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2006年中国地质大学层序地层学基础试卷A-评分标准、参考答案

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 课程号: 0601111 《 层序地层学基础 》期末考试试卷(A )评分标准、参考答案 考试形式:开卷考试 考试时间:120 分钟 一.论述地震相分析中的形态标志:名称,特征与地质意义。 (20 分) 通过研究地震相单元的外部几何形态及其空间展布,可以了解总的沉积环境、沉积物源和地质背景。外部几何形态可以分为席状、席状披盖、楔形、滩形、透镜状、丘形和充填型等等。 (3 分) 1.席状(或板状) (2 分) 席状反射是地震剖面上最常见的外形之一,其主要特点是上下界面接近于平行,厚度相对稳定,一般出现在均匀、稳定、广泛的前三角洲、浅海口、半远洋和远洋沉积中。 2.席状被盖 (2 分) 反射层上下界面平行,但弯曲地盖在下伏沉积的不整合地形之上,它代表一种均一的、低能量的、与水底起伏无关的沉积作用。席状披盖一般沉积规模不大。往往出现在礁、盐丘、泥岩刺穿或其它古地貌单元之上。 3.楔状 (2 分) 也是常见的外形之一,其特点是在倾向方向上厚度逐渐增厚,而后地层突然终止,在走向方向则常呈丘状。楔状代表一种快速 、不均匀下沉作用,往往出现在同生断层的下降盘、大陆斜坡侧壁的三角洲、浊积扇、海底扇中。 4.滩状 (2 分) 其特点是顶部平坦而在边缘一侧反射层的上界面微微下倾。一般出现在陆架边缘、地台边缘和碳酸盐岩台地边缘。 5.透镜状 (3 分) 特点是中部厚度大,向二侧尖灭,外形呈透镜体。一般出现在古河床、沿岸砂坝处,有时在沉积斜坡上也可见到透镜体。 6.丘形 (3 分) 丘形的特点是凸起或层状地层上隆,高出于围岩。上伏地层上超于丘形之上,第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 1中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 大多数丘形是碎屑岩或火山碎屑的快速堆积或者生物生长形成的正地形。不同成因的丘形体具有不同的外形。根据外形上的差别,可以分为简单扇形复合体或复杂扇形复合体(如水下扇、三角洲朵叶)、重力滑塌块体、等高流丘、碳酸盐岩岩隆(礁和滩)。 7.充填型 (3 分) 充填型主要特点是充填在下伏地层的低洼地形之上。根据外形的差别可划分为河道充填、海槽充填、盆地充填和斜坡前缘充填等等。根据内部结构还可以划分为上超充填、丘形上超充填、发散充填、前积充填、杂乱充填和复合充填等。充填型代表各种成因不同的沉积体,如侵蚀河道、海底峡谷、海沟、水下扇、滑塌堆积等等。河道充填的规模虽小,但意义重大。 二.论述层序、体系域的分类、类型、界面与结构特征。 (30 分) 根据定义,每个层序都是从一个不整合面或者说从一个海面急剧下降( 下降速度最大的转折点处 )产生侵蚀的时刻开始形成的。而结束于下一个海面急剧下降的转折点。 依据层序单元底部界面(不整合)的类型,层序可分为两种:Ⅰ型层序和Ⅱ型层序。在我国的陆相沉积盆地中,大多数地层均属于Ⅰ型层序,国外的海相层序也大体如此。 (4 分) 也就是说,层序底部的不整合界面有两种形式。当侵蚀范围延续到陆架边缘以下时,称作 I 型不整合或 I 型层序界面。当侵蚀范围局限于陆架以上没有延续到陆架边缘以下时,称作 不整合或 层序界面。I 型层序界面可简称为 层序界面可简称为 (4 分) 层序可划分为若干个体系域。层序地层学中共划分了四种体系域 体系域是根据界面类型,它们在层序内的位置,以及准层序及准层序叠置模式客观地加以定义的。在任何一个相对海面变化周期中(层序) ,都可发育三种主要的体系域类型。 (4 分) 在两个海面急剧下降的转折点之间,依据沉积物展布范围是局限于陆架边缘以下,还是陆架边缘以上,划分为低位体系域(或陆棚边缘体系域(、水(海)进体系域( 高位体系域( 。 第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 2中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 I 型层序界面之上为低水位体系域。 层序界面之上为陆架边缘体系域( (4 分) 因此,由 成的层序称 I 型层序。由 I 型层序。 (2 分) Ⅰ型层序的基本特征 (10 分) 它是指那些海面相对下降超过退覆坡折点后形成的层序,其相对海面下降较大,使层序的早期顶积层上超在早先层序的坡积层上。 根据 et (1988)定义,Ⅰ型层序边界以与河流复壮作用、岩相的向盆地方向转移、海岸上超的向下转移以及上覆地层的上超伴生的陆上暴露及同时发生的陆上侵蚀作用为特征。 A) 低位体系域的结构特征 它是在以相对海平面下降 (亦即全球海面降落速度超过退覆坡折带处的沉降速度) 和随后的相对海平面缓慢上升为特点的阶段沉积的。 如果低位体系域是沉积在一个具有陆架边沿坡折的盆地内,通常可以把它分成两个独立的、不同时期的组成部分:低位扇和低位进积楔。 低位扇通常可以区分出两个单独的沉积单元:盆底扇和斜坡扇。 它以最大进积面与上覆的水(海)进体系域分隔开,并且以从进积(低位进积楔)到退积(水(海)进体系域)的准层序叠加模式转换标明界线。 B) 水(海)进体系域的结构特征 水(海)进体系域是Ⅰ型和Ⅱ型层序内部中间的体系域。它沉积在海面相对变化曲线上升、可容纳空间体积增加较沉积物供应快得多的时期。它具有最发育的顶积层系和少量的坡积层系,以发育一个或多个退积式准层序组为特征。 水(海)进体系域的底面是位于低水位体系域或者陆架边缘体系域顶面处的海进面。水(海)进体系域的顶面是下超面。 C) 高位体系域的结构特征 高(水)位体系域是Ⅰ型和Ⅱ型层序中的上部(最年青的)体系域。它反映了最大海进面之后、层序边界之前进积的顶积——坡积层体系,此时可容纳空间增加的速率低于沉积物供应的速率。高位体系域以随地史时间的相对海面上升减少为特征,因而早期发育加积结构、晚期发育进积结构。 第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 3中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 高位体系域通常广泛分布在陆架上,并且以一个或多个加积式准层序组、继之以一个或多个具有前积斜层几何形态的前积准层序组为特征。 Ⅱ型层序的基本特征 (2 分) Ⅱ型不整合(层序边界)形成时,相对海面可能在高位顶积层的整个近源部份降落,但没有降落到退覆坡折处。 这时形成的层序边界,不是那种以河流下切和海底扇沉积为特征的层序边界——Ⅱ型层序边界(不整合)。 Ⅱ型层序的底部为陆棚边缘体系域,它主要为一套进积式准层序组合。陆棚边缘体系域之上依次为水(海)进体系域和高位体系域,其特征同前。 三.层序地层学来源于地震地层学,其中使用的“不整合(不整一) ”概念是否相同?有何差异?请解释地震地层学中“不整一”的类型 与意义 (25 分) 层序地层学来源于地震地层学。层序地层学中提出的不整合概念,同样也基本来源于地震地层学的不整一概念。其中主要在“下超”不整一的使用上有些不同。层序地层学中的不整合被定义为一个重要的时间间断面,这个时间间断面的特征是暴露到水上和具有水上( 有时为水下) 侵蚀削截现象( 据 1977)。 (7 分) 根据地质事件在地震剖面上的响应特征,可将地震反射的终止现象划分为协调(整一)关系和不协调( 不整一) 关系二种类型。协调关系相当于地质上的整合接触关系,不协调关系相当于地质上的不整合接触关系。他们又根据反射终止的方式区别为削截( 削蚀) 、顶超、上超和下超 4 种类型。 (4 分) ①削蚀( 削截、侵蚀) :层序的顶部反射终止,既可以是下伏倾斜地层的顶部与上覆水平地层间的反射终止,也可以是水平地层的顶部与上覆地层沉积初期侵蚀河床底面间的终止。它代表一种侵蚀作用,说明在下伏地层沉积之后,经过强烈的构造运动或者强烈的切割侵蚀。 (2 分) ②顶超:下伏原始倾斜层序的顶部与由无沉积作用的上界面形成的终止现象。它通常以很小的角度,逐步收敛于上覆层底面反射上。这种现象在地质上代表一种时间不长的、与沉积作用差不多同时发生的过路冲蚀现象。顶超与削蚀的区别在于它只出现在三角洲、扇三角洲沉积的顶积层发育地区。 (2 分) 第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 4中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 ③上超:层序的底部逆原始倾斜面逐层终止。它表示在水域不断扩大情况下逐层超覆的沉积现象。根据距离物源远近,上超又可以区分为近端上超和远端上超。靠近物源称近端上超,远离物源称远端上超。只有当盆地比较小而物源供应充分时,沉积物才可能越过凹陷中心而到达彼岸,形成远端上超。 (2 分) ④下超:层序的底部顺原始倾斜面,向下倾方向终止。下超表示一股携带沉积物的水流在一定方向上引力的前积作用。 (2 分) 上超与下超是地层与层序下部边界的关系,当地层受后期构造运动影响而改变原始地层产状时,上超与下超往往不易区分,可统称为“底超”。 (2 分) 由上可以看出,由于下超表示了一股携带沉积物的水流在一定方向上引力的前积作用,是一种形成于水下的沉积间断,故不能作为层序地层学中的不整合,其它不整一现象则均可从某种角度反映层序地层学中不整合的发育。 (4 分) 四.论述层序地层学的基本因素(变量) ,进而论证、比较层序(S)和准层序组(准层序(念;以及层序(S)和体系域(念之间的异同点与关联性 (25 分) 层序地层学中有 4 个最基本的因素(变量),它们控制了地层单元的几何形态、沉积作用和岩性。它们是: 构造沉降——可供沉积的空间 全球海平面升降——地层和岩相分布模式 沉积物供应——沉积充填和古水深 气候——沉积物类型 以上诸变量中,由构造沉降与全球海平面升降导致的海平面相对于盆地边缘的位置,是层序地层学的基础。 (5 分) 层序是层序地层学研究的基本单元,层序是一套相对整一的、成因上有联系的、其顶和底面以不整合面或者与这些不整合面可以对比的整合面为界的地层(据 ,1977)。层序是在海平面升降周期曲线上相邻的两个下降速度转折点之间沉积的,它由一套体系域所组成。 (6 分) 体系域是层序内部的基本组成单元, 它被定义为一串同时期的沉积体系(977)。每个体系域都与海平面升降周期曲线上的特定段相伴第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 5中国地质大学(北京) 2006 年秋季学期 生(如:海面迅速下降期—低水位扇,海面上升—水(海)进体系域等)。 (4 分) 准层序组是层序内部的一个次级单元,它常常发育于水进体系域和高位体系域中。准层序组一系列成因相关的、并具特定叠加模式的准层序,大多数情况下,它以主要洪泛面和与之相对应的界面为界。由于它的界面是主要洪泛面,而不是不整合面,因此它不能简单地看作是一个单独的层序。 (5 分) 准层序是层序内部更小的一个次级单元,它也常常发育于水进体系域和高位体系域中,但它却不是一个单独的层序。这是因为准层序的定义为“一套相对整一的、成因上有联系的、以洪(海)泛面或与之可对比的面为界的岩层或岩层组。”它与层序的界面不同,因此不能简单地把它作为次级的层序单元。 (5 分) 第 页(共 6 页) 2006 年 11 月 6
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