地表露头层序地层研究方法

层序地层学是对地层进行三维空间分布规律研究，以建立等时年代地层格架为目标，其赖以发展的重要基础是地震资料或地震地层学。地表露头层序地层研究只能是二维的层序地层学研究，原因是大多数情况下缺乏地震剖面资料，但详细的地质调查及填图成果，可以弥补这些不足之处，使得地表露头二维层序地层学研究成为可能。

1.露头层序地层单元系统

层序是层序地层学分析的基本单元，其构成实体则是准层序和准层序组。准层序由层组、层，纹层组和纹层组成。自纹层至层序都是沉积的构成实体，也是层序地层学的地层单元系统。此露头地层单元系统的基本特点是：①各地层单元，除纹层外，均是以具有年代地层意义的面为界的，有成因联系的地层序列：②各个界面都是单一的物理界面，在其分布范围内始终是其上、下地层的分界面；③各地层单元仅由地层的物理关系定义与判别，这些物理关系包括单元界面的横向连续性与几何形态、纵向叠加型式，以及单元内地层的横向形态。此外，界面两边地层的沉积相与环境的解释是关键，尤其是对于准层序、准层序组及层序界面的鉴别，至于地层的厚度、形成时间，以及区域或全球成因的解释则不用于定义地层单元或放置它们在系统中的位置。

对露头进行层序地层学分析，很大程度上取决于对地层单元级别的识别，即对以具有年代地层意义的侵蚀面，无沉积面或其相关整合面为界的岩层、岩层组、准层序、准层序组和层序的识别，其中尤以准层序、准层序组和层序更为关键，因此，以下予以专门讨论。

各地层单元的基本特征概括于表6-4中。纹层、纹层组、岩层和岩层组的定义，构成特征，界面特征等在表6-4中已有详细说明，对它们的野外露头研究方法与其他所有野外地质工作一样，但在层序地层学研究中强调的是它们成因相似或相关性。它们之间的主要差异是形成时间的长短和界面面积的大小不同。由于级别不同，这些界面的横向连续就大小悬殊，纹层组可为十几厘米至几十平方厘米。层或层组可达数至十几平方千米。这些界面的确定，在野外主要依据；①结构变化；②与层的接触关系；③虫穴，植物根系或土壤层所标志的轻微侵蚀面至无沉积物面。此外，这些界面的形成相对快速，可为数分钟至数千年，因此，在其分布的范围内基本是同时的，所以层和层组在许多沉积坳陷区，在相当大的范围内，常可用作年代地层对比。

2.准层序的野外鉴别

准层序是层序内有成因联系的层或层组的相对整合的序列，以海侵面及其相关面为界。在层序内的特定位置上，其上界或下界面可以是层序界面。例如在近岸部位，第一次海洋淹没面可以和下伏层序的顶部界面重合；如果上覆层序的底部侵蚀达到下伏层序的最大海洋淹没面，则下伏层序的高位体系域的准层序上界面便与上覆层序的底界面重合。

在非海相沉积和无边缘海相的冲积相剖面中，由于没有海洋淹没面，所以无准层序出现。同样，在水深无论怎样变化也无影响的斜坡和盆底相的深水沉积剖面中，由于层或层组都表现为整合接触，海洋淹没面及其相关面很难鉴别，因而层序也很难鉴别。准层序只出现在受水深变化影响的，可鉴别出海洋淹没面及相关整合面的环境或地区，如海岸平原、三角洲、海滩、潮坪、海湾和陆棚环境。

在岩石类型分布上，多数硅质碎屑岩的准层序为进积型，表现为一种向上变浅的沉积组合，少数硅质岩和大多数碳酸盐岩的准层序为加积型，但也有向上变浅的特点。为什么大多数碎屑岩剖面，无论其粒度是向上变粗还是向上变细，也无论是全球性海平面上升期或下降期的沉积，都是进积型准层序呢？因为尽管是全球海平面上升时期，但沉积物的堆积是受沉积物供给与可容空间的变化所控制的。此外，海平面的变化不是“渐进的”，而是“跳跃”（或间歇）“式”或“幕式”的，当海平面上升一次（相邻两次间的时间间隔大约相当于一个准层序的沉积时间）造成一个淹没面之后，便进入相对稳定时期，此时如果沉积物供给速率大于可容空间的增加速率（大多数情况如此），沉积物必然向海方向进积，就同一剖面点而言，便表现为向上变浅的沉积序列。当然也可能出现沉积物供给率小于可容空间的增加速率，此时沉积物很可能越过（by passing）滨岸，甚至穿越陆棚，因此，在海洋淹没面上无沉积物堆积，也就不发育反映向上变浅情况的准层序沉积。

在砂质碎屑海滩环境和三角洲环境中形成的向上变粗准层序有如下几个特点：①砂岩层或层组向上增厚；②砂岩与泥岩的比例向上增加，粒径向上增大，纹层向上变陡；③生物扰动向上至准层序界面增强；④出现向上变浅的沉积序列。层序底部的海洋淹没面表现为：①界面下的砂岩与界面上的泥岩或粉砂岩呈岩性突变接触关系；②上、下地层厚度悬殊，界面上厚度锐减，界面下纹层可有轻微截削；③界面下地层的生物扰动强，界面上有海绿石、壳屑、磷灰岩或富有机质页岩沉积，穿过界面沉积环境急剧加深。

在泥质潮坪至潮下环境中的向上变细准层序特征为：①砂岩层或层组向上变薄，砂岩与泥岩的比例向上减小，砂质粒径向上变细；②生物扰动作用向上增强。层序底部界面特征为：①界面下的泥岩或煤层与界面之上的砂岩呈突变接触关系；②界面下地层被截削，其幅度可达数米；③穿过界面沉积环境突然变深。