凝縮層又稱密集段、濃縮層、緩慢沉積段，是指沉積速率很慢的（1-10mm/1000a）、厚度很薄的、富含有機質的、缺乏陸源物質的半深海和深海沉積物，是在海平面相對上升到最大、海侵最大時期在陸棚、陸坡和盆地平原地區沉積形成的。
基本介紹
- 中文名：凝縮層
- 外文名：Condensed section
- 學科：沉積學
- 特點：沉積速率很慢
- 形成時間：海侵最大時期
- 海相：深海相、半深海相
形成過程,特點,識別標誌,地質意義,
形成過程
在任一級海平面升降周期內,海平面上升速率極快,達到高峰後轉為緩慢或初始下降之前的瞬間,為最大海泛期。這時盆地內海水深度最大,海侵範圍也最大。當濱線海進後,與淺水有關的陸源沉積場所不斷向大陸方向遷移,加之海水上涌的阻力,陸源物幾乎停止向深海盆地搬運,結果造成原來的斜坡和深海盆地的非補償環境,沉積了以懸浮作用為主的沉積物或自生礦物(海綠石、磷灰石和菱鎂礦),代表了較長地質間隔內深水盆地的飢餓沉積,稱為凝縮層(段)。
因此,凝縮層(段)是厚度很薄的一個海相地層單位,它由深海相、半深海相和遠洋沉積物組成,以極低的沉積速率為特徵。
特點
育於高位期沉積的下部和海進期沉積的上部。由於沉積物與海水的長期接觸引起的各種原生作用與成岩作用，在矽質碎屑岩層系的凝縮層中，常出現薄層頁岩、豐富的海相微古或超微古化石、自生海綠石、菱鐵礦、磷灰石、原生的白雲岩，在測井回響上，表現為低電阻、高自然伽馬值，常對應於大段泥岩段。
識別標誌
凝縮層的識別方法很多 ，針對不同的資料所選擇的識別標誌不同 ，所辨別的凝縮層的規模也相差越遠。
1、地震標誌
地震方法識別層序和凝縮層的解析度較低 ，通常只可識別三級或三級以上層序所對應的凝縮層 。然而，由於地震剖面可以提供三維空間內連續追蹤對地下目的層的可能性 ，使地震方法在凝縮層研究中起著重要的不可替代 的作用。
在地震層序分析中, 凝縮層識別主要有以下幾種（如圖）:
( 1) 在層序內部有發育特徵明顯的下超面時, 往往可構成一個較大的凝縮層。前積下超的存在, 意味著前積層的前端及遠端為沉積作用緩慢的細粒沉積物;
( 2) 退積結構是基準面迅速上升過程中其沉積物供應速率降低, 沉積作用向陸地方向退縮, 退積結構的底部和前端應是凝縮層和生油岩發育的區帶;
( 3) 地震上超多為水域擴大過程中形成的, 當水域擴展到最大時, 上超點也向陸地方向沿伸最遠, 此時盆地中心細粒沉積發育。
凝縮層有時在反射振幅上顯示出來, 例如, 地震剖面上連續穩定的反射, 當然, 這需要鑽井的證實。
2、測井標誌
1）測井曲線的特徵
( 1) 高自然伽馬 (富含磷, 海綠石的灰色泥岩或頁岩) 。
( 2) 低自然電位、低電阻標誌層 (反映比較純的湖相泥岩的存在) 。
( 3) 位於向上變細到向上變粗測井回響的拐點處。
( 4) 凝縮層形成於最大水進期, 測井曲線穩定, 具區域可比性。
2）凝縮層與準層序和體系域的組合關係
在測井曲線和綜合錄井資料上, 體系域的識別主要依據準層序疊加方式、砂泥岩比率變化、泥岩顏色等來判斷, 水進體系域內準層序組以退積型為主, 向上泥岩比率高, 泥岩顏色變深; 高水位體系域早期準層序組以前積型為主, 向上砂泥比增高, 泥岩顏色變淺。凝縮層正好是在水進體系域晚期至高水位體系域早期沉積的地層, 為退積型和加積型轉換的過渡段。泥岩含量高, 顏色深。
3、地球化學標誌
在測井層序中對於間距較大的厚層暗色泥岩, 認定為凝縮層一般不會有太大的差錯。但是, 對於頻繁的砂、泥岩剖面, 如何認定凝縮層的位置和應定為幾個凝縮層往往有很大的人為因素。這時, 須有一定的客觀標準幫助確認。
（1）有機碳含量
凝縮層的地球化學特徵比較複雜, 這可能與緩慢沉積或無沉積作用 ( 由水進引起)、局部湖水條件、氣候等的相互作用有關。泥岩中有機碳含量在凝縮層的位置上可達到峰值, 凝縮層附近有機碳含量較高。
（2） 微量元素
由於凝縮層中細粒沉積物堆積緩慢, 水體中的各種微量元素得以沉澱富集, 因而凝縮層中各種微量元素的含量明顯增高, 對水體變化反映明顯的元素有 Fe2+ 和 Fe3+ 及 Fe3+ /Fe2+ , S2- , B/Ca 等, 在相對深水環境中形成的沉積物, Fe2+ , S2- 含量高, B/Ca 比值高, Fe2+ / Fe3+ 比值低, 而相對淺水環境中形成的沉積物情況恰恰相反。
4、古生物標誌
凝縮層與最大水泛面伴生, 沉積速率低, 沉積表面由輕微石化, 逐漸變化成硬地, 使得底棲生物富集,生物擾動、鑽孔、潛穴發育, 往往是古生物比較富集的層段。
地質意義
1、地層對比意義
經典層序地層學理論認為凝縮層是大陸邊緣層序年代確定和對比的鑰匙, 在陸相層序研究中, 凝縮層對層序對比同樣有著重要作用。凝縮層是伴隨基準面上升, 水進到最大、水域最廣時產生, 這使得利用有凝縮層進行區域性對比有了可能。同樣由於它的這種特性, 在地層分析中有兩個問題值得注意:
( 1) 確定生物地層年代時, 如果漏掉了凝縮層, 就可能在生物地層記錄中出現一個長時期的視間斷, 誤判斷出巨大不整合。例如, 吉爾嘎朗圖凹陷的賽漢組底界, 原來一直認為是一個大的不整合, 其實是水進體系域的凝縮層, 而非不整合。
( 2) 凝縮層通常比其上、下岩層有更為豐富多樣的深水動物群, 如果在一口井內從若干層序的凝縮層中取得動物化石群, 而不注意根據同一井段的測井或地震資料解釋其沉積環境, 就可能將取樣段解釋為連續深水環境, 而漏掉了重要層序界面。
2、生油意義
凝縮層中沉積速率緩慢的半深湖相和深湖沉積物組合中, 含有大量的有機質, 包括種類繁多、數量豐富的微體浮游生物, 因此, 具有可觀的生油潛力, 是層序中最有利的生油區帶。凝縮層上部與下部分別為粒度較粗的高水位砂體和低位砂體。高水位體系域中的頁岩是貧油的, 因而凝縮層就成為上部進積砂體和下部低位楔最有利的油源岩。例如, 吉爾嘎朗圖凹陷騰格爾組二段高水位進積扇三角洲砂體油藏的油來自下部騰格爾組一段水進期凝縮層的泥岩, 阿爾善組低位期濁積扇油藏的油同樣來自上部騰格爾組一段水進期凝縮層的泥岩。
3、蓋層意義
高水位體系域是以沉積砂體的進積為主要特徵的, 高水位砂體往往形成孔、滲性良好的儲集岩, 但高水位本身泥岩細粒沉積物不發育, 極易發生滲漏, 凝縮層泥岩常常伴隨高水位進積砂前緣, 所以與進積砂形成指狀交錯的砂泥岩互層, 成為其上部側向較好蓋層。
低水位體系發育盆底扇, 它們往往處於較深水環境中, 分布局限, 周圍被深水的細粒物質包圍形成岩性圈閉, 上部有緩慢的水進期細粒沉積物, 尤其是凝縮層覆蓋其上, 形成良好的蓋層。
