Question

超短期旋回层序结构和沉积序列

Answer 1

超短期旋回层序是根据剖面露头、钻井岩心或测井曲线等实际资料所能识别的最小成 因地层单元（表2-1），以Ⅵ级界面为边界的层序（表2-4），与Vail的Ⅵ级旋回或准层序 级别相当，厚度普遍较薄，为亚米级至数米级，时间跨度为0.02～0.05 Ma，往往由单一 岩性或彼此间具成因联系的若干岩性韵律层组成，层序的底、顶界面可以是小型侵蚀冲刷 面、间歇暴露面，也可以是欠补偿或无沉积作用的间断面。

在基准面旋回划分方案中，此类层序大部分属于天文因素中的岁差和受气候影响的 A/S比值变化为主控因素的最小成因地层单元，也为一类以微相组合为主的最小异旋回地 层单元，部分属于沉积环境和相类型控制的自旋回。旋回的结构类型相对较为复杂和最具 研究意义，尤以水道砂体沉积作用活跃的旋回结构最为复杂和丰富多彩，如河流、三角洲 和浊积扇的水道沉积区，超短期旋回结构的变化相对于基准面升降引起的水深、水动力条 件、沉积强度和作用方式的变化最为敏感，其时空展布和演化规律，可作为小层砂体 （或单砂体）划分和等时追踪对比的依据，也可为砂体几何形态描述、储层预测评价和油 气藏精细描述等精细地质研究提供重要的地质信息。不同级别的基准面旋回结构都可划分 成3个基本类型，此特征在超短期和短期旋回层序中最为特征，并可进一步划分为7个亚 类型（图2-32）。有意义的是，相同结构的基本类型和亚类型可出现在不同的沉积亚相或 微相组合中，往往具有相似的岩性组合和粒序变化特征，而同一亚相或微相中，在不同的 部位可出现不同类型的旋回结构，以及相关的岩性组合和粒序变化，此特征表明基准面旋 回的结构类型并不完全受特定的沉积环境控制，而是受控于可容纳空间的大小与沉积物供 给量之间的关系。在一般情况下，具有较低可容纳空间和较高沉积物供给量的沉积环境 （A/S比值小于1，A表示可容纳空间，S表示沉积物供给量），其水动力条件往往也很强，以发育向上“变深” 非对称型中的A₁和A₂亚类型，以及向上变浅非对称型中的B₁亚类 型旋回结构为主。而具有较高可容纳空间和较低沉积物供给量的沉积环境（A/S比值大于 1），其水动力条件相对较弱，以发育对称型中的C₁、C₂、C₃亚类型和向上变浅非对称型 中的B₂亚类型旋回结构为主。由此可见，较长周期基准面旋回过程中的A/S比值和相关 沉积环境的能量条件变化机制，即可容纳空间机制是控制超短期基准面旋回结构类型和叠 加样式的主要因素。

图2-32 超短期和短期旋回基本结构类型

（1）向上 “变深” 非对称型（A型）

此类型以层序中仅保存基准面上升半旋回沉积记录，下降半旋回则处于侵蚀冲刷状态 而具有向上“变深” 的非对称型旋回结构，以及层序的底、顶界面都为冲刷面为显著特 征。在不同的沉积环境中此类型均可广泛发育，虽然沉积微相、沉积构造和物质组分的组 合特征不一样，但由粒度变化显示的沉积序列非常相似，其共同的特点为：A.仅保存上 升半旋回沉积记录，下降半旋回表现为冲刷间断面；B.层序底界面为冲刷面，向上以发 育变细的沉积序列显示“变深” 的半旋回结构；C.主要发育在物源供给非常充沛的条件 下；D.按岩性组成特征和保存状况，可细分为低可容纳空间和高可容纳空间两种亚类型：

(1)低可容纳空间亚类型（A₁型）

由底冲刷面与单一向上变细的厚层块状水道化砂体组成，形成于A/S＜＜1的沉积条 件下，主要出现在水道化砂体彼此叠置和侧向迁移活跃的部位，如陆上辫状河道和曲流河 道，三角洲平原分流河道（图2-33中的A₁型）和浊积扇内扇-中扇水道（图2-34中的A₁ 型）。

(2)高可容纳空间亚类型（A₂型）

由底冲刷面→厚层块状砂岩→溢堤薄层粉砂岩→水道间泥岩组成向上加深变细的层 序，形成于A/S＜1的沉积条件下，主要出现在水道下切作用较弱和相对较稳定的部位，如陆上辫状河道和曲流河道，三角洲平原和前缘中的水上与水下分流河道（图2-33中的 A₂型）和水下浊积扇内扇与中扇水道或中扇外侧与外扇过渡的部位（图2-34中的A₂ 型）。A₁型与A₂型的区别，主要在于前者以发育上升半旋回早、中期被底冲刷面分割的 单砂体连续叠置为主，单砂体均为自旋回沉积作用的产物，因而为一类最有利于储集砂体 发育的旋回结构；而后者于上升半旋回晚期发育的细粒溢堤沉积可得到较好保存，与相邻层序呈被底冲刷面分隔的砂岩/泥岩的岩性突变关系，虽然也较有利于储集砂体发育，但 自旋回单砂体储层之间往往被泥、粉砂质条带分隔。

图2-33 湖泊三角洲沉积体系中常见的超短期和短期旋回层序结构

（2）向上变浅非对称型（B型）

此类型以仅发育基准面下降半旋回沉积记录，上升半旋回则表现为水进冲刷面或无沉 积间断面而具有向上变浅的非对称型旋回结构为显著特征。在冲积扇和河流沉积体系的河 道沉积区一般不发育此类型，但在河间洼地沉积区，如河间湖和岸后沼泽等低洼沉积环境 可偶尔发育。主要见于三角洲前缘的远砂坝-河口坝沉积区，于浊积扇中扇无水道前缘沉 积区也有所发育，按层序的沉积序列、相组合和界面特征，亦可细分为低可容纳空间和高 可容纳空间两种亚类型；

(1)低可容纳空间亚类型（B₁型）

由水进冲刷面与单一向上变粗的薄至中厚层状砂岩组成，形成于A/S≤1→A/S＜1的 沉积条件下，主要出现在沉积速率逐渐增高的三角洲前缘河口坝和浊积扇中至外扇过渡带 （图4-6中的B1型），亦为一类较有利于储集砂体发育的超短期旋回结构类型；

(2)高可容纳空间亚类型（B₂型）

由欠补偿沉积间断面→薄互层泥、粉砂岩→薄中层状层砂岩夹泥岩组成向上变浅和略 趋加粗的层序，形成于A/S＞1→A/S≥1的沉积条件下，主要出现在沉积速率较低的前三 角洲→远砂坝和半深湖→外扇过渡部位（图2-33中的B₂型）的两种沉积序列中，为一 类不利于储集砂体发育的超短期旋回结构类型。

（3）向上变深复变浅的对称型（C型）

此类型以层序中保存有较完整的基准面上升和下降半旋回沉积记录，沉积序列具有向上变深后复变浅的对称型结构和由粗变细复变粗的粒序性为主要特征。以洪泛面为对称 轴，两侧的沉积序列、沉积相组合和沉积厚度有所差异，可分为对称性有所变化的3种基 本亚类型，此3种亚类型都形成于A/S≥1→A/S＞1的高可容纳空间沉积条件下： 

图2-34 湖底浊积扇沉积体系中常见的超短期和短期旋回结构类型

(1)以上升半旋回为主的不完全对称型（C₁型）

以上升半旋回相域的沉积厚度大于下降半旋回相域为特征，自下而上由底冲刷面→溢 堤薄层粉砂岩→水道间泥岩→溢堤中-薄层砂岩组成层序，常见于水道和水道间交替发育 的沉积区（图2-34中的C₁型）；

(2)上升与下降半旋回厚度近于相等的近完全-完全对称型（C₂型）

以上升半旋回相域与下降半旋回相域沉积厚度近于相等为特征，自下而上由弱底冲刷 面（或砂、泥岩的岩性突变面）→薄-中层状水道化砂岩→溢堤薄层粉砂岩→水道间或较 深水相泥岩→水道前缘的中厚层粉-细砂岩组成层序（图2-34中的C₂型）；

(3)下降半旋回厚度为主的不完全对称型（C3型）

以下降半旋回相域的沉积厚度大于上升半旋回相域为特征，由相关整合面→溢堤薄层粉 砂岩→水道间或较深水相泥岩→水道前缘的中厚层粉-细砂岩组成层序（图2-34中的C₃型）。

（4）超短期旋回层序分布模式

通过对不同结构的超短期旋回层序在沉积盆地各沉积相带中的分布状况统计，无论是 在陆相（图2-35），还是在海相盆地中，超短期旋回层序结构在空间上的分布都具有非常 相似分布规律和沉积模式，在贯穿沉积盆地纵向剖面的方向上，沿物源搬运方向展布的超 短期旋回结构变化出现如下3个基本特点：

图2-35 陆相盆地不同沉积相带超短期和短期旋回结构分布模式 （实际资料来自百色盆地古近系那读组，旋回厚度为数米至十数米级）

(1)当基准面处于上升期时，沉积作用主要发育在向陆方向上超的各类水道沉积区，水 道砂体的沉积强度自上游向下游方向减弱，而溢堤沉积作用则有所增强，显示伴随基准面 上升有效可容纳空间主要位于向物源区方向迁移的盆缘至陆上一侧，与此相对应的是向盆 地方向搬运的沉积物供给量减少，粒度变细，盆内较深水沉积区逐渐进入欠补偿沉积 状态；

(2)当基准面处于下降期时，伴随湖水位下降和有效可容纳空间向盆地中心方向迁移，陆上沉积区进入侵蚀冲刷状态，侵蚀强度和幅度自上游向河口方向降低，上游地区由沉积 物早期暴露侵蚀产生的再搬运沉积物亦逐渐增多，并与来自物源区的沉积物共同向盆内方 向搬运，造成水道外侧和盆内沉积区溢流沉积物供给量递增，沉积强度渐趋增高，以三角 洲前缘水下分流河道和河口坝的沉积作用强度为最好，河口外侧较深水沉积区的浊积扇沉 积强度亦非常活跃；

(3)自陆上物源区向盆地方向，或从水上的高部位到水下的低部位，大部分沉积体系的 基准面旋回结构都出现A型向C型，或A型向C型至B型的变化规律，显示了有效可容 纳空间伴随基准面上升向陆方向迁移，而伴随基准面下降向盆地方向迁移的机制，是控制 各沉积相带基准面旋回结构类型和分布模式的主要因素。