碳酸鹽岩區層序構成是指碳酸鹽沉積物由近濱岸的高能淺灘顆粒灰岩向海方向逐漸變成較深水碳酸鹽沉積物的層序構成。
隨著層序地層研究的不斷深入，關於碳酸鹽岩岩溶儲層的研究發現，無論是形成於向上變淺的米級旋迴頂部的岩溶，還是由於局部性大地構造作用或海平面下降使得大部分碳酸鹽岩台地暴露於大氣淡水作用帶下形成的局部性岩溶，這些現象說明，層序地層格架對碳酸鹽岩岩溶儲層的發育具有重要的控制作用。
基本介紹
- 中文名：碳酸鹽岩區層序構成
- 外文名：Carbonate sequence formation
- 學科：沉積學
- 特點：3種類型的層序界面
- 控制因素：地層分布模式的變化和岩相分布
- 控油作用：層序界面、體系域構成
簡介,碳酸鹽岩層序地層樣式,控制因素,層序界面特徵,控油作用,
簡介
經典的層序地層學模式是Vail為代表的研究小組以矽質碎屑岩為基礎建立起來的大陸邊緣層序地層學樣式，而碳酸鹽岩與矽質碎屑岩的沉積作用機理有著本質的區別，在油氣勘探開發中業已逐漸形成了一套碳酸鹽岩層序地層學理論。
碳酸鹽岩層序地層樣式
同被動大陸邊緣的矽質碎屑岩層序樣式相似，碳酸鹽岩層序中可以識別出兩類不同的層序。Ⅰ型層序，是當海平面下降速率大於碳酸鹽台地或灘邊緣盆地的沉降速率，相當于海平面的相對下降時形成的，其底部為Ⅰ型層序邊界，它以台地出露和侵蝕，以及伴生的陸坡前緣的海底侵蝕，上覆地層的上超和海岸下超的下移為特徵(圖a)。Ⅱ型層序邊界(圖b)以台內潮緣區和台地淺灘區出露地表為標誌。海岸上超的向下遷移出現在下伏潮緣區的向海方向。圖b中表示出海平面相對變化與體系域之間在時間和深度上的相互關係。體系域可以通過前述的層序地層學的各種研究方法來進行識別。體系域主要有四種類型：低位體系域、陸架邊緣體系域、海侵體系域和高位體系域(Wagoner等，1990;PosamentierandVail，1991)。
低位體系域除了充填在陸架上的下切谷之外，總是在先前的台地或淺灘邊緣處或它的附近向外疊覆出去，其頂界為初始海泛面。陸架邊緣體系域是上覆在Ⅱ型層序邊界之上和疊覆在先前台地和灘邊緣之上向陸地方向的一個前積和加積的楔形體。
海進體系域是由一套後退的或退積的地層組成。因沉積物供給速率小於可容空間的增長速率，海進體系域向盆地的方向和向上變薄，並在頂部形成密集段。密集段是在極緩慢沉積過程中形成的薄層的半深海到深海相沉積物組成。海侵體系域底界面以下是低位體系域和陸架邊緣體系域，其頂界面之上是高位體系域。
高位體系域的頂界面是Ⅰ型層序和Ⅱ型層序的分界面，其底面為密集段伴生底下超面，也是最大海泛面。高位體系域的沉積形態一般為“S”形到斜交型的沉積單元。
控制因素
在碳酸鹽岩中，四個主要變數控制著地層分布模式的變化和岩相分布，它們為：
①構造沉降，它產生了沉積物的沉積空間;
②全球海平面升降變化，它被認為是控制地層分布模式和岩相分布的主要控制因素;
③沉積物的供應量，它控制古水深;
④氣候，它是控制沉積物類型的主要因素，其中降雨量和溫度對碳酸鹽岩、蒸發岩的分布起重要的控制作用。
層序界面特徵
綜合分析露頭剖面和鑽井資料，可以識別出3種類型的層序界面。
(1)構造不整合面：是地層抬升暴露的標誌，有明顯的地層缺失和角度不整合關係，對應於較大級別的層序界面。如塔里木盆地奧陶系與志留系之間的不整合面，即是一較高級別的層序界面。
(2)沉積間斷面：在連續沉積的地層中，依靠準層序或準層序組在縱向上從進積一退積的疊置方式的轉換面。這種準層序或準層序組疊置方式的轉換面，反映了沉積基準面的相應變化，故是層序識別的主要依據之一。
(3)事件性沉積界面：在相對深水的陸棚環境中，可根據發育特徵的低水位體系域盆底扇顆粒灰岩來劃分層序。顆粒灰岩通常呈透鏡狀，底部具沖刷構造，內部具正粒序。
控油作用
1、層序界面對儲層的控制作用
隨著層序地層研究的不斷深入，關於碳酸鹽岩岩溶儲層的研究發現，無論是形成於向上變淺的米級旋迴頂部的岩溶，還是由於局部性大地構造作用或海平面下降使得大部分碳酸鹽岩台地暴露於大氣淡水作用帶下形成的局部性岩溶，以及與在區域性或全球性大地構造事件作用下形成的區域性不整合面有關的大型風化殼古岩溶，它們均發育在不同級別的層序界面以下。這些現象說明，層序地層格架對碳酸鹽岩岩溶儲層的發育具有重要的控制作用。
2、體系域構成對儲層的控制作用
不同特徵的碳酸鹽岩層序構型，具有不同的界面特徵和內部體系域構成樣式，其體系域的構成樣式決定著沉積相帶的展布特點和展布規律。油氣成藏和分布則不同程度地受體系域控制。如高位體系域有利烴源岩的發育，而低位體系域則是尋找良好儲層的有利場所。
3、埋藏條件下層序界面對流體的輸導作用
不整合面對於其下伏岩溶帶的發育具有明顯的控制作用，但在遠離不整合面的地層中，同樣可以發育有多個岩溶帶，從溶蝕孔洞的發育特徵來看，多具有埋藏溶蝕深部緩流帶的特徵，這種岩溶帶發育具成層性的特點並與層序發育具有密切的相關性。但這類岩溶帶發育的規模遠不如不整合面岩溶帶，分析認為岩溶帶主要位於高頻層序界面以下。由於其暴露時間相對較短，因此其高頻層序界面形成期岩溶作用也相對較弱，但是在埋藏作用過程中，鑒於碳酸鹽岩具特低孔、低滲的特點，高頻層序界面與裂縫共同組成了溝通孔隙流體流動的輸導系統。埋藏有機酸流體沿層序界面和裂縫向古隆起區流動，從而控制了其下伏地層中埋藏岩溶作用的發生，形成複合岩溶帶。由此可見，不同級別的層序界面，其形成時的暴露溶蝕導致了不整合面岩溶的發生，而且，在後期的埋藏過程中，這些層序界面以及早期的溶蝕孔洞又成為了埋藏期岩溶作用發生所必需的流體流動的通道。這些層序界面通過控制流體的輸導和運移，進而控制岩溶儲層的發育。
