层序地层学基本原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,Vail,层序地层学基本原理,第一节 理论基础和概念体系,.,1,第二章 Vail层序地层学基本原理.1,第一节 理论基础和概念体系,一、层序地层学定义和理论基础,1.,层序地层学定义,层序地层学,是研究以不整合面或与之,相对应的整合面为边界的年代地层格架,中具有成因联系的，旋回岩性序列,间相互关系的地层学分支学科 。,.,2,第一节 理论基础和概念体系一、层序地层学定义和理论基础.2,第一节 理论基础和概念体系,一、层序地层学定义和理论基础,层序地层学的诞生和发展受益于地震地层学、生物地层学、年代地层学和沉积学的发展。,岩性地层学无益于层序地层学的发展,.,3,第一节 理论基础和概念体系一、层序地层学定义和理论基础层序,第一节 理论基础和概念体系,一、层序地层学定义和理论基础,2.,层序地层学理论基础,1,）海平面升降变化具有全球周期性,全球周期性海平面变化是形成以不整,合为边界的沉积层序的根本原因，是建,立全球地层对比的重要手段,.,4,第一节 理论基础和概念体系一、层序地层学定义和理论基础2.,.,5,.5,第一节 理论基础和概念体系,一、层序地层学定义和理论基础,2.,层序地层学理论基础,2,）四个基本变量控制了地层,单元几何形态和岩性,海平面升降、气候、沉积物供给,和构造沉降及其综合作用,.,6,第一节 理论基础和概念体系一、层序地层学定义和理论基础2.,四个基本变量控制层序地层构型,不同变量具有不同的控制作用。,全球海平面变化是控制地层叠置,样式的基本因素,.,7,四个基本变量控制层序地层构型不同变量具有不同的控制作用。.7,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,1,、层序及层序类型,1,）层序,层序（,Sequence),是一套相对整一的、成因,上联系的、顶底以不整合面或与之相对应的,整合面为界的地层单元（,Mitchum,，,1977),。,.,8,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念1、层序及,层序的概念,.,9,层序的概念.9,二、层序地层学基本概念,层序本身不包括规模甚至时间的含义；,层序内所有岩层都是沉积在以层序边界,所限定的地质时间间隔内；,层序边界及内部地层的地质年代可以用生物,地层和其它年代地层学的方法来确定。,层序是层序地层学研究的基本单元。,一个沉积层序可以包含若干个不同,类型体系域以及准层序组和准层序。,.,10,二、层序地层学基本概念层序本身不包括规模甚至时间的含义；层,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,2,）沉积滨线坡折和陆棚坡折,沉积滨线坡折（,depositional shoreline break),是指陆架剖面上的一个位置，是沉积作用活动,造成的地形坡折（三角洲，临滨沉积）,沉积坡折,.,11,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念2）沉积滨,沉积滨线坡折,陆棚坡折,.,12,沉积滨线坡折陆棚坡折.12,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,2,）沉积滨线坡折和陆棚坡折,陆棚坡折（,shelf break,）：,大陆架与大陆斜坡坡度与水深,有较明显变化的过渡地带,.,13,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念2）沉积滨,沉积滨线坡折,陆棚坡折,.,14,沉积滨线坡折陆棚坡折.14,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,3,）层序类型：,I,型和,II,型层序,I,型层序底部以,I,型层序界面为底界，,顶部以,I,型或,II,型层序边界为顶界。,II,型层序底部以,II,型层序界面为底界，,顶部以,I,型或,II,型层序边界为顶界,。,.,15,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念3）层序类,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,4,）,I,型和,II,型层序边界,型层序边界,是一个区域性的不整,合界面，是在沉积滨线坡折带处全,球海平面下降速度大于盆地沉降速,度时产生的 （海平面相对下降）。,.,16,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念4） I型,.,17,.17,二、层序地层学基本概念,4,）,I,型和,II,型层序边界,II,型层序界面,是在沉积滨线坡折带处,由于全球海平面下降速度小于（等于）,盆地沉降速度时形成的，在这个位置,上未发生海平面的相对下降,（相对静止或上升）。,.,18,二、层序地层学基本概念4） I型和II型层序边界 II型,.,19,.19,二、层序地层学基本概念,层序类型,体系域类型,体系域中沉积体,I,型层序,高位体系域,S,形、斜交前积和加积型沉积复合体,海侵体系域,缓慢沉积复合体,低位体系域,盆底扇、斜坡扇和前积楔状复合体,II,型层序,高位体系域,S,形、斜交前积和加积型沉积复合体,海侵体系域,缓慢沉积复合体,陆棚边缘体系域,前积和加积沉积复合体,5,）层序地层构成,I,型、,II,型层序,.,20,二、层序地层学基本概念层序类型体系域类型体系域中沉积体I型层,型层序,.,21,型层序.21,型层序,.,22,型层序.22,第一节 理论基础和概念体系,二、层序地层学基本概念,2,、整合和不整合,1,）整合,整合面是一个将新老地层分开的界面，,沿此界面没有陆上和海底侵蚀作用的证据，也不指示存在重大沉积间断。,整合可包括沉积作用缓慢、在很长地,质时间内仅沉积很薄沉积物的界面。,.,23,第一节 理论基础和概念体系二、层序地层学基本概念2、整合和,二、层序地层学基本概念,2,、整合和不整合,2,）不整合,不整合是一个将新老地层分开的界面，,沿着这个界面有证据表明存在指示,重大,沉积间断的陆上侵蚀削截,（或与之相对,应的海底侵蚀）或陆上暴露现象。,.,24,二、层序地层学基本概念2、整合和不整合.24,.,25,.25,二、层序地层学基本概念,2,）初次海泛面,初次海泛面,(First flooding surface,）,是,型层序,内部初次跨越陆架坡折的,海泛面，即响应于,首次越过陆棚坡折带,的第一个滨岸上超对应的界面。,.,26,二、层序地层学基本概念2）初次海泛面.26,3,）最大海泛面,最大海泛面（,Maximum flooding surface,）,是一个层序中,最大海侵时,形成的界面，是海侵体系域的顶界面并被上覆的高位体系域下超，最大海泛面常对应于,最远滨岸上超点,所对应的反射同相轴。,.,27,3）最大海泛面.27,4,、体系域,1,）体系域,体系域（,systems tract),是指一系列同期,沉积体系的集合体（,Fisher,，,1977,）。,沉积体系是指具有成因联系的、相的三维,空间组合（,Fisher,，,1967,）。,体系域是一个三维沉积单元，其边界可是,层序的边界面、最大海泛面、首次海泛面,.,28,4、体系域.28,Relative,Sea-Level,Systems,Tracts,不同类型的体系域,Sedimentation in response to,relative sea-level change,LST,TST,HST,CS,HST,.,29,RelativeSystems不同类型的体系域Sedimen,2,）低位体系域,低位体系域（,Lowstand systems tract,，,简称,LST,）是指,型层序中位置最低、沉积,最老的体系域；,是在相对海平面下降到最低点并且开始缓,慢上升时期形成的，顶界为首次海泛面；,在具有陆棚坡折和深水盆地的沉积背景中，,低位体系域由,盆地扇、斜坡扇和低位前积,楔状体以及河流下切谷,充填物组成的 。,LST,TST,HST,CS,HST,.,30,2）低位体系域LSTTSTHSTCSHST.30,.,31,.31,二、层序地层学基本概念,3,）海侵体系域,海侵体系域（,Transgressive systems tract,，,简称,TST,）是,型和,型层序中部的体系域，,是在海平面迅速上升与构造沉降共同产生的,海平面相对上升时期形成的。,顶、底界面为最大海泛面和首次海泛面。,以沉积作用缓慢的、低砂泥比值的、 一个或,多个退积型准层序组为特征。,LST,TST,HST,CS,HST,.,32,二、层序地层学基本概念3）海侵体系域LSTTSTHSTCSH,.,33,.33,二、层序地层学基本概念,4,）高位体系域,高位体系域（,Highstand systems tract,，,简称,HST),是,型和,型层序上部的体系域,是在海平面由相对上升转变为相对下降时期,形成的，沉积物供给速率常大于可容空间,增加的速率。,底界为最大海泛面，顶界为层序界面。,三角洲沉积是典型沉积类型。,LST,TST,HST,CS,HST,.,34,二、层序地层学基本概念4）高位体系域LSTTSTHSTCSH,.,35,.35,二、层序地层学基本概念,5,）陆架边缘体系域,陆架边缘体系域（,Shelf margin systems,tract,，简称,SMST,）是与,型层序边界伴,生的下部体系域（海平面相对上升或静止）；,以一个或多个微弱前积到加积准层序组为特征。,.,36,二、层序地层学基本概念5）陆架边缘体系域.36,.,37,.37,二、层序地层学基本概念,5,、准层序和准层序组,1,）准层序,准层序（,Parasequence,）,是一个以,海泛面,或与之相应,的面为界、由成因上有联系,的层或层组构成的相对整合,序列。,滨外陆棚,滨外陆棚,滨外陆棚,临滨,临滨,前滨,1,2,3,4,0,临滨,.,38,二、层序地层学基本概念5、准层序和准层序组滨外陆棚滨外陆棚滨,二、层序地层学基本概念,2,）准层序组,(Parasequence sets,）,指由成因相关的,一套准层序,构成的、,具,特征堆砌样式,的一种地层序列；,边界为一个,重要的海泛面,和与之可对,比的面，,准层序组可划分为进积、加积和退积,准层序组三种类型。,.,39,二、层序地层学基本概念 2）准层序组(Parasequenc,.,40,.40,二、层序地层学基本概念,6,、可容空间,1,）可容空间,可容空间（,Accommodation,）,指可供沉积物潜在堆积的空间,（,Jerrey,，,1988,）。,可容空间受控于沉积基准面的变化，,或是海平面升降和构造沉降的函数,.,41,二、层序地层学基本概念6、可容空间.41,SUBSIDENCE,EPISODE,UPLIFT,EPISODE,“TECTONIC CYCLE”,Superposition of Eustacy and Subsidence,可容空间,海平面,构造沉降,.,42,SUBSIDENCEUPLIFT“TECTONIC CYCL,6,、可容空间,（与海平面变化关系）,可容空间是海平面升降和构造沉降,的函数；受控于沉积基准面的变化。,慢,中,快,.,43,6、可容空间（与海平面变化关系）慢中快.43,二、层序地层学基本概念,7,、凝缩层,（,Condensed section,）,指沉积速率很慢（,1-10mm/1000a,）、,厚度很薄、富含有机质、缺乏陆,源物质的半深海和深海沉积物；,是在海平面相对上升到最大、海侵,最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原,地区沉积形成的。,.,44,二、层序地层学基本概念7、凝缩层（Condensed sec,.,45,.45,第二节 全球海平面变化,一、全球海平面变化曲线特征,1,、全球海平面变化和相对海平面变化概念,1,）全球海平面变化以及尺度,全球海平面（,Global eustasy or Global,sea-level,）是指海平面相对于一个固定的,基准点（如地心）的位置。,它与局部影响因素无关。,.,46,第二节 全球海平面变化一、全球海平面变化曲线特征.46,全球海平面和相对海平面,.,47,全球海平面和相对海平面.47,第二节 全球海平面变化,全球海平面变化原因：,1,）,洋盆体积,的变化、,2,）全球,海洋水体体积,的变化,3,）响应于平均海平面的,全球,重力场,等势面的变化。,.,48,第二节 全球海平面变化全球海平面变化原因：.48,洋盆体积,的变化主要有以下,5,个原因：,大洋中脊体积的变化和大洋中脊扩,张速率的变化；,大洋碰撞降低了大陆面积、增加了,海洋面积；,洋底热诱导隆升降低了洋盆体积、,引起海平面上升；,沉积物注入率和生长率的突然增加；,大洋岩石圈的冷却和密度变化。,.,49,洋盆体积的变化主要有以下5个原因：.49,2,）相对海平面变化、尺度、成因,相对海平面（,Relative sea-level,）,是指海平面与局部基准面如基底之,间的测量值。,尺度可以变化很大。,一个地区相对海平面的变化是全球,海平面变化与盆地沉降速率的函数。,相对海平面变化与沉积物堆积无关，,不能与水深混淆 。,.,50,2）相对海平面变化、尺度、成因.50,全球海平面和相对海平面,.,51,全球海平面和相对海平面.51,第二节 全球海平面变化,沉积水深是指海平面到沉积表面的距离,.,52,第二节 全球海平面变化沉积水深是指海平面到沉积表面的距离.,第二节 全球海平面变化,2,、全球海平面相对变化特征,1,）周期性,一级周期,2,个（亿年级），,二级周期,14,个（千万年级），,三级周期,247,个（百万年级）。,2,）不对称性,快速上升稳定快速下降,.,53,第二节 全球海平面变化2、全球海平面相对变化特征1）周期性,一级周期,2,个,2.2,亿年,.,54,一级周期2个2.2亿年.54,二级周期,14,个,2.2,亿年,.,55,二级周期14个2.2亿年.55,第二节 全球海平面变化,二、全球海平面相对变化周期与层序级别,1,、全球海平面相对变化周期,全球海平面相对变化周期指在一个,时间段落内发生了全球海平面的相对,上升和相对下降。,一个典型的海平面相对升降变化周期,包括海平面的逐渐相对上升、静止期,和迅速的海平面相对下降。,.,56,第二节 全球海平面变化二、全球海平面相对变化周期与层序级别,LST,TST,HST,CS,HST,Relative,Sea-Level,相对海平面变化,.,57,LSTTSTHSTCSHSTRelative相对海平面变化.,.,58,.58,第二节 全球海平面变化,二、全球海平面相对变化周期与层序级别,周期级别,持续时间，,Ma,周期成因和厚度,一级,100,泛大陆的形成和解体,二级,10-100,全球板块运动和大洋中脊体积变化,三级,1-10,全球性大陆冰盖生长和消亡、洋中脊变迁、构造挤压作用和板内应力调整,四级,0.1-1,或,0.2-0.5,大陆冰盖生长和消亡，天文驱动力,五级,0.01-0.1,或,0.01-0.2,米兰科维奇冰川全球海平面变化旋回和天文驱动力,50-500,.,59,第二节 全球海平面变化二、全球海平面相对变化周期与层序级别,据,Catuneanu,，,2009,高级序,/,低频,低级序,/,高频,.,60,据Catuneanu，2009高级序/低频低级序/高频.60,第二节 全球海平面变化,二、全球海平面相对变化周期与层序级别,2,、海平面变化周期与层序级别关系,一个沉积层序是在一个海平面变化,周期内形成的；,不同级别的海平面相对变化周期,对应于相应级别的沉积层序。,.,61,第二节 全球海平面变化二、全球海平面相对变化周期与层序级别,LST,TST,HST,CS,HST,Relative,Sea-Level,Systems,Tracts,层序边界,层序边界,.,62,LSTTSTHSTCSHSTRelativeSystems层,第二节 全球海平面变化,二、全球海平面相对变化周期与层序级别,不同的海平面变化周期,形成相应的沉积层序,2,个一级层序，,14,个二级层序，,247,个三级层序,.,63,第二节 全球海平面变化二、全球海平面相对变化周期与层序级别,第二节 全球海平面变化,二、全球海平面相对变化周期与层序级别,不同的沉积层序的地层对比,2,个一级层序，,14,个二级层序，,247,个三级层序，多个,4,、,5,级层序,.,64,第二节 全球海平面变化二、全球海平面相对变化周期与层序级别,四级、五级层序等时对比的困难,沉积速率高,沉积速率低,.,65,四级、五级层序等时对比的困难沉积速率高沉积速率低.65,