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从不整合面复杂的地质涵义窥视层序地层学的诞生:层序地层学重要的科学命题之一
梅冥相;不整合是地层记录中最显眼的最壮观的地质现象之一,这种表现为地层的不协调接触关系的地层面具有复杂的地质学涵义。上世纪60年代以前,地质学家对不整合的地质涵义主要集中在构造地质学方面,因为角度不整合明显包含着褶皱幕,这不但产生了构造旋回或构造地层学的概念,而且产生了繁杂混乱的不整合名称。在沉积岩地层中,不整合常常表现为两种:角度不整合面和平行不连续面;前者表明存在明显的构造作用,后者可能意味着构造上升,而且均包含有明显的地层缺失。早期的学者将不整合面所限定的地层序列定义为"层序",代表只是由不整合面所限定的地层单位;随着地震地层学的兴起和广泛应用,地层体内部各种终止现象的发现、以及它们的地层学和沉积学解释,导致了层序地层学的出现,从而产生了"层序"这一术语的变化,即"不整合面及其可以对比的整合面所限定的相对整合的地层序列"为新的"层序"概念。新的定义不但使层序地层学进入了地层学实践的主流,而且赋予了层序地层学新的活力。但是,在基于地震资料的层序地层学模式中,把可以对比的整合面被刻画为等同于基准面上升的时间面。这种将概念性的时间面作为层序界面一部分的使用,导致了层序地层学等同于年代地层学,而且这种解释导致了一系列的误解和问题,这些问题主要包括层序地层学中单元的定义和界面的识别。特别有趣的是,基于地震反射终止所提供的地层体内部各种复杂的终止现象,在建立"沉积层序"的地震地层学模式时,地质学家们展现了极为精妙的地层穿时性的实际几何形态。所以,追索不整合面的复杂地质涵义来了解层序地层学的发展和存在问题自然就成为层序地层学的重要科学命题之一,解读前辈学者对这个科学命题的长期探索将有助于层序地层学的进一步发展。
四川盆地及周缘地区震旦(埃迪卡拉)系划分与对比
邓胜徽;樊茹;李鑫;张师本;张宝民;卢远征;通过对四川盆地及周缘十余条露头剖面和覆盖区数十口油气探井的研究,将四川盆地及周缘震旦(埃迪卡拉)系划分为雅安—南江、峨边—仪陇、威远—开县、宜宾—石柱、雷波、龙门山、城口—巫溪、桐梓—恩施和沿河—大庸等9个地层小区,对其中在油气勘探中较重要的4个小区的地层基本特征作了阐述。将震旦系划分为下部的陡山沱组/喇叭岗组和上部的灯影组,后者进一步分为4个岩性段。把灯影组中上部的一套碎屑岩视为一个标志性的岩性段;并将原归于灯影组顶部,以麦地坪段为代表,含早寒武世小壳类化石的地层从该组中分出,作为寒武系底部的一个组一级岩石地层单位。依据最新的中国震旦系年代地层划分标准,将震旦系底界置于陡山沱组盖帽白云岩之底,顶以麦地坪组底平行不整合为界;陡山沱组相当于震旦系下统到上统下部,即包括下统九龙湾阶、陈家园子阶和上统下部吊崖坡阶,而喇叭岗组只相当于吊崖坡阶,灯影组则仅相当于上统上部灯影峡阶。以岩性、古生物、稳定碳同位素、放射性同位素测年以及测井曲线等为依据建立了四川盆地及周缘震旦系的对比关系,并与湖北峡东地区震旦系标准剖面进行了对比。
河流相层序地层学研究现状及发展方向
陈留勤;郭福生;梁伟;目前层序地层学研究多种模式并存,具备较为成熟的概念体系。理论和实践研究表明层序地层学理论可用于陆相地层分析。但是,由于海相和陆相地层与生俱来的明显差异,导致陆相层序地层研究更为复杂,需要更新的研究思路和更为有效的、精细的分析方法,所以陆相层序地层研究仍然是有待深入研究的一个领域。基于国内外陆相层序地层研究现状及存在问题,本文对陆相层序地层研究工作的基本原则、基准面和可容纳空间、陆相层序发育模式及体系域组成等核心内容进行了综述和探讨分析。在陆相层序地层研究工作过程中,需要重视露头和现代沉积的研究,融合测井和地震等地球物理资料,研究构造活动和古气候变化对层序地层结构的影响和控制作用,从成因上完善陆相层序地层模式、概念体系及工作流程。需要重视和加强河流泛滥平原细粒沉积的研究,古土壤不仅是良好的地层对比标志,同时也包含了重要的古气候信息。米兰科维奇天文旋回驱动在陆相和海相沉积地层中沉积响应的对比将有助于陆相高频层序的研究,因而具有重要意义。
沉积层序形成机制的海平面变化解释:层序地层学的重要科学命题之二
梅冥相;从早期的"层序"概念到"沉积层序"概念的最大变化,表现为从一个只是由不整合面所限定的单位演变为一个由不整合面及其可以对比的整合面所限定的单位;"可以对比的整合面"这个术语的增加促使"沉积层序"成为一个在一系列构造—沉积背景中的实用单位。但是,这个"可以对比的整合面"又被刻画为一个时间面,一个等同于Exxon层序地层学模式中的基准面下降开始的时间变化面。这种把层序界面作为概念性时间面的使用,导致了层序地层学等同于年代地层学,最终造成了层序地层学中与界面识别和单位定义相关的一系列问题的误解。基于把"可以对比的整合面"刻画为一个时间面,对"沉积层序"提出的一个大胆的解释:即在世界的大多数地方,那些在地震剖面上所识别出的、造成层序界面重复性发育的基准面变化应该归因于海平面变化。这个大胆解释在掀起了全球海平面研究高潮的同时,又造成了层序地层学的一些概念体系的不协调,主要表现在层序界面在海平面变化曲线中位置标定的剧烈争论:1)下降拐点;2)海平面变化的最低点;3)海平面变化的最高点。就像不整合面作为一个地层的时间屏障而成为层序界面一样,层序形成的海平面变化解释以及由此而产生的概念体系的不协调就成为层序地层学的第二个重要的科学命题。追索前辈学者对该问题的认识和争论,不但有利于了解三十余年以来层序地层学所取得的许多重要进展,而且有助于层序地层学的进一步发展而成为具体的地层学分支。
晚泥盆世F-F大灭绝事件研究进展
王玉珏;梁昆;陈波;宋俊俊;郭文;乔丽;黄家园;郄文昆;晚泥盆世弗拉期-法门期(F-F)之交的生物灭绝事件是显生宙以来五大生物灭绝事件之一,导致海洋中至少80%的物种消亡、群落结构明显更替、地史时期最大的后生动物礁系统彻底崩溃,深刻改变了地球生命的演化进程。受泥盆纪多种时间尺度作用力的综合影响, F-F生物事件的灭绝模式复杂,并非以短时间内极高的生物灭绝率为主要特征,总体上表现出一种循序的、渐进式的灭绝过程。频繁的海平面升降、海洋缺氧和泥盆纪温室地球极热条件下的气候快速变冷等多因素综合作用是造成F-F生物大灭绝的主要原因。晚泥盆世西伯利亚板块和俄罗斯地台上大规模的火山作用可能是造成地球表层系统中气候环境发生剧变的最终触发机制,同时陆地植物演化和全球构造活动在百万至千万年时间尺度上的反馈机制亦起重要作用,最终导致F-F之交全球气候异常突变、浅海区域海洋缺氧和F-F生物大灭绝。
用测井曲线自动划分层序地层研究
邵才瑞,李洪奇,张福明,张元福,吕希学无论在基础地质研究还是在指导沉积矿产资源勘查中 ,层序地层划分都具有重要的作用。利用测井资料进行人工层序地层划分是一项重要工作 ,但效率较低。根据层序地层划分的原则 ,采用频谱分析和砂泥岩比值方法设计了层序地层划分的自动算法 ,在济阳坳陷部分区块进行了应用 ,取得了较好的效果 ,为层序地层划分提供了有效的工具。
四川盆地白垩纪构造层序、岩相古地理及演化
隆轲;陈洪德;林良彪;徐胜林;程立雪;四川盆地白垩系可划分为2个构造层序,构造层序内部以最大湖泛面为界分为湖盆扩张期的沉积层序和湖盆收缩期的沉积层序。以沉积层序为编图单元,编制了四川盆地白垩纪的4张岩相古地理图,反映了四川盆地白垩纪的古地理特征及盆地演化,在早白垩世(TS1)期间沉积相主要沿着龙门山系呈东北向展布,发育有冲积扇、冲积平原、河流、湖泊等沉积相;到了晚白垩世(TS2)由于燕山运动第Ⅲ幕的影响,使盆地的沉积格局发生大角度偏转,变为北西—南东向,除了发育冲积扇、扇三角洲、盐湖以外,还发育砾漠和沙漠等沉积相。四川盆地主要发育了两种沉积模式,分别为冲积扇—河流—湖泊和冲积扇—扇三角洲—盐湖—河流。四川盆地白垩纪构造层序、岩相古地理的演化到构造运动的控制。
从准层序到米级旋回——层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带
陈留勤;层序地层学的基本单位是层序。准层序和准层序组构成了层序的基本结构单元,它们在层序内有规律的空间叠置样式是识别体系域的客观标准。准层序被定义为以海泛面为界的向上变浅序列,但是准层序是一个比较松散的概念,存在问题是对其成因机制研究不足。米级旋回作为旋回地层学的基本单位,定义为数厘米至数米厚的向上变浅的岩相序列,是高频率海平面升降变化的产物,其形成时限为相应的米兰柯维奇天文旋回周期。作为旋回地层学的基本单位,米级旋回以其明确的沉积学涵义和有规律的天文成因机制,是对层序地层学概念体系中的"准层序"的良好补充,对其进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。从准层序到米级旋回这一概念体系的演变,代表了层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带。最后介绍旋回地层学的最新进展亚米兰柯维奇旋回,它对精确数字定年具有重大意义。
天文地质年代表与旋回地层学研究进展
徐道一;Rio等(2003)依据旋回地层学研究成果提出了“天文地质年代表”,旋回地层学研究是依据地层记录中的旋回与有关米氏旋回来确定地质时间。轨道(或天文)方法已被确定为建立2004年“国际地质年表”(由国际地层委员会确认)的重要方法之一(Gradstein等,2004)。我国在新近系、古近系、下侏罗统、二叠系等陆相沉积的旋回地层研究方面已取得一批成果。
四川盆地威远页岩气田五峰组和龙马溪组黑色页岩生物地层特征与意义
王红岩;郭伟;梁峰;赵群;我国南方海相页岩气资源潜力巨大,勘探开发活动活跃,目前已经在四川盆地南部威远、长宁等区取得重大进展。但对于页岩气储层精细划分还缺乏有效的手段,对页岩气水平井开发箱体的确定还有争议。通过对威远页岩气田威202井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石和三叶虫等重要生物化石的鉴定,结合区域地层特征将其划分到笔石带,并确定五峰组和龙马溪组下部的笔石带为最优储层,提出威202井区在奥陶纪末期五峰组、观音桥层及志留纪初期龙马溪组剖面和湖北宜昌王家湾剖面可以对比,具有重要的地层对比意义。