Question

层序地层学发展阶段

Answer 1

20多年来，地学领域所取得的意义重大的革命性进展之一，就是层序地层学的蓬勃兴起和广泛应用。层序地层学在对各种不同的盆地和构造位置中的相和环境变化的预测效果，以及对地层解释等许多方面的积极影响程度，不亚于板块构造对构造地质的影响。不仅如此，它还为油气勘探中烃源岩、盖层、油气储层的预测、圈定及描述提供了强有力的技术支撑。

层序地层学，是研究一系列以侵蚀不整合面或无沉积作用面及与之可对比的整合面为界的，具旋回性的，成因上有联系的，并可置于年代地层格架内的沉积岩层关系的一门地层学分支学科。它通过综合分析地震、岩心、测井、古生物及地球化学等资料，进行沉积盆地不同级序沉积地层单元的划分与等时性对比，建立层序地层格架，在整体统一的格架中研究沉积体系、沉积相的时空展布，重塑盆地沉积充填演化史，预测生储盖组合及地层、岩性油气圈闭的空间分布。它作为一种非常有效的理论和方法，已被广泛应用于沉积地层分析和油气勘探开发等许多领域。回顾它的发展历程，大致可分为3个阶段。

1.层序地层学萌芽阶段（1948～1977）

最早在1948年美国地质学会举办的沉积相研讨会上，Sloss，Krumbein及Dapples等就提出了“层序”这个新概念，认为“层序”是“一种以不整合面为边界的地层单位”。然而直到20世纪70年代，“层序”这一概念仍未得到普遍认可和应用，只是1963年Sloss在北美克拉通晚寒武世至全新世地层研究中，率先应用“层序”进行了地层划分，其后也仅有他的学生接受和应用了这一概念，并主要限于根据地表露头所见的区域不整合面对克拉通盆地进行地层层序划分。但这些研究为当今层序地层学的发展奠定了概念基础。正如Vail首次对层序地层学进行系统总结时所讲的那样，一些对今天的大学生是不言而喻的概念，在当时却遭到人们的嘲笑与反对；而也正是人们不轻易接受“层序”的这段历史，标志着诸如盆地构造沉降、海平面变化及沉积供给等这些重要的层序地层学概念从萌芽至逐渐建立并融入到地层综合解释的过程。

2.地震地层学成熟、层序地层学形成及发展阶段（1977～1988）

20世纪70年代末，《地震地层学》（Vail等，1977）和《地震地层学在油气勘探中的应用》（Payton等，1977）等著作的出版，标志着地震地层学已进入发展成熟期。直到80年代末的这一时期，地震地层学进一步完善和发展了层序的概念，明确层序是以不整合面及其与之可对比的整合面为边界，在成因上有联系的具有旋回结构的，并可置于年代地层框架的一套沉积地层；建立了一套主要依据地震资料进行层序分析的技术系统和方法体系（Vail等，1977）；提出了利用地震反射界面上超点的迁移幅度研究海平面变化的方法（Vail等，1977），阐明了全球海平面变化具有相对一致性和海平面变化控制层序发育的观点；应用地震、钻测井资料确定和预测盆地地层结构、沉积相类型及其区域分布，建立了被动大陆边缘盆地地层分布模式，为此后建立具有成因意义的层序演化模式（Posamentier等，1988；Galloway，1989）奠定了基础。因此，这一阶段对层序地层学的发展极其重要（Van Wagoner等，1990）。

3.层序地层学理论系统化与综合化发展阶段（1988年至今）

《海平面变化综合分析》（Vail，1988）、《层序地层学工作手册》、《层序地层学基础》（Sangree和Vail，1988）、SEPM《层序地层学特刊》（Van Wagoner等，1988），以及Mitchum等（1991）有关层序地层学著作的问世，标志着层序地层学进入了全面发展的新阶段。

1988年，经典层序地层学理论体系宣告形成（Posamentier等，1988）。它发展了沉积学中的层序、体系域等概念（Mitchum，1977；Brown等，1977），并分别以初次海泛面和最大海泛面把一个完整的层序划分为3个体系域，详细定义了层序与层序类型、层序界面及类型、沉积体系域、初始和最大海泛面、层序级别、准层序和准层序组以及凝缩层和可容纳空间等一系列相关概念，突出地强调海平面升降变化的全球性和周期性，同时还强调构造沉降、全球海平面升降、沉积物供给速率及气候等4个基本变量对地层单元的几何形态与岩相组合的控制作用。

1989年，出现了以Galloway为代表的成因层序地层学新学派。它以最大水进面（海泛面或湖泛面）泥岩沉积作为层序边界，强调在海平面或湖平面从下降到上升所完成的进积-退积-加积作用过程，形成一个完整的成因地层单元，层序内部具有向上变粗再变细的演化序列。由于最大水进面处的泥岩沉积在钻井岩心和露头剖面上易于识别，在测井剖面上有特征的响应，在区域上展布稳定，厚度薄并具极好的等时性，因而成因层序地层学被广大油气地质工作者较容易地应用于科研与生产实践中。

到1994年，Cross等提出了高分辨率层序地层学这一新理论。它以全新的思路和技术方法，根据基准面旋回原理和可容空间变化原理，揭示基准面旋回层序与沉积动力学和地层响应过程的关系，研究相对应的沉积相演化序列，预测有利储集砂体的产出位置和发育情况。它强调基准面升降旋回取决于海（湖）平面变化、构造沉降、沉积负荷、沉积通量及沉积地形等综合因素，在一个基准面升降过程中形成的沉积充填序列即为一个差异层序单元，而层序界面对应于基准面下降到最低点的位置，既可位于沉积界面之上（相关整合面），也可位于沉积界面之下（不整合面或冲刷面），基准面旋回层序级次取决于地层基准面旋回周期的长短。该理论较好地解决了陆相盆地沉积层序对比分析的一些难题。

上述三大主要理论体系各放异彩，基本上代表了这一阶段层序地层学的突出进展，也代表了层序地层学进入到全面蓬勃发展、真正广泛应用的一个辉煌时期。