层序地层划分基础及地层格架研究

（一）层序地层划分依据

层序（Sequence）是一套内部相对整一的、成因上有联系的、以不整合面和可以与之对比的整合面为界的一套地层单元（Mitchum，1977）。层序内部相对整合的地层形成于同一相对海平面升降旋回中，是成因上有联系的多种沉积相在纵向和横向上按照一定的叠置样式排列的有序组合。

一个沉积层序可以包括若干个不同类型的体系域，它们是以其在层序内的位置以及以海泛面为界的准层序组和准层序的叠置方式来定义的。

不整合面是一个分开较新地层与较老地层的面，沿着这个面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀削截（以及在某些地区内具有可以与之对比的海底侵蚀）或者陆上暴露现象。不整合面在地震反射剖面中常响应于削蚀、顶超、上超和下超等反射终止关系。

整合面是一个较新地层与较老地层分开的层面，沿此面没有侵蚀作用（无论是陆上侵蚀还是海底侵蚀）的证据，并且沿此面不指示有重大沉积间断。它包括沉积作用缓慢、具有由很薄的沉积所代表的长期地质时间的那些面（如凝缩层）。

成因联系的地层即符合瓦尔特相律的一套地层。德国学者瓦尔特（Walther，J.）于1993年至1994年提出这个相共生原则。瓦尔特相律表述为“只有在横向上相邻出现的相，才能在纵向序列中互相叠覆”。

准层序和准层序组是层序的基本结构单元。准层序组中准层序叠置形式有进积、退积、加积3种形式。

本章主要研究区域是位于宁夏回族自治区管辖范围内的煤田，层序主要研究晚石炭世、早二叠世及中侏罗世含煤地层。地层格架的建立和研究主要以三级层序为基础。含煤岩系层序地层划分应用了Vail的高分辨率层序地层及成煤可容空间概念体 系（Wilgus等，1988；VanWagoner和Mitchum，1990；Mitchum等，1991），参考《中国聚煤作用系统分析》（中国矿业大学出版社，2001）一书中针对中国含煤盆地的层序地层划分方案及指导思想，开展泥炭沼泽精细沉积体系和沉积环境研究，进行工作区含煤岩系层序地层格架的建立，提出相区（带）划分依据；按主要含煤时代叙述岩相古地理空间变化规律和演化规律，提出含煤岩系精细层序地层格架下含煤岩系沉积模式及优质煤炭资源聚集模式，并分析含煤地层的聚煤规律及控制煤层聚集的主要因素。

（二）层序地层划分方法

地层划分是对一个地区的地层剖面中的岩层进行划分，建立地层层序的工作。其中层序界面、层序结构和体系域及沉积体系展布是层序地层研究的重要内容，尤其以层序界面的识别最为重要。

1.层序界面的识别原则

（1）层序界面的识别标志

层序界面有多种表现形式，其在地震、钻井剖面及测井曲线上具有明显标志特征。可分为不同级别层序界面，层序界面在钻井岩心和露头剖面上通常表现为：A古土壤层（古风化壳或根土岩），B冲刷不整合面，C沉积相突变面，D地球化学特征、古生物和古生态特征可能明显不同，也可以作为层序界面的识别标志。如图3-3-1所示：层序界面为海侵面（TS）把高水位体系域（TST）和海侵体系域（HST）分开。

图3-3-1　层序界面的识别标志和体系域划分方法

（2）层序界面的识别特征

层序界面在海（湖）盆边缘通常表现为不整合面，而在海（湖）盆内部常为连续沉积的整合面。其识别的具体特征如下。(www.xing528.com)

A．沉积斜坡上倾方向：下切谷砂砾岩体及伴随的冲刷面的发育；河道间的层序界面以发育古土壤层为特征。

B．沉积斜坡下倾方向：沉积相转换面，一般是从海（湖）盆水体变浅再变深过程的转换面，这是海（湖）盆内缺乏下切谷充填砂体时或者在冲积平原河道间识别层序边界的重要标志。

C．地球物理及地球化学特征：在层序界面上下电性特征发生突变，如GR曲线及视电阻率曲线在界面上下有显著差异，GR值快速减小、视电阻率快速增大部位一般可能发育层序界面；指示古盐度的增高的微量元素指标（如Sr、B、Sr/Ba及B/Ga等）会突然降低。

（3）初始海（湖）泛面识别

一般将河道砂砾岩之上覆盖的泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩等细粒岩石的底面定为初始海（湖）泛面。在没有河道发育的地带，初始海（湖）泛面与层序界面重合，此时古土壤可能比较发育。在电测曲线上一般把首次出现GR值快速增大、视电阻率快速减小的位置定为初始海（湖）泛面。

（4）最大海（湖）泛面识别标志

在一套向上变细、变深的沉积序列中，代表最深的岩相一般为滨外相泥岩、粉砂质泥岩或薄层石灰岩、钙质白云岩，这样的岩性一般以相对较大的厚度出现时，可将其底面作为最大海（湖）泛面的位置。

最深的岩性岩相若在剖面上重复出现，那么在厚度上向上变到最厚的一个层位的底面即为最大海（湖）泛面的位置。

最大海（湖）泛面在测井曲线上主要表现为高自然伽马和低视电阻率，一般将自然伽马值最大、电阻率最小的滨外泥岩位置作为最大海（湖）泛面，它代表向上变细到向上变粗的序列的转折点。

在地球化学特征上，最大海（湖）泛面常常伴随有指示古盐度的增高的微量元素指标（如Sr、B、Sr/Ba及B/Ga等）大幅度增高。

2.层序地层的划分及对比

根据不同级别层序界面，划分不同级别层序地层单元，在横向上不同钻孔进行层序地层的划分、对比。对比包括：三级层序边界的追踪、对比；三级层序组的对比；标志层、煤层、沉积体系的追踪、对比等。

层序地层的划分和对比主要依据地层的几何形态，包括地层在层序内的位置、内部的准层序和准层序组叠置型式以及相组合关系。