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典型剖面层序划分及特征 柯坪印干村剖面层序划分及特征

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(1)秀山溶溪剖面层序地层划分

秀山溶溪志留系剖面位于重庆市秀山县溶溪镇乡村公路旁(距溶溪镇约2km,龙马溪组灰黑色钙质泥页岩出露地点N28°30'21.4″,E108°53'25.3″)。该剖面志留系发育完整,地层厚度为1804.67m。其中小河坝组只有300多米,主要沉积了一套以海陆过渡相碎屑岩沉积为主,夹少量生物碎屑灰岩、泥灰岩,整体上属于三角洲沉积体系。根据野外露头观察实测,相变以及岩性的突变均可以作为识别与划分三级层序界面的标志。秀山溶溪志留系小河坝组划分2个三级层序(SQ1,SQ2)及4个四级层序。下面就对小河坝组层序特征表述如下(图5.10):

图5.10 秀山溶溪剖面志留系层序地层综合柱状图

SQ1层序:底界面为小河坝组砂岩与龙马溪组黑色泥页岩,顶界面位于小河坝组内部的岩性岩相转换面。SQ1层序整体上由一个海侵体系域(TST)和一个高位体系域(HST)组成,该层序底界面属于Ⅱ型层序界面,为一岩性、岩相转换面;顶界面亦属于Ⅱ型层序界面,代表着一次区域型的海平面快速上升的开始。层序内部主要为一套以三角洲沉积为主的沉积体系,其中海侵体系域(TST)厚度为47.6m,高位体系域(HST)厚137.9m,在层序发育早期(TST阶段),在盆地内存在一个局部的海平面上升,使得可容纳空间增加速率大于沉积物沉积速率,水体深度加大,由加积-退积的准层序组构成,岩性多为灰色粉砂质泥岩、泥岩组成。在层序发育中晚期(HST阶段),随着海平面相对下降,可容纳空间增大速率小于沉积物沉积的速率,水体深度变浅,由加积-进积的准层序组构成,从而形成了一套属于三角洲沉积体系的小河坝砂岩段,岩性主体上以灰色、深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主,层面见虫迹及波痕,其中波痕多以浪成波痕为主,该层序内部可以细划分为多期次的向上变粗的反旋回,代表随着物源供应量的增加,水体呈逐渐变浅的趋势。

SQ2层序:底界面为小河坝组砂岩内部的岩性岩相转换面,顶界面位于溶溪组底部海相红层与灰、灰绿色小河坝组粉砂质泥岩岩相转换面,整体上由一个海侵体系域(TST)和一个高位体系域(HST)组成。该层序顶底界面均属于Ⅱ型层序界面,沉积了一套以三洲角沉积为主的沉积体系,其中海侵体系域(TST)厚度为54.24m,高位体系域(HST)厚105.93m,在层序发育初期(TST阶段),在小河坝砂岩的沉积结束以后,其上覆一套厚17.9m的灰色泥岩段,且向上表现为由加积-退积的准层序组构成的代表多期次水体相对加深的沉积旋回,其整体反映的趋势为泥质含量相对增加,砂质成分逐渐减少,层理构造也逐渐减少,特别是虫迹与波痕。在层序发育中晚期(HST阶段),随着海平面相对下降,可容纳空间增大速率小于沉积基底沉降速率,水体深度变浅,由加积-进积的准层序组构成。溶溪组底部的志留系下红层沉积为研究区上进行地层对比划分提供了一个很好的标志层。

(2)石柱冷水溪剖面层序地层划分

石柱冷水溪志留系剖面位于重庆市石柱县漆辽公社-打风坳隧道的公路旁(N29°52'21.2″,E108°17'29.2″)。志留系小河坝组在该区沉积了一套灰色、深灰色中-厚层细砂岩,砂岩中常见有包卷层理。中上部为细砂岩与灰-灰黑色泥页岩不等厚互层,砂岩上层面发育波痕构造。地层厚度为104.43m,与下伏龙马溪组、上覆韩家店组均呈整合接触关系。主要为一套以海陆过渡相碎屑岩沉积为主,夹少量生物碎屑灰岩、泥灰岩。整体上属于三角洲前缘沉积体系。根据野外露头观察实测,相变以及岩性的突变面均可以作为识别与划分三级层序界面的标志,将石柱冷水溪剖面志留系小河坝组划分为2个三级层序(长期旋回)SQ1,SQ2及4个四级层序(中期旋回)下面分别对不同层序特征描述如下(图5.11):

SQ1层序:底界面为龙马溪组与小河坝组之间的岩性岩相转换面,界面之下为灰色、深灰色、灰黑色粉砂质含笔石泥页岩,之上为小河坝组砂岩。层序的顶界面位于小河坝组的内部,为一岩性岩相转换面。SQ1层序整体上由一个海侵体系域(TST)和一个高位体系域(HST)组成,该层序底界面属于Ⅱ型层序界面,为一岩性、岩相转换面;SQ1的顶界面亦属于Ⅱ型层序界面,代表着一次区域型的海平面变化开始。层序内部表现为由三角洲前缘水下分流河道沉积与分流间湾沉积为主。砂体的累计厚度达50m左右。其中海侵体系域(TST)由三角洲前缘相的黄灰色泥质粉砂岩、青灰色页岩组成,CS段为页岩。在研究区内,表现为加积型泥页岩沉积;在混积深水陆棚区,夹含生物泥灰岩薄层。厚度为93.89m,高位体系域(HST)厚190.43m,东南部为三角洲前缘水下分流河道沉积为主,总体表现为进积-加积的准层序特点。在层序发育早期(TST阶段),在盆地内存在一个局部的海平面的上升,使得可容纳空间增大速率大于沉积基底沉降速率,水体深度相对加深,由加积-退积的准层序组构成,研究区内砂体不发育。在层序发育中晚期(HST阶段),随着海平面相对下降,可容纳空间增大速率小于沉积基底沉降速率,水体深度变浅,由加积-进积的准层序组构成,从而形成了一套属于三角洲沉积体系的小河坝组砂岩段,岩性主要为三角洲前缘亚相的灰-浅灰色、深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩夹薄层粉砂质泥页岩组成,整体上表现为向上变浅的加积沉积序列,层面见虫迹及波痕,其中波痕多以浪成为主,该层序内部可以细划分为多期次的向上变粗的反旋回,代表随着物源供应量的增加,水体呈逐渐变浅的趋势。

图5.11 石柱冷水溪剖面志留系层序地层柱状图

SQ2层序:顶界面为小河坝组与韩家店组之间的分界面,该层序顶底界面均属于Ⅱ型层序界面,为一岩性、岩相转换面;整体上由一个海侵体系域(TST)和一个高位体系域(HST)组成,层序下部主要表现为底部为泥页岩沉积,上部主要为灰色中厚层砂岩夹中薄层粉砂岩构成,自下而上由前三角洲泥过渡为三角洲前缘沉积特征的三角洲沉积体系。其中海侵体系域(TST)厚度为24.84m,高位体系域(HST)厚21.44m,在层序发育初期(TST阶段),在SQ1高位期沉积的小河坝砂岩沉积结束以后,该区一次较大规模的海平面上升,淹没了下伏的早期沉积的砂岩,沉积了一套以前三角洲亚相的灰黑色泥页岩、粉砂质泥页岩。

海侵体系域(TST)沉积了一套灰-灰黑色泥页岩偶夹极薄层细-中粒长石石英砂岩构成,主要为前三角洲沉积。整体粒度向上变细,构成海进沉积序列即表现为向上水体加深的退积沉积序列。层理构造、虫迹与波痕相对不发育。在层序发育中晚期(HST阶段),随着海平面相对下降,可容纳空间增大速率小于沉积基底沉降速率,水体深度变浅,由滨岸相黄褐色厚层中-粗粒砂岩与绿灰色厚层粉砂岩组成,粒度向上变粗,表现为向上变浅的加积-进积沉积序列。

(3)南川三泉剖面层序地层划分

南川三泉志留系剖面位于重庆市南川县城-三泉镇的公路旁(N29°07'53.7″E107°12'15.5″)。在该区志留系沉积岩性:下部为灰、深灰、灰黑色、黑色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,局部砂岩层面见生物遗迹化石。中部主要为:灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、石英砂岩,夹灰黑色泥岩,砂岩层显平行层理。上部主要为黄灰色、灰色粉砂岩、泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩。该剖面志留系地层发育完整,地层厚度为1233.22m,小河坝组沉积了一套以三角洲前缘沉积为主,夹少量生物碎屑灰岩、泥灰岩。整体上属于海陆过渡相沉积体系,主要为三角洲前缘亚相沉积,包括水下分流河道沉积和远沙坝沉积。根据野外露头观察实测,相变以及岩性的突变面均可以作为识别与划分三级层序界面的标志,南川三泉剖面志留系小河坝组共划分为2个三级层序(长期旋回,SQ1,SQ2)及4个四级层序(中期旋回)(图5.12)。本区由于志留系形成于沉积基底较为平缓的沉积背景之上,层序结构由加积-退积的准层序组构成的海侵体系域和由加积-进积的准层序组构成的高位体系域组成,缺乏低位体系域和陆棚边缘体系域。海侵体系域(TST)由初次海泛面与最大海泛面限定。在层序发育初期和中期,盆缘区构造活动趋于平息,源区萎缩,碎屑供给减少,海平面上升速率较快,可容纳空间增大速率大于沉积基底沉积降速率,水体深度加大,形成陆棚、开阔台地、海进沙坝等沉积组合,构成海进体系域,由加积-退积的准层序组构造。高位体系域(HST)介于最大海泛面与层序顶界面之间。在层序发育晚期,盆缘区构造活动再次相对加强,碎屑供给充分,海平面相对下降,可容空间增大速率小于沉积基底沉降速率,水体深度变浅,主要形成三角洲、开阔台地及台地边缘、海退型沙坝等沉积组合构成高位体系域,由加积-进积的准层序组构成。

图5.12 南川县三泉志留系小河坝组层序地层综合柱状图

SQ1层序:底界面为小河坝组与龙马溪组之间的界面,在小河坝组或石牛栏组底界见有明显的海侵冲刷界面,例如在川南的綦江、泸州和川北广旺等地区,界面之上的泥质生物碎屑灰岩或生物碎屑灰岩;川东南地区的侵蚀较为明显,主要表现为小河坝组砂岩直接覆盖在灰黑色龙马溪组泥页岩之上,砂岩底层面多见槽模构造。SQ1层序底为区域海侵冲刷面,属Ⅱ型层序,由于构造运动相对较弱,海平面下降速度小,并且无明显的坡折带,主要表现为海侵冲刷、岩性突变、地层结构转换等特征。由海侵体系域和高位体系域构成。该区海侵体系域表现为:主要由远沙坝的泥质长石石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩和前三洲泥岩构成,整体粒度向上变细,构成海进沙坝序列即退积序列;高位体系域主要由三角洲前缘的远沙坝的灰色页岩、粉砂质页岩组成,粒度向上变粗,叠加样式呈加积-进积型。川南-黔北地区海侵体系域主要由灰泥质深水陆棚泥灰岩、钙质页岩和页岩互层组成,构成多个向上变浅的准层序组;高位体系域主要由灰泥质浅水-深水陆棚灰色页岩、钙质页岩、泥灰岩及互层和开阔台地-台地边缘生物碎屑灰岩组成,叠加样式呈加积-进积型,构成多个向上变浅旋回;横向上向盆缘地区呈钙质增多、泥质减少的变化趋势,局部地区如川南付家庙、桐梓园、古床-黔北习水等地区。

SQ2层序:顶、底界面均为区域海侵面,主要表现为岩性突变面和地层结构转换面,属Ⅱ型层序。底界面为小河坝期的一区域性海侵面,表现为川东南地区该界面之上为以灰、灰绿色页岩为主的前三角洲或泥质浅水-深水陆棚沉积组合,直接上覆于小河坝组砂岩之上,但在三泉剖面主要表现为三角洲前缘沉积。顶界面为韩家店组与小河坝组或石牛栏组的分界面,在川南的綦江、泸州地区,为泥质浅水陆棚沉积直接覆盖于碳酸盐台地及台地边缘沉积之上。在三泉剖面表现为韩家店组底部紫红色泥页岩直接覆盖小河坝组上部砂岩之上。

海侵体系域(TST)在该地区主要由三角洲前缘水下分流河道和前缘席状砂沉积组成;高位体系域主要由三角洲前缘水下分流河道相灰色细砂岩、粉砂质泥岩组成加积-进积型序列。在川南-黔北地区海侵体系域主要由泥质深水陆棚相和灰泥质浅水陆棚相泥灰岩、页岩和开阔台地-浅滩亚相生物碎屑灰岩互层构成的退积-加积序列;高位体系域主要由灰泥质浅水陆棚相深灰色、灰黑色泥页岩、泥灰岩互层与开阔台地-浅滩-台地边缘相生物碎屑灰岩组成,构成加积-进积型叠加样式;横向上向盆缘地区钙质增多、泥质减少的变化趋势,局部地区如川南长宁-泸州地区、古宋-綦江观音桥地区出现生物礁或生物浅滩相沉积。

(4)贵州习水剖面层序地层划分

在川南-黔北地区相当小河坝组的地层为石牛栏组,由丁文江(1930)在四川綦江观音桥南数千米处的石牛栏村命名的石牛栏灰岩演变而来,主要分布于筠连、綦江、重庆一线以西地区。石牛栏组除南部古陆边缘的燕子口及其尖灭点后沟一带变为具边缘相特征的弱白云化含粉砂生物碎屑灰岩、弱白云化钙质粉砂岩、含粉砂泥灰岩及石英砂岩外,其余均变化不大,仅在温水、板桥、铁索桥等地夹有少量的钙质泥页岩和钙质粉砂质页岩。厚度在正安-黑石溪-铁索桥一线之北西地区较大,为90~145m,向南东一般为40~65m,至南部燕子口-仁怀一带减少为10~30m,再向南至古陆边缘尖灭。与小河坝组分布大致划分如下:重庆南川县小河坝-贵州道真县云峰-道真浣溪一线之西南属灰岩相,为石牛栏组;而在重庆南川县三汇场-大有-道真的慈村-务川濯水一线以北属砂岩相,为小河坝组,两线之间属砂岩与灰岩混合相,即石牛栏组与小河坝组过渡地带,在1∶20万区调报告中仍称为石牛栏组。属壳相地层,下段主要为灰色、深灰色中厚至块状泥质条带灰岩、灰岩、生物碎屑灰岩、瘤状泥质灰岩、粗晶灰岩夹介壳灰岩、珊瑚礁灰岩及假鲕粒灰岩等,中部夹少许薄层状粉砂岩及粉砂质页岩,顶部为块状结晶灰岩,与下伏龙马溪组整合接触。上段底部主要为中厚层状细粒长石砂岩,波痕发育,上部为黄绿色页岩夹透镜状生物碎屑灰岩。主要含珊瑚、腕足类,次为三叶虫、鹦鹉螺、海百合、层孔虫、腹足类和双壳类,厚0~145m。石牛栏期,包括SQ1-SQ2层序(图5.13),在缓坡陆棚基础上发育起来的碳酸盐台地沉积构成了层序的典型沉积特征。总体上由若干个次级旋回组成的2个三级旋回,并且碳酸盐台地规模不断加大。沉积作用除受物源影响外,主要受海平面相对变化、沉降速率、碳酸盐生长率的影响。在体系域沉积特征上表现为弱退积→加积、弱进积准层序优势组合特征,层序格架横向变化相对较大,从碎屑滨岸→局限台地→开阔台地→生物礁/滩→台地边缘斜坡→浅水陆棚浅滩→泥质浅水陆棚→深水陆棚;垂向上,由泥/灰质深水→浅水陆棚→碳酸盐台地。

SQ1层序:相当于石牛栏组下部地层,该层序的底界面为石牛栏组与龙马溪组间的层序界面,多表现为岩性/相序或韵律结构转换面。在混积滨岸和浅水混积陆棚区为具逆粒序结构的混积浅水陆棚沙坝砂岩夹泥岩向浅水泥质陆棚的泥页岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩的转换界面,底部为薄-中层细粉砂岩层面上见波痕及小型冲刷面,如在安基屯。在浅水-深水泥质或混积陆棚过渡地区,表现为典型的岩性/相序或韵律结构转换界面特征,如宋麒麟,由具逆粒序厚层钙质泥岩夹薄板-条带状泥灰岩沉积突变为薄板-条带状(厘米级)泥灰岩/灰质泥岩韵律沉积,结构上表现为由厚层韵律突变为厘米级韵律层。

海侵体系域(TST),界面之上的海浸体系域(TST)是随着又一次海侵的到来,粉砂质及砂质含量相对减少,发育了大面积的混积陆棚沉积,在野外的勘查剖面可以看到灰岩的存在,如在贵州习水吼滩剖面沉积了混积陆棚相的泥岩夹薄层灰岩。主要岩性为灰质陆棚相的泥灰岩、生物灰岩沉积,总体上表现为进积-加积的层序特征。东南威信沟头-桐梓三岔为混积滨岸,TST由退积型准层序组成,为泥质粉砂岩夹泥页岩或钙质砂岩夹条带状灰岩。在长宁构造-习水土河坝一带混积浅水陆棚区,为加积型薄-条带状或扁豆状泥灰岩/灰泥岩韵律沉积或泥页岩夹粉砂岩沉积;在广大的泥质深水陆棚区,表现为加积型泥页岩沉积;在混积深水陆棚区,夹含生物泥灰岩薄层(如阳深9井)。

图5.13 习水石牛栏组层序地层综合柱状图

高水位体系域(HST),为开阔台地相的泥灰岩,生物屑灰岩沉积,砂质含量开始增加,沉积了深灰色厚层-块状的含泥质条带灰岩,生物碎屑富集。在川南部地区为碳酸盐台地-混积台地,中部为混积浅水陆棚,北部为混积深水陆棚。因此,HST表现为典型的进积-加积的准层序特点。在碳酸盐台地内部,为浅水灰质陆棚-开阔台地沉积夹生物礁-浅滩组合(如叙永田中),受陆源供给影响,常在台地内部形成混积台地,为生物浅滩/沙坝沉积(如叙永安基屯),或含砂质生物滩组合(如兴文文昌宫);在台地边缘常为台地生物礁/或滩与开阔台地或斜坡沉积组合(如习水土河坝、古宋麒麟等)。在浅水混积陆棚区,多为混积浅水陆棚夹浅滩组合,由浅滩生物泥灰岩、砂质灰岩夹泥页岩沉积组成;在深水混积陆棚区则表现为泥页岩夹含生物介壳泥灰岩及粉砂岩沉积组合。

SQ2层序:层序底界面为石牛栏组内部层序界面,在钻井上表现为测井曲线相对突变的特征,反映了岩性突变和相序转换界面的存在。但在不同沉积背景下,其特征有差异,在碳酸盐台地区,该界面有波状侵蚀及短暂暴露标志,而界面之上的浅水泥质陆棚灰绿色-褐灰色泥页岩沉积,以低角底超覆。在相序结构上,是逆粒序(或进积型相序)与正粒序退积型相序的转换界面;在浅水陆棚区、靠近古陆的混积滨岸区,该界面表现为岩性/岩相转换界面。顶界面为石牛栏组与韩家店组之间的层序界面,是全区较为典型的岩性/相序结构转换界面,该层序界面是碳酸盐台地沉积向陆源碎屑沉积演化的转换界面。在不同沉积环境区,该界面表现特征略有差异。在碳酸盐台地相区,该界面表现为由碳酸盐台地向以泥质沉积为主的浅水混积陆棚转化,如古宋,习水土河坝、温水、叙永安基屯等地。在相序结构上,由浅滩相或浅水加积-进积相序向退积型相序转换。在浅水陆棚区,常表现为浅滩介壳灰岩(点礁灰岩、风暴浅滩介壳泥晶灰岩)向泥质岩转化的特点,测井曲线特征明显。浅水泥质陆棚区,该界面较难以识别,如在桐梓韩家店,界线上下均为灰绿色-紫灰色泥页岩,界面的识别还借助了古生物标志。

海侵体系域发育背景大致与SQ1层序相似,相当于石牛栏组上部地层,主要为粉砂质泥岩或开阔台地相的泥晶灰岩所构成。其沉积背景总体以泥质陆棚沉积为主,东南缘为浅水灰质陆棚-开阔台地,在安基屯、威信沟头-椒园发育碎屑浅水陆棚。因此,TST表现为退积-加积型准层序的特点。高水位体系域主要发育碳酸盐台地-陆棚沉积,南部为碳酸盐台地,靠滨岸区碎屑岩发育,中北部为浅水混积陆棚及其浅滩,西北角为深水泥质陆棚。HST是在该区为开阔台地相、台地浅滩相、浅水混积陆棚相沉积,如在贵州习水吼滩剖面为台地相的灰色沥青质生物角砾岩及灰色、红灰色中-厚层状沥青质亮晶砾屑灰岩夹深褐灰色泥岩透镜体。在碳酸盐台地内部,靠滨岸区,HST表现为加积型滨岸局限台地及浅滩构成的准层序特征,前者如威信沟头,由滨岸沙滩石英砂岩组成,后者如安基屯由台地浅滩棘屑灰岩/局限台地白云质灰岩组合组成;开阔台地区,则由开阔台地泥-微晶灰岩夹浅滩沉积组成,如威信大石板及桂香沟等地;在台地边缘区,则主要由生物礁(如土河坝)或礁/滩及滩间(如田中)沉积或台地前缘斜坡砾屑灰岩夹泥页岩(麒麟、石塌坡)组成。在混积浅水陆棚区表现为泥质岩夹生物屑或介壳灰岩沉积(如桐18井、临16井、隆32井、珙县狮子滩、长宁双河等),在其浅滩区则为浅滩生物屑灰岩、介壳灰岩夹滩间泥页岩沉积(付深1井、阳9井、阳63井、寺16井等)。



柯坪印干村剖面层序划分及特征~

该剖面主要发育SQ1~SQ8层序(图4-14)。
SQ1层序:该层序出露完整、接触关系清楚,为一套滨岸相的灰绿色、深灰色中-厚层状粗粉砂岩—细砂岩与泥岩互层的碎屑岩沉积,底部常见一层不稳定的褐灰色砾岩,与下伏中—上奥陶统印干组为假整合接触。据徐怀大等(1997)研究,奥陶系与志留系之间,缺失5Ma的沉积,剥蚀厚度达600m,剥蚀面凹凸不平,上下地层产状无明显差异。据附近奥陶系厚度推算,期间剥蚀厚度大于800m,且接触面上、下伏地层产状也略有差异。
SQ2层序:层序发育完整,底界面为岩性岩相转换面、上超面、侵蚀冲刷面,冲刷面上发育泥砾。TST为前滨-近滨相的砂岩、粉砂岩夹泥岩组合退积为陆棚相灰绿色泥页岩,HST为近滨相的粉砂岩与泥质粉砂岩的加积型互层组合,以HST发育为主。
SQ3层序:为Ⅱ型层序类型。TST为滨岸相的细砂岩、粉砂岩与陆棚相的泥页岩沉积组成退积型准层序组;HST由陆棚、近滨相的泥岩、粉砂质泥岩组成向上变粗变厚的进积型准层序组,TST沉积厚度大于HST沉积厚度。层序的顶、底界面为岩性岩相转换面和弱冲刷面。
SQ4层序:TST为近滨、前滨相细砂岩、粉砂岩夹粉砂质泥岩、泥岩组合,岩石中平行层理、楔状交错层理相当发育,产腹足Pycnomphalusp.Naticlpsis sp.和鱼类等化石,HST为近滨相的泥页岩与粉砂岩的互层组合,以TST发育为特征。层序底界面为冲刷面、岩性岩相转换面,顶界面为明显的侵蚀冲刷面,发育冲刷泥砾,层序为Ⅱ型层序。
SQ5层序:为一套潮坪砂坝相的红色碎屑岩沉积。TST由砂坝砂体与潮坪的砂泥岩互层沉积组成退积型准层序组,HST为混合坪与泥坪的粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩的互层沉积,以HST发育为主。层序类型为Ⅱ型,顶、底界面均表现为冲刷侵蚀面、岩性岩相转换面,与下伏柯坪塔格组的SQ4层序为整合接触,两者之间以冲刷面、红色层增多,岩性变粗为界。
SQ6层序和SQ7层序发育特征与SQ5层序一致。
SQ8层序:仍为一套潮坪相的砂泥岩互层组合,顶底界面均为Ⅱ型的岩性岩相转换面。

图4-14 塔里木盆地柯坪印干村剖面志留系层序地层剖面图

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]

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