1、绪论第章 层序地层学理论框架 第节 理论基础和概念体系 第二节 全球海平面变化周期 第二章 层序地层学研究方法 第一节 层序地层学研究基础 第二节 层序地层学研究方法 第三章 海相层序地层学 第节 碎屑岩层序地层样式 第二节 碳酸盐岩层序地层样式 第四章 陆相层序地层学 第一节 陆相湖盆地质特征 第二节 陆相湖盆层序地层学第五章 高分辨率层序地层学 第一节 理论基础和研究方法第二节 在油气勘探和开发中的应用结论讲 课 提 纲绪论l一、层序地层学的发展阶段l二、层序地层学研究的学派l三、层序地层学与传统地层学的区别l四、层序地层学的发展趋势l五、层序地层学理论优势所在层序地层学层序地层学概念在沉
2、积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，就象就象板块构造板块构造曾经提供了一个完整统一的构造概念曾经提供了一个完整统一的构造概念一样一样,层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则。层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则。因此，它可能因此，它可能是地质学中的一次革命，是地质学中的一次革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段它开创了了解地球历史的一个新阶段。P.R.Vail层序地层学的发展阶段层序地层学发展历史层序地层学发展历史（Background）概念萌芽阶段概念萌芽阶段1948194819771977孕育阶段孕育阶段1977
3、197719881988理论系统化阶段理论系统化阶段19881988年现至年现至层序概念建立阶段层序概念建立阶段地震地层学形成地震地层学形成和发展阶段和发展阶段层序地层学层序地层学综合发展阶段综合发展阶段三大发展阶段三大发展阶段层序地层学的发展阶段层序地层学的发展阶段 起源于被动大陆边缘盆地的层序地层学的发展大体经历了三个阶段：起源于被动大陆边缘盆地的层序地层学的发展大体经历了三个阶段：第一阶段：概念盟芽阶段第一阶段：概念盟芽阶段，即本世纪，即本世纪7070年代以前，主要建立了层序地层学年代以前，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赖以发展
4、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。学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。第二阶段：地震地层学演化的模型形成阶段。第二阶段：地震地层学演化的模型形成阶段。该阶段以该阶段以P.R.VailP.R.Vail、R.M.MitchumR.M.Mitchum等等EXXONEXXON公司的专家在公司的专家在AAPGAAPG第第2626届专题报告届专题报告地震地层学：在碳氢化地震地层学：在碳氢化合物勘探上的应用合物勘探上的应用的出版为标志。在的出版为标志。在2020世纪世纪7070年代后期，层底地层学主要应用年代后期，层底地层学
5、主要应用于地震资料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露头一般不被单独用来分析层序。于地震资料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露头一般不被单独用来分析层序。地震地层学尚不能达到在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。地震地层学尚不能达到在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。第三阶段：为综合发展阶段第三阶段：为综合发展阶段，即从，即从8080年代到现在，随着可容空间概念的建年代到现在，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是立，层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是19891989年年AAPGAAPG年会举年会举办的层序地层学短期培训班和会议上发表的大
6、量关于层序地层学的论述。与地震办的层序地层学短期培训班和会议上发表的大量关于层序地层学的论述。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：一是深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等层学理论有两大特点：一是深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等资料；二是它所总结的沉积模式具有三维空间的立体概念。特别是进入资料；二是它所总结的沉积模式具有三维空间的立体概念。特别是进入9090年代以年代以来。层序地层学进入了理论研究和生产应用全面发展的时期，开始深入到油气勘来。层
7、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探的各个阶段。阶段。概念萌芽阶段概念萌芽阶段（19481977）层序概念建立阶段层序概念建立阶段l lSloss、Krumbein和和Dapples（1948）同时提出的地层层序概念标志同时提出的地层层序概念标志l l Sloss（1963）等人等人 将北美克拉通前寒武晚期至全新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世地层划分成以区域不整合面为 边界的六套地层层序边界的六套地层层序l l为当今层序地层学的发展提供了为当今层序地层学的发展提供了 概念基础概念基础层序地层学的发展阶段“层序层序”概念的提出概
8、念的提出 1948年由年由Sloss提出：提出：1963年应用于北美克拉通晚前寒武年应用于北美克拉通晚前寒武纪至全新世地层之间，共划分出纪至全新世地层之间，共划分出6个层序；个层序；70年代前未被大多数人接受。年代前未被大多数人接受。第一阶段：概念盟芽阶段，即第一阶段：概念盟芽阶段，即本世纪本世纪7070年代以前，主要建立年代以前，主要建立了层序地层学赖以发展的地质了层序地层学赖以发展的地质基础，包括以生物地层学、岩基础，包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。旋回及均衡剖面理论等。层
9、序地层学的发展阶段孕育阶段孕育阶段（19771988）地震地层学形成和发展地震地层学形成和发展l l P.R.Vail（1977）等人编著的等人编著的 地震地层学地震地层学为标志为标志l l全球海平面变化具有相对一致性，全球海平面变化具有相对一致性，海平面变化控制了层序发育的观点海平面变化控制了层序发育的观点 应用地震资料及钻测井资料预测和应用地震资料及钻测井资料预测和 确定盆地地层结构、沉积相类型和确定盆地地层结构、沉积相类型和 区域分布区域分布l l产生了一次重大的飞跃产生了一次重大的飞跃层序地层学的发展阶段地震地层学阶段地震地层学阶段 Peter.R.Vail等在等在1977年第年第26
10、集集AAPG上发表了地震地层学论文。上发表了地震地层学论文。两大认识两大认识:此后的此后的10年间，地震地层学经历了年间，地震地层学经历了从诞生、发展到完善的一个过程。并为从诞生、发展到完善的一个过程。并为石油工业做出了巨大贡献。石油工业做出了巨大贡献。地震地层学的不足：地震地层学的不足：第二阶段：地震地层学演化的模型形成第二阶段：地震地层学演化的模型形成阶段。该阶段以阶段。该阶段以P.R.VailP.R.Vail、R.M.MitchumR.M.Mitchum等等EXXONEXXON公司的专家在公司的专家在AAPGAAPG第第2626届专题报届专题报告告地震地层学：在碳氢化合物勘探上地震地层学
11、：在碳氢化合物勘探上的应用的应用的出版为标志。在的出版为标志。在2020世纪世纪7070年年代后期，层序地层学主要应用于地震资代后期，层序地层学主要应用于地震资料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露料范围内的盆地分析，测井、岩芯和露头一般不被单独用来分析层序。地震地头一般不被单独用来分析层序。地震地层学尚不能达到在储层范围内进行沉积层学尚不能达到在储层范围内进行沉积地层分析所需要的精度。地层分析所需要的精度。层序地层学的发展阶段理论系统化阶段理论系统化阶段（1988年至今）年至今）层序地层学综合发展层序地层学综合发展l l以以P.R.Vail（1988）等人编著的等人编著的 海平面变化综合分析海平
12、面变化综合分析 以及以及Sangree,Wagoner和和Mitchum等人等人 的层序地层学文献的发表为标志。的层序地层学文献的发表为标志。l l1989年，随着可容空间概念的建立，年，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟、实用，层序地层学的理论和方法趋于成熟、实用，l l高分辨率层序地层学高分辨率层序地层学（Cross）、）、成因地层学成因地层学（Galloway）等学派；等学派；l l层序地层学开始深入到油气勘探开发的各个阶段。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
13、动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件模拟到后续动态模拟，从勘探开发各个阶段的软件 开发到油藏管理开发到油藏管理l l给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃层序地层学的发展阶段层序地层学阶段层序地层学阶段 1988年年:J.C.Wagoner主编了主编了SEPM层序地层层序地层学特刊；学特刊；P.R.Vail及及J.B.Sagree主编了主编了“层序层序地层学工作手册地层学工作手册”和和“层序地层学基层序地层学基础础”。这几部著作的问世则宣告一门新的这几部著作的问世则宣告一门新的学科学科层序地层学诞生了。层序地层学诞生了。层序地层学的诞生缘于以下研究所层序地层
14、学的诞生缘于以下研究所取得的进步。取得的进步。1988年年Jervey提出的新的实用模型，扩展了提出的新的实用模型，扩展了地震地层学的应用范围，并将层序进一步细分为地震地层学的应用范围，并将层序进一步细分为小的地层单位小的地层单位“体系域体系域”。而。而Posamentier和和Vail等从理论上创建了一种三维结构图：等从理论上创建了一种三维结构图：I类层序：即海底扇体系域、低水位体系域、类层序：即海底扇体系域、低水位体系域、海侵体系域、高水位体系域。海侵体系域、高水位体系域。II类层序：陆架边缘体系域、海侵体系域、高类层序：陆架边缘体系域、海侵体系域、高水位体系域。水位体系域。同时，在同时，
15、在I类层序的低水位体系域中，存在盆类层序的低水位体系域中，存在盆底扇、斜坡扇、低水位前积三角洲、深切谷充填。底扇、斜坡扇、低水位前积三角洲、深切谷充填。Exxon地质学家受地质学家受D.E.Frazier(1974)和和C.V.Campbell(1967)观点的影响，总结出了这些向观点的影响，总结出了这些向上变浅的地层单位以具有重要年代地层学意义的上变浅的地层单位以具有重要年代地层学意义的为边界，为边界，并且由纹层、纹层组、岩层和岩并且由纹层、纹层组、岩层和岩层组层组构成。有些学者（构成。有些学者（Vail等）将这些向上变浅的等）将这些向上变浅的地层单位称为地层单位称为“旋回旋回”，而有些学者
16、（，而有些学者（Van Wagoner）称之为）称之为“准层序准层序”，相互关联的准层序，相互关联的准层序则构成了则构成了“准层序组准层序组”。而这些地层单元为。而这些地层单元为体系体系域和层序域和层序的组成单元，从而使这些的组成单元，从而使这些，并且可以把它们置于年代地层，并且可以把它们置于年代地层学的系统中进行研究。学的系统中进行研究。70年代后期，年代后期，Mac Jervey在数学上模拟了和在数学上模拟了和定量表示了产生全球旋回曲线的定量表示了产生全球旋回曲线的海平面升降海平面升降、构构造沉降造沉降和和沉积物供应速度沉积物供应速度之间的关系。之间的关系。Exxon公司公司的科研人员吸收
17、了该项研究成果，并于的科研人员吸收了该项研究成果，并于1987年在年在AAPG和和Science刊物上推出了第二代海平面升降刊物上推出了第二代海平面升降曲线。其特点是曲线呈圆滑的波状，每个周期顶曲线。其特点是曲线呈圆滑的波状，每个周期顶底标明了不整合的性质，层序边界位于海平面升底标明了不整合的性质，层序边界位于海平面升降曲线每个周期的下降（降曲线每个周期的下降（F）拐点上，上升（）拐点上，上升（R）拐点稍后的某个位置处为最大海泛面，引用了更拐点稍后的某个位置处为最大海泛面，引用了更多的古生物、年代、磁性地层学资料，划分了海多的古生物、年代、磁性地层学资料，划分了海平面升降周期的级次。平面升降周
18、期的级次。第三阶段：为综合发展阶段，即第三阶段：为综合发展阶段，即从从8080年代到现在，随着可容空间年代到现在，随着可容空间概念的建立，层序地层学的理论概念的建立，层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用，其和方法趋于成熟并广泛应用，其标志是标志是19891989年年AAPGAAPG年会举办的层年会举办的层序地层学短期培训班和会议上发序地层学短期培训班和会议上发表的大量关于层序地层学的论述。表的大量关于层序地层学的论述。层序地层学的发展阶段与地震地层学相比，基于以全球海平面与地震地层学相比，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
19、两大特点：一是深的层序地层学理论有两大特点：一是深入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和入、详尽地使用了地震、测井、岩芯和地面露头等资料；二是它所总结的沉积地面露头等资料；二是它所总结的沉积模式具有三维空间的立体概念。特别是模式具有三维空间的立体概念。特别是进入进入9090年代以来。层序地层学进入了理年代以来。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始深入到油气勘探的各个阶段阶段层序地层学的发展阶段中国层序地层学研究大事记中国层序地层学研究大事记1980年年“地震地层学地震地层学”被引进被引进 （徐怀大，牛毓荃等，（徐怀大，牛毓荃
20、等，1980）1988年年 结合我国油气勘探实践，结合我国油气勘探实践，“陆相断陷盆地区域地震地层学研究陆相断陷盆地区域地震地层学研究”问世问世 （张万选等，（张万选等，1988）1989年年 组织编译了组织编译了“应用层序地层学应用层序地层学”（张宏逵等，（张宏逵等，1990）1993年年 层序地层学原理层序地层学原理海平面变化分析海平面变化分析 一书出版（徐怀大等，一书出版（徐怀大等，1993）1995年年 T.A.CrossT.A.Cross的高分辨率层序地层学派的理论、的高分辨率层序地层学派的理论、方法及实用技术被介绍到中国来，使之迅速方法及实用技术被介绍到中国来，使之迅速 得到传播和
21、应用（邓宏文等，得到传播和应用（邓宏文等，1995）1996年年 塔里木盆地沉积层序特征及其演化塔里木盆地沉积层序特征及其演化出版出版 （顾家裕等，（顾家裕等，1996），把我国海陆相沉积层序），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地层学的研究推向了一个新的高度1997年年 中国石油学会组织中国石油学会组织“层序地层学及其在油气层序地层学及其在油气 勘探开发中的应用勘探开发中的应用“专业会议，标志了我国专业会议，标志了我国 层序地层学的研究已进入一个全面发展的新时期。层序地层学的研究已进入一个全面发展的新时期。1997 发表了大量著作发表了大量著作层序地层学的发展阶段 纵观目前
22、层序地层学的研究思想，纵观目前层序地层学的研究思想，大体上可归结为：海相方面、陆相大体上可归结为：海相方面、陆相方面和高分辨率层序地层学三个方方面和高分辨率层序地层学三个方面。海相以国外学者为主，陆相以面。海相以国外学者为主，陆相以国内学者为主，高分辨率以科罗拉国内学者为主，高分辨率以科罗拉多多TimCross学派为主。学派为主。层序地层学研究的学派层序地层学研究的学派（一）海相派 根据其层序划分方法将众多研究者分为三大学派：（1）以Exxon公司为代表Vail学派，以地表不整合或与此不整合可以对比的整合面为边界。（2）以Galloway为代表的，采用最大洪泛面作为层序边界。（3）Johnso
23、n所强调的层序以地表不整合面或海进冲刷不整合面为界的海进海退旋回沉积层序。虽然上述划分层序类型的三种方法各不相同，但均强调海平面变化是控制层序成因和相分布的内在机制，可用于全球范围内的地层对比。在层序控制方面将构造运动、全球海平面变化、沉积物供给、气候变化作为影响层序产生的四大控制因素。但对于构造沉降作用、成岩作用的影响考虑较少，这是其局限性所在。（二）陆相派 类海相类海相”学派认为：湖泊和海洋类似，是陆相沉积的主导控学派认为：湖泊和海洋类似，是陆相沉积的主导控制体，其不仅控制自身的沉积发展，也控制毗邻的河流及风成制体，其不仅控制自身的沉积发展，也控制毗邻的河流及风成沉积，湖平面的变化类似海平
24、面的变化控制整个盆地的发育。沉积，湖平面的变化类似海平面的变化控制整个盆地的发育。他们由于没能充分认识到海陆不同，他们由于没能充分认识到海陆不同，“类海相类海相”学派过分简化学派过分简化了陆相沉积，所以存在较大局限性。了陆相沉积，所以存在较大局限性。“单一单一”派（张周良派（张周良19961996）主要针对河流相层序地层学进行）主要针对河流相层序地层学进行研究，提出低水位体系域主要由辫状河流的砂砾质沉积物组成，研究，提出低水位体系域主要由辫状河流的砂砾质沉积物组成，低水位体系域后期可能出现曲流河沉积。水进体系域有利于网低水位体系域后期可能出现曲流河沉积。水进体系域有利于网状河流沉积，高水位体系
25、域主要是由曲流河沉积物组成，也可状河流沉积，高水位体系域主要是由曲流河沉积物组成，也可能有网状河沉积。这一学派淡化了构造因素、气候因素，而将能有网状河沉积。这一学派淡化了构造因素、气候因素，而将沉积物供给速度和河流作用相等同，将湖相或海相沉积归为夹沉积物供给速度和河流作用相等同，将湖相或海相沉积归为夹层，河流为主控因素，没有考虑不可能在同一地区出现一系列层，河流为主控因素，没有考虑不可能在同一地区出现一系列的河流相组合或仅由单纯的河流相组成的包括各种体系域的地的河流相组合或仅由单纯的河流相组成的包括各种体系域的地层层序。层层序。（二）陆相派 构造构造”派（李思田派（李思田19921992、解习
26、农、解习农19961996）主张层序分析是把相、）主张层序分析是把相、沉积体系放于盆地整体地层格架中进行研究，这种格架主要沉积体系放于盆地整体地层格架中进行研究，这种格架主要根据等时地层意义的界面划分。分析的核心是建立等时地层根据等时地层意义的界面划分。分析的核心是建立等时地层格架，在此基础上将盆地充填序列解析为不同级别建造块。格架，在此基础上将盆地充填序列解析为不同级别建造块。这一学派突破经典层序地层的束缚，全面考虑了盆地构造发这一学派突破经典层序地层的束缚，全面考虑了盆地构造发展史和沉积演化史，强调构造作用和沉积作用的影响，从旋展史和沉积演化史，强调构造作用和沉积作用的影响，从旋回角度对体
27、系域进行了划分，促进了陆相层序地层学的发展。回角度对体系域进行了划分，促进了陆相层序地层学的发展。综合学派（纪友亮综合学派（纪友亮19961996）分析了海平面变化、湖平面变化、）分析了海平面变化、湖平面变化、沉积物供给、构造运动和气候等各种因素的影响，认为陆相沉积物供给、构造运动和气候等各种因素的影响，认为陆相湖盆为敞流湖盆、闭流湖盆。认为控制沉积物沉积的基准面湖盆为敞流湖盆、闭流湖盆。认为控制沉积物沉积的基准面和可容空间主要有和可容空间主要有2 2种。种。该学派将层序类型划分为构造和气候层序。构造层序又分该学派将层序类型划分为构造和气候层序。构造层序又分为简单断坳层序、同生断坳层序和多期断
28、坳层序，同生断坳为简单断坳层序、同生断坳层序和多期断坳层序，同生断坳层序由低位体系域、湖扩体系域、湖缩体系域和非湖泊体系层序由低位体系域、湖扩体系域、湖缩体系域和非湖泊体系域；简单断坳层序只发育厚的湖缩体系域；多期断坳层序由域；简单断坳层序只发育厚的湖缩体系域；多期断坳层序由多期进积式准层序构成；气候层序由低位、高位和湖扩、湖多期进积式准层序构成；气候层序由低位、高位和湖扩、湖缩体系域组成。这一分类方案为大多数学者所接受。缩体系域组成。这一分类方案为大多数学者所接受。（三）高分辨率层序地层学 以以T.A.CrossT.A.Cross为首的科罗拉多矿业学院成因为首的科罗拉多矿业学院成因地层研究组
29、为代表的高分辨率层序地层学地层研究组为代表的高分辨率层序地层学问世后立即得到学术界有识人士的高度重问世后立即得到学术界有识人士的高度重视。成因地层研究小组在对浅海环境沉积视。成因地层研究小组在对浅海环境沉积层序进行分析研究的基础上提出的利用层序进行分析研究的基础上提出的利用A/SA/S（Accommo-dation/Sediment SupplyAccommo-dation/Sediment Supply）比）比和基准面旋回进行地层对比的方法（和基准面旋回进行地层对比的方法（CrossCross，19911991、19931993、19941994、19971997、19981998），为我）
30、，为我们进行地层精细对比提供了新思路，比传们进行地层精细对比提供了新思路，比传统的层序地层学分辨率要高得多。统的层序地层学分辨率要高得多。层序地层学与传统地层学的区别层序地层学与传统地层学的区别 1 1 传统的地层划分中没有考虑地层的沉积成传统的地层划分中没有考虑地层的沉积成因；而层序地层学不仅考虑了地层的成因，而因；而层序地层学不仅考虑了地层的成因，而且考虑了各环境沉积地层之间的关系。且考虑了各环境沉积地层之间的关系。2 2 传统的地层划分中，无论是生物地层或岩传统的地层划分中，无论是生物地层或岩石地层常常是穿时的；而层序地层学依据界面石地层常常是穿时的；而层序地层学依据界面划分的层序基本是
31、等时的。划分的层序基本是等时的。3 3 传统的地层划分由于不与地层的成因相联传统的地层划分由于不与地层的成因相联系，很难将一个地层单位与油气藏的形成、有系，很难将一个地层单位与油气藏的形成、有利成藏区带预测相联系；而层序地层学正考虑利成藏区带预测相联系；而层序地层学正考虑了层序形成过程中与油气藏形成的关系。了层序形成过程中与油气藏形成的关系。4 4 传统的地层划分仅仅应用了地质学的信息；传统的地层划分仅仅应用了地质学的信息；而层序地层学充分应用了地质学、地球物理学、而层序地层学充分应用了地质学、地球物理学、地球化学等资料。地球化学等资料。层序地层学与传统地层学的区别层序地层学与传统地层学的区别
32、等时性而等时性而不是等岩性不是等岩性层序地层学与传统地层学的区别层序地层学与传统地层学的区别层序地层学的发展趋势 1 1 宏观宏观 微观微观 （1）由勘探应用向开发地质领域应用方向发展。（2）由储层宏观空间展布预测向微观储层非均质性研究方向发展。（3）由储层对比向剩余油分布预测方向发展。2 2 定性定性定量定量 （1）由定性的地层分析向定量的地层形成过程模拟方向发展。（2）由定性的地层分析向盆地地层形成过程动力学地计算方向发展。3 3 单一单一多样多样 （1）层序地层学应用到沉积矿床的形成、分布预测中。（2）层序地层学应用到层控矿床的形成、分布预测中。（3）层序地层学应用到铀矿床的形成、分布预
33、测中。层序地层学的发展趋势 层序地层学之所以在不层序地层学之所以在不 长的时间里取长的时间里取得如此大的进展，主要是由于它有如下的得如此大的进展，主要是由于它有如下的特点特点：1、综合性、综合性 层序地层学是在地震地层学的基础上层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的一门新学科，它不仅囊括了地发展起来的一门新学科，它不仅囊括了地震地层学的全部理论和方法，而且结合了震地层学的全部理论和方法，而且结合了测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资料的沉积学研究成果（由地球化学、古生料的沉积学研究成果（由地球化学、古生物学、矿物学、沉积学、构造地质学等学物学、矿物学、沉
34、积学、构造地质学等学科研究提供），因而，它综合性很强，避科研究提供），因而，它综合性很强，避免了单学科中的某些局限性。免了单学科中的某些局限性。l层序地层学理论优势所在 2、科学性、科学性 层序地层学的层序地层学的基础基础是建立在由海平面相是建立在由海平面相对变化所产生的不整合对变化所产生的不整合时间线的关系上。时间线的关系上。而全球海平面升降、构造沉降、气候、沉而全球海平面升降、构造沉降、气候、沉积物供应速度相互作用导致了积物供应速度相互作用导致了相对海平面相对海平面发生周期性变化发生周期性变化，每个周期的各种沉积体，每个周期的各种沉积体就构成了一个就构成了一个相应的层序相应的层序。层序是以
35、整合。层序是以整合面和与之对应的整合面为界的，两个不整面和与之对应的整合面为界的，两个不整合面之间的地层是合面之间的地层是同期形成同期形成的，所以，层的，所以，层序地层学具有序地层学具有年代地层学意义年代地层学意义。层序内的各个体系域，形成于一个海平面层序内的各个体系域，形成于一个海平面变化周期的特定时间段上，在空间上的展变化周期的特定时间段上，在空间上的展 布具有规律性，因而，层序地层学具有成布具有规律性，因而，层序地层学具有成因地层学意义。这为揭示生储盖组合规律因地层学意义。这为揭示生储盖组合规律及油气藏预测建立了科学依据。及油气藏预测建立了科学依据。层序地层学消除了年代地层、岩石地层序地
36、层学消除了年代地层、岩石地层与生物地层单位三重命名的混乱现象层与生物地层单位三重命名的混乱现象。它引用了同位素、磁性地层学及古生物地它引用了同位素、磁性地层学及古生物地层学的时代标定，利用高分辩率地震反射层学的时代标定，利用高分辩率地震反射资料确定的等时物理界面用为层序界面，资料确定的等时物理界面用为层序界面，首次提出了全球统一的地层学方案，解决首次提出了全球统一的地层学方案，解决了地层分层方面的矛盾。了地层分层方面的矛盾。3、预测性、预测性 海平面的相对变化形成了相应的层序，海平面的相对变化形成了相应的层序，每个层序又由若干个体系域组成。因而，每个层序又由若干个体系域组成。因而，根据海平面的
37、相对变化规律，可以预测体根据海平面的相对变化规律，可以预测体系域的展布方向、范围、所含的沉积体系系域的展布方向、范围、所含的沉积体系及其赋存位置以及未钻地层的时代，结合及其赋存位置以及未钻地层的时代，结合油藏描述，进一步预测沉积矿产的有利聚油藏描述，进一步预测沉积矿产的有利聚集带、油气生储盖组合规律。集带、油气生储盖组合规律。绪论第章 层序地层学理论框架 第节 理论基础和概念体系 第二节 全球海平面变化周期 第二章 层序地层学研究方法 第一节 层序地层学研究基础 第二节 层序地层学研究方法 第三章 海相层序地层学 第节 碎屑岩层序地层样式 第二节 碳酸盐岩层序地层样式 第四章 陆相层序地层学
38、第一节 陆相湖盆地质特征 第二节 陆相湖盆层序地层学第五章 高分辨率层序地层学 第一节 理论基础和研究方法第二节 在油气勘探和开发中的应用结论讲 课 提 纲 第一节第一节 理论基础和概念体系理论基础和概念体系 一层序地层学定义和理论基础 1层序地层学定义 2层序地层学理论基础 1)海平面升降变化具有全球周期性 2)四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性 二、层序地层学基本概念 1层序及层序类型 2整合和不整合 3体系域 4海泛面 5准层序和准层序组 6可容空间和凝缩层 层序地层学定义和理论基础1层序地层学定义 层序地层学是研究以不整合面或与之层序地层学是研究以不整合面或与之相对应的整合面为边
39、界的年代地层格架中具相对应的整合面为边界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回岩性序列间相互关系的有成因联系的、旋回岩性序列间相互关系的地层学分支学科。地层学分支学科。也可定义为研究年代地层格架中成因相也可定义为研究年代地层格架中成因相关联的学科关联的学科(VanWagoner，1988，1990)。也有人认为，层序地层学是研究层序形也有人认为，层序地层学是研究层序形成和地层分布模式的一门科学。成和地层分布模式的一门科学。2层序地层学理论基础 1)海平面升降变化具有全球周期性海平面升降变化具有全球周期性海平面升降变化具有全球周期性，海平面相对变化是形成以海平面升降变化具有全球周期性，海平面相对变
40、化是形成以不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的不整合面以及与之可对比的整合面为界的、成因相关的沉积层序的根本原因。根本原因。Haq和和Vail(1977，1987)建立了显生宙全球海平面建立了显生宙全球海平面I，级变级变化旋回和中新生代海平面变化年表，并认为层序地层学可以成为建化旋回和中新生代海平面变化年表，并认为层序地层学可以成为建立全球性地层对比的手段，重建全球地层对比系统。立全球性地层对比的手段，重建全球地层对比系统。还有许多地学研究者对全球海平面升降曲线准确性持怀疑态还有许多地学研究者对全球海平面升降曲线准确性持怀疑态度，指出区域海平面变化周期受控于构造、气候、全
41、球性海平面变度，指出区域海平面变化周期受控于构造、气候、全球性海平面变化、沉积物供给等多种因素。化、沉积物供给等多种因素。但是若排除构造运动以及其他干扰因素的影响，并对具有全但是若排除构造运动以及其他干扰因素的影响，并对具有全球性周期的沉积层序进行准确定年，就能够提供一种特别适合于沉球性周期的沉积层序进行准确定年，就能够提供一种特别适合于沉积相和古地理重建的年代地层格架，同时还能获得对全球海平面周积相和古地理重建的年代地层格架，同时还能获得对全球海平面周期升降规律的认识。期升降规律的认识。第一节第一节 理论基础和概念体系理论基础和概念体系 一层序地层学定义和理论基础 1层序地层学定义 2层序地
42、层学理论基础 1)海平面升降变化具有全球周期性 2)四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性 二、层序地层学基本概念 1层序及层序类型 2整合和不整合 3体系域 4海泛面 5准层序和准层序组 6可容空间和凝缩层 层序地层学基本概念层序地层学基本概念 1层序及层序类型层序及层序类型 1)层序(Sequence)层序是指一套相对整一的、成因上存在联系的、层序是指一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之可对比的整合面为界的地层单顶底以不整合面或与之可对比的整合面为界的地层单元元(Mitchum(Mitchum，1977)1977)。层序是一个具有年代意义的地层单位 层序本身不包括规模甚
43、至时间的含义，但层序内所有岩层都是沉积在以层序边界年代所限定的地质时间间隔内层序边界及内部地层的地质年代可以用生物地层和其他年代地层学的方法加以确定 2)2)四个基本变量控制了地层单元四个基本变量控制了地层单元几何形态和岩性几何形态和岩性一个层序中地层单元的几何形态和岩一个层序中地层单元的几何形态和岩性受构造沉降、全球海平面升降、沉积物性受构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率和气候四个基本因素的综合影响。供给速率和气候四个基本因素的综合影响。一般来说，构造沉降速率、海平面升降速一般来说，构造沉降速率、海平面升降速率和沉积物供给速率三个参数控制了沉积率和沉积物供给速率三个参数控制了沉积盆地的
44、几何形态，沉降速率和海平面升降盆地的几何形态，沉降速率和海平面升降变化综合控制了沉积物可容空间的变化。变化综合控制了沉积物可容空间的变化。Vail(1987)曾认为，全球海平面升降变化是曾认为，全球海平面升降变化是控制地层叠置样式的最基本因素控制地层叠置样式的最基本因素 沉积层序及其年代地层剖面2)层序类型层序类型 在地层记录中，可以识别出两种类型的层序，在地层记录中，可以识别出两种类型的层序，即即I I型和型和型层序型层序 I型层序型层序 底部以底部以I型层序界面为界；型层序界面为界；顶部为顶部为I型或型或II型层序边界。型层序边界。II型层序型层序 底部以底部以II型层序界面为界；型层序界
45、面为界；顶部为顶部为I型或型或II型层序边界型层序边界 I型层序边界是一个区型层序边界是一个区域性的不整合界面，是域性的不整合界面，是全球海平面下降速度大全球海平面下降速度大于沉积滨线坡折带处盆于沉积滨线坡折带处盆地下降速度时产生的地下降速度时产生的 I型层序边界（型层序边界（SB1）以河流回春作用、沉积相向盆地方向迁移、以河流回春作用、沉积相向盆地方向迁移、海岸上超的向下转移以及与上覆地层相伴生海岸上超的向下转移以及与上覆地层相伴生的陆上暴露和同时发生陆上侵蚀作用为特征。的陆上暴露和同时发生陆上侵蚀作用为特征。I类层序边界的形成类层序边界的形成是在沉积岸线坡折处，是在沉积岸线坡折处，当海平面
46、下降的速率超过沉降速率当海平面下降的速率超过沉降速率-即海平面即海平面相对下降的时期形成的。相对下降的时期形成的。沉积岸线坡折沉积岸线坡折位于陆棚上，该位置的向陆位于陆棚上，该位置的向陆方向，沉积表面处于或接近基准面，通常是方向，沉积表面处于或接近基准面，通常是海平面；而该位置的向海方向，沉积表面在海平面；而该位置的向海方向，沉积表面在海平面以下。海平面以下。Vail等（等（1981）把沉积岸线坡折）把沉积岸线坡折称作称作“陆架边缘陆架边缘”。型层序界面是由于全球海平面下降速度小于沉积滨线坡型层序界面是由于全球海平面下降速度小于沉积滨线坡折带处盆地沉降速度时形成的，因此在这个位置上未发生折带处
47、盆地沉降速度时形成的，因此在这个位置上未发生海平面的相对下降，海平面的相对下降，型层序界面是一个区域性界面。型层序界面是一个区域性界面。II型层序边界（型层序边界（SB2）以沉积岸线坡折向陆方向的陆上暴露、以沉积岸线坡折向陆方向的陆上暴露、上覆地层的上超以及海岸上超的向下转移为上覆地层的上超以及海岸上超的向下转移为特征。但是它既没有与河流回春作用相伴生特征。但是它既没有与河流回春作用相伴生的陆上侵蚀，也没有沉积相向盆地方向的转的陆上侵蚀，也没有沉积相向盆地方向的转移。移。II型层序边界的形成型层序边界的形成是由于海平面下降是由于海平面下降速度略小于或等于沉积岸线坡折带处盆地沉速度略小于或等于沉
48、积岸线坡折带处盆地沉降速度。这意味着对第降速度。这意味着对第II类层序边界来说，类层序边界来说，在沉积岸线坡折处没有相对的海平面下降在沉积岸线坡折处没有相对的海平面下降。II型层序边界范围较小，识别比较困难。型层序边界范围较小，识别比较困难。沉积滨线坡折带沉积滨线坡折带(depositional shoreline break)，即沉积岸线坡折，即沉积岸线坡折，是指陆架剖面是指陆架剖面上的一个位置，是沉积作用活动的地形坡折，上的一个位置，是沉积作用活动的地形坡折，在此坡折向陆方向，沉积表面接近基准面，在此坡折向陆方向，沉积表面接近基准面，而向海方向沉积表面低于基准面。因此，在而向海方向沉积表面
49、低于基准面。因此，在硅质碎屑沉积盆地中，沉积滨线坡折带的位硅质碎屑沉积盆地中，沉积滨线坡折带的位置大致与三角洲河口沙坝向海一端或与海滩置大致与三角洲河口沙坝向海一端或与海滩上临滨位置一致，通常位于岸线向海上临滨位置一致，通常位于岸线向海1001000m处，水深在处，水深在8-15m之间，相当于之间，相当于正常浪基面位置。随着海平面升降变化，沉正常浪基面位置。随着海平面升降变化，沉积滨线坡折带的位置随着发生变化积滨线坡折带的位置随着发生变化 陆架坡折（陆架坡折（Shelf break）定义为海洋盆地内定义为海洋盆地内这样的一种自然地理区：该区海底坡度（角）从这样的一种自然地理区：该区海底坡度（角
50、）从大陆架（陆架坡折的向陆一侧，坡度小于大陆架（陆架坡折的向陆一侧，坡度小于1：1000）到大陆坡（陆架坡折向海的一侧，坡度大）到大陆坡（陆架坡折向海的一侧，坡度大于于1：40）有明显变化。）有明显变化。在现今的高水位期间，陆架坡折的水深变化在现今的高水位期间，陆架坡折的水深变化为为 37m至至 183m。在许多海盆中，在相对海平面。在许多海盆中，在相对海平面下降时期，沉积岸线坡折离陆架坡折向陆侧的距下降时期，沉积岸线坡折离陆架坡折向陆侧的距离为离为160km或更远一点。在另外一些海盆中，如或更远一点。在另外一些海盆中，如果高水位体系域已进积到陆架坡折区，那么，在果高水位体系域已进积到陆架坡折
