构造层序地层的内涵及划分原则 层序地层划分与对比

一、构造层序地层概念的提出

大地构造对盆地充填的几何形状和沉积相的三维分布有较强的控制作用（Alexander等，1987），大地构造作用的沉积响应在空间和时间上都包含在盆地充填格架和沉积相内（Frostick等，1992）。盆地充填的几何形状及大规模的沉积层均含有大地构造作用的证据。小范围内的沉积物也能用于推断断层起止时间和断层的运动速率，单个层序或单个岩层均有大地构造特征（Tiercelin,1990）。

沉积盆地的大地构造活动，几乎全部是通过控制地形来影响沉积相发育的（Frostick,1992）。假定其他影响因素不变，盆地临界沉降值将导致盆地具有其特定的地形显示，该沉降值将取决于沉积物的供应速率，即构造沉降所提供的可容纳空间被充填的速率。在沉积物供应速率与沉降速率相等或超过沉降速率的地方，大地构造活动在地表的显示被掩盖了。这种情况下，局部地貌对沉积特征的控制要比大地构造对沉积相发育的控制更为重要，但大地构造活动仍然控制着盆地充填的几何形状和沉积相的三维分布。

盆地的可容纳空间在任何时候都控制沉积充填的几何形状和性质、层序构造和类型。在不同的构造作用背景下，可容纳空间的变化是不同的。一般说来，拉张背景下盆地边缘内部断裂活动活跃。在盆地早期拉张阶段，往往形成粗碎屑沉积，随着拉张作用的继续，可容纳空间不断增大，沉积细粒泥质沉积物。在挤压背景下，可容纳空间小，且沉积速率大多大于沉降速率（解习农等，1996），因此多数情况下形成厚度较小的粗碎屑沉积物。

近几十年来，许多沉积学者和构造学者都特别注意沉积物类型和地层样式与大地构造背景的密切关系，并将两者有机地结合起来，提出了一系列有关术语，如构造层、构造沉积幕（夏文臣等，1993）、构造岩相（信荃麟等，1993）、构造－地层组合（Price,1983）。近几年来，随着层序地层理论的发展和广泛应用，陆相地层层序地层学的研究与应用也引起了许多研究者的重视。虽然大多数研究者都同意将层序地层理论引入到陆相地层的研究中来，由于板内构造条件下陆相盆地的地质结构及盆地充填演化，明显不同于大陆边缘盆地，这种差异主要表现在以下几方面：①陆相盆地主要受控于构造因素，而且沉积盆地内构造分区明显，沉降分异大；②陆相盆地具有近物源、快速堆积、相分异大等特点，沉积物中含突发性事件沉积（如断层活动造成的垮塌等）所占比例较大，其气候变化对沉积物供给影响明显；③陆相盆地的多物源、多沉积中心、相变快、相带窄、水域面积小、变化大等特点，决定了其沉积体系域类型比大陆边缘盆地更多样化和复杂化；④陆相盆地内湖底扇、冲积扇沉积主要发育于深湖泥岩段，而大陆边缘盆地的海底扇则发育于低水位体系域。因此，人们并不希望完全照搬被动大陆边缘的层序地层学术语，而是在充分考虑到陆相地层的复杂性与特殊性的基础上，提出了许多有特点的术语体系。由于陆相盆地构造分区明显，不同构造单元构造沉降差异很大，而且不同序次的构造幕控制着不同级别的层序地层单元（解习农等，1996），因此，陆相盆地层序地层单元的划分和层序界面分析应运用构造地层学原理，从盆地整体观点出发，通过盆地幕式构造旋回与层序样式及层序界面的关系，进行盆地内层序界面或区域性层序界面的追踪对比。正因此，国内部分学者在陆相层序地层研究的基础上，提出了“构造层序”（李思田等，1992）、“超层序”（刘立等，1992；王东坡等，1994）等概念来描述层序地层组合及其所记录的盆地演化特征，并把这些术语引用到其他类型的盆地分析中去。

二、构造层序概念及级次划分

层序是一套相对整一的、有成因联系的、以不整合和与之对比的整合为界的地层（Mitchum,1977）。不整合是一个把较新地层与较老地层分开的面，沿着这个面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀削截（以及在某些地区内具有可以与之对比的海底侵蚀），或者陆上暴露现象。

构造层序是指在一定的构造作用背景下所形成的地层，以不整合或与这相对应的整合为界，指示沉积盆地类型的一个构造演化阶段（汪泽成，1998）。沉积盆地充填演化受控于不同序次的幕式构造作用（解习农等，1996），因此构造层序的级次与幕式构造旋回的级次有关。

一级构造层序是指根据沉积盆地中一级古构造运动面所划分的地层序列（相当于李思田（1992）的“构造层序”），每个构造层序都是一个盆地原型。这里所说的一级构造运动与板块相互作用或软流圈的热动力作用及洋中脊的扩张有关，它具有持续时间长、影响区域范围广等特点，它们在地层中的沉积响应是一级构造层序。一级构造层序顶、底以区域性不整合面为界，每个一级构造层序代表了沉积盆地的一个构造演化阶段。

二级构造层序是根据沉积盆地中对应于构造幕中次级构造作用旋回所划分的地层序列。这种构造作用旋回以沉积盆地演变过程中沉降速率变化为特征。引起沉降速率变化的原因可能是板块间或板块内脉动式俯冲或碰撞，相应地导致板内盆地间歇式沉降或盆缘断裂的间歇式活动；也可能是局部构造调整，导致不同构造单元沉降速率的变化；或者全球海平面的变化（或者陆相盆地区域性基准面的变化）。二级构造层序的顶、底以不整合面或整合面为界，其顶或底界面可能与一级构造层序界面相一致。

三、构造层序界面特征及识别标志

区域性构造事件往往与沉积盆地内较高级别的层序界面（如一级构造层序和二级构造层序）有密切关系，这种相关性不仅表现在陆相盆地，如陆内裂谷盆地，而且表现在其他类型的盆地。在地层中反映区域性构造事件的界面都可视为构造层序界面。

以下六种界面可作为构造层序界面。

1.古构造运动面

代表盆地的基底面或盆地萎缩阶段古风化剥蚀面，通常代表一定规模的构造运动中所形成的不整合面。这种界面与区域性构造事件吻合，表现为区域性不整合面。这种古构造运动面不仅在同一沉积盆地内等时并普遍发育，而且在相同应力场作用下的同期盆地也普遍（李思田，1992；解习农等，1993），因而具有较好的可比性，如华北地区的奥陶系顶部的古风化面。

2.构造应力场转换面

在盆地演化过程中由于构造应力场的转变，导致盆地沉降速率的急剧变化，进而使充填沉积物发生较大的变化（吴冲龙，1984）。构造应力场的转换面在沉积上表现为沉积体系或体系域的转换面（解习农等，1993）。这种界面在盆地中央可能为整合面，而在盆缘地带为侵蚀或冲刷界面，如鄂尔多斯盆地石炭系和二叠系之间的界面。

3.区域侵蚀面或冲刷不整合面

区域侵蚀面或称为沉积间断型界面，相当于Van Wagoner等（1988）的层序Ⅱ型不整合面。这种沉积间断型界面在不同地区表现出不同特征。盆缘地带为陆上沉积间断，除出现无沉积作用外，还出现明显的大面积侵蚀和冲刷现象，在地震剖面上常见到明显的削截现象。间断面上下不仅岩性差异较大，而且在有机质丰度和有机质类型上具有明显差异。

4.大面积超覆界面

由于盆地构造机制的改变，必然导致全盆范围内出现大面积的超覆界面。这种界面在盆缘地带多为角度不整合，而在盆地中央地带可能为连续整合界面或者为平行不整合面（汪泽成，1998）。

5.区域性沉积体系转换面或突变面

盆地构造体制的改变，通常引起沉积体系或古环境的转换或突变，包括沉积相的突变、沉积体系的大规模迁移、水流系统的改变、古气候的变化。这种沉积体系或古环境的转换面或突变面，可以有不整合或整合的表现形式。

6.区域海侵方向转换面

海侵方向的改变与构造体制的转换相关联，是在构造活动作用下，盆地底形坡度和坡向改变的结果（汪泽成，2000）。转换面表现为沉积间断面或整合面。

以上六种界面在野外露头、钻孔岩心或测井曲线中往往显示古风化壳、古土壤层或强烈冲刷现象等一系列特征标志，界面上下地层不仅有明显的岩性差异，而且在古生物组合、有机质丰度和有机质类型等方面有显著的差异。这些层序界面在地震剖面上表现为削截现象和超覆现象。

构造-地层区（分区）划分的思路和基本原则~

作为世界屋脊的青藏高原，集中体现了中国西部大陆岩石圈结构的地质特色，那就是结合带与沉积盆地相间并存、条块镶嵌的构造局面。结合带是大陆岩石圈中结构最复杂的基本构造单元，是地壳受挤压、伸展、剪切应力作用下形成的强烈收缩地带，变形变质十分剧烈，构造运动活跃，构成了不同构造单元和不同构造-地层分区的天然界线，其边界为具有分划意义的区域性大断裂。沉积盆地是地质历史时期某些阶段相对稳定的构造单元，盆地内的沉积充填序列不仅详细记载了盆地形成与演化历史，同时也系统地记录了与其相关的造山带构造演化信息。这些丰富而敏感的信息对于甄别盆地的大地构造属性和演化历程具有重要的意义。
羌塘盆地位于青藏高原腹地，盆地的发展既受区域大地构造背景制约，又受围限它们的南北两侧板块结合带和盆地内部断裂带等边界条件约束。因此，盆地在某一时期，或某几个阶段的沉积记录既表现出一定的相似性，而不同历史时期沉积呈现出较大的差异性，这就使得以构造为背景的地层区划和地层对比成为可能。本书从构造和地层的综合分析角度出发，以正确反映各构造单元地层发育面貌、客观再现羌塘东部盆山耦合关系和造山带构造演化的本来面目为目的，遵守“地层发育总体特征的一致性”原则，以板块结合带作为构造-地层区（以下简称地层区）的界线，以对盆地地层分布和发育特征、地层层序及古生物群面貌、构造变形、构造古地理状态有重要控制作用的构造带作为构造-地层分区的界线，分区内又根据沉积建造的差异划分出小区。
基于以上思路和原则，羌塘盆地地层属羌塘-昌都地层区，以龙木错-双湖-查吾拉-昌宁-孟连断裂带为界分羌北-昌都-兰坪分区和羌南-保山分区（图2-6，表2-5）。

据昌都地区不同构造单元的层序地层分析，可以进行全区三叠纪层序，尤其是晚三叠世层序的划分与对比（表5.1、图5.9～图5.11）。
本区下、中三叠统完整的实测剖面较少，层序划分与对比较为困难；正如表5.1所示的那样，岛弧地层发育最佳，充足的火山 沉积物补给使得层序的划分与三分结构很清晰。以中三叠统巨厚浊积岩沉积为例，在划分浊积岩层序时，往往把硅质层、火山源与内源低密度浊积岩确定为最大海平面的标志沉积，而与陆源和内源浊积岩相区分；此外，显然不易分开的高水位体系域与海进体系域将它们合并在一起。不过，在弧后区、克拉通区的中、下三叠统因种种原因不好划分。但是，上三叠统层序结构较易确定，沉积相组合特征比较明显，而且全区范围内可以较好地进行对比。例如以区内最大规模海侵沉积的波里拉组碳酸盐岩作为层序对比标志层，可以展开像岛弧区（图5.11）、弧后区（表5.1）与克拉通区（图5.9）那样的比较。弧后区的 SQ1分别对比着岛弧区、克拉通区的 SQ7与SQ1；层序类型一致、结构特征一样，只是体系域沉积特征有差别。同样弧后区的SQ2完全可以同弧区SQ8与克拉通区SQ2对比，层序类型一致，但特征与层序结构不同，其深层次原因将在后面论述。弧后区的SQ3分别对应着弧区的SQ9与SQ10和克拉通区的SQ3与SQ4，层序数量、结构与类型均不同，但上三叠统的层序在弧区与克拉通区存在着相似性（图5.10与图5.11）。

图5.9 昌都地区北部上三叠统层序地层柱状对比

根据上述分析，将岛弧与弧后区层序地层特点归纳如下：
（1）可以运用Vail（1977）提出的层序地层学理论，在露头剖面上识别出Ⅰ类以及Ⅱ类层序界面与体系域空间配置关系。
（2）复杂构造、火山地形的岛弧系统（如呈岛海格局的江达岛弧区内）由于丰富的火山-沉积物补给，可划分出多个层序，层序结构的三分性多半完整（图5.11），例如SQ5与SQ6。
（3）活动区的岛弧与弧后区，构造与沉积物的补给作用控制很明显（表5.1），从而造成了层序数量、结构与类型上的差别。例如上三叠统的层序数量在弧后区为3个，岛弧区与克拉通区均为4个；弧后区SQ3为Ⅰ类层序，而在岛弧区与克拉通区均为Ⅱ类层序。

图5.10 昌都地区南部上三叠统层序地层柱状对比图

（4）多数层序中往往伴有不同性质、不同类型的火山岩，这些火山岩与层序有着密切的联系（图5.12）。例如岛弧区的挤压性钙碱性系列火山岩与弧后区拉张碱性系列的火山岩分别对应于不同类型的层序与体系域；并且各体系域中火山岩性质与所占的厚度比也是不同的。以江达岛弧层序为例，低水位体系域中多半出现钙碱性系列火山岩组合，所占厚度比值中等。海侵体系域既见拉斑玄武岩系列，又见钙碱性系列，以及碱性系列（例如生达弧后区），火山岩含量最少。高水位体系域几乎均出现钙碱性系列，所占比例最大。
（5）弧区的浊积岩体系尤其发育，多物源（陆源、内源与火山源）浊积扇沉积在层序划分中起到了关键作用。一般地陆源高密度浊流往往与相对海平面下降相联系，内源浊积岩代表海平面处于高位时期；基性火山源浊积岩反映海平面逐渐上升，中酸性火山源反映海平面下降，混合源浊积岩反映邻区出现造山带，总体海平面逐渐下降。笔者就是运用上述原则与区域资料分析来划分低、高密度流浊积层序的，尤其是中三叠统瓦拉寺组上千米厚的海底扇至斜坡相沉积层序。瓦拉寺组的生物地层分辨率较差，难于很好地根据全球海平面变化来解释这些浊积巨层序。但是，占优势层段的砂质沉积或由砾岩与砂岩构成的砾质泥流与碎屑流的活动水道相沉积，通过明显的海平面下降可较好地进行解释（Kolla等，1988；Einsele，1992，1993；荒户等，1994）；同样地，半远洋钙质泥岩和黑色板岩、硅质岩的产状反映出水道较长期不活动特征，陆源沉积物的补给有限，这可能与上升的海平面和早期高水位条件有关（Loutit等，1988；Seyfride等；Robertson等，1991）。

图5.11 江达岛弧区三叠系层序地层对比

表5.1 昌都地区层序地层划分与对比



图5.12 江达岛弧盆地层序地层中的火山岩特征

地震层序划分原则
答：尽管地震分辨率不高，但是由于地震反射真实地等时地反映了地下地层在三维空间的分布与结构，以及地震反射动力学参数所反映的地层属性和物性；因此，地震层序分析具有钻/测井和露头层序分析无法替代的作用。该地区地震层序划分主要遵循以下几个原则：①以地震剖面上或波阻抗反演剖面上特殊的反射波终止型式，即顶...

构造层序研究思路及方法
答：对鸡西盆地层序地层划分采用罗立民并参照Van Wagoner的层序等级划分和李思田的陆相层序地层单元划分等方案(池秋鄂等,2001;Van Wagoner J C.et al.,1988;李思田等,1992),将盆地内沉积层划分一、二、三、四、五个级别层序,各级层序特征见表5-1、表5-2。低频层序(盆地一、二、三级层序)主要受区域性...

层序地层学
答：层序地层学方法可以建立不同尺度的地层对比格架，并将相和沉积体系放在统一的等时地层格架中进行研究，因而在含油气盆地中可以阐明生油层、储集层和盖层的分布规律。对层序的级别划分，一般分为5级，即巨层序（megasequence）、超层序（supersequence）、层序（sequence）、沉积体系域（deposional system tract...

学习任务地层的基本概念、 基本理论和方法
答：岩石地层单位一般使用单位层型,年代地层单位一般使用界线层型,生物地层单位除组合带外,一般不指定层型。 (五)标准剖面 标准剖面是根据层型在其他地区选定的,可作为某一地区地层划分对比标准的典型剖面。实际上,标准剖面是层型剖面的延伸,它应具备层序相对正常齐全、化石较丰富、研究详细、地质构造简单等特点(力求排除...

地震层序划分原则
答：地震层序分析具有钻井和露头层序分析无法替代的作用。塔北地区地震层序划分主要遵循以下几个原则：①以地震剖面上特殊的反射波终止型式，即顶超、削截、上超及部分下超为划分层序的主要依据，兼顾内部总体反射特征；②在地震剖面上尽可能详细地识别各种不整合关系及其限定的层序，然后逐级组合成较高级的层序或...

层序地层划分方案
答：少数由6个甚至7个短期旋回层序叠加组成（图5-4）。层 序的命名仍引用Cross的命名方案，即LSC、MSC和SSC分别代表长期，中期和短期基准 面旋回层序，超短期基准面旋回层序仅在取芯段中进行划分，可识别的范围非常有限，因 此不再命名。在经典的层序划分方案中，将上述地层划分为分别与长期和中期旋回层序...

层序地层对比及综合分析
答：按照整个下古生界地层分析,志留系也应划分为一个超层序,即上Tippecanoe超层序。寒武—奥陶系的5个超层序,依据王鸿祯先生的地层时代年代表,相当于Mitchum(1991)所指的二级层序和王鸿祯先生(1996)所指的Mesosequence。 二、寒武纪层序地层系统及年表 在岩石地层学及年代地层学中均有相应的地层系统,在层序地层学中也应该...

构造层序地层学
答：造山带构造研究的深入和层序地层学的发展及其结合直接导致构造层序地层学的形成。由于详细的定年工作（尤其是高压变质作用的定年），造山过程的细节已基本掌握；各种碰撞带模型的建立提出了鉴别古老碰撞造山带的依据；大地构造相概念则把形成的大地构造环境、改造的方式和构造条件、经碰撞后就位的大地构造...

地层层序律说明
答：地层层序律，作为地质学中一项关键的原理，为我们理解地层的相对年代提供了基础。当地层因构造运动而倾斜，但并未发生完全的倒转，这个规律依然有效。在倾斜面以上的地层，其形成时间相对较新，而倾斜面以下的地层则显得更为古老。然而，如果构造运动强烈到导致地层顺序完全反转，原有的上下关系就会颠倒，这...

层序地层学的基本概念
答：到了20世纪50年代后期，美国地质学家韦尔等，在研究了大量资料的基础上，于1965年提出了第一代的全球海平面相对变化曲线和地震地层学基本原理，成功地解决了北海盆地的中生代地层划分，引起了石油地质界的重视，并于1977年出版了《地震地层学在油气勘探中的应用》一书。它标志着地震地层学的诞生和层序地层...