陸相斷陷湖盆層序構(gòu)型與砂體發(fā)育分布特征

1 層序地層學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)況

統(tǒng)計(jì)表明，廣泛分布于世界各地的斷陷盆地油氣產(chǎn)量占據(jù)了已探明巨型油氣田油氣產(chǎn)量的1/3。隨著近海海域、大陸架以及深水區(qū)域油氣勘探與開發(fā)的日益成熟，海相斷陷盆地的勘探開發(fā)引起了全球廣泛關(guān)注［1］。與國(guó)外海相斷陷盆地為主導(dǎo)的油氣勘探開發(fā)不同，中國(guó)作為陸相盆地產(chǎn)油大國(guó)，油氣勘探開發(fā)多集中于陸相斷陷湖盆。陸相與海相斷陷盆地具有相似的斷陷演化過程和砂體發(fā)育分布特征［2］，具備非常大的油氣勘探潛力。

當(dāng)代地球科學(xué)研究正在不斷地朝著全球化、綜合化、信息化和數(shù)字化的方向發(fā)展，這就要求人們不斷地修訂并完善傳統(tǒng)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，充分且創(chuàng)新性地利用多種信息，促進(jìn)眾多地學(xué)分支學(xué)科相互交叉滲透，產(chǎn)生新的邊緣學(xué)科，以滿足或適應(yīng)地球科學(xué)的迅速發(fā)展。20世紀(jì)80年代末期誕生并被人們廣為接受的層序地層學(xué)正是順應(yīng)了地球科學(xué)發(fā)展的歷史潮流，它的出現(xiàn)在基礎(chǔ)地層學(xué)、沉積地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)和礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)等相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域引起了極大的震動(dòng)并產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。層序地層學(xué)為沉積巖相關(guān)研究提供了一個(gè)等時(shí)的地層學(xué)框架，就像板塊構(gòu)造學(xué)說曾經(jīng)提供一個(gè)完整統(tǒng)一的構(gòu)造概念一樣，它改變了人們分析地層記錄的基本原則，是地質(zhì)學(xué)的一次革命，開創(chuàng)了探索地球歷史的一個(gè)新紀(jì)元［3］。

層序地層學(xué)是研究以不整合面及其可對(duì)比的整合面為邊界的、具有成因聯(lián)系且具旋回性的、地層年代格架內(nèi)巖石組合、沉積作用的一門地質(zhì)學(xué)科。它提供了一種更準(zhǔn)確的年代地層對(duì)比框架，通過恢復(fù)古地理面貌，確定沉積體系類型及砂體分布規(guī)律，預(yù)測(cè)烴源巖、儲(chǔ)蓋配置關(guān)系、地層巖性圈閉分布區(qū)及成藏組合。顯然，層序地層學(xué)已在地質(zhì)理論研究和沉積礦產(chǎn)勘探等諸多方面展現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力，已在全球范圍內(nèi)掀起了層序地層學(xué)研究熱潮（圖1）［4］。

圖1

圖1   層序地層學(xué)近期發(fā)表文章統(tǒng)計(jì)（基于谷歌學(xué)術(shù)）

Fig.1   Statistics of publication for sequence stratigraphy research（based on Google Scholar）

現(xiàn)今國(guó)際層序地層學(xué)主流學(xué)派包括Vail（1988）倡導(dǎo)的以不整合面為層序邊界的經(jīng)典層序地層學(xué)、Galloway（1989）提出的以最大海泛面為層序邊界的成因?qū)有虻貙訉W(xué)、Embry（1992）發(fā)展的以最大海退面或首次海泛面為旋回邊界的海侵-海退旋回層序地層學(xué)和Cross（1994）創(chuàng)立的以基準(zhǔn)面為旋回邊界的高分辨率層序地層學(xué)［3-4］。上述層序地層學(xué)理論在20世紀(jì)90年代先后被引入中國(guó)，在沉積地質(zhì)學(xué)和石油工業(yè)等領(lǐng)域得到了創(chuàng)新發(fā)展，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了顯著成效。

目前普遍認(rèn)為，起源于被動(dòng)大陸邊緣海相碎屑巖的經(jīng)典層序地層學(xué)基本原理（Vail，1988）能夠應(yīng)用于陸相湖盆沉積地層研究。根據(jù)陸相湖盆構(gòu)造演化、氣候、古地貌、沉積體系發(fā)育特征以及多種控制沉積層序形成發(fā)育的地質(zhì)因素，中國(guó)地學(xué)工作者創(chuàng)新性地將Vail（1988）和Cross（1994）等人倡導(dǎo)的層序地層學(xué)理論方法應(yīng)用到陸相盆地相關(guān)研究中，建立了坳陷和斷陷湖盆層序地層模式，預(yù)測(cè)了沉積砂體時(shí)空分布，有效指導(dǎo)了巖性圈閉油氣勘探［5-6］。

2 陸相斷陷湖盆地質(zhì)特征

中國(guó)中新生代發(fā)育了盆地結(jié)構(gòu)各異、大小不等的陸相沉積盆地。按形成機(jī)制可劃分為伸展類、撓曲類和走滑-伸展類，其中伸展類斷陷湖盆具有如下主要地質(zhì)特征：① 斷陷湖盆多具箕狀結(jié)構(gòu)，半地塹是其最主要的構(gòu)造樣式，形成地貌差異明顯的陡坡帶、緩坡帶以及深洼帶沉積背景。② 盆地沉積中心往往與沉降中心吻合；近物源、遠(yuǎn)物源和多物源體系充足供源；陡坡帶相帶窄，巖相和沉積厚度變化快；緩坡帶相帶寬，巖相和沉積厚度差異小。③ 盆地內(nèi)同沉積斷裂活動(dòng)明顯，所形成的斷裂坡折帶對(duì)沉積物路徑系統(tǒng)和重力流沉積有著重要控制作用，同沉積斷裂差異活動(dòng)形成的斷陷地貌不僅豐富了盆地的物源體系，還控制了體系域的形成、分布和演化。④ 斷陷湖盆的地質(zhì)特征受構(gòu)造和氣候作用影響大，表現(xiàn)為多幕次、多斷陷及多沉降中心的構(gòu)造特征；在斷陷湖盆發(fā)育的早中期，湖盆沉降快、湖水深，深湖區(qū)占湖盆總面積的比例較大；在斷陷湖盆發(fā)育的晚期，由于沉積物充填和區(qū)域性抬升活動(dòng)，盆內(nèi)地貌差異變小，湖水變淺，湖盆由斷陷向坳陷轉(zhuǎn)化，等等。

區(qū)域性構(gòu)造幕及構(gòu)造事件是控制湖盆形成與演化的最重要因素，湖平面幕式升降及氣候變化主導(dǎo)了陸相斷陷湖盆層序地層構(gòu)型的多樣性［2，7］。在斷陷盆地構(gòu)造演化過程中，同沉積斷層活動(dòng)及其組合樣式影響盆地內(nèi)部斷塊的沉降或者抬升剝蝕狀態(tài)，進(jìn)而控制沉積物搬運(yùn)通道和沉積體系分布［8-9］。一個(gè)典型陸相斷陷盆地存在多種樣式的供源水系和沉積物分散路徑（圖2）［10］：陡坡帶斷崖坡度陡且水系長(zhǎng)度短，由一系列規(guī)模小的線性輸入水系組成，在斷層下降盤形成小規(guī)模的扇體。不同斷層段在生長(zhǎng)連接過程中，會(huì)彼此疊置形成中等坡度的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，進(jìn)而發(fā)育轉(zhuǎn)換帶水系和斷塊掀斜形成的逆向水系。與此相反，緩坡帶和盆地長(zhǎng)軸區(qū)域地形相對(duì)平緩，匯水面積大，易在先存水系基礎(chǔ)上發(fā)育緩坡帶水系與長(zhǎng)軸向水系，利于形成大規(guī)模的河流-三角洲沉積體系［9-10］。

圖2

圖2   典型箕狀斷陷湖盆沉積體系和沉積物分散路徑示意圖［10］

Fig.2   The depositional systems and sediment dispersal patterns in a typical continental rift basin ［10］

3 斷陷湖盆層序構(gòu)型與砂體分布

斷陷盆地的層序地層構(gòu)型、沉積充填特征和砂體分布主要受控于盆地?cái)嗔鸦顒?dòng)、盆地結(jié)構(gòu)、沉降速率、沉積物輸入量和氣候變化等因素。從構(gòu)造拉伸影響的尺度來看，斷陷盆地結(jié)構(gòu)可細(xì)分為3種類型：半地塹型、地塹型和分隔斷陷型 ［11-12］。從盆地沉降速率來看，斷陷盆地的演化過程受控于盆緣斷層的生長(zhǎng)連接過程，可分為初始斷陷期、強(qiáng)烈斷陷期、斷-拗轉(zhuǎn)換期及拗陷沉降期4個(gè)階段［13-14］。從盆地供源角度來看，斷陷盆地的沉積動(dòng)力學(xué)配置主體受長(zhǎng)軸向水系和短軸山前水系交互的影響［15-17］（圖2）。顯然，對(duì)上述多種控制因素的耦合分析才能夠有效促進(jìn)對(duì)陸相斷陷盆地層序構(gòu)型及砂體分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

3.1 盆地初始斷陷期

陸相斷陷盆地初始斷陷期，邊界斷裂已具雛形，內(nèi)部先存基底斷層強(qiáng)烈伸展，形成眾多規(guī)模較小且彼此分隔的、洼-隆相間的構(gòu)造格局，多以不對(duì)稱型半地塹盆地結(jié)構(gòu)為特征，盆地內(nèi)發(fā)育多個(gè)沉積中心（圖3a）。此階段沉積物主要來源于盆外水系或斷層上升盤風(fēng)化剝蝕，沉積物搬運(yùn)通道主體繼承斷陷作用前的先存水系，但受局部斷層破裂和褶皺生長(zhǎng)作用相關(guān)地貌變化的控制，河流體系可發(fā)生局部改道或合并（圖4）。盆內(nèi)水系以短距離、季節(jié)性的山間河流為主，發(fā)育快速沉積充填，沉積了厚度變化大、近源粗粒的沖積扇、分支河流體系和扇三角洲等，季節(jié)性湖泊范圍局限且彼此不連通（圖3a）。

圖3

圖3   斷層演化控制下陸相斷陷盆地的構(gòu)造-沉積特征［2］

a.斷層初始期； b.斷層生長(zhǎng)連接期； c.斷層斷距增長(zhǎng)期； d.斷層停滯消亡期

Fig.3   Tectonic?sedimentary characteristics of continental rift basins controlled by fault evolution［2］

圖4

圖4   斷陷湖盆初始斷陷期層序結(jié)構(gòu)樣式及沉積充填特征

a，a'$\mathrm{a}\text{'}$.補(bǔ)償對(duì)稱斷隆型； b，b'$\mathrm{b}\text{'}$.過補(bǔ)償不對(duì)稱斷隆型

Fig.4   Sequence structure patterns and sedimentary filling characteristics of continental rift basins during the initial rifting stage

此階段盆地地層保存程度相對(duì)較差，部分小斷層在后續(xù)斷裂演化過程中停止活動(dòng)，其形成的小規(guī)模沉積中心若靠近盆地控邊斷層，則多被埋藏保存下來； 若靠近斷層上升盤的頂部，在后續(xù)斷陷過程中則多被抬升和下切改造。由于沉積物供給量差異，以及斷陷地貌的差異風(fēng)化作用，每個(gè)沉積中心的層序充填特征差異較大。層序底界面多為區(qū)域性的不整合界面，受后期斷層快速活動(dòng)控制，斷層上升盤層序頂界面多為角度不整合或平行不整合。控邊斷層活動(dòng)速率的逐漸增加使湖平面緩慢上升，層序內(nèi)部多發(fā)育加積型準(zhǔn)層序垂向疊加樣式（圖4）。

3.2 盆地強(qiáng)烈斷陷期

盆地強(qiáng)烈斷陷早期，在斷層段的生長(zhǎng)連接過程中，小規(guī)模斷層的側(cè)向生長(zhǎng)和連接最終形成了主斷層，在其控制下發(fā)育了半地塹型斷陷盆地，導(dǎo)致先前發(fā)育且彼此獨(dú)立的小規(guī)模沉積中心合并成規(guī)模較大的沉積中心（圖3b）。

盆地邊界斷層的形成及強(qiáng)烈的差異伸展活動(dòng)決定了盆地的層序結(jié)構(gòu)樣式。在半地塹型斷陷盆地內(nèi)部，依照盆緣斷層與盆內(nèi)斷層形態(tài)組合，可劃分出順向多級(jí)斷階型、反向多級(jí)斷階型和斷裂坡折型3種斷陷盆地結(jié)構(gòu)，并對(duì)應(yīng)發(fā)育3種不同的層序結(jié)構(gòu)樣式（圖5）。3種層序結(jié)構(gòu)樣式整體呈現(xiàn)不規(guī)則楔狀特征，沉積和沉降中心多位于邊界斷層下降盤，盆緣斷裂陡坡帶層序內(nèi)部充填粗碎屑、快速堆積的近岸水下扇及扇三角洲沉積，向盆地內(nèi)部延伸距離短，相變劇烈；體系域多呈結(jié)構(gòu)不對(duì)稱型，垂向多呈退積和加積型準(zhǔn)層序疊置（圖5）。斷裂坡折帶處多發(fā)育次級(jí)沉降中心，坡折帶下傾方向可容納空間增大，有利于發(fā)育低位楔狀體，具有短軸向延伸距離遠(yuǎn)、砂體連通性強(qiáng)等特點(diǎn)。受盆地差異沉降影響，緩坡帶常遭受剝蝕，可缺少層序早期低位域地層，層序界面多見下切谷，或呈輕微削蝕或出現(xiàn)微角度不整合（圖5）。

圖5

圖5   斷陷湖盆強(qiáng)烈斷陷早期層序結(jié)構(gòu)樣式及沉積充填特征

a，a'$\mathrm{a}\text{'}$.補(bǔ)償順向多級(jí)斷階型； b，b'$\mathrm{b}\text{'}$.欠補(bǔ)償反向多級(jí)斷階型； c，c'$\mathrm{c}\text{'}$.補(bǔ)償斷裂坡折型

Fig.5   Sequence structure patterns and sedimentary filling characteristics of continental rift basins during the early strong rifting stage

強(qiáng)烈斷陷晚期，控盆斷裂以及盆內(nèi)次級(jí)斷裂活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱，斷層斷距和延伸距離緩慢增大。在沉積充填作用下，盆地內(nèi)部由強(qiáng)烈斷陷早期形成的洼隆相間地貌被逐漸填平，形成整一的沉積中心（圖3c）。基于沉積物供給差異，可形成補(bǔ)償坡折型和欠補(bǔ)償坡折型兩種層序結(jié)構(gòu)（圖6）。補(bǔ)償坡折型層序結(jié)構(gòu)樣式整體呈現(xiàn)較規(guī)則的楔狀特征，湖盆陡坡帶常以粗碎屑、快速堆積的近岸水下扇及扇三角洲沉積為主，向盆地延伸距離短，呈楔狀或疊瓦狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成該層序的沉積和沉降中心（圖6a）。補(bǔ)償坡折型層序體系域呈不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，各體系域內(nèi)部以多期退積、加積型準(zhǔn)層序?yàn)橹?，高位域中晚期可見進(jìn)積型準(zhǔn)層序組垂向疊置。緩坡帶三角洲常沿古地形坡折分布，坡折帶之上發(fā)育下切谷，坡折帶下傾端發(fā)育低位扇體。湖盆陡坡帶與緩坡帶之間的深洼區(qū)常見大量低位域早期及高位域晚期形成的盆底扇沉積，湖侵域及高位域早期常形成厚層暗色泥巖或油頁巖。欠補(bǔ)償斷坡層序結(jié)構(gòu)呈明顯楔狀特征，沉積沉降中心位于邊界斷層下降盤（圖6b）。陡坡帶發(fā)育小型近岸水下扇沉積，各體系域內(nèi)部常常由多期退積型準(zhǔn)層序組垂向疊置，各準(zhǔn)層序組之間以半深湖泥巖相分隔，僅在高位域晚期出現(xiàn)進(jìn)積型準(zhǔn)層序組疊置。由于缺乏陸源供給，緩坡帶僅在高位域中晚期發(fā)育小型三角洲沉積，低位域、湖侵域以及盆內(nèi)大部分地區(qū)以深湖-半深湖暗色泥巖、油頁巖沉積為主，局部湖灣區(qū)域可見灘壩沉積（圖6）。

圖6

圖6   斷陷湖盆強(qiáng)烈斷陷晚期層序結(jié)構(gòu)樣式及沉積充填特征

a，a'$\mathrm{a}\text{'}$.補(bǔ)償坡折型； b，b'$\mathrm{b}\text{'}$.欠補(bǔ)償斷坡型

Fig.6   Sequence structure patterns and sedimentary filling characteristics of continental rift basins during the late strong rifting stage

3.3 盆地?cái)?拗轉(zhuǎn)換期

盆地?cái)?拗轉(zhuǎn)換期，盆緣斷裂活動(dòng)強(qiáng)度較強(qiáng)烈斷陷期弱，盆內(nèi)大部分?jǐn)鄬右淹Ｖ够顒?dòng)，僅少量斷層活動(dòng)造成沉積體系配置發(fā)生變化（圖3d）。此階段，沉積物源以盆外長(zhǎng)軸向物源體系為主，側(cè)緣沉積物仍來源于斷層上升盤剝蝕作用，沉積物搬運(yùn)通道以長(zhǎng)軸向河道及側(cè)向斷面下切溝谷為主，盆內(nèi)沉積體系以長(zhǎng)軸向河流-三角洲沉積、側(cè)向三角洲及扇三角洲沉積為主。

由于可容納空間急劇縮小，湖相區(qū)僅分布于湖盆陡坡帶等處。受盆地差異沉降和物源供給影響，可細(xì)分為斷裂坡折型和斷裂彎折型兩種層序結(jié)構(gòu)（圖7）。斷裂坡折型層序結(jié)構(gòu)多發(fā)育于盆地回返初期，可容納空間迅速減小，物源供給相對(duì)增強(qiáng)，盆地處于過補(bǔ)償狀態(tài)，層序厚度雖然不大但呈現(xiàn)滿盆富砂特征（圖7a）。湖盆陡坡帶以扇三角洲沉積為主，各體系域內(nèi)準(zhǔn)層序組為進(jìn)積、加積型垂向疊置，呈現(xiàn)出疊瓦狀結(jié)構(gòu)和楔狀外形。緩坡帶發(fā)育向湖盆內(nèi)低角度強(qiáng)烈進(jìn)積的辮狀河三角洲沉積，垂向上為多個(gè)進(jìn)積型準(zhǔn)層序組相互疊置，砂體橫向連通性強(qiáng)。斷裂彎折型層序結(jié)構(gòu)多是由盆地差異沉降、在斜坡內(nèi)帶沉降速率增大，導(dǎo)致地層彎折形成的，層序厚度向斜坡帶上傾端逐漸減?。▓D7b）。在盆地回返末期，可容納空間進(jìn)一步縮小，地貌差異減小，沉積物供給能力減弱，盆地內(nèi)河流相廣布，僅在湖盆陡坡帶等局部區(qū)域發(fā)育小型近源加積型扇三角洲，湖盆緩坡帶形成厚層廣布泥質(zhì)沉積，粗碎屑多分布于物源注入口附近區(qū)域。該層序結(jié)構(gòu)與下伏地層多呈輕微角度不整合接觸，后期抬升剝蝕造成與上覆地層角度不整合接觸（圖7）。

圖7

圖7   斷陷湖盆斷-拗轉(zhuǎn)換期層序結(jié)構(gòu)樣式及沉積充填特征

a，a'$\mathrm{a}\text{'}$.過補(bǔ)償斷裂彎折型； b，b'$\mathrm{b}\text{'}$.近補(bǔ)償斷裂彎折型

Fig.7   Sequence structure patterns and sedimentary filling characteristics of continental rift basins during the rifting?to?depression transition stage

3.4 盆地拗陷沉降期

在湖盆拗陷沉降期，斷裂活動(dòng)幾乎停止，湖盆整體處于過補(bǔ)償狀態(tài)，以河流-淺水三角洲沉積體系發(fā)育為特征。由于湖盆整體以構(gòu)造熱沉降為主，地貌整體趨緩，關(guān)鍵層序界面在地震剖面上常缺乏顯著的地震反射終止特征。

研究表明，該時(shí)期大部分湖盆已處于萎縮階段，通常不太發(fā)育常態(tài)化湖泊；河流、淺水三角洲和季節(jié)性淺水湖泊已成為該時(shí)期主要沉積相類型［18］。大部分遠(yuǎn)離濱岸的河流層序受控于構(gòu)造沉降與氣候變化，未必與湖平面變化保持良好的一致性［19-20］。因此，傳統(tǒng)意義上基于湖平面變化的層序研究方法并不完全適用于斷陷湖盆拗陷期及其之后構(gòu)造演化階段的層序地層研究。因此，考慮沉積環(huán)境特點(diǎn)開展層序地層學(xué)研究顯得尤為重要。

針對(duì)拗陷期大型斷陷湖盆濱淺湖相廣泛發(fā)育的情況，可依據(jù)坡折帶是否發(fā)育進(jìn)行體系域二分或三分研究［6］。在河流與三角洲主導(dǎo)的沉積層序樣式中，低位和高位體系域河流相較為發(fā)育，湖侵體系域發(fā)育淺水三角洲及淺水湖泊相，因此可借助相關(guān)地質(zhì)與地球物理資料識(shí)別出首次和最大湖泛面，進(jìn)行體系域三分研究［6］。

在河流體系主導(dǎo)的沉積層序樣式研究中，應(yīng)當(dāng)充分考慮可容空間（A）與沉積物供給量（S）變化關(guān)系（即A/S值）［21］。在基準(zhǔn)面明顯下降階段（A/S為負(fù)值），盆地沉積區(qū)以沉積過路河道、下切河道及寬淺下切河谷為主；在基準(zhǔn)面初始上升階段，可容空間相對(duì)較小（低可容空間體系域，A/S≤1），垂向上主河道區(qū)域含砂率較高，表現(xiàn)為河道垂向疊置、側(cè)向拼接特征；在遠(yuǎn)離主河道的泛濫平原區(qū)域，垂向上含砂率相對(duì)較低，表現(xiàn)為低砂體疊置樣式（圖8）。在基準(zhǔn)面上升階段（高可容空間體系域），可容空間相對(duì)較大，存在兩種不同的地層疊置樣式：①基準(zhǔn)面上升速率增加，河流供源能力相對(duì)較弱（A/S>1），巖性組合表現(xiàn)為低砂體疊置樣式（圖8）；②基準(zhǔn)面上升速率減緩，河流供源較為充足（A/S≤1），巖性組合表現(xiàn)為高砂體疊置樣式［21］。

圖8

圖8   斷陷湖盆拗陷期可容空間變化的河流相層序疊置樣式［21］

Fig.8   Fluvial sequence superimposing patterns in continental rift basins with changing accommodation space during the post?rifting depression stage ［21］

3.5 斷陷湖盆層序結(jié)構(gòu)樣式與砂體分布主控因素

陸相斷陷盆地同沉積斷層活動(dòng)和不同階段構(gòu)造演化過程是控制層序結(jié)構(gòu)、沉積充填樣式和砂體分布的主要因素。斷陷湖盆構(gòu)造活動(dòng)包含斷層幕式運(yùn)動(dòng)、構(gòu)造掀斜和差異構(gòu)造沉降等方面［14，22-25］。在某些湖盆中，湖平面波動(dòng)幅度和頻率要比海相盆地更為顯著。高頻湖平面波動(dòng)疊加構(gòu)造沉降是產(chǎn)生三級(jí)或者四級(jí)層序邊界的主要驅(qū)動(dòng)力［3，25］。盡管湖平面的波動(dòng)能夠在一定程度上對(duì)層序結(jié)構(gòu)樣式產(chǎn)生影響，但在中長(zhǎng)期時(shí)間尺度上，構(gòu)造活動(dòng)性盆地中受構(gòu)造作用控制的可容納空間及其沉積物供給這兩個(gè)因素對(duì)盆地層序充填的影響是最為主要的［26-27］。陸相斷陷盆地中強(qiáng)烈活動(dòng)的各級(jí)斷層是新增可容納空間的主要營(yíng)造者，不僅控制著層序內(nèi)部體系域的發(fā)育樣式和沉積體系類型，還控制著湖平面升降變化及砂體分散范圍，體現(xiàn)在地層厚度及分布、沉積體系和砂體空間配置差異性、層序結(jié)構(gòu)完整性和對(duì)稱性等方面。

在不同構(gòu)造演化階段，不同類型沉積物及其組合特征反映了特定的盆地結(jié)構(gòu)和盆地演化階段特征。斷陷湖盆層序結(jié)構(gòu)、沉積物組合、疊置樣式和砂體分布主要受控于構(gòu)造沉降和沉積物供給配置關(guān)系，對(duì)應(yīng)于不同的可容納空間與沉積物供給量比值（A/S）［28-30］，進(jìn)而梳理出以下4類9種層序充填樣式（表1）。

表1   陸相斷陷盆地層序結(jié)構(gòu)特征對(duì)比

Table 1  Characteristic comparison of sequence structure in continental rift basins

注：A為可容空間；S為沉積物供給量。

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4 斷陷湖盆層序熱點(diǎn)研究方法與實(shí)例

4.1 斷陷湖盆層序熱點(diǎn)研究方法

1） 井-震結(jié)合層序分析方法

通常情況下，地質(zhì)學(xué)家常采用多種類型資料相結(jié)合的方法對(duì)研究區(qū)沉積序列進(jìn)行層序地層的綜合研究。如何將覆蓋區(qū)鉆測(cè)井層序劃分方案與地震層序劃分方案進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)賦予地震層序地質(zhì)年代意義是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作。在利用古生物學(xué)、同位素年代學(xué)、古地磁學(xué)及旋回地層學(xué)等方法確定鉆測(cè)井資料所劃分的沉積層序地質(zhì)年代之后［31］，通常采用垂直地震剖面（VSP）和人工合成地震記錄對(duì)已劃分的地震層序進(jìn)行地質(zhì)年代標(biāo)定，建立單井和多井鉆測(cè)井資料沉積層序與地震層序的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并最終厘清地震層序?qū)?yīng)的絕對(duì)地層年代。多年實(shí)踐證明，井-震結(jié)合開展層序分析是斷陷湖盆層序地層學(xué)最為有效的研究方法。

2） 高頻層序劃分

天文軌道驅(qū)動(dòng)所引起的氣候變化及海（湖）平面變化是形成高頻層序重要的成因機(jī)制［32-33］。在米氏旋回周期理論體系下，四級(jí)層序可能受控于405 kyr長(zhǎng)偏心率周期，五級(jí)層序可能受控于100 kyr短偏心率周期，六級(jí)層序可能受控于40 kyr斜率與20 kyr歲差周期［32］。由于斷陷湖盆的湖平面變化受到構(gòu)造和氣候的雙重控制，在很多情況下連續(xù)的河湖相地層記錄了完整的氣候演變及天文旋回的信息，因此能夠通過旋回地層學(xué)方法對(duì)高頻層序單元進(jìn)行識(shí)別和劃分。測(cè)井曲線載有連續(xù)的地層沉積旋回信息，對(duì)預(yù)處理（插值、去趨勢(shì)、去極值）后的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，識(shí)別地層中天文軌道周期信號(hào)，再通過濾波方法劃分不同級(jí)別的層序。上述研究方法在中國(guó)東部中-新生代斷陷湖盆研究中取得了顯著成效［34-35］。

此外，小波變換、時(shí)頻分析及INPEFA等多種技術(shù)手段在關(guān)鍵層序界面識(shí)別及高頻層序劃分方面亦具有一定的輔助作用，并在陸相斷陷湖盆層序研究中得到了廣泛應(yīng)用［36-37］。

3） 湖平面變化研究方法

斷陷湖盆相對(duì)湖平面變化受控于構(gòu)造沉降和氣候變化，對(duì)于闡明可容空間變化特征具有重要意義。湖平面變化重建方法包括地球物理學(xué)、地球化學(xué)、古生物學(xué)及旋回地層學(xué)等多種理論方法。其中，地球物理學(xué)方法最為常見，主要基于地震反射中的濱岸上超點(diǎn)、濱線遷移軌跡確定相對(duì)湖平面變化［38-39］；地球化學(xué)方法主要基于穩(wěn)定同位素、總有機(jī)碳及主微量元素，恢復(fù)相對(duì)湖平面變化趨勢(shì)；古生物學(xué)方法主要利用藻類、介形蟲及遺跡化石估算古水深，進(jìn)而恢復(fù)相對(duì)湖平面變化；旋回地層學(xué)方法主要是基于旋回厚度變化建立斷陷湖盆的Fischer圖解［40］，進(jìn)而確定可容空間垂向變化特征。在實(shí)際研究過程中，常常將地球物理學(xué)、地球化學(xué)、古生物學(xué)和旋回地層學(xué)等多種方法結(jié)合起來，重建斷陷湖盆相對(duì)湖平面變化［41-42］。

4.2 渤海灣盆地層序?qū)嵗治?/h3>

渤海灣盆地中新生代發(fā)育典型陸相斷陷盆地，可根據(jù)盆地邊界斷層空間組合形態(tài)和裂陷活動(dòng)期次構(gòu)建構(gòu)造-層序-沉積響應(yīng)模式［6，14，43-56］。下文綜合解剖渤海灣盆地典型斷陷湖盆相關(guān)層序-沉積發(fā)育特征。

1） 斷陷湖盆陡坡帶——沙壘田凸起西段沙河街組三段層序解剖

渤海灣盆地海域沙壘田凸起西段沙河街組三段（沙三段）沉積時(shí)期發(fā)育完整的受斷裂陡坡帶控制的層序格架和源-匯系統(tǒng)?；谧钚碌膸r心、測(cè)井和三維地震資料，精細(xì)刻畫了沙壘田凸起西段沙三段（Es3）層序地層格架下源-匯系統(tǒng)基本特征及其耦合關(guān)系［57-58］（圖9）。

圖9

圖9   渤海灣盆地沙壘田凸起西段沙三段陡坡帶完整裂陷幕不同層序單元源-匯配置關(guān)系（a—c， Es3L — Es3U）及耦合沉積層序模式（d）

Qs.總沉積物通量；Qf.扇三角洲沉積物通量；Qw.水流通量；Qe.湖泊深部沉積通量；B.人類世冰期剝蝕因子；T.匯水盆地平均溫度；A.流域面積；Ld.匯水盆地長(zhǎng)度；R.匯水盆地落差；vs.構(gòu)造沉降速率；A/B/C/D.扇體編號(hào)；Hf.扇體厚度；Sf.地形坡度；Lf.扇長(zhǎng)度；V1—V4.古溝谷與斷槽物源通道

Fig.9   Source?to?sink configurations of different sequence units （a - c， Es3L - Es3U） and coupling sedimentary sequence model （d） for the whole rifting episode on a steep slope in the third member of Eocene Shahejie Formation， western Shaleitian high， Bohai Bay Basin

沙壘田凸起西段母巖區(qū)主要巖性為混合花崗巖［57-58］。根據(jù)沙三段古地貌恢復(fù)，可將母巖區(qū)劃分為4個(gè)三級(jí)流域單元并定量拾取垂向集水高差（R）與流域面積（A）參數(shù)，拾取古溝谷與斷槽物源通道（V1—V4）的分布及規(guī)模，應(yīng)用地震沉積學(xué)精細(xì)刻畫沙三段層序單元內(nèi)的扇三角洲（A—D）沉積時(shí)空展布及演化（圖9a—c）。一個(gè)完整裂陷幕內(nèi)扇三角洲發(fā)育規(guī)模受控于基準(zhǔn)面變化旋回，在基準(zhǔn)面下降階段（Es3L），扇體快速向盆地方向推進(jìn)，范圍擴(kuò)大，發(fā)育較大厚度、中等規(guī)模進(jìn)積疊置型富砂礫扇三角洲（圖9a）；在基準(zhǔn)面快速上升階段（Es3M），扇體向物源方向遷移、萎縮，發(fā)育厚度較薄、小規(guī)模退積的孤立型富泥扇三角洲（圖9b）；在基準(zhǔn)面緩慢上升至下降階段（Es3U），扇體再次向盆地中心擴(kuò)張、遷移，沉積范圍明顯增大，發(fā)育中等厚度、大規(guī)模進(jìn)積疊置型富砂扇三角洲（圖9c）。陡坡帶完整裂陷幕內(nèi)源-匯系統(tǒng)各要素關(guān)系研究表明［54，58］，流域單元面積與垂向集水高差是沉積扇體發(fā)育規(guī)模的主控因素，進(jìn)而構(gòu)建了斷裂陡坡帶控制下的花崗變質(zhì)巖-古溝谷或斷槽與斷面組合的物源通道-近源粗粒扇三角洲-濁積扇-湖泊體系耦合的沉積層序模式（圖9d）。

2） 斷陷湖盆緩坡帶——沾化凹陷三合村洼陷沙三段層序解剖

沾化凹陷三合村洼陷緩坡帶沙三段作為重要含油氣層段，勘探潛力巨大，在三級(jí)層序地層格架下表征其物源體系、物源通道與沉積體系，利用地震屬性與地層切片精細(xì)表征“源-匯”配置及時(shí)空演化關(guān)系，可綜合指導(dǎo)有利勘探區(qū)帶預(yù)測(cè)（圖10）。

圖10

圖10   渤海灣盆地沾化凹陷三合村洼陷緩坡帶沙三段沉積古地貌格局 （a）、西南部單斜帶至南部坡折帶連井地層對(duì)比剖面（b）、地形坡折（c）與巖-電關(guān)系（d）統(tǒng)計(jì)及Es3L至E s3U三級(jí)層序內(nèi)富砂礫型（e）-富泥型（f）-砂、泥型（g）扇體均方根振幅地層切片特征

Fig.10   Palaeogeomorphology of the third member of Shahejie Formation （Es3） in the southern slope （a）， stratigraphic correlation from the southwestern gentle slope area to the southern slope break area （b）， slope break statistics （c） and lithology-electrical preperly relationship statistics （d） in the Es3， RMS slices showing gravel- or sand-rich fan-delta in Es3L （e）， mud-rich fan-deltas in Es3M （f）， and mixed sand-mud fan-deltas in Es3U （g）， Sanhecun low， Zhanhua Sag， Bohai Bay Basin

渤海灣盆地沾化凹陷三合村洼陷緩坡帶古近系沙三段（Es3）自下而上可劃分為3個(gè)三級(jí)層序，即Es3L、Es3M和Es3U［52-53］。地震沉積學(xué)分析表明，沙三段物源體系順陳家莊凸起南部的6個(gè)下切谷搬運(yùn)，其中Ⅰ和Ⅱ號(hào)溝槽（寬深比大）處于西南單斜帶，Ⅲ—Ⅳ號(hào)溝谷（寬深比?。┨幱谀喜科抡蹘В▓D10a）；沙三段沉積體系包括Es3L層序（湖平面整體下降）的中等規(guī)模富砂礫型扇三角洲-濁積巖沉積體系、Es3M層序（湖平面整體上升）的小規(guī)模富泥型扇三角洲-濁積巖、Es3U層序（湖平面整體明顯下降）的大規(guī)模砂泥混合型扇三角洲體系；沉積體系規(guī)模和粒度受控于湖平面升降與地形坡度。湖平面下降階段形成的扇體規(guī)模較大，上升階段形成的扇體規(guī)模較??；西南單斜帶地形相對(duì)較緩（2°～3°），相對(duì)富礫；南部坡折帶地形較陡（約5°），相對(duì)富砂（圖10）?？傮w上，緩坡帶地貌特征、物源供給及湖平面變化共同控制了層序地層樣式和沉積砂體展布特征。

4.3 珠江口盆地陸豐凹陷層序?qū)嵗治?/h3>

陸豐凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷東北部，南北分別被東沙隆起和北部隆起帶所圍限，東西兩側(cè)分別與陸豐中低凸起和惠陸低凸起相接。由于陸豐中低凸起和惠陸低凸起分別向陸豐凹陷內(nèi)部延伸，將凹陷分隔為陸豐凹陷南部（陸豐南）和北部（陸豐北）兩部分。作為典型的陸相斷陷湖盆沉積層序，陸豐凹陷古近系文昌組（47.8～38.0 Ma）是油氣勘探的重點(diǎn)層段。通過三維地震和測(cè)錄井資料，建立了陸豐凹陷文昌組地震層序與鉆測(cè)井地質(zhì)特征統(tǒng)一的層序界面。文昌組底、頂由地震標(biāo)志層Tg和T80界面所限定，內(nèi)部T85，T84，T83和T82界面將文昌組劃分為5個(gè)三級(jí)層序（WSQ1— WSQ5）［55-56］。根據(jù)不整合面的分布、主干斷裂的活動(dòng)、剖面構(gòu)造樣式、洼陷結(jié)構(gòu)和層序厚度等特征，可將文昌組的構(gòu)造演化劃分為初始斷陷（WSQ1-2）、強(qiáng)烈斷陷（WSQ3-4）和斷陷晚期（WSQ5）等3個(gè)階段。在不同構(gòu)造演化階段，斷裂活動(dòng)控制形成了獨(dú)特的層序結(jié)構(gòu)樣式（圖11）。

圖11

圖11   珠江口盆地陸豐凹陷南部文昌組地震反射終止關(guān)系（a）及體系域識(shí)別（b）

Fig.11   Terminations of seismic reflections （a） and identification of systems tracts （b）， Wenchang Formation， southern Lufeng Sag， Pearl River Mouth Basin

1）初始斷陷期層序結(jié)構(gòu)（WSQ1-2）

初始斷陷期發(fā)育沉積厚度較小、剖面呈楔狀分布的WSQ1和WSQ2兩個(gè)三級(jí)層序，被地震反射標(biāo)志層Tg和T84界面所圍限，對(duì)應(yīng)斷陷演化的初始裂陷階段。

初始裂陷早期WSQ1沉積時(shí)期（圖11），湖盆規(guī)模小、水體淺并呈孤立狀，氣候較為干燥，被沖積平原、扇三角洲砂礫巖及火山物質(zhì)快速充填，薄層泥巖多呈紅褐色，整體呈現(xiàn)過補(bǔ)償盆地特征（圖12）。

圖12

圖12   珠江口盆地陸豐凹陷南部文昌組多井對(duì)比及層序結(jié)構(gòu)演化

Fig.12   The stratigraphic correlation and associated sequence architectures in the Wenchang Formation， southern Lufeng Sag， Pearl River Mouth Basin

初始斷陷晚期湖盆沉積范圍迅速擴(kuò)大，發(fā)育WSQ2層序；層序頂界面可見削截和頂超現(xiàn)象，層序底界面緩坡帶地震上超和下超較為明顯，WSQ2內(nèi)地震反射同相軸連續(xù)性和成層性明顯比WSQ1好（圖11），以大面積的辮狀河三角洲（緩坡帶）-濱淺湖（湖中心）沉積為主，而深湖沉積局限或者缺失（圖11，圖12）。在地震剖面上，陡坡帶主要發(fā)育楔狀前積地震反射，緩坡帶則表現(xiàn)為S型前積地震反射（圖11）。巖性主要為含礫粗砂巖、中砂巖和粉砂巖夾薄層灰色泥巖，測(cè)井曲線多表現(xiàn)為箱形或鐘形（圖12）。盡管湖盆面積擴(kuò)大，但物源供給依然能夠匹配可容納空間的增長(zhǎng)速率，因此湖盆處于平衡補(bǔ)償狀態(tài)。WSQ2低位和湖侵體系域巖性為互層的砂巖和泥巖，多呈加積型地層疊置樣式，測(cè)井曲線以箱形或者鐘形為主；高位體系域表現(xiàn)為多個(gè)進(jìn)積型地層疊置樣式。整個(gè)層序垂向上為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，最大湖泛面位于層序的中、上部（圖11，圖12）。

2）強(qiáng)烈斷陷期層序結(jié)構(gòu)（WSQ3-4）

強(qiáng)烈斷陷期發(fā)育WSQ3和WSQ4層序，該時(shí)期主干斷層發(fā)生翹傾和旋轉(zhuǎn)并控制形成多個(gè)滾動(dòng)或者復(fù)式半地塹結(jié)構(gòu)，斷層下降盤的楔形地震反射最為明顯（圖12）。

WSQ3和WSQ4的層序厚度陡然增大（可達(dá)800 m）［55-56］，層序頂界面可見削截和頂超終止關(guān)系，盆地緩坡帶地層上超明顯（圖11）。該時(shí)期湖盆面積達(dá)到最大，湖盆進(jìn)入深水環(huán)境，三角洲沉積規(guī)模受到抑制。在邊界斷層下降盤發(fā)育以帚狀地震反射結(jié)構(gòu)為特征的近岸水下扇或扇三角洲體系，因水體較深，整體表現(xiàn)為沉積厚度大、延伸距離短的特征；湖盆中心發(fā)育厚層泥巖夾重力流成因的砂巖或礫巖（圖12）。該階段洼陷沉降幅度最大，形成較大的可容空間，發(fā)育大套高有機(jī)碳含量（TOC）的泥巖，物源供給速率小于可容納空間的增長(zhǎng)速率，湖盆充填表現(xiàn)為欠補(bǔ)償特征。

WSQ3和WSQ4整個(gè)層序垂向上為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，最大湖泛面位于層序上部（圖11）。低位體系域表現(xiàn)為S型前積地震反射，湖侵體系域發(fā)育厚層的深湖泥巖夾滑塌濁積扇，高位體系域多呈進(jìn)積型準(zhǔn)層序組疊置樣式（圖12）。

3）弱斷陷期層序結(jié)構(gòu)（WSQ5）

弱斷陷期對(duì)應(yīng)發(fā)育層序WSQ5，沉積中心開始遠(yuǎn)離斷層邊界，盆地內(nèi)部沉積地層厚度分布開始逐漸均勻，或者表現(xiàn)為披覆沉積。邊界斷層的活動(dòng)性弱，差異沉降和傾斜作用也減弱。在珠瓊二幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下，層序頂界面T80反射層表現(xiàn)出大范圍的削截現(xiàn)象（圖11）。

WSQ5層序內(nèi)部以辮狀河三角洲－濱淺湖沉積組合為特征（圖12）。該時(shí)期湖盆水體較淺，三角洲能夠推進(jìn)到湖盆中心地帶。在地震剖面上，湖盆長(zhǎng)軸和緩坡帶均發(fā)育斜交型地震前積反射（圖11）。物源供給速率開始超過可容空間的增長(zhǎng)速率，湖盆總體表現(xiàn)為過補(bǔ)償狀態(tài)；隨著沉積物的不斷供給最后湖盆被填平，標(biāo)志著一次裂陷幕充填的結(jié)束。WSQ5層序低位體系域不太發(fā)育，湖侵體系域?yàn)橥朔e型的泥巖夾薄層砂巖沉積，高位體系域表現(xiàn)為厚層的砂巖夾薄層紅褐色泥巖，測(cè)井曲線以箱形或者漏斗形為主，表現(xiàn)為多個(gè)進(jìn)積型疊置樣式。整個(gè)層序垂向上呈不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，最大湖泛面位于層序的下部（圖11，圖12）。

5 討論與結(jié)論

5.1 討論

1） 層序地層學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化

自Sloss 等（1949）提出以不整合面為邊界的層序概念以后，沉積層序概念被廣泛使用和拓展，形成了多種層序地層學(xué)理論和層序模式。由于層序邊界設(shè)定和旋回性控制因素差異，造成不同類型盆地研究的層序地層學(xué)理論和模型存在明顯差異，這一定程度影響了層序地層學(xué)學(xué)術(shù)交流和成果應(yīng)用，因此，有學(xué)者提出了層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的建議［4，19，59-60］。

在Mitchum（1977）定義沉積層序之后不久，人們?cè)噲D根據(jù)大陸架邊緣或?yàn)I線處海平面下降與構(gòu)造沉降的相對(duì)幅度，區(qū)分Ⅰ型和Ⅱ型層序邊界。然而，在巖石記錄中難以區(qū)分Ⅰ型和Ⅱ型層序邊界，故有學(xué)者倡導(dǎo)不區(qū)分Ⅰ型和Ⅱ型沉積層序［61］。

“沉積層序”爭(zhēng)論焦點(diǎn)在于與淺海強(qiáng)制海退沉積相關(guān)的層序邊界位置的確定。Wagoner（1988）認(rèn)為層序邊界是強(qiáng)制海退沉積的頂界面，并包括整個(gè)陸上不整合面和相對(duì)應(yīng)整合面等［5，19，62］。Hunt（1992）認(rèn)為層序邊界是強(qiáng)制海退沉積的底界面，并包括一部分陸上不整合面、相對(duì)應(yīng)的整合面和發(fā)生海相侵蝕的位置［63］。

在沉積盆地非海相部分，陸上不整合面是層序邊界的最好選擇，它對(duì)應(yīng)了層序地層序列中最重要的間斷，可將具有成因聯(lián)系的地層分隔開來。在沉積盆地海相部分，相對(duì)應(yīng)整合面是唯一能代表陸上不整合面在時(shí)空上向盆地方向終止的真正層序地層界面。因此，在定義整個(gè)沉積盆地的層序邊界時(shí)，這個(gè)界面被作為陸上不整合面的對(duì)應(yīng)部分［59，63］。

加拿大艾伯塔大學(xué)Catuneanu教授認(rèn)為，需要對(duì)層序地層學(xué)基本概念和研究方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化［19，59］，并開始探索獨(dú)立于不同盆地、不同地質(zhì)背景、不同尺度、不同模式的層序發(fā)育通用基本原理，以實(shí)現(xiàn)層序地層學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化［64-65］。但有人認(rèn)為層序地層學(xué)仍在發(fā)展過程中，現(xiàn)今不應(yīng)凍結(jié)層序地層學(xué)相關(guān)理論［66］。

2） 層序格架與源-匯系統(tǒng)耦合關(guān)系

依托現(xiàn)代源-匯系統(tǒng)，綜合提取物源區(qū)、搬運(yùn)區(qū)及沉積區(qū)關(guān)鍵地質(zhì)時(shí)期地層記錄，可拓展延伸陸相層序地層學(xué)與源-匯系統(tǒng)研究的廣度，即通過現(xiàn)今構(gòu)造單元地貌、沉積卸載以及流域面積等不同參數(shù)的研究，可為古代（深時(shí)）源-匯系統(tǒng)研究提供對(duì)比和指導(dǎo)，進(jìn)而獲取深時(shí)沉積記錄并揭示深時(shí)環(huán)境演變過程。具體表現(xiàn)為：① 確定高精度層序格架下源-匯系統(tǒng)的形成和演化過程，加強(qiáng)源-匯系統(tǒng)內(nèi)各地貌學(xué)參數(shù)間定量關(guān)系模型的構(gòu)建及多維沉積通量與水動(dòng)力模型的校準(zhǔn)，采用正演模擬與反演模擬方法研究沉積過程，量化高頻地層格架內(nèi)地貌形態(tài)、沉積通量變化對(duì)構(gòu)造、氣候和侵蝕-沉積等作用的響應(yīng)，建立宏觀與微觀相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)相結(jié)合的源-匯系統(tǒng)理論與方法體系；② 推進(jìn)方法技術(shù)手段定量化、多元化發(fā)展，重視研究層序地層單元-體系域在源-匯系統(tǒng)框架內(nèi)結(jié)構(gòu)、樣式及主控因素的差異變化； ③ 實(shí)現(xiàn)源-匯系統(tǒng)要素、耦合響應(yīng)機(jī)制及演化序列數(shù)據(jù)化發(fā)展，綜合多學(xué)科和多方法，開展大科學(xué)研究，構(gòu)建（深-時(shí)）源-匯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，整合全球高精度等時(shí)層序地層格架內(nèi)地表動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)演化過程和機(jī)制的數(shù)據(jù)與信息，在大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下重建地球物質(zhì)的“構(gòu)造-氣候-層序-沉積”耦合演化過程，進(jìn)而達(dá)到精確重建地球演化歷史、厘清全球礦產(chǎn)資源與能源的宏觀分布規(guī)律。

3） 濱線遷移與砂體成因類型

濱線遷移軌跡是研究層序充填過程中可容空間與沉積物供給關(guān)系、預(yù)測(cè)砂體成因類型和分布的重要參數(shù)［66］。濱線遷移決定了特定沉積趨勢(shì)下地層單元的外形和堆積模式，即體系域類型、準(zhǔn)層序的疊置樣式和砂體成因類型。對(duì)于斷陷湖盆而言，強(qiáng)烈斷陷期陡坡帶和緩坡帶發(fā)育的近岸水下扇、扇三角洲或辮狀河三角洲的延伸距離相對(duì)較短、發(fā)育規(guī)模有限，軸向辮狀河三角洲及斷陷晚期部分緩坡帶辮狀河三角洲具有較為顯著的濱線軌跡遷移特征［67-68］。例如，渤海灣盆地東營(yíng)凹陷始新統(tǒng)沙三中亞段軸向三角洲在地震剖面表現(xiàn)為典型的S型和斜交型前積地震反射構(gòu)型，其濱線遷移軌跡表現(xiàn)為平緩型、上升型特征，分別對(duì)應(yīng)于加積型、進(jìn)積型地層疊置樣式，整體反映了相對(duì)湖平面先穩(wěn)定后上升的特征［39］。

斷陷盆地通常具有“隆洼相間”的復(fù)雜構(gòu)造地貌特征，大型軸向三角洲推進(jìn)距離遠(yuǎn)，沉積厚度大，其濱線遷移軌跡相對(duì)更為復(fù)雜。北部灣盆地潿西南凹陷始新統(tǒng)流一段西南部軸向三角洲濱線遷移軌跡在垂向上表現(xiàn)為上升型與平緩型交替發(fā)育的特征，相對(duì)于平緩陸架上典型的濱線遷移軌跡更為復(fù)雜［69］，反映了湖盆的可容空間在垂向上經(jīng)歷了多次“上升-恒定”的交替變化特征。這種復(fù)雜濱線遷移軌跡的形成與斷陷盆地長(zhǎng)軸方向多洼陷、多級(jí)撓曲坡折的古地貌格局及同生斷裂造成的構(gòu)造差異沉降作用有密切關(guān)系。

4） 層序地層學(xué)發(fā)展展望

層序地層學(xué)理論誕生以后，人們利用地質(zhì)、地球物理以及地球化學(xué)等資料，搭建等時(shí)地層格架、建立不同類型沉積盆地和沉積巖性的層序地層模式，并已在油氣勘探與開發(fā)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［5］。隨著沉積盆地構(gòu)造演化、海（湖）平面升降變化機(jī)制和不同級(jí)次旋回的精準(zhǔn)定年、沉積過程和沉積體系時(shí)空分布演化、不同類型沉積盆地沉積礦產(chǎn)的有效勘探以及層序地層研究方法技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，未來陸相湖盆層序地層學(xué)的發(fā)展應(yīng)該加強(qiáng)：① 沉積盆地構(gòu)造背景、沉積體系類型和分布、沉積成因機(jī)制、旋回成因和主要控制因素等研究，明確不同層序地層學(xué)理論基礎(chǔ)之間異同之處，確立沉積層序分級(jí)、劃分標(biāo)志以及研究方法，推進(jìn)不同學(xué)派層序地層學(xué)理論體系、層序地層模型、研究方法標(biāo)準(zhǔn)化并提高層序解釋的適用性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性；加強(qiáng)不同級(jí)次構(gòu)造活動(dòng)對(duì)可容空間增減的控制作用以及與其他形成沉積層序主要控制因素之間的耦合關(guān)系研究，編制不同構(gòu)造背景、不同巖石類型陸相盆地不同地質(zhì)時(shí)期湖平面升降變化曲線，在源匯思想指導(dǎo)下，建立多類型、多級(jí)次深時(shí)層序和體系域?qū)有蚰Ｊ?。②明確沉積層序格架中自旋回和異旋回沉積作用特征，分析不同成因旋回的形成機(jī)制和主要控制因素，加強(qiáng)河流與深水沉積層序地層學(xué)研究，建立能夠指導(dǎo)常規(guī)和非常規(guī)油氣資源勘探與開發(fā)的多級(jí)別層序地層模型，并提高層序地層模型解釋的可靠性。③ 精細(xì)表征沉積層序結(jié)構(gòu)單元邊界、形成過程和主要控制因素，建立濱線遷移、坡折帶軌跡遷移與多種沉積體系或砂體成因類型之間關(guān)系模式；應(yīng)用先進(jìn)的地震沉積學(xué)、地質(zhì)分析技術(shù)、三維可視化技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析、模式識(shí)別、數(shù)值模擬和大數(shù)據(jù)等許多新技術(shù)，加強(qiáng)反映沉積層序形成過程和發(fā)育機(jī)制的物理和數(shù)值模擬工作，推進(jìn)不同尺度、油氣勘探開發(fā)不同階段高分辨率層序地層計(jì)算機(jī)模擬和工作站解釋等一系列工作，建立多種控制因素及其相互作用與沉積層序形成、體系域組成和砂體時(shí)空分布之間的耦合關(guān)系。④ 討論不同類型盆地、同一類型盆地不同構(gòu)造單元和不同構(gòu)造演化階段的層序地層構(gòu)型主控因素，指出不同級(jí)別層序周期的嵌套和耦合特征，確定不同周期頻率的層序地層與生儲(chǔ)蓋組合和地層巖性圈閉之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以不同級(jí)別的層序?yàn)檠芯繂卧?，開展巖相古地理研究，建立不同類型盆地、不同沉積類型的砂體分布和地層巖性圈閉分布模式，不斷提高成藏要素、特別是有效儲(chǔ)集體和地層巖性圈閉的預(yù)測(cè)能力。

5.2 結(jié)論

在陸相斷陷盆地不同構(gòu)造演化階段，層序構(gòu)型和砂體成因分布表現(xiàn)出明顯差異性。盆地初始斷陷期，邊界斷裂開始活動(dòng)，形成眾多規(guī)模較小且彼此分隔的沉積中心，準(zhǔn)層序加積疊置明顯，發(fā)育快速堆積、近源粗粒的沖積扇、分支河流體系和扇三角洲等沉積；盆地強(qiáng)烈斷陷期，斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，先前彼此獨(dú)立的小規(guī)模沉積中心合并成規(guī)模較大的沉積中心，在陡坡帶、緩坡帶和深洼區(qū)發(fā)育了近岸水下扇、扇三角洲和深水盆底扇等沉積砂體；盆地?cái)?拗轉(zhuǎn)換期，斷裂差異活動(dòng)并明顯減弱，可容納空間縮小，盆內(nèi)沉積體系以軸向河流、三角洲沉積為主；在湖盆拗陷沉降期，斷裂活動(dòng)趨于停止，盆地沉積充填整體處于過補(bǔ)償狀態(tài)，以河流-淺水三角洲砂體發(fā)育為特征。

在陸相斷陷盆地演化過程中，層序構(gòu)成、準(zhǔn)層序疊置樣式和砂體成因分布最主要的控制因素是構(gòu)造活動(dòng)。在不同構(gòu)造演化階段，層序均由反映特定盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造演化階段特征的不同類型沉積物（相）組合而成。受控于構(gòu)造沉降和沉積物供給配置關(guān)系，即對(duì)應(yīng)于不同的盆地可容納空間速率和沉積物供給速率比值，形成了斷陷湖盆不同的層序結(jié)構(gòu)、沉積物組合、疊置樣式和砂體分布規(guī)律。

層序地層學(xué)處于不斷發(fā)展中，將會(huì)在理論上不斷創(chuàng)新完善，在實(shí)踐上不斷提高成藏要素和油氣藏預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，以提高油氣勘探開發(fā)的效率。這是因?yàn)閷有虻貙訉W(xué)不僅提出了一套全新的理論概念體系，而且所劃分確定的層序和體系域與特定的烴源巖發(fā)育、沉積砂體分布、地層巖性圈閉和油氣富集地區(qū)密切相關(guān)。它能提供一種更加準(zhǔn)確的年代地層對(duì)比框架，通過恢復(fù)構(gòu)造古地理面貌，預(yù)測(cè)烴源巖、儲(chǔ)集層和蓋層的組合關(guān)系以及成藏組合，有效指導(dǎo)地層巖性油氣藏勘探。很顯然，層序地層學(xué)已展現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力，必將在推動(dòng)地球科學(xué)發(fā)展、提高沉積礦產(chǎn)勘探開發(fā)效率等方面發(fā)揮積極的重要作用。