Question

　层序地层学的基本观点

Answer 1

一、层序地层学与其它地层学的区别

地层学是研究岩层在时间上和空间上变化关系的科学，这种变化关系包括岩石的时间含义、物理化学性质、古生物特征、地质历史演化、古地理环境格局及地球物理属性等等。在地震地层学出现以前，地层学的研究范畴偏重于岩石地层、生物地层和年代地层学序列的经典概念及横向对比。传统地层学均为地层学发展历史阶段的产物，具有一定的局限性。生物地层学以地层所含化石为分层、对比依据，由于标准化石相对较少、化石的上延及下拓、环境变迁造成生物属种的差异诸方面的原因，在大区域范围内划分、对比地层时总会出现一些疑难。岩性地层学研究岩石综合体及其相互关系，它以岩性的特征为地层分层依据，穿时现象比较多见。年代地层学研究内容涉及沉积于特定时间段内的岩石，提高了等时性地层分析精度并补充了利用古生物资料定年方面的不足，然而其分层界线并非是物理界面，并且具有地区性和人为的因素，在野外或地下也难以追踪。旋回地层学与事件地层学相联系，旋回地层在盆地之间的对比可能出现问题，地层单位的边界可能穿时。穿时界线并不是一个连续的物理界线或者是由一系列的物理界线组成，在进行构造填图、做岩相分布图及古地理解释方面往往导致错误。

层序地层学与传统地层学的区别是层序以不整合及横向上可以与之对比的整合为界，层序界面之上的岩层总是比其下的岩层时代新，一个层序包含了两个不整合面之间等时间段内沉积的所有地层。层序边界是一个连续的物理界面，没有穿时现象，便于地层划分、对比和填图，特别是有利于大区域的甚至是全球性的地层对比。

二、基本论点

层序地层学是根据地震、钻井和露头资料进行地层分布型式、沉积环境和岩相综合解释的一门科学。通过解释提出一种侵蚀或无沉积的不整合或与之相对应的整合为界的、周期性的（旋回性的）、在成因上有联系的年代地层格架。在这个格架中，通过解释查清沉积环境和有关岩相的分布。这些岩相单元可以限定在以层面为界的等时间段内，也可以是高角度跨越层面的穿时间段（P.R.Vail等，1987）。

层序地层学的基本观点是地层单元的几何形态及岩性受构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给和气候四大参数的控制（表2-1）。其中构造沉降和全球海平面升降共同作用引起了海平面的相对变化，后者产生了可供潜在的沉积物堆积的容纳空间（accommodation）。构造沉降和气候因素控制了沉积物的类型和输入量。由此产生的沉积物的供应速度决定了可容纳空间的大小。构造沉降速度、全球海平面升降速度及沉积物供应速度控制了沉积盆地的几何形态；这三种因素相互影响、互为因果关系，最终必将导致某一地区海平面相对于该区陆架边缘的相对变化速度及沉积体系域的发生、发展和变化。当海平面上升速率大于构造沉降速率而引起海水穿过陆架时，形成海进体系域；随着海平面升高、相对上升速度减慢，在沉积物供给速度维持原速度时，单位时间内产生的可容纳空间减小，则由浅海相和非海相沉积组合的岸线向盆地方向推进，从而形成高水位期海退体系域沉积；若海平面急剧下降并且下降速度大于构造沉降速度，海水退到陆架边缘之下的沉积为低水位体系域的产物。如果海平面下降速率小于陆架边缘处的构造沉降速率，未导致相对海平面下降，或者由于海平面缓慢下降，内陆架暴露侵蚀而在外陆架仍然出现缓慢沉积，则构成陆架边缘体系域。藉以区分组成层序的体系域的关键部位是陆架坡折点（或称陆架边角、陆架边缘，有人以沉积滨线坡折或退覆坡折取代之），由沉积物分布于该点之上或其下划分为低水位体系域、海进体系域和高水位体系域（图2-1、图2-2和图2-3）。

表2-1　层序地层学中的基本变量

图2-1　层序地层的沉积模型（据B.U.Haq等，1988）

模型显示了与1型边界有关的体系域（即低水位扇、低水位楔、海进体系域和高水位体系域）。陆架边缘体系域发育在2型层序边界之上（见正文）。（a）体系域在深度上的几何形态；（b）（a）中的特征同地质年代的关系。界面：SB—层序边界，SBl-1型，SB2-2型；DLS—下超面，mfs—最大洪泛面，tfs—扇顶面，tls—具堤的水道顶面.TS—海进面（最大海退之上的第一个洪泛面）；体系域.HST—高水位体系域；TST—海进体系域；LSW－低水位体系域，ivf—下切谷充填，pgc—前积复合体，lcc—具堤的水道复合体；LSF－低水位扇体系域，fc—扇水道，fl—扇朵叶；SMW—陆架边缘楔体系域

图2-2　高水位体系域后期的沉积地形

图2-3　与海平面升降变化和构造沉降有关的体系域（据P.R.Vail,1989）