能源巖系沉積序列中旋回類型及其非對(duì)稱性成因

李曉靜，劉 瑩，王東東，劉海燕，劉福勝

(1.山東科技大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590; 2.中煤地質(zhì)集團(tuán)有限公司，北京 100040)

1 沉積旋回類型及相關(guān)問題

旋回是盆地充填中的重要規(guī)律和盆地分析中的重要內(nèi)容。因此有必要將有關(guān)“旋回”的基本內(nèi)涵及進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要的理順。就旋回而言，有沉積旋回、構(gòu)造旋回、海侵海退旋回、旋回層序、高頻旋回、米蘭科維奇旋回等。本文主要就“沉積旋回”及相關(guān)問題進(jìn)行探討。

1.1 沉積旋回的基本概念

沉積旋回是指沉積作用和沉積條件按相同的次序不斷重復(fù)沉積而組成的一個(gè)沉積上的序列，又稱層序。表現(xiàn)在地層剖面上是指若干相似巖性、巖相的有規(guī)律地周期性重復(fù)。沉積旋回以規(guī)模較大，常表現(xiàn)為巖性巖相的交替變化而區(qū)別于“沉積韻律”。是個(gè)古老的概念。最早人們認(rèn)為其成因主要是由于地殼周期性振蕩運(yùn)動(dòng)引起的，而韻律的形成則多與局部地區(qū)性因素有關(guān)。但是，隨著層序地層學(xué)、成因地層學(xué)、沉積學(xué)，特別是盆地分析領(lǐng)域新的進(jìn)展，沉積旋回的概念有了新的涵義，其成因也是復(fù)雜的。

從盆地地層結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)成與過程響應(yīng)角度出發(fā)，盆地沉積充填中的沉積旋回結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在水退-水進(jìn)演變序列中形成的地層疊置樣式的變化上[1]。因此沉積旋回的涵義更加豐富了。

沉積旋回是不同地質(zhì)歷史事件在地層巖性上的規(guī)則性反映，沉積旋回的形成是幕式構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、天體周期運(yùn)轉(zhuǎn)、全球海平面變化(或湖平面變化)、事件等主控因素，形成的連續(xù)沉積地層具有一定的周期韻律性。因此，研究沉積旋回級(jí)次及成因，對(duì)推演原始沉積動(dòng)力機(jī)制及主控因素具有重要意義。隨著層序地層學(xué)、盆地動(dòng)力學(xué)、細(xì)粒沉積學(xué)等學(xué)科的新概念、新方法不斷提出，傳統(tǒng)沉積旋回研究出現(xiàn)了新的研究方向和領(lǐng)域，也從定性到定量、大中型旋回向精細(xì)旋回發(fā)展。通過對(duì)巖相、地球化學(xué)、礦物學(xué)、巖石磁性、顏色等方面的詳細(xì)采樣和研究，從旋回沉積層序中采集化石天文信號(hào)[2]。

1.2 自旋回與異旋回及混合旋回

自旋回(Autocyclicity)的概念是Beerbower[3]于1964年提出的，原意是指沉積體系在外部條件(構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、物源供給和氣候變化)不變的情況下，沉積體系內(nèi)為達(dá)到自身能量的平衡，而發(fā)生周期性的作用，如沉積和侵蝕作用，包括河道遷移、河道分流和砂壩遷移。Miall[4]則用自成因地層(成因地層學(xué))認(rèn)為自成因地層不會(huì)嚴(yán)格按照旋回形式發(fā)生，因此將 “ Autocyclic ”改為 “Autogenic ”，并認(rèn)為最常見的自成因地層是決口沉積和河道遷移。之后，有多位學(xué)者[5-9]將這類沉積體系自身成因的作用或成因地層定義為沉積體系內(nèi)地層對(duì)構(gòu)造升降、物源供給變化、氣候變化等地質(zhì)作用穩(wěn)定變化的響應(yīng)。很明顯，自旋回是一個(gè)沉積體系內(nèi)部作用對(duì)外部條件穩(wěn)定變化的響應(yīng)，而不是外部條件直接導(dǎo)致的作用結(jié)果。

由此可見，自旋回是受限于沉積體系的，其作用范圍由該沉積體系的沉積作用所決定，常局限于沉積亞相及微相，因此橫向上連續(xù)性較差、縱向上持續(xù)時(shí)限較短。但本文認(rèn)為這與自旋回的厚度和規(guī)模無(wú)關(guān)，即自旋回不是用旋回所涉及的沉積體的大小規(guī)模來(lái)衡量的。典型的自旋回沉積作用如曲流河邊灘側(cè)向加積、決口扇前積或退積作用，辮狀河心灘壩加積、前積，扇三角洲和三角洲朵體前積、側(cè)向遷移作用，火山沉積和泥石流沉積作用等等。自旋回的侵蝕作用如曲流河側(cè)向侵蝕、辮狀河改道侵蝕、扇三角洲和三角洲水道的側(cè)向侵蝕以及泥石流的侵蝕作用等等[10]。

層序地層學(xué)理論提出之后，自旋回概念也賦予了新的涵義[11]。自旋回是指在沉積體系按照自身搬運(yùn)、沉積介質(zhì)的特征、地形坡度、圍巖特征、植被發(fā)育等條件發(fā)生沉積、路過或侵蝕作用而形成的沉積旋回，自旋回作用在基準(zhǔn)面升降變化期或穩(wěn)定期都會(huì)發(fā)生。這里引入了“基準(zhǔn)面升降變化”這個(gè)重要概念在自旋回作用中有重要意義。

異旋回是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積物供給速率變化、氣候周期性變化和與之相關(guān)的湖平面變化或基準(zhǔn)面變化等導(dǎo)致的規(guī)律性變化。實(shí)際上是指一個(gè)沉積體系外的重要因素，如構(gòu)造升降、物源供給變化、氣候變化等地質(zhì)作用對(duì)沉積體系導(dǎo)致的旋回。很明顯，異旋回是外部條件對(duì)一個(gè)沉積體系發(fā)生作用直接導(dǎo)致的結(jié)果。由此可見，異旋回是控制沉積體系的外部條件，其作用范圍是整個(gè)沉積體系甚至更大、更廣，是一個(gè)盆地充填序列、或沉積體系發(fā)育及廢棄整個(gè)體制形成的旋回，因此橫向上連續(xù)性較好、縱向上持續(xù)時(shí)限相對(duì)較長(zhǎng)。

層序地層學(xué)加深和精細(xì)了異旋回的涵義，主要是在異旋回的識(shí)別與地層對(duì)比[11]方面更具有理論和實(shí)際價(jià)值。層序地層學(xué)理論認(rèn)為異旋回是基準(zhǔn)面(海平面、湖平面或河流平衡剖面)變化引起的，而基準(zhǔn)面的變化又受構(gòu)造活動(dòng)、氣候變化等控制，因此控制層序地層單元的形成，構(gòu)成了層序地層單元能在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行追蹤和對(duì)比的依據(jù)。所以，層序地層單元的劃分和對(duì)比，即層序地層格架的建立就是識(shí)別異旋回，并進(jìn)行對(duì)比。

可以認(rèn)為，異旋回是盆地充填整體序列中層序地層單元或格架的組成部分，其分界面是可以在整個(gè)盆地追綜對(duì)比的地質(zhì)作用界面。而自旋回是相對(duì)異旋回而言，自旋回控制的地層單元是超短期基準(zhǔn)面旋回形成的地層，一個(gè)超短期旋回結(jié)構(gòu)不反映短期基準(zhǔn)面升降變化，多個(gè)超短期旋回層序疊加反映短期基準(zhǔn)面的變化，自旋回成因地層是由搬運(yùn)、沉積介質(zhì)性質(zhì)決定的。

盡管自旋回和異旋回在概念上比較清晰，但在具體研究工作中進(jìn)行識(shí)別、對(duì)比，以及在能源地質(zhì)應(yīng)用(如煤地質(zhì)研究中泥炭堆積及煤層對(duì)比、油氣勘探中精細(xì)地層對(duì)比及成藏研究等)中還存在較大的困難和問題。這主要是異旋回作用對(duì)自旋回作用的影響和控制、自旋回作用對(duì)異旋回作用的改造等，使得如何確定哪些是自旋回、哪些是異旋回產(chǎn)生困擾。

油氣地質(zhì)學(xué)家從油氣勘探研究實(shí)踐中得出認(rèn)識(shí)[11]，層序地層學(xué)中1～4級(jí)層序可以在全盆地范圍內(nèi)對(duì)比，屬于異旋回，可以在野外露頭、巖心、測(cè)井及地震等資料上識(shí)別；5 ～6 級(jí)層序的結(jié)構(gòu)既受異旋回的控制，也受自旋回的影響，可以在一個(gè)物源所控制的范圍內(nèi)比較容易的進(jìn)行對(duì)比，但由于厚度較薄，地震資料上已難以識(shí)別，只能在野外露頭、巖心和測(cè)井等資料上識(shí)別；7級(jí)以上的旋回多為自旋回，分布范圍小。

本文認(rèn)為單純就層序地層單元?jiǎng)澐之愋剡€是自旋回，如7級(jí)層序單元框架，雖然比較明了，但這個(gè)級(jí)別的層序劃分在實(shí)際操作中也是難以掌握的。層序地層單元級(jí)別的劃分，特別是層序地層單元時(shí)限是隨著研究深度的不斷進(jìn)展而有所變化，所以，界定層序地層單元是否為異旋回還是自旋回具有不確定性。本文將異旋回與自旋回相互影響、干擾的旋回定義為“混合旋回”。

1.3 旋回的對(duì)稱性與非對(duì)稱性

從廣義角度看，旋回的不對(duì)稱性是普遍和客觀存在的，絕對(duì)的對(duì)稱性是很少的或者不可能存在的。本文所說的沉積旋回的“不對(duì)稱性”是狹義的，不是廣義的。所謂沉積旋回的“狹義不對(duì)稱性”，是特指旋回的結(jié)構(gòu)差異性明顯，甚至缺失某個(gè)半旋回或半旋回僅保留一小部分，這類旋回的形成具有特殊條件和機(jī)制。而恰恰這類“不對(duì)稱性”旋回中往往含有更多的沉積學(xué)和地層學(xué)信息。

異旋回與自旋回都存在對(duì)稱與非對(duì)稱性問題，影響盆地充填的大的事件往往導(dǎo)致非對(duì)稱性異旋回形成，而在穩(wěn)定外部條件狀況下形成的自旋回則往往是對(duì)稱性的。重要能源礦產(chǎn)的形成與聚集(積)往往與旋回的對(duì)稱性/非對(duì)稱性特點(diǎn)有關(guān)，即重要礦層一般位于旋回結(jié)構(gòu)中某個(gè)重要的關(guān)鍵部位。這對(duì)于能源礦產(chǎn)的預(yù)測(cè)有指導(dǎo)意義。

綜上所述，能源巖系沉積序列中旋回類型具有多樣性，以下幾個(gè)問題值得關(guān)注。

1.3.1 自旋回

事件沉積作用是否皆是自旋回值得探討，有些事件作用是全局性的、屬于盆地外部因素導(dǎo)致的，則應(yīng)歸為異旋回作用。

事件沉積作用如陸表海盆地的突發(fā)性海侵作用、濁流沉積、泥石流沉積、火山噴發(fā)形成的火山灰的沉積，再如地震、海嘯、颶風(fēng)等引起的濁流和泥石流等事件沉積。這些事件中有些是影響全局性的，如突發(fā)性海侵事件是海平面快速上升導(dǎo)致整個(gè)盆地發(fā)生海侵，使得盆地迅速處于海洋環(huán)境；火山噴發(fā)形成的火山灰的沉積，也是具有廣泛意義的特殊沉積作用，可能導(dǎo)致盆地生態(tài)發(fā)生巨變，盆地及沉積體系內(nèi)部作用是左右不了的；地震、海嘯和颶風(fēng)等，也是外部重要條件發(fā)生變化導(dǎo)致的作用。這些事件導(dǎo)致的盆地充填旋回發(fā)生改變，應(yīng)為異旋回作用。

濁流沉積、泥石流沉積、滑坡(如深水區(qū)沉積斜坡發(fā)生軟沉積物滑塌作用)等沉積都是偶然性的，影響范圍也比較小，應(yīng)屬于自旋回作用。而地震、海嘯、颶風(fēng)等外部作用導(dǎo)致的震積、濁流、風(fēng)暴沉積作用，形成的旋回應(yīng)歸為混合旋回。

1.3.2 高頻旋回

高頻旋回是否一定歸為自旋回或異旋回，已有學(xué)者注意到這個(gè)問題[11]。某些高頻旋回的形成往往不受基準(zhǔn)面變化的控制，是偶發(fā)因素形成的，應(yīng)為自旋回，而有些高頻旋回是異旋回，因?yàn)榛鶞?zhǔn)面控制了這類高頻旋回的形成。值得注意的是，自旋回影響或改造了異旋回的結(jié)構(gòu)，造成了旋回及地層對(duì)比的困難，因此必須在異旋回中將自旋回甄別出來(lái)。

1.3.3 異旋回作用

垂向上持續(xù)時(shí)間短的事件性地質(zhì)作用，往往分布范圍很大，甚至超過一個(gè)完整盆地范圍，應(yīng)屬于異旋回。如層序中的密集段的形成，是最大海平面形成時(shí)期形成的特殊沉積，也構(gòu)成了層序劃分與對(duì)比的關(guān)鍵。再如成煤盆地的大規(guī)模泥炭沼澤化作用及泥炭沼澤廢棄事件，是氣候條件發(fā)生重要變化導(dǎo)致的重要沉積作用，也應(yīng)屬于異旋回作用。

1.3.4 微旋回

細(xì)粒沉積中若干微旋回多為自旋回，也存在異旋回，這主要是看其形成機(jī)制，如盆地外部因素(如天文周期)導(dǎo)致的細(xì)粒沉積，代表一種特殊意義和事件作用，就是細(xì)粒異旋回作用。

2 快速海侵與成煤旋回的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)

正常的海侵/海退是邊緣海盆地沉積充填中的重要因素，一般為漸進(jìn)性的，即海侵過程與海退過程是逐步進(jìn)行的，形成的旋回結(jié)構(gòu)是完整的、基本對(duì)稱性的。然而，陸表海盆地的海侵常表現(xiàn)為突發(fā)性的、事件性的，對(duì)盆地充填產(chǎn)生質(zhì)的變化。如海侵沉積與煤層的典型組合。

2.1 突發(fā)性海侵導(dǎo)致的異旋回

典型的高頻海平面變化控制盆地充填沉積的實(shí)例是華北石炭-二疊紀(jì)陸表海盆地。導(dǎo)致沉積旋回呈現(xiàn)多旋回海陸交替沉積及海侵沉積與煤層的疊復(fù)。

突發(fā)性的海平面變化及成煤的異旋回形成機(jī)制，最主要的特色是海相沉積與煤層的組合受海平面變化周期的控制，在低級(jí)別的海平面變化周期中形成薄層海相灰?guī)r/較厚煤層的組合，高級(jí)別的海平面變化周期中則多形成厚層海相沉積/薄煤層組合。在層序地層格架中，海侵體系域的煤層位于體系域的底部，而海退成因的煤層則位于高水位體系域的頂部?？梢哉f，煤層的發(fā)育都與海平面升降變化中的轉(zhuǎn)折期有關(guān)，而海侵成煤成為陸表海盆地成煤的重要特色。在低級(jí)別的海平面變化周期內(nèi)，適合泥炭沼澤發(fā)育的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，盡管海平面波動(dòng)對(duì)泥炭堆積產(chǎn)生重要影響，但泥炭堆積得以較穩(wěn)定的進(jìn)行且最終成煤(圖1)。這是很典型的突發(fā)性海侵事件導(dǎo)致海相灰?guī)r與煤層直接接觸的非對(duì)稱性異旋回。

從盆地較大范圍觀察煤層與海侵沉積的穩(wěn)定性，可以看出，煤層與海侵沉積間存在互相消長(zhǎng)的關(guān)系，靠陸方向煤層較厚，靠盆地方向煤層較薄，而海相灰?guī)r則恰恰與之相反。如果最大海泛面位于海侵事件成煤組合中，那么這一界面附近應(yīng)有“密集段”沉積，本文認(rèn)為應(yīng)是煤層或海相層的組成部分，或者是海相層的下部層段。這是一種相當(dāng)緩慢的、基本無(wú)陸源碎屑供應(yīng)的還原環(huán)境下的饑餓期沉積。此時(shí)的密集段沉積并不是“海侵過程”所對(duì)應(yīng)的沉積序列，而是最大海泛期的饑餓沉積(圖2)。

三級(jí)層序由海侵體系域與高水位體系域兩個(gè)層序地層單元構(gòu)成(圖2)，屬于非對(duì)稱性的異旋回。而體系域構(gòu)成單元準(zhǔn)層序(如圖2中的PS1-PS7)也呈現(xiàn)為非對(duì)稱旋回，在海侵層之下缺失漸進(jìn)的海侵過程沉積，也屬于異旋回。突發(fā)性海侵導(dǎo)致成煤過程終止，形成極不對(duì)稱旋回，為異旋回。成因是突發(fā)性大規(guī)模海侵事件發(fā)生，盆地內(nèi)部沉積體制是無(wú)法控制的[12-14]。

圖1 陸表海盆地突發(fā)性海侵沉積與煤層直接接觸形成的異旋回(山西河?xùn)|煤田ZK7-1孔)Figure 1 Epeiric sea basin paroxysmal transgressive sedimentation directly contacting with coal seam formed allocycles(in borehole ZK7-1, Hedong coalfield, Shanxi)

圖2 陸表海含煤層序中異旋回及密集段及"類密集段"產(chǎn)出位置Figure 2 Allocycle dense segment and “resembled dense segment” occurrence positions in epeiric sea coal-bearing sequence

突發(fā)性海侵沉積與煤層的組合，即陸表海沉積層序中的海相灰?guī)r壓煤現(xiàn)象，其沉積組合為海相灰?guī)r/煤層/根土巖或鋁質(zhì)泥巖，在高水位體系域(圖3)和海侵體系域(圖4)都有突發(fā)性海侵沉積與煤層的異旋回組合。最具特色的是，深水、泥炭還原環(huán)境、暴露土壤化沉積組合在一起，即海相灰?guī)r代表深水相，煤層代表還原環(huán)境，根土巖或鋁質(zhì)泥巖代表暴露沉積(圖4)。其組合主要特征是煤層底板具有根土巖、風(fēng)化黏土、鋁土巖或鋁質(zhì)泥巖等，含大量植物根系化石，表現(xiàn)為海退時(shí)期的暴露相，說明煤層與其下伏地層為非連續(xù)沉積，則可能在泥炭沼澤發(fā)育的前期，往往是盆地基底暴露發(fā)生土壤化的沉積時(shí)期，代表了一種沉積間斷面。

圖3 向上變淺的非對(duì)稱型異旋回結(jié)構(gòu)特征Figure 3 Upward shoaling asymmetric allocycle structural features

圖4 突發(fā)性海侵沉積與煤層組合非對(duì)稱性異旋回結(jié)構(gòu)(山西太原西山露頭剖面)Figure 4 Paroxysmal transgressive sedimentation andcoal seam combination asymmetric allocycle structures(Xishan outcrop section in Taiyuan, Shanxi)

2.2 淺水三角洲成煤沉積旋回為對(duì)稱性自旋回

在二疊世(相當(dāng)于山西組沉積期)華北發(fā)育大型淺水三角洲沉積，也是成煤的最佳時(shí)期，主要發(fā)育的成因相是分流河道相、決口扇相、決口三角洲相、廢棄的分流河道相、天然堤相、分流間洼地相、分流間沼澤或泥炭沼澤相、堤外越岸沉積相等，是自旋回形成的主要階段(圖5)。這類自旋回是淺水三角洲平原分流河道發(fā)生周期性的作用，如沉積和侵蝕作用，包括河道遷移、河道分流和砂壩遷移形成的，是在盆地外部條件基本穩(wěn)定狀況下，三角洲沉積體系自身由于沉積作用導(dǎo)致的。其旋回在垂向上雖然比較厚，但基本呈現(xiàn)對(duì)稱性，即上半旋回與下半旋回基本相當(dāng)。

圖5 含煤地層中淺水三角洲沉積的自旋回剖面結(jié)構(gòu)特征Figure 5 Autocycle section structural features of shallowsea delta sedimentation in coal-bearing strata

3 湖相沉積不對(duì)稱旋回結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

細(xì)粒沉積的巖石學(xué)、沉積微相等方面的研究成果不斷涌現(xiàn)。其中頁(yè)巖氣(包括煤系頁(yè)巖氣)主要以吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)兩種形式存在于頁(yè)巖地層中，其成藏及資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)與勘探、開發(fā)研究是當(dāng)今研究熱點(diǎn)[15-20]。與之相關(guān)的若干基礎(chǔ)研究也引起了學(xué)者們的重視，如細(xì)粒沉積旋回、層序及細(xì)粒巖及頁(yè)巖的形成、細(xì)粒巖及頁(yè)巖分類等的研究成為人們關(guān)注的重要基礎(chǔ)科學(xué)問題。我國(guó)沉積學(xué)家和石油地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)就含油氣細(xì)粒沉積巖的有關(guān)基礎(chǔ)關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入討論[21]，提出了建設(shè)性和指導(dǎo)性意見。

細(xì)粒沉積分析在頁(yè)巖油氣成藏地質(zhì)條件研究中是至關(guān)重要的，在成煤沉積及煤資源聚積規(guī)律分析中也十分重要，因?yàn)楹旱貙又屑?xì)粒組分占有相當(dāng)大的比例。傳統(tǒng)沉積旋回主要基于連續(xù)沉積，最新進(jìn)展達(dá)到了小于米級(jí)，但仍屬于地層劃分及沉積體系、短期旋回范疇，對(duì)于細(xì)粒沉積旋回劃分，以及小于米級(jí)乃至更小級(jí)別的旋回研究，目前尚沒有成功的范例可供借鑒。存在的問題是細(xì)粒沉積微細(xì)旋回結(jié)構(gòu)，特別是非對(duì)稱性旋回及空間展布的形成及其控制機(jī)制尚沒有過硬和完善的理論和模型。

濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系沙四上亞段湖相細(xì)粒沉積紋層十分發(fā)育，形成多種多樣的細(xì)粒巖相組合旋回。已有學(xué)者對(duì)湖相細(xì)粒沉積巖紋層發(fā)育特征及古氣候的量化關(guān)系進(jìn)行了分析[22]，認(rèn)為沙四上亞段具有多種細(xì)粒沉積巖相類，記錄了穩(wěn)定的米蘭科維奇旋回，主要受控于偏心率和歲差參數(shù)，紋層狀巖相形成與四季氣候變化有關(guān)。細(xì)粒沉積旋回的成因很復(fù)雜，受構(gòu)造、氣候、物源、環(huán)境等的綜合影響，歸納起來(lái)是以異旋回為主，自旋回對(duì)異旋回具有改造作用。細(xì)粒沉積中的事件沉積具有特殊性和典型性，季風(fēng)、干旱、洪水等事件，甚至風(fēng)暴事件等對(duì)細(xì)粒沉積旋回的形成具有控制性影響。本次研究也發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)紋層與氣候變化的密切關(guān)系(圖6)，細(xì)粒沉積紋層特征是指示沉積環(huán)境的重要指標(biāo)，粉砂質(zhì)紋層通常指示濱淺湖環(huán)境，巖心含有陸地植物碎片，并觀察到前積層沉積構(gòu)造，以及強(qiáng)烈的生物擾動(dòng)構(gòu)造等；魚類化石的出現(xiàn)指示該類巖相沉積時(shí)期表層湖水為富氧氣，并且適合有機(jī)質(zhì)賦存的水體環(huán)境；灰質(zhì)泥巖與泥質(zhì)灰?guī)r兩大類巖相的發(fā)育環(huán)境相似，宏觀上都是泥質(zhì)與灰質(zhì)紋層韻律互層的狀態(tài)，表明季節(jié)交替對(duì)湖水的沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)力等變化的控制。這些都指示了含氧量較高的淺水環(huán)境。膏質(zhì)紋層的出現(xiàn)代表了湖盆環(huán)境中鹽水與淡水之間的頻繁轉(zhuǎn)化，干旱條件下蒸發(fā)量大于淡水注入量，而淡水可能來(lái)自于湖盆邊緣的間歇性洪水。

圖6 濟(jì)陽(yáng)坳陷牛頁(yè)1井沙四上亞段湖相細(xì)粒沉積非對(duì)稱性旋回結(jié)構(gòu)表征Figure 6 Shahejie Formation Upper Submember lacustrinefine-grained sedimentation asymmetric cycle structuresuperficial features in well NY1, Jiyang depression

從垂向上來(lái)看，濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系沙四上亞段沉積序列表現(xiàn)湖泊水域的擴(kuò)張與萎縮有規(guī)律的重復(fù)呈現(xiàn)(圖6)，可以識(shí)別出4個(gè)長(zhǎng)周期旋回，每個(gè)沉積旋回基本上都是濱淺湖到深湖再到濱淺湖轉(zhuǎn)換，這也反映出湖盆水體動(dòng)蕩擴(kuò)張，而這種水域體制的變化與天文周期及氣候的變化密切相關(guān)。說明細(xì)粒紋層巖相旋回應(yīng)屬于異旋回，無(wú)論是長(zhǎng)周期、中周期還是短周期旋回，均表現(xiàn)為非對(duì)稱性異旋回。

4 結(jié)論

(1)盆地充填沉積旋回中的非對(duì)稱性雖然具有普遍性，但其成因機(jī)制復(fù)雜，不同的非對(duì)稱性結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含著不同的地質(zhì)學(xué)意義。

(2)能源巖系沉積旋回可劃分為自旋回、異旋回和混合旋回，比較而言雖然都存在非對(duì)稱性，但自旋回多具對(duì)稱性、異旋回則多具非對(duì)稱性，可以通過野外、巖心、測(cè)井等進(jìn)行識(shí)別和類型劃分。

(3)在沉積旋回識(shí)別與分析中，要特別重視事件性沉積分析，特別是大型事件沉積是盆地或沉積體系外部的重要因素，往往形成非對(duì)稱性異旋回，可進(jìn)行盆地范圍甚至超出盆地范圍的對(duì)比和追蹤。

(4)高頻旋回既有自旋回，也存在異旋回，細(xì)粒沉積旋回的成因比較復(fù)雜，受體系外部條件和體系內(nèi)部因素的綜合影響，需要指出的是，細(xì)粒沉積中的事件沉積具有特殊性和典型性，季風(fēng)、干旱、洪水等事件，甚至風(fēng)暴事件等對(duì)細(xì)粒沉積旋回的形成具有控制性影響，米蘭科維奇旋回多為異旋回。