【正文】 ， 也沒(méi)有來(lái) 自上傾方向上的沉積物供給。 (3) 雖然這些準(zhǔn)層序的底部不能解釋為向盆地方向的相變， 但是它們直接覆于開(kāi)闊海地層之上,并且界限很明顯。(4) 這些準(zhǔn)層序整合地覆于層序邊界之上并且向上逐漸變淺。(5) 這些準(zhǔn)層序不整合地伏于部分層序邊界之下， 這種界線(xiàn)可用微弱削蝕或出露地表等所形成的各種標(biāo)志來(lái)確定。 (6) 因?yàn)殛懠苌衔镌垂┙o減少， 所以這些準(zhǔn)層序一般較薄， 典型厚度不超過(guò)十幾米。 陸架上古深切谷的分布受大地構(gòu)造特征控制 ， 如基底斷裂、 逆沖斷層、 生長(zhǎng)斷層等。 鹽流動(dòng)引起的構(gòu)造凹陷也控制深切谷的分布。 在許多情況下， 沉積在受構(gòu)造活動(dòng)或鹽的流動(dòng)形成的低地中的沉積物被沖蝕深切形成的峽谷則被認(rèn)為是真正的古深切谷。 在另外一些情況下， 特別是當(dāng)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造或鹽未被削蝕， 則古谷地底部也很少或根本沒(méi)有削蝕現(xiàn)象。 當(dāng)不存在削蝕時(shí)， 在古谷地底部的層序邊界仍然表現(xiàn)為相向盆地方向移動(dòng)， 但這種谷地已不是嚴(yán)格意義上的深切谷了 。 五、 沉積機(jī)理和層序頻率解釋根據(jù)對(duì)墨西哥灣第三紀(jì)地層所作的觀(guān)察結(jié)果， 圖版3 2 到圖版 3 6 以立體形式表示了 理想化層序的變化。 這些立體圖再現(xiàn)了一個(gè)具有深切谷和高水位體系域侵蝕截切的層序在12 萬(wàn)年間連續(xù)演變的過(guò)程。 在圖中， 深切谷河流沉積物常為粗粒， 河床彎度小， 說(shuō)明物源供應(yīng)慢。 海侵和高水位早期河流沉積物常為細(xì)粒， 河道彎度大并有漫灘沉積， 說(shuō)明物源供應(yīng)快。 這兩種不同的河流結(jié)構(gòu)模式可以作為解釋非海相層序的標(biāo)準(zhǔn)。 每個(gè)立體圖的左下角均用海平面升降曲線(xiàn)表示體系域與海平面升降之間的關(guān)系， 盡管這種海平面升降曲線(xiàn)有較高的頻率， 但作為圖解法解釋了Jervey (1988) 海平面升降旋回， 仍不失其重要意義。準(zhǔn)層序及其邊界與海平面上升及下降有關(guān)。 Vail等 (1977) 根據(jù)旋回的時(shí)間間隔把海平面旋回作了如下分類(lèi): 三級(jí)旋回定義持續(xù)時(shí)間為 1 5M a， 四級(jí)旋回時(shí)間間隔為數(shù)十萬(wàn)年。據(jù)些我們認(rèn)為五級(jí)旋回時(shí)間間隔為數(shù)萬(wàn)年。 海平面旋回、 盆地沉降和層序與準(zhǔn)層序沉積作用之間的關(guān)系如圖3 12 所示， 在這張圖中， 一個(gè)三級(jí)海平面升降旋回 (約100 萬(wàn)年)、 一個(gè)四級(jí)旋回 (約 12 萬(wàn)年)、 一個(gè)四級(jí)旋回 (約 12 萬(wàn)年) 和一個(gè)五級(jí)海平面升降旋回 (近萬(wàn)年)組成一個(gè)復(fù)合海平面升降曲線(xiàn)。 然后在復(fù)合海平面升降曲線(xiàn)上加上 15cm /1, 000a 的沉降速度， 就能反映海平面的變化歷史。 圖3 12 線(xiàn)性的沉降曲線(xiàn)上反映為上升趨勢(shì)， 而不是下降趨勢(shì)， 即沉降的凈效應(yīng)使海平面上升。四級(jí)旋回有兩類(lèi): 旋回 “A39。， 和旋回 “B， 分別代表海平面曲線(xiàn)的相對(duì)變化 (圖 312)。 四級(jí)旋回 “A39。’ 代表從海平面下降到海平面下降。 如果假定有足夠的沉積物供給， 這種四級(jí)旋回就能形成一個(gè)以陸上不整合面為邊界的層序。 五級(jí)旋回疊置在四級(jí)旋 回之上形成以海泛面為界 的準(zhǔn)層序。 四級(jí)旋 回 “A39。， 形成的地層露頭和測(cè)井剖面示意圖 如圖 3 12 所示。 相對(duì)海平面曲線(xiàn)上暗色區(qū)域表示因深切谷侵蝕作用保存可能性較低的地層的地質(zhì)時(shí)代和地理位置， 深切谷附近大部分高水位沉積物被截切。四級(jí)旋回 “B39。， 代表從海平面快速上升 (海進(jìn)) 到海平面快速上升。 如果假設(shè)盆地中沒(méi)有差異沉降， 這種四級(jí)旋回將形成以海泛面為界的準(zhǔn)層序。 四級(jí)旋回 “B39。， 形成地層的露頭和測(cè)井剖面示意圖如圖3 12。 然而， 如果沉積速率向陸方向速度降低， 以致在這片向上傾斜的區(qū)域內(nèi)海平面下降速度大于沉降速度， 就會(huì)使海岸上超向下傾方向移動(dòng)， 旋回 “B39?！?可以形成于 且類(lèi)層序中 。 在圖3 12 一例中， 視海平面升降速度和盆地沉降速度之間的關(guān)系， 四級(jí)旋回可形成層序或準(zhǔn)層序， 五級(jí)旋回形成準(zhǔn)層序或無(wú)沉積作用。 如果沉降速度增加到大于 15cm /l, 000a,三級(jí)旋回將形成一個(gè)層序， 叫做三級(jí)層序。 四級(jí)層序?qū)⑿纬蓽?zhǔn)層序， 并作為三級(jí)層序的組成部分。 如果沉降速度減慢到小于 15cm /1, 000a， 四級(jí)旋回只能形成由五級(jí)準(zhǔn)層序組合而成的四級(jí)層序。 在這種情況下 ， 四級(jí)層序疊加成三級(jí)層序單元 ， 暫且叫作三級(jí)復(fù)合層序 ， 是由四級(jí)層序組組成。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 至少?gòu)耐硎渴篱_(kāi)始在沉積中心形成的眾多硅質(zhì)碎屑巖層序說(shuō)明上述情況具有普遍性。 在美 國(guó)中部和西部賓夕法尼亞紀(jì)地層 、 美國(guó)西部 白Ii紀(jì)地層以及墨西哥灣北部第三紀(jì)地層層系中 曾觀(guān)察到過(guò)四級(jí)層序。值得重 申的是 ， 本文的層序和準(zhǔn)層序是根據(jù)其物理特征命名 的 ， 而不是根據(jù)與沉積作用有關(guān)的海平面變化率命名的。 盡管準(zhǔn)層序和四級(jí)層序在一定情況下很可能位于同一時(shí)間間隔由海平面旋回產(chǎn)生的， 但它們未必是同一地層單位。 海平面升降在層序沉積過(guò)程中起重要作用。 如墨西哥灣沿岸地區(qū)第三系層序中， 中新統(tǒng)層序是比較典型的。 前面已經(jīng)提到， 這種層序的邊界是區(qū)域性侵蝕邊界 ， 侵蝕深度為 30 60m， 其分布范圍至少數(shù)千平方公里 。 層序邊界之上為河流相至河口灣相砂巖， 邊界之下為中至外陸架泥巖。 邊界上、 下地層接觸截然，其間缺失過(guò)渡性淺海沉積。 一般這些層序產(chǎn)生的頻率為 0. 10 0. 20M a。 根據(jù)橫剖面上相組合關(guān)系可知以侵蝕截切和縱向上組合為特征的層序邊界是在海岸線(xiàn)向盆地方向遷移數(shù)十公里的前提下形成的。 這些中新統(tǒng)層序邊界的地層特征是由海平面相對(duì)下降產(chǎn)生的。 下降原因有二種， 即區(qū)域構(gòu)造抬升和海平面升降。 在研究層序邊界時(shí)也?？紤]快速三角 洲進(jìn)積作用 和分流河道的侵蝕 作用 ， 雖然它們并不引起岸線(xiàn) 向海的遷移和海平面的下降。 墨西哥沿岸盆地北部的第三紀(jì)構(gòu)造類(lèi)型以伸展盆傾正斷層和局部鹽丘為特征。 構(gòu)造背景 為沒(méi)有板塊動(dòng)力作用的被動(dòng)大陸邊緣。 在該地區(qū)第三系中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能夠引起區(qū)域性上升的熱事件或擠壓大地構(gòu)造事件。 根據(jù)對(duì)美國(guó)路易斯安那州中部九個(gè)區(qū)域測(cè)井橫剖面圖和 23 張古地理圖的分析， 沉積在深切谷中的低水位體系域河流至河口灣相砂巖的寬度可達(dá)數(shù)十公里， 深切谷切人并為外至中陸架泥巖和薄層遠(yuǎn)源海相砂巖所包圍。 通過(guò)測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)解釋和區(qū)域?qū)Ρ戎溃?無(wú)論在深切谷塊狀砂體兩側(cè)還是在其下部都缺失三角洲前緣和河口砂巖。 進(jìn)一步講， 沿著走向， 深切谷內(nèi)部的河成或河口灣砂巖未相變成濱岸沉積， 例如， 現(xiàn)代密西西比河分流河道可以侵蝕到甚至切穿原三角洲沉積， 在橫向上被三角洲前緣砂巖和河口砂壩砂巖包圍， 這種橫向組合關(guān)系是分流河道在水下三角洲平臺(tái)上向海進(jìn)積形成的。 而且三角洲的進(jìn)積速度很快。 在 7, 000a間密西西比河在河口形成了 16 個(gè)三角洲， 說(shuō)明其進(jìn)積速度是相當(dāng)驚人的。 然而保存下來(lái)的三角洲和三角洲朵葉體表明分流河道沉積被河 口砂壩和三角 洲前緣所包圍。如果不承認(rèn)區(qū)域性上升 、 分流河道侵蝕作用和三角 洲進(jìn)積作用是控制層序邊界形成的可行機(jī)制， 那么海平面升降則是地層形態(tài)的控制機(jī)制。 更新世海平面下降所產(chǎn)生的界面與相組合同在墨西哥灣沿岸中新統(tǒng)所見(jiàn)界面和相組合是一樣的。 碳同位素曲線(xiàn)也為中新世海平面升降提供了證據(jù)。地層學(xué)家對(duì)區(qū)域構(gòu)造在層序邊界形成中所起的作用分歧較大。 Pitm an 等 (1983) 提出， 所有海平面變化速度與 Exxon 旋 回表一致 的情況都是 由冰川 作用 引 起海平 面變 動(dòng)造成的。而另外一些學(xué)者 (Thorne等，1984) 指出， 在大量的地質(zhì)觀(guān)察研究中并未見(jiàn)到冰川 活動(dòng)證據(jù)。 因此， 他們就把層序邊界的成因歸于大地構(gòu)造作用。然而， 促使海平面發(fā)生迅速而短暫變化的大地構(gòu)造事件類(lèi)型尚未查明 ， 尤其是形成ff類(lèi)層序不整合邊界的那些大地構(gòu)造事件更不清楚。Cloctingh (1988) 提出了板內(nèi)應(yīng)力與由沉積物負(fù)荷引起的巖石圈撓曲之間相互作用而快速轉(zhuǎn)換的理論。 Cloetingh 沒(méi)有給出這種大地構(gòu)造事件發(fā)生的頻率， 但他指出這種事件從時(shí)間上看是周期性的， 在 “幾百萬(wàn)年” 的時(shí)間里可以在沉積盆地引起超過(guò) loom 幅度的海平面變化。 盡管沒(méi)有旋回性， 但可以作為Exxon 旋回表中一些二級(jí)旋回 ( IM a) 的一種解釋?zhuān)?但不能解釋象三級(jí)和四級(jí)那些頻率較高的旋回。 Hubbard (1987) 認(rèn)為層序邊界形成受區(qū)域力控制， 為了說(shuō)明這個(gè)觀(guān)點(diǎn)他描述了博福特盆地、 大西洋大淺灘盆地和桑托斯盆地二種類(lèi)型的層序邊界。 第一類(lèi) (巨層序，megasequence) 是由盆地演化階段開(kāi)始形成的褶皺和/或斷層活動(dòng)引起的， 如裂谷開(kāi)始、 同生裂谷開(kāi)始和閉合開(kāi)始等等都可以形成這種類(lèi)型的層序邊界。 這種層序邊界代表大地構(gòu)造單元的周期性運(yùn)動(dòng)， 而不代表海平面旋回頻率， 其活動(dòng)周期約為49M a。 第二類(lèi)層序邊界是非構(gòu)造成因的， 并把海進(jìn)楔狀體和海退楔狀體分開(kāi)。 這種層序邊界是盆地沉降速度變化、 沉積物供給以及全球性海平面升降共同作用 的結(jié)果。 該層序邊界也是非旋回的， 其一般頻率范圍為 10 15M a. Hubbard 指出這種層序邊界在不同的盆地是不同的， 因?yàn)楦鱾€(gè)盆地都有各自的地質(zhì)發(fā)展史。 如果用生物地層學(xué)方法盡量準(zhǔn)確地標(biāo)定較高頻率層序的時(shí)代， 那么將發(fā)現(xiàn)這些層序在不同的盆地中似乎是同時(shí)的。 它們表明高頻率海平面升降的疊加受低頻率或非周期性大地構(gòu)造活動(dòng)和沉積物供給控制。 Hubbard 關(guān)于層序地層盆地分析方法一文很好， 他以大地構(gòu)造作用 控制的層序?yàn)榛A(chǔ)， 描述了盆地的發(fā)展史。 然而我們感到控制盆地沉積物類(lèi)型和分布的大地構(gòu)造背景與海平面升降之間的關(guān)系遠(yuǎn)比Hubbard 描述的要復(fù)雜得多。如果說(shuō)大地構(gòu)造是決定盆地形態(tài)、 沉積物供給速度以及低頻二級(jí)層序單位分布的主要控制因素， 那么海平面升降則是高頻率三級(jí)和四級(jí)層序持續(xù)時(shí)間及其分布的控制因素。六、 結(jié)論及應(yīng)用前景 層序地層學(xué)是研究沉積地層的巖石關(guān)系和地質(zhì)年代的有力手段。 它的基礎(chǔ)是要認(rèn)識(shí)到沉 積巖是由分級(jí)的地層單位組成的。 從最小 的肉眼可見(jiàn)的單位一紋層到本文中最大的單位一層序， 除紋層之外， 各種連續(xù)的單位都與年代地層學(xué)界面有關(guān)， 通過(guò)界面對(duì)比， 能為沉積相分析和巖石類(lèi)型預(yù)測(cè)提供高分辨率年代地層學(xué)依據(jù)。 其應(yīng)用范圍可大至區(qū)域性 ， 小至一個(gè)儲(chǔ)集體。 層序是層序地層學(xué)分析的基本地層單位。 層序邊界是年代地層學(xué)的重要界面， 它把其上和其下的所有巖石全部分開(kāi)。 在大多數(shù)情況下， 邊界上面的巖石與邊界下面的巖石不具物理或時(shí)間上的相關(guān)關(guān)系。 盡管層序邊界的形成不是瞬時(shí)的， 但其形成時(shí)間也只不過(guò)數(shù)千年到 1萬(wàn)年， 這種地質(zhì)時(shí)代是相當(dāng)短暫的。 因此要準(zhǔn)確地進(jìn)行沉積相解釋和對(duì)比， 就必須首先正確地認(rèn)識(shí)層序邊界。 層序邊界在沉積相和地質(zhì)年代的區(qū)域?qū)Ρ确矫姹群＿M(jìn)界面更為重要。 這是因?yàn)閷有蜻吔绲男纬稍跁r(shí)間上不受沉積物供給變化的影響， 而海進(jìn)面的形成在時(shí)間上受沉積物供給的影響， 如海進(jìn)界面海退單元的頂部嚴(yán)格受物源供給的控制。 沉積物進(jìn)人盆地的速度與分布在時(shí)空上的變化是常見(jiàn)的。 層序邊界 以區(qū)域性侵蝕和控制沉積相分布的上超為特征。 而海侵面以微侵蝕 、 無(wú)上超為標(biāo)志。層序 由準(zhǔn)層序和體系域組成。 在層序的年代地層學(xué)格架 內(nèi)進(jìn)行地區(qū)性地質(zhì)年代和沉積相對(duì)比時(shí)準(zhǔn)層序邊界極為重要。 準(zhǔn)層序疊加形成加積、 進(jìn)積和退積式準(zhǔn)層序組。 準(zhǔn)層序組通常與層序中淺海至非海相體系域相當(dāng)， 在深水相的盆底和斜坡扇中不明顯。 體系域可用于沉積相預(yù)測(cè)及生、 儲(chǔ) 、 蓋相帶分析。 在理想的工類(lèi)層序中可識(shí)別出三種體系域: 低水位體系域、 海進(jìn)體系域和高水位體系域。 低水位體系域由盆底扇 、 斜坡扇和低水位楔狀體組成。 在陸架上低水位楔狀體的最明顯部分就是深切谷。 低水位體系域硅質(zhì)碎屑巖是最主要的含油氣層系。 海進(jìn)體系域由退積式準(zhǔn)層序組組成， 也可以是重要含油氣層位。 海進(jìn)體系域頂部?？尚纬杀用芗?。 高水位體系域由加積至進(jìn)積準(zhǔn)層序組組成。 典型的高水位體系域被上覆層序邊界截切。 大部分 工類(lèi)層序由發(fā)育好的低水位體系域、 薄層海進(jìn)體系域和以頁(yè)巖為主并被剝蝕的高水位體系域組成。 且類(lèi)層序由陸架邊緣體系域、 海進(jìn)體系域、 高水位體系域組成。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， n 類(lèi)層序在硅質(zhì)碎屑 巖地層中不發(fā)育。 從更新世遠(yuǎn)溯到石炭紀(jì)， 工類(lèi)層序出現(xiàn)的頻率高。 高頻層序與以 0. 1 0. 15M a 為間隔的海平面旋回相對(duì)應(yīng)， 高頻層序疊加形成層序系， 進(jìn)而層序系疊加形成復(fù)合層序。 Exxon 全球海平面旋回表中許多三級(jí)海平面旋回可能導(dǎo)致了層序系組成的復(fù)合層序形成的沉積。 認(rèn)識(shí)層序系是整體地研究沉降中心地層學(xué)的關(guān)鍵。 在沉降中心沉積物供給少， 高頻層序發(fā)育最好。 要準(zhǔn)確地恢復(fù)地史中海平面變化規(guī)律及重建地層單元內(nèi)生儲(chǔ)蓋組合分布的地質(zhì)演變歷史， 就必須首先認(rèn)識(shí)高頻層序。 最后， 如果我們關(guān)于高頻層序是硅質(zhì)碎屑巖地層重要的組成單元的論點(diǎn)是正確的， 那么就會(huì)象 Exxon 全球旋回表預(yù)測(cè)的那樣: 四級(jí)旋回疊加在三級(jí)旋回上。 硅質(zhì)碎屑巖地層縱向沉積解釋將受到影響， 這是因?yàn)榇┻^(guò)高頻層序邊界時(shí)沉積相的連 續(xù)性遭到破壞。 地層的各級(jí)分類(lèi)單位包括層序和準(zhǔn)層序， 都是根據(jù)地層的物理特征確定的， 這些物理特征是從巖心、 露頭、 測(cè)井或地震資料中取得的。 本文所述的層序地層學(xué)概念在勘探和開(kāi)發(fā)上均有廣泛的應(yīng)用 。 這些概念為測(cè)井資料的年代地層學(xué)對(duì)比提供了技術(shù): ①為地質(zhì)制圖和相對(duì)比提供了更準(zhǔn)確的界面。 ②為提高產(chǎn)層的分辨率， 尤其為地層圈閉解釋提供了高分辨率的年代地層學(xué)依據(jù)。這些概念同時(shí)也為測(cè)井資料的巖石地層對(duì)比提供了方法技術(shù): ①為確定儲(chǔ)集層砂巖連續(xù)性和分布方式提供了更有效的方法， 比常規(guī)的砂、 泥巖頂面對(duì)比法簡(jiǎn)便得多。 ②使井間潛在儲(chǔ)層、 生油層、 蓋層的預(yù)測(cè)方法得到改進(jìn)。 ③產(chǎn)生了新的勘探概念， 比如對(duì)濱外砂壩儲(chǔ)層可以作出更精確的走向預(yù)測(cè) 。 最后， 這些概念為老盆地的新認(rèn)識(shí)提供了手段， 從而①圈定了新型產(chǎn)層， 揭開(kāi)了已大量上鉆的老盆地的勘探新領(lǐng)域。 ②提高了判斷與圈定隱蔽而有利的地層圈閉的能力。 ③有助于老油田重新評(píng)價(jià)， 增加儲(chǔ)量， 延長(zhǎng)壽命。 ④為探測(cè)新圈閉提供了更完整的地層格架。 圖3一13 展示了與兩種不同盆地邊緣的層序和準(zhǔn)層序有關(guān)可能存在 的地層圈 閉和構(gòu)造— 地層復(fù)合圈閉。