沉积岩的地层层序调查的目的及方法

  层序地层学已经建立了一套地层单位等级体系，从小到大包括纹层、纹层组、层、层组、副层序、副层序组和层序等。除纹层外，每个地层单位都是一套以具有年代地层学意义的界面为界的彼此有成因关系的地层。这些界面的对比，为在各种尺度上进行沉积相分析和岩石类型预测提供了高分辨的年代地层框架。下面就层序、体系域、副层序和副层序组等主要地层单位作一简述。

 

  （—）层序和体系域

 

  1、定义

 

  层序是层序地层学分析的基本地层单位。所谓层序，就是一套以不整合或与其可对比的整合为界的、相对整合的、彼此有成因关系的地层。层序界面是由于海平面相对下降而形成的。

 

  不整合是一个将时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面，但在这个界面上必须有证据表明发生了地面侵蚀截切，在某些地区发生了与其对比的海底侵蚀或地表暴露作用，并有证据表明可能出现过明显的推断的间断（J．C．Wagoner等，1988）。

 

  整合也是一个将时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面，但在这个界面上没有证据表明发生了侵蚀（不论是地面的还是海底的）和无沉积作用，也无证据表明出现过明显的或推断的间断。

 

  层序内部由体系域组成。体系域可以根据层序界面的类型、副层序组的分布及其在层序中的位置等客观准则来划分，也可以根据几何形态和沉积相组合来划分。所谓体系域，是指一套同期的沉积体系；所谓沉积体系，是指三维的岩相组合。体系域有4种，即低水位体系域（LST）、陆棚边缘楔形体系域（SMW）、海侵体系域（TST）和高水位体系域（HST）。

 

  2、界面

 

  层序和体系域的界面总是存在于岩石记录中，尽管有时在某种情况下它们可能是隐蔽的或一个界面可以是多个界面复合而成的。这些界面包括层序界面、海侵面和最大海泛面。

 

  （1）层序界面：为一个不整合面及与其可对比的整合面，是侧向上连续的、分布广阔的界面，起码覆盖了整个盆地，而且在全球许多盆地中似乎是同时产生的（J．C．Van wagoner，1990）。层序界面将其下面的所有地层与其上面的所有地层分开，而且具有年代地层学意义。

 

  不整合接触关系是鉴别层序的关键。不整合是由在剖面中地层的终止（尖灭）显示出来的。在层序的底界面之上可以产生上超和下超，在顶界面之下可以产生顶超和侵蚀截切，他们代表地层单位的原始沉积范围。

 

  上超是原始水平的地层超覆在原始倾斜面上或原始倾斜的地层超覆在更倾斜的原始斜面之上，通常与海岸沉积逐渐向陆推进有关，标志着海平面相对上升。下超是原始倾斜的地层逐渐向下终止（尖灭）于原始水平或倾斜面上，发生在层序底面之上或层序内部，与海底沉积缺失有关。顶超是层序顶部原始倾斜的地层向上终止（尖灭）于层序的顶界面，代表层序顶界面的不整合部分，表示没有发生沉积作用和可能发生了较小的侵蚀作用。俱蚀截切主要是由于侵蚀作用而使层序顶部的地层终止（尖灭）于层序顶界面，主要表现为不规则侵蚀面。

 

  层序界面是由于海平面相对下降而形成的。根据沉积滨线坡折处的海平面下降速率是大于还是小于沉降速率，将层序界面区分为I型和Ⅱ型两类。A型层序界面（SBl）是海平面下降速率大于沉积滨线坡折处的沉降速率时形成的。此时，海平面降到沉积滨线坡折带以下，从而引起陆架露出水面的和河流下切。I型层序界面以陆上侵蚀为特征，具有陆架河谷切蚀、海底峡谷切蚀以及盆地浊积扇复合体和低水位进积复合体。Ⅱ型层序界面（SB2）是在海平面下降速率小于或等于沉积滨线坡折处的沉降速率的情况下形成的。此时海平面不会下降到沉积滨线以下，所以陆架露出水面是有限的，并且没有发生河流下切。Ⅱ型层序界面以内陆棚区地表条露、微小侵蚀以及一个陆棚边缘进积复合体为特征。

 

  （2）海侵面：海平面下降到最低点后的第一个海泛面。它是划分低水位体系域（或陆棚边缘体系域）与海侵体系域的物理界面，即从这个海泛面起就在低水位体系域（或陆棚边缘体系域）之上开始产生向陆蚀退的海侵体系域的沉积，标志若低水位（或陆棚边缘）进积到退积的转换。在靠近大陆地区，海侵面与层序底部的不整合面汇合。

 

  （3）最大海泛面：它是区分海侵体系域和高水位体系域之间的物理界面，是一个以上覆地层的下超和下伏地层的明显截切力特征的水下凝缩段。

 

  （二）副层序和副层序组

 

  1、副层序

 

  副层序是层序和体系域的基本建筑块体。所谓副层序，就是一套以海水洪泛面或与其可对比的界面为界的、相对整合的、彼此有成困关系的层或层组（J．C，van Wagoner，1990）。在层序内的特殊部位，副层序的上下可以层序界面为界。海水洪泛面是一个将其上面的由于水深突然增加而沉积下来的时代较新的地层与时代较老的地层分开的界面。

 

  副层序界面是一个从局部范围到盆地范围的平面，在很大的地区只有很小的地形起伏。海水洪泛面将其上面的深水岩和其下面的浅水岩石截然分开。海泛面以很弱的海底侵蚀作用和无沉积作用为特征，有时有不明显的推断的间断。

 

  副层序产生在海岸平面、三角洲、海滩、潮汐、河口湾和陆棚等环境中。它既可能表现为颗粒向上变粗的海退序列，也可以表现为颗粒向上变细的海退序列，但本质上讲都是沉积相序向上变浅。在河流沉积剖面中很难鉴别副层序，因为那里没有海相或边缘海相岩石，在陆坡或深海盆地剖面中也很难鉴别副层序，因为那里的地层是在海平面以下很深因而不会受到水深增加影响的地方形成的。

 

  2、副层序组

 

  所谓副层序组，就是一套组成一个有特色的堆叠型式的一般以明显的海水洪泛面或与其可对比的界面为界的、彼此有成因关系的副层序（J．C．Van  Wagoner，1990）。

 

  与副层序界面一样，副层序组界面也是海水洪泛面及与其可对比的界面。它具有以下三种特征：

 

  （l）将有特色的副层序堆叠型式分开；

 

  （2）可以与层序界面一致；

 

  （3）可以是体系域的下超面和体系域的界面。  副层序组根据其内部副层序的堆叠形式是进积的，退积的或加积的，而分别称之为进积副层序组、退积副层序组和加积副层序组。

 

  副层序组与体系域是两个既有联系又有区别的概念。副层序组是指一组具有相同堆叠型式的副层序，强调沉积岩相的垂向堆叠规律。而体系域是指一套同时期的所有沉积体系，强调沉积岩相在盆地中的三维组合。在具体剖面中，一个体系域可由一个或多个副层序组组成。