气候是控制高频层序的重要因素之一，尤其在构造稳定阶段，气候变化对高频层序界面的控制作用尤为显著。气候条件的高频周期性变化主要通过影响湖平面和沉积物供给的变化来控制高频层序界面的形成和演化。
1.气候变化对沉积物供给的控制作用
冲积扇是扇三角洲的物源供给体系，同时也是扇三角洲平原的主体沉积。气候变化对扇三角洲环境沉积物供给的控制作用主要体现在：气候变化的周期性造成陆上洪水或泥石流爆发的准周期性，在相同的构造背景下，低频气候旋回孕育低频洪水事件或泥石流事件，形成的五级层序界面的识别标志范围广，侧向连续性好；高频气候旋回孕育高频洪水事件或泥石流事件，五级层序界面的识别标志分布范围窄，侧向连续性较差。
通常来讲，在长期潮湿气候条件下，季节性的降雨较为充沛，形成以季节为周期的高频气候旋回，导致扇三角洲平原上的辫状河道多为砂质辫状河，但是季节性降雨的雨量较小，辫状河的负载能力低，所搬运的沉积物粒度较细，高频层序界面主要表现为河道底部冲刷面和河道顶部的洪泛泥岩。由于有常年流水，辫状河道的延伸距离较远，因此冲刷面和洪泛泥岩的展布范围广泛（图4.10a）。
图4.10 气候变化对高频层序的控制作用（据文献[75]）
在长期干旱气候条件下，常常会爆发百年一遇的大洪水，这种大洪水属于低频气候旋回的产物。在大洪水期间，河流的负载能力也显著提高，所携带的沉积物粒度较粗，因此槽流、片流以及砾石质辫状河发育，层序界面主要表现为槽流、辫状河道底部冲刷面以及片流底部岩性界面。在干旱气候条件下，扇体的流域面积较小，因此这些界面的展布范围也比较窄，洪泛期细粒沉积的保存程度相对较低（图4.10b）。
在潮湿气候和干旱气候频繁交替的条件下，交替爆发大规模和小规模的洪水，沉积物供应强度不断变化，扇体不断迁移，沉积范围不断变化，因此，在扇体迁移之后，原来的沉积部位暴露于地表，形成间歇暴露面（图4.10c）。
在一个五级层序内部又包含多个高频洪水事件，形成多个六级层序，并且在五级层序顶底形成冲刷面或洪泛面（图4.11）。
图4.11 洪水事件控制下的五级层序界面发育模式
一次高频洪水事件又可分为涨洪→落洪→枯水期等阶段，形成a1型和a2型六级层序。涨洪期至最大洪峰期，水量不断增大，大量沉积物被向前搬运，同时辫状河道对下伏地层产生冲刷作用。始落洪期至后落洪期，洪峰时水流所携带的沉积物按照机械分异作用开始沉积，其中粗粒沉积物在该时期先沉积下来，形成五级层序的中下部沉积。后落洪阶段，随着水流的流速、流量进一步下降，中、细粒沉积物依次沉积于始落洪期粗沉积物之上，形成五级层序的顶部沉积，并最终形成洪泛面。至枯水期，在扇缘部位的河道外侧，由于沉积物供应量少而暴露在空气中遭受氧化作用，形成间歇暴露面。
2.气候变化对湖平面升降的控制作用
按照米兰科维奇（Milankovitch）轨道理论，地球运行轨道几何形态的周期性变化，可以引起气候的周期性波动。在岁差、斜率和偏心率这三个轨道参数的驱动下，形成不同级次的高频层序。具体来说，气候对高频层序的控制是通过它对湖盆注入量和蒸发量的影响，进一步引起湖平面的变化来完成的。在湖平面升降旋回变化过程中，由于A/S比值的变化，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、岩相组合及岩石结构等发生变化，进而形成各种类型的高频层序界面[76]。
然而不同盆地的古地形、古水深条件不同，湖平面变化对气候的敏感程度不同[77，78]，高频层序界面的发育程度有明显的差异。
柳赞油田北区在沙三3时期处于潮湿、多雨的气候条件，降雨量长期大于蒸发量，盆地泄水通道的海拔较高，因此研究区在较长时间内保持了深水环境。在盆地边缘的扇三角洲前缘沉积中，发育较厚的湖相泥岩段，并与水下砂砾岩体互层。尤其是在四级层序FS2沉积期，总体沉积地形起伏较大，盆地陡坡边缘的河流作用较强，导致河道冲刷面的分布范围大，而短周期的气候波动对于此类深水湖盆的湖岸线的迁移距离影响很弱，垂向上湖平面即使有大幅度的升降变化，湖岸线在平面上迁移的距离也很小，因此，洪泛泥岩在平面上的分布范围相对局限（图4.12）；同时，湖泛对于冲刷面的分布范围的影响也较小。(www.xing528.com)
图4.12 降雨量大于蒸发量的断陷深水湖盆高频层序界面发育模式（据文献[77]）
与柳赞油田相反，滦平盆地在西瓜园组沉积期湖盆水体较浅，降雨量大致等于蒸发量，湖平面对于气候的短期变化较为敏感，升降频繁，其证据如下：
首先，垂向上缺少完整的三角洲沉积层序。多个野外露头剖面上可见滨、浅湖泥岩和前三角洲泥岩与三角洲前缘砂岩互层的现象，砂岩中可见平行层理、交错层理等牵引流的沉积构造。这一现象表明，在气候干旱期，湖平面下降，暗色泥岩出露地表，陆上辫状河道携带陆源粗碎屑物质入湖，形成了低水位扇三角洲前缘砂泥互层的特征（图4.13）。
图4.13 滦平盆地桑园剖面扇三角洲前缘高频层序特征
其次，在西瓜园组下段的暗色泥岩中还可见恐龙脚印化石（图4.14）。纪友亮等[79]指出这些化石是湖平面频繁变化的良好证据。在潮湿气候条件下，湖平面上涨，前扇三角洲、深湖－半深湖相泥岩不断沉积。在枯水期，湖平面下降，前扇三角洲或深湖－半深湖相暗色泥岩暴露出水面，一些恐龙到湖边喝水，踩在泥岩上，就留下了脚印（图4.15）。
图4.14 滦平盆地西瓜园组地层特征（据文献[79]）
图4.15 滦平盆地西瓜园组恐龙脚印化石（据文献[79]）
依据这些现象可以推断，降雨量或蒸发量的细微波动能够给滦平盆地的湖平面带来剧烈的变化，也就是说，垂向上湖平面即使只有小幅度的升降，也会在平面上引起湖岸线的大范围迁移。湖平面上升期，该类型湖盆可能发育前扇三角洲、深湖－半深湖相等深水沉积，洪泛泥岩的分布范围广；湖平面下降期，深水沉积的暗色泥岩可能直接暴露地表，大量的陆源粗碎屑物质向盆地内进积，河道底部冲刷面在顺物源方向上的延伸距离远（图4.16）。
图4.16 降雨量大致等于蒸发量的断陷湖盆高频层序界面发育模式（据文献[77]）
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