沉積巖的地層層序調查的目的及方法

  層序地層學(xué)已經(jīng)建立了一套地層單位等級體系，從小到大包括紋層、紋層組、層、層組、副層序、副層序組和層序等。除紋層外，每個(gè)地層單位都是一套以具有年代地層學(xué)意義的界面為界的彼此有成因關(guān)系的地層。這些界面的對比，為在各種尺度上進(jìn)行沉積相分析和巖石類(lèi)型預測提供了高分辨的年代地層框架。下面就層序、體系域、副層序和副層序組等主要地層單位作一簡(jiǎn)述。

 

  （—）層序和體系域

 

  1、定義

 

  層序是層序地層學(xué)分析的基本地層單位。所謂層序，就是一套以不整合或與其可對比的整合為界的、相對整合的、彼此有成因關(guān)系的地層。層序界面是由于海平面相對下降而形成的。

 

  不整合是一個(gè)將時(shí)代較新的地層與時(shí)代較老的地層分開(kāi)的界面，但在這個(gè)界面上必須有證據表明發(fā)生了地面侵蝕截切，在某些地區發(fā)生了與其對比的海底侵蝕或地表暴露作用，并有證據表明可能出現過(guò)明顯的推斷的間斷（J．C．Wagoner等，1988）。

 

  整合也是一個(gè)將時(shí)代較新的地層與時(shí)代較老的地層分開(kāi)的界面，但在這個(gè)界面上沒(méi)有證據表明發(fā)生了侵蝕（不論是地面的還是海底的）和無(wú)沉積作用，也無(wú)證據表明出現過(guò)明顯的或推斷的間斷。

 

  層序內部由體系域組成。體系域可以根據層序界面的類(lèi)型、副層序組的分布及其在層序中的位置等客觀(guān)準則來(lái)劃分，也可以根據幾何形態(tài)和沉積相組合來(lái)劃分。所謂體系域，是指一套同期的沉積體系；所謂沉積體系，是指三維的巖相組合。體系域有4種，即低水位體系域（LST）、陸棚邊緣楔形體系域（SMW）、海侵體系域（TST）和高水位體系域（HST）。

 

  2、界面

 

  層序和體系域的界面總是存在于巖石記錄中，盡管有時(shí)在某種情況下它們可能是隱蔽的或一個(gè)界面可以是多個(gè)界面復合而成的。這些界面包括層序界面、海侵面和最大海泛面。

 

  （1）層序界面：為一個(gè)不整合面及與其可對比的整合面，是側向上連續的、分布廣闊的界面，起碼覆蓋了整個(gè)盆地，而且在全球許多盆地中似乎是同時(shí)產(chǎn)生的（J．C．Van wagoner，1990）。層序界面將其下面的所有地層與其上面的所有地層分開(kāi)，而且具有年代地層學(xué)意義。

 

  不整合接觸關(guān)系是鑒別層序的關(guān)鍵。不整合是由在剖面中地層的終止（尖滅）顯示出來(lái)的。在層序的底界面之上可以產(chǎn)生上超和下超，在頂界面之下可以產(chǎn)生頂超和侵蝕截切，他們代表地層單位的原始沉積范圍。

 

  上超是原始水平的地層超覆在原始傾斜面上或原始傾斜的地層超覆在更傾斜的原始斜面之上，通常與海岸沉積逐漸向陸推進(jìn)有關(guān)，標志著(zhù)海平面相對上升。下超是原始傾斜的地層逐漸向下終止（尖滅）于原始水平或傾斜面上，發(fā)生在層序底面之上或層序內部，與海底沉積缺失有關(guān)。頂超是層序頂部原始傾斜的地層向上終止（尖滅）于層序的頂界面，代表層序頂界面的不整合部分，表示沒(méi)有發(fā)生沉積作用和可能發(fā)生了較小的侵蝕作用。俱蝕截切主要是由于侵蝕作用而使層序頂部的地層終止（尖滅）于層序頂界面，主要表現為不規則侵蝕面。

 

  層序界面是由于海平面相對下降而形成的。根據沉積濱線(xiàn)坡折處的海平面下降速率是大于還是小于沉降速率，將層序界面區分為I型和Ⅱ型兩類(lèi)。A型層序界面（SBl）是海平面下降速率大于沉積濱線(xiàn)坡折處的沉降速率時(shí)形成的。此時(shí)，海平面降到沉積濱線(xiàn)坡折帶以下，從而引起陸架露出水面的和河流下切。I型層序界面以陸上侵蝕為特征，具有陸架河谷切蝕、海底峽谷切蝕以及盆地濁積扇復合體和低水位進(jìn)積復合體。Ⅱ型層序界面（SB2）是在海平面下降速率小于或等于沉積濱線(xiàn)坡折處的沉降速率的情況下形成的。此時(shí)海平面不會(huì )下降到沉積濱線(xiàn)以下，所以陸架露出水面是有限的，并且沒(méi)有發(fā)生河流下切。Ⅱ型層序界面以?xún)汝懪飬^地表條露、微小侵蝕以及一個(gè)陸棚邊緣進(jìn)積復合體為特征。

 

  （2）海侵面：海平面下降到最低點(diǎn)后的第一個(gè)海泛面。它是劃分低水位體系域（或陸棚邊緣體系域）與海侵體系域的物理界面，即從這個(gè)海泛面起就在低水位體系域（或陸棚邊緣體系域）之上開(kāi)始產(chǎn)生向陸蝕退的海侵體系域的沉積，標志若低水位（或陸棚邊緣）進(jìn)積到退積的轉換。在靠近大陸地區，海侵面與層序底部的不整合面匯合。

 

  （3）最大海泛面：它是區分海侵體系域和高水位體系域之間的物理界面，是一個(gè)以上覆地層的下超和下伏地層的明顯截切力特征的水下凝縮段。

 

  （二）副層序和副層序組

 

  1、副層序

 

  副層序是層序和體系域的基本建筑塊體。所謂副層序，就是一套以海水洪泛面或與其可對比的界面為界的、相對整合的、彼此有成困關(guān)系的層或層組（J．C，van Wagoner，1990）。在層序內的特殊部位，副層序的上下可以層序界面為界。海水洪泛面是一個(gè)將其上面的由于水深突然增加而沉積下來(lái)的時(shí)代較新的地層與時(shí)代較老的地層分開(kāi)的界面。

 

  副層序界面是一個(gè)從局部范圍到盆地范圍的平面，在很大的地區只有很小的地形起伏。海水洪泛面將其上面的深水巖和其下面的淺水巖石截然分開(kāi)。海泛面以很弱的海底侵蝕作用和無(wú)沉積作用為特征，有時(shí)有不明顯的推斷的間斷。

 

  副層序產(chǎn)生在海岸平面、三角洲、海灘、潮汐、河口灣和陸棚等環(huán)境中。它既可能表現為顆粒向上變粗的海退序列，也可以表現為顆粒向上變細的海退序列，但本質(zhì)上講都是沉積相序向上變淺。在河流沉積剖面中很難鑒別副層序，因為那里沒(méi)有海相或邊緣海相巖石，在陸坡或深海盆地剖面中也很難鑒別副層序，因為那里的地層是在海平面以下很深因而不會(huì )受到水深增加影響的地方形成的。

 

  2、副層序組

 

  所謂副層序組，就是一套組成一個(gè)有特色的堆疊型式的一般以明顯的海水洪泛面或與其可對比的界面為界的、彼此有成因關(guān)系的副層序（J．C．Van  Wagoner，1990）。

 

  與副層序界面一樣，副層序組界面也是海水洪泛面及與其可對比的界面。它具有以下三種特征：

 

  （l）將有特色的副層序堆疊型式分開(kāi)；

 

  （2）可以與層序界面一致；

 

  （3）可以是體系域的下超面和體系域的界面。  副層序組根據其內部副層序的堆疊形式是進(jìn)積的，退積的或加積的，而分別稱(chēng)之為進(jìn)積副層序組、退積副層序組和加積副層序組。

 

  副層序組與體系域是兩個(gè)既有聯(lián)系又有區別的概念。副層序組是指一組具有相同堆疊型式的副層序，強調沉積巖相的垂向堆疊規律。而體系域是指一套同時(shí)期的所有沉積體系，強調沉積巖相在盆地中的三維組合。在具體剖面中，一個(gè)體系域可由一個(gè)或多個(gè)副層序組組成。