沉積層序及海平面旋回的分類(lèi)級(jí)別_旋回周期的成因討論

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1、現(xiàn)代地質(zhì)第12卷第1期GEOSCIENCEVol112No111998年3月JournalofGraduateSchool,ChinaUniversityofGeosciencesMar.1998沉積層序及海平面旋回的分類(lèi)級(jí)別3———旋回周期的成因討論王鴻禎史曉穎(地礦系北京100083)摘要沉積層序可區(qū)分為巨層序、大層序、中層序、正層序、亞層序和小層序6個(gè)級(jí)別的單位,其時(shí)間延續(xù)大致分別為500～600Ma,60～120Ma,30～40Ma,2～5Ma,011～014Ma和0102～0104Ma。沉積層序雖不同程度地受區(qū)域性

2、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和其他因素的影響,但具有明顯的全球性和周期性。除大層序可能是由克拉通規(guī)模的熱旋回引起的海平面相對(duì)變化所造成的外,其他級(jí)別的層序可能主要由全球海平面變化旋回所控制,并與天文周期有關(guān)。地球做為銀河系和太陽(yáng)系的一個(gè)行星,其地質(zhì)演化不可避免地受到其他星系及其內(nèi)部星體運(yùn)行規(guī)律的影響,沉積層序可能是地球水圈響應(yīng)于天體運(yùn)動(dòng)周期的沉積記錄。關(guān)鍵詞層序地層分類(lèi)級(jí)別海平面旋回天文周期分類(lèi)號(hào)P53層序地層學(xué)是地層學(xué)和沉積學(xué)相結(jié)合形成的一個(gè)新的分支學(xué)科,自80年代形成以來(lái)發(fā)展迅速,已成為基礎(chǔ)地質(zhì)領(lǐng)域一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。近年來(lái),層序地層研究不

3、僅在能源地質(zhì)勘查方面產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,而且在區(qū)域地質(zhì)、大陸邊緣地質(zhì)和地層學(xué)理論研究方面取得了突出成果,受到越來(lái)越多地質(zhì)學(xué)家的重視。特別是隨著層序地層學(xué)從早期的地下研究為主擴(kuò)展到現(xiàn)在的地表露頭,研究手段從地震剖面為主發(fā)展到常規(guī)的研究方法,使層序地層學(xué)的研究和應(yīng)用范圍得到了極大的擴(kuò)展,從而成為現(xiàn)代地層學(xué)的重要支柱。因此,沉積層序單位的合理劃分和使用及其完整系統(tǒng)的建立已成為一項(xiàng)緊要工作?？紤]到目前層序地層和海平面變化旋回研究中不同學(xué)者在術(shù)語(yǔ)和層序級(jí)別的使用上存在著明顯的不同而引起了一些混亂,因此對(duì)層序地層單位及其級(jí)別進(jìn)行系統(tǒng)整

4、理就更加急迫。1層序地層學(xué)的特點(diǎn)及沉積層序的性質(zhì)層序地層學(xué)主要研究地層的旋回性沉積記錄及其與海平面變化的關(guān)系。其目標(biāo)之一是建立可進(jìn)行大范圍、以至全球性對(duì)比,以物理界線(xiàn)為標(biāo)志的年代地層格架。層序地層學(xué)理論認(rèn)為,沉積層序的邊界是由海平面相對(duì)下降引起的陸上暴露風(fēng)化或水下侵蝕而產(chǎn)生的,層序邊界標(biāo)志著海平面的相對(duì)下降;沉積層序形成于一個(gè)完整的海平面變化旋回過(guò)程中,海平面的相對(duì)高低及其變化控制了沉積層序的特點(diǎn)。由于全球海平面變化具有明顯的全球收稿日期:1997—05—263地質(zhì)礦產(chǎn)部重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):9501105)及國(guó)家自然科

5、學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào):49421003)部分成果。第一作者簡(jiǎn)介:王鴻禎,男,1916年出生,教授,中國(guó)科學(xué)院院士,地層學(xué)、古生物學(xué)及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)。2現(xiàn)代地質(zhì)———中國(guó)地質(zhì)大學(xué)研究生院學(xué)報(bào)1998年同時(shí)性,因此有可能根據(jù)沉積層序及其所反映的海平面變化研究建立可進(jìn)行大范圍等時(shí)對(duì)比的地層格架。層序地層學(xué)將沉積層序及其體系域的形成與海平面變化有機(jī)地聯(lián)系在一起,較好地解決了沉積體系和沉積相在時(shí)間和空間上的變化及其相互關(guān)系問(wèn)題。從實(shí)質(zhì)上看,層序地層學(xué)與年代地層學(xué)有著密切的聯(lián)系。其研究目標(biāo)是建立等時(shí)的年代地層格架,而且層序邊界被定義為等時(shí)

6、面。沉積層序是以不整合面為界的地層單位,北[1]美地層典(1983)曾將其定義為異地層單位。Sloss特別強(qiáng)調(diào)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)地層單位的影響。根據(jù)原始定義:“層序是指比群更高的巖石地層單位”。由于沉積旋回和沉積層序兩者都是以沉積地層所反映的海平面旋回變化為主要識(shí)別特征,所以不同級(jí)別的沉積旋回和沉[2～3]積層序有時(shí)也被用作同義名。沉積層序是否具有全球可比性,以及海平面變化是否具有周期性和全球同時(shí)性是層序地層學(xué)研究中的重要問(wèn)題。Exxon學(xué)派堅(jiān)持各個(gè)級(jí)別的沉積層序在成因上都是全球性的,因此可以進(jìn)行全球性的等時(shí)對(duì)比;而多數(shù)地層工作者則

7、認(rèn)為大的、長(zhǎng)周期的海平面變化旋[4]回可能具有全球性。對(duì)三級(jí)海平面變化是否具有全球性的認(rèn)識(shí)有較大的分歧:Hallam認(rèn)為,雖然區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)海平面變化的控制相當(dāng)普遍,但部分三級(jí)海平面旋回變化仍具[3]有全球性;Miall多次對(duì)短周期海平面旋回的全球性提出質(zhì)疑。他認(rèn)為,目前的同位素測(cè)年技術(shù)還達(dá)不到確定三級(jí)及其以下沉積層序時(shí)限的精度,因此不同盆地海平面變化事件[1,5]的精確對(duì)比是不可能的;Sloss認(rèn)為區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)相對(duì)海平面變化有至關(guān)重要的影[6]響,因而多數(shù)沉積層序的全球性對(duì)比可能不恰當(dāng);Einsele對(duì)各種地質(zhì)事件的

8、周期性和重現(xiàn)時(shí)隔也做了充分討論;我們認(rèn)為Exxon學(xué)派的認(rèn)識(shí)可能是正確的。盡管有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和其他地質(zhì)因素的疊加和影響,多數(shù)沉積層序仍具廣泛的可對(duì)比性;全球海平面變化具有大致的同時(shí)性。實(shí)質(zhì)上,不同規(guī)模的沉積層序和旋回可能反映了不同級(jí)別和層次的天文周期作用于地球水圈的效應(yīng)。目前對(duì)沉積層序及海平面