Question

　层序地层学的研究意义和经济价值

Answer 1

当代地质科学的发展动向为：（1）增强对地质规律认识上的科学性；（2）提高对矿产资源的预测能力和勘探开发成功率；（3）加速地球科学的定量化发展。建立在现代沉积学、油气勘探地层学、勘探地球物理学和计算机技术基础上的层序地层学，是体现当代地质科学发展动向的典范。目前，国际上掀起了一股层序地层学研究的热潮.一些著名学者和国际组织给予极高的评价，认为：“层序地层学概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，就像板块构造提供一个完整统一的构造概念一样。层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则，因此，它可能是地质学中的一次革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段”（P.R.Vail,1991）。“地震地层学引起了地层分析中的一场革命，其意义之深远不亚于板块构造引起的革命。结果，几乎所有涉及沉积岩的学科都要被重新研究和重新受重视，大量问题正在涌现。……它是把科学由定性领域转到定量领域的推动力，……使地层学这一学科将更有预测性和定量性”（T.A.Cross和M.A.Lessenger,1986）。“地层学目前正在进行一场革命。一个世界范围的旋回式层序和沉积体系域地层概念的评价……正在大学和跨国石油公司中进行”（L.F.Brown,Jr.,1990）。原苏联科学院一些院士（1988）指出：“地震地层学是油气勘探最精确的一种方法，它能够使油气普查勘探成本降低

。……可以实现‘野猫钻幻想’，井井出油，百发百中。”J.B.Sangree等（1990）认为：“层序地层学主要用于识别和详细研究地层圈闭的含油气远景。在应用层序地层学以后，一些颇具特色的勘探前景已经出现。”AAPG、SEPM和IAS均认为层序地层学是90年代石油地质学、地球物理学、沉积学和地层学发展的重大方向，ESGC（1988）已经将“层序地层学和全球海平面变化”正式列入“全球沉积地质计划”（GSGP），此项国际性研究已通过联合国在各国实施。1995年在美国召开的AAPG年会上，高分辨率层序地层和储层地质研究是最重要的议题。

层序地层学最大的特点在于它的科学性、预测性、定量性、实践性和综合性。具体表现在：

1.层序地层学是一门新的学科

层序地层学是在地震地层学不断实践的基础上长期积累、总结和继承下来的知识体系，并在新的事实面前引入了新的理论和新的概念，例如可容纳空间和新增容纳空间的概念，能够在实践中应用而且仍在发展，因此层序地层学是一门新的学科。

2.综合性

层序地层学是一门跨越多门学科（地球物理学、各种地层学、地球化学、古生物学、矿物学、沉积学、构造地质学、盆地分析、计算机技术、现代测试分析技术等）的一门综合性学科，它不仅囊括了地震地层学的全部理论和方法，而且结合了测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资料的沉积学研究成果，吸收了物理沉积学、油气勘探地层学、地球物理学等学科的最新成果，集百家所长，避免了单学科中的某些局限性，能够获得更多的信息，为油气资源开发提供科学的依据。

3.科学性

层序地层学是研究四维的地质科学。利用时间序列分析沉积体的空间展布规律及沉积环境的变迁，逻辑性强，富有哲理，能够更为真实地反映事物的本质及演化规律。地层学自从问世以来就存在着时间序列分析及等时面的估计，然而早期的认识是肤浅的甚至导致错误；后来在动态地球科学理论指导下，人们才认识到这是一个复杂多变的问题甚至现代科学技术仍无法完善解决；过去识别的同一地质体往往是客体的一致性，并非是等时体。层序地层学的基础是建立在由海平面变化产生的不整合—时间线的关系上。随着时间的演化，全球海平面升降、构造沉降与沉积物供应速度相互作用并导致相对海平面发生周期性变化，每个周期的各种沉积体就构成了一个相应的层序。层序以不整合或与之可以对比的整合面为界，尽管不整合面上各点的时代不尽相同，但是限定在不整合面之间的地层是在同时期形成的，所以层序地层学具有年代地层学意义。层序内部的各个体系域，也形成于一个海平面变化周期的特定时间段上，在空间上的展布同样具有规律性；在地质历史的时间演化序列上，海平面发生了几百次的周期性变化，构成了大大小小的一系列沉积层序，因此层序地层学具有成因地层学意义。

层序地层学的主要目的是建立年代地层格架，并在这个等时格架中分析地层分布型式，查清沉积体系、环境和相的空间配置关系。层序地层学提供了三维沉积模式，这样为揭示生储盖的组合规律及油气藏预测建立了科学依据。

在地层学方面，层序地层学消除了年代地层学与岩石地层单位及生物地层单位三重命名的混乱现象。它引用了同位素、磁性地层学及古生物地层学的时代标定，利用高分辨率地震反射资料确定等时物理界面并作为层序界面，首次提出了全球统一的成因地层划分方案，解决了在地层分层方面的矛盾，将地层学从描述性提高到具有完整系统的理性阶段（徐怀大，1991）。

4.预测性

层序地层学的生命力在于它的经济价值。全球显生宙以来，相对海平面发生了约300个周期的变化并形成相应的沉积层序，每个层序又由低水位或陆架边缘、海进和高水位体系域组成，油气及其它沉积矿产与各个体系域所含的沉积体系、与沉积体在时间序列上的演化和空间配置规律有联系。根据海平面相对变化规律，可以预测沉积体系域的展布方向、范围、所含的沉积体系及其赋存位置以及未钻地层的时代，结合油藏描述，进一步预测沉积矿产的有利聚集带、油气生储盖组合规律，达到减少成本、有的放矢、提高采收率的良好效果。据信，这项新的理论在用于北美、西欧、中东、南非、东南亚、澳大利亚、印度和日本的油气勘探中已卓见成效。

5.定量性

层序地层学的研究范围是地球发展史上的时间域和空间域，它吸收了多门类学科的先进成果，以现代化的计算机技术及测试分析技术为手段，能够利用反射地震的运动学和多种动力学参数作定量分析。层序地层学的发展将提供一个由层序地层划分、相带展布、砂体预测、构造发育、地热史、沉降史、埋藏史、成藏史、油气藏及其质量预测到开发效果监测的定量化系统工程程序（徐怀大，1990）。

层序地层学研究已经应用于建立和研究各种资料库，除了利用地震反射参数之外，各种不同沉积环境的露头、测井和岩心等资料也被用来建立高分辨率的层序地层数据库（H.W.Posamentier等，1991）。在油储地球物理方面，通过高分辨率的采样和处理、三维地震成像、层析成像、反射地震波的波形和属性分析、正演和反演模型检验及并发系统监测，能够研究储集岩的孔隙度和渗透率条件、含油性及采油过程所发生的定量变化。

以大西洋被动大陆边缘为背景，以构造沉降、海平面升降和沉积物注入量为参数的沉积层序的定量模拟已有很大进展（Mac Jervey,1989;D.T.Lawrence等，1990）。

6.实践性

层序地层学是从生产实践和科学实验中发展起来的，其科学理论及地层学术语既适合于专家的深入研究，又适应于一般地质人员在实践中的应用，并能在不同的地质背景中发展使用，适用于新方法、新技术的发展，概念及术语逻辑性强、经得起推敲，便于对地质客体的描述和解释。

层序地层学并未终止而是继续在发展，目前已经从地下引申到地面，由被动大陆边缘背景的研究扩展到缓坡、生长断层背景并相继扩充到内陆盆地中。