层序作为一个完整的沉积旋回出现在地层学界已有50多年,但其边界的划分问题却仍存在几种不同的方案:① 以不整合面或与之可对比的整合面为层序边界(以Vail等为代表的传统层序地层学,1988);② 把最大湖(海)泛面作为层序的边界(以Galloway为代表的成因层序地层学,1989),具有分布范围广、沉积特征明显、易于追踪对比及可操作性强等特点;③ 以基准面下降到最低点的位置作为层序界面(以Cross为代表的高分辨率层序地层学,1994),它既可是沉积界面之上的相关整合面,也可是沉积界面之下的不整合面或冲刷面。
本文根据Vail等的观点,采用不整合面或与之可对比的整合界面而不是采用最大水进面作为层序边界面来划分层序。这是因为:
1)尽管最大湖泛面沉积层是很好的标志层,但一个层序中最大湖泛面期的沉积会因沉积古地形条件的差异而形成不同类型的沉积物,而且深湖区沉积因远离物源而在层序的各个时期可能变化不大,因此以最大湖泛面沉积层作为层序边界进行全盆层序地层对比容易出现穿时现象。
2)一个层序的关键之处,在于其内部地层有无密切成因联系,而最大湖(海)泛面上下的沉积,在岩相古地理、地球化学、古生物、古生态等方面是相似的,以此作为层序边界则明显破坏了一个有密切成因联系的沉积旋回的完整性。
3)由于不整合面附近会出现包括沉积、地球化学、古生物、地震、测井等很多特征的响应,因此以不整合面作为层序界面本身就具有良好的操作性。
4)不整合面之下常是一些前积式三角洲沉积砂体,表明不整合面对沉积储层的分布有着明显控制作用,因此以此为层序边界能更好地了解储层的展布与含油气系统的特征。
5)尽管不整合面每一点的年龄可能都不相同,但对于一个层序沉积体所对应的时间段中绝对不会含杂其他年代的沉积地层,因此不整合面是一个等时面,具有很强的年代地层学意义。
富县地区延长组中可识别出Ⅰ型和Ⅱ型两类层序界面,相应地根据底界面类型和性质可把层序分为Ⅰ型和Ⅱ型两类层序。延长组由底到顶共发育 7 个层序界面(SB1—SB7),其中SB1和SB7是区域性的、具明显暴露标志的Ⅰ型层序界面(图5-1,5-2),与湖平面迅速下降速率大于沉积滨线坡折下降速率有关,并常伴生河流沉积,系晚三叠世早期和末期的印支运动构造抬升作用与气候湿热-干旱演变等因素共同作用的产物;而其他5 个界面均是连续沉积的、无明显间断和暴露标志的Ⅱ型层序界面(见图4-4),与湖平面迅速下降速率慢于沉积滨线坡折下降速率有关,常是具有成因联系的沉积相组合的转换界面。
本区延长组层序界面,具有明显的沉积、测井及地球化学响应特征。
1)沉积特征:可见冲刷现象、铁质结核、根土层及红色岩石等暴露标志;界面(SB1)上下沉积岩颜色发生较大变化(图5-1),面下为灰绿色—棕红色沉积,面上为灰色—深灰色沉积;边界之下砂岩粒度向上变粗,砂泥比向上增大,界面之上则相反,沉积相突变或相转换,意味着一次沉积间断或环境的变化。
2)电性特征:层序界面之下自然电位曲线为漏斗状、进积式准层序组,而界面之上呈钟形或箱形、退积式准层序组,电阻率测井曲线上表现高值,感应测井曲线值降低,自然伽马能谱测井在深水沉积中识别层序边界非常直观(见图4-5,图5-1,5-2)。
3)微量元素特征:界面上下微量元素含量有异常变化,反映出沉积事件的发生与沉积环境的变更(图5-3,5-4,5-5)。
图5-1 FG1井 SQ1底部Ⅰ型层序界面沉积岩相-测井相特征综合柱状图
图5-2 ZF28井 SQ6顶部 I型层序界面沉积岩相-测井相特征综合柱状图