Question

体系域及准层序组的划分方法

Answer 1

体系域是同期沉积体系的三维空间组合。在一个三级层序内，根据初始湖泛面(PLFS)和最大湖泛面(MLFS)，可以把一个层序划分为三个体系域，即:位于初始湖泛面和层序底界面之间的低位体系域，初始湖泛面和最大湖泛面之间的湖扩展体系域，最大湖泛面和层序顶界面之间的高位体系域。每一个体系域对应于一个或几个准层序组或四级层序。

(一)沉积体系域划分标志

沉积体系域界面主要为初始湖泛面和最大湖泛面，进行沉积体系域划分时应该从以下几个方面寻找湖泛面位置，建立体系域的界面识别标志。

1.测井相标志

(1)体系域界面位于反映退积或进积的反旋回自然电位曲线的顶部，这是低位体系域和湖扩展体系域的测井响应。

(2)干旱气候环境下，体系域界面位于反映大段盐膏层的高电阻率曲线段的顶部或浅水盐湖和半深水—深水盐湖的分界线。

(3)体系域界面除在自然电位曲线和电阻率曲线上有明显的特征外，在自然伽马能谱测井曲线上也有明显的特征。体系域界面位于伽马能谱基值和U、Th含量基值由小变大的部位。

2.地震相标志

初始湖泛面和最大湖泛面均为强的连续反射同相轴。前者为整合反射关系，后者为下超面，它们一般是地震剖面上强震幅、连续、低频反射同相轴，如T₂、T₄、T₆反射标准层。这两个界面在地震剖面上把层序划分为具下切水道反射特征的低位体系域(LST)、平行反射结构的湖扩展体系域(EST)和具前积反射结构的高位体系域(HST)(见图2－3)。

3.岩性、岩相标志

对湖相地层而言，体系域界面的岩相特征表现为:初始湖泛面以出现薄而稳定的灰色泥岩、白云岩、生物灰岩或油页岩为特征;最大湖泛面以上述岩相大区域集中发育为特征(潘元林，2004)。对河流和冲积相地层而言，体系域界面特征表现为:初始湖泛面以出现湖沼相灰色泥岩、碳质页岩为特征，而以上述岩相的集中发育为最大湖泛面的标志。

4.古生物标志

初始湖泛面常位于一个层序内古生物开始大量繁盛的部位。最大湖泛面则位于古生物最为繁盛、分异度(diversity)最高的部位。

5.地球化学标志

(1)微量元素。作为湖扩展体系域界面的初始湖泛面(PLFS)和最大湖泛面(MLFS)是一个三级层序内水体开始加深及达到最深的界面，其微量元素地球化学特征表现为水体加深的特征，即Fe含量低，Mn、Mn/Fe、Cu、Ni、Zr含量较高。

(2)有机地球化学特征。三级层序内的湖扩展体系域(EST)，一般都发育油页岩、钙质页岩、页状泥灰岩、白云岩等夹薄层深湖相沉积，其总有机碳含量及氯仿沥青含量最高，总烃/总有机碳、氢指数、烷烃和芳烃含量、干酪根腐泥组分含量等均为高值，而干酪根壳质组含量、氧指数为低值。初始湖泛面和最大湖泛面则位于上述地球化学异常段的底界面和顶界面(陈文学，2001)。

(二)沉积体系域特征

从上述体系域界面的识别标志可以看出，以初始湖泛面和最大湖泛面为界，陆相断陷盆地的三级层序的体系域也具有三分性(图2－18)，但在体系域的命名上，则强调了湖盆层序成因的自身特色，即湖平面的变化及其对沉积的影响不同于海平面。对某一特定盆地而言，海平面的变化及其对沉积的影响主要表现在某一方向，而湖平面的变化及其对沉积的影响则是全方位的，而且受气候的影响大(潘元林，2004)。因此，将与海相层序水进体系域对应的层序单元称之为湖扩展体系域(EST)，以示区别。

1.低位体系域(LST)

低位体系域是位于层序底界面和初始湖泛面之间的加积准层序组，由辫状河、下切水道充填、水下冲积扇、浊积扇、小型低位三角洲和扇三角洲组成。在断陷期，该体系域的发育明显受控于构造(断裂)坡折带，即直接受盆缘和盆内断坡带控制，而在坳陷期的滨岸坡折带则受下切隐伏断裂控制。盆内断坡带或滨岸坡折带之上，发育辨状河道(陡坡侧)和下切水道(缓坡侧)充填沉积，但大部分地区被剥蚀。坡折带之下的湖盆区，靠近陡坡侧发育近岸小型粗碎屑低位扇，湖盆中心为浊积扇(或湖底扇)沉积区。

2.湖扩展体系域(EST)

湖扩展体系域是位于初始湖泛面与最大湖泛面之间的退积准层序组，由深湖相泥岩、油页岩、深湖相白云岩和滨浅湖相组成的湖泊体系、破坏性三角洲、水进型扇三角洲和曲流河体系构成，分布极为广泛。其滨浅湖相和深湖相的分带，明显受控于盆内断坡带或隐伏断裂带，断坡带之上为滨岸平原或浅湖沉积，断坡带之下为水体突然加深的半深湖和深湖区。

3.高位体系域(HST)

高位体系域是位于最大湖泛面与层序顶界面之间的进积准层序组，由巨厚的三角洲—滑塌浊积岩和扇三角洲体系组成。由于沉积基准面的高频旋回，在每个层序的进积准层序组内可划分出四级层序。对于不同的层序，该体系域的主体也分布在不同的地区。沉积相带受控于坡折带，尤其高位三角洲的平原和前缘相带明显受断坡带控制。

通过上述对层序界面的识别、层序的划分和层序内体系域发育特征的分析，进一步证实，盆地构造活动、气候和物源供给速率通过对基准面(在湖泊内相当于湖平面)升降旋回的作用，实现了对层序地层发育的控制。构造及气候对层序地层的形成有着极为重要的意义:构造运动期控制了构造层序的发育，裂陷幕及气候的二级旋回控制了层序组的发育，盆地内存在的幕式构造运动及气候的三级旋回控制了层序及其界面的发育，米兰柯维奇气候旋回控制四级以上高频层序的发育。物源供给速率和可容空间的变化速率，决定了准层序或高频层序的叠加关系。由于同一裂陷幕具有相似的构造活动特征、气候背景和物源供给特征，这就决定了形成于同一裂陷幕的层序组内各三级层序具有相同的体系域构成特征(潘元林，2004)。

图2－18 沉积体系域划分原则图(以牛2井SSⅢ_C层序为例)(据潘元林等，2004)