从正常海退与强迫型海退的辨别进行层序界面对比:层序地层学进展之一

针对类型1和类型2层序定义过程之中所存在的概念体系的不协调,1988年以后的层序地层学发生了较多的变化,这些变化代表了层序地层学的重要进展之一。这些变化包括:(1)成因地层层序的提出,表明了一个"水下不整合面"——最大海泛面也可以作为层序界面;(2)将强迫型海退沉积的顶面作为层序界面,是为了始终将层序界面置于海平面变化的最低点,从而与全球海平面变化曲线保持一致;(3)海侵—海退层序模式,似乎代表了层序地层学的简单化;(4)淹没不整合型层序,代表了快速海侵事件的产物。这些变化的基础是将强迫型海退与正常海退区分开,以便能更准确地将暴露不整合面(subaerial unconformity,也有学者译为陆上不整合面)所形成的层序界面与"可以对比的整合面"进行对比。也就是说,层序内部地层的叠加形式是对沉积作用速率变化与基准面变化相互作用的响应,而且每一种叠加形式还代表了独特沉积的成因类型(即"海侵的"、"正常海退的"以及"强迫型海退的沉积"),对这些过程的研究即为层序地层学研究的核心内容。因此,从正常海退与强迫型海退的区别去追索不整合面所构成的层序界面的水下整合部分——"可以对比的整合面",产生了不同的认识及其所代表的不同的层序地层模式,最终代表了层序地层学从1988年以来的重要进展之一。追索这个重要进展,对于深入理解层序地层学的发展具有重要意义。

陆架坡折盆地强制海退及正常海退沉积——以珠江口盆地珠江组—韩江组为例

关于强制海退形成的沉积体对应层序中体系域的问题,一直是国内外争论的焦点。结合Exxon公司建立的层序地层沉积模型,将强制海退沉积体对应于早期低位体系域以及晚期高位体系域,正常海退沉积体对应于晚期低位域前积体、高位域早期前积体。以珠江口盆地坳陷期的珠江组—韩江组为例,将其划分为7个三级相对海平面变化旋回,对应7个三级层序。相对海平面变化是可容纳空间的外在响应。在陆架坡折之上产生的高位域晚期前积体和陆坡及以下地区发育的低位域早期低位扇体;在陆架坡折带及以下形成的低位前积楔、坡折带及以上形成的高位早期前积体,是有利的油气储集体。

强制海退概念与层序地层学体系域的讨论

1 正常海退与强制海退在Van Wagoner等(1987)的早期层序地层学概念中,体系域被定义为一连串同期的沉积体系。他们将层序划分为Ⅰ型层序(包括低水位、海进和高水位体系域)和Ⅱ型层序(包括陆架边缘、海进和高水位体系域)。但随着层序地层学的应用推广到被动边缘以外的地区,这些概念、术语和地层模式都有了变化,如Ⅱ型层序的概念已基本被废弃,而强制海退的沉积模式被提出来了。根据以往的概念及对现代和古代沉积物的研究,可识别出2种海退,即正常海退和强制海退。海平面的相对变化受到容存空间及沉积物供给量的影响,故海退发生于2种特定条件下:(1)输入海岸的沉积量超过容存空间的增加量,即(△Vs/△t)>(△Va/△t)式中Vs代表供给海岸的沉积物体积,Va代表沉积物作用的现有空间,t为时间;(2)相对海平面下降。这2种情况下海岸线均向海迁移(图1)。

鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠纪煤系层序-古地理与聚煤作用

为了揭示克拉通陆表海盆地层序界面形成机制及等时地层格架内古地理背景下煤层聚集特征,以鄂尔多斯盆地东缘为例开展了本溪组-山西组层序地层和聚煤作用研究。识别出区域不整合面、盆地基底沉降差异形成的海侵方向转换面(BTR)、正常海退形成的冲刷面(NSS)和暴露面(NES)及其对应的整合面(NCC)、强制性海退形成的河流侵蚀面(FEU)和暴露面(FES)及对应的整合面(FCC)4种层序界面类型,将研究煤系划分为3个三级层序、6个四级层序。认为基准面周期性变化控制了沉积体系的演化、废弃和聚煤作用的发生,而聚煤基底沉积环境和聚煤期盆地基底沉降速率控制了煤层厚度及其平面上的稳定性,提出了等时地层格架内古地理背景下的综合聚煤模式。结果表明:区域广泛分布的厚煤层形成于Ⅱ型层序界面及Ⅰ型层序最大海退面(初始海泛面)附近;澙湖-潮坪为主的沉积背景下有利聚煤中心位于剩余可容空间相对较低的潮坪环境,潮坪-三角洲-澙湖为主的沉积背景下有利聚煤中心位于基底沉降速率快、剩余可容空间中等的潮坪环境,浅水河流三角洲沉积背景下有利聚煤中心位于基底沉降速率快、剩余可容空间相对较高的三角洲平原间湾湖泊和局限海环境。

岌岌湖现代水下加积扇与东坷里三角洲层序地层学意义比较

对比研究东坷里三角洲(East Coulee Delta)和岌岌湖现代水下加积扇的层序地层学意义,认为:(1)东坷里三角洲发育LST—TST组合、FSST组合,其分属两个层序;(2)岌岌湖SAF发育FSST—LST—TST组合、FSST组合,亦分属两个层序;(3)两个陆相实例证明最大水泛面之后均未有高位体系域出现,可能代表非海相与海相背景之间的差异。论文对复合层序边界等问题进行了讨论。

层序地层学四分模型的非周期性与层序边界调整

通过图解证明现行四分层序地层模式存在的岸线迹线非周期性问题,表现为垂向升降1周期对应侧向迁移1+1/6周期,是由于高位正常海退设定不合理所致,建议废除高位正常海退及其形成的高位体系域,重新解释高位体系域。沉积层序边界调整为残留最大水泛面RMFS及其相对应的地面不整合面CSU,由此构成沉积层序自下而上包括下降期体系域、低位体系域、海侵体系域,亦即FSST—LST—TST叠置。此外,此研究基于废除高位正常海退对沉积层序、成因层序、R—T层序边界进行统一,避免成因层序和T—R层序跨越两个沉积层序。