成因层序内沉积物体积分配和旋回对称性变化模拟

图8-6和图8-7为运用表 8-1 中列出的输入参数值进行的两个成因层序的模拟实例。地层横剖面在两个成因层序内相域和地层不连续面的分布特征如图8-6 所示。图8-7 则为图8-6中下部成因层序修改的 Wheeler时空图解。该图显示在不同相域中沉积物堆积的地理位置和时间以及地层不连续面形成的时空区域。与 Wheeler（1964）描述的原始时空图解不同，这个图同时显示被沉积和剥蚀相的相对厚度以及剥蚀过程的相对幅度。每个相矩形的宽度同其所在的地理位置在特定的时间步长期间沉积（并被保存）的沉积物厚度成正比。在不整合的时空区域内每个矩形的宽度同其所在的地理位置在特定的时间步长期间被剥蚀的沉积物厚度成正比。每个“被剥蚀沉积物”矩形的宽度同其所在的地理位置在特定时间步长内沉积的沉积物总厚度成正比。

基准面下降期间，可容纳空间减小或者形成可容纳空间的速率减小，通常伴随着陆上不整合的时空区域向海方向的扩张以及非沉积作用形成的海相密集段（在图8-7中更易看到）分布的时空区域向海收缩。随着可容纳空间向陆方向的减小和更多的沉积物路过并向斜坡下倾方向搬运，相域逐渐向海迁移，且相域宽度可能加宽（图8-6）。在海相陆架上由沉积物饥饿而产生的非沉积（间断）面逐渐被沉积作用代替。在陆地上由沉积物路过冲刷产生的非沉积（间断）面被陆上侵蚀面所代替。随着可容纳空间减小，海岸平原相域向上变薄，一直到它们被沉积物路过冲刷或不整合面所代替。

基准面上升期间，形成可容纳空间的速率增加或可容纳空间被移去的速率减小。沉积物堆积新的有效空间向陆地方向的迁移。陆上不整合时空分布区域向陆地方向收缩（图8-7），且随着可容纳空间向陆地方向的增加，相域逐渐向陆地方向迁移。海岸平原沉积物向陆地不整合面上超，且向上逐渐变厚（图8-6），海相非沉积作用面（密集段）向陆一侧的界限向陆地方向迁移，海底欠补偿区域逐渐加宽。

图8-6 用一组参数值通过正演模型产生的两个成因层序的模拟

基准面上升期间，沉积物优先沉积在靠近陆地位置。与基准面下降期相比，沉积在基准面上升期的沉积物间比例增大（例如图8-6中a处的上部旋回和b处的下部旋回）。这样在海岸平原相域逐渐产生更多的不对称基准面上升期的地层旋回。在基准面下降期间，沉积物优先沉积在更加靠海位置，结果形成更多的不对称基准面下降旋回（例如图8-6中d处的下部旋回）。更多的对称旋回被保存在从上升到下降（例如图8-6中c处的下部旋回）或从下降到上升的转折时间（例如图8-6中的e处的上部旋回）。在海岸平原和临滨之间的地形过渡带地层旋回也趋于更加对称。在这个位置保存基准面上升和下降的沉积物的趋势大致平衡。

正如以前所讨论的那样，野外研究表明，在外陆架和斜坡上有大量的对称旋回（Bar-ron等，1985）。旋回之所以对称是因为在基准面上升和下降期间多种地质过程输送沉积物至陆架和斜坡位置。该地层模型没有模拟这些过程，实际上海相陆架沉积物的对称性与河流和临滨相域的体积扩张和收缩有关。

图8-7 某一成因层序修正的Wheeler图解（时间-空间图解）

正如Wheeler图解（图8-7）中表示的那样，基准面上升期间海相密集段靠陆一侧的界限向陆迁移，基准面下降期间则向海迁移。该图也显示出陆上不整合面时空区域在基准面下降期间如何扩张，以及在基准面上升期间如何向陆方向收缩。在基准面下降期间，在更向陆的位置前期沉积的沉积物被剥蚀、沉积在更靠近海的位置。由于体积分配作用，保存下来的岩石体积主要是基准面下降期而不是基准面上升期堆积的沉积物。即使基准面上升和下降经历的时间相等和沉积物输入速率不变，这种情况也能发生。