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1、碳酸盐岩层序地层模式一、碳酸盐岩层序地层学概述Vail等于1987年提出层序地层学(sequencestratigraphy)的概念,在1988年,VanWagoner又提出了新的定义:研究以侵蚀面或无沉积作用面或可相互对比整合面为界的年代地层学格架中有成因相关意义的岩相的科学。层序是最基本的单元,一个层序又可分为若干个体系域,体系域内部是个或多个准层序或准层序组。准层序即是在成因上具有联系的、相对整一的一套岩层或岩层组。确定层序所必需的许多信息来源于地震资料（当然也可以从露头和井孔中获得）。除了对早期的硅质碎屑岩讨论以外,对碳酸盐岩层序地层学的讨论也是有用的,因为这
2、样可以唤起对沉积倾向性的理解。所有的沉积体系都记录了相同的基本过程的影响,但它们的记录又各有所侧重,地质学家应该了解沉积体系在记录海平面变化、气候或其它环境因素中的倾向性，这样便能更加全面地对层序地层学进行学习和研究。碳酸盐体系不同于硅质碎屑体系.碳酸盐沉积物是在盆内形成的,因此除了区域构造沉降和海平面变化外，海洋气候和水文条件也控制着碳酸盐的沉积过程。J.S.Sang在对世界不同碳酸盐台地研究后认为：短期的全球海平面变化(相对海平面变化)是控制碳酸盐生产率、碳酸盐台地或碳酸盐滩发育及其相分布的主要因素。1、海相碳酸盐岩——生物礁层序地层学研究目前,涉及我国新生代、中
3、生代和古生代海相碳酸盐岩—生物礁油气层序地层学最为突出的几个成功研究实例是四川普光、新疆塔里木和南中国海油气区,获得了油气突破性发现。首先研究涉及层序单元划分与基本特征、主要层序界面识别、层序单元划分等内容,完成了上第三系生物礁——碳酸盐岩层序地层格架、典型生物礁储层层序格架、层序界面或单元划分、层序地层格架下的沉积体系域特征与沉积体系控制因素等研究。2、碳酸盐岩沉积及层序发育的主要控制因素大地构造作用决定碳酸盐沉积作用背景,大地构造背景下的盆地结构是影响碳酸盐岩层序几何形态的一个关键因素。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地:缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没
4、型(M.E.Tucker,1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力,控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。大部分碳酸盐岩沉积物是由生物产生,其中不少是光合作用的副产物。因此,这种生产过程取决于光照程度,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部50—100m的水体中,因为该深度内悬浮着大量能进行光合作用的生物。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高,而在10～20m内剧减。气候决定水的
5、盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积,潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。二、碳酸盐建造沉积物来源是将硅质碎屑和碳酸盐分离的一方面。硅质碎屑物来自陆块的侵蚀碳酸盐沉积物是由海洋溶解物凝析而来的,生物极大地控制着这个沉积过程。最著名的碳酸盐建造是热带地区的生物礁和台地发生在赤道两侧纬度大约30°以内的地带。然而
6、,在过去的10年里,研究人员对另两种碳酸盐生成体系也进行了大量的研究。这两种碳酸盐生成体系是冷水碳酸盐形成于低温的极地地区,表现为介壳碎屑堆积,而无生物礁和细泥沉积和“泥丘”碳酸盐一般出现于波基面以下的深水区域,主要由细粒碳酸盐组成。“泥”这种物质中的大部分是很难沉淀的,因此,泥这个字在薄剖面中是指外表似泥的物质,实际上是一种误称。三种建造依赖于不同的生成机制,因此对层序结构的许多特征也产生了影响。热带建造的沉淀作用绝大部分是光合作用的副产品,这会把生成带局限在阳光透过的水体部分,大约是靠上部的100m。热带地区产生的碳酸盐是最丰富的且该带的碳酸盐控制了地质记录。在冷
7、水体系中,由日光产生的有机体的沉淀作用比不上由养料供应产生的影响,因而,其生成带可扩至200m以上。在泥丘中生成的大多数碳酸盐是由蓝藻和其它微生物沉淀而来的,它们也很少依赖于日光,可以在水深400m以上的环境中产生。三、碳酸盐岩的层序地层学特征在碳酸盐岩中，四个主要变量控制着地层分布模式的变化和岩相分布，它们是①构造沉降，它产生了沉积物的沉积空间；②全球海面升降变化，它是控制地层分布模式和岩相分布的主要控制因素；③沉积物的多少，它控制古水深；④气候，它是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度对碳酸盐岩、蒸发岩的分布、对于硅质碎屑沉积的类型和数量是
