河流相层序地层学研究综述

河流相层序地层学研究综述

吴丹

长安大学地球科学与资源学院710064

摘要：本文主要通过对河流相层序地层学的相关文献进行阅读整理，主要从河流相层序地层学的研究进展、分析原则以及影响河流相层序形成的因素等几个方面对河流相层序地层学今年来的发展进行了总结。

关键词：河流相层序地层学；基准面；可容纳空间

1河流相层序地层学的发展概况及相关概念

1.1河流相层序地层学的发展概况

河流相地层的层序地层学研究是上世纪70年代末由VailPR等创立的一门独立的地层学分支学科，国内河流层序地层研究有以下几方面：1）经典层序地层学在河流沉积研究中的应用，罗立民等通过分析河流相层序地层的相关概念和河流类型变化规律，总结河流相地层的层序地层模式，并探讨不同层序演化时期及不同沉积体系域内河型的变化特点及其发育规律，建立不同可容纳空间条件下河流相地层的层序地层划分识别标志，河流相地层的高频层序地层研究及应用是在经典层序地层学理论的基础上发展起来的，是依据经典层序地层学原理，对层序进行更精细的划分；2）河流相地层的高分辨率层序地层学研究及应用，是以科罗拉多矿业学院CrossTA的高分辨率层序地层学理论为基础，探讨河流沉积地层的高分辨率层序地层样式及其变化规律，建立河流沉积高分辨率层序地层模型，进而研究河流相储集砂体的发育分布规律，邓宏文等讨论河流相地层基准面旋回划分对比、辫状河流地层高分辨率层序地层特点，国内河流相沉积层序地层学研究，重应用而轻基础理论研究，应用成果较为丰富，而理论研究突破不大，多套用国外层序地层学理论体系，所研究的河道体系多为近海（湖）河流或三角洲上的分支流河道，由于受控因素更复杂，常常缺乏明显的划分对比标志，研究起来难度较大，应该大力发展和完善河流层序地层学理论体系，全面探讨河流相地层层序发育的控制因素[1-2]。

1.2可容纳空间和基准面的概念

基准面代表侵蚀作用和沉积作用之间平衡的一个动态界面，地层叠置方式和基准面旋回变化之间的关系是层序地层学研究的一个核心内容。容纳空间是一个体积，基准面之下，沉积物之上，其形状在地质年代中是不断改变的。可容纳空间的研究必须要考虑容纳空间的变化速率。VanWagoner等提出在可容纳空间为正的地方，沉积物供给因素对地层结构的影响强，当沉积物供给速率大于可容空间产生速率时，发生进积；相等时，发生加积；小于可容空间产生速率时，发生退积。可容纳空间为零的地方，沉积物旁通；为负的地方，则发生侵蚀和深切作用。可见，可容空间与基准面之间有紧密的联系[3]。

2河流的类型及陆相层序地层分析的原则

河流依据河道的弯曲度、分叉系数和稳定性等因素，常被分以下四种类型，辫状河、曲流河、网状河和顺直河[4]。

根据Miall的观点，陆相层序地层分析应遵守以下几项基本原则：1）在负可容纳空间阶段发生侵蚀作用，形成侵蚀谷：另外，侵蚀作用也可发生在泄水量增加或沉积物载荷减少期间。2）由于河道变化范围很大，在低可容纳空间阶段，最有可能出现底负载体系的辫状河以及发育多个间隔坝体的低弯度河流。3）河流沉积体系充填侵蚀谷，通常都指示可容纳空间从负到正的转变。在沉积物载荷增加或流量减少期间可发生河谷的加积作用。4）网状河流体系常与可容纳空间的快速增长有关。5）一般在可容纳空间的中等增长阶段，曲流河体系以发育良好的曲流带为特征，但是流量、沉积物载荷和局部地形也是决定河流样式的重要因素。6）直流河及低弯度河流很少侧向迁移，在很低的坡度和低可容纳空间地区比较典型。7）对于非海相沉积体系，海洋影响的迹象（比如潮汐特征）反映了可容纳空间增长超过沉积物供给阶段的海泛事件。

3河流相层序形成的影响因素

河流相层序形成的主要影响因素有构造沉降、气候和沉积物补给[5]。

构造因素：构造运动对陆相盆地层序形成与发育的影响比海相盆地大。构造运动主要控制着冲积—河流相层序界面的形成与层序构成。基底明显抬升通常导致河道下切作用的增强，层序界面形成；基底持续沉降、沉积可容纳空间增大可引起河形的改变而导致层序结构与沉积相构成的变化，同时构造运动还通过控制源区的发育、源区剥蚀速率的变化而制约河流沉积物的补给速率；通过对沉积古地貌的控制影响着不同地区沉积可容纳空间的变化

气候因素：气候的周期性变化对河流层序的形成构成影响较大，冲积一河流相地层中气候的变化可通过古生物组合、泥质岩的颜色、古土壤特征等加以确定如渤海湾盆地上第三系河流相抱粉组合的变化反映了气候的干旱与潮湿旋回。通常潮湿气候下古土壤中可以发育根土岩，干旱气候沉积物暴露水而的典型标志是发育含钙质结核或钙质壳的古土壤。

沉积物补给：作为气候和构造运动的反映，沉积物补给量的变化在沉积可容纳空间较小的陆相盆地或冲积一河流相环境中直接控制着层序地层结构特征，典型表现是河道沉积旋回叠加样式的变化呈进积叠加样式的冲积河道旋回常形成于沉积物补给量的增大、河道化作用的逐渐增强；呈退积叠加样式的冲积河道旋回一般与沉积物补给量减少、河道化作用变弱有关。

以上控制因素中，构造和气候因素对冲积-河流相层序形成和发育宏观特征的影响可能更加名显。各要素综合作用时则体现在沉积基准面的变化上，因而，在河流相层序地层分析中，基准面相对地表的位置确定可容纳空间大小，进而控制可堆积沉积物的潜力，由此导致河流相层序地层形成和层序发育特征的差异。

4讨论与展望

1）对河流层序地层的研究，应该是在可容纳空间变化条件下探索研究河流过程与不完整的地层记录之间的联系，而不是海相层序在陆相冲积环境的“翻版”。

2）基准面和可容纳空间是层序地层研究工作的重要概念，需要对其旋回变化过程及其对应的体系域类型和结构特征进行深入和细致的研究。同时也应纳入构造、气候等因素的影响。

3）需要重视和加强河流泛滥平原的研究。

参考文献：

[1]张周良.河流相地层的层序地层学与河流类型[J].地质论评，1996，（S1）：188-193.

[2]吴和源.层序地层学研究现状及进展：模式多样化[J].地质科技情报，2011，（06）：60-65.

[3]KeithW.Shanley，周庆凡.陆相地层层序地层学前景[J].国外油气勘探，1994，（06）：659-679.

[4]方石，刘招君，董清水，刘立，蔡尧忠.河流相层序地层学研究[J].世界地质，2000，（02）：132-137.

[5]刘贤来.河流相层序地层学研究初探[J].内蒙古石油化工，2008，（03）：96-97.

[6]邓宏文，吴海波，等.河流相层序地层划分方法—以松辽盆地下白垩统扶余油层为例[J].石油与天然气地质，200728（5）：621-627.

[7]曹学明，王玉柱.高分辨率层序地层学在河流相地层对比中的应用[J].内蒙古石油化工，2010，23.10-13.

[8]刘立，王东坡.陆相地层的层序地层学：层序的特征与模式[J].岩相古地理，1996，（05）：47-53.

[9]陈留勤，郭福生，梁伟.河流相层序地层学研究现状及发展方向[J].地层学杂志，2014，（02）：227-235.

[10]丁晓琪，张哨楠.层序地层学在河流相地层研究中的应用[J].西安石油大学学报（自然科学版），2010，（04）：1-5+108.