层序地层学(第三章)

层序地层学笔记主讲：操应长教授整理：地质学研09-1 吴平说明：括号内内容为个人理解或老师讲解。

另外：由于上课时记得匆忙，不完整或错误处在所难免，如有补充或错误改正一定要告诉我啊（多谢多谢！Qq：66681460）。

还有标题顺序还是遵照上课时的笔记，没有重新整理，如感觉不便或混乱，请自行处理吧，实在是太多了。

一、定义层序地层学：是根据地震、钻井及露头资料，结合有关的沉积环境及岩相古地理解释，对地层层序格架进行综合解释的学科。

时间的概念：界面是一个时间段关键词：旋回性：一套层序就是一个旋回，与地层旋回一致。

时间格架：全盆地对比的等时沉积体系。

成因上有联系的地层：在层序内部没有主要的间断面。

定义：基于属性分析定义的地层学分析：岩性地层学，生物地层学，磁地层学，化学地层学，年代地层学，异地层学，地震地层学，层序地层学岩性地层学：基于岩石性质分析，岩石地层单元间的界面常为不等时的岩性界面。

层序地层学：异地层学：介于岩性地层学和层序地层学之间。

基于边界不连续面界定的地层单位，其界面为不连续面（以岩性地层接触关系为表现）二、发展三阶段：（一）概念的提出（二）地震地层学反射波速度反映密度差异核心：全球海平面变化具有一致性，海平面变化控制了层序发育的特点。

应用地震资料和钻测井资料可预测和确定盆地的地层结构、沉积相类型和区域分布。

（三）层序地层学的综合发展阶段二、层序地层学的特点一）科学性1、统一性：构造运动、海平面变化2、等时性：等时界面3、时间性：层序界面代表一个时间段。

二）预测性三）综合性多种资料、多个学科的综合三、层序地层学面临的问题1、概念和术语的统一问题2、陆相层序地层学的成因问题3、层序地层学单元的级序划分4、深水层序地层学研究5、陆地沉积的层序地层研究:closs、vail第一章层序地层学的基本概念一、海（湖）平面与可容空间绝对海（湖）平面/全球海平面：指海（湖）面相对于一个固定基准面如地心的高度，与盆地内局部因素无关，其升降变化多受盆地位置、水深、盆内沉积物量等因素控制。

层序地层学原理及应用姜在兴李华启等编著第一部分层序地层学原理层序地层学是一种划分、对比和分析沉积地层的新方法。

当与生物地层及构造沉降分析相结合时，它提供了一种更精确的地质时代对比、古地理恢复和在钻井前预测油气储集岩、烃源岩和盖层的方法。

层序地层学概念在沉积地层上的应用有可能提供一个完整统一的地层概念，就象板块构造曾经提供了一个完整统一的构造概念一样。

层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则，打开了了解地球历史的一个新阶段，因此，它可能是地质学中的一次革命。

从本质上说，层序地层学分析提供了划分层序和体系域等时间地层单位组成的地层格架，这些层序和体系域与特定的沉积体系、岩相和油气分布有密切联系，并形成于与海平面相对变化有关的基准面变化。

而这些变化表现为地震资料上的反射不连续性和测井、岩心及露头剖面上相带叠置方式的变化。

层序地层学在世界范围内得到了广泛的应用，有以下几方面原因:①消除了地层学中长期存在的年代地层与岩石地层单位及生物地层单位三重命名的混乱现象。

地震反射近似地逼近等时面本身，为地层的划分与对比(至少在准层序级以上) 提供了有力的武器。

象板块构造学说提供了全球统一的构造概念一样，层序地层学也有可能提供一个全球统一的地层学格架和沉积作用格架。

②第一次提出了全球统一的成因地层划分方案(成因地层年表)。

过去人们根据某一或二项标志，提出过地层划分方案(地层年表)，其中有古生物的、岩性的、放射性向位素年龄的、古地磁的方案等。

但由于没有从根本上从地层的成因和发展上进行研究，因此，出现了许多相互矛盾、无法解释的现象。

层序地层学通过对控制地层形成的四个要素(构造沉降、全球海平面升降、气候、沉积物供应) 的综合分析，得出相对海平面(或基准面) 控制层序形成与发育的概念。

将层序内部和层序之间的成因联系确立下来，把地层学从描述性提高到有完整体系的理性阶段。

③建立了地层分布模式。

层序地层学是研究地层分布模式的一门科学，它把层序定义为“顶、底以不整合或与这些不整合相应的整合为界的、成因上有联系的一套地层”。

层序地层学教案-作业第一章：层序地层学基本概念1.1 层序地层学的定义1.2 层序地层学与传统地层学的区别1.3 层序地层学的研究对象与方法第二章：地层单元与地层序列2.1 地层单元的定义与分类2.2 地层序列的构成与特征2.3 地层单元与地层序列的研究意义第三章：层序地层学的划分与对比3.1 层序地层学的划分原则与方法3.2 层序地层学的对比技术与应用3.3 层序地层学在油气勘探中的应用第四章：层序地层学野外实习与实践4.1 实习目的与任务4.2 实习地点与剖面选择4.3 实习过程与要求第五章：层序地层学案例分析5.1 案例一：某盆地层序地层划分与对比5.2 案例二：某油田层序地层学应用实例5.3 案例三：某地区层序地层学野外实习成果分析第六章：层序地层学数值模拟与预测6.1 层序地层学数值模拟方法6.2 层序地层学预测技术6.3 数值模拟与预测在层序地层学中的应用实例第七章：层序地层学与沉积相分析7.1 沉积相的概念与分类7.2 层序地层学与沉积相的关系7.3 沉积相分析在层序地层学研究中的应用第八章：层序地层学与生物地层学8.1 生物地层学的基本概念8.2 层序地层学与生物地层学的相互关系8.3 生物地层学在层序地层学研究中的应用第九章：层序地层学与构造地层学9.1 构造地层学的基本概念9.2 层序地层学与构造地层学的相互关系9.3 构造地层学在层序地层学研究中的应用第十章：层序地层学实验技术与方法10.1 层序地层学实验技术概述10.2 实验操作流程与方法10.3 实验数据处理与分析重点和难点解析一、层序地层学基本概念难点解析：理解层序地层学的研究方法，包括野外观察、岩心分析、地震资料解二、地层单元与地层序列难点解析：区分不同地层单元的岩性特征和时间关系，以及地层序列在空间上的变化。

三、层序地层学的划分与对比难点解析：掌握层序地层学的划分与对比技术，包括关键层识别、时间地层单位划分等。

四、层序地层学野外实习与实践难点解析：如何在野外实际操作中识别地层单元和层序界面，以及如何记录和分析地质数据。

第三章岩性地层单元与层序地层单元的划分第一节层序边界和层序模式理论研究和生产实际对地层划分时常采用不同的方案，到目前为止，生产单位仍习惯使用岩性地层单位（长庆油田、胜利油田、冀东油田、四川盆地等等），以组、段、亚段为基本岩性地层单位。

研究单位和大专院校采用层序地层学的方法划分层序地层；造成了研究和生产之间的脱节和混乱。

前人对鄂尔多斯盆地做了大量的层序地层研究工作。

翟爱军（1999）把山西组划分为1个中期基准面旋回，3个短期基准面旋回；郑荣才（2002）把山西组划分为2个长期基准面旋回，5个中期基准面旋回；叶茂林（2005）把山西组划分为2个长期基准面旋回，4个中期基准面旋回，8个短期基准面旋回；梁积伟（2006）把山西组划分为1个中期基准面旋回，5个短短期基准面旋回。

看来人们对层序划分的级别和周期存在不同的认识。

长庆油田的技术人员一般把山西组划分为2段，然后又划分为4个亚段。

从以上几个典型剖面来看，两个岩性段是显而易见的，山2段又可分为2个亚段，山1段分为2亚段界限不易界定。

山西组段的划分主要以砂体底部的冲刷界面为边界，与层序地层的划分方案相同。

河流砂体和三角洲砂体的横向迁移，既有自旋回也有他旋回，二者如何区分存在一定的难度，特别是陆相沉积，受多物源，区域性构造的影响，河流和三角洲横行迁移十分频繁，（图梁积伟，2006，）叶茂林（2005）翟爱军，1999郑荣才1.1层序界面特征和识别由于陆相湖盆沉积具有多物源，多沉积中心，相带变化快，湖平面变化频繁的特点（李丕龙，2003），沉积旋回不对称是陆相，特别是河流沉积的重要特征（邓宏文，2002）。

层序边界分析是划分不同级别层序和分析其沉积构成的关键，地表露头可以观测到不整合、侵蚀面、沉积间断面，根据侵蚀程度、范围、侵蚀间断时间的长短将划分以下级别层序界面。

Vail把I级层序界面为不整合面，主要表现为古构造运动面，构造应力场转换面或大规模湖平面下降(或基准面下降造成的大规模不整合面)。

一、教案基本信息教案名称：层序地层学教案-作业章节：第一章地层学基本概念课时：2课时年级：八年级二、教学目标1. 让学生了解地层学的基本概念，掌握地层的定义、特征及分类。

2. 培养学生对地层学的兴趣，提高学生地理知识素养。

三、教学重点与难点重点：地层的概念、特征及分类。

难点：地层的形成与演变过程。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解地层学的基本概念、地层的定义、特征及分类。

2. 利用图片、图表等直观教具，帮助学生形象地理解地层的形成与演变过程。

3. 开展小组讨论，让学生分享自己对地层学的认识和理解。

五、教学内容1. 地层学的定义：研究地层的形成、分布、特征及演变规律的科学。

2. 地层的定义：地层是地球表面一层层的岩石和土壤，它们按照一定的顺序堆积和沉积，具有一定的时间和空间分布特征。

3. 地层的特征：a. 层序性：地层按照一定的时间顺序堆积和沉积，反映了地球历史的发展过程。

b. 连续性：地层在空间上具有一定的连续性，相邻地层之间界限模糊。

c. 非均一性：地层在组成、结构和厚度上存在差异，反映了不同的地质环境。

4. 地层的分类：a. 按成因分类：沉积地层、火成地层、变质地层。

b. 按物理性质分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩、构造岩。

c. 按化学成分分类：硅酸盐岩、碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化岩。

教案设计：1. 导入：引导学生回顾地球历史的相关知识，为新课的学习做好铺垫。

2. 讲解地层学的定义，让学生了解地层学的研究对象和内容。

3. 讲解地层的定义、特征及分类，结合图片、图表等直观教具，帮助学生形象地理解地层的形成与演变过程。

4. 开展小组讨论，让学生分享自己对地层学的认识和理解。

5. 总结本节课的主要内容，布置作业。

作业设计：1. 请简述地层的概念、特征及分类。

2. 请举例说明地层的形成与演变过程。

3. 结合自己的生活实际，谈谈对地层学的认识和理解。

六、教案基本信息教案名称：层序地层学教案-作业章节：第二章地层的组成与结构课时：2课时年级：八年级七、教学目标1. 让学生了解地层的组成，掌握地层的岩石类型、化石组合等特征。

层序地层学层序地层学( sequence stratigraphy):研究旋回式的、成因上有联系的、以侵蚀面( 或无沉积作用面) 或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架, 以及沉积层序内部地层、岩相分布模式的学科,是地层学的分支学科。

——就是根据露头、钻测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科。

曲线对比的共同点:1、突变界面2、沉积旋回3、沉积背景第一章绪论第一节层序地层学的形成和发展一、层序地层学的萌芽阶段——概念萌芽阶段（1949－1977）20世纪70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学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。

1、地质学的核心－地层学；地层学的核心——国际地层表（或国际地质年代表）成了讨论任何与沉积地质学有关问题的准绳和尺度。

2、国际地层表的根本问题：①地层表中各代、纪、世、期的命名没有反映出各地质时代的地质特征和它们内在成因联系，存在人为的主观因素。

部分“系”是两分的，部分“系”是三分的。

②地层划分指南中提出的生物地层、年代地层和岩石地层是一个三元分类系统。

没有把此三元分类系统统一到带有纵向成因演化特征的“年代地层单元”这一最根本的客观标准上3、层序地层学的诞生和发展首先得益于“层序”概念的提出。

1）Hutton （1788）首次指出“不整合面”是区分隆起、剥蚀和沉积旋回的物理界面。

2) Lyell和Agassiz（1835，1840）提出的冰川理论中就初步讨论了海平面变化与构造作用之间的关系；3)Suess （1906）发展了冰川理论并进一步讨论了海平面升降与沉积物上超和下超之间的关系。

4)Chamberlin （1909）论述了地壳运动控制了世界范围内海平面变化。

从这个意义上说，可以认为Chamberlin 是当代层序地层学的先驱。

4、层序的概念：“层序是以主要区域不整合为边界的地层集合体”二、地震地层学形成发展阶段——孕育阶段（1977－1988）1、新理论和新方法的出现1) 精确定年方法：同位素年代定年；古地磁测量定年；超微生物分带定年2）板块构造理论发展成熟——深海钻探计划（ODP）的实施（1）地球物理和盆地分析方法去分析地壳的垂向升降、横向伸缩以及各种构造活动、（2）火山活动、重大地质事件发生的时代和规模（3）不同板块演化阶段和不同板块部位发育不同沉积类型组合3）古地理背景研究古沉积：沉积体系的概念和地质与地球物理资料研究古水深：沉积岩性、古生态学、特殊矿物古气候：孢粉组合、沉积岩性以及颜色古水温和古盐度：碳氧同位素、微量元素和包裹体4）高分辨率数字地震勘探技术的发展地质学家可以得到比较精确的、能够反映地下地层形态、岩性、物性、流体性质的不同维数的图像。

“层序地层学基础”教案中国地质大学（北京）能源学院层序地层学教研组教学内容提要沉积环境传统上是通过研究岩心或露头确定的，然而在广大的无岩心或无露头的地区， 利用地震剖面上的反射特征来识别沉积相预测有利相带在国内外也已经取得了良好效果。

本 章重点讨论地震相的划分标志以及相模式。

第一节地震相的概念地震相这一名词来源于沉积相，Π.Б.Πухии(1958)认为“相是一定岩层生成时的古地理环 境及其物质表现的总和”。

因此，地震相可以理解为沉积相在地震剖面上表现的总和。

正如 Sheriff(1982)所说“地震相是由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征”。

地震相分析则是“根据地震资料解释环境背景和岩相( Vail，1977)。

Brown 认为地震相分析中一个基本概念就是， 地震相是岩相的地震波或声波的响应， 所 以地震相内的反射层代表地层层面、 有地层意义的不整合面或可能的流体接触面。

如果资料 处理的精度较高，勘探学家们就可以审慎地将地震剖面视为地下地层的“声波图”或者“地下 成像”。

地震相分析的目的是进行区域地层解释，确定沉积体系、岩相特征和解释沉积发育史， 最后预测有利生油区和储集相带。

地震相单元与地质相单元可以相同，也可以不同。

因为： 1．地震分辨率远远低于地质方法的分辨率。

就垂直分辨率而言，地质上可以划分出几 毫米厚的砂岩。

而地震分辨率一般也要十几米到数十米。

2．地震资料中没有地质资料中那么多方面的信息。

例如地质资料中反映的信息有岩石 颜色、岩性成分、沉积构造、化石、岩矿以及沉积旋回等等。

而地震资料中仅仅反映的是几 何形态、振幅、频率、连续性等等。

3．地震资料中有时受一些非地质因素或非沉积因素的影响。

任何长期从事地质工作的 人都有这样的经历， 他们在野外露头剖面中， 经常看到规模不等的具有某种规律性重复出现 的岩性剖面．他们在测井曲线中，经常看到某些规律性的电性重复。

“旋回”、“韵律”已经成 为地质人员的常识。