Question

沉积旋回与地层旋回

Answer 1

沉积盆地的充填常表现出旋回性特征，沉积旋回是指有关的沉积作用及条件按相同的次序不断重复而形成沉积单元成规律组合。

沉积单元的旋回性是沉积地层的重要特征，旋回和序列也是地层学中两个最古老的概念。旋回沉积作用是在一定的环境中由于环境单元的迁移或在一定的沉积作用过程中导致沉积单元形成规律组合的沉积作用。不同的旋回沉积作用形成不同的旋回沉积序列，如曲流河形成的二元结构序列、浊流形成的鲍马序列等。

控制旋回沉积作用的既有盆内的环境因素，也有盆外的背景因素，背景因素往往通过环境影响沉积作用。在沉积背景相对稳定的条件下，环境的变迁可导致旋回沉积，如潮坪的堆积依次出现潮下、潮间、潮上的沉积序列。沉积背景因素如物源供给、盆地基底的构造活动性及古气候，它们通过海平面的相对变化控制和影响沉积物的性质、厚度、体态及旋回性。沉积背景的突然变化常使沉积物性质发生突变、沉积组合规律发生紊乱。

表10-3 沉积学分析的规模

（据A.D.Miall，1984）

从宏观上看，不同级别的旋回沉积作用在地层中表现出不同级别的旋回性和韵律性。沉积地层的旋回性和韵律性是最显著的特征之一，它可形成于盆地的不同发育阶段，在地层剖面上往往表现出垂向相带或相序周期性变化。关于旋回级别划分及成因解释不同学者有不同的方案。P.R.Vail（1977）分为四个级别，王鸿祯和史晓颖（1996，1998，2000）根据中国层序地层的研究成果并综合国内外资料，提出了旋回和层序级别的划分方案，并和天文旋回的周期相互对应（表10-4）。

表10-4 层序地层级别及其对应的天文旋回（周期）控制因素

（据王鸿祯和史晓颖，1998，修改）

P.R.Vail（1977）、A.D.Miall（1984，1990）的划分方案中，将二级旋回的周期定为10～100Ma，相当于L.L.Sloss（1963）所定义的“层序”周期。B.U.Haq et al.（1987）将此周期内的地层旋回又细分为超层序和超层序组。一般认为引起二级海平面旋回的主要因素是构造成因，包括洋中脊扩张、古大陆的形成与裂解。三级地层旋回相当于一个层序，是一个相对较短的海平面升降旋回（B.U.Haq，1988），其成因可能主要与区域构造活动及大陆冰盖的生长、消亡有关。研究表明，三级地层旋回是层序地层研究的基础，它以不整合为界，内部由三个在时间和空间上有成因联系的地层单元组成，它们的形成分别与海平面升降旋回中的某一部分或特定的阶段有关：①海平面下降阶段，形成低水位体系域或陆架边缘体系域，前者是海平面下降速度大于基底的下沉速度的产物，后者是海平面下降速度小于或等于基底的下沉速度所成；②海平面快速上升阶段，称为海进体系域，其副层序的叠置类型呈退积型；③海平面缓慢上升阶段和转为下降阶段，称为高水位体系域，其副层序的叠置类型呈进积型；④四、五级旋回是叠加于三级海平面之上的高频旋回，其控制因素可能主要为米兰科维奇轨道旋回，四级旋回（副层序组）可根据其中副层序的叠置特征分为退积、进积、加积三种类型，五级旋回（副层序）多表现为向上变浅的序列。