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层序地层学
来源: 作者: 发布时间:2013/9/23 12:10:27 点击数:1731

层序地层学是地层学的一个分支,是根据地震、钻井和露头资料进行地层分布型式、沉积环境和岩相综合解释的一门科学。

人们发现,在同一时期的、情况各异的许多沉积盆地内发育着的地层形式,说明存在着一种有效的全球控制因素,这种因素即是全球海平面变化。P.R.Vail等(1977)曾提出了这样一种观点:大多数地表地质学家普遍见到的旋回性沉积作用基本上或完全受全球范围的海平面升降变化的控制。

层序地层学的产生起源于Mac Jeryey在70年代后期的研究成果,他在数学上模拟和定量表示了产生全球旋回曲线的海平面、构造沉降和物源供给之间的相互关系。这项工作显示出层序地层学以统一思想对地层学和盆地演化进行研究所产生的巨大潜力。然而,层序地层学成为独立的学科形成于80年代后期,是由P.R.Vail、J.B.Samgree和J.C.Van Wagoner等学者提出并完善的。

P.R.Vail等(1987)提出的层序地层学概念及其有关沉积模式,是以海洋环境为背景,针对被动大陆边缘提出的。层序地层学的核心部分是研究全球海平面升降变化对沉积作用的控制。包括对大陆边缘碎屑沉积作用的控制和对大陆边缘碳酸盐沉积作用的控制。层序及其内部组成部分体系域是全球海平面升降、地壳沉降以及沉积物供给之间相互作用的产物。全球海平面升降和构造沉降共同作用的结果,引起海平面的相对变化。在全球海平面升降的控制下,海平面的相对变化速度是碎屑沉积地层型式和岩相分布的主要控制因素;在长期构造运动的背景下,海平面的相对变化控制碳酸盐沉积地层型式和岩相分布。

根据上述这些相互作用可以建立沉积模式,用以检验人们的认识,预测沉积地层关系和岩相,进行全球不同地域、不同时代地层间的对比。因此,层序地层学是从四维时空上来认识沉积记录,并将其和全球海平面的周期性变化联系起来,认为沉积记录是全球海平面变化与地壳沉降和沉积物供给的函数,从而增强了全球不同地域、不同时代地层间的可对比性和沉积相的可预测性,将沉积学和地层学推向了一个新的阶段。

层序地层学的基本论点是地层单元的几何形态及岩性受海平面升降、构造沉降、沉积物供给和气候四大参数控制。其中全球海平面升降速度、构造沉降速度和沉积物供给速度控制了沉积盆地的几何形态;这三种因素互相影响、互为因果关系最终导致某一地区海平面相对于该区陆架边缘的相对变化速度及沉积体系域的发生、发展和变化。

当海平面上升引起海水穿过陆架时,形成海进体系域;随着海平面升高、上升速度减慢,在沉积物供给速率维持原速度时,则由浅海相和非海相沉积组合的滨线向盆地方向推进,形成高水位期海退体系域沉积;若海平面急剧下降并且下降速度大于构造沉降速度,在陆架边缘之下沉积了低水位体系域。当海平面缓慢下降,内陆架暴露侵蚀面仅在外陆架出现缓慢沉积,则构成陆架边缘体系域。区分组成层序的体系域的关键部位是陆架坡折点(或陆架边角、陆架边缘),由沉积物分布于该点之上或其下划分低水位体系域、海进体系域和高水位体系域。

层序地层学是地震地层学的新发展。它综合利用钻井测井曲线、地震剖面及地表露头三种资料对盆地的沉积体系域及各岩相作立体解释,并概括为具有三维空间立体概念的沉积模式。

因此,可以说地震地层学已经进入了一个以层序概念为代表的层序地层学的新阶段。同样,层序地层学的基本理论体系也可以适用于陆相湖泊断陷盆地,但不能机械地套用。因为湖泊水域小,受构造作用及气候因素的控制明显;同时需要考虑构造沉降、基准面变化、海泛、沉积物注入速度、气候、物源方向及局部构造运动等因素。

目前在国外,对作为全球事件地质学的一个重要组成部分的层序地层学的研究正在不断深入和发展,不仅在理论上获得了重要的突破,而且在指导与沉积岩有关的矿产勘查方面也获得了丰硕的成果。在我国也引起了较大的反响,受到了我国地质、石油、煤炭部门的普遍重视,有许多学者已迅速开展了我国东部陆相湖泊断陷盆地和地表露头层序地层学研究,并已取得了初步成果。    

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