高分辨率層序地層學與經典層序地層學的對比

林小玉

摘要：層序地層學自提出以來，已為大多數地質學家所接受，并在海相、湖相油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮了重要作用。然而，正如建立在洋殼基礎上的板塊構造理論在解釋大陸動力學機制時有明顯的缺陷性一樣，從被動大陸邊緣海相地層中總結出來的層序地層學理論在陸相盆地研究中受到了嚴峻挑戰(zhàn);此外，低頻的經典層序地層學研究成果也難于更有效地服務于人類社會密切關注的環(huán)境—資源—可持續(xù)性發(fā)展這一重大主題，上述二者預示著該學科重大突破，即高分辨率層序地層學孕育誕生的時機已經來臨。相對于高分辨率層序地層學而言，經典的層序地層學可謂“低分辨率層序地層學”。兩者之間的這種高、低差異，除了它們在概念理論體系構成上有明顯不同外，主要體現(xiàn)于在地層研究中的地層劃分對比方法原則、適用地域范圍、地層分辨率和對比精度以及應用范疇的不同。

關鍵詞：高分辨率層序地層學;經典層序地層學;高分辨率層序地層學與經典層序地層學的對比。

一、引言

“高分辨率層序地層學”自TA Cross創(chuàng)立、鄧宏文教授引入我國以來，以全新的思路，系統(tǒng)地提出了層序地層研究的諸多新概念、新方法、新模式，為我國陸相盆地地層研究提供了精確而適用的理論依據和方法，并在應用中表現(xiàn)出了強大的科學性、預測性、定量性和實踐性的特點，有力地指導了我國油氣資源的高效勘探開發(fā)。

高分辨率層序地層學是由美國科羅拉多礦業(yè)學院Cross教授帶領的研究組所提出，它以野外露頭、鉆井巖芯、測井和高分辨率地震反射剖面資料為基礎，根據地層的過程響應沉積動力學原理，通過精細地層層序劃分和對比技術將鉆井的一維信息轉變?yōu)槿S地層疊置關系，從而建立區(qū)域、油田乃至油藏等不同規(guī)模層次的儲層、隔（夾）層及烴源巖層的成因地層對比格架。高分辨率層序地層學理論核心為：在基準面變化過程中，由于可容納空間和沉積物供給量比（A/S）的變化，在相同的沉積體系域或相域中發(fā)生沉積物的體積分配作用，導致沉積物的保存程度、地層堆積樣式、相序、相類型以及巖石結構和相組合類型發(fā)生變化?；纠碚摪ɑ鶞拭嬖?、體積劃分原理、相分異原理和旋回等時對比法則。其理論的關鍵點是基準面變化控制了層序地層的發(fā)育?？v觀中國高分辨率層序地層學研究歷史，大體上可分為理論方法探討與初步應用及完善成熟應用3個階段。

二、 高分辨率層序地層學理論

由于“層序地層學”概念誕生于前，“高分辨率層序地層學”概念誕生于后，在“層序地層學”概念先入為主的情況下，可能會有人認為“高分辨率層序地層學”一詞的核心是“層序地層學”。其實不然，只要深刻地理解了高分辨率層序地層學的理論方法體系構成，不難得出，它與經典的層序地層學是有質的差異的，二者之間無論是在概念、理論體系構成上，抑或是在方法體系構成上都有不同。高分辨率層序地層學雖然借鑒了經典層序地層學的某些思想，但它不是對經典的層序地層學的一種簡單升級，而是質的革新，具有一套完全獨立于經典層序地層學的、不但適用于海相地層而且適用于陸相地層的理論方法體系，它擺脫了經典層序地層學關于海平面變化控制層序形成這一思想對陸相層序地層研究的束縛，通過對基準面旋回的不同層次性分析，實現(xiàn)不同級次的層序地層劃分與對比，從而構建起高分辨率層序地層格架。

三、經典層序地層學理論

（1）海平面的相對變化與可容納空間

全球海平面升降可用周期性曲線表示，構造沉降可用線性表示，兩者合并則產生海平面的相對變化曲線，海平面的相對變化提供沉積物積聚的可容納空間。

（2）層序界線及類型

層序界線是限定層序的區(qū)域性地層不連續(xù)面，根據海平面下降速度的對比，層序界線可分為兩種類型。

類型Ⅰ層序界線，該界線為一區(qū)域性不整合面，是全球海平面下降速度大于盆地沉降速度時產生的，其特征是具有地面上的暴露面和伴隨河流的活動而同時產生的侵蝕作用;

類型Ⅱ層序界線，該界線為一區(qū)域性的面，它對應著海平面的緩慢下降，其速度小于沉積海岸線坡折點處下降的速度，所以在這個海岸坡折點的海平面沒有相對下降。此界線面也有地面暴露和海岸上超面下移的現(xiàn)象，然而它缺失由于河流的活動而造成的區(qū)域性侵蝕以及向盆地方向的巖相劇烈變化，與原來的地震地層學概念相比，下超面已不再是劃分層序的界線，僅為亞層序的界線。

據此，層序也可以分為以下兩類：

類型Ⅰ層序，該層序的下界面為類型1層序界線，上界面為型Ⅰ或類型Ⅱ層序界線所控制的一套層序。自下而上由低水位期體系域、海進期體系域和高水位期體系域組成。

類型Ⅱ層序，該層序的下界面為類型Ⅱ層序界線，上界面為類型Ⅰ或類型Ⅱ層序界線所控制的一套層序，由下而上分為陸棚邊緣體系域、海進期體系域和高水位期體系域。

四、高分辨率層序地層學與經典地層學的對比

從被動大陸邊緣海相地層中總結出來的層序地層學理論在陸相盆地研究中受到了嚴峻挑戰(zhàn);此外，低頻的經典層序地層學研究成果也難于更有效地服務于人類社會密切關注的環(huán)境-資源-可持續(xù)性發(fā)展這一重大主題，上述二者預示著該學科重大突破，即高分辨率層序地層學孕育誕生的時機已經來臨。

兩者之間的這種高、低差異，除了它們在概念理論體系構成上有明顯不同外，主要體現(xiàn)于在地層研究中的地層劃分對比方法原則、適用地域范圍、地層分辨率和對比精度以及應用范疇的不同。

五、高分辨率地層學的發(fā)展前景

高分辨率層序地層學自誕生以來，由于其高精度和可預測性，可有效減小隱蔽油氣藏的勘探風險、優(yōu)選開發(fā)方案和預測剩余油的分布，在油氣勘探與開發(fā)研究中得到了廣泛的應用。大量研究表明，高分辨率層序地層學的概念和理論可有效地應用于地下地質的研究，為精細油藏描述、地下地層對比、沉積相和儲層特征的研究提供了有效的分析方法和預測工具。

目前有關層序地層學概念在風成地層中的應用研究，還僅限于湖相與風成相互層的研究中，而將可容納空間的概念擴展到風成體系中對高分辨率層序地層學來說是一個令人振奮的未來研究課題。

總之，高分辨率層序地層學由于其科學性、預測性、定量性和實踐性等特點，將成為層序地層未來發(fā)展的第一分支，必將成為本世紀盆地分析、礦產資源勘探、開發(fā)與預測的一種強有力的科學工具。

參考文獻

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