Question

　层序地层学的起源和发展

Answer 1

地质学的诞生与地层学息息相关。地层学始终是地质学研究的第一性学科。地球科学的四维体系就是由地层年代的测定和空间域的展布规律来确定的。因此，凡从事地质学的科研人员，无不涉及到占地球表面70%以上的呈层状产出的沉积岩、火山碎屑岩和部分变质岩。自生物地层学问世以后，地层分支学科不断涌现，特别是60-70年代，渐次出现了岩性地层学、稳定同位素地层学、古地磁与磁性地层学、年代地层学、生态地层学、旋回地层学、事件地层学、测井地层学及地震地层学。地震地层学是70年代发展起来的重大地层分支学科。在地震反射剖面上，地质学家发现了许多在露头、岩心和测井资料中未曾见到的惊奇现象。原始地震反射平行于层面和不整合面，因而具有年代地层学意义。地震地层学的诞生，为研究地质历史上的时间域和空间域、为预测油气聚集带、非构造圈闭、圈闭的储集性能、含油气性能、压力及分析盆地演化史（热史、埋藏史、构造史、沉降史、沉积史、运移史等）开辟了新的前景。然而地震地层学也存在不完善的一面，例如分辨率受到天然的限制、讯噪比尚需提高、数据处理技术亟待改进等等。

近10年来，随着科学技术的飞速发展、计算机技术的推广、勘探技术和实验手段的提高、各学科的相互渗透和综合开发、能源的紧迫需要，地层学已经向全球对比、定量化发展，由此产生了一些新的分支学科，例如勘探地层学（exploration stratigraphy）、定量地层学（quantitative stratigraphy）、成因地层学（genetic stratigraphy）、综合地层学（integrative stratigraphy）和层序地层学（sequence stratigraphy）。在这些新的分支学科中，层序地层学引起地质工作者、特别是石油地质工作者极大的兴趣。

层序地层学是地震地层学的最新发展及其理论的更新，是适应生产实践的需要而产生的，是科学技术进步的结晶。

层序地层学的发展可以追溯到40多年前，但是成为独立的一门学科形成于80年代后期。地震地层学问世以后，在地学界引起了一场激烈的争论，众说纷纭，毁誉参半。其中以A.D.Maill（1986）反对的最为强烈。矛盾的焦点是缺乏支持性资料，因为这些资料私人公司不允许公开发表，详细程度更高的白垩纪海平面升降曲线也未出版。对P.R.Vail的海平面升降曲线的批评集中在：（1）局部和区域性沉降缺乏适当的校正；（2）某些重大事件发生的时间是否具有同时性；（3）没有采用最新的地质年表（据徐怀大，1990）。在借鉴他人建设性意见的基础上，P.R.Vail与B.U.Haq、J.Hardenbol、M.T.Jervey、H.W.Posamentier、R.J.Weimer及J.C.Van Wagoner等学者致力于露头、测井、岩心、海洋地质及地震资料的综合研究，力求使原有的理论更为完善。早在70年代后期，Mac Jervey就在数学上模拟了和定量表示了产生全球旋回曲线的海平面升降、构造沉降和沉积物供应速度之间的关系。EXXON公司的科研人员吸收了这项成果并给予很高的评价，同时发表了以前的成果，弥补了1977年出版物的不足，地震地层学的理论逐渐被接受。1987年，Vail等在美国AAPG和Science刊物上推出了第二代海平面升降曲线，特点是曲线呈圆滑的波状，每个周期顶底标明了不整合的性质，层序界面位于海平面升降曲线每个周期的下降（F）拐点上，上升（R）拐点稍后的某个位置处为最大海泛面，划分了海平面升降周期的级次，引用了更多的古生物地层学、年代地层学和磁性地层学的资料，并且提出了新的地层学科，即层序地层学。由此，地震地层学发展到一个崭新阶段。同年，J.B.Sangree和P.R.Vail的“层序地层学基础和关键性定义”推出，其中论述了该学科的基本理论、概念、术语、工作方法、解释步骤及部分实例，层序地层学逐步推广开来。

进入80年代以后，油气勘探程度迅速提高，开采条件日益复杂，寻找构造圈闭已成为过去，代之而起的是开发隐蔽油气藏，地震地层学的另一发展——油藏描述越来越受到重视。这样就需要提供高分辨率的地层资料，布置三维地震测网，定量评价储层特性，高频层序已应用于勘探开发，层序地层学的发展是能源生产的迫切需要。

另一方面，反射地震勘探的仪器设备，已经由光点记录（20dB）、模拟磁带记录（45dB）、二进制数字磁带记录（90dB）发展到瞬时浮点数字磁带记录（120dB），极大地提高了数据采集的动态范围。利用电子计算机技术对反射地震信息的处理，包括反褶积在内的各种数字滤波，可以无畸变地显示地下地层的反射波信息，从而以类似于医学上X光透射和CT切片技术那样，能够直接观察地下几千米的地层、构造和岩性变化。同时地震波的研究也从运动学跨入动力学范畴，除了波速以外，还可以利用弹性波传播的频率、振幅、相位、连续性、波形等多种动力学参数综合分析地震相，进而认识沉积相，判断沉积环境。在结合露头、测井和岩心资料的基础上，建立年代地层格架、海平面升降曲线和成藏模型。在这种背景下，层序地层学脱颖而出（刘光鼎，1992）。