层序界面的识别及层序划分原理 层序地层学的层序地层学理论体系

3.4.2.1 层序界面的识别标志及其成因类型

在沉积层序的形成过程中，存在四种沉积作用过程，即侵蚀作用、沉积物路过冲刷作用、沉积作用和非补偿性的饥饿型沉积或无沉积作用。不同的沉积作用过程形成于构造作用所影响的基准面相对于地表的不同升降变化势态，由此而产生不同规模和性质的层序界面。与此相对应，层序界面上下的地层构型和规模存在着显著的差别，从而为界面的识别提供了依据。

对于不整合面的界面类型，又可细分为四个级别：

（1）Ⅰ级不整合面

由区域构造隆升或构造应力场转换等构造作用方式引起沉积基准面抬升所形成的侵蚀不整合界面为Ⅰ级不整合界面。此类界面对应于盆地基底面或盆地突发性扩张面，抑或收缩时发育的古风化暴露面，常与区域构造事件或构造的幕式阶段性演化相拟合，是划分构造旋回或构造充填层序的标志，具有区域性稳定分布和一定的穿时性特点。

（2）Ⅱ级不整合界面

由较强地区性构造运动或湖平面较大幅度下降形成的不整合面为Ⅱ级不整合界面。此类界面在盆地的不同部位表现为不同的性质，特点为从盆地边缘向洼陷方向侵蚀或沉积间断的时间逐渐缩短，并由盆地边缘的侵蚀不整合、沉积间断向洼陷方向逐渐演变为整一界面。

（3）Ⅲ级不整合界面

由湖平面低幅度下降或气候及沉积物供给速率变化等因素造成基准面下降而产生的不整合面为Ⅲ级不整合面。在测井剖面中易于识别，其特征的标志为在测井曲线形态上由一系列进积叠加样式过渡为一系列退积叠加样式的重要相转换面，对应的岩性变化为界面之下的单砂层向上增多变粗，泥质含量减少；界面之上则出现反向的变化序列。界面或以冲刷面的形式出现在两套进积砂体之间，或以整一界面位于加积的砂、泥岩互层组合中，一般位于界面两侧的地层中砂含量较高。

（4）最小成因层序界面

所谓最小成因层序界面，系指基准面韵律性小幅度升降引起的沉积物间歇暴露或局部冲刷作用、过路沉积作用、沉积物突然减少或供给中止等作用形成的非沉积作用小间断面。由于此类界面所围限的地层厚度以米级单位为主，因而在常规地震剖面中不能识别，然而在测井或地表露头中识别标志清晰，表现为测井曲线单向移动的底、顶突变面或加速渐变面，如叠置的钟形或漏斗形曲线的底或顶，也可表现为钟形+漏斗形或齿形+指形曲线的组合。需指出的是，在以沉积大套泥岩为主的岩性相剖面中很难对平滑或微齿化测井曲线进行此类界面的识别，一般以代表欠补偿沉积作用条件下形成的油页岩、泥晶灰岩或白云岩、钙质页岩作为划分依据。

在我国广大的陆相地层中，湖泛面也是一个重要的界面类型，湖泛面作为层序界面的识别标志和成因类型如下。

湖泛面系指基准面上升达高点位置时由湖泛作用形成的弱补偿或欠补偿沉积界面，不同级次的基准面旋回中均可发育有湖泛面，但其层序地层学意义有一定的差别。识别短、中期基准面旋回中的湖泛面产生的位置及其沉积学意义，对确定旋回的结构类型和分析旋回的叠加样式至关重要，也是在油气田范围内对砂层组和单个砂体进行追踪和精细对比的重要线索。在长期和超长期基准面旋回中，湖泛面一般位于层序的内部，分别与较大和最大湖泛面（或河流相区的最大水进面）相关联，成因与基准面大幅度上升达最高点位置、出现区域性的欠补偿或无沉积作用有关，具较稳定的等时性，W.E.Galloway^［30］将其视为较长周期旋回层序的分界面，具有极其重要的区域地层等时对比标志意义。

图3.24列举了辽河盆地西部凹陷沙河街组沙一、二段地层的中、短期基准面旋回层序中各类界面的产出位置和测井响应模型。

图3.24 中、短期基准面旋回层序中各类界面的产出位置和测井响应模型

3.4.2.2 层序划分原则

由A.T.Cross倡导的高分辨率层序地层学理论及其技术方法，以强调不同级次的基准面升降运动周期为划分层序的依据，在其划分方案中以基准面下降到最低点位置作为划分层序的边界面，一个完整的层序应该由基准面上升和下降两个半旋回组成，按基准面旋回的结构和叠加样式特征，进一步细分出短期、中期和长期三个级次的层序。

为了说明层序划分的原则，这里列举了辽河盆地下第三系的基准面旋回层序的划分原则。根据辽河盆地下第三系的沉积充填作用和沉积层序的演化主要受区域构造运动控制的基本特点，提出同时考虑界面性质、层序结构和叠加样式，以及时间周期的综合划分方案（表3.7）。在此方案中以不同性质的不整合面作为划分层序的边界面，以不同级别的不整合面和时间周期作为层序级别的划分原则，以便于进行不同级次的层序等时追踪对比和建立高分辨率时间-地层格架，从而更易于讨论地层格架中的生、储、盖组合规律和对有利储集相带进行预测。

表3.7 辽河盆地基准面旋回层序划分原则综合^［31］

层序边界及其内部界面~

层序边界及其内部地层间的关系，可以存在多种不同类型的、以不同几何关系相接触的物理界面，识别和研究这些界面，是层序地层学研究中特别重要的内容。
1.整合面
是指将一个较新与较老地层分开的层面，沿此面没有侵蚀作用，也没有重大的沉积间断。它也包括那些沉积作用极为缓慢，具有由很薄的沉积物所代表的较长地质时期的那些面。整合面一般出现在准层序的内部，但是某些出现于盆地沉积物中的整合面，当向陆方向追索，可能与不整合面或不同程度的海泛面相对应时，也可能成为层序、准层序或体系域的分界面。
2.不整合面
是一个分开较新与较老地层的物理界面，沿着这个界面，存在有重大沉积间断的陆上侵蚀削截或陆上暴露面，而且在向海方向具有可以与之对比的海底侵蚀面或整合面，它是划分层序地层的重要界面。此外，由于层序地层学是从地震地层学脱胎而来，而在地震地层学中，通常把地震剖面上形成不整合———反射特点的、具有不同几何关系的面都称为不整合面，它们可以是侵蚀成因的，称为削截面(truncation)，也可以是沉积作用造成的，称为超失面(1apout)。按地震地层学的解释，前者是指地层对原始沉积面的侧向终止，这种终止是由于侵蚀作用使已沉积的岩层在横向上消失的结果，是侵蚀间断的证据;后者是指由沉积作用造成的地层在其原始沉积面的侧向终止，这种侧向终止(或超失)可以出现在层序或体系域的上、下界面上(图7－2)。如地层与下界面的超失，称为底超(baselap)，它又分为上超(uplap)和下超(downlap)，又如地层与上界面的超失，称为顶超(toplap)。

图7－2 不同类型的边界关系及年代地层关系

(1)上超
为水平地层对原始倾斜面(如层序界面)的超覆尖灭，或者是原始的倾斜地层对原始倾角更大的斜面，向其倾斜上方作超覆尖灭。不整合面上的地层向陆方向的超覆便是上超。上超通常出现在海平面相对上升时期。而上面多次提及的“海岸上超向下迁移”，是指上覆的海岸上超地层沿着下伏海岸上超层的顶面向盆地方向迁移，甚至可以下移到滨线坡折带以下的深水盆地中。海岸上超向下迁移是海平面相对快速下降的结果。
(2)下超
是原始倾斜地层对原始水平面(或倾斜面)在倾斜下方作底部超覆，亦可定义为层序内地层对下界面的向盆地方向的超覆。如海侵体系域在向盆地方向下超于第—海泛面之上，而高位体系域前积层远端也下超于最大海泛面之上。
(3)顶超
是层序顶界的超失。原始的倾斜地层及原始斜坡沉积之上，均可出现此种接触关系，它是海平面相对静止的标志。
3.海泛面(marine flooding surface)
也是一个新老地层的分界面。它们常常是平整的，仅出现几十厘米或1～2m的地形起伏，但越过这个分界面的沉积相特点，标志了水深的突然增加，而且这种小的加深常伴随着很弱的水下侵蚀作用和无沉积作用，表明存在着小的无沉积间断。但是在向陆方向与之对应的面，并没有大的陆上侵蚀作用，也没有海岸上超或相的向盆地方向移动。因此，这些可对比面的识别，只能通过由海泛面的逆倾向或顺倾向追索对比，才能加以识别。
海泛面及其对应的面，是层序内准层序间的分界面，有时也可以和体系域或层序的界面一致，它们中的初始海泛面和最大海泛面，都是层序内的重要界面。
(1)初始海泛面(first flooding surface)
亦称海侵面(transgressive surface)，是层序内部跨过陆棚的海泛面。它是低水位体系域和海侵体系域之间的物理界面，并以从低水位进积到海侵的退积为特征。低水位体系域的顶面及其底部不整合面，与低水位体系域或陆棚边缘体系域截切点的向陆一侧常常是汇合在一起的。而海侵体系域的准层序向陆方向上超于层序界面之上，向盆地方向则下超于初始海泛面之上(图7－3)。

图7－3 层序界面、初始海泛面与低位体系域和海侵体系域的关系(据Posamentler，1993)

(2)最大海泛面(maximum flooding surface)
是层序中最大海侵所能达到的位置时所形成的界面，以从退积式准层序组合转换为加积式或进积式准层序组合为特征，因此，它是海侵体系域的顶界面，上覆的高水位体系域的前积层前端下超于最大海泛面之上。最大海泛进蚀面(revinement surface)，通常与凝缩段(或密集段，condensed section)伴生，位于凝缩段底部或顶部。凝缩段是层序地层中很重要的层段，它是在沉积速率极为缓慢的条件下形成的，由半深海或深海的极薄层海相沉积物所组成，在滨线的区域海侵时期分布最广，凝缩段并不具有等时沉积特点，向盆地方向，其时间间隔逐渐增大。

1．基本层序：层序是由不整合面或其对应的整合面限定的一组相对整合的、具有成因联系的地层序列（Mitchum等，1977）。小层序和小层序组是层序的地层建造块（Van Wagoner等人，1990）。层序也称基本层序、沉积层序，也称为“三级层序”。对层序涵义的理解和划分，目前比较统一。2巨层序或大层序：层序地层学术语体系中的Megasequence一词争议最大，目前对其理解和解释尚未完全统一。 随着层序地层研究的不断深入，大多数研究者认为它是比层序大得多的最高一级层序，可以与旋回层序中的一级旋回对应，包括若干个层序。 在层序地层分级体系中应为一级层序。3．超层序：超层序是比层序大的二级层序，包括几个层序，也有的学者认为它与巨层序或大层序相当。一般认为超层序应是比巨层序小比层序大的一类层序，是与二级旋回相对应的二级层序。据Vail等人（1988）分析，大部分超层序是在相对海平面变化的二级周期（超周期）期间沉积的，是从水域最大到最小时期沉积的地层层序。4．构造层序：构造层序是以古构造运动界面为边界的一类层序。盆地形成、演化至消亡，再从形成到消亡是一个连续的地质演化过程，因而构造层序被认为是一个巨型盆地充填序列，每一个构造层序代表一个具有特定充填类型的原型盆地充填序列，具有特定的地层或岩性组合，形成于不同的地壳演化阶段和构造环境（林畅松，1995）。因此，可以认为构造层序与巨层序或大层序相当，是一级层序。5．亚层序：是比层序小，比小层序大的层序。但这一级层序一般不单独划出，有时与小层序级别相当。因此，亚层序不常使用。6．小（准）层序和小层序组：小层序是由海泛面及其对应面所限定的一组相对连续的、有成因联系的层和层组。在层序中的特殊位置上，小层序可能要么上面、要么下面被层序界面所限定（Vang Wagoner，1985；Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。7小（准）层序：parasequence一词国内翻译有不同的术语，如“准层序”、“副层序”、“亚层序”、“小层序”等。“准”或“亚”都带有略差一些或稍低一点的涵义，而实质上sequence和parasequence在等级上差别较大。 将parasequence译为“小层序”较之其它译名更能准确地反映其原本含意，因为一个层序要包括十几或几十个小层序，两者存在组别上的差异（李思田，1992）。作为一种沉积实体，小层序往往是某一沉积体系域中的一个沉积旋回的产物。因此，本书采用小层序这一术语。8小层序组是由主海泛面和其对应面所限定的一组有成因联系的小层序组成的具有显著叠置方式的地层序列（Van Wagoner，1985；Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。小层序组内的小层序叠置方式可以是进积式的、退积式的或加积式的（图1-4），这主要取决于沉积速度与可容空间腾空速度的比值，因此，一个层序内的小层序叠置方式是可以预测的。9进积小（准、副）层序组：向盆地远处沉积的、连续的年轻小层序组，总体上，沉积速率大于可容空间形成速率（Van Wagoner等人，1990）10加积小层序组：一组相互叠置的连续的组无明显侧向迁移的年轻的小层序组，总体上可容空间形成的速度近似于沉积速度（Van Wagoner，1990）。11退积小层序组：以台阶状后退叠置的型式向陆地方向沉积的一套连续的年轻小层序。总体上，沉积速率小于可容空间形成的速率（Van Wagoner等人，1990） 1．不整合面：是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀消截（或与之相对应的海底侵蚀）或陆上暴露现象。2．可容空间：由海平面上升或地壳下沉或这两种作用联合而形成的沉积物可以沉积的空间场所。指沉积物表面与沉积基准面之间或供沉积物充填的所有空间，包括老空间（早期未被充填遗留下的空间）和新增加的空间。这一空间是否完全被充填，取决于沉积物对盆地供给的速率。3．海泛面和最大海泛面：一个分隔年轻的和年老的地层的界面，穿过此面水深明显增加。这种水深伴随着少量海底侵蚀或无沉积，但不伴有由河流回春或相的的朝盆地迁移引起的陆上侵蚀作用，包括异常陆上暴露，有一小的沉积间断。与海泛面有关的海底侵蚀界是变化的，其变化范围大致从几米到十几米，通常是几米，海泛面在滨海平原和陆架上有一个对应面（Van Wagoner等人，1987，1988，1990）。初次海泛面：是Ⅰ型层序内部初次跨越陆架坡折的海泛面是水位体系域和海进体系域的物理界面。最大海泛面：指的是最大海侵时期形成密集段或下超面，在盆地内分布范围最大，为划分海侵体系域和高水位体系域的界面。4．全球海平面变化：全球海平面指一个固定的基准面点，从地心到海表面的测量值。这个测量值随洋盆和海水的体积变化而发生变化，与局部因素无关5．相对海平面变化：相对海平面是指海平面与局部基准面如基底之间的测量值。 一个地区相对海平面变化是全球海平面变化和当地盆地沉降速率的函数，相对海平面变化与沉积物堆积无关，不能与水深相混淆6．密集段或凝缩层（condensed section）(1)密集段是薄的海相地层单位，由远洋到半远洋沉积物组成，以极低的沉积速度为特征。(2)密集段往往以薄的但是连续的、发育潜穴的、轻微石化的地层（缺失面omission surface）的方式产出。(3)密集段还可能以丰富的、多种多样的浮游和底栖生物组合、自生矿物（海绿石、磷灰石和菱铁矿）、有机质等为特征，并可能拥有较大浓度的铂族元素，如铱。(4)密集段主要是由于相对海平面的相对快速上升，于海岸线的海进时期在大陆边缘形成，而大多数洋盆沉积物处于密集段定义范畴内，因为深海中沉积速度通常是低的（<1cm/1000a）(5)作为一个薄的沉积单位，密集段在一个沉积层序的中部，从盆地伸展到陆架。因为密集段是由于相对海平面上升和海岸线突然海进造成的沉积速度极低时期产生的，密集段更具深远的重大意义。(6)密集段把开阔大洋微古生物分带提供的时间地层框格与向陆方向的浅水剖面中的沉积层序提供的物理地层单位联系起来。密集段代表了浅水和深水剖面之间的物理地层连接链环，并且是可以通过地震、测井和露头资料加以识别的。(7)在地震剖面上，通常由高水位体系域的前积斜层的底面来证实，每个斜层都下超到下伏的海进和低水位体系域上。因此，下超面通常是密集段存在的一个很好标志。 在露头剖面中和测井曲线上，下超面被用来定义一个与密集相伴生的、在无沉积作用或者沉积作用极缓慢时期形成的一个面。海平面与沉降作用相结合的协同作用，产生一个大的、区域广泛分布的密集段。(8)海绿石在海进体系域和密集段中是经常发现的，具有较高浓度钾的海绿石，在密集段中是常见的。因此，每个单独沉积层序内的密集段中海绿石的放射性年龄测定，对大陆边缘剖面中生物带产层的标定和沉积层序的年代确定方面，提供补充信息具有潜力。下切谷（incised valleys）,也称深切谷其形成和充填分两个阶段：一是在海平面相对下降时期，滨岸发生侵蚀作用，沉积物路过侵蚀谷而在低水位岸线处沉积； 二是在低水位晚期或海侵初期的海平面相对上升时期，谷内发生沉积作用。其沉积物由各种环境的不同岩石类型组成，如河口湾、辫状河砂岩、潮坪砂泥及滨岸沉积等。深切谷的邻区为地表暴露面，以土壤或根土层为标志。下切谷沉积为Ⅰ型层序的特殊沉积。

层序及体系域界面识别
答：根据以上层序界面识别原则，结合研究区层序界面特征，首先根据区域不整合面和区域构造应力转化面将宝鼎盆地晚三叠世含煤岩系划分为两个二级层序 (SⅡ1 和 SⅡ2) ，分别对应于下部的大荞地组和上部的宝鼎组; 下部 SⅡ1 进一步识别出 4 个三级层序界面和 12 个四级层序界面，将研究区大荞地组主要...

关键界面的识别标志及划分
答：4）厚度、粒度的旋回性。层序界面之下，砂岩粒度向上变粗、砂泥比向上变大，层序界面之上则相反。这种旋回的变化特征常以叠加样式的改变表现出来。这是确定测井层序边界的一个重要依据。在一个不缺任何体系域的完整层序（包括低位、湖进和高位体系域）发育的部位，如湖浪基面一带和斜坡-深湖一带，它们...

准层序及准层序组界面的识别
答：在该地区我们见到的准层序界面主要是第一种情况。因此，该界面识别可以在先划分出准层序的基础上，再总结出不同准层序的叠加模式，不同类型的准层序叠加模式的分界面即为准层序组边界。在准层序划分之后，即可确定准层序组类型。图6-2　临41-3井准层序界面测井响应 加积式准层序组：表现为一系列相...

层序界面的识别
答：③ 以基准面下降到最低点的位置作为层序界面（以Cross为代表的高分辨率层序地层学，1994），它既可是沉积界面之上的相关整合面，也可是沉积界面之下的不整合面或冲刷面。本文根据Vail等的观点，采用不整合面或与之可对比的整合界面而不是采用最大水进面作为层序边界面来划分层序。这是因为：1）尽管最大...

(一)层序界面和层序地层划分
答：根据Vail层序地层学原理，层序界面可以是不整合面及与其相关的整合面，可分为I型层序界面和Ⅱ型层序界面。I型层序界面主要为区域性不整合面，沉积间断时间长，控制全球海平面的升降，是超层序（I级层序）的划分界面；Ⅱ型层序界面是重要的沉积间断面，间断时间相对较短，主要作为层序（Ⅱ级层序）界面。在...

层序界面
答：层序是指以底、顶不整合面或相关整合面为界的、内部叠置有序的一套地层旋回性沉 积组合（魏钦廉等，2008；魏钦廉等，2010）。由于地层的旋回性是分级的，它们有相同 的特点也有不同的个性，因此，在进行层序地层分析时，层序界面的识别和成因类型的确 定是十分重要的，它不仅是识别、确定和划分层序...

层序界面成因类型、级别和识别标志
答：层序是指以底、顶不整合面或相关整合面为界的、内部叠置有序的一套沉积组合,因此,层序地层分析中界面的识别是划分层序和确定层序成因类型的依据。目前有关层序划分最具代表性的方案主要有三种:其一以EXXON公司“Vail”学派为代表,以不整合面或相关整合面为层序边界(Vail,1987);其二以Galloway(1989)为代表,以最大洪...

本次研究的划分方案
答：识别和划分层序界面的最直接和最客观的手段，是对野外露头和钻井岩性标志的研究，如利用构造不整合面、大型侵蚀冲刷面、水进超覆面、岩性突变面和最大湖泛面等具有特殊成因意义的界面，结合剖面结构和相序变化划分层序，其中以构造和沉积不整合界面的识别最为重要。

层序界面成因类型、级别和识别标志
答：众所周知,层序是指以底、顶不整合面或相关整合面为界的、内部叠置有序的一套沉 积组合,因此,层序地层分析中界面的识别是划分层序和确定层序成因类型的依据。目前 有关层序划分最具代表性的方案主要有3种,其一以EXXON公司 “Vail” 学派为代表,以不整合面或相关整合面为层序边界(Vail P R.,1987);其二以Gallowa...

三叠系-新近系层序界面特征与识别标志
答：作者按层序界面与构造作用和沉积作用的关系,界面的性质和成因特征,区域分布和产出规模,以及岩性岩相变化和电测曲线特征将库车坳陷三叠系-新近系层序界面划分为三种级别类型。Ⅰ级层序界面为古构造运动面、构造应力场转换面或构造沉降不整合面,如塔北地区海西晚期运动形成的区域不整合界面 ( 三叠系与二叠系分界面) 、燕...