第15卷第2期2008年3月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers (Chin a University of Geosciences,Beijing;Peking University)Vol.15No.2M ar.2008收稿日期:2007-09-15;修回日期:2007-11-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(40672078)作者简介:王红亮(1971)),男,副教授,主要从事沉积储层及层序地层研究工作。
E -mail:w h l4321@sohu 1com/转换面0的概念及其层序地层学意义王红亮中国地质大学(北京)能源学院,北京100083Wang H ong liangS ch ool of E nerg y Re sour ces ,Ch ina Univ e rsity of Ge osciences (Be ij ing ),Beij ing 100083,Ch inaWang Hongliang.Concept of /Turnaround Surface 0and its signif icance to sequence stratigraphy.Earth Science Frontiers ,2008,15(2):035-042Abstract:It is t he basic view of t raditio nal sequence stratigr aphy (V ail sequence)to t ake unconform ity as se -quence bo undary.Fo r hig h -frequency sequence ana lysis,it is obvio usly limited if only taking unco nfo rmit y as sequence boundar y due to the co nt inuit y of sedimentary pro cess,limitatio ns of unconfor mity distributio n and u -nifo rmity is not a rig or ous isochronous sur face.So /T ur nar ound Surface 0is int roduced to hig h -r eso lutio n se -quence stratigr aphy./T urnaro und Sur face 0has tw o implicatio ns:o ne is turnar ound surface o f base -lev el rise and base -level fa ll,the other is turnaround sur face o f sedimentat ion due t o base -level r ise and base -lev el fa ll.T urnaro und sur faces are classified into two t ypes:o ne is base -level fall to base -lev el rise turnaround sur face,which are usually present ed as unco nformity,top -lap sur face and pro gr adat ion to r et rog radatio n tur nar ound sur face ;ano ther is base -lev el rise to base -level fall turnaro und surface,w hich ar e usually pr esented as flo oding sur face.T he implicat ions of all these surfaces ar e discussed in detail.T he pr esentatio n of /T ur nar ound Sur -face 0is of sig nificance to high -fr equency sequence (4th and 5th or der sequence)divisio n,w hich pro mo te the applicatio n o f sequence str atig raphy in o il and gas ex plor at ion and develo pment.A case study is fr om delta to turbidite depositional system o f 3rd member o f Shahejie F ormat ion,Bo xing sub -depression o f Jiy ang sag.T hro ug h recog nitio n of turnaround sur face,fo ur larg e -sca le cy cles and eig ht intermediate -scale cycles ar e div id -ed in 3rd member of Shahejie F or matio n.Based o n above division and cor relation of wells and seismics,the higher resolution sequence framew ork is fo rmed.Key words:turnaround surface;base -level;unco nfo rmity;sequence st ratig ra phy摘 要:不整合面作为层序界面,是经典层序地层学派的基本观点,对沉积盆地层序地层格架的建立具有不可替代的作用。
但对高频层序分析而言,由于三维空间中沉积作用的连续性、不整合面分布的局限性,以及不整合面并不是一个严格意义上的等时面。
因此以不整合面作为层序界面具有明显的局限性。
由此在高分辨率层序地层分析中,引入了/转换面0的概念。
转换面包含两层意思,一是基准面由上升变为下降或由下降变为上升的转换,一是由于基准面的升降转换所引起的沉积作用的转换。
转换面可分为两大类,基准面由下降变为上升的转换面,包括不整合面、顶超面及进积与退积转换面;基准面由上升变为下降的转换面,主要为洪泛面。
作者探讨了顶超面、进积与退积作用的转换面和洪泛面的特征及层序意义。
/转换面0概念的提出对高频层序(如四级、五级层序)划分具有重要的意义,使层序地层理论与分析方法能更有效地应用于油气勘探与开发实践。
以济阳坳陷博兴洼陷沙三段的辫状三角洲-滑塌浊积扇体系为例,通过内部转换面的识别,将沙三段划分为4个长期旋回和8个中期旋回,并以此为基础,建立了研究区较高精度的层序地层格架。
关键词:转换面;基准面;不整合面;层序地层中图分类号:P 53912 文献标识码:A 文章编号:1005-2321(2008)02-0035-08不整合面作为层序界面是经典层序地层学派的基本观点[1-2],对层序的划分对比、层序地层格架的建立及对储集体的预测都发挥了其不可替代的作用。
由于三维空间中沉积作用的连续性,加之不整合面并不是一个严格意义上的等时面[3],使不整合面作为层序界面具有明显的局限性。
随着地层划分精度的提高,这种局限性愈加突出。
因此,在高分辨率层序地层分析中[4-5],引入了/转换面0的概念。
1 /转换面0概念的引入111 不整合面作为层序界面的局限性进行层序划分、建立层序地层格架的关键是识别各种类型的层序地层界面。
不整合面作为层序界面是经典层序地层学派的基本观点,且目前已被普遍接受。
不整合作为层序界面,对层序的划分对比、层序地层格架的建立及对储集体的预测都发挥了其不可替代的作用,但同时也存在局限性,具体有以下两点:(1)三维空间中沉积作用的连续性。
根据物质守恒和沉积物的体积分配原理,三维空间上一个位置的不整合面往往意味着同时期的前方的沉积作用。
也就是说,从时间域的观点来看,三维空间的沉积作用是连续的,只是随时间域的变化,沉积和剥蚀的位置的迁移(图1)[3]。
因此,三维空间中的一个地区的不整合在同一时期的其他位置可能是连续的沉积作用。
这样在进行地层对比时,单纯依靠不整合面的识别来进行全区的地层对比,很明显具有局限性。
(2)不整合面作为层序界面的局限性。
不整合面的局限性主要表现在以下3个方面。
首先是不整合面分布的局限性。
对连续沉降盆地或盆地连续沉降期,一是空间分布范围的局限,一是不同盆地演化阶段不整合分布的局限。
随着盆地沉降增加,不整合面的分布开始变得局限,常常仅形成沉积作用的变化。
其次,从高分辨率层序地层学的观点来看,不整合面并不是一个严格意义上的等时面,在进行区域图1 时间域内沉积与剥蚀的空间迁移(据W heeler,1964)Fig 11 M igration of deposition and er os ion in time地层层序格架对比时,可以把它作为层序界面;在进行高精度层序地层分析时,一个不整合面可能包含有多种意义。
虽然是由于基准面下降形成了不整合面,但一个不整合面所代表的时期可能既包括基准面下降期,也包括基准面上升期(图2)。
那么在前方连续沉积的位置,与一个不整合面相对应的地层,可能是既有基准面下降期沉积的地层,也有基准面上升期沉积的地层(图3)。
再者,一个沉积层序内不整合面多次存在,而不是仅仅在层序边界位置,只是有时较小的不整合面,限于资料分辨率,不能识别。
如果对比时仅仅基于明显的不整合面,则很可能导致对比的错误。
辫状河沉积区就是多个不整合面存在的很好的例子[6]。
112 高分辨率层序地层划分与经典层序地层划分的异同高分辨率层序地层与经典层序地层研究的目的都是建立等时的地层格架,并在格架内对岩相及生储盖层的分布做出预测;同时也都认为基准面对层序发育有明显的控制作用,尽管对基准面的认识可能有所不同[7]。
两者在本质上没有根本的区别。
但在具体的界面选择上,两者又有着明显的不同。
首先从基准面变化曲线上看,两者进行层序划分的位置选择具有明显不同。
高分辨率层序地层以基准面下降到上升或上升到下降的界面作为层序界面,以上升或下降半旋回作为沉积体系分析的基本单元(或做图单元)[8]。
而经典层序地层学是以基准面下降期间的某一界面(低位域的底部界面)作为层序界面;又根据基准面升降速率的不同将一个层序划分为3个体系域[9],以体系域作为沉积体系分析的基本单元(或做图单元)。