地中海一个晚中新世礁台地对高频海平面升降的沉积响应

Mallorca的上中新统礁复合体是一个三级沉积层序,它揭示了碳酸盐沉积对高频海平面变化旋回的响应。这个礁复合体展示了一个四级至七级的多级别高频单元叠覆的构成格式,其建筑块是以不整合为界的S形单元,而不是准层序。这些“S形单元”叠置成“S形单元层系”,S形单元层系叠置成“S形单元层系组”,并由这些层系组叠置成“层系组系”。所有这些增生单元都具有沉积层序的特征,但又不同于Exxon模式和其它碳酸盐层序地层模式。造成这些偏差的原因在于海平面的波动而造成的碳酸盐生成量的变化,海平面的波动在无重大沉降作用时决定了可容空间的变化。所有这些高频层序都由四个体系域组成:(1)低位体系域:形成于海平面变化旋回的初始上升期,由进积礁相和向盆内变薄的开阔陆架相组成;(2)填积体系域:形成于海平面上升期间,由薄层的泻湖至开阔陆架相组成,不显示向陆方相迁移的特点;(3)高位体系域:形成于海平面变化旋回的高端,由进积礁相和向盆内变薄的开阔陆架相组成,缺少或只有薄的泻湖沉积层;(4)退覆体系域:形成于海平面下降期间,由薄的下超礁相组成,这种礁相向盆内逐渐变成开阔陆架凝缩层,凝缩层和台地顶部侵蚀面相当。在这些体系域之间,根据岩性相变化可识别出两个边界面;即退覆体系域顶部的侵蚀面和其基底的下超面,两个界面向盆内合并于一个凝缩层。相应于海平面变化旋回的最低点的层序边界向陆是一个侵蚀面,向盆内则延续在相当的凝缩层中。     

西班牙陆架晚更新世—全新世沉积物极高分辨率层序地层模型

在西班牙大陆边缘的一个地区完成了晚更新世-全新世沉积物高分辨地震剖面的层序地层分析,共识别出四类沉积背景:(1)低速沉降斜坡(Alboran边缘-Cadiz海湾);(2)高速沉降(2m/千年)斜坡(Alicante-Valencia);(3)大西洋被动边缘“Ria型”地貌(Ria de Muros);(4)具沉降作用的断层崖地貌体系(Balearic边缘)。所有地区均为Ⅰ型层序,由低水位体系城、海进体系域和高水位体系域组成,符合层序地层学的基本概念。独特的陆架特征如发育海滩沉积和进积沉积楔的阶地等,显示所有体系域都是由较小的亚层序经复杂堆垛而成,这些亚层序肯定与极短期的海平面停滞和下降有关。作者建立了一个甚高分辨率层序地层学模型,其最终海平面半旋回被以下旋回所分隔:“P”旋回(4500年),起因于新冰川事件;“h”旋回(2200～950年)和“C”旋回(500～50年)。这些旋回相互影响,可以建立高低海平面定位。值得特别注意的是:(1)对晚更新世-全新世陆架和上部斜坡沉积演化的解释;(2)改变某些经典层序地层模式概念的说明;(3)晚更新世-全新世海平面曲线并非简单进积,而是低于米兰科维奇(Milankovitch)旋回的三个不同期旋回的多次重复。该模式仅限于更新世-全新世期间的波动海平面,这些特征在任何大陆边缘都应识别出来,然而,由于沉降和大陆架地貌等局部特征将决定每个海平面变化周期形成的沉积体的位置和深度。     

斜坡再调整:海底扇-裙形成的一个新模式

在提出海底峡谷和海底扇-裙形成的新模式中,可利用盆地充填的数值模拟表示斜坡均衡作用的简单概念。该模式认为,侵蚀削蚀、沉积物跌积(by-pass)和海底扇-裙复合体海相超覆的形成与沉积盆地内自然地理的变化状况相关。盆地边缘可划分为两种类型:(1)进积边缘表示均衡的沉积剖面朝向盆地推进。它形成于沉积物扩散作用和重力流作用与沉积物供给、盆地沉降及盆地自然地理相均衡的背景;(2)当上部坡度超过均衡坡度时形成侵蚀边缘,其特征是侵蚀、滑塌和沉积物跌积形成的沉积物均通过重力流作用而移置到下部斜坡环境。当深海陡坡(即过陡坡边缘)被超覆和加积的扇-裙沉积物埋藏时,侵蚀边缘转变为进积边缘。当海平面发生相对快速上升,盆缘发生构造变形(如断层作用)或沉积物从碳酸盐变为硅质碎屑时,进积边缘可发育深海陡坡,并变为侵蚀边缘。既然海平面的相对下降在大陆架边缘变为沉积物源区的过程中起着主要作用,斜坡不整合和超覆海底扇-裙系统的形成主要受由变化的盆地自然地理所触发的斜坡再调整作用控制。     

晚古生代沉积序列的同时性和全球性

在全球稳定的克拉通陆棚上,石炭纪和二叠纪陆棚浅海岩系中有50多个海进一海退沉积序列.它们为海平面升降变化导致的同时性沉积事件,这些海平面升降变化一般在100-200m水深范围内.每个海进-海退序列都可用现有化石资料进行对比,其历时为1.2-4百万年,平均约2百万年.在这些地层中,许多历时长、全球同时性不整合的出现表明化石记录是很不连续的;我们现在研究的是一个不连续的化石记录,而不是一个以极不规律的突变速率为基础的间断进化(punctuated evolution).这些晚古生代海进-海退沉积序列便于地层对比.因为岩石序对的沉积历史可支持依据动物群组合和动物群相似性在确定年代关系方面的解释.     

高分辨率层序地层学——以阿伯塔东坷里三角洲为例

层序地层学的基本概念乃是基准变化和沉积物通量的综合作用所导致的地层结构的发育以及它们之间的相互关系.阿伯塔东坷里湖相小型三角洲即是个很好的实例,它表明层序地层学的概念与规模大小和时间长短无关.该扇三角洲因湖面的升降形成干路边排水沟中,其形成所持续的时间不长.沉积物充填的水下空间(即可容空间)的变化造成了一系列沉积体系域,该体系域与通过漫长时期形成干沉积盆地中的体系域极其相似.在湖面上升时期,湖泊开始发生沉积,并形成扇三角洲进积楔形体.快速的湖水面上升造成了湖岸的后退和海侵体系域的沉积作用;湖面下降导致了相对陡的三角洲的沉积.因基准面下降而形成的地层层序以发育低水位体系域为特征,低水位体系域通常形成于具有明显的陡倾斜坡的盆地边缘中(如被动边缘).湖面的进一步下降会造成次一级小型深切谷,并在由不断下降的湖面所造成的宽缓的自然地理沉积物面上发育新的低水面三角洲体系.在基准面下降过程中发育的低水位三角洲和湖岸构成了"强迫海退",并以发育于具有宽缓斜坡盆地边缘的低水位体系域为特征.尽管上述实例规模小,但它清楚地表明,层序地层学原理不但可以运用于海洋沉积环境中,而且还可运用于大陆湖泊等任何其它沉积环境中.     

地貌特征对冲积体系的复杂影响——层序地层学的若干含义

第一代层序地层学模型是以一种极为雏形的方式来处理冲积体系对海平面变化的响应。迄今人们所接受模型的一个主要方面是,当海平面下降时河流下切和在海平面继续上升时河流发生加积。已建立的较完备的地貌学原理表明,冲积体系是复杂的过程响应体系,除了以下切和加积方式以外,它们还能够通过其它方式,譬如改造其河流样式和水道几何形态,对内部和外部变化加以调整。将地貌学准则应用到层序地层学模型中得到了以下结果:首先,在海平面低水位期,河流可调整到较低的基准面,并通过改变水道样式来使坡度发生变化。因此。并非所有的低水位都产生Ⅰ型层序界面。其次,当海平面下降到大陆架坡折以下时,更有可能发育以冲积谷下切为特征的Ⅰ型层序界面,同时在海岸线附近因溯源侵蚀破裂而使其地形发生起伏。尽管从地质背景上看,海平面变化是很快的,但在海平面变化期间,有限低的变化就足以使地貌体系很容易地维持其平衡,而无须较大的改造就可沿大陆架向海或陆地方向迁移。在海平面相对静止的条件下,由纯内在原因和冲积体系响应最终也可形成与海平面变化期间形成的、相同时空尺度的层序和亚层序。一般来说,海平面变化控制了沉积和侵蚀的位置,而最终地层几何形态是沉积物供给以及作用于沉积物的一些因素,如海平面升降变化,使海岸线沿大陆架迁移而使沉积物发生变化的这种作用来共同控制的。     

冲积扇层序和大层序模式

许多冲积扇沉积中的层序、大层序和盆地充填层序常具渐变特征。通过研究,提供了沉积过程(层序)、短期扇形成过程(层序)、长期扇形成过程(大层序)和沉积盆地背景(盆地充填层序)的证据。这些层序的出现和识别主要取决于整个扇的沉积物特征、沉积过程、沉积物的分布、活动扇沉积区的改变和迁移,沉积事件的规律性以及不受后期洪水再改造。“扇形成的首要条件是具有高地和低地毗邻的地形背景” (Denny,1967)。如果冲积扇只依赖于初始断层崖或侵蚀地形而发育,那么就会形成分布有限的、粒度逐渐变细的薄层冲积扇,如果冲积扇是由于断层连续运动所形成,那么就会形成地理上分布较广、厚度较大的冲积扇,即层序和大层序多次叠加而成的冲积扇盆地充填层序。     

混积型硅质碎屑-碳酸盐沉积体系中最大海泛事件的识别——全球年代地层对比的关键

沉积层序中的最大海泛事件是地层对比的重要资料,因为它实质上代表等时的地层。这种事件是根据被动大陆边缘背景下滨岸到大陆斜坡环境硅质碎屑沉积中的特殊物理面和/或微化石组合(相对化石丰度峰值)的显著变化加以识别的。在混积型硅质碎屑-碳酸盐沉积物中识别最大的海泛事件更难,因为整个剖面通常代表具有生物与碳酸盐产量相对于硅质碎屑输入的变化的大陆架沉积。因此,这种事件不能只简单地根据相对化石丰度峰值来鉴别。诸如硅质碎屑的输入、碳酸盐产量、沉积物堆积速率以及古环境条件等因素都明显地影响着微化石的相对丰度。认识不到这些复杂性就会导致实际上过高估计(1～10)Ma 的沉积层序数量的层序地层学解释。     

南澳大利亚弗林得斯山脉晚元古代Wonoka组盆地-斜坡序列的演化与层序地层学

南澳大利亚弗林得斯山脉北部晚元古代Wonoka组,在纵向与横向上出露一套从陆架至盆地斜坡的过渡地层。根据岩相特征、沉积构造、接触关系、地层的几何形态以及向斜坡下的重力运动的类型和发育程度,该套地层可划分为四个单元(单元C—F)。最下部单元(C)主要为泥岩,具平行纹层及少量同沉积滑动构造。单元D为薄层状再沉积硅质碎屑-碳酸盐岩,沉积在单元C海侵末期的层序界线上,显示出从东部成层性清楚的外陆架沉积到西部盆地斜坡泥石流沉积的变化。单元E组成一个从外陆架粉砂岩到内陆架受风暴浪影响的砂岩向上变浅变粗的沉积序列。该单元向西变厚,沿斜坡方向粒度变细,单层厚度变薄,同沉积滑动构造的丰度增加。单元F沉积在一个推测的陆架至盆地斜坡的过渡部位,向上变粗变浅,厚度向西增加,砂岩与同沉积滑动构造的百分含量最高。单元G沉积在陆架深度,同样向上变浅变粗,下部为薄层的碳酸盐-硅质碎屑岩段,向上砂岩增加,与Pound亚群为渐变接触关系。根据岩相、地层尖灭以及在推测的层序界线上岩相的不连续性,在该过渡地层中可确定三个层序。每一层序底部以海侵为标志,并被向上变浅的沉积序列所覆盖。在推测的陆架与陆架坡折附近,向着该序列顶部,在层序的界线上岩相的不连续性更为显著,在岩性及推测的古环境上截然不同,进一步向斜坡下部和序列中的较低层位,界线模糊不清,只有从陆架到斜坡横向追索其接触关系或者观察地层的尖灭,方能被认识。     

四川省达竹矿区晚二叠世层序地层及岩相古地理

文章对四川省达竹矿区晚二叠世层序地层及岩相古地理进行了研究,厘定了该区层序地层格架,划分了2个三级层序;梳理了达竹矿区晚二叠世岩相古地理演化过程,总结出达竹矿区在层序Ⅰ沉积期发育碳酸盐台地、台地边缘、深水盆地岩相,煤层形成于低水位体系域期的泻湖-潮坪环境,在层序Ⅱ沉积期自南向北发育碳酸盐台地、台地边缘、深水盆地岩相,不发生聚煤作用。     

地层层序及其年代地层对比

Posamentier和同事们的Exxon层序模式形成了两个概念,我对这两个概念有疑问.他们认为河流均夷至"海湾线",但现代河流的特征表明并非如此.他们又认为河流沉积的堆积空间是在海平面下降期间向海方向的均衡堆积所形成,但这是一个太简单化的模式.该模式建立在大陆边缘的概略形态的假设基础上,对真正的陆坡和实际资料未给予具体的表现和解释.在大多数情况下,基准面的下降将导致三角洲的进积作用和上游河流的深切作用.大多数海岸平原上的河流楔状沉积形成于两个过程:其一,海平面上升,并伴随海湾淹没和充填;其二是强烈活动的物源区的构造作用.靠近前陆盆地的主要构造事件如地体碰撞,将导致第三级类型层序(持续时间大约1～1.5Ma)的发育.由区域板块动力学特征的变化形成的板块内部特点应力变化也具相似的周期或幕,而这种变化周期在扩张大陆边缘也可形成一些第三级别的旋回.对Haq及其同事们所推出的中新生代旋回图年代地质学基础的仔细审视,发现了该图内部不一致和对潜在误差的不确实的低估.该图不可作为一个全球标准,在运用它时应该特别的小心谨慎.     

底流控制的沉积作用——有关等深积岩问题的综述

本文就深水底流控制的沉积物的主要问题进行了阐述.这些问题包括:等深积岩的定义、沉积过程及相特征,等深积岩丘沉积物类型与地震模式,浊流和底流沉积过程的相互作用以及底流作用与全球气候/海平面变化的一致性.该文强调了几个更有意义的问题.我们相信这几个问题是未来研究的主要目标,它包括:(1)等深积岩的鉴别,尤其是古代岩系中与浊积岩及其它类型岩石互层的等深积岩;(2)作为环流模式踪迹的众多参数的提炼;(3)认识不同底流类型间的相互作用和底流与其它深水作用间的相互作用;(4)在沉积记录中区分出由于似海底风暴作用形成的、区域性因素引起的短期底流变化的影响以及与气候或天文控制作用有关的具地质规模流体波动的影响;(5)认识冰期/间冰期气候循环对自然的控制及等深流沉积速率.     

陆相层序地层学的展望

该报告是1991年在加拿大班夫召开的NUNA会议上组建的陆相层序地层学工作组几年研究的总结。尽管人们早已发现,在陆相盆地中分布有不整合限定的地层单元,但目前层序地层学概念主要应用于海相地层的研究中。要成功地将层序地层学的概念应用于陆相地层,有必要对控制基准面及沉积物供应的因素作深入的研究。正如浅海环境一样,相对海平面可视为海岸陆相环境地层及地貌的基准面。不断地向内陆方向,决定容纳空间的地层基准面变得更为复杂,并表现为各种型式,如河流地层的均衡剖面、风成地层潜水面和山间沉积物的湖水面等。由于陆相盆地接近物源区,故其中沉积物供给比海洋环境丰富和复杂。在许多陆相沉积物中,可以明显看出沉积物供应受气候和构造作用影响。气候、构造作用及海平面升降的主要控制因素多少有些互相影响的事实,以及一种参数的变化很可能在其它方面有所反映的事实,在陆相地层中也颇易识别。即便在层序地层学的初期,它的概念就已应用于各类陆相环境,以试图解释各种相格架的变化。其中最具意义的研究是把海岸平原的河流相格架与同期海相地层指示的相对海平面变化相连系,以及研究高水位期和低水位期沉积之间有明显相变的湖泊环境。随着层序地层学在陆相地层研究中的应用,必将促进地层对比方法和模式的发展,从而更精确地预测河流及风成储集层的位置和性质。     

辽东湾地区辽西凹陷古近系东营组层序特征分析

在充分的利用沉积学标志、古生物标志、地球物理标志、地球化学标志等,对辽东湾地区辽西凹陷古近系东营组地层层序界面特征进行了分析,并结合前人资料针对其界面特征将辽东湾古近系东营组的三级层序划分为三个三级层序,叙述了各层序发育阶段的构造活动类型及其强弱、沉积体展布类型及其控制因素等,并详细讨论各层序在不同相带内的特征和变化。分析认为辽东湾地区辽西凹陷古近系东营组地层发育特征主要受构造活动影响。为进一步研究辽东湾古近系东营组地层的层序充填过程提供一定的帮助。     

四川盆地元坝区块长兴组层序地层格架研究

文章充分利用岩芯、钻井、测井、测试等方面资料,并结合井剖面层序地层研究成果,以及长兴组地震相关研究成果,进行层序地层格架特征分析。通过展开上述工作,获得的认识包括:①在元坝地区长兴组为一个二级层序,在其内部识别出了3个最大海泛面,划分为四个三级层序,分别命名为SQ1至SQ4;②在长兴组二级层序旋回中,SQ1为低位充填型层序,主体发育分布于海槽以西的台地;SQ2为退积型层序。SQ3为前积型层序,SQ4为低位层序(只有LST),其中SQ3的FSST,SQ4的LST规模较大。     

达尔马提亚(克罗地亚)中部始新统—中新统复理石底部的巨厚层状沉积(巨厚浊积岩)及海平面变化

达尔马提亚(Dalmatian)地区始新世一中新世复理石盆地底部(东亚得里亚海)中的一些巨厚层状碳酸盐岩的下伏地层和上覆地层均为扇形三角洲砾岩,而薄层浊积岩与扇形三角洲砾岩呈指状穿插关系。扇形三角洲和指状穿插的浊积岩被解释为低水位期或海平面上升早期的产物。认为巨厚层状沉积是海平面加速上升时期形成的发育不全的扇形三角洲。这基于以下观察:(1)它们是一些扇形三角洲砾岩的上覆地层;(2)巨厚层状沉积中的骨屑和岩屑来源于陆上风化的较老的沉积岩;(3)其巨大的厚度说明主要是碎屑堆积且流水频率较低。推测巨厚层状沉积与相关的典型薄层浊积岩形成时海平面是不同的。两者的区别对深海沉积中的层序地层学研究非常重要。     

意大利南阿尔卑斯地区的生物地层和放射性年龄资料对Latemar旋回中米兰科维奇特征的质疑

综合分析台地碳酸盐岩中的标准化石和同期盆地层序的几何关系,以及在盆地内沉积的火山碎屑岩层中单颗粒锆石 U-Pb 年龄,可以断定,延续时间小于5Ma 的中三叠世 Latemar 台地内部每一旋回层序的时间间隔很短。因而,排除了 Latemar 地区600个台地旋回大部分是受岁差诱导的米兰科维奇频段海平面变化所控制这一认识。仅仅通过估算和对旋回叠置模式时空变化的图解分析,是不可能对古代台地碳酸盐岩中的米兰科维奇频率得出一个清晰的认识。     

前陆盆地砂岩中的重复性地层模式及其构造意义

通过比较各段中每个准层序的进积规模和各准层序海相上倾终端的位置,在犹他州上白垩统布莱克霍克组的段内建立了两种独特的重复出现的堆叠地层模式。在同一段内,不论层序界面是否分隔开准层序,最早的准层序总是比较晚的准层序进积较远。其结果是在各段中,进积距离的样式导致了从先进积到后加积的地层堆叠模式。在布莱克霍克组各段,只要其露头适宜追溯非海相—海相的相变位置以判定进积距离,就能观察到上述模式。这些地层模式被用来解释白垩纪前陆盆地海平面随时间相对变化的进程,并可以提供冲断岩片变位特征的信息。作为准层序界限的洪泛事件可代表强化道冲作用期,而最大洪泛面(段的界面)则代表最大冲断岩片运动期。     

用前陆盆地的地层模拟解释冲断变形和岩石圈流变

我们结合侵蚀和沉积作用建立一个数学模型来预测非海相前陆盆地冲断幕期间所形成的地层几何形态和相类型.相应的地层记录以阶梯状相充填为特征,相的每次退积(朝向逆冲断裂)标志着冲断事件的开始.相的退积与前隆向逆冲断裂迁移和侵蚀不整合的出现同时发生.以往认为盆地演化期波长变化反映了岩石圈粘弹性松弛.本模型认为盆地波长变化是弹性岩石圈上冲断和沉积物负载两者之间相互作用的自然结果.     

根据粒径及补给体系对深水盆地边缘的浊流沉积体系进行分类

在深水盆地边缘中的沉积体系可以根据粒径和补给体系分成12类:以泥为主、以泥/砂为主、以砂为主和以砾为主的点状物源海底扇;以泥为主、以泥/砂为主、以砂为主和以砾为主的多物源海底斜坡沉积;以泥为主、以泥/砂为主、以砂为主和以砾为主的线性物源斜坡裙沉积。前两种沉积体系中的河道大小、稳定性及沉积层序的序列规律性都和其长宽比一样,向着线性物源斜坡裙沉积体系减小。随着粒径减小,物源区及沉积体系的大小都在增加;而且扇面河道、河道-天然堤体系中的水流量、水流持续性以及向下游流动的距离也在增加;曲流化程度和大量滑塌沉积物及席状砂被搬运到下扇和盆地平原的趋势也增加。在这种分类中,任何一种沉积体系的准确分类位置都不是十分精确。它们的分类位置会随着构造、气候、物源供给、海平面升降的变化而改变。然而,不同沉积体系的模式在影响石油勘探远景和储层模式的性质上都十分不同。理解和认识这种特点,对于勘探开发的各个环节都具有决定意义。