Question

　构造层序地层的内涵及划分原则

Answer 1

一、构造层序地层概念的提出

大地构造对盆地充填的几何形状和沉积相的三维分布有较强的控制作用（Alexander等，1987），大地构造作用的沉积响应在空间和时间上都包含在盆地充填格架和沉积相内（Frostick等，1992）。盆地充填的几何形状及大规模的沉积层均含有大地构造作用的证据。小范围内的沉积物也能用于推断断层起止时间和断层的运动速率，单个层序或单个岩层均有大地构造特征（Tiercelin,1990）。

沉积盆地的大地构造活动，几乎全部是通过控制地形来影响沉积相发育的（Frostick,1992）。假定其他影响因素不变，盆地临界沉降值将导致盆地具有其特定的地形显示，该沉降值将取决于沉积物的供应速率，即构造沉降所提供的可容纳空间被充填的速率。在沉积物供应速率与沉降速率相等或超过沉降速率的地方，大地构造活动在地表的显示被掩盖了。这种情况下，局部地貌对沉积特征的控制要比大地构造对沉积相发育的控制更为重要，但大地构造活动仍然控制着盆地充填的几何形状和沉积相的三维分布。

盆地的可容纳空间在任何时候都控制沉积充填的几何形状和性质、层序构造和类型。在不同的构造作用背景下，可容纳空间的变化是不同的。一般说来，拉张背景下盆地边缘内部断裂活动活跃。在盆地早期拉张阶段，往往形成粗碎屑沉积，随着拉张作用的继续，可容纳空间不断增大，沉积细粒泥质沉积物。在挤压背景下，可容纳空间小，且沉积速率大多大于沉降速率（解习农等，1996），因此多数情况下形成厚度较小的粗碎屑沉积物。

近几十年来，许多沉积学者和构造学者都特别注意沉积物类型和地层样式与大地构造背景的密切关系，并将两者有机地结合起来，提出了一系列有关术语，如构造层、构造沉积幕（夏文臣等，1993）、构造岩相（信荃麟等，1993）、构造－地层组合（Price,1983）。近几年来，随着层序地层理论的发展和广泛应用，陆相地层层序地层学的研究与应用也引起了许多研究者的重视。虽然大多数研究者都同意将层序地层理论引入到陆相地层的研究中来，由于板内构造条件下陆相盆地的地质结构及盆地充填演化，明显不同于大陆边缘盆地，这种差异主要表现在以下几方面：①陆相盆地主要受控于构造因素，而且沉积盆地内构造分区明显，沉降分异大；②陆相盆地具有近物源、快速堆积、相分异大等特点，沉积物中含突发性事件沉积（如断层活动造成的垮塌等）所占比例较大，其气候变化对沉积物供给影响明显；③陆相盆地的多物源、多沉积中心、相变快、相带窄、水域面积小、变化大等特点，决定了其沉积体系域类型比大陆边缘盆地更多样化和复杂化；④陆相盆地内湖底扇、冲积扇沉积主要发育于深湖泥岩段，而大陆边缘盆地的海底扇则发育于低水位体系域。因此，人们并不希望完全照搬被动大陆边缘的层序地层学术语，而是在充分考虑到陆相地层的复杂性与特殊性的基础上，提出了许多有特点的术语体系。由于陆相盆地构造分区明显，不同构造单元构造沉降差异很大，而且不同序次的构造幕控制着不同级别的层序地层单元（解习农等，1996），因此，陆相盆地层序地层单元的划分和层序界面分析应运用构造地层学原理，从盆地整体观点出发，通过盆地幕式构造旋回与层序样式及层序界面的关系，进行盆地内层序界面或区域性层序界面的追踪对比。正因此，国内部分学者在陆相层序地层研究的基础上，提出了“构造层序”（李思田等，1992）、“超层序”（刘立等，1992；王东坡等，1994）等概念来描述层序地层组合及其所记录的盆地演化特征，并把这些术语引用到其他类型的盆地分析中去。

二、构造层序概念及级次划分

层序是一套相对整一的、有成因联系的、以不整合和与之对比的整合为界的地层（Mitchum,1977）。不整合是一个把较新地层与较老地层分开的面，沿着这个面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀削截（以及在某些地区内具有可以与之对比的海底侵蚀），或者陆上暴露现象。

构造层序是指在一定的构造作用背景下所形成的地层，以不整合或与这相对应的整合为界，指示沉积盆地类型的一个构造演化阶段（汪泽成，1998）。沉积盆地充填演化受控于不同序次的幕式构造作用（解习农等，1996），因此构造层序的级次与幕式构造旋回的级次有关。

一级构造层序是指根据沉积盆地中一级古构造运动面所划分的地层序列（相当于李思田（1992）的“构造层序”），每个构造层序都是一个盆地原型。这里所说的一级构造运动与板块相互作用或软流圈的热动力作用及洋中脊的扩张有关，它具有持续时间长、影响区域范围广等特点，它们在地层中的沉积响应是一级构造层序。一级构造层序顶、底以区域性不整合面为界，每个一级构造层序代表了沉积盆地的一个构造演化阶段。

二级构造层序是根据沉积盆地中对应于构造幕中次级构造作用旋回所划分的地层序列。这种构造作用旋回以沉积盆地演变过程中沉降速率变化为特征。引起沉降速率变化的原因可能是板块间或板块内脉动式俯冲或碰撞，相应地导致板内盆地间歇式沉降或盆缘断裂的间歇式活动；也可能是局部构造调整，导致不同构造单元沉降速率的变化；或者全球海平面的变化（或者陆相盆地区域性基准面的变化）。二级构造层序的顶、底以不整合面或整合面为界，其顶或底界面可能与一级构造层序界面相一致。

三、构造层序界面特征及识别标志

区域性构造事件往往与沉积盆地内较高级别的层序界面（如一级构造层序和二级构造层序）有密切关系，这种相关性不仅表现在陆相盆地，如陆内裂谷盆地，而且表现在其他类型的盆地。在地层中反映区域性构造事件的界面都可视为构造层序界面。

以下六种界面可作为构造层序界面。

1.古构造运动面

代表盆地的基底面或盆地萎缩阶段古风化剥蚀面，通常代表一定规模的构造运动中所形成的不整合面。这种界面与区域性构造事件吻合，表现为区域性不整合面。这种古构造运动面不仅在同一沉积盆地内等时并普遍发育，而且在相同应力场作用下的同期盆地也普遍（李思田，1992；解习农等，1993），因而具有较好的可比性，如华北地区的奥陶系顶部的古风化面。

2.构造应力场转换面

在盆地演化过程中由于构造应力场的转变，导致盆地沉降速率的急剧变化，进而使充填沉积物发生较大的变化（吴冲龙，1984）。构造应力场的转换面在沉积上表现为沉积体系或体系域的转换面（解习农等，1993）。这种界面在盆地中央可能为整合面，而在盆缘地带为侵蚀或冲刷界面，如鄂尔多斯盆地石炭系和二叠系之间的界面。

3.区域侵蚀面或冲刷不整合面

区域侵蚀面或称为沉积间断型界面，相当于Van Wagoner等（1988）的层序Ⅱ型不整合面。这种沉积间断型界面在不同地区表现出不同特征。盆缘地带为陆上沉积间断，除出现无沉积作用外，还出现明显的大面积侵蚀和冲刷现象，在地震剖面上常见到明显的削截现象。间断面上下不仅岩性差异较大，而且在有机质丰度和有机质类型上具有明显差异。

4.大面积超覆界面

由于盆地构造机制的改变，必然导致全盆范围内出现大面积的超覆界面。这种界面在盆缘地带多为角度不整合，而在盆地中央地带可能为连续整合界面或者为平行不整合面（汪泽成，1998）。

5.区域性沉积体系转换面或突变面

盆地构造体制的改变，通常引起沉积体系或古环境的转换或突变，包括沉积相的突变、沉积体系的大规模迁移、水流系统的改变、古气候的变化。这种沉积体系或古环境的转换面或突变面，可以有不整合或整合的表现形式。

6.区域海侵方向转换面

海侵方向的改变与构造体制的转换相关联，是在构造活动作用下，盆地底形坡度和坡向改变的结果（汪泽成，2000）。转换面表现为沉积间断面或整合面。

以上六种界面在野外露头、钻孔岩心或测井曲线中往往显示古风化壳、古土壤层或强烈冲刷现象等一系列特征标志，界面上下地层不仅有明显的岩性差异，而且在古生物组合、有机质丰度和有机质类型等方面有显著的差异。这些层序界面在地震剖面上表现为削截现象和超覆现象。