层序地层学－绪论.ppt

中国石油大学资源与信息学院朱 筱 敏 层序地层学Sequence stratigraphy 层序地层学曲线对比的共同点:1、突变界面2、沉积旋回3、沉积背景Sequence Stratigraphy is the study of genetically related facies within a framework of chronosratigraphically significant surfaces层序地层学 ( sequence stratigraphy) 研究旋回式的、成因上有联系的、以侵蚀面 ( 或无沉积作用面 ) 或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架 , 以及沉积层序 内部地层、岩相分布模式的学科,是地层学的分支学科 层序地层学就是根据露头、钻测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科 它是一种划分对比和分析沉积岩的一种新方法，当它与生物地层学及构造沉降分析相结合时，便提供了一种更为精确的以不整合面或与之可对比的整合面为边界的地质时代对比、岩相古地理再造和钻前预测生储盖地层的方法 Sequence Stratigraphy and Cyclicity of Nature教学计划时间：3月22日5月3日每周2(4)上午地点：1教315 授课6次，实验1次考试：5月3日成绩：考试占60分，实验占40分一、层序地层学的萌芽阶段二、地震地层学形成发展阶段三、层序地层学综合发展阶段 第一节 层序地层学的形成和发展 第一章 绪 论层序地层学发展历史（Background）概念萌芽阶段19491977孕育阶段19771988理论系统化阶段1988年现至层序概念建立阶段地震地层学形成和发展阶段层序地层学综合应用发展阶段三大发展阶段一、概念萌芽阶段（19491977） 层序概念建立阶段 概念盟芽阶段（19491977）： 20世纪70年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。

地质学的核心地层学1、存在多种地层学分支学科年代地层学、生物地层学、岩石地层学、磁性地层学、同位素地层学、旋回地层学、事件地层学、生态地层学以及定量地层学 地层学的核心国际地层表（或国际地质年代表）成了讨论任何与沉积地质学有关问题的准绳和尺度 为了维护这一准绳和尺度的权威性，地层学家于20世纪30年代就推出了国际地层命名和分类指南，为了完善这些地层命名和分类方案，国际地质科学联合会还在世界各地寻找地层标准剖面（例如，中国的“金钉子”工程），作为最完善的地层对比标准 地质学的核心地层学 1、国际地层表的根本问题：地层表中各代、纪、世、期的命名没有反映出各地质时代的地质特征和它们内在成因联系，存在人为的主观因素 部分“系”是两分的，部分是的三分的地层划分指南中提出的生物地层、年代地层和岩石地层是一个三元分类系统没有把此 三元分类系统统一到带有纵向成因演化特征的“年代地层单元”这一最根本的客观标准上 地质学的核心地层学3、层序概念的萌芽 层序地层学的诞生和发展 首先得益于“层序”概念的提出1）Hutton （1788）首次指出“不整合面”是区分 隆起、剥蚀和沉积旋回的物理界面2) Lyell和Agassiz（1835，1840）提出的冰川理论中就初步讨论了海平面变化与构造作用之间的关系；3、层序概念的萌芽3)Suess （1906）发展了冰川理论并进一步讨论了海平面升降与沉积物上超和下超之间的关系。

4)Chamberlin （1909）论述了地壳运动控制了世界范围内海平面变化从这个意义上说，可以认为Chamberlin是当代层序地层学的先驱概念萌芽阶段（19491977）层序概念建立阶段Sloss、Krumbein和Dapples（1948）在加拿大Banf国家公园同时提出的地层层序概念Sloss（ 1963）等人将北美克拉通 前寒武晚期至全新世地层划分成 以区域不整合面为边界的六套地层层序为当今层序地层学的发展提供了概念基础层序的概念：“层序是以主要区域不整合为边界的地层集合体” 二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成发展以P.R.Vail、R.M.Mitchum等EXXON公司的专家在AAPG第26届专题报告地震地层学：在油气勘探中的应用的出版为标志二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展1、新理论和新方法的出现二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展1) 精确定年方法 同位素年代定年 古地磁测量定年 超微生物分带定年二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展2）板块构造理论发展成熟深海钻探计划（ODP）的实施（1）地球物理和盆地分析方法去分析地壳的垂向升降、横向伸缩以及各种构造活动、（2）火山活动、重大地质事件发生的时代和规模（3）不同板块演化阶段和不同板块部位发育不同沉积类型组合二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展3）古地理背景研究古沉积：沉积体系的概念和地质与地球物理资料研究古水深：沉积岩性、古生态学、特殊矿物古气候：孢粉组合、沉积岩性以及颜色古水温和古盐度：碳氧同位素、微量元素和包裹体二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展4）高分辨率数字地震勘探技术的发展地质学家可以得到比较精确的、能够反映地下地层形态、岩性、物性、流体性质的不同维数的图像。

这些不同类型的地震图像极大地扩大了人们对地下复杂地质现象的透视视野，为人们提供了以前难以想象的地下地层三维展布及地质体之间的相互接触关系的影像 二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展4）高分辨率数字地震勘探技术的发展4）高分辨率数字地震勘探技术的发展人们在获得三维地震图像的同时，发现地震反射终止关系是有规律变化的变化的原因海平面变化的周期性满南地区形成的不整合面遮挡圈闭二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展地震地层学是层序地层学发展的第二个重要时期，是以Vail等人提出地震地层学概念体系和出版地震地层学（C、E、Payton主编，1977）为标志二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展地震地层学是一种利用地震资料进行地质综合解释的学科岩层中产生地震反射的物性界面主要是具有速度密度差异的层面和不整合面（大多数情况下），所以可将这类界面作为划分年代地层单位的主要依据 满南地区形成的不整合面遮挡圈闭二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展地震地层学的核心是海平面升降旋回变化的周期性；基础是以不整合面为边界的沉积层序的识别Sequence Stratigraphy and Cyclicity of NatureSequence Stratigraphy and Cyclicity of NatureMitchum（1977）的层序定义：“沉积层序是由相对整一、连续的、在成因上有联系的地层组成的，顶底以不整合面或与之相对应的整合面为边界的地层单元”。

The sequence is defined as a relatively conformable, genetically related succession of strata bounded by unconformities (Mitchum,1977) 层序的概念二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展一定的沉积层序代表的时间段可以因地而异，但某个层序的范围却限于等时界面（不整合面）之间因此，该等时界面（不整合面）可以为地层对比和沉积相分析提供一个理想的年代地层格架二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展P.Vail的层序地层学思想起始于在Sloss指导下读研究生期间，他在自己的层序地层学理论中对Sloss（1949）提出的层序作了两个方面的重要修定第一，Vail和Mitchum（1977）提出的层序概念比Sloss（1949）的层序概念包容的时间更短，北美显生宙六个克拉通层序可以被划分的更细Sloss的“层序”相当于Vail和Mitchum所提出的超层序（Supersequence）二、孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展第二，Vail等认为，全球海平面升降变化是层序形成演化的主要驱动机制。

1987年，Haq等人再次发表了全球海平面旋回变化图表对于海平面升降变化曲线的“锯齿状特征”人们进行过大量热烈地讨论 1、地震地层学的不足1）很少利用露头、钻测井资料进行层序地层综合分析，也不能在油气藏范围内为沉积地层分析提供必要的精度三、层序地层学综合发展阶段（1988）三、层序地层学综合发展阶段（1988年至今） 1、地震地层学的不足2）未明确一个沉积层序内部地层的彼此关系和空间分布特征2、层序地层学综合发展阶段（1988）：层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是1988年AAPG相关著作、层序地层学短期培训班和大量关于层序地层学论文的发表层序地层学诞生的标志1）1988年，Wilgus主编的海平面变化综合分析（1993年中译本更名为层序地层学原理）；2）1989年，相继出版了Sangree和Vail等的 应用层序地层学在这两本专著中，他们以全球性海平面变化为主导因素，系统、全面地阐明了层序地层学的基本理论、关键性术语的定义、解释程序和工作步骤层序地层学诞生的标志3）1991年，Vail等又在Einsele等主编的层序旋回和事件发表了“构造运动、全球海平面升降及沉积作用的地层标志综述”，强调，地层层序是由于构造运动、全球海平面升降、沉积作用及气候变化等地质作用相互作用产生的，突出了不同级别构造作用对地层层序的影响4）1991年，由D.I.M.Macdonald主编的活动边缘的沉积作用、构造运动和全球海平面变化一书，进一步把层序地层研究扩展到活动大陆边缘。

三 、 层序地层学综合发展阶段（1988年至今）出现多种层序地层学派： 经典层序地层学（美国Rice大学，Vail） 高分辨率层序地层学（美国科罗拉多,Cross） 成因地层学（美国德州Galloway）层序地层学开始深入到油气勘探开发的各个阶段 从盆地分析到圈闭的成因解释，从油藏描述、数值模拟到后续动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件开发到油藏管理给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃与地震地层学相比，基于以全球海平面变化控制地层沉积的发生和发展为基础的层序地层学理论有两大特点：1）深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等资料；2）沉积模式具有三维空间的 立体概念 特别是进入90年代以来层序地层学进入了理论研究和生产应用全面发展的时期，开始深入到油气勘探的各个阶段中国层序地层学研究大事记1980年 “地震地层学”（徐怀大，牛毓荃等，1980）1988年 “陆相断陷盆地区域地震地层学研究” （张万选等，1988）1989年 “应用层序地层学”（张宏逵等，1990）1993年 层序地层学原理海平面变化分析 （徐怀大等，1993）中国层序地层学研究大事记1992年底，国家科委正式批准了以我国著名地质学家王鸿桢教授为首的、以层序地层及海平面变化为主要研究内容的国家基础性重大研究课题：中国古大陆及其边缘层序地层和海平面变化的研究。

中国层序地层学研究大事记1995、1997和2001年 ，全国层序地层学研讨会把我国海陆相沉积层序地层学的研究推向了一个新的高度19952004年层序地层学教材出版2001年以后 层序地层学全面用于岩性地层油气藏的勘探并取得好的效果四、层序地层学的研究现状1、当前，层序地层学已成为国际地质科学研究的热门课题，1989年以来的历届AAPG年会上，以及1992年第29届国际地质学大会上，都成为重要的讨论内容 四、层序地层学的研究现状2、层序地层学基础理论研究发展不同类型盆地的层序地层学研究不同沉积物的层序地层学研究不同沉积旋回的层序地层学研究不同胶结物的层序地层学研究四、层序地层学的研究现。