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層序地層學
來源: 作者: 發布時間:2013/9/23 12:10:27 點擊數:3084

層序地層學是地層學的一個分支,是根據地震、鉆井和露頭資料進行地層分布型式、沉積環境和巖相綜合解釋的一門科學。

人們發現,在同一時期的、情況各異的許多沉積盆地內發育著的地層形式,說明存在著一種有效的全球控制因素,這種因素即是全球海平面變化。P.R.Vail等(1977)曾提出了這樣一種觀點:大多數地表地質學家普遍見到的旋回性沉積作用基本上或完全受全球范圍的海平面升降變化的控制。

層序地層學的產生起源于Mac Jeryey在70年代后期的研究成果,他在數學上模擬和定量表示了產生全球旋回曲線的海平面、構造沉降和物源供給之間的相互關系。這項工作顯示出層序地層學以統一思想對地層學和盆地演化進行研究所產生的巨大潛力。然而,層序地層學成為獨立的學科形成于80年代后期,是由P.R.Vail、J.B.Samgree和J.C.Van Wagoner等學者提出并完善的。

P.R.Vail等(1987)提出的層序地層學概念及其有關沉積模式,是以海洋環境為背景,針對被動大陸邊緣提出的。層序地層學的核心部分是研究全球海平面升降變化對沉積作用的控制。包括對大陸邊緣碎屑沉積作用的控制和對大陸邊緣碳酸鹽沉積作用的控制。層序及其內部組成部分體系域是全球海平面升降、地殼沉降以及沉積物供給之間相互作用的產物。全球海平面升降和構造沉降共同作用的結果,引起海平面的相對變化。在全球海平面升降的控制下,海平面的相對變化速度是碎屑沉積地層型式和巖相分布的主要控制因素;在長期構造運動的背景下,海平面的相對變化控制碳酸鹽沉積地層型式和巖相分布。

根據上述這些相互作用可以建立沉積模式,用以檢驗人們的認識,預測沉積地層關系和巖相,進行全球不同地域、不同時代地層間的對比。因此,層序地層學是從四維時空上來認識沉積記錄,并將其和全球海平面的周期性變化聯系起來,認為沉積記錄是全球海平面變化與地殼沉降和沉積物供給的函數,從而增強了全球不同地域、不同時代地層間的可對比性和沉積相的可預測性,將沉積學和地層學推向了一個新的階段。

層序地層學的基本論點是地層單元的幾何形態及巖性受海平面升降、構造沉降、沉積物供給和氣候四大參數控制。其中全球海平面升降速度、構造沉降速度和沉積物供給速度控制了沉積盆地的幾何形態;這三種因素互相影響、互為因果關系最終導致某一地區海平面相對于該區陸架邊緣的相對變化速度及沉積體系域的發生、發展和變化。

當海平面上升引起海水穿過陸架時,形成海進體系域;隨著海平面升高、上升速度減慢,在沉積物供給速率維持原速度時,則由淺海相和非海相沉積組合的濱線向盆地方向推進,形成高水位期海退體系域沉積;若海平面急劇下降并且下降速度大于構造沉降速度,在陸架邊緣之下沉積了低水位體系域。當海平面緩慢下降,內陸架暴露侵蝕面僅在外陸架出現緩慢沉積,則構成陸架邊緣體系域。區分組成層序的體系域的關鍵部位是陸架坡折點(或陸架邊角、陸架邊緣),由沉積物分布于該點之上或其下劃分低水位體系域、海進體系域和高水位體系域。

層序地層學是地震地層學的新發展。它綜合利用鉆井測井曲線、地震剖面及地表露頭三種資料對盆地的沉積體系域及各巖相作立體解釋,并概括為具有三維空間立體概念的沉積模式。

因此,可以說地震地層學已經進入了一個以層序概念為代表的層序地層學的新階段。同樣,層序地層學的基本理論體系也可以適用于陸相湖泊斷陷盆地,但不能機械地套用。因為湖泊水域小,受構造作用及氣候因素的控制明顯;同時需要考慮構造沉降、基準面變化、海泛、沉積物注入速度、氣候、物源方向及局部構造運動等因素。

目前在國外,對作為全球事件地質學的一個重要組成部分的層序地層學的研究正在不斷深入和發展,不僅在理論上獲得了重要的突破,而且在指導與沉積巖有關的礦產勘查方面也獲得了豐碩的成果。在我國也引起了較大的反響,受到了我國地質、石油、煤炭部門的普遍重視,有許多學者已迅速開展了我國東部陸相湖泊斷陷盆地和地表露頭層序地層學研究,并已取得了初步成果。    

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