层序地层学在区域地层分析中的作用
2020-01-18 · 技术研发知识服务融合发展。
所谓“地层学”,实质上是描述和论述地层的一门学科。它包括两个方面的含义,一是在时间序列中地层的排列顺序;二是在空间上进行地层对比并澄清其分布规律。前者具有顺序性和方向性,后者具有成因及地质属性意义。安延恺先生(1985)指出,地层学主要是研究有关岩石及其伴生岩体在正常层序中的形式、排列、分布、年代顺序、分类以及岩石所具有的一些特征或全部特征和属性的关系。这样就涉及到地层的物质性质、组成、顺序和时代关系以及地层单位的划分、对比。J.M.Weller(1960)认为,地层学是地质学的一个分支,涉及到研究和解释地层的成层性,沉积岩的同一性,并进行水平及垂直方面的特征和层序以及地层单位的制图与对比。由此可以这样理解,地层学是研究地层形成的顺序性和持续性,从而准确地识别和排列有助于对比地质事件发生的先后次序。研究方向上的等时沉积地层及空间构成是很重要的。层序地层学提出以不整合或与之可以对比的整合面为界的沉积层序作为分层单位,在地层划分和地层对比上,具有科学性和准确性。层序地层学的核心是,在地质历史中发生过一系列不同周期的相对海平面变化及由之引起的可容纳空间变化,从而形成不同级次的沉积层序。作者对于本区地层分析主要源于层序地层学原理,对于沉积层序划分以层序界面为标准,在区域地层对比中也还借助于与最大海泛面相联系的密集段。
J.C.Van Wagoner等(1990)认为,在区域地层分析中,选用层序界面比选用最大海泛面的合理性及地层对比优越性更大,原因在于:
(1)层序边界是将其上部所有岩石与下部所有岩石分开的惟一广泛分布的界面。尽管层序边界上所有点都不代表同一时间间隔,但对所有点来说在地质年代中只有瞬间而已。这种同时性是在整个盆地范围内广泛适用的,而且在生物地层确定的时限内还可解释为全球性的。基于这些原因,层序边界具有年代地层学意义。
(2)层序边界不受沉积物供给的控制,当海平面相对快速下降并伴随沉积物大量供应时,便形成以削截为标志的层序边界;当海平面相对快速下降且沉积物供应缓慢时,将会形成以广泛的地层暴露为标志的层序边界而很少见到削蚀作用。相反,海侵和海退受沉积物供应的强烈控制。正是由于这个原因,即使在一个给定盆地内,也不可能同期发生。例如,海岸线运动通常是由于盆地周围的沉积物供应的地区性差异造成的,而不是源于海平面的变化,因此,它是典型的区域穿时现象。
(3)在层序内有两个重大海泛面:第一个海泛面形成于低水位体系域的末期(上部边界),第二个海泛面是与密集段相联系的最大泛滥面。其他海泛面均作为海进体系域内准层序的边界,出现在这两个重大界面之间。所有这些界面在区域对比中可能会被混淆,尤其是当用于对比的数据在空间上分布不密的时候更是如此。由于区域沉积物供给的变化,在一个盆地中同一个层序内的海侵面的不同点的年代可能相差甚远。
(4)层序边界通常以重要的区域侵蚀和上超为标志,它对相带分布有着强大的控制作用。海侵面的特征是具有非常缓慢的沉积或无沉积作用,通常只有较小的海侵冲蚀坑。
(5)体系域在层序内周期性地出现并且与层序边界有关系,在某种程度上每个体系域都与层序边界有关。这一关系对于海泛面不成立。
(6)横穿I型层序边界的不整合部分,存在一个明显的沉积间断和迁移相带形成一种区分界线上下相对整合部分的自然界面。通常这一间断出现在海退单元的中上部,如果用Galloway的“成因地层层序”边界的海泛面来细分盆地内的地层,而忽视层序边界,则沉积单元内就可能包含不整合面,从而给横向相带关系的精确分析带来困难。
(7)认识层序边界的整合部分作为年代地层界面分级的一部分和不连续性,对解决年代地层学和相带的同时性具有重大意义。但是,仅仅利用相边界,或隶属于相边界的“界面地层学”,通常属于海侵地质年代学的范畴,可能导致关于相带分布同期的错误结论。由不整合或与之可以对比的整合为边界的层序,是利用地震、测井和生物地层资料进行区域性的或储层范围内的地层分析中非常实用的地层单位。显然,综合利用这些资料,可以分析各种级次的地层。