李紹虎 賈麗春

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院 武漢 430074;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430074; 3.山西省第三地質(zhì)工程勘察院 山西榆次 030600)

層序地層學(xué)四分模型的非周期性與層序邊界調(diào)整

李紹虎1,2賈麗春3

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院 武漢 430074;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430074; 3.山西省第三地質(zhì)工程勘察院 山西榆次 030600)

通過圖解證明現(xiàn)行四分層序地層模式存在的岸線跡線非周期性問題,表現(xiàn)為垂向升降1周期對(duì)應(yīng)側(cè)向遷移1+1/6周期,是由于高位正常海退設(shè)定不合理所致,建議廢除高位正常海退及其形成的高位體系域,重新解釋高位體系域。沉積層序邊界調(diào)整為殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU,由此構(gòu)成沉積層序自下而上包括下降期體系域、低位體系域、海侵體系域,亦即FSST-LST-TST疊置。此外,此研究基于廢除高位正常海退對(duì)沉積層序、成因?qū)有颉-T層序邊界進(jìn)行統(tǒng)一,避免成因?qū)有蚝蚑-R層序跨越兩個(gè)沉積層序。

層序地層學(xué) 殘留最大水泛面 對(duì)應(yīng)的不整合面 廢除高位正常海退 R-T層序

0 引言

2009年《Earth-Science Reviews》發(fā)表了Catuneanu等28位國(guó)際知名層序地層學(xué)家共同撰寫的“Towards the standardization of sequence stratigraphy”一文,該篇論文為Catuneanu等(1998)、Catuneanu和Eriksson(1999)、Catuneanu和Biddulph(2001)、Catuneanu(2002)、Catuneanu等(2005)、Catuneanu等(2006)等序列文章的綜合[1～6]。該文傾向于“求同存異”推薦層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化,其中重點(diǎn)匯總了五大層序流派及其流派之間界面關(guān)系的比較,包括沉積層序Ⅱ[7,8]、沉積層序Ⅲ[9～11]、沉積層序Ⅳ[12～14]、成因?qū)有騕15,16]、T-R層序[17]。

總體看來(lái),從Catuneanu等[18]及其系列文章可以得知,層序發(fā)育匹配的基準(zhǔn)面曲線部分基本可以達(dá)成共識(shí),即下降期體系域(FSST)、低位體系域(LST)、海侵體系域(TST)、高位體系域(HST),分別對(duì)應(yīng)于強(qiáng)迫海退(FR)、低位正常海退(LNR)、海侵(T)、高位正常海退(HNR)(圖1)。然而,沉積層序各個(gè)流派之間以及它們與成因?qū)有?、T-R層序之間,在疊置概念模型方面至今依然存較大的差異。例如成因?qū)有蚩绯练e層序問題[14](圖2;Catuneanu等(2005)的圖15;Catuneanu等(2009)的圖4)、T-R層序合并三個(gè)體系域(下伏層序HST+本層序FSST+LST)為RST等[17],都是禁錮于地震層序地層學(xué)早期“一套以不整合面及其相對(duì)應(yīng)的整合界面為界的成因相關(guān)的地層序列”的層序定義[19]。沉積層序流派之間可否統(tǒng)一,關(guān)鍵在于現(xiàn)行層序內(nèi)部疊置構(gòu)型表現(xiàn)出的非周期性(即岸線跡線垂向(分量)周期性——基準(zhǔn)面變化通過垂向累加可以表現(xiàn)為正弦曲線,但是岸線跡線側(cè)向(分量)周期性卻是非周期性的,因此岸線跡線本身不具備周期性)的解決,以及修正層序定義從而改變層序邊界不定論的局面,本文針對(duì)這兩點(diǎn)提出相應(yīng)的解決方案。

現(xiàn)行層序的岸線跡線非周期性源自海侵之后所設(shè)定的高位正常海退(HNR),即海侵之后的第二次朝海岸線遷移。表現(xiàn)在岸線跡線垂向分量(基準(zhǔn)面曲線)“U”字型、側(cè)向分量“S”字型,至今未能引起學(xué)術(shù)界重視。

圖1 四分層序地層學(xué)模型基準(zhǔn)面變化曲線(岸線跡線垂向周期性)[18]Fig.1 Base level curve(vertical periodicity of shoreline trajectory)of four-divided model of sequence stratigraphy.Abbreviations:LST-lowstand systems tract;HST-highstand systems tract;TST-transgressive systems tract;FSST-falling stage systems tract;HNR-highstand normal regression;T-transgression; LNR-lowstand normal regression;FR-forced regression

1 沉積層序模式演變及其非周期性

1.1 三分到四分模式的演變概述

自從1992年開始,由于層序地層學(xué)在海陸應(yīng)用差異,國(guó)際上開始由原有經(jīng)典三分方案向四分方案演變.unt和Tucker[12]將經(jīng)典三分模式中的低位扇盆底部分和斜坡扇(注:分別相當(dāng)于低位扇面河道+扇朵葉、決口河道復(fù)合體(Haq等[7](1987),其圖1, p。1157)),分別稱為強(qiáng)迫海退楔體系域(FRWST)盆底成分和斜坡成分,將其原有經(jīng)典的低位楔體系域稱為低位前積楔體系域(LPWST);模型的核心變化在于:將經(jīng)典層序地層學(xué)中盆底扇和斜坡扇從原低位體系域中分離開來(lái),而且將朝陸退積疊置的先盆底扇后斜坡扇的時(shí)序關(guān)系,改變?yōu)榕璧壮煞謱儆谛逼鲁煞值耐谙嘧?Hunt和Tucker,1992[12];圖2,p。4),由此提出“不整合面最大延伸”作為層序邊界識(shí)別的診斷原則。

這一看似合理的原則卻在FRWST與LPWST之間劃分出層序邊界SB出來(lái)(Hunt和Tucker,1992;圖2,p。4;Hunt和Tucker,1995,圖1,p。150),實(shí)質(zhì)上是將“層序一分為二”。對(duì)此Kolla等(1995)提出強(qiáng)烈質(zhì)疑,并且以maximum hiatal break(最大超級(jí)坡折)為界堅(jiān)持經(jīng)典三分模式。實(shí)際上Kolla等[20]誤解了Hunt和Tucker的意思(Hunt和Tucker等,1995,p。148).unt和Tucker[12]為了避免誤解將FRWST、LPWST分別改為FRST、LST,再后來(lái)FRST改成了FSST(Plint和Nummedal[21];演變過程見下段)。此外Helland-Hansen和Gjelberg[14]的四分方案更趨直接,自下而上分別為低位楔體系域(LWST)、海侵體系域(TST)、高位體系域(HST)、強(qiáng)迫海退楔體系域(FRST),分別編號(hào)為①、②、③、④,顯而易見他們主張將強(qiáng)迫海退楔體系域(FRWST)放在沉積層序頂部,嚴(yán)格遵循層序關(guān)于不整合面及其相對(duì)應(yīng)的整合界面為界的概念。在Catuneanu系列論文推進(jìn)下,現(xiàn)行FSST、LST、TST、HST方案逐步形成,其中值得一提的是2002年以前Catuneanu將LST和HST歸因于正常海退,后來(lái)分為低位正常海退和高位正常海退。

關(guān)于下降期體系域(FSST),著實(shí)是一個(gè)具有戲劇性變化的術(shù)語(yǔ).lint等[22～24]基于加拿大西部?jī)?nèi)陸Alberta省和British Columbia省交界的洛基山地區(qū)白堊系地下和露頭研究工作,強(qiáng)調(diào)底界侵蝕的近濱相沉積的出現(xiàn)及其意義,并且將其解釋為相對(duì)海平面下降期的緩坡型陸架上的沉積,這一過程被Plint[24]命名為“強(qiáng)迫海退(forced regression-FR)”過程,而他們則將此體系域命名為 falling sea level systems tract[25]——國(guó)內(nèi)翻譯為海退體系域(王劍等,1996; Nummedal(1993)成都的層序地層學(xué)講座),隨后被命名為falling stage systems tract[26]。遺憾的是他們都是以摘要的形式發(fā)表,直到2000年P(guān)lint和Nummedal才在國(guó)際層序地層學(xué)界普遍接受FSST之后,對(duì)FSST進(jìn)行系統(tǒng)的定義和正式術(shù)語(yǔ)命名.lint[24]的強(qiáng)迫海退術(shù)語(yǔ)影響了層序地層學(xué)四分模式的演變過程,在此期間出現(xiàn)了較多的同義術(shù)語(yǔ),正如Plint和Nummedal[21]指出的“盡管術(shù)語(yǔ)變化(強(qiáng)迫海退楔體系域[12]、強(qiáng)迫海退體系域[13,14])、下降海平面體系域[25]或者下降期體系域(Plint和Mummedal,2000),這些研究都強(qiáng)調(diào)一個(gè)類似的問題,而且達(dá)到類似的結(jié)果[21](Plint和Nummedal,2000;p。3)”.atuneanu[4]更為直接地稱“強(qiáng)迫海退體系域也就是下降期體系域(p。21)”。由此可見,比較Hunt和Tucker[12,13]、Helland-Hansen和 Gjelberg[14]和 Plint和 Nummedal[21]模型,現(xiàn)行四分模式的FSST是個(gè)廣為接受的術(shù)語(yǔ),但是其地層疊置構(gòu)型至今依然沒有統(tǒng)一。

簡(jiǎn)而言之,從1992年之后經(jīng)典三分模式中的LST分解出新的LST(低位楔)和FSST,開始時(shí)FSST曾經(jīng)設(shè)定在層序頂部[14],直到2005年Catuneanu開始將FSST與Haq等(1987)和Posamentier等(1988)的早期LST(扇)對(duì)應(yīng)(Catuneanu等,2005;圖15,p。80),放在層序下部作為沉積層序最底部的體系域,從而完整地構(gòu)成FSST-LST-TST-HST四分模式。

1.2 四分模式的非周期性——垂向1周期:側(cè)向1 +?6周期

在目前四分模式中FSST疊置構(gòu)型仍未達(dá)成一致的狀況下,加之FSST-LST-TST-HST方案本身存在致命的非周期性問題,因此本文作者認(rèn)為Catuneanu等[18]推薦層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化有待深入。正如Helland-Hansen[27]指出的那樣“還處于活躍期,不易'冰封'……”;現(xiàn)在看來(lái),Helland-Hansen應(yīng)該是對(duì)的。

層序地層學(xué)研究中各個(gè)流派均匹配有基準(zhǔn)面變化或海平面升降變化、相對(duì)海平面變化曲線,指的都是海平面垂向變化;而在層序分析中涉及到按照相組合的側(cè)向遷移區(qū)分疊置樣式,從而劃分體系域,因此這些最終都體現(xiàn)在岸線跡線變化上面。岸線跡線定義為沿著沉積傾向的剖面岸線遷移軌跡(比較Swift[28];Davis和 Clifton[29];Larue和 Martinez[30]; Cant[31]),是相對(duì)海平面變化、沉積物補(bǔ)給和盆地地形的函數(shù)[14],或者是沉積盆地充填時(shí)岸線或淺水陸架邊緣相的位置變化之路徑(Helland-Hansen和Martinsen,1996)。遺憾的是截至目前為止,所有層序地層學(xué)流派在其模型建立過程中并沒有將基準(zhǔn)面變化(垂向)、相遷移(側(cè)向)統(tǒng)一到岸線跡線變化基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合考量,也就是強(qiáng)調(diào)岸線跡線垂線變化(基準(zhǔn)面變化)的周期性,而忽略了岸線跡線側(cè)向變化有無(wú)符合周期性問題。對(duì)于一個(gè)建立在全球海平面周期性變化基礎(chǔ)上的地層學(xué)理論而言,層序地層學(xué)各個(gè)流派模式成立的勿庸置疑的公理應(yīng)該是岸線跡線垂向、側(cè)向均具有周期性變化,而非僅僅是岸線跡線垂向(基準(zhǔn)面)變化具有周期性。

以下選擇Helland-Hansen和Gjelberg[14]模型證實(shí)四分模式的岸線跡線垂向、側(cè)向變化的周期性問題。需要指出的是,在所有四分模式中他們的模型最為完整,易于表達(dá);一定程度上,他們最為注重模型的整體性和重復(fù)性(圖2).unt和Tucker[12,13]模型只強(qiáng)調(diào)層序下部,而Plint和Nummedal(2000)模型過于復(fù)雜,兩者模型均沒有與成因?qū)有?、T-R層序進(jìn)行對(duì)比。

國(guó)際上趨于認(rèn)為:一個(gè)完整海相層序包含下降期體系域、低位體系域、海侵體系域和高位體系域;其與成因?qū)有?、T-R層序之間有著顯著差異(圖2)[14,4,18];不僅如此,層序地層學(xué)本身的各個(gè)流派之間也存在明顯差異[8,9,12,16,17],這些直接影響了“引發(fā)地層學(xué)革命的”層序地層學(xué)的發(fā)展。李紹虎2007年夏天在新疆準(zhǔn)東觀察到岌岌湖現(xiàn)代水下加積扇疊置構(gòu)型,從開始懷疑經(jīng)典層序地層學(xué)發(fā)育順序,發(fā)展到現(xiàn)今直指高位體系域的設(shè)定(無(wú)論是經(jīng)典三分還是現(xiàn)行四分模式),經(jīng)歷了一個(gè)不斷反復(fù)否定調(diào)整的思考過程。受岌岌湖現(xiàn)代水下加積扇(Jijihu subaqueous aggradational fan,Jijiju SAF)疊置構(gòu)型啟示,采用不同于Wheeler相圖[32]的作圖方法,按照等時(shí)性原理劃分并擬定向前侵蝕、河流后退侵蝕、沿岸淹沒侵蝕三種類型及其相應(yīng)的等時(shí)圖解規(guī)則[33]。

本文采用上述圖解規(guī)則,并且基于圖2格架概念模型,構(gòu)建等時(shí)地層格架(chronostratigraphy)或年代層序格架(chrono-sequence framework)(圖3),旨在建立并且直觀地檢驗(yàn)岸線跡線垂向、側(cè)向變化的周期性。分述如下:

(1)岸線跡線垂向周期性,即為傳統(tǒng)的基準(zhǔn)面曲線,由圖3中的系列B點(diǎn)所構(gòu)成。這里采用相對(duì)于海平面下降最低點(diǎn)為參考點(diǎn),t時(shí)期對(duì)應(yīng)的岸線升降幅度采用相對(duì)時(shí)間段與升降速率之積vi。Δti表示。結(jié)果表明B01-B05、B05-B11、B11-B17、B17-B23分別對(duì)應(yīng)于FSST、LST、TST、HST;如果沉積層序發(fā)育足夠完整,圖3中岸線跡線完全可以用正弦曲線表達(dá)(注:圖中表達(dá)的是Δti,沒有考慮vi),因此B系列點(diǎn)構(gòu)成的岸線跡線垂向變化可以滿足周期性要求。(2)岸線跡線側(cè)向周期性,由圖3中的系列C點(diǎn)構(gòu)成,為了便于表述坐標(biāo)圓點(diǎn)依然選擇海平面下降最低點(diǎn)。結(jié)果顯示,C01-C05、C05-C11、C11-C17分別對(duì)應(yīng)于FSST、LST、TST,一個(gè)周期已經(jīng)形成;而C17-C23顯然已經(jīng)在數(shù)學(xué)上進(jìn)入下一個(gè)周期。如果按照FSST與LST-TST-HST各占半個(gè)周期計(jì)算,LST-TSTHST中多出的HST就近于1/6周期,那么C系列點(diǎn)構(gòu)成的岸線跡線側(cè)向變化就可以理解為1+1/6周期。

換而言之,圖3中顯示的岸線跡線垂向變化為1周期,但是卻要對(duì)應(yīng)于岸線跡線側(cè)向變化1+1/6周期,顯然是不合理的。如果去掉三分和四分模式中設(shè)定的高位正常海退及其形成的高位體系域,那么岸線跡線(A點(diǎn)系列)自A01到A17即可以構(gòu)成一個(gè)周期,因此,本文作者建議廢除HRN及其形成的HST。值得強(qiáng)調(diào)的是,圖3中岸線跡線側(cè)向變化為A點(diǎn)系列曲線“寬度”壓縮而成,旨在方便對(duì)比垂向變化和側(cè)向變化在B17點(diǎn)和C17點(diǎn)出現(xiàn)的周期性差異(詳見圖4),也就是突出岸線跡線側(cè)向表現(xiàn)的1+1/6周期。

為了進(jìn)一步闡述層序地層學(xué)現(xiàn)行四分模式中岸線跡線非周期性,特此將圖3中的B、C系列點(diǎn)所代表的垂向和側(cè)向變化單獨(dú)提取得到圖4。圖4(a)為岸線跡線垂向變化,縱橫坐標(biāo)分別為幅度H、年代t,其中振幅H=vi。Δti(升降幅度X時(shí)間段),此處采用常量q代替v(注:年代地層格架中信息量太多,只能等時(shí)間隔替代 time-interval);該圖顯示與 FSSTLST-TST-HST層序地層疊置對(duì)應(yīng)的FR-LNRT-HNR為1周期。圖4(b)為岸線跡線側(cè)向變化,縱橫坐標(biāo)分別為水平距離S(相對(duì)于海平面最低點(diǎn)朝陸朝海水平遷移距離)、年代t,該圖顯示:與FSSTLST-TST層序地層疊置對(duì)應(yīng)的FR-LNR-T為1周期,與HST對(duì)應(yīng)的HNR為1/6周期,也就是FSSTLST-TST-HST層序地層疊置對(duì)應(yīng)的FR-LNRT-HNR為1+1/6周期。

圖2 單元地層關(guān)系及關(guān)鍵界面和沉積作用旋回α、β、γ(Helland-Hansen和Gjelberg,1994)α、β、γ分別代表成因?qū)有?Galloway,1989)、T-R層序(Johnson等,1985)、沉積層序(Vail等,1984)Fig.2 Stratigraphic relationships between units,key surfaces and cycles of deposition(α,βandγ).Symbolsα,βandγare genetic sequence(Galloway,1989),T-R sequence(Johnson,et al.,1985)and depositional sequence(Vail,et al.,1984)

圖3 基于圖2(陰影部分)地層疊置構(gòu)型的年代層序格架圖.為了便于顯示不整合面發(fā)育過程,下降期體系域岸線跡線點(diǎn)采用旋轉(zhuǎn)方式表示(以A05點(diǎn)為圓心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),亦可理解為關(guān)于橫坐標(biāo)軸對(duì)稱,即可恢復(fù)原始理想岸線跡線點(diǎn)(Aˊ系列點(diǎn)).A系列點(diǎn)為側(cè)向遷移周期性岸線跡線點(diǎn),B系列點(diǎn)為垂向升降周期性跡線點(diǎn);Area1、2分別代表剝蝕區(qū)、等時(shí)虛擬區(qū)(上下等時(shí)線等時(shí))Fig.3 Chrono-sequence framework based on the shadow part of stacking patterns in Fig.2.The points of shoreline trajectory of FSST are expressed by rotating some degreed,ex.,points A05 and A'05 are symmetrical again horizontal axis.Points of A and B series are respectively the lateral and vertical points on shoreline trajectory.Area 1 is the eroded area,whereas Area 2 represents isochronous time area that upper and lower time line are isochronous

圖4 (a)岸線跡線垂向變化(年代t-幅度H)顯示1周期;(b)岸線跡線側(cè)向變化(年代t-水平距離S)顯示1+1/6周期.縮寫:FR-強(qiáng)迫海退;LNR-低位正常海退;T-海侵;HNR-高位正常海退;FSST-下降期體系域;LST-低位體系域;TST海侵體系域;HST-高位體系域Fig.4 (a)the vertical change of shoreline trajectory(time-amplitude)based on Fig.3 directs one periodicity,(b)the lateral change of shoreline trajectory(t-S)based on Fig.3 shows one and one-sixth periodicities.Abbreviation:FR-forced regression; LNR-lowstand normal regression;T-transgression;HNR-highstand normal regression;FSST-falling stage systems tract;LST-lowstand systems tract;TST-transgressive systems tract;HST-highstand systems tract

如果選擇FSST-LST-TST-HST層序地層疊置對(duì)應(yīng)FR-LNR-T-HNR,就等同于選擇岸線跡線1周期的垂向變化對(duì)應(yīng)于1+1/6周期的側(cè)向變化,顯然是不合理的;如果廢除HRN及其形成的HST而選擇FSST-LST-TST層序地層疊置對(duì)應(yīng)FR-LNRT,就等同于選擇岸線跡線1周期的垂向變化對(duì)應(yīng)于1周期的側(cè)向變化(圖4下部)。

由此可見,廢除HRN之后,岸線跡線垂向、側(cè)向變化就會(huì)對(duì)應(yīng)1周期,即圖4(a)中岸線跡線垂向變化(基準(zhǔn)面)構(gòu)成FR-LNR-T的1/2+1/4+1/4=1周期;圖4(b)中岸線跡線側(cè)向變化構(gòu)成FR-LNRT的1/4+1/4+1/2=1周期。值得強(qiáng)調(diào)的是,LNR特征表現(xiàn)為物源補(bǔ)給超過海平面上升[18],其本身就具有FR與T之間的過渡特征。無(wú)論中間過程如何,從FR到LNR再到T,可以在垂向、側(cè)向均實(shí)現(xiàn)1周期;較之原有岸線跡線垂向變化(基準(zhǔn)面)FRLNR-T-HNR的1周期對(duì)應(yīng)于同期岸線跡線側(cè)向變化1+1/6周期,要合理得多。

究其原因,正如前面所述的那樣,現(xiàn)行四分模式中基準(zhǔn)面曲線(岸線跡線垂向變化)顯示的FRLNR-T-HNR的1周期,恰好掩蓋了岸線跡線側(cè)向變化的1+1/6周期。既然現(xiàn)行四分模式是由經(jīng)典三分模式演變而來(lái),繼承了HNR及其形成的HST的這一設(shè)定,那么三分亦是如此,因此本文建議廢除高位正常海退(HNR)及其形成的高位體系域(HST)。

廢除高位正常海退及其形成的高位體系域,潛在的學(xué)術(shù)價(jià)值還在于可以解決層序地層學(xué)至今沒有回答的構(gòu)造控制問題(Miall,1991)。至少海相盆地之盆山耦合研究中,可以將FSST-LST-TST層序地層疊置頂部的最大水泛面MFS作為時(shí)間關(guān)聯(lián)點(diǎn)。

另外,限于篇幅的影響,僅對(duì)圖3中Area 1(剝蝕區(qū))包含的不整合時(shí)空體所具有的不整合面關(guān)聯(lián)屬性進(jìn)行強(qiáng)調(diào):Area 1(剝蝕區(qū))底界含地面不整合、水下不整合,頂界為溝谷面(RS-ravinement surface,亦稱溝谷侵蝕面RES-ravinement erosion surface)。

2 廢除高位正常海退及年代層序格架中岸線跡線周期性檢驗(yàn)

高位正常海退廢除與否,還需要從理論上檢驗(yàn)新模型的等時(shí)地層格架是否具有垂向、側(cè)向周期性,同時(shí)也有利于解決沉積層序與成因?qū)有?、T-R層序之間的邊界差異問題,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)沉積層序邊界調(diào)整。根據(jù)上述思路,本文在假設(shè)廢除高位正常海退(形成原高位體系域)的前提下,對(duì)Helland-Hansen和Gjelberg(1994)模型(圖2)進(jìn)行重新構(gòu)建,如圖5所示。其中,原模型相應(yīng)的關(guān)鍵界面中最大海退面繼續(xù)保留,原模型中相應(yīng)的成因?qū)有颉-R層序、沉積層序依次相應(yīng)保留,其相互關(guān)系詳見后面的第四部分。

圖5 基于圖2的廢除高位正常海退后的地層疊置模型FSST-LST-TST.海侵體系域朝盆超覆陡陸架坡折一側(cè)添加盆底扇或斜坡扇(高位扇,Helland-Hansen和Gjelberg,1994),同屬海侵體系域但早于陸架上的退積疊置地層Fig.5 Based on Fig.2 ,strata stackingmodel FSST-LST-TST that highstand normal regression is abolished.Slope fan/basin fan has been added to the basinward side of shelf break of transgressive systems tract,i.e.,highstand fan(Helland-Hansen and Gjelberg,1994).Both highstand fan and retrogradational strata on shelf are attributed to transgressive systems tract,but the former is earlier than the latter.This is different from Helland-Hansen and Gjelberg(1994)'s opinion that both are isochronous

圖6 基于圖5(陰影部分)地層疊置構(gòu)型的年代層序格架圖.A系列點(diǎn)為側(cè)向遷移周期性岸線跡線點(diǎn), B系列點(diǎn)為垂向升降周期性跡線點(diǎn);Area1、2分別代表剝蝕區(qū)、等時(shí)虛擬區(qū)(上下等時(shí)線等時(shí))Fig.6 Chrono-sequence framework based on the shadow part of stacking patterns in Fig.4.Points of A and B series are respectively the lateral and vertical points on shoreline trajectory.Area 1 is the eroded area,whereas Area 2 represents isochronous time area that upper and lower time line are isochronous

圖6的年代層序格架圖解結(jié)果表明,去掉高位正常海退(高位體系域)之后,既能保證岸線跡線垂向升降(基準(zhǔn)面曲線)具有周期性,也能保持側(cè)向遷移周期性,即圖6中的B系列點(diǎn)、C系列點(diǎn)構(gòu)成的曲線均為1周期。與圖3和4類似,按照?qǐng)D中的曲線樣式,根據(jù)岸線處海平面垂向升降速率vi和時(shí)間間隔ti可以繪制海平面垂向升降曲線(基準(zhǔn)面曲線);根據(jù)側(cè)向距離,也可以繪制其側(cè)向遷移變化曲線。

岸線跡線是由Helland-Hansen和Gjelberg[14]較早引入層序地層學(xué)研究當(dāng)中;Catuneanu等[18]將其用于說明體系域疊置發(fā)育過程,在其層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化論文圖19中(Catuneanu等,2009;p。14)呈現(xiàn)典型的“S”型岸線跡線,如本文所圖解證明的那樣(圖3),應(yīng)該屬于高位正常海退不合理設(shè)置造成的非周期性。針對(duì)現(xiàn)行四分模式中岸線跡線非周期性,可能需要廢除高位正常海退及其形成的高位體系域,保留FSST-LST-TST地層疊置,因此本文嘗試在FSSTLST-TST的基礎(chǔ)上對(duì)層序邊界進(jìn)行調(diào)整。

3 層序邊界調(diào)整及對(duì)沉積層序與成因?qū)有颉-R層序的一致性改進(jìn)

岸線跡線垂向升降周期性、側(cè)向遷移周期性比較(圖4),連同新的地層疊置構(gòu)型模型及其匹配的年代層序格架中岸線跡線周期性檢驗(yàn)(圖5和6),表明存在廢除高位正常海退及其型的高位體系域的可能性。

如此以來(lái),層序邊界就變成最大水泛面(ABC)與不整合面(CDEF)相交而成(圖5、6、7、8),最終分割形成三類界面:①殘留最大水泛面RMFS(remnant maximum flooding surface,BC)及其對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU(correlative subaerial unconformity,BD)構(gòu)成層序邊界;②不整合面最大延伸ESU(extension of subaerial unconformity,BE)和海侵面t.s。構(gòu)成FSST與LST之間的體系域邊界(注:該界面被Hunt和Tucker(1992,1995)定義為層序邊界,受到Kolla等(1995)的強(qiáng)烈質(zhì)疑);③剝蝕最大水泛面EMFS(eroded maximum flooding surface,AB),已經(jīng)不復(fù)存在(圖7、8)。對(duì)于FSST-LST-TST地層疊置內(nèi)部, LST與TST之間的界面繼續(xù)采用廣為接受的最大海退面MRS(maximum regressive surface)為界。

通過上述調(diào)整和繼承,一個(gè)理想沉積層序(FSST-LST-TST地層疊置)的關(guān)鍵界面包括:殘留最大水泛面RMFS及其對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU構(gòu)成的層序邊界、地面不整合面最大延伸ESU和海侵面t.s。構(gòu)成的LST/FSST體系域界面、最大海退面MRS構(gòu)成的TST/LST體系域界面(圖7和8)。

圖7 層序邊界調(diào)整及沉積層序γ與成因?qū)有颚痢-R層序β(或R-T層序δ)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.縮寫:RMFS-殘留最大水泛面(BC),CSU-殘留最大水泛面對(duì)應(yīng)的地面不整合面(BD),EMFS-剝蝕最大水泛面(AB),ESU-地面不整合面最大延伸(BE),t.s.-海侵面(EF),MRS-最大海退面(MN).Fig.7 Adjustment on sequence boundary and relationships between depositional sequenceγ,genetic sequenceαand T-R sequence β(or R-T sequenceδ).Abbreviations:RMFS-remnantmaximum flooding surface(line BC);EMFS-eroded maximum flooding surface(line AB);CSU-correlative subaerial unconformity of remnantmaximum flooding surface(line BD);ESU-extension of subaerial unconformity(line BE);t.s.-transgressive surface(line EF);MRS-maximum regressive surface(line MN).

選擇殘留最大水泛面及其對(duì)應(yīng)的地面不整合面為層序邊界,有望解決不整合面位置的多方長(zhǎng)期爭(zhēng)論(Hunt和Tucker,1992,1995;Kolla等,1995;Helland-Hansen和Gjelberg,1994;Helland-Hansen,1995;Catuneanu,2002).mbry(2002)認(rèn)為最大水泛面可以通過客觀科學(xué)分析確定;較之不整合面對(duì)應(yīng)的整合面c.c。(correlative conformity)更易于識(shí)別。

圖8 沉積層序(γ)、成因?qū)有?α)、R-T層序(δ)(改T-R層序(β))之間的年代格架關(guān)系.縮寫:RMFS-殘留最大水泛面(BC),CSU-殘留最大水泛面對(duì)應(yīng)的地面不整合面(BD),EMFS-剝蝕最大水泛面(AB),ESU-地面不整合面最大延伸(BE),t.s.-海侵面(EF),MRS-最大海退面(MN).Fig.8 Chrono-framework relationships between depositional sequenceγ,genetic sequenceαand R-T sequenceδ.T-R sequenceβhas been recommended to be revamped as R-T sequenceδ.Abbreviations:RMFS-remnantmaximum flooding surface(line BC);EMFS-eroded maximumflooding surface(line AB);CSU-correlative subaerial unconformity of remnantmaximum flooding surface(line BD);ESU-extension of subaerial unconformity (line BE);t.s.-transgressive surface(line EF);MRS-maximum regressive surface(line MN).

層序邊界調(diào)整之后,本文擬將沉積層序與成因?qū)有?、T-R層序一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系一并改進(jìn):

3.1 沉積層序γ(FSST-LST-TST)與成因?qū)有颚烈恢滦员容^

按照Galloway(1989)提出采用最大海泛(Maximum Marine Flooding,相當(dāng)于最大水泛面Maximum Flooding Surface;見其圖6,P。133)為層序邊界,并且命名為成因?qū)有騕16],自下而上依次為HST、LST、TST,其中HST屬于下伏沉積層序,而LST和TST屬于上覆沉積層序,也就是成因?qū)有蚴强绯练e層序的,詳見Catuneanu等(2009)的圖4和23.mbry(2002)指出成因?qū)有蛴捎诘孛娌徽厦嫖挥趯有騼?nèi)部,而使得其在盆地邊緣缺乏成因一致性[34]。本文作者不完全認(rèn)同這一點(diǎn),詳見討論部分。

層序發(fā)育真正的起始時(shí)間點(diǎn)當(dāng)屬邊緣構(gòu)造抬升,理想的完整層序當(dāng)為最大水泛面結(jié)束即為下一新的層序開始,這是本文核心出發(fā)點(diǎn);但是不同于Galloway(1989)將最大海泛面為界的成因地層學(xué),其套用對(duì)比到經(jīng)典三分模式而構(gòu)建,并未觸及成層序邊界為不整合面及其相對(duì)應(yīng)的不整合面這一經(jīng)典定義。實(shí)際上Galloway(1989)以最大海泛面為界化分的層序自下而上依次為HST-LST-TST,其中HST屬于下伏層序,LST*-TST歸屬上覆層序(Galloway,1989;圖6, p。133);本文建議廢除HST之后,即變?yōu)橥粚有虻腖ST*-TST,其中的LST*現(xiàn)在細(xì)分為FSST-LST,也就形成本文的FSST-LST-TST層序地層疊置。

本文嘗試將成因?qū)有?α)與沉積層序(γ)一致對(duì)應(yīng)起來(lái),上下邊界并不等時(shí)。如圖7、8所示,層序邊界為殘留最大水泛面EMFS(BC)及其對(duì)應(yīng)的不整合面CSU(DB).SST-LST-TST層序地層疊置均屬于同一沉積層序,就可以解決了成因?qū)有蛟瓉?lái)跨沉積層序的弊端。 3.2沉積層序γ(FSST-LST-TST)與T-R層序β(或R-T層序δ)一致性比較

T-R層序[17]是以包括不整合面和或海侵溝谷面(RS-ravinement surface)和它們相對(duì)應(yīng)的最大海退面組成的“合成面”為界[4]。而層序邊界海相部分(最大海退面)和非海相部分(地面不整合面)潛在穿時(shí),而且也與海侵溝谷面合并[4].elland-Hansen和Gjelberg(1994)、Catuneanu等(1998)、Catneanu和Eriksson(1999)、Catneanu(2002)先后將沉積層序與T-R層序進(jìn)行邊界對(duì)比,結(jié)果一致為:T-R層序的TST、RST分別等位于沉積層序的TST(下伏層序)、HST(下伏層序)-FSST(上覆層序)-LST(上覆層序)(圖2),亦即T-R層序跨沉積層序。

基于岸線跡線非周期性問題,本文建議廢除HNR及其形成的HST,沉積層序γ與成因?qū)有颚良纯蓪?shí)現(xiàn)同層序內(nèi)的一致性調(diào)整(圖7),而T-R層序β以最大海退面為界,即T、R分別對(duì)應(yīng)TST(下伏層序)和FSST(上覆層序)-LST(上覆層序),依然為跨層序。如果改成R-T層序δ,那么R、T就可以分別對(duì)應(yīng)FSST(同一層序)-LST(同一層序)和TST(同一層序)。實(shí)際上,Galloway的成因?qū)有蛴袝r(shí)也被當(dāng)作R-T層序(Embry,2002;p。164),因此上述一致性調(diào)整結(jié)果應(yīng)該是同一問題兩種角度,結(jié)論是一致的。

自此,R-T層序δ、沉積層序γ、成因?qū)有颚寥N層序大類就可以有完全統(tǒng)一的層序界面(圖7),即以殘留最大水泛面RMFS及其對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU為界。層序邊界在幾類重要的地層學(xué)之間的如此統(tǒng)一,也將有利于層序地層學(xué)吸收其它地層學(xué)方面的研究,促進(jìn)層序地層學(xué)發(fā)展。此外,沉積層序、成因?qū)有颉-T層序一致性調(diào)整模型的年代層序格架等時(shí)性檢驗(yàn)如圖8所示,三者存在應(yīng)有的一致性等時(shí)線分布特征,時(shí)序關(guān)系清楚,表明它們之間的邊界統(tǒng)一方案可行。

4 討論

4.1 等時(shí)線分布討論

鑒于目前層序地層學(xué)目前的流派紛呈,層序邊界爭(zhēng)議較大,諸如不整合面最大延伸[12,13]、海侵侵蝕溝谷面[21]、下切谷[7,9,10]、最大水泛面[16],以及退覆-超覆幾何形態(tài)[11]等等。所有這些表現(xiàn)為對(duì)等時(shí)線時(shí)序關(guān)系的認(rèn)識(shí)角度差異,諸如:(ⅰ)不整合面最大延伸不只是一個(gè)面,而是朝盆內(nèi)發(fā)散對(duì)應(yīng)多個(gè)等時(shí)線,如圖3、6、8中的最終形成t05定型而逐步朝海對(duì)應(yīng)于t01、t02、t03、t04等時(shí)線;(ⅱ)海侵侵蝕溝谷面則表現(xiàn)為海平面上升期(LNR和T)朝陸抬升的多個(gè)等時(shí)線的收斂,如圖3、6、8的t06、t07、t08朝陸抬升收斂;(ⅲ)下切谷形成與充填等時(shí)線分屬不同時(shí)期。這些在Wheeler圖體現(xiàn)較少。只有將層序發(fā)育各個(gè)階段及其伴隨的不整合體(現(xiàn)為一個(gè)物理界面)中的等時(shí)線,按照向前侵蝕、河流后退侵蝕、沿岸淹沒侵蝕等成因類型區(qū)分開來(lái)[33],才能真正地顯示不整合體內(nèi)部等時(shí)線分布(圖3、6、8),在此基礎(chǔ)上圖解解釋岸線跡線非周期性問題。選擇殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU也是基于這種等時(shí)線分布圖解中時(shí)序關(guān)系得出的。

需要說明的是,Winter和Brink[35]和Embry[36]將作為層序邊界的不整合面當(dāng)作“時(shí)間障礙”,假設(shè)時(shí)間線不穿過不整合面,Posamentier等[8]圖解中也是這么設(shè)定的,Catuneanu[4]補(bǔ)充解釋為不整合面之下的地層早于之上的地層。嚴(yán)格意義上,應(yīng)該是代表不整合面最后定型的晚期等時(shí)線在剝蝕區(qū)可以下切穿過早期等時(shí)線,如圖3、6、8中t05下切穿過了t01、t02、t03、t04,它們?cè)?jīng)屬于過不整合面,因此“時(shí)間線不穿過不整合面”不完全正確。也正因如此,Kolla和Posamentier等[20]在與Hunt和Tucker[13]討論層序邊界時(shí),如果采用晚期等時(shí)線在剝蝕區(qū)可以下切穿過早期等時(shí)線的圖解方法,他們就能表達(dá)出現(xiàn)在看來(lái)確實(shí)正確的觀點(diǎn)——強(qiáng)迫海退沉積FRD(forced regressive depositions)底界為層序邊界(見Kolla等1995年的圖1,p。141)。

4.2 岸線跡線周期性

層序地層學(xué)各個(gè)流派在建立自己的模式時(shí),均匹配有海平面升降曲線或相對(duì)海平面變化曲線或基準(zhǔn)面變化曲線,實(shí)際上指的是岸線處海平面垂向升降變化,對(duì)岸線跡線側(cè)向海陸遷移并未考慮在內(nèi),以至于經(jīng)典三分模式和在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的四分模式出現(xiàn)“S”型岸線跡線。有兩點(diǎn)需要解釋:(1)基準(zhǔn)面變化曲線(岸線跡線垂向分量)可以采用正弦曲線表示,是由于LNR-T-HNR區(qū)間內(nèi)設(shè)定海平面上升,如果不考慮岸線跡線側(cè)向海陸遷移,那么在LNR-THNR還可以根據(jù)海平面上升設(shè)定新的體系域,依然可以包括在正弦曲線上升半?yún)^(qū)間內(nèi),因?yàn)橹灰奂由仙茸匀豢梢岳L制這部分垂向上升曲線,所不同的是在HNR之后需要標(biāo)定新的體系域而已。例如, LNR-T-HNR之后重復(fù)一次或多個(gè)LNR-T-HNR (不同于次級(jí)旋回疊加),均能與FSST一起構(gòu)成正弦曲線。這就是經(jīng)典層序地層學(xué)和現(xiàn)行層序地層學(xué)在設(shè)定基準(zhǔn)面曲線與體系域匹配之間不周之處。(2)岸線跡線側(cè)向海陸遷移,盡管與垂向升降(基準(zhǔn)面)變化方向正交,但是反映在岸線跡線整體周期性上應(yīng)該是一致的,也就是岸線跡線垂向與側(cè)向變化一周期,在起點(diǎn)和終點(diǎn)位置上是一致的,并且最終合成為岸線跡線一周期。因此,在層序設(shè)定時(shí),不能僅僅考慮岸線跡線垂向升降周期性而忽略岸線跡線側(cè)向海陸遷移周期性,兩者屬于基線總量的垂向、側(cè)向分量,密不可分。正是基于此項(xiàng)考慮,本文從岸線跡線側(cè)向海陸遷移非周期性,推導(dǎo)出現(xiàn)有基準(zhǔn)面曲線實(shí)際上也表現(xiàn)為非周期性。一定程度上講,現(xiàn)有的基準(zhǔn)面曲線通過垂向幅度累加的方法顯示的周期性正弦曲線,掩蓋了側(cè)向海陸遷移的非周期性。

4.3 層序邊界調(diào)整――殘留最大水泛面作為層序邊界一部分與不整合面可以出現(xiàn)在層序內(nèi)部

Galloway[16]提出用最大海泛面為界定義成因?qū)有?Embry[34]認(rèn)為層序內(nèi)部出現(xiàn)不整合面,似乎違背了經(jīng)典層序定義。本文也涉及到這個(gè)問題,需要作如下說明:盡管Galloway最早提出最大海泛面作為層序邊界,受到經(jīng)典層序地層學(xué)關(guān)于不整合面為界的層序定義禁錮,他當(dāng)時(shí)沒有辦法解決這一問題。類似地, Hunt和Tucker[12,13]首次正式提出將經(jīng)典層序地層學(xué)三分模式的低位體系域分解出強(qiáng)迫海退楔體系域(FRWST),也不得不遵照不整合面為界的限制,而將層序邊界SB設(shè)定在FRWST與LPWST(低位楔體系域――相當(dāng)于新的LST)之間,他們匹配的相對(duì)海平面變化曲線上赫然在最低海平面處設(shè)置層序邊界,用SB將“層序一分為二”;如出一轍地,Helland-Hansen和Gjelberg[14]也將下降期體系域(FSST――FRWST同義,前述)放在不整合面之下;Plint和Nummedal[21]正式定義FSST也是如此。所有這些都說明,與LST “成因相關(guān)”的FSST或FRWST(FRST),由于其頂部具有不整合面,而受經(jīng)典定義限制卻不能與LST歸為同一層序,只能放在下一個(gè)層序的頂部進(jìn)行“成因相關(guān)”,實(shí)屬無(wú)奈之舉。

到了2005年,Catuneanu對(duì)比層序地層學(xué)各個(gè)流派時(shí),將FSST對(duì)比為早期低位體系域(扇)(early LST(fan)),意為層序最下部體系域.atuneanu等[18]正式推出Catuneanu[5]的觀點(diǎn)推薦層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化,已經(jīng)既定不整合面位于四分模式層序內(nèi)部的事實(shí),沒有明確指出,而是采用c.c。(相對(duì)應(yīng)的整合面)表述位于層序內(nèi)部。直到這時(shí),FSST們才“找到”自己的位置。

從1992年四分模式盛行而回避不整合面不能在層序內(nèi)部,到2005年綜合對(duì)比權(quán)衡既定不整合面可以出現(xiàn)在層序內(nèi)部這一事實(shí),國(guó)際層序地層學(xué)界實(shí)際上已經(jīng)對(duì)層序的定義有所松動(dòng),即不再堅(jiān)守不整合面不能出現(xiàn)在層序內(nèi)部的禁錮?？陀^上,Mitchum等(1977)的經(jīng)典層序定義中“成因相關(guān)”就已經(jīng)提供這方面的理論依據(jù),可以理解為:層序雖然以不整合面為界,但是其上下地層不一定就絕對(duì)不“成因相關(guān)”。實(shí)踐證明,上述FSST相關(guān)術(shù)語(yǔ)在建模分析過程中,都與上覆低位體系域“成因相關(guān)”。本文第二、第三部分圖解過程中,充分證明了這一點(diǎn)。而且在去掉HST之后,層序邊界很明顯可以以殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU為界。

某種程度上講,至少如果不廢除HNR這一設(shè)定,現(xiàn)行四分模式內(nèi)部出現(xiàn)不整合面(即便含蓄地表達(dá)為c.c。)這種局面,只能永遠(yuǎn)是似是而非——強(qiáng)調(diào)不整合面為界而又在層序內(nèi)部出現(xiàn)不整合面,卻又給不出充分的理由。本文認(rèn)為:不整合面既可以作為層序邊界又可以出現(xiàn)在層序內(nèi)部,應(yīng)該理解為不整合面CSU部分——?dú)埩糇畲笏好鎸?duì)應(yīng)的不整合面才有資格作為層序邊界,而不整合面的ESU部分——FSST之上的最大不整合面延伸可以存在于層序內(nèi)部。換而言之,(a)層序內(nèi)部出現(xiàn)不整合面應(yīng)該理解為不整合面最大延伸ESU出現(xiàn)在層序內(nèi)部;(b)而層序內(nèi)部不能出現(xiàn)不整合面指的是殘留最大水泛面對(duì)應(yīng)的不整合面CSU部分,這部分絕對(duì)不能出現(xiàn)在層序內(nèi)部.SU為體系域邊界,CSU為層序邊界,兩者屬于同一不整合面,但是由于上下地層“成因相關(guān)”不同而具有不同的屬性,即 ESU上下為 LST和FSST,而CSU之上為上覆層序的LST(或TST)而之下為下伏層序TST(或更下部層位)。

上述是對(duì)國(guó)際上經(jīng)典層序定義而又既定不整合面出現(xiàn)在層序內(nèi)部現(xiàn)狀的一種詮釋,前提是:(a)糾正四分模式中岸線跡線的非周期性,建議廢除高位正常海退及其形成的高位體系域或重新解釋高位體系域;(b)重新定義沉積層序?yàn)椤耙惶壮梢蛳嚓P(guān)的以殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的不整合界面CSU為界的相對(duì)整合的地層序列”[33]。由此看來(lái),對(duì)于層序邊界的理解,既要尊重原有層序定義中不整合面的作用,更要尊重不整合面ESU上下地層“成因相關(guān)”這一事實(shí)。轉(zhuǎn)換層序分析過程中層序邊界識(shí)別追蹤的方向,不難看出:盆緣朝盆內(nèi)追蹤,邊緣不整合面(層序邊界)對(duì)應(yīng)盆內(nèi)無(wú)數(shù)個(gè)整合面(c.c。);而本文主張從盆內(nèi)向盆緣追蹤,殘留最大水泛面只能對(duì)應(yīng)一個(gè)邊緣不整合面(能夠區(qū)分時(shí)序關(guān)系的)。前者恰似“干線”朝“支線”追蹤,“發(fā)散”易于出錯(cuò);后者則是既定“支線”朝“干線”前行,“收斂”而不出錯(cuò)。

由此可見,如果以最大水泛面與不整合面交點(diǎn)(文中所有圖件中ABC線與DBE線交點(diǎn)B)為界,典層序定義僅能規(guī)范交點(diǎn)朝陸一側(cè),新的層序定義均能定義交點(diǎn)朝海、朝陸兩側(cè)。后者內(nèi)涵包括前者內(nèi)涵,也就是“一套成因相關(guān)的以殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的不整合界面CSU為界的相對(duì)整合的地層序列[33]”包含“一套成因相關(guān)的以不整合面及其相對(duì)應(yīng)的整合面為界的相對(duì)整合的地層序列[19]”。如前所述,其前提是必須解決岸線跡線非周期性,且廢除高位正常海退及其形成的高位體系域這一經(jīng)典設(shè)定或重新解釋高位體系域。

4.4 沉積層序與成因?qū)有?、R-T(或T-R)層序邊界統(tǒng)一

在目前層序地層學(xué)各個(gè)流派劃分方案基礎(chǔ)上,成因?qū)有蛑荒馨凑兆畲笏好鎸⑾路鼘有虻腍ST+上覆層序的FSST-LST-TST跨沉積層序而劃分,T-R層序則按照海侵海退旋回將TST(下伏沉積層序)和HST(下伏沉積層序)-FSST(上覆層序)-LST(上覆層序)分別歸為T、R部分,也只能跨沉積層序。沉積層序與成因?qū)有?、T-R層序之間的邊界差異,如果維持現(xiàn)狀,顯得層序地層學(xué)與眾不同。本文研究表明,去掉HNR及其形成的HST這一設(shè)定之后,成因?qū)有蚩梢园凑兆畲笏好鎸⒁粋€(gè)層序的FSST-LST-TST全部歸為一個(gè)成因?qū)有?所不同的是以殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU為界);改T-R層序?yàn)镽-T層序,同一層序的FSST-LST和TST分別對(duì)應(yīng)R、T半旋回。從而使得沉積層序、成因?qū)有?、R-T(或T-R)層序具有統(tǒng)一的層序邊界,在同一層序內(nèi)部進(jìn)行三類層序?qū)Ρ冉梃b研究,有利于層序地層學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。

可以預(yù)見的將來(lái),層序地層學(xué)仍然有很大的拓展空間。本文作者相信 Helland-Hansen[27]不易過早“冰封”層序地層學(xué)術(shù)語(yǔ)的預(yù)言。

5 結(jié)論

(1)證明現(xiàn)行四分層序地層模式存在岸線跡線非周期性,具體表現(xiàn)為岸線處側(cè)向海陸遷移不具有周期性,是由于高位正常海退設(shè)定不合理造成的。具體表現(xiàn)為岸線基線垂向升降(基準(zhǔn)面變化)1周期對(duì)應(yīng)岸線跡線側(cè)向遷移1+1/6周期,因此建議廢除高位正常海退其形成的高位體系域或重新解釋高位體系域,以便解決岸線跡線非周期性問題。

(2)廢除高位正常海退之后,沉積層序自下而上包括下降期體系域(FSST)、低位體系域(LST)、海侵體系域(TST)。

(3)調(diào)整后的沉積層序與成因?qū)有?、R-T層序具有統(tǒng)一的層序邊界——以殘留最大水泛面RMFS及其相對(duì)應(yīng)的地面不整合面CSU為界,它們的單元對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)在同一沉積層序內(nèi)部達(dá)到一致,而非原先的跨越兩個(gè)沉積層序。

說明:這句話也是為進(jìn)一步研究留下余地。

致謝 本文作者真誠(chéng)地感謝外審專家及其提出的寶貴意見;特別感謝《Sedimentary Geology》前主編C.R.Fielding教授、《Earth-Science Reviews》主編A.D.Miall教授、《Sedimentary Geology》現(xiàn)主編 G.J.Weltje教授在論文觀點(diǎn)形成過程中給予的討論和幫助;感謝鄧宏文、吳沖龍、解習(xí)農(nóng)、吳因業(yè)、梅廉夫、莊新國(guó)、王華、焦養(yǎng)泉等教授和張夏林博士給予的幫助和關(guān)照。

References)

1 Catuneanu O,Willis A J,Miall A D.Temporal significance of sequence boundaries[J].edimentary Geology,1998,121:157-178

2 Catuneanu O,Eriksson,PG.The sequence stratigraphic concept and the Precambrian rock record:an example from the 2.7～2.1 Ga Transvaal Supergroup,Kaapvaal craton[J].recambrian Research, 1999,97:215-251

3 Catuneanu O,Biddulph,M N.Sequence stratigraphy of the Vaal Reef facies associations in the Witwatersrand foredeep[J].outh Africa Sedimentary Geology,2001,141-142:113-130

4 Catuneanu O.Sequence stratigraphy of clastic systems:concepts,merits,and pitfalls[J].ournal of African Earth Sciences,2002,35:1-43

5 Catuneanu O,Martins-Neto M A,Eriksson P G.Precambrian sequence stratigraphy[J].edimentary Geology,2005,176:67-95

6 Catuneanu O,Khalifa M A,Wanas H A.Sequence stratigraphy of the Lower Cenomanian Bahariya Formation,Bahariya Oasis,Western Desert,Egypt[J].edimentary Geology,2006,190:121-137

7 Haq B U,Hardenbol J,Vail PR.Chronology of fluctuating sea levels since Triassic[J].cience,1987,235:1156-1166

8 Posamentier H W,Jervey M T,Vail P R.Eustatic controls on clastic deposition I-conceptual framework[M]∥Wilgus C K,Hastings B S, Kendall CG St C,et al.Sea Level Changes-An Integrated Approach.Society of Economic Paleontologists and Mineralogists(SEPM),Special Publication,1988,42:110-124

9 Van Wagoner JC,Posamentier H W,Mitchum R M,et al.An overview of the fundamentals of sequence stratigraphy and key definitions [M]∥Wilgus CK,Hastings BS,KendallCGSt C,etal.Sea Level Changes:An integrated approach.Society of Economic Paleontologists and Mineralogists(SEPM),Special Publication,1988,42:394-45

10 Van Wagoner JC,Mitchum Jr R M,Campion K M,etal.Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs,core,and outcrops:concepts for high-resolution correlation of time and facies[J].merican Association of Petroleum Geologists Methods in Exploration Series,1990, 7:1-55

11 Christie-Blick N.Onlap,offlap,and the origin of unconformitybounded depositional sequences[J].arine Geology,1991,97:35-56

12 Hunt D,Tucker M E.Stranded parasequences and the forced regressive wedge systems tract:deposition during base-level fall[J].edimentary Geology,1992,81:1-9

13 Hunt D,Tucker M E.Stranded parasequences and the forced regressive wedge systems tract:deposition during base-level fall-reply[J].edimentary Geology,1995,95:147-160

14 Helland-Hansen W,Gjelberg JG.Conceptual basis and variability in sequence stratigraphy:a different perspective[J].edimentary Geology,1994,92:31-52

15 Frazier D E.Depositional episodes:their relationship to the Quaternary stratigraphic framework in the northwestern portion of the Gulf Basin [J].niversity of Texas at Austin,Bureau of Economic Geology, Geological Circular,1974,4(1):28

16 Galloway W E.Genetic stratigraphic sequences in basin analysis,I.Architecture and genesis of flooding-surface bounded depositional units [J].APG Bulletin,1989,73:125-142

17 Embry A F,Johannessen E P.T R sequence stratigraphy,facies analysis and reservoir distribution in the uppermost Triassic–Lower Jurassic succession,Western Sverdrup Basin,Arctic Canada[M]∥Vorren TO,Bergsager E,Dahl-Stamnes O A,et al.Arctic Geology and Petroleum Potential.Special Publication,Norwegian Petroleum Society,1992,2:121-146

18 Catuneanu O,Abreu V,Bhattacharya JP,et al.Towards the standardization of sequence stratigraphy[J].arth-Science Reviews, 2009,92:1-33

19 Mitchum Jr R M,Vail PR,ThompsonⅢS.Seismic stratigraphy and global changes of sea-level,part 2:the depositional sequence as a basic unit for stratigraphic analysis[M]∥Payton C E,ed.Seismic Stratigraphy-Applications to Hydrocarbon Exploration.Memoir American Association of Petroleum Geologists,1977,26:53-62

20 Kolla V,Posamentier H W,Eichenseer H.Stranded parasequences and the forced regressive wedge systems tract:deposition during baselevel fall-discussion[J].edimentary Geology,1995,95:139-145

21 Plint A G,Nummedal D.The falling stage systems tract:recognition and importance in sequence stratigraphic analysis[J].eological Society,London,Special Publications,2000,172:1-17

22 Plint A G.Sharp-based shoreface sequences and offshore bars'in the Cardium Formation of Alberta:their relationship to relative changes in sea level[M]∥Wilgus C K,Hastings B S,Kendall CG STC,etal.Sea-level Changes:An integrated approach.Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Special Publications,1988,42:357-370

23 Plint AG.High frequency relative sea level oscillations in Upper Cretaceous shelf clastics of the Alberta foreland basin:possible evidence of a glacio-eustatic control?[M]∥Macdonald D IM,ed.Sedimentation,Tectonics and Eustasy.International Association of Sedimentologists Special Publications,1991,12:409-428

24 Plint A G,Norris B.Anatomy of a rampmargin sequence:facies successions,paleogeography and sediment dispersal patterns in the Muskiki and Marshybank formations,Alberta foreland basin[J].ulletin of Canadian Petroleum Geology,1991,39:18-42

25 Nummedal D,Riley GW,Cole R D,Trevena A S.The falling sea level systems tract in ramp settings(Abstract).n:Mesozoic of the Western Interior[C].ociety of Economic Paleontologists and Mineralogists,Theme Meeting,Fort Collins,Colorado,August 17-19, 1992,p。50.

26 Nummedal D,Gupta S,Plint A G,et al.The falling stage systems tract:definition,character and expression in several examples from the Cretaceous from the U.S.Western Interior[M]∥Hunt D,Gawthorpe R,Docherty M。(convenors)Sedimentary Responses to Forced Regressions.Geological Society of London,Abstract Volume,1995: 45-48

27 Helland-Hansen W.Towards the standardization of sequence stratigraphy-Discussion[J].arth-Science Reviews,2009,doi:10.1016/j.earscirev。2008.12.003

28 Swift D JP.Barrier-island genesis:evidence from the central Atlantic shelf,Eastern U.S.A[J].edimentary Geology,1975,14:1-43

29 Davis R A.Clifton H E.Sea-level change and the preservation potential ofwave-dominated and tide-dominated coastal sequences[M]∥Nummedal D,Plikey O H,Howard JD.Sea-Level Fluctuation and Coastal Evolution.SEPM Special Publication,1987,41:167-178

30 Larue D K,Martinez P A.Use of bed-form climb models to analyze geometry and preservation potential of clastic facies and erosional surfaces[J].APG Bulletin,1989,73:40-53。

31 Cant D J.geometricmodeling of faciesmigration:theoretical development of facies successions and local unconformities[J].asin Research,1991,3:51-62

32 Wheeler H E.Stratigraphic Units in Time and Space[J].merican Journal of Science,1959,257:692-706

33 李紹虎。對(duì)國(guó)外層序地層學(xué)研究進(jìn)展的幾點(diǎn)思考及L-H-T層序地層學(xué)[J]。沉積學(xué)報(bào),2010,28(4):735-744[Li Shaohu.Thinking of international sequence stratigraphy development and L-H-T sequence stratigraphy[J].cta Sedimentologica Sinica,2010,28(4): 735-744]

34 Embry A F.Transgressive-Regressive(T-R)sequence stratigraphy [C]∥22ndAnnual Gulf Coast Section SEPM Foundation Bob F.Perkins Research Conference-2002:151-172

35 Winter H de la,Brink M C.Chronostratigraphic subdivision of the Witwatersrand Basin based on a Western Transvaal composite column [J].outh African Journal of Geology,1991,94:191-203

36 Embry A F.The six surfaces of sequence stratigraphy[C]∥AAPG.Hedberg Research Conference on Sequence Stratigraphic and Allos-tratigraphic Principles and Concepts,Dallas,August 26–29,Program and Abstracts Volume,2001,26-27

Adjustment to Non-Periodicity and Sequence Boundary in Four-Divided M odel of Sequence Stratigraphy

LIShao-hu1,2JIA Li-chun3
(1.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,W uhan 430074; 2.Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources(China University of GeosciencesW uhan),M inistry of Education,W uhan 430074; 3.Shanxi Third Geology Engineering Investigation Institute,Yuci,Shanxi030600)

Based on illustrating chrono-sequence framework,this article has proved the existence of non-periodicity of shoreline trajectory within four-dividedmodel in current sequence stratigraphy,presenting one vertical periodicity corresponding to one and one-sixth of lateral periodicities due to the unreasonably assigned highstand normal regression.Authors of this article suggest that the terms of highstand normal regression(HNR)and previous highstand systems tract HST formed during HNR should be abolished or re-interpreted.Depositional sequence has been adjusted as bounded by remnantmaximum flooding surfaces(RMFS)and their correlative subaerial unconformities(CSU),and is composed of falling stage,lowstand,transgressive systems tracts upwards,i.e。,FSST-LST-TST superposition.At the same time,this paper has united the boundaries between depositional sequence,genetic sequence and R-T sequence on the basis of abolishing highstand normal regression and previously assigned highstand systems tract to avoid that genetic sequence and T-R sequence span two depositional sequences.

sequence stratigraphy;remnantmaximum flooding surface;correlative subaerial unconformity;abolishing the previous highstand normal regression;R-T sequence

李紹虎 男 1964年出生 博士 副教授 沉積學(xué) 三維可視化 E-mail:ShaoHuLi@cug.edu.cn

P539.2

A

1000-0550(2011)01-0105-13

2009-12-10;收修改稿日期:2010-01-12