朵葉體，海底扇也可能具有相同的波狀反射特征；疊瓦結(jié)構(gòu)代表大陸邊緣典型前積沉積體；而雜亂反射可能代表滑塌或遭受改造的沉積體或反映河道或具有下切谷充填的沉積體。透鏡狀組合更可能出現(xiàn)在與沉積體傾向垂直的剖面中，它們代表三角洲或海底扇沉積。4/14/202418.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念層序（sequence）層序是層序地層學(xué)研究的基本單元，它是頂、底為一不整合面或與之相對應(yīng)的整合面為邊界的、一套相對整一的、成因上有聯(lián)系的地層單元。層序可進(jìn)一步細(xì)分為體系域（systemtract），體系域根據(jù)其在層序中的位置以及由海平面所限定的準(zhǔn)層序組和準(zhǔn)層序的堆積型式確定。層序的基本組成單元是準(zhǔn)層序和準(zhǔn)層序組。4/14/202419.S層序邊界面上表現(xiàn)為代表海侵體系域的超覆，界面下表現(xiàn)為對前一個層序旋回中高水位體系域的削截；第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202420.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念2.53.0SB13.8SB15.5MFSMFS970098009900960095009400層序邊界特征之二：深切谷（86EC2444）層序邊界面上的深切谷層序邊界斷層層序邊界的另一個重要標(biāo)志，就是存在許多因河流回春作用而形成的深切谷，這些下切河谷深深的切入上一層序旋回中的高水位體系域中，且河谷充填物與其下伏沉積層存在著明顯的沉積相錯位。E4/14/202421.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念海泛面、凝縮段與可容空間

海泛面(marinefloodingsurface)：是一個新老地層的分界面。穿過這個面水深有明顯增大的證據(jù)。在地層記錄中，這個面極易識別和作圖，通常它是一個區(qū)域上分布相當(dāng)明顯的面。4/14/202422.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念

初次海泛面(Firstfloodingsurface)：是層序內(nèi)部初次跨越陸架坡折的海泛面，也是低位與海侵體系域的物理界面．初次海泛面可由于后期海平面下降而遭受地表剝蝕或發(fā)生無沉積作用，也可由于后期海平面上升，發(fā)生侵蝕沉積物的海侵侵蝕作用．4/14/202423.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念初始海泛面深切谷充填物初始海泛面地震剖面特征(95EC1558)層序邊界4/14/202424.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念

最大海泛面(Maximumfloodingsurface)：是層序中最大海侵時形成的界面，它是海侵體系域的頂界面并被上覆的高位體系域下超，它以從退積式準(zhǔn)層序組變?yōu)檫M(jìn)積式準(zhǔn)層序組為特征，常與凝縮層伴生。4/14/202425.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念S層序邊界最大海泛面地震剖面特征(95EC1558)最大海泛面高位體系域4/14/202426.

凝縮段(condensedsection)：

為最大海泛期間的沉積物，以沉積慢、分布廣、富含有機(jī)質(zhì)和非常薄的海相泥巖沉積為特征，代表大陸邊緣饑餓性沉積時期內(nèi)的緩慢沉積作用。凝縮段分布范圍很大，可以由盆地延伸到陸棚，薄層狀穩(wěn)定的沉積單元將濱淺海沉積與較深水的遠(yuǎn)海沉積聯(lián)系起來，從而成為地層劃分對比以及恢復(fù)古環(huán)境的一個關(guān)鍵沉積層段。凝縮段盡管沉積厚度很薄，但卻占有相當(dāng)大的時間變化范圍。在區(qū)域性或全球性地層對比、以及層序地層學(xué)研究中，凝縮段起著重要作用。第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202427.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念凝縮段4/14/202428.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202429.可容空間(accommodation)：

是指可供沉積物潛在的堆積空間(Jerrey，1989)是全球海平面變化和構(gòu)造沉降的綜合表現(xiàn)，并受控于沉積背景的基準(zhǔn)面變化。第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202430.準(zhǔn)層序(parasequence):

準(zhǔn)層序由VanWagoner(1985)在SEPM年會上提出，用以取代Vail(1977)所定義的周期或旋回，即重復(fù)的、向上變淺的地層單元。目的之一是保持Vail(1977)對重復(fù)地質(zhì)事件即“周期”的時間含義；其二是突出準(zhǔn)層序與層序二者之間的相互關(guān)系。指出準(zhǔn)層序是層序的基本組成單元，是由海泛面或與之相對應(yīng)的面所限定的、有成因聯(lián)系的一組相對整合的層或?qū)咏M序列(Van和Wagoner，1985)，它是組成層序的一套地層單元之一：即層序—體系域—準(zhǔn)層序組—準(zhǔn)層序—層組—層—紋層組—紋層。第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202431.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202432.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202433.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202434.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202435.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念體系域

體系域(systemstract)被定義為“一個有聯(lián)系的、同時期的沉積體系的集合體”(Browm和Fisher，1977)。根據(jù)其內(nèi)部的疊置方式、在層序內(nèi)的位置和界面類型來定義和解釋體系域。Posamentier等人(1988)建立了被動大陸邊緣層序地層模式，該模式包含四個基本的體系域。

4/14/202436.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202437.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念低位體系域(Lowstandsystemstract，簡稱LST)：形成于相對海平面變化較低期，并沉積于大陸斜坡和盆底。由斜坡扇、盆底扇和由加積型準(zhǔn)層序組構(gòu)成的沉積充填于下切谷、和下超于盆底扇之上的前積性準(zhǔn)層序組構(gòu)成的低水位期楔形體組成。低位體系域以初次海泛面為頂界，其上為海進(jìn)體系域。4/14/202438.低位體系域—斜坡扇第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202439.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念低位體系域—盆底扇4/14/202440.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202441.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202442.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念

海進(jìn)體系域（Transgressivesystemstract，簡稱TST）：由于海平面上升，海進(jìn)體系域由一系列向陸推進(jìn)的退積準(zhǔn)層序組成，沉積作用非常緩慢。海侵體系域頂部與具有下超特征的最大海泛面(MFS)相對應(yīng)。頂部沉積物以沉積慢、分布廣、富含有機(jī)質(zhì)和非常薄的海相泥巖沉積為特征，該層段即為所謂的“凝縮段”。

4/14/202443.海進(jìn)體系域第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202444.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202445.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念

高位體系域(Highstandsystemstract，簡稱HST)：海侵體系域之上為高位體系域，隨著海平面總的上升速率減緩并逐步開始下降，導(dǎo)致可容空間增長速率小于沉積物供應(yīng)速度，因此形成了由加積—前積型準(zhǔn)層序組成的高位體系域。高位體系域形成于層序單元的頂部。在某些情況下，由于下一個旋回下降的基準(zhǔn)面產(chǎn)生的侵蝕作用，可能會導(dǎo)致高位體系域在不同部位厚度差異極大。從陸架到非海相沉積，相序呈連續(xù)分布，斜交反射結(jié)構(gòu)是其主要特點。4/14/202446.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202447.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202448.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念陸架邊緣體系域(shelf-marginsystemstract，簡稱SMST)：沉積于緩慢的相對海平面下降期，此時海平面沒有下降到陸架邊緣以下，這是Ⅱ型層序的主要特征。一般認(rèn)為陸架邊緣體系域形成于在陸架坡折處海平面下降的速率小于其沉降的速率時。陸架邊緣體系域由陸架和斜坡碎屑巖或碳酸鹽巖組成，它們以層序邊界為底部邊界、由海進(jìn)面為頂部邊界的加積型或前積型準(zhǔn)層序組構(gòu)成。

4/14/202449.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念4/14/202450.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念

VanWagoner等人(1987)指出：“當(dāng)指一個體系域時，低位和高位這一術(shù)語并非意指全球海平面升降或相對海平面變化周期中唯一的時間段、或位于全球海平面或相對海平面變化曲線上固定的位置，應(yīng)將體系域確切的起始時間解釋為全球海平面變化、沉積物供應(yīng)和區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動相互作用的一個函數(shù)”。4/14/202451.第六章層序地層概述___層序地層學(xué)基本概念一般情況下高位體系域和低位前積楔狀體常常由前積型準(zhǔn)層序組構(gòu)成，高位體系域早期和陸架邊緣體系域由加積型準(zhǔn)層序組構(gòu)成，而海進(jìn)體系域常常由退積型準(zhǔn)層序組構(gòu)成。

4/14/202452.第六章層序地層概述一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、層序地層學(xué)基本概念三、海平面升降及層序控制因素四、經(jīng)典海相層序地層樣式

五、層序地層學(xué)在石油勘探中的應(yīng)用六、陸相層序地層學(xué)4/14/202453.

海平面變化具有全球周期性

海平面變化是形成以不整合面以及與之可對比的整合面為界的、成因相關(guān)的沉積層序的根本原因。Haq和Vail（1977，1978）建立了顯生宙全球海平面Ⅰ，Ⅱ級變化旋回和中新生代海平面變化年表。他們認(rèn)為層序地層學(xué)可以成為建立全球性地層對比的手段。

第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素4/14/202454.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素4/14/202455.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素4/14/202456.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素珠江口盆地與全球海平面升降旋回圖對比，可看出：自新生代以來，珠江口盆地尚未發(fā)現(xiàn)有比全球海平面升降變化周期更短、升降幅度更大的構(gòu)造事件。因此，可以認(rèn)為該盆地各層序的形成也同樣受全球海平面升降變化的控制，各層序邊界的年齡以及最大海泛面的年齡應(yīng)與EXXON全球旋回圖大體一致。4/14/202457.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素根據(jù)珠江口盆地的相對海平面變化曲線，則可將研究區(qū)內(nèi)上第三系的珠江組和韓江組地層（21－10.5Ma）劃分為六個三級層序地層旋回。4/14/202458.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素

四個變量控制了地層單元幾何形態(tài)和巖性一個層序中地層單元的幾何形態(tài)和巖性由構(gòu)造沉降、全球海平面升降、沉積物供給速率和氣候等四個基本因素的控制。其中構(gòu)造沉降提供了可供沉積物沉積的可容空間，全球海平面變化控制了地層和巖相分布模式，沉積物供給速率控制了沉積物的充填過程和盆地古水深變化，氣候控制了沉積物類型以及沉積物的沉積數(shù)量。。4/14/202459.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素被動大陸邊緣4/14/202460.第六章層序地層概述___海平面升降及層序控制因素四大控制因素構(gòu)造沉降海平面升降沉積物供給氣候4/14/202461.第六章層序地層概述一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、層序地層學(xué)基本概念三、海平面升降及層序控制因素四、經(jīng)典海相層序地層樣式

五、層序地層學(xué)在石油勘探中的應(yīng)用六、陸相層序地層學(xué)4/14/202462.第六章層序地層概述___經(jīng)典海相層序地層樣式