海平面变化与沉积旋回

海平面升降变化、构造作用、沉积作用和气候条件等因素的周期性相互作用的结果就形成了地层的旋回性。这四项因素也是层序地层分析的四个基本要素。可以看出，海平面变化是沉积旋回形成与发育的最重要因素。

人们最早就是通过对含煤岩系的研究获得了对于旋回现象的认识，当时的主要依据是含煤地层岩性组分和颜色上的明显变化，以及生物群显示出的海相环境与陆相环境之间的快速变化等。由于含煤岩系的广泛分布，且地区间可以进行对比，因此引起了人们对旋回现象的广泛注意和研究。从19世纪末到20世纪中叶，研究的主要方面是识别含煤岩系的旋回结构，并对此作出成因上的解释。20世纪中叶以后，由于沉积学的快速发展，尤其对现代沉积的研究，使沉积作用控制论广泛流传，并建立了不同类型的含煤岩系沉积模式。

近20年来，随着旋回地层和事件地层等现代概念的提出和应用，尤其层序地层学的形成与发展，对“旋回”这个古老概念又有了新的理解，对地层旋回的研究又掀起了新的热潮，但已与最初的旋回概念有了根本性的不同。这主要表现在其机理的解释有了新的进展，而不是仅仅限于“旋回现象”的揭示。另外，事件地层和层序地层的进展也给旋回地层的研究注入了新的内涵，旋回的等级，旋回阶段的等时性等概念使古老的沉积旋回概念有了新的发展。相分析和旋回的结合也是旋回的研究在沉积学和地层学结合上有了新的生命力，而反过来旋回的鉴定也为相分析提供了框架基础，两者成为不可分开的沉积学基础。因此，古老旋回概念与现代沉积学，地层学新进展的有机结合，形成了崭新的旋回层序分支。

新的旋回地层学是研究地层沉积作用的旋回性记录并用来进行地层划分和地层对比，其成果可用来解决地质理论和生产实践问题（如煤层对比），乃至成为解释沉积作用机理的地层学和沉积学的重要学科。

海平面变化是地层旋回性的重要因素之首。海平面变化周期由于形成机制不同而具有不同级次和频率，而不同周期级次的海平面变化将形成不同级别的地层旋回。因此，海平面变化机制的研究，对于时间条件下识别地层旋回结构，重塑旋回形成的沉积作用过程及由此反映的沉积演化及构造演化史，以正确地提示盆地充填过程具有重要意义。

海平面随时间的推移而发生变化，既有在垂直方向的升、降过程，也有在水平方向上的海平面起伏位移。造成海平面变化的原因很多，Miall和Allen分别提出了海平面变化机制理论，为多数地质学者所接受。Miall（1984）认为造成海平面变化的原因主要归纳为两种因素：构造海平面变化和冰川海平面变化。构造海平面变化指由于洋脊扩张等构造活动造成海洋盆地变化而产生海平面变化，板块内部的构造沉降速度变化亦属此类，主要形成长周期海平面变化。冰川海平面变化指由于地球轨道偏心率、黄赤交角变化及岁差的天文周期造成地球日照量的周期性变化，从而引起极地冰盖的增长，使海平面的体积发生变化，最终导致海平面的升降变化，这是高频海平面变化周期的主要控制因素。Maill（1984）就大洋扩张脊体积的变化、板块运动、大陆冰原的生长和消亡、小洋盆地的蒸干等方面论述了上述机制下的海平面变化特点，其中他指出海平面的升降和海进、海退并非一回事，这在进行地层旋回性海平面变化机制的解释时是相当重要的。

Allen等人（1990）认为全球海平面变化可能由下列四种原因引起的：①板块构造作用引起的岩石圈物质的持续分异作用；②由沉积物的堆积或沉积物的移出所引起的大洋盆地体积容量的变化；③由大洋中脊系统的体积变化所引起的大洋盆地体积容量的变化；④藏在极地冰盖和冰川中有效水体的减少。

从物质平衡的观点分析，海平面是海水体积和洋盆体积（容积）的统一；从能量平衡的观点看，海平面是一个等势面，它符合地球内部重力场分布的平衡，也符合地球绕着它的转动轴自转的引力平衡。