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陆相层序地层8、9

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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2016/8/1 1层序地层学赵东升2第一节 陆相 湖盆地质特征一、盆地类型及结构二、盆地规模及沉积控制因素三、湖平面变化及其影响因素四、沉积体系特征第六章 陆相盆地层序地层学中国大陆中新生代陆相湖盆类型第二节 陆相 湖盆层序地层学 一、陆相层序地层一般特征 二、断陷湖盆层序地层样式 三、拗陷湖盆层序地层样式 四、陆相层序地层与油气勘探3中国大陆大地构造格局:东部:为拉张型盆地;西部:为挤压型盆地;中部:为过渡型盆地。挤压型盆地贺兰山 哀牢山以西:(塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地)、过渡型盆地:拗陷盆地(四川盆地、鄂尔多斯盆地)太平洋板块板块向下俯冲西伯利亚板块印度洋板块拉张型盆地:大兴安岭 辽盆地、渤海湾盆地、东海盆地、珠江口盆地)中国大陆中新生代陆相 湖盆类型4挤压型盆地: 贺兰山 哀牢山以西( 塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地 )西伯利亚板块与印度板块碰撞,在中国大陆 西部形成南南西 形成 北西西向褶皱山系 与 内陆沉积盆地 相间分布 的构造格局。二者之间以断层为界,以断块山及山前拗陷盆地为特征。沉积盆地不对称,边界受逆冲断层控制 。5拉张型盆地: 大兴安岭 武陵山以东( 松辽盆地、渤海湾盆地、东海盆地、珠江口盆地 )太平洋板块向亚洲板块下俯冲,亚洲板块滨太平洋地区发生地幔上涌,岩石圈减薄,地壳断裂,形成与板块俯冲带基本平行的 北北东 发育裂谷断陷盆地及坳陷 。盆地基底发育断裂,边界受正断层控制,具有断陷 双层结构。6过渡型盆地: 处于东西两大构造应力场之间(四川盆地、鄂尔多斯盆地) 。四川和鄂尔多斯盆地处于特提斯和环太平洋构造域的交叉部位,是在凹陷的构造背景下形成的相对 稳定的克拉通盆地 。盆地中部沉降,东部构造平缓,西侧部构造陡峭发育逆冲断裂带。7大陆内裂谷盆地一、盆地类型及结构陆相盆地自成体系、类型多、结构复杂裂陷盆地(大陆内裂谷盆地、 …… )聚敛盆地(山间盆地、陆内前陆盆地、 … )叠合盆地(不同时期不同成因的盆地在同一地域上叠置发育)克拉通内凹陷盆地拗陷盆地陆内前陆盆地第一节 陆相湖盆地质特征8二、盆地规模及沉积控制因素 盆地规模有限, 沉积主要受构造和气候影响; 构造和气候影响: 湖盆容积、水体体积、沉积物供给量湖平面升降变化频繁;第一节 陆相湖盆地质特征9(一)、湖盆类型(二)、相对湖平面与水深(三)、影响湖平面升降的因素(四)、湖平面升降标志(五)、相对湖平面升降变化曲线三、湖平面变化及其影响因素第一节 陆相湖盆地质特征10最低溢出点闭流盆地最低溢出点 敞流盆地(一)、湖盆类型( 水文地质分类)①闭流湖盆: 注入水量 蒸发量 +地下渗流量,湖平面高程等于最低溢出口高程,多余的水通过泄水通道流出盆地。潮湿气候条件易形成敞流湖盆,干旱气候条件易形成闭流湖盆蒸发量渗流量注入量蒸发量渗流量注入量第一节 陆相湖盆地质特征 三、湖平面变化及其影响因素11(二)、相对湖平面与水深:相对湖平面: 湖面到基底距离;水深: 湖面到沉积物表面距离;绝对湖平面: 水面到基岩距离。相对湖平面决定可容空间的大小,控制湖相及邻近河流相层序地层的发育,可容空间与沉积物输入间的相互关系决定了层序的结构。水深相对湖平面闭流湖盆相对湖平面 敞流湖盆水深基岩基岩绝对湖平面绝对湖平面第一节 陆相湖盆地质特征 三、湖平面变化及其影响因素12(三)、影响湖平面变化的因素:1、气候因素 (气候要素:降雨量、湿度、温度、风力)湖水主要来源:大气降水 +河水①潮湿气候: 淡水供给充沛,闭流湖盆相对湖平面上升 → 敞流湖盆;②干旱气候: 淡水供给不足,敞流湖盆相对湖平面下降 → 闭流湖盆。敞流湖盆相对湖平面: 只受基底构造升降影响,不受潮湿气候影响闭流湖盆相对湖平面: 只受气候影响,不受基底构造升降影响相对湖平面相对湖平面 水深闭流盆地 敞流盆地潮湿气候干旱气候闭流盆地敞流盆地第一节 陆相湖盆地质特征 三、湖平面变化及其影响因素132、构造因素: ①敞流湖盆: 基底构造 沉降 → 相对湖平面上升 ;基底构造 抬升 → 相对湖平面下降 。 构造沉降距离等于相对湖平面上升距离。 ②闭流湖盆: 盆地基底构造 沉降相对湖平面不变 ,绝对湖平面下降。143、 沉积物供应:①敞流湖盆: 沉积物充填不影响相对湖平面变化,只造成水深减少,最终导致湖泊消亡。②闭流湖盆: 沉积物充填导致相对湖平面的上升,而对水深的影响不大。15(四)、湖平面升降标志 (缓坡地层终止关系 )相对湖平面上升:湖岸上超向陆方向移动;相对湖平面静止:沉积物顶超;相对湖平面下降:削截及湖岸上超向盆地方向移动。第一节 陆相湖盆地质特征 三、湖平面变化及其影响因素16(五)、相对湖平面升降变化曲线曲线是湖平面绝对上升、构造沉降、沉积供给速率的综合结果。 陆相湖相第一节 陆相湖盆地质特征 三、湖平面变化及其影响因素17 特征 : 多物源、多沉积中心、沉积体系类型多、相变快沉积体系: 冲积扇、河流、三角洲、湖泊、浊积扇1245相湖盆地质特征 四、沉积体系特征18第二节 陆相湖盆 层序地层学(一) 、控制陆相层序发育的主要因素构造沉降、气候变迁、沉积物供给:湖平面的变化是气候变迁和局部构造运动的结果。气候变迁控制沉积物类型;构造沉降速度与沉积物供给速度共同控制沉积体系的空间配置;气候海平面升降沉积物供给 湖平面升降构造沉降一 陆相 层序地层一般特征191、构造沉降速率受区域构造应力场、局部构造格局、盆缘断裂的活动影响;2、沉积物供给速度受地形、母岩岩性、气候、搬运距离的影响。沉降速度0沉积物供给速度退积加积进积沉积物过路,无沉积侵蚀沉降速度 >沉积物供给速度沉降速度 < 沉积物供给速度沉降速度 沉积速率 ) 炎热潮湿、降雨量大。缓坡:河流、三角洲;陡坡:水下扇;湖盆中部:厚层泥岩夹浊积岩。B、 亚热、半潮湿、半干旱,湖盆缩小。缓坡:河流、沙丘;陡坡:冲积扇。炎热干旱,湖泊局限。缓坡:沙丘;陡坡:冲积扇。夹蒸发岩沉积。C 低盆缘型 (盆地沉降速率 沉降速度 湖盆萎缩消亡可容空降减小盆地基底抬升:侵蚀盆地基底不动:路过冲刷盆地基底下降:沉积492)同生断裂活动对层序的控制:湖盆演化以及层序形成过程:①基底均匀沉降,沉积物供给速率不变:沉积物供应速度 >沉降速度: 形成冲积体系域,无湖盆发育;沉积物供给速度 20℃ ); 寒冷型(年平均气温 潮湿型:年干燥度 蒸发量 +渗流量) :河水及沉积物注入,相对湖平面上升,沉积湖泊扩张体系域(退积型准层序组)。58潮湿期(注入量 =蒸发量 +渗流量) :河水及沉积物输入量大,相对湖平面达最高,形成最大湖泛面,沉积厚层高水位体系域(加积型准层序组)。潮湿 → 干旱转化期(注入量 沉积速率, 发育扇三角洲、较深湖、扇三角洲,形成退积式准层序组。3、强裂陷中期 (深水 )体系域沉降速度 >沉积速度, 发育扇三角洲、重力流、半深湖 加积式准层序组。4、强裂陷晚期 (水退 )体系域沉降速度 <沉积物供应速率 。发育扇三角洲、滨浅湖 深湖沉积,为进积式准层序组 5、裂陷收缩期体系域沉降速度减慢至停止 ,物源水系已经建立,扇三角洲粗碎屑向盆地内部推进,盆地中央残存滨浅湖沉积。Ⅳ 、层序内部构成 —— 体系域特征80层序地层格架: 表征盆地各层序单元 (即年代地层单元 )的空间展布样式及其相互关系的地质模型。它受控于构造格局、构造运动、物源体系、湖盆扩张和萎缩旋回及沉积中心位臵。(1)地堑构造格局和构造运动伊通地堑被两条断裂挟持,构造分异明显,沉降速率变化大;构造沉降东弱西强 ,受控于盆缘断裂活动;南、北沉降分异 受控于隆、凹相间的构造格局。 同沉积古隆起沉降速率小,隆起间坳陷区沉降速率大,是半深湖 (2)盆缘物源体系(1) 古隆起和斜坡发育点物源,有继承性;(2) 物源发育明显不对称。始新世早期两侧物源较发育,中期以东南侧物源为主,晚期西北侧物源供给充分。Ⅴ 、层序地层格架81(3)湖盆扩张与萎缩伊通地堑早第三纪湖盆 经历了 4次扩张 3次收缩。湖盆扩张阶段水域加深扩大,在 最大水域期,形成巨厚的烃源岩。湖盆 萎缩阶段扇三角洲向盆地中心进积 ,形成扇三角洲 (4)沉积中心分布沉积中心自南向北迁移。早第三纪早期位于南部的莫里青断陷、晚期沉积中心向北迁移至太平凹陷82地堑充填演化主要受控于地堑构造格局及构造运动。在不同期次构造应力场的作用下,地堑经历发生、发展、萎缩的过程。地堑充填史划分为 5个阶段 :(1)初始充填阶段盆缘早期断裂,形成山前冲积扇一扇前洪泛平原,晚期形成冲积扇一浅湖沉积体系;(2)早期扩张阶段盆缘再次断裂,形成分隔的半深湖 缘和古隆起发育扇三角洲;可容空间增长速度大于沉积速度,形成退积扇三角洲 缘小型扇三角洲 (3)湖盆再扩张阶段盆缘第三次断裂活动,早期形成进积式扇三角洲一较深湖沉积体系,可容空间增长速度大于沉积速度,沉积物超覆,形成退积式扇三角洲一较深湖沉积体系;(4)快速充填阶段沉降速率和沉积速率加大,形成广阔扇三角洲沉积体系,以粗碎屑沉积为主;(5)地堑萎缩阶段早第三纪末应力场由张扭变为压扭,全区剥蚀,地堑进入萎缩阶段,形成小冲积扇一扇前洪泛平原沉积。 Ⅵ 、地堑充填演化阶段83思考题1、简述断陷湖盆层序以及层序边界的成因机制。2、简述图 134实例分析之二陆相前陆盆地层序地层学研究— 以塔里木盆地北部下白垩统地层为例(付清平,岩相古地理, 1997, 17( 2): 25前陆盆地处于构造活动区,其层序地层主要受构造运动控制,其次为海 (湖 )平面变化、沉积物供给、古地理和气候等。下白至统卡普沙良群:地层厚度变化大,北厚南薄,粒度北粗南细;物源 :北缘南天山造山带;沉积物:呈灰紫、棕红色调,植物化石少,不含暗色泥岩、煤层和煤线;古气候:炎热干旱一半干早气候。1、地质背景塔里木盆地塔北地区: 北邻南天山造山带,南接塔中隆起,西起柯坪,东至库尔勒 。早二叠世末: 晚海西运动南天山褶皱山系向南逆冲,形成向北挠曲的库车前陆盆地早白垩世: 塔北地区形成统一前陆盆地,西北水深、东南水浅。862、层序边界与层序划分由于前陆盆地为构造活动区,北缘陡坡与南部缓坡存在着不均一的构造作用和沉降速率,层序界面从盆缘不整合向盆地腹部过渡为假整合 1)层序界面特征下白恶统卡普沙良群的底界,为区域性不整合面, 北缘呈角度不整合,中部为超覆不整合,其它地区为平行不整合 。地震剖面为下部削截、上部上超。为二级不整合面。为曲流河底部冲刷面,下为湖相泥岩。界面下部体系域为进积型,上部为加积型。为三级层序界面。 北缘为侵蚀不整合,盆地南部为整合面 。域侵蚀不整合 。 地震剖面具上超和削截现象,为二级层序界面。872)层序划分:下白恶统卡普沙良群为超层序 (46. 5受构造作用控制。顶、底界面形成于燕山中期和晚期运动, 界面之上发育构造活动期的冲积扇 根据识别的四个层序界面, 下白恶统超层序划分为 3个三级层序,自下而上依次为 83、层序结构及体系域特征1)识别最大湖泛面最大湖泛面以湖平面扩展范围最大为特征, 其伴生沉积物主要为较深水的湖相泥质沉积。2)体系域特征冲积体系域: 顶、底以初次湖泛面和底层序界面为界,湖泊扩展体系域 :以初次湖泛面和最大湖泛面为界,湖泊萎缩体系域 :顶、底以最大湖泛面和顶层序界面为界。89( 1)冲积体系域: 南天山向南逆冲, 盆地北侧沉降速率大, 但控制范围较小。可容空间增加速率与沉积速率相当,湖泊水体浅、分布局限, 冲积扇沉积占优势;由加积型准层序组构成。( 2)湖泊扩展体系域: 构造活动减弱、 物源区后退、沉积物供给减少。湖盆扩张,湖盆边缘发育湖泊 浅湖沉积。 此阶段盆地南、北两侧体系域特征无明显差异。由退积型到进积型准层序组构成。90( 3)湖泊萎缩体系域: 北侧构造活动增强, 剥蚀区抬升。 沉积速率大于可容空间增加速率,湖泊萎缩。 盆地北侧发育河流一三角洲体系,南部缓坡带发育滨、浅湖体系; 为进积型准层序组。914、陆相前陆盆地层序特征1)陆相前陆盆地层序的形成与发育主要受构造作用控制。高级别区域构造活动控制二级层序边界的形成及其性质 ;三级层序边界是构造作用、湖面升降、沉积物供应、气候共同作用结果,层序内部结构决定于一定的构造和气候条件下的湖面升降、沉积物供应和古地形 (坡度 )等。2)盆地南、北两侧构造作用不均一:三级层序边界在北侧表现为不整合,在南部为整合关系;体系域特征存在很大差异。3)陆相层序地层学体系域:冲积体系域 (湖泊扩展体系域 (湖泊萎缩体系域 ( 由于受构造作用的控制,层序内部体系域发育不完整。
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