1、主講：杜振川主講：杜振川研究生課程第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析第二篇 分析原理第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析 與傳統(tǒng)地層學(xué)相比，現(xiàn)代地層學(xué)在概念和理論等方面強調(diào)： 盆地地層層序的準(zhǔn)確劃分和年代地層格架的建立是盆地分析的基礎(chǔ)工作，也是盆地分析工作中的關(guān)鍵內(nèi)容。 第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析 在盆地地層分析工作中，遵循原則為：首先, 以先進的現(xiàn)代地層學(xué)方法盡量詳細地確定盆地年代地層格架，建立年代地層單元、生物地層單元和巖石地層單元三者的對應(yīng)關(guān)系。第二, 充分利用露頭、鉆、測井和地層反射資料以及多種室內(nèi)分析化驗資料，對盆地年代地層

2、進行綜合分析、相互驗證，并建立不同資料年代地層劃分方案的相互對應(yīng)關(guān)系。第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析第三，應(yīng)在充分了解盆地地質(zhì)背景和充填歷史的基礎(chǔ)上，先從盆地范圍確定年代地層框架，然后再深入討論盆地局部地區(qū)年代地層框架，這樣不會造成一個盆地內(nèi)不同地區(qū)地層單元劃分之間的矛盾。第四，注意對年代地層界限特征的綜合研究，結(jié)合生物地層和巖石地層研究，提高盆地分析工作的準(zhǔn)確性和精度，以利于盆地礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)。 第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元： 是指巖石顏色、礦物成分、粒度、沉積構(gòu)造、沉

3、積旋回、古生物等特征的巖石組合與相鄰地層單元有顯著差別的地質(zhì)體。 巖石地層單元的界限是巖相界面，其側(cè)向以同時沉積的具不同特征的巖石或巖相的沉積物為界，在巖石地層單元劃分時，特別是在橫向?qū)Ρ葧r，并沒有充分考慮“疊覆原理”。巖石地層單元不要求各處地質(zhì)年齡相同，或者說巖石地層單元往往是穿時的。第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元：第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元：巖石地層單元可以劃分為群、組、段、層等四個級別 組： “組”

4、是劃分巖石地層的基本單位，也是地質(zhì)填圖的基本單位。 關(guān)于“組”的定義，有人認為， “組”在空間上基本連續(xù)并且?guī)r相、巖性相同，而時間不一定完全相同。 “組”定義為：“一個基本上均一條件下或相似條件下的成因單元，它的重要含義在于具有巖相、巖性和變質(zhì)程度的統(tǒng)一性。”也就是說，一個“組”基本上由一種或幾種重復(fù)出現(xiàn)的巖性構(gòu)成。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元：“組”建立的必須具備條件： 巖性界線清楚，便于追蹤；厚度適中，便于制圖；巖性和巖相橫向穩(wěn)定，便于在較大范圍內(nèi)制圖使用。 一個“組”的厚度可以是幾米，也可以是幾千米；它在橫向上也許能追溯幾公里，也可以追溯幾千公

5、里。 巖石地層單元“組”內(nèi)可以存在規(guī)模較小的平行不整合，但不應(yīng)該存在明顯的規(guī)模較大的不整合。 “組”的界面可以是巖性突變間斷處，也可以是巖性漸變處。當(dāng)然，不整合界面完全可以作為組的界面。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元： 巖石地層單元的名稱常由一個地理名稱與巖石地層單元術(shù)語(群、組、段、層)構(gòu)成或以構(gòu)成該巖石地層單元的主要巖性加以命名。 “組”的命名當(dāng)然也遵循這個原則。如在渤海灣盆地常采用的東營組、沙河街組；煤系地層中的山西組、太原組等。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元： 段 ： 若組的厚度較大或者隨著研究程度的不

6、斷深入，一個組往往被劃分成次一級的具有不同沉積特征的巖性組合段?！岸巍贝斫M內(nèi)具有明顯特征的一段地層，為了大比例尺制圖或為了進行更深人詳細的研究，一個組常被劃分成幾個巖性段。如在渤海灣盆地，下第三系沙河街組自上而下可劃分成沙一段、沙二段、沙三段和沙四段。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 1、巖石地層單元：巖石地層單元： 層 ： “層”是比“段”低一級的、巖石地層單元中的最小的地層單元。 “層”常指一些特殊巖性的巖石，如富含筆石的筆石層、具有一定經(jīng)濟價值的煤層、具有地層對比意義的火山巖層、具有明顯電性特征的高電阻地層，或具多種顏色的雜砂巖層等。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 2

7、、 生物地層單元生物地層單元 生物地層單元就是根據(jù)地層中生物化石特征劃分的地層單元。是以含有相同化石組合為特征，可以通過化石類型、共生組合、分布范圍、富集程度和系統(tǒng)演化等特征來建立生物地層單元。 如以幾類生物或某類生物的幾個種屬的獨特自然組合為特征的組合帶；以幾個化石種的總組合中一個持定種屬化石出現(xiàn)的延續(xù)時限為標(biāo)志的延限帶；以某類化石的富集為特征(既不考慮共生組合，又不考慮延續(xù)時限)的頂峰帶等。 在上述三種類型生物帶中，組合帶以不同的生物地層特征或化石自然組合，來確定地層的順序，而得到了人們的廣泛采用。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 2、 生物地層單元生物地層單元一、盆地地層單元類型

8、一、盆地地層單元類型 3、年代地層單元年代地層單元 年代地層單元是以地質(zhì)演化的年代來劃分的，它反映了一個生物帶的延續(xù)時限；通常以放射性年齡測定、地球磁極性變化、地震地層學(xué)和生物地層學(xué)的方法，確定具有相同地質(zhì)年代的一組地層。 年代地層單元包括宇、界、系、統(tǒng)、階、帶等六個等級，它們分別對應(yīng)于地質(zhì)年代的宙、代、紀、世、期、時等年代單元。一、盆地地層單元類型一、盆地地層單元類型 3、年代地層單元年代地層單元 “帶”是年代地層的最小單元，它反映了一個生物帶的延續(xù)時限； “階”代表了一個生物帶系統(tǒng)，厚度為數(shù)米至數(shù)千米，延續(xù)時限為2一l0 Ma； “統(tǒng)”常通過生物的科、目變化來確定，平均延續(xù)時限為15Ma；

9、 “系”常以生物的綱演變來確定，平均延續(xù)時限為2570 Ma。 “界”以生物的重大變化來確定，是常用的最大的年代地層單元； “字”是以有無生物存在來確定的，隱生字不存在動植物，而顯生字存在動植物。 第二章 沉積盆地的充填特征分析沉積盆地的充填特征分析二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比 地層對比就是建立空間上不同地區(qū)地層之間特征的次序關(guān)系；在現(xiàn)代地層學(xué)中，地層對比的目的就是求得單位特征的一致和地層位置相當(dāng)?shù)蔫b定。1、年代地層對比、年代地層對比 年代地層對比：就是要確定一系列反映時間界面的客觀特點標(biāo)志，利用這些客觀標(biāo)志將不同地區(qū)同一時代所形成的地層連接起來。 二、盆地地層單元的對比二、盆

10、地地層單元的對比1、年代地層對比、年代地層對比 客觀標(biāo)志包括； 1）與一個演化事件一致的界面。如個新的生物種的形成，幾個分類單元獨特的共生組合，或者是具有明確范圍的 生物分類單元獨特的重疊帶。 2）與單一事件相一致的界面（不整合界面）。這一事件常常發(fā)生在范圍較大的某一地區(qū)，可以代表一種獨特的氣候條件、化學(xué)變化、火山噴發(fā)、地震滑坡或某一生物的過量繁殖等。3）最大海侵事件界面。4）地震反射同相軸代表了一個等時的界面。盡管不同地區(qū)的沉積作用方式或地層堆積型式有所差別，但如果它們的沉積界面與某一地震反射同相軸一致，則這個沉積界面就是一個時間界面。因此，可以將不同地區(qū)同時代地層連接對比起來，建立一個適用

11、于盆地分析的年代地層格架。二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比2、生物地層對比、生物地層對比A、標(biāo)準(zhǔn)化石法生產(chǎn)實踐和理論研究表明，某些化石僅分布在某些固定層位，并且分布范圍廣、數(shù)量多、易于發(fā)現(xiàn)。人們將這類化石稱為標(biāo)準(zhǔn)化石。利用標(biāo)準(zhǔn)化石判斷對比地層時的方法簡單有效，從而得到了廣泛應(yīng)用。B、生物群法除了利用某一標(biāo)準(zhǔn)化石進行地層對比以外，人們還可以利用地層層位中所有化石種屬的組合進行不同地區(qū)的地層對比，這種方法稱之為生物群法。二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比3、巖石地層對比、巖石地層對比1）巖性對比法）巖性對比法 巖性對比法通常是通過綜合考慮巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、膠結(jié)物及

12、膠結(jié)類型、特殊巖性地球物理測井響應(yīng)等方面的內(nèi)容，對不同地區(qū)的巖性地層單元進行對比。 A 、巖性對比是在巖性對比是在年代地層學(xué)或生物地層學(xué)為盆地分析提供一個精確的年代地層格架，在了解盆地區(qū)域構(gòu)造和沉積體系的基礎(chǔ)上進行的。 選擇那些巖性突出、區(qū)域范圍分布廣、巖性穩(wěn)定、地層厚度較薄且變化不大的地層作為巖性對比的標(biāo)準(zhǔn)層段。例如，昌濰盆地牛山地區(qū)上第三系底部有一段厚約l0m、幾乎未經(jīng)膠結(jié)的、疏松的棕紅色砂巖，這種砂巖在全區(qū)均有分布，所以就可以作為該區(qū)巖性地層對比的標(biāo)志層。 二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比3、巖石地層對比、巖石地層對比1）巖性對比法）巖性對比法B 、在覆蓋區(qū)進行巖性地層對比時

13、，地球物理測井特征可為巖性地層對比提供精確的可靠對比標(biāo)志。常用于巖性地層對比的測井曲線有自然電位測井曲線、自然伽馬測井曲線、井徑曲線、電阻率測井曲線等。C 、還可以利用穩(wěn)定重礦物電氣石、石榴子石等的富集層等資料進行巖性地層對比。必須強調(diào)的是，相似的巖性只標(biāo)志著相似的形成條件，但不一定是同時形成的。因此，最好的巖性地層對比應(yīng)基于對巖石所在沉積體系的理解。二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比3、巖石地層對比、巖石地層對比2）沉積旋回對比法）沉積旋回對比法 在一個沉積盆地范圍內(nèi)，由于海(湖)平面的相對升降變化，造成沉積物的橫向遷移和垂向疊覆，地層剖面中形成了相似巖石規(guī)律性重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。 如

14、礫巖一砂巖一頁巖一砂巖一礫巖沉積或粗砂巖一中砂巖一細砂巖一粉砂巖的規(guī)律性沉積。 人們將巖性自下而上由粗變細再變粗的規(guī)律性沉積稱為完整的沉積旋回； 而將巖性自下而上由粗變細或由細變粗的規(guī)律性沉積稱為間斷沉積旋回。二、盆地地層單元的對比二、盆地地層單元的對比3、巖石地層對比、巖石地層對比2）沉積旋回對比法）沉積旋回對比法 盆地某處巖性規(guī)律性沉積的形成主要受海(湖)平面相對升降變化控制。當(dāng)海平面相對上升時，水體逐漸加深，形成巖性由粗到細的沉積；相反，若海平面相對下降，則形成巖性由細到租的沉積。在一個沉積盆地范圍內(nèi)，海(湖)平面相對變化規(guī)律是一致的，所造成的沉積旋回類型是相同的。盡管有些旋回由礫巖一砂

15、巖一頁巖構(gòu)成，有些旋回由砂巖一粉砂巖一頁巖構(gòu)成，但它們的旋回性質(zhì)是一致的，即為下粗上細的正旋回，所以在巖性地層對比中，可將相同沉積類型的地層聯(lián)系對比起來。三、三、盆地地層劃分的方法盆地地層劃分的方法1、生物地層學(xué)方法、生物地層學(xué)方法 主要是利用時間上分布短，種屬進化迅速或突然；具有一定的獨立于沉積環(huán)境的廣泛的地理分布（如古生代筆石、中生代菊石等），化石種的數(shù)量豐富。進而可根據(jù)生物發(fā)展不可逆性和階段性特點來劃分地質(zhì)年代。 在考慮化石類型、生物組合、富集程度和分布范圍的基礎(chǔ)上，一般以生物種、屬更新劃分地層的階、帶；以生物科、目變化來劃分地層的統(tǒng)、系；以生物綱和目的更新來劃分系、界等。2、地震地層學(xué)

16、方法、地震地層學(xué)方法 通常是在地震剖面上，以地震反射的上超、下超、削蝕和頂超等終止特征，來劃分地震層序，并在沉積盆地范圍內(nèi)以此格架地震剖面的層序劃分為依據(jù)，進行全區(qū)地震層序的追蹤、對比和閉合，以達到全區(qū)地震層序劃分的統(tǒng)一，進一步考慮地震波動力學(xué)特征、沉積旋回和鉆井、測井資料進行地震亞層序的劃分。 而后采用古生物、古地磁、放射性年齡測定、vsP和合成地震記錄等方法對地震層序及亞層序進行地質(zhì)年代標(biāo)定，以賦予地震層序及亞層序的地層年代學(xué)意義三、三、盆地地層劃分的方法盆地地層劃分的方法3、測井地質(zhì)學(xué)方法、測井地質(zhì)學(xué)方法 測井曲線形態(tài)和變化能很好地反映地下巖層性質(zhì)、地層中流體性質(zhì)及含量等多種物理特征的變化。 通常是在利用生物地層、地震地層等方法確定了年代地層單元