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层序类型与特征

作者:职业培训 时间: 2025-01-12 01:56:11 阅读:694

陆相盆地层序形成主要受构造与气候两因素控制。由盆地构造演化和形成的层序地层特点看,构造活动不但决定着湖平面变化,而且决定着蓄水空间的形成与消亡,它直接控制着地层基准面和可容空间的变化,导致地层旋回形成,最终决定或控制着不同级别的层序形成、发育与演化;气候的变化对湖平面升降起着决定性影响,也影响着沉积物类型,两者共同作用影响着沉积物供给,并控制着层序格架样式。

苏北盆地的湖盆,可具体分为敞流湖盆、闭流湖盆两种类型,两类湖盆具有不同的相对湖平面变化特征,分别控制了不同的地层沉积格架。敞流湖盆,按水文地质学的含义是注入湖盆的水量大于蒸发量和地下渗流量之和,湖平面的位置维持在与湖盆的最低溢出口相同的高程上,多余的水则通过泄水通道流出湖盆,如现代的鄱阳湖、洞庭湖,一般在较潮湿气候条件下易于形成;闭流盆地是注入湖盆的水量小于蒸发量和地下渗流量之和,湖平面的位置常低于盆地溢出口的高程,一般干旱气候条件易于这类盆地形成。尽管这两类盆地在地史中可相互转化,但苏北盆地与其他东部盆地(如江汉盆地,陈发景等,1996 )不同,不论在盆地演化的断坳、断陷或坳陷期,敞流湖盆一直是最主要形式,且几次最大敞流期与海相通;而闭流湖盆形式仅在断坳期洪泽凹陷中发育。在这两类湖盆中,构造与气候因素对湖平面变化或层序形成的控制与影响是不同的(纪友亮等,1996 ):盆地基底构造沉降是导致敞流湖盆湖平面相对上升主要因素,构造沉降的速率决定着湖平面上升的速率,盆地构造抬升导致湖平面下降,即构造沉降的距离等于相对湖平面上升距离,构造沉降曲线与湖平面上升曲线互呈镜像关系;而盆地基底的整体构造事件对闭流湖盆的相对湖平面变化无影响(图2.12 )。气候的变化对湖平面相对升降的影响与构造相反,对敞流湖盆,一般潮湿的气候对其湖平面不再产生直接影响,而在干旱气候条件下对闭流湖盆则是导致湖平面下降的主要因素。基于上述情况,有人将前者(敞流湖盆)形成的层序称构造层序,而后者闭流湖盆形成的层序称气候层序。

图2.12 构造沉降对不同类型湖盆湖平面变化影响

敞流湖盆中随构造沉降的增加(A➝B➝C),相对湖平面上升;闭流湖盆中构造沉降距离的增加,相对湖平面不受影响

2.3.1.1 敞流湖盆层序特征

(1)层序Ⅰ1(

-

)

该层序底界面SB1为仪征事件形成的泰州组(K2t)与下伏K2c、K2p、Mz等地层不整合面,对应地震剖面上的

反射波组,属一级边界,

波组上下地层在西部表现出明显不整合,而盆地东部则表现为平行不整合。据测井曲线和岩性剖面将Ⅰ1层序划分3个体系域(图2.13 ):低位体系域以大套块状砂岩、砂砾岩为主,准层序的叠置方式为叠积式或加积式,为冲积扇和辫状河流冲积平原相,湖侵体系域,东部以黑色泥岩为主,为水下河道间湾或浅湖亚相,高水位体系域为大套块状砂岩为主,准层序组呈加积或进积式,为辫状河冲积平原或辫状三角洲平原-前缘亚相。

(2)层序Ⅰ2(

-

)

该层序底界面为SB2为泰一段

两个砂层组之间的分界面对应地震剖面上的

反射波组,界面在测井曲线和沉积旋回上比较清楚,并根据沉积旋回可划分为3个体系域,低位体系域相当

,为大套砂岩,呈加积或进积式,为扇三角洲或辫状三角洲平原与前缘亚相,湖侵体系域东部为黑色泥岩为主,属浅湖-半深湖亚相;高位体系域以砂岩夹深色泥岩为主,准层序组呈进积式,为三角洲前缘亚相。

(3)层序Ⅰ3(Ef1)

该层序界面SB3为阜宁组一段与泰州组的分界面,东部受海安构造事件的影响,呈假整合接触,对应地震剖面上的

反射波组。根据阜一段内部的沉积旋回性,可划分为3个体系域。其中低位体系域基本对应于

-

下部地层,在高邮凹陷及其西部主要为一套河流泛滥平原亚相,在其以东主要为滨浅湖和三角洲前缘亚相,以加积-进积叠置方式为主;湖侵体系域基本对应于

上部

-

底部地层,其东部主要为一套滨浅湖亚相的深灰色泥岩夹浅灰色粉细砂岩地层,呈退积式准层序组;高位体系域基本对应于E1f1地层,西部为河流泛滥平原亚相,东部为三角洲前缘、滨浅湖亚相,呈加积-退积叠置方式为主。

(4)层序Ⅰ4(E1f2E1f3)

该层序界面SB4为阜二段与阜一段的分界面,对应于地震剖面上的

反射波组,该界面在西部金湖凹陷受刘庄构造事件影响呈假整合面。根据测井曲线与沉积旋回性,可划分为3个体系域,低位体系域基本与

地层相当,主要为一套浅湖深色泥岩与粉细砂岩、粒屑灰岩组成,属浅湖亚相和三角洲前缘或滨坝亚相,准层序组呈叠积-进积方式;湖侵体系域相当于

-

地层,主要是一套半深湖—深湖亚相的黑色泥岩、灰泥岩、油页岩地层,为全盆地主要生油岩之一,准层序难分,宏观上是退积式准层序组特点;高位体系域基本相当于E1f3段地层,主要为粉细砂岩夹深灰色泥岩,大都属三角洲前缘亚相,准层序的叠置方式以进积为主。

(5)层序Ⅰ5(E1f4)

该层序界面SB5为阜四段与阜三段的分界面,对应地震剖面上

反射波组,界面以下东部为三角洲前缘亚相,界面以上为半深湖亚相;西部界面以下为三角洲平原-前缘亚相,界面以上为前三角洲亚相或浅湖滩坝亚相。根据测井曲线资料,阜四段内可划分出两个体系域。低位体系域基本相当于E1f4地层(俗称“弹簧段”),准层序东部难分,西部以进积式准层序组为主;湖侵体系域岩性主要为深灰色泥岩、页岩夹灰泥岩,为全盆地的主要生油岩。

(6)层序Ⅱ1(

-

)

该层序的底界面SB6为吴堡事件不整合面,对应于地震剖面上的

反射波组,该界面以上地层上超明显,界面以下削蚀明显。根据沉积旋回性和测井资料将该层序划分出3个体系域。低位体系域主要局限于高邮凹陷汉留断层与真武断层之间,岩性为浅灰色砂岩夹泥岩,属近岸水下冲积扇、浊积扇沉积;湖侵体系域相当于

-

下部地层,分布范围较大,为一套滨浅湖暗紫、棕色-深灰色泥岩为主夹三角洲前缘或扇中灰白色粉砂岩沉积,准层序组为退积式;高位体系域为一套三角洲、近岸水下冲积扇相的浅灰、灰白色粉细砂岩与紫、棕色、深灰色泥岩互层,准层序组呈进积式。

图2.13 层序I1(K2t)测井曲线与岩性剖面划分(安3井)

(7)层序Ⅱ2(

上部-

)

该层序的底部边界SB7大致位于

砂组上部,主要依据测井资料识别并可划分为低位体系域和湖侵体系域两个体系域。低位体系域主要为一套不等厚互层的浅灰色砂岩夹浅灰色泥岩沉积,属近岸水下冲积扇和三角洲平原-前缘相沉积,准层序组呈叠加-进积式;湖侵体系域为“五高导”泥岩段,以浅灰或黑色泥岩为主,夹薄层粉细砂岩,属浅湖-半深湖亚相夹浊积岩沉积,准层序组呈退积式。

(8)层序Ⅱ3(E2d2)

该层序的底界面SB5为戴二段底部,对应地震剖面上的

反射波组,事件造成的不整合面主要表现在凹陷的斜坡部位,如高邮凹陷在马家嘴、陈堡等地区所见到的戴二段超覆在戴一段之上的不整合现象。岩性主要为浅灰色砂岩、棕色泥岩,局部灰黑色泥岩呈不等厚互层,并显示出由下至上粗-细-粗的三段性,代表着湖体逐渐缩小,三角洲向河流相转化过程。该层序发育有低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。测井曲线上低位体系域准层序叠置方式为加积-进积式,湖侵体系域准层序叠置方式为退积式,高位体系域准层序叠置方式为进积-加积式。主要沉积相陡坡为扇三角洲相,缓坡为三角洲相,凹陷长轴为滨浅湖亚相。

(9)层序Ⅱ4(E2s1)

该层序底界面SB6为三垛组与戴南组分界线,对应地震剖面上的

反射波组,由真武构造事件造成的不整合面仅在凹陷斜坡部位有表现(出现上超现象);垛一段底部一般多为灰色砂砾岩、棕红色泥砾岩为主的粗碎屑沉积,与界面之下发生岩性突变;界面上下的生物组合发生明显变化。该层序沉积格局与Ⅱ2层序基本相似,仍受箕状断陷的控制,深凹带垂向上呈现粗-细-粗变化旋回,并因E2s1早期发生过短暂的湖侵还残留着湖盆,但除深凹带更多地区湖体都已消失变为河流冲积 平原相。该层序发育有低位体系域、湖侵体系域和河流冲积体系域(FST)。低位体系域准层序的叠置方式以加积式为主,湖侵体系域较薄,准层序叠置方式为退积式,河流冲积体系域则主要表现为基准面旋A波动上升期。

(10)层序Ⅱ5(

-

)

该层序的底界面为SB10相当于三垛组二段与一段的分界线,受周庄构造事件影响,局部为不整合面和假整合面,对应地震剖面上的

反射波组。该层序在东部海安凹陷发育典型,可划分为3个体系域或基准面旋回,而其以西由于全为陆相沉积层序难划分,但可对应划分为基准面旋回。低位体系域主要为三角洲平原亚相的砂岩、棕-灰棕色泥岩沉积,准层序组呈叠积-进积式;湖侵体系域主要为滨浅湖灰色夹暗棕色泥岩沉积,准层序组呈退积式;高位体系域或河流冲积体系域(FST)为河流冲积平原相的砂岩夹棕色泥岩沉积,属基准面下降半旋回。

(11)层序Ⅱ6(

-

)

该层序的底界面SB11

分界面,界面以下为河流冲积平原相发育,界面以上三角洲平原亚相为代表,界面处于基准面下降到上升的转换面位置。该层序与层序Ⅱ5相似,也是盆地东部海安凹陷发育较典型,依据测井资料和沉积旋回性可划分为三个体系域。低位体系域主要为三角洲平原亚相的浅灰色砂岩夹浅棕-灰棕色泥岩沉积,准层序组呈加积-进积式;湖侵体系域为一套灰色夹暗紫色、灰绿色泥岩为主,属滨湖亚相沉积,准层序组呈退积式;河流冲刷体系域(FST )主要为河流冲积的砂岩夹棕色泥岩沉积,代表基准面下降半旋回。

(12)层序Ⅲ1(

)

该层序的底界面SB12为盐一段与垛二段分界面,由于三垛构造事件使大部分地区整体抬升剥蚀造成13.5 Ma的沉积中断,基本缺失渐新世沉积,界面大部分呈平行不整合,东部为角度不整合,对应于地震剖面上的

波组。该层序主要为一套较粗的含砾砂岩、砂砾岩夹薄层泥岩沉积,属辫状河流沉积体系,总体划分为河流-冲积体系域(FST),由基准面上升至下降旋回组成。

(13)层序Ⅲ2(

)

该层序的底界面SB13

分界面,由于受樊川构造事件影响,界面为平行不整合。该层序主要为一套较粗的含砾砂岩、粗砂岩夹棕色泥岩组成,属辫状河流沉积体系,总体划分为河流-冲积体系域(FST),由基准面上升至下降半旋回组成。

(14)层序Ⅲ3(Ny2)

该层序的底界面SB14为盐一段与盐二段分界面,由于盐城构造事件影响,界面为不整合或局部平行不整合面,对应于地震剖面上的

反射波组。该层序与Ⅲ1、Ⅲ2层序相似,层序内也都为辫状河流沉积体系构成,因而体系域总体归为河流-冲积体系域(FST),并由基准面上升至下降旋回组成。

2.3.1.2 闭流湖盆层序特征

闭流湖盆主要形成于古新世阜宁组的洪泽凹陷,其他如盐城凹陷阜一段沉积时(盐参1井),虽有短暂的闭流湖盆记录,但很快转化为敞流性湖盆。洪泽凹陷处盆地的西北部,西接NNE向郯庐断裂,东南紧邻NE向洪泽大断裂,介于两大断裂夹持之间;其四周为古隆起围限,西北毗邻鲁苏隆起;东南为建湖隆起,东北为淮阴凸起,南抵张八岭隆起;上述隆起除淮阴凸起为盐城组直接覆盖在浦口组地层外,其他均为盐城组不整合覆盖在下古生界和前震旦系地层之上。洪泽凹陷具南陡北缓的半地堑性质,其内受低凸起相隔,可由北向南划分为顺河集、管镇、苏巷和嘉南4个次凹(图2.14 ),其中顺河集与管镇次凹间的低凸起,由于洪泽大断层在此处向凹陷一侧凸出转弯,使凸起对北部顺河集次凹在古新世期封隔堵塞严密而发育成闭流盐湖盆地,在此以南的其他次凹因西南端存在狭窄的通道与金湖凹陷沟通,其阜宁组特征也难属典型的闭流湖盆。因此所指洪泽凹陷闭流湖盆,实指古新世时期洪泽凹陷内的顺河集次凹而言。

在闭流湖盆中,由于湖平面低于盆地基准面,相对湖平面的变化不受盆地整体构造沉降的影响,而是与气候因素有关。气候对层序的控制,具体是通过它对降雨量、蒸发水量的影响,进一步引起湖平面的变化所完成的。古气候的变化具有周期性,根据孢粉与岩矿标志分析阜宁组一、二段属炎热-半干旱的热带-亚热带气候,而阜宁组三、四段气候与阜一、二段相似,但湿度略增加(张国栋,1989 ),前后两期(E1f1-E1f2、E1f3-E1f4)可大致相当两个三级气候周期。并结合洪泽顺河集次凹阜宁组钻井、岩性剖面(顺1、顺2等井)资料,划分出两个三级气候层序。

图2.14 苏北洪泽凹陷构造区划图(据杨大荣,1991)

(1)阜宁组一、二段气候层序

该层序底界面为SB2,是阜一段与泰州组平行不整合面,对应地震剖面上的

波组。根据沉积旋回性,可划分低位体系域(LST)和湖泊扩张体系域(EST)。其中低位体系域对应于E1f1段,主要为一套河流泛滥平原,岩性以红色、棕红色泥岩、粉砂岩为主夹石膏和盐岩层,它反映气候干旱、蒸发量和渗流量很大,而降雨量较小,湖泊水位很低,甚至不存在,沉积物以季节性河流带来的碎屑物和蒸发盐类沉积,准层序以加积叠置方式为主;湖泊扩张体系域对应于E1f2段地层,主要为一套深-半深湖亚相沉积,岩性以灰黑色泥岩、油页岩、灰质泥岩为主夹薄层膏质泥岩、盐岩,仅下部有一层较厚(10~13 m)含泥膏岩-含泥盐岩,膏岩与盐岩,具纹层状有时见皱纹或塑性变形现象,局部并见滑塌、块体泥石流现象,代表深水盐湖的标志,它反映气候逐渐潮湿,使得沉积物和水量供应都不断增加,湖平面提高,沉积物退积式向盆地边缘上超,准层序组类型为退积和加积式。(2)阜宁组三、四段气候层序

该层序底界面为SB3,是阜三段与阜二段的分界面,边界的划分前已述及,主要根据钻井沉积的旋回性和生物数量与种属的突变性标志。该层序可划分为湖泊收缩体系域(RST)、湖泊扩张体系域(EST)和高位体系域(HST)。其中湖泊收缩体系域,对应于E1f3下部地层,主要为一套深灰色泥岩与盐岩呈不等厚互层,单层泥岩或盐岩厚度较大(最厚可达10~13 m),反应从该层序开始气候较干旱,蒸发量较大,湖平面缩小,准层序组类型以加积式为主;湖泊扩张体系域,对应于E1f3上部地层,主要为一套深灰色泥岩、灰云质泥岩、无水芒硝质泥岩与膏岩、盐层薄互层,或泥岩夹薄层膏泥岩、盐岩,反映气候转变为潮湿,使水量增加,湖平面提高,准层序组类型以退积—加积式为主,但应注意的是干旱气候背景,决定了即使湖泊扩张体系域发育,注入量也只是略微大于蒸发量和渗流量之和,因此湖泊扩张的速度、扩张的范围都不太大;高位体系域对应于E1f4段地层,由于该层序顶界面(SB4),受吴堡构造事件剥蚀的影响,这段地层保存不全,厚度变化较大,高位体系域主要由一套单层厚度较大的(5~12 m)盐岩、膏盐夹薄层泥岩、钙芒硝泥岩组成,盐岩与膏岩纹层状构造发育,泥岩中纹层很薄(厚2~10mm ),有时变为油页岩,代表深-半深水盐湖特征,反映此时气候已由潮湿向干旱开始过渡,湖水注入量与蒸发量基本相持,湖水范围不再扩大,湖平面基本保持不变,蒸发作用变强,以加积式准层序组为主。

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文章来源:天狐定制

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