深海碎屑巖層序地層學(xué)50 年（1970—2020）重要進(jìn)展

龔承林，Ronald J. Steel，彭旸，王英民，李東偉

1.油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)石油大學(xué)（北京）），北京 102249 2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 3.Department of Geological Sciences，Jackson School of Geosciences，University of Texas，Austin，Texas 78712，USA

0 引言

層序地層學(xué)是指研究以不整合面或與之相對(duì)應(yīng)的整合面為界的、重復(fù)的、有成因聯(lián)系的年代地層框架內(nèi)的巖石關(guān)系為主要內(nèi)容的一門學(xué)科[1]。它的誕生可以追溯到20 世紀(jì)60 年代，前美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)主席Laurence L. Sloss 教授發(fā)表在GSA Bulletin第74 期的學(xué)術(shù)論文中首次使用了“層序”一詞；它被定義為“以不整合面或與之相對(duì)應(yīng)的整合面為界的地層單元”[2]（圖1）。上個(gè)世紀(jì)70 年代，美國(guó)石油地質(zhì)協(xié)會(huì)編輯出版了Seismic Stratigraphy:Application to Hydrocarbon Exploration一書(shū)[3-4]，它標(biāo)志著地震地層學(xué)的誕生和層序地層學(xué)的奠基。上個(gè)世紀(jì)80 年代，美籍巴基斯坦裔地質(zhì)學(xué)家Bilal U.Haq提出了第二代全球海平面變化曲線[5]，次年美國(guó)沉積地質(zhì)學(xué)協(xié)會(huì)編輯出版了Sea?level changes:An integrated approach一書(shū)，認(rèn)為層序的發(fā)育演化主要受控于如圖2 所示的全球海平面變化[6]；這標(biāo)志著地震地層學(xué)正式發(fā)展演化為層序地層學(xué)。層序地層學(xué)與地震地層學(xué)的主要區(qū)別有二[1]：首先，層序地層學(xué)除了應(yīng)用地震資料外，還綜合利用鉆測(cè)井資料、巖心、露頭和古生物資料；其次，層序地層學(xué)提出了準(zhǔn)層序、準(zhǔn)層序組、體系域和I 型以及II型層序的概念（圖1）。

層序地層學(xué)自提出以來(lái)，作為一種地學(xué)理論得到了地質(zhì)學(xué)家的廣泛認(rèn)可，產(chǎn)生了一系列重要學(xué)術(shù)成果；作為一種新的盆地分析方法，在地層格架對(duì)比、沉積礦產(chǎn)預(yù)測(cè)和古地理重建等方面得以廣泛推廣和應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[1,7-16]。

本文無(wú)意就層序地層學(xué)作全面論述，僅聚焦在深海碎屑巖層序地層學(xué)這一領(lǐng)域，就該領(lǐng)域內(nèi)的代表性研究成果和筆者的思考作簡(jiǎn)要討論。

1 經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)（1970—2000）

層序地層學(xué)發(fā)展至今，在理論上形成了三分層序模式、四分層序模式、成因?qū)有蚰Ｊ?、海進(jìn)—海退層序模式、自旋回層序模式和濱線遷移軌跡法（圖1）。這些層序理論和方法大多強(qiáng)調(diào)海平面或相對(duì)海平面下降能夠驅(qū)使河口向外陸架遷徙駐留，進(jìn)而將河流所攜帶的粗碎屑顆粒搬運(yùn)卸載到陸坡深水區(qū)。

圖1 深海碎屑巖層序地層學(xué)發(fā)展演化“時(shí)間軸”Fig.1 Timelines of the development and evolution of deep-marine siliciclastic sequence stratigraphy

1.1 三分層序模式

1.1.1 成果與認(rèn)識(shí)

20 世紀(jì)70 年代，Exxon 公司為了提高大陸邊緣海相碎屑巖地層的探井成功率，通過(guò)二維地震數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)可以利用地震反射接觸關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)烴源巖、儲(chǔ)集層和蓋層的發(fā)育展布，進(jìn)而建立了地震地層學(xué)（I 型沉積層序）[3-4]。在此基礎(chǔ)上，Exxon 公司研究人員認(rèn)識(shí)到如圖2 所示的海平面變化控制了粗碎屑顆粒向深水區(qū)的搬運(yùn)與配給，提出了沉積層序（是一套相對(duì)整合的、以不整合面和與之可對(duì)比的整合面為界，成因上有聯(lián)系的地層單元）的概念和理論體系[4]。沉積層序主要有兩種模式（I 型和II 型沉積層序），其中I 型沉積層序適用于當(dāng)海平面下降到陸架坡折之下的層序地層學(xué)研究，相應(yīng)發(fā)育低位（LST）、海侵（TST）和高位（HST）三個(gè)體系域（圖3）[3-4,17]；而II型沉積層序適用于當(dāng)海平面未能下降到陸架坡折之下的層序地層學(xué)研究，相應(yīng)發(fā)育陸架邊緣（SMST）、海侵（TST）和高位（HST）三個(gè)體系域（圖3）[6,17-18]。

除了I型和II型沉積層序模式外，van Wagoneret al.[6,18]提出了將層序界面以及與之可對(duì)比的整合面CC**放置于強(qiáng)制海退結(jié)束（亦即海平面下降到最大點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的界面處。這一整合面CC**的剖面地震反射特征如圖3b 所示，其被后續(xù)的四分層序模式所采納[19]。沉積層序模式強(qiáng)調(diào)：海平面下降（低位期）導(dǎo)致河口能夠與峽谷頭部相鄰或相接，形成通暢的河流—深水沉積物分散路徑，進(jìn)而向盆地深水區(qū)搬運(yùn)配給粗碎屑顆粒；而當(dāng)海平面上升時(shí)，低位期通暢的河流—深水沉積物分散路徑會(huì)“切斷”，從而使得粗碎屑顆粒主要堆積在陸架淺水區(qū)、而陸坡深水區(qū)以泥質(zhì)沉積為主（圖4a）[3-4,17]。

1.1.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

經(jīng)典的三分層序模式被廣泛用于研究等時(shí)地層格架內(nèi)河流—淺?！钏练e特征的發(fā)育演化與相帶展布，進(jìn)而可用于預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層和蓋層的發(fā)育分布（圖4a）。三分層序模式在海相碎屑巖油氣勘探中（如西非和墨西哥灣等典型被動(dòng)大陸邊緣）得到了廣泛證實(shí)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[20-21]。然而，三分沉積層序模式也頗具爭(zhēng)議，具體體現(xiàn)在如下三個(gè)方面。

其一，Exxon 沉積層序模式將如圖2 所示的全球海平面變化作為其“理論基石”，但由于存在局部的構(gòu)造作用導(dǎo)致不同盆地間的海平面變化曲線無(wú)法跨盆地進(jìn)行對(duì)比，因而全球性海平面變化曲線作為層序劃分對(duì)比標(biāo)尺一直飽受詬病且頗具爭(zhēng)議[22-25]。

圖2 寒武紀(jì)以來(lái)全球海平面變化及其所對(duì)應(yīng)的板塊演化和氣候演變（據(jù)van Wagoneret al.[6]修改）如圖所示的海平面變化是Exxon層序地層學(xué)理論的基石，也是其飽受詬病的根源Fig.2 Global sea-level changes since the Cambrian and their relations to the supercontinent cycles and climatic states(modified from van Wagoneret al.[6])The sea-level curve is the basis of the Exxon sequence stratigraphic model,and the root cause of debates on Exxon sequence stratigraphy

其二，Exxon沉積層序模式將海平面開(kāi)始下降作為層序界面（圖3中的整合面CC*），這就造成在外陸架—陸坡深水區(qū)，層序界面常常表現(xiàn)為整合面、而非不整合面（圖4a）；進(jìn)而給沉積層序的工業(yè)化應(yīng)用帶來(lái)不必要的“困擾”[19]。

其三，沉積物供給的變化也可以形成不同的地層疊置樣式乃至是層序界面；但Exxon三分層序模式對(duì)沉積物供給沒(méi)有引起足夠重視[25-27]。

1.2 四分層序模式

1.2.1 成果與認(rèn)識(shí)

Exxon三分層序模式在外陸架區(qū)的層序界面（圖3b 中的整合面CC*）常因表現(xiàn)為整一界面而難以識(shí)別，Huntet al.[19]在該層序模式的基礎(chǔ)上，提出了下降體系域（FST）的概念和四分層序模式。具體來(lái)說(shuō)，下降體系域以強(qiáng)制海退開(kāi)始所形成的界面為底、以強(qiáng)制海退結(jié)束所形成的界面為頂（圖3）；進(jìn)而將一個(gè)層序進(jìn)行四分為低位域（LST）、海侵域（TST）、高位域（HST）和下降體系域（FST）。相較于經(jīng)典的三分沉積層序模式（圖4），四分層序模式所進(jìn)行的“變革”有三。

第一，四分層序模式將層序界面從強(qiáng)制海退的開(kāi)始推移至強(qiáng)制海退的結(jié)束（圖3）[19,25]。彼時(shí)，海平面下降到最低點(diǎn)、海退達(dá)到最劇，層序界面的不整合面規(guī)模也就相應(yīng)達(dá)到最大；故更容易識(shí)別和對(duì)比（圖3，4b）。

第二，三分層序模式中的低位域（圖4a 中的LST）被劃分為兩個(gè)新的體系域，亦即如圖4b中的下降體系域（FST）和低位域（LST）。

第三，四分層序模式將深水區(qū)的層序界面放置于下降體系域期所形成的海底扇之上（圖4b）；而三分層序模式將深水區(qū)的層序界面放置于低位期所形成的海底扇之下（圖4a）。

利用四分層序模式和井—震結(jié)合的手段開(kāi)展層序劃分對(duì)比的經(jīng)典地質(zhì)實(shí)例如圖5所示，在兩個(gè)三級(jí)層序（SQ13.8 和SQ14.8）的最大海泛面（MFS）所界定的地層序列里識(shí)別了如圖3所示的不整合面C**、整合面C*、MFS 和最大海退面（MRS）?！安徽厦鍯**、整合面C*、MFS 和MRS”吻合經(jīng)典Exxon 的沉積層序理論中所提出的地震反射終止關(guān)系（圖3b、圖5a）。以這些重要地質(zhì)界面為界，將時(shí)間間隔為一個(gè)百萬(wàn)年的中中新統(tǒng)（14.8~13.8 Ma）劃分為四個(gè)體系域（HST、FST、LST和TST）[28]。

圖3 （a）不同層序模式的體系域分類方案及其與基準(zhǔn)面變化事件和深水沉積發(fā)育演化的成因關(guān)聯(lián)（LST = 低位域，TST = 海侵體系域，HST = 高位域，SMST = 陸架邊緣體系域，F(xiàn)ST = 下降體系域，TST = 海進(jìn)體系域和RST = 海退體系域）（據(jù)Catuneanuet al.[13]）；（b）來(lái)自墨西哥灣順物源方向的地震剖面示意了不同類型的層序單元及其所對(duì)應(yīng)邊界的剖面地震反射特征（FR = 強(qiáng)制海退，LNR = 低位正常海退和T = 海侵）（據(jù)Catuneanuet al.[13]）Fig.3 (a) Classification frameworks of different sequence stratigraphic models and their relationships to basin-level changes and submarine fan development (LST = lowstand systems tract; TST = transgressive systems tract; HST = highstand systems tract; SMST = shelf-margin systems tract; FST = falling-stage systems tract; RST = regressive systems tract) (after Catuneanuet al.[13]); (b) Depositional dip-oriented seismic line from the Gulf of Mexico, illustrating different genetic types of sequence-stratigraphic elements and their cross-sectional seismic appearance (FR = forced regressive; LNR = lowstand normal regressive; T =transgressive) (after Catuneanuet al.[13])

1.2.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

四分層序模式將層序界面放置于海平面下降達(dá)到最大、海退達(dá)到最劇所形成的界面處，進(jìn)而將一個(gè)層序劃分為四個(gè)體系域（FST、LST、TST 和HST）（圖4）[19,25]。四分層序模式首次將體系域分布與相對(duì)海平面變化相結(jié)合，認(rèn)識(shí)到相對(duì)海平面（絕對(duì)海平面和構(gòu)造）是控制層序形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。四分層序模式將體系域與特定的成因單元、基準(zhǔn)面變化事件相聯(lián)系：下降體系域（FST）、低位體系域（LST）、海侵體系域（TST）和高位體系域（HST）分別與強(qiáng)制海退、低位正常海退、海侵以及高位正常海退相對(duì)應(yīng)[13,29]。目前，四分層序模式已被國(guó)際學(xué)界和油氣工業(yè)界所認(rèn)可，廣泛用于海相碎屑巖地層的層序研究和海底扇發(fā)育分布的預(yù)測(cè)中（Hunt&Tucker changed Exxon’s 3 systems tracts to 4, and they placed SB above FSST and not below. Most agreed.）（據(jù)Ronald J Steel教授的口頭交流）。

圖4 三分層序模式（a）與四分層序模式（b）對(duì)比圖（據(jù)Vailet al.[4], Posamentieret al.[17]以及Huntet al.[19]修改）Fig.4 Comparison between (a) Exxon three-tract sequence model, and (b) four-tract stratigraphic model(modified from Vailet al.[4], Posamentieret al.[17], Huntet al.[19])

1.3 成因?qū)有蚰Ｊ?/h3>

1.3.1 成果與認(rèn)識(shí)

無(wú)論是三分層序模式亦或四分層序模式均嚴(yán)重依賴地震資料識(shí)別層序界面[3-4,17,19]。然而，在深水沉積環(huán)境中常常因缺少暴露剝蝕而不具有不整合識(shí)別標(biāo)志，且當(dāng)僅有鉆測(cè)井資料而缺少地震資料時(shí)；往往難以利用三分或四分層序模式開(kāi)展層序劃分對(duì)比[30]。針對(duì)這一“瓶頸”，美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校William E. Galloway 教授于1989 年提出了成因?qū)有蚶碚擉w系，它被定義為“是一套由相對(duì)整合的，彼此有成因聯(lián)系的地層組成的，頂?shù)滓宰畲蠛榉好鏋榻绲牡貙訂挝弧保▓D3）[30]。成因?qū)有驅(qū)⒁惶讓有騽澐譃槿齻€(gè)體系域：高位體系域、低位體系域（進(jìn)一步細(xì)分為早期的低位扇和晚期的低位楔）和海侵體系域（圖3）[30]。相較于經(jīng)典的三分和四分層序模式，成因?qū)有蚰Ｊ剿M(jìn)行的“改良”有三。

首先，經(jīng)典的Exxon沉積層序模式強(qiáng)調(diào)海平面變化是形成不同的沉積體系域的主控因素[4,6]；而成因?qū)有蚰Ｊ窖赜昧薋razier[31]的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)一個(gè)沉積層序是“沉積物供給、構(gòu)造升降和海平面變化”綜合作用的結(jié)果[30]。

其次，經(jīng)典的三分和四分層序模式分別以強(qiáng)制海退開(kāi)始和結(jié)束所形成的不整合面及其所對(duì)應(yīng)的整合面為層序邊界[4,6]；而成因?qū)有蚰Ｊ揭宰畲蠛榉好鏋閷有蜻吔鏪30]。

最后，Exxon 沉積層序模式強(qiáng)調(diào)“快速的海平面下降到陸架坡折之下、造成峽谷水道的侵蝕下切和粗粒沉積物輸送”是形成海底扇的主要成因[3-4,17]。然而，成因?qū)有蚰Ｊ秸J(rèn)為海底扇是沉積物供給、盆地水動(dòng)力條件、海底地貌和基準(zhǔn)面綜合作用的結(jié)果，可以形成于一個(gè)層序的任何時(shí)期[30]。

1.3.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

成因?qū)有蚰Ｊ胶陀^點(diǎn)得到人們的廣泛贊同，主要原因有三。

首先，最大海泛面代表相對(duì)廣泛的連續(xù)沉積面，其在測(cè)井響應(yīng)特征上，常常表現(xiàn)為“高伽馬—低電阻的泥脖子”；在地震反射特征上，常常表現(xiàn)為“區(qū)域穩(wěn)定、連續(xù)的強(qiáng)振幅反射”（典型剖面地震反射特征見(jiàn)圖5）。因而，最大洪泛面是最好的等時(shí)面，更加吻合年代地層對(duì)等時(shí)界面的要求；也更易區(qū)域追蹤對(duì)比[29]。

圖5 區(qū)域地震剖面（a）及其連井沉積相對(duì)比剖面（b）描繪了中中新世珠江口陸架邊緣—深水沉積體系四分層序構(gòu)型及層序界面特征Fig.5 Deciphering the classification of a sequence into four systems tracts and properties of sequence stratigraphic boundaries(a)regional seismic line,and(b)corresponding stratigraphic correlation

其次，最大海泛面標(biāo)志著海退與海侵的轉(zhuǎn)變，巖性上具有明顯的沉積響應(yīng)特征；故而，易于在盆地范圍內(nèi)進(jìn)行區(qū)域識(shí)別對(duì)比[30]。

最后，成因?qū)有驈?qiáng)調(diào)海底扇可以形成于一個(gè)層序的任何時(shí)期、突出了事件沉積（沉積物重力流）的重要性，認(rèn)為海底扇是沉積物供給、盆地水動(dòng)力條件、海底地貌和基準(zhǔn)面綜合響應(yīng)[30]。因而，更加吻合真實(shí)地質(zhì)情況。

1.4 兩分（海進(jìn)－海退）層序模式

1.4.1 成果與認(rèn)識(shí)

Exxon 沉積層序模式認(rèn)為層序界面為淺水暴露剝蝕所形成的不整合面和與之可對(duì)比的深水整合面，故層序界面所對(duì)應(yīng)的整合面在深水環(huán)境中常常因無(wú)明顯的巖性變化而難以識(shí)別[32]。針對(duì)這一難題，加拿大地調(diào)局Ashton F.Embry 博士在研究加拿大北極群島三疊紀(jì)海平面變化時(shí)，將“海進(jìn)—海退”旋回的概念與層序格架的劃分對(duì)比結(jié)合起來(lái)[33]，并于1992年正式提出了海進(jìn)—海退層序模式[34]。海進(jìn)—海退層序模式以最大海退面（MRS）和最大海泛面（MFS）為界將層序劃分為海退體系域（RST）和海侵體系域（TST）（圖3）。

1.4.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

相較于Exxon沉積層序模式，海進(jìn)—海退層序模式的進(jìn)步有二。

第一，海進(jìn)—海退層序模式不再?gòu)?qiáng)調(diào)全球性海平面變化對(duì)層序發(fā)育演化的控制作用，以最大海退面和最大海泛面為界將一套層序分為海進(jìn)和海退兩個(gè)體系域，分別反映岸線向陸地和向盆地方向遷移時(shí)所形成的地層[34]。

第二，最大海退面和最大海泛面在地震、露頭及巖心上易于識(shí)別，從而更有利于進(jìn)行層序界面的劃分對(duì)比[29]。

1.5 下降體系域兩分層序模式

1.5.1 成果與認(rèn)識(shí)

中中新世珠江陸架邊緣—深水沉積體系DionisosFlow 正演模擬結(jié)果揭示，海平面下降速率“緩慢下降→快速下降”之間的突變處發(fā)育一地質(zhì)界面；這一界面被定義為“下降體系域內(nèi)部分界面”（圖6）。下降體系域內(nèi)部分界面將下降體系域分割為“早期和晚期”兩個(gè)階段，分別對(duì)應(yīng)海平面變化曲線上下降體系域期與同期平均海平面的交匯處（圖3a、圖5）。

DionisosFlow 正演模擬剖面和井—震結(jié)合的地質(zhì)剖面上，下降體系域內(nèi)部分界面之上海底扇開(kāi)始大規(guī)模發(fā)育，是海底扇開(kāi)始大規(guī)模發(fā)育的“啟動(dòng)面”（圖6）。下降體系域內(nèi)部分界面具有如下識(shí)別標(biāo)志：1）是陸架坡折遷移軌跡的運(yùn)動(dòng)方式“平坦→低角度下降”之間的分界面（圖3b、圖5a）；2）是陸緣斜坡進(jìn)積體的疊置樣式“進(jìn)積—加積復(fù)合型→進(jìn)積主導(dǎo)型”之間的轉(zhuǎn)換面（圖3b、圖5）；3）在陸架邊緣處發(fā)育頂超侵蝕型地震反射接觸關(guān)系，而在陸坡深水區(qū)可見(jiàn)下超沉積型地震反射接觸關(guān)系（圖3b、圖5a、圖6）；4）在測(cè)井曲線上，表現(xiàn)為典型的高伽馬“泥脖子”測(cè)井相特征（圖5b）。

圖6 （a）典型DionisosFlow 正演模擬剖面揭示的中中新世珠江陸架邊緣三角洲—海底扇的源—匯耦合；（b，b’）中中新世早期（13.99 Ma）和晚期（13.44 Ma）珠江陸架邊緣建造過(guò)程DionisosFlow 模擬結(jié)果；（c，c’）中中新世早期（13.99 Ma）和晚期（13.44 Ma）白云深水扇沉積建造過(guò)程DionisosFlow 模擬結(jié)果；值得注意的是，下降體系域內(nèi)部分界面之上可見(jiàn)大規(guī)模形成發(fā)育的海底扇Fig.6 (a) Representative cross-sections of DionisosFlow forward numerical models illustrating cross-sectional appearance of middle Miocene Pearl River source-to-sink couplings of shelf-margin delta to deepwater fans; (b, b’) Results of DionisosFlow Pearl River modeling of shelf-margin deltas seen as early middle Miocene (13.99 Ma) and late middle Miocene (13.44 Ma); (c, c’) Dionisos-Flow Pearl River models of submarine fans seen as early middle Miocene (13.99 Ma) and late middle Miocene (13.44 Ma); Note that within-system tract surfaces are identified as erosional unconformities at their proximal reaches, but as correlative conformitiesat their distal reaches

1.5.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

從油氣勘探的角度來(lái)看，下降體系域內(nèi)部分界面是強(qiáng)制海退期海底扇開(kāi)始大規(guī)模發(fā)育的“啟動(dòng)面”，界面之上有大規(guī)模的海底扇發(fā)育；故“以下降體系域內(nèi)部分界面為界將下降體系域二分為早期和晚期”這一理念拓展了“尋找深水砂體的精度”（圖3，5，6）。這一理念使得從傳統(tǒng)的“下降體系域找砂”修正為更加精準(zhǔn)的“下降體系域晚期找砂”（圖3，5，6）。因而，上述四個(gè)下降體系域內(nèi)部分界面識(shí)別標(biāo)志對(duì)于精準(zhǔn)預(yù)測(cè)深水砂的發(fā)育位置具有重要的指導(dǎo)意義。然而，需要指出的是這一方法僅基于筆者的數(shù)值模擬結(jié)果，是否具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景有待進(jìn)一步深入研究。

1.6 自旋回層序模式

1.6.1 成果與認(rèn)識(shí)

傳統(tǒng)的層序地層學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為層序和體系域是各種地質(zhì)變量（沉積物供給，海平面變化和構(gòu)造沉降等）綜合作用的結(jié)果[4,6,17]。不論是Exxon 沉積層序模式亦或成因?qū)有蚰Ｊ?，均將A∕S 比值（可容空間與沉積物供給之比）概念和方法視為“理論基石”[35]。然而，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在其他地質(zhì)條件不變的情況下，當(dāng)相對(duì)海平面以穩(wěn)定的速率上升時(shí)（A∕S 恒定），濱線坡折點(diǎn)將出現(xiàn)“先進(jìn)積—后退積”的遷移軌跡[36]。由此可見(jiàn)，地層疊置樣式的變化并不一定需要如經(jīng)典層序地層理論所假設(shè)的那樣出現(xiàn)正弦曲線式的基準(zhǔn)面旋回變化[36]。在此基礎(chǔ)上，日本長(zhǎng)崎大學(xué)Tetsuji Muto教授提出了A∕S比值的概念，建立了自旋回層序模式[36-38]；它是指“在相對(duì)穩(wěn)定的外部環(huán)境下，受自身因素的變化而形成的層序堆積”，具有局部性、突發(fā)性和偶然性的特點(diǎn)。

1.6.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

自旋回層序模式是經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)理論的重要補(bǔ)充和組成部分[36-38]，但在海相碎屑巖層序研究分析過(guò)程中，地層的級(jí)別越高、自旋回現(xiàn)象也就愈明顯[12]。自旋回能夠改變或疊加部分異旋回沉積的特征，這些都將導(dǎo)致在海相碎屑巖層序研究過(guò)程中，甄別自旋回的過(guò)程響應(yīng)難度巨大。自旋回局部性、突發(fā)性和偶然性的特點(diǎn)，使得高精度海相碎屑巖層序地層對(duì)比異常困難。在實(shí)際層序地層分析中，加強(qiáng)區(qū)域關(guān)鍵層序界面厘定和約束，從沉積成因聯(lián)系角度剖析沉積物序列中自旋回信號(hào)是識(shí)別深水層序內(nèi)部自旋回沉積較為行之有效的方法手段[12]。

1.7 濱線遷移軌跡

1.7.1 成果與認(rèn)識(shí)

前已述及，經(jīng)典的沉積層序模式將如圖2所示的全球海平面變化曲線作為其“理論基石”，且基于大量假設(shè)（如沉積物供給速率不變，正弦式的海平面變化曲線，短期均一樞紐式構(gòu)造沉降等）[3-4,17]。為了解決這些“頑疾”，Helland-Hansenet al.[39]提出了濱線遷移軌跡的概念和方法，它是指“位于陸地與海水分界區(qū)的濱線隨時(shí)間沿物源方向連續(xù)變化而形成的運(yùn)動(dòng)路徑”。濱線遷移軌跡體現(xiàn)了沉積物供給、海平面變化、構(gòu)造升降和古地貌背景的綜合效應(yīng)。依據(jù)濱線的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征（向上、向下、向前與向后），Helland-Hansenet al.[39]識(shí)別了三大類濱線遷移軌跡：下降強(qiáng)制海退型（圖7a）、上升正常海退型（圖7b）和退積海侵型（圖7c）；其中，下降強(qiáng)制海退型和退積海侵型依據(jù)有無(wú)沉積物發(fā)生堆積，又可劃分為沉積型和過(guò)路型兩個(gè)亞類（圖7）。張曼莉等[40]指出濱線軌跡向盆遷移且伴隨垂向加積、濱線下降式向盆遷移且缺少加積和濱線軌跡向陸遷移分別與正常水退沉積、強(qiáng)制性水退沉積和水進(jìn)沉積相對(duì)應(yīng)。張昕等[41]揭示了珠江口盆地北部珠江組—韓江組濱線遷移軌跡與陸架三角洲發(fā)育演化之間的成因關(guān)聯(lián)，認(rèn)為：珠江組早期伴隨著陸架邊緣三角洲自外陸架向陸一側(cè)退積、發(fā)育演化為內(nèi)陸架三角洲，相應(yīng)形成退積海侵型濱線遷移軌跡；珠江組晚期—韓江組早期內(nèi)陸架三角洲自內(nèi)陸架向海推進(jìn)、逐漸演化為外陸架三角洲體系，相應(yīng)發(fā)育下降強(qiáng)制海退型濱線遷移軌跡；韓江組晚期外陸架三角洲體系再次向陸一側(cè)后退至內(nèi)陸架區(qū)、發(fā)育演化為內(nèi)陸架三角洲，相應(yīng)形成退積海侵型濱線遷移軌跡。

圖7 （左圖）三種主要類型的濱線遷移軌跡剖面示意圖；（右圖）不同類型地層疊置樣式所對(duì)應(yīng)的濱線遷移軌跡（引自Helland-Hansenet al.[39]）Fig.7 (Left) Schematics of different classes of shoreline trajectories marked by solid black lines; (Right) Schematics of stratalstacking patterns exhibiting different shoreline trajectory regimes(after Helland-Hansenet al.[39])

1.7.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

濱線遷移軌跡分析方法被認(rèn)為是一種新的層序地層學(xué)研究手段，其將基于大量假設(shè)的傳統(tǒng)層序地層學(xué)“主觀”方法替換為基于濱線軌跡運(yùn)動(dòng)學(xué)（路徑和方向）來(lái)預(yù)測(cè)古環(huán)境變化和巖性分布特征的“客觀”手段（圖7）[39,41]。利用濱線遷移軌跡分析的理論方法可以用來(lái)更加客觀地建立濱線遷移與三角洲及其所對(duì)應(yīng)的沉積體系發(fā)育演化之間的成因關(guān)聯(lián)，進(jìn)而反演基準(zhǔn)面（沉積物供給、海平面變化和構(gòu)造升降）的演變歷史，分析研究區(qū)有利儲(chǔ)層的發(fā)育展布。值得注意的是，濱線遷移軌跡分析方法成敗與否的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)厘定各沉積單位內(nèi)濱線坡折點(diǎn)的展布位置，Hampsonet al.[42]提出可以用濱岸沉積相帶轉(zhuǎn)換點(diǎn)或侵蝕面來(lái)識(shí)別濱線坡折點(diǎn)的方法。

2 陸架邊緣層序地層學(xué)研究（2000—2010）

外陸架至深水上陸坡的陸架邊緣（Shelf margin）一直是層序地層學(xué)研究的重要“目標(biāo)區(qū)”（圖8），美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校Ronald J Steel 教授領(lǐng)銜的課題組在挪威Spitsbergen陸緣（圖9）、美國(guó)Washakie盆地（圖10）以及其他大陸邊緣開(kāi)展了大量卓有成效的陸架邊緣層序地層學(xué)研究，提出了陸架坡折遷移軌跡（Shelf-edge trajectories）、陸架邊緣斜坡進(jìn)積體（Shelfmargin clinoforms）、高位海底扇（Highstand fans）和陸架邊緣三角洲—海底扇洲扇源—匯耦合等概念，建立了高供給驅(qū)動(dòng)層序地層學(xué)模式和陸架坡折遷移軌跡分析方法體系等。

圖8 （a）物源區(qū)—淺水和外陸架—深水兩個(gè)次級(jí)源—匯系統(tǒng)的構(gòu)成要素；（b~d）從外陸架—深水的區(qū)域地震剖面示意了深水源—匯系統(tǒng)主要沉積單元（陸架邊緣三角洲、陸坡水道和海底扇）的剖面地震反射特征Fig.8 (a) Schematic of components of source area to shallow water S2S, and outer shelf to deepwater S2S systems;and (b~d) regional seismic line showing cross-sectional seismic appearance of depositional elements of outer shelf-to-deepwater S2Ssystems (i.e., shelf-margin deltas, slope channels, and submarine fans)

2.1 Spitsbergen陸架邊緣層序地層研究

2.1.1 成果與認(rèn)識(shí)

Ronald J Steel 教授及其課題組從上世紀(jì)90年代末至今對(duì)挪威Spitsbergen 陸緣早始新世van Kenlenfjorden 露頭剖面開(kāi)展了大量陸架邊緣層序地層學(xué)研究[35,43-47]（圖9）。該露頭剖面共發(fā)育20個(gè)陸架邊緣斜坡進(jìn)積體，它們單個(gè)高約300~400 m，之間以海相頁(yè)巖（最大洪泛面）分割開(kāi)來(lái)（圖9）。這些陸架邊緣斜坡進(jìn)積體與圖8b所示的珠江陸架邊緣斜坡進(jìn)積體的形態(tài)特征和構(gòu)成樣式具有區(qū)域可對(duì)比性，均可見(jiàn)經(jīng)典的“平坦的陸架—陡峻的陸坡—平緩的盆底”三分地貌單元。

早始新世van Kenlenfjorden 露頭剖面上清晰可辨20個(gè)陸架邊緣斜坡進(jìn)積體及其它們所伴生的上升型和平坦—低角度下降型兩類陸架坡折遷移軌跡[35,46-47]。其中上升型陸架坡折遷移軌跡以斜坡進(jìn)積體3-7，13 和15-17 最為典型，它們的前方發(fā)育富砂的海底扇；平坦—低角度型陸架坡折遷移軌跡以斜坡進(jìn)積體1-2，8-12 和14 為主，它們的前方也可見(jiàn)富砂的海底扇（圖9a）[35,45-47]。平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡前方發(fā)育海底扇的典型實(shí)例來(lái)自Hyrnestabben露頭處的斜坡進(jìn)積體14，其前方可見(jiàn)側(cè)向延伸達(dá)10余公里的海底扇（圖9）[40,44,46-47]。

圖9 （上圖）來(lái)自挪威Spitsbergen 盆地的野外露頭素描剖面描繪了20 個(gè)陸架邊緣斜坡進(jìn)積體的坡折遷移軌跡和沉積構(gòu)成情況；（下圖）區(qū)域露頭剖面示意了Spitsbergen 陸架邊緣斜坡進(jìn)積體14 及其所對(duì)應(yīng)的陸架邊緣三角洲—海底扇的成因關(guān)聯(lián)（圖件由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Ronald J Steel 教授提供）Fig.9 (Top) Outcrop section showing stratigraphic architecture and evolution of shelf-edge growth of the Early Eocene transect(30 km) across part of the Spitsbergen Basin; and (down) regional outcrop section along the depositional dip illustrating internal architectures and regional correlations of Spitsbergen clinoform 14 and its associated shelf-margin delta to submarine fan systems(image courtesy of Ronald J Steel, Univ. Texas, Austin)

2.1.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

前已述及，經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)理論得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛認(rèn)可，但其概念方法和理論模式主要基于地震和鉆測(cè)井資料，未得到區(qū)域橫向可對(duì)比露頭資料的佐證[44]。 來(lái)自挪威Spitsbergen 陸架邊緣的層序地層學(xué)研究證實(shí)了由平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡所代言的“相對(duì)海平面下降”沉積期，海底扇大規(guī)模發(fā)育存在[35,43-44,46-47]。故而，Spitsbergen 陸架邊緣層序地層研究首次證實(shí)了Exxon 海相碎屑巖層序地層學(xué)理論的正確性（Spitsbergen expeditions in late 90s were first to demonstrate Exxon model in outcrops. Exxon liked it.）（據(jù)Ronald J Steel教授的口頭交流）。

2.2 Washakie高供給驅(qū)動(dòng)層序模式

2.2.1 成果與認(rèn)識(shí)

Carvajaet al.[48]通過(guò)美國(guó)懷俄明南部Washakie盆地區(qū)域密集的連井層序?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)晚白堊紀(jì)Lewis-Fox Hills 陸架坡折平均加積速率達(dá)267 m∕My，平均進(jìn)積速率達(dá)47.8 km∕My，為一典型的高速沉積物供給的陸架邊緣（圖10）。Lewis-Fox Hills 陸架邊緣發(fā)育上升型和平緩—下降型兩種陸架坡折遷移軌跡，除了經(jīng)典層序地層學(xué)理論所預(yù)測(cè)的平坦—低角度下降型陸架坡折（相對(duì)海平面下降）前方發(fā)育海底扇之外（圖10中的紅色陸架坡折點(diǎn)），上升型陸架坡折（相對(duì)海平面上升）前方亦可見(jiàn)海底扇的發(fā)育存在（圖10中的藍(lán)色陸架坡折點(diǎn)）。

圖10 晚白堊紀(jì)Washakie 陸架邊緣區(qū)域連井剖面示意了上升型（C1 到C6）和下降型（C7 到C10）陸架坡折遷移軌跡及其所對(duì)應(yīng)的淺水陸架—深水陸坡沉積體系（圖件由Ronald J Steel 教授提供）Fig.10 Regional well-log correlation lines across Upper Cretaceous Washakie shelf margin illustrating the development of rising and falling shelf-edge trajectories and their corresponding shallow-water shelf to deepwater slope depositional systems(image courtesy of Ronald J Steel, Univ. Texas, Austin)

上升型陸架坡折（圖10中的藍(lán)色陸架坡折點(diǎn)）前方形成發(fā)育的海底扇往往發(fā)育在最大海泛面而非層序界面之上，故為高位體系域時(shí)期形成發(fā)育的海底扇（高位海底扇）（圖10）[48]。這表明，高速沉積物供給能夠抑制相對(duì)海平面上升，使得即使在海平面上升的高位期（由上升型陸架遷移坡折所“代言”），三角洲亦可能越過(guò)中等寬度的Lance-Fox Hills-Lewis陸架、遷徙并駐留在外陸架，繼而向深水中分散輸運(yùn)粗碎屑顆粒，形成高位海底扇（圖10）[48]。

2.2.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

如經(jīng)典的層序地層學(xué)理論所預(yù)測(cè)的那樣，現(xiàn)代[49]和古代的研究實(shí)例[17,19,45]均表明海底扇一般形成發(fā)育在相對(duì)海平面下降的下降體系域和低位體系域（可容空間驅(qū)動(dòng)層序模式）。Ronald J Steel教授課題組在美國(guó)懷俄明南部Washakie 盆地晚白堊紀(jì)Lewis-Fox Hills 陸架邊緣層序研究首次證實(shí)：海底扇可以在海平面上升的沉積時(shí)期形成，而并不一定需要海平面下降（First evidence that fans can also form with rising sea level and do not need falling sea level）（據(jù)Ronald J Steel 教授的口頭交流）。Washakie 陸架邊緣層序研究使得人們?cè)趯有蜓芯繒r(shí)更加關(guān)注沉積物供給變化[27,50-51]，從而更改了僅關(guān)注可容空間變化的Exxon層序研究理念（This new idea put weight on supply changes, thus eroding the accommodation dominated Exxon model）（據(jù)Ronald J Steel教授的口頭交流）。

2.3 窄陸架驅(qū)動(dòng)層序模式

2.3.1 成果與認(rèn)識(shí)

當(dāng)陸架較窄（≤20~50 km）時(shí)，粗碎屑顆粒向深水中的搬運(yùn)分散受相對(duì)海平面變化的調(diào)控作用不甚明顯；換言之，窄陸架的背景條件下，粗碎屑顆?？梢栽诤Ｆ矫孀兓娜魏螘r(shí)刻被搬運(yùn)分散到陸坡深水區(qū)。窄陸架形成的背景條件主要包括，活動(dòng)陸緣（例如加州外海）、湖盆（如匈牙利的Pannon 湖盆和羅馬尼亞的Dacian 湖盆）以及小型前陸盆地（如Spitsbergen 陸緣和Sakhalin 盆地）[46]。窄陸架驅(qū)動(dòng)的層序模式的典型范例有：南加州活動(dòng)陸緣的Santa Ana和SantaClara沉積體系[52]，智利活動(dòng)陸緣[53]和菲律賓外海的Malaylay 峽谷等[54]。早始新世Spitsbergen陸緣的陸架寬約20 km，也為一典型的窄陸架溫室陸架邊緣（圖9），其上升型陸架坡折遷移軌跡（如斜坡進(jìn)積體13）的前方發(fā)育海底扇（圖9a）。由此可見(jiàn)，窄陸架的深水陸緣上三角洲在相對(duì)海平面上升的高位期也能越過(guò)陸架坡折向深水中卸載分散粗碎屑顆粒形成海底扇（與經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)理論“相左”）。

2.3.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

經(jīng)典可容空間驅(qū)動(dòng)的層序地層學(xué)認(rèn)為河流所攜帶輸運(yùn)的粗碎屑顆粒在相對(duì)海平面下降的低位期才能夠“遷徙駐留”在外陸架，進(jìn)而向深水中卸載分散粗碎屑顆粒形成海底扇[13]。然而，“窄陸架”這一特殊的地質(zhì)背景條件可以打破傳統(tǒng)層序地層學(xué)理論的“束縛”，使得在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻粗碎屑顆粒（沙—粉沙）都可以被輸運(yùn)卸載在陸坡深水區(qū)；這一認(rèn)知有助于更好地認(rèn)知沉積物向深水中的搬運(yùn)分散過(guò)程[21]。

2.4 峽谷頭部與河口相鄰驅(qū)動(dòng)層序模式

2.4.1 成果與認(rèn)識(shí)

當(dāng)深水峽谷水道頭部與河口相接或相鄰時(shí)（≤5~40 km）時(shí)，河流所輸運(yùn)的粗碎屑顆粒（粉砂）在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻都可以向深水區(qū)搬運(yùn)堆積（亦與經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)“相左”）[21]。峽谷水道頭部和河口相接（≤5 km）的地質(zhì)實(shí)例有：剛果峽谷（圖11a），我國(guó)臺(tái)灣高屏峽谷，加州外海Monterey峽谷和法國(guó)外海Var 峽谷等[21]。峽谷水道頭部和河口相鄰（≤40 km）的地質(zhì)實(shí)例有：Swatch of No Ground峽谷和Indus 峽谷等[21]。25 個(gè)全球“峽谷頭部與河口的距離（Di）與峽谷內(nèi)全新世沉積物巖性”對(duì)比柱狀圖顯示：當(dāng)“Di≤1 km”時(shí)，礫石級(jí)沉積顆粒會(huì)經(jīng)由峽谷被搬運(yùn)到深水區(qū)；當(dāng)“1 km≤Di≤5 km”時(shí)，沙質(zhì)沉積顆粒會(huì)經(jīng)由峽谷被搬運(yùn)到深水區(qū)；當(dāng)“Di≤40 km”時(shí)，粉沙—黏土質(zhì)沉積物會(huì)被峽谷頭部俘獲、進(jìn)而被輸運(yùn)到深水盆地；而當(dāng)“Di≥40 km”時(shí)，則鮮有碎屑沉積顆粒被峽谷頭部捕獲（圖11c）。

圖11 （a）峽谷頭部和河口相接（≤5 km）的典型地質(zhì)實(shí)例；（b）峽谷頭部和河口相鄰（≤40 km）的典型地質(zhì)實(shí)例；（c）全球25 個(gè)峽谷頭部與河口的距離與峽谷內(nèi)全新世沉積物巖性對(duì)比柱狀圖Fig.11 Examples of the closeness of shoreline to the canyon head: (a) ≤5 km; and (b) ≤40 km. (c) Histograms for distance ofcanyon head to shoreline vs. dominant lithology of Holocene sediments in the canyon

2.4.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

如同“窄陸架”驅(qū)動(dòng)層序模式一般，“峽谷頭部與河口相鄰”導(dǎo)致在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻粗碎屑顆粒（沙—粉沙）都可以被搬運(yùn)卸載到陸坡深水區(qū)形成海底扇[21]。“峽谷頭部與河口相接或相鄰”這一特殊的地質(zhì)條件可以打破傳統(tǒng)層序地層學(xué)理論模式的“桎梏”，有助于更好地認(rèn)知粗碎屑顆粒向深水區(qū)搬運(yùn)分散的過(guò)程響應(yīng)[21]。

2.5 陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)

2.5.1 成果與認(rèn)識(shí)

以外陸架為界可以將由陸到洋的源—匯系統(tǒng)劃分為“物源區(qū)—內(nèi)陸架”和“外陸架—深水盆地”兩個(gè)次一級(jí)源—匯系統(tǒng)（圖8a）[55]。物源區(qū)—內(nèi)陸架源—匯系統(tǒng)主要由剝蝕區(qū)、沖積—濱海平原及淺海內(nèi)陸架等地貌單元組成，而外陸架—深水盆地源—匯系統(tǒng)主要由發(fā)育在外陸架上的陸架邊緣三角洲和形成于深水盆地的海底扇組成，故而又被稱之為陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱為洲扇源—匯系統(tǒng)）（圖8）[55]。譬如，我國(guó)南海北部陸緣漸新世珠海組、早中新世珠江組和中新世韓江組沉積期海退造成古珠江推進(jìn)至陸架邊緣形成陸架邊緣三角洲，其前方發(fā)育大型海底扇（低位斜坡扇）；形成一個(gè)完整的陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)[40,56-58]。珠江口盆地白云凹陷東部漸新世和中新世的油氣勘探實(shí)踐證實(shí)陸架邊緣三角洲是陸架坡折前方深水重力流的“轉(zhuǎn)運(yùn)站”；所形成的陸架邊緣三角洲—海底扇沉積體系發(fā)育形成大量巖性圈閉和巖性—構(gòu)造復(fù)合圈閉，形成白云凹陷南到荔灣凹陷漸新世珠海組和白云北坡中新世珠江組—韓江組兩個(gè)陸架坡折帶到陸坡區(qū)油氣聚集帶[58-61]。值得注意的是洲扇源—匯系統(tǒng)主要形成發(fā)育在三角洲給養(yǎng)的深水陸緣（Deltafed margin），而在河流給養(yǎng)的深水陸緣（River-fed margin）上則鮮有報(bào)道[62]。

Gonget al.[63]利用數(shù)值模擬和地質(zhì)實(shí)例分析相結(jié)合的手段，研究揭示了三種洲扇源—匯耦合方式：1）有洲無(wú)扇，發(fā)育內(nèi)陸架或中陸架三角洲，但是陸坡深水區(qū)不發(fā)育海底扇；2）有洲有扇，發(fā)育陸架邊緣三角洲，且其前方發(fā)育海底扇；3）海底扇靠近物源一側(cè)的外陸架無(wú)陸架邊緣三角洲，但陸坡深水區(qū)發(fā)育海底扇。形成有洲無(wú)扇的洲扇源—匯耦合的地質(zhì)條件有二：缺“源”，換言之海平面上升（海侵或高位）或低速沉積物供給使得河口無(wú)法到達(dá)外陸架形成陸架邊緣三角洲；少“渠”，亦即發(fā)育陸架邊緣三角洲，但其前方無(wú)沉積物輸運(yùn)通道。形成無(wú)洲有扇的洲扇源—匯耦合的地質(zhì)背景成因有一：沉積物被洋流或波浪側(cè)向搬運(yùn)到峽谷水道的頭部，繼而被捕獲向深水中搬運(yùn)分散。形成有洲無(wú)扇的洲扇源—匯耦合的地質(zhì)條件有二：陸架邊緣三角洲越過(guò)陸架坡折和水道相連或者深水水道切割陸架坡折與陸架邊緣三角洲相接[63]。

2.5.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

毋庸多言，源—匯系統(tǒng)研究是當(dāng)前國(guó)際地球科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)頗為關(guān)注的重要命題（圖6a）[64-69]。在國(guó)際上，源—匯系統(tǒng)研究是眾多重大地球科學(xué)研究計(jì)劃（如大陸邊緣科學(xué)計(jì)劃）的核心科學(xué)問(wèn)題；在國(guó)內(nèi)，“源—匯系統(tǒng)：從造山帶到邊緣海盆地”是中國(guó)沉積學(xué)未來(lái)10 年的4 大戰(zhàn)略發(fā)展方向之一。然而，對(duì)于層序地層學(xué)來(lái)說(shuō)，研究資料主要來(lái)自匯水盆地，物源區(qū)常因地質(zhì)過(guò)程太過(guò)復(fù)雜且常常缺少資料而難以開(kāi)展物源區(qū)的演化恢復(fù)和定量分析。這使得源—匯系統(tǒng)這一學(xué)科前沿難以直接被運(yùn)用到深水砂體的預(yù)測(cè)研究中來(lái)，這一“困境”被稱之為“源—匯系統(tǒng)工業(yè)化應(yīng)用難題”。“陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)”概念的提出使得人們可以通過(guò)恢復(fù)供源三角洲的地質(zhì)背景條件來(lái)反演研究沉積物由洲到扇搬運(yùn)分散的過(guò)程響應(yīng)，為源—匯系統(tǒng)工業(yè)化應(yīng)用難題的破解提供了新的思路與見(jiàn)解（圖6a）。

2.6 陸架邊緣的氣候—水動(dòng)力—粒度驅(qū)動(dòng)層序模式

2.6.1 成果與認(rèn)識(shí)

在陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)理念的指導(dǎo)下，Gonget al.[46]利用來(lái)自全球24 個(gè)大陸邊緣的127個(gè)陸架邊緣斜坡進(jìn)積體數(shù)據(jù)庫(kù)研究揭示：陸緣沉積物供給可以被劃分為高（Ra＞150 m∕My,Rp＞10 km∕My,Fc＞5 km2）和 低（Ra＜150 m∕My,Rp＜10 km∕My,Fc＜5 km2）兩種情況；陸緣可容空間（Shelf-margin accommodation）可以區(qū)分為高（4°＜Tse）中（1°＜Tse＜4°）和低（Tse＜1°）三種；而沉積期的氣候條件可以劃分為如圖2所示的冰室氣候和溫室氣候兩種類型。其中，Ra為陸架坡折加積速率，Rp為陸架坡折進(jìn)積速率，F(xiàn)c為剖面凈沉積物供給量（Cross-sectional net sediment flux）；這三個(gè)參數(shù)的具體計(jì)算公式詳見(jiàn)Gonget al.[46]?！瓣懢壒┙o—可容空間—?dú)夂驐l件”三者之間的耦合可以形成4 種類型的溫室陸架邊緣和6 種類型的冰室陸架邊緣[46]。研究表明除了前已述及的可容空間和沉積物供給驅(qū)動(dòng)的層序模式外，粗粒沉積向深水中搬運(yùn)分散還受到了氣候類型的“左右”：在溫室陸緣上，低頻低幅的海平面變化導(dǎo)致粗粒沉積向深水中搬運(yùn)主要受沉積物供給主導(dǎo)（與經(jīng)典的層序地層學(xué)理論相悖）；而在冰室陸緣上，高頻高幅海平面變化所誘發(fā)的沉積物供給是粗粒沉積向深水中搬運(yùn)的“幕后導(dǎo)演”（與經(jīng)典的層序地層學(xué)理論相符）[46]。

除了氣候參與主導(dǎo)粗碎屑顆粒向陸坡深水區(qū)搬運(yùn)配分之外，研究發(fā)現(xiàn)陸架邊緣的粒度和水動(dòng)力條件也會(huì)主導(dǎo)深水砂體的輸運(yùn)和分散[47]。在Gonget al.[47]所建立的發(fā)育平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡的陸架邊緣數(shù)據(jù)庫(kù)中，24 個(gè)富砂陸架邊緣三角洲（以“出現(xiàn)富砂的三角洲內(nèi)前緣（Upper delta fronts）”為遴選標(biāo)準(zhǔn)）的前方發(fā)育海底扇（與經(jīng)典的層序地層學(xué)理論相符）；而18 個(gè)富泥陸架邊緣三角洲（以“出現(xiàn)富泥的三角洲內(nèi)前緣”為甄別標(biāo)準(zhǔn)）的前方不發(fā)育海底扇（與經(jīng)典的層序地層學(xué)理論相左）。此外，富砂的海底扇主要形成發(fā)育在18 個(gè)河控和6 個(gè)浪控的陸架邊緣水動(dòng)力條件下；而潮控陸架邊緣三角洲前方一般不發(fā)育出現(xiàn)富砂海底扇。由此可知，“沉積物供給的粒度和陸架邊緣的水動(dòng)力條件”亦可主導(dǎo)粗碎屑顆粒向深水中搬運(yùn)分散形成海底扇：只有富砂的陸架邊緣沉積物供給以及河控或浪控的陸架邊緣水動(dòng)力背景條件，相對(duì)海平面下降才會(huì)孕育富砂的海底扇[47]。

2.6.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

陸架邊緣的氣候—水動(dòng)力—粒度驅(qū)動(dòng)的層序地層學(xué)模式“警醒”人們：在尋找深水海底扇儲(chǔ)層時(shí)，除了關(guān)注尋找相對(duì)海平面下降和高速沉積物供給標(biāo)識(shí)之外；還應(yīng)考慮陸架邊緣的背景氣候條件（溫室與冰室）、沉積物供給粒度特征（出現(xiàn)富砂的三角洲內(nèi)前緣）和外陸架的水動(dòng)力條件（河控、浪控或潮控）[46-47]。Paumardet al.[70]亦支持并擁護(hù)這一論述，認(rèn)為陸架邊緣沉積物供給粒度和水動(dòng)力條件對(duì)粗碎屑顆粒向深水中的搬運(yùn)分散具有顯著的調(diào)控作用。

2.7 陸架邊緣洲扇源—匯同步與坡折遷移軌跡對(duì)

2.7.1 成果與認(rèn)識(shí)

前已述及的地質(zhì)背景條件（如高速供給、暖室氣候、窄陸架、峽谷頭部與河口相接或相鄰）使陸緣碎屑沉積物向深水中搬運(yùn)卸載可以發(fā)生在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻（海平面上升效應(yīng)被抑制），能夠孕育“陸架邊緣三角洲與海底扇共進(jìn)退的聯(lián)動(dòng)關(guān)系”；這一關(guān)系被稱之為“洲扇源—匯同步”。Kooet al.[71]在美國(guó)懷俄明州Washakie盆地的研究中首次注意到深水朵葉的疊置樣式和陸架坡折運(yùn)動(dòng)方式具有良好的關(guān)聯(lián)性。此外，如圖8b~d 所示的珠江陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)中：平緩—低角度上升型陸架坡折遷移軌跡的前方發(fā)育進(jìn)積特征明顯的海底扇，而高角度上升型陸架坡折遷移軌跡的前方可見(jiàn)退積特征顯著的海底扇。這些實(shí)例均展示了良好的陸架邊緣三角洲和海底扇“源—匯共進(jìn)退”的同步格局，是同步源—匯的經(jīng)典地質(zhì)范例。

隨著研究的深入，Gonget al.[72-73]以及Pellegriniet al.[74]在海盆（我國(guó)南海瓊東南盆地）和湖盆（匈牙利Pannonian 湖盆）中識(shí)別了成對(duì)出現(xiàn)的坡折遷移軌跡，將其命名陸架坡折遷移軌跡對(duì)（Shelf-edge pairs）（圖12a、圖13）。這些陸架坡折遷移軌跡對(duì)早期發(fā)育上升型陸架坡折遷移軌跡，而晚期發(fā)育平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡（圖12a、圖13）。上升—下降陸架坡折遷移軌跡對(duì)亦出現(xiàn)在亞得里亞海末次盛冰期以來(lái)的地層中（圖12b）。在海盆中（南海瓊東南盆地和亞得里亞海），上升型坡折遷移軌跡的前方出現(xiàn)塊狀搬運(yùn)沉積（滑塌）、不發(fā)育底積層；而下降型陸架坡折遷移軌跡的前方出現(xiàn)深水水道∕海底扇、發(fā)育橫向連續(xù)分布的底積層（圖12b、圖13）。

圖13 上升—下降陸架坡折遷移軌跡對(duì)及其與基準(zhǔn)面變化、可容空間變化、陸緣斜坡進(jìn)積體和深水沉積樣式之間的成因關(guān)聯(lián)（引自Gonget al.[73]）Fig.13 Rising-then-falling shelf-edge pairs and their genetic relationships to base-level changes, shelf accumulation changes,stacking patterns of clinothem sets, and patterns of deepwater sedimentation (after Gonget al.[73])

與海盆坡折遷移軌跡對(duì)輸砂模式截然不同的是，在湖盆中（匈牙利Pannon湖盆），上升型坡折遷移軌跡（圖12a中綠點(diǎn)）的前方出現(xiàn)湖底扇、發(fā)育橫向穩(wěn)定分布的底積層；而平緩—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡（圖12a 中紅點(diǎn)）的前方底積層不發(fā)育。這表明在湖盆中，沉積物向深湖中搬運(yùn)分散可能主要是氣候驅(qū)動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，在湖盆坡折上升的潤(rùn)濕氣候期，河流作用能力強(qiáng)、沉積物供給量大、異重流更為發(fā)育，從而導(dǎo)致高速的沉積物供給能夠抑制湖平面的上升（由上升型陸架坡折遷移軌跡“代言”）而被搬運(yùn)到湖盆深水區(qū)；而在湖盆坡折下降的干冷氣候期，河流作用能力弱、沉積物供給量小、異重流不發(fā)育，從而導(dǎo)致即使在湖平面下降時(shí)（由平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡“代言”）向深湖中搬運(yùn)配分的陸緣碎屑顆粒也相對(duì)“匱乏”[72]。

2.7.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

上述關(guān)于“陸架邊緣洲扇源—匯同步與坡折遷移軌跡對(duì)”的相關(guān)研究揭示了砂體向深海和深湖搬運(yùn)機(jī)制的差異，有助于更好地理解并運(yùn)用層序地層學(xué)方法理論來(lái)預(yù)測(cè)海盆和湖盆中粗粒堆積體的發(fā)育分布[72-73]。然而需要指出的是，基準(zhǔn)面下降輸砂仍然是湖盆中進(jìn)行砂體分布預(yù)測(cè)最重要的理論依據(jù)?！昂畏N原因?qū)е麓至３练e物向深湖半深湖搬運(yùn)分散在某些情況下發(fā)生在基準(zhǔn)面下降時(shí)期，而在一些地質(zhì)條件下發(fā)生在基準(zhǔn)面上升期”仍值得進(jìn)一步研究和探索（圖12a）。此外，“沉積物供給量、外陸架可容空間和海平面變化是如何造就孕育陸緣三角洲—海底扇共進(jìn)退的格局”也亟待進(jìn)一步深入研究。

3 海相碎屑巖層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化（2010—2020）

以加拿大阿爾伯塔大學(xué)Octavian Catuneanu 教授以及其他27 位著名學(xué)者在Earth?Science Reviews第92 期發(fā)表“Towards the standardization of sequence stratigraphy”一文為標(biāo)志，人們對(duì)海相碎屑巖層序地層學(xué)的研究從2010 年至今步入了“標(biāo)準(zhǔn)化”階段[13,29,75]?；谄抡圻\(yùn)動(dòng)軌跡的陸架坡折遷移軌跡法和基于地層疊置樣式的可容空間序列法是兩種開(kāi)展層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究較為行之有效的方法手段。

3.1 層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化

3.1.1 成果與認(rèn)識(shí)

如前所述，層序地層學(xué)從20世紀(jì)70年代發(fā)展至今，發(fā)展孕育了多種“門派”，呈“百花齊放百家爭(zhēng)鳴”之勢(shì)（圖1，3）。同一套地層，不同的研究人員可能得到不同的層序?qū)Ρ确桨?；即便是相同地質(zhì)人員采用不同層序方案，對(duì)同一套地層也會(huì)有不同的劃分方案和命名結(jié)果。因而，層序地層學(xué)理論在國(guó)內(nèi)有“被妖魔化”之勢(shì)，大多數(shù)情況下為了界面統(tǒng)一常將不同級(jí)別的層序與地層單元（如群、組、段）“劃等號(hào)”。此外，層序地層學(xué)理論常?；谠S多無(wú)法準(zhǔn)確度量的“看不見(jiàn)摸不著”的假設(shè)（如可容空間上升、基準(zhǔn)面變化和相對(duì)海平面變化等）。在這樣的大背景下，Catuneanuet al.[13]和Catuneanu[76]提出了層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的理念和不依賴模式的層序地層學(xué)（Modelindependent sequence stratigraphy）的思潮。它將層序研究回歸層序地層學(xué)的核心要領(lǐng)—“界面性與旋回性”。其強(qiáng)調(diào)在開(kāi)展層序研究時(shí)可以利用不同的方法手段（如坡折遷移軌跡、地震反射終止關(guān)系等）識(shí)別不同級(jí)別、具有區(qū)分沉積旋回功能的“物理界面”（界面性）。在此基礎(chǔ)上，研究不同界面所分割、具有相同地層疊置樣式單期旋回內(nèi)（旋回性）的巖石關(guān)系。

3.1.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

值得注意的是，層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化僅是一種層序研究“哲學(xué)”，其強(qiáng)調(diào)在層序的研究中需要著重把握地層的界面性和旋回性；其大多數(shù)情況下還是沿用了Exxon的層序理論方法，并非是一種新的層序地層學(xué)理論（Catuneanu got a big group of people to agree to a compromise sequence stratigraphy model,but it was more or less the Exxon model）（據(jù)Ronald J Steel 教授的口頭交流）。如同其他任何一種層序模式一樣，“層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的理念”目前也頗具爭(zhēng)議，主要的非議有三。

第一，Helland-Hansen[77]認(rèn)為層序地層學(xué)尚處在不斷發(fā)展中，尚未成熟到可以標(biāo)準(zhǔn)化的階段；不應(yīng)過(guò)早“冰封”。

第二，Burgess[26]認(rèn)為在Octavian Catuneanu 編著的Principles of Sequence Stratigraphy一書(shū)中“沉積物供給”僅被提及264 次，但“可容空間”反復(fù)被累計(jì)提及達(dá)554次；而在Exxon研究人員最新層序研究成果中（詳見(jiàn)Nealet al.[78]），“沉積物供給”僅被提及2 次，但“可容空間”反復(fù)被累計(jì)提及達(dá)37 次。由此可見(jiàn)，層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的理念對(duì)沉積物供給仍未引起足夠重視。

第三，層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化理念過(guò)多強(qiáng)調(diào)旋回性、對(duì)垂直物源的3D 空間層序結(jié)構(gòu)和樣式的多變性和差異性未能引起足夠重視[26,77]。

3.2 陸架坡折遷移軌跡法

3.2.1 成果與認(rèn)識(shí)

Steelet al.[35]最早提出了陸架坡折遷移軌跡（Shelf-edge trajectory）的概念，它是指“位于淺水陸架與深水陸坡分界區(qū)的陸架坡折隨時(shí)間沿物源方向連續(xù)變化而形成的遷移路徑”。陸架坡折是波浪等牽引流作用主導(dǎo)的陸架區(qū)（頂積層）和重力流作用主導(dǎo)的陸坡區(qū)（前積層）之間的分割點(diǎn)[35,79-82]。前人研究識(shí)別了三種主要的陸架坡折遷移軌跡，亦即平坦—低角度下降型，低角度上升型和高角度上升型（圖14）[80-81]。

前人研究表明：陸架坡折遷移軌跡體現(xiàn)了沉積物供給、海平面變化、構(gòu)造升降和古地貌背景的綜合響應(yīng)[79-82]。具體來(lái)說(shuō)，平坦—低角度下降型陸架坡折遷移軌跡指示了相對(duì)海平面（基準(zhǔn)面）的下降（圖14a，a’），低角度上升型陸架坡折遷移軌跡代言了相對(duì)海平面（基準(zhǔn)面）的緩慢上升（圖14b，b’），而高角度上升型陸架坡折遷移軌跡指示了相對(duì)海平面（基準(zhǔn)面）的快速上升（圖14b，b’）。由此可見(jiàn)，陸架坡折遷移軌跡與相對(duì)海平面變化具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在三分層序模式下，以復(fù)合型與小角度上升型坡折遷移軌跡之間的分界面為層序界面，陸架坡折遷移軌跡與體系域具有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系（表1）：

?平坦—上升型坡折遷移軌跡=LST

?靜止或退積型坡折遷移軌跡=TST

?上升—平坦—下降型坡折遷移軌跡=HST

在四分層序模式下，以平坦—低角度下降型坡折遷移軌跡與小角度上升型坡折遷移軌跡之間的分界面為層序界面陸架坡折遷移軌跡與體系域具有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系（表1）：

?平坦—上升型坡折遷移軌跡=LST

?靜止或退積型坡折遷移軌跡=TST

?上升—平坦型坡折遷移軌跡=HST

?平坦—低角度下降型坡折遷移軌跡=FST

此外，Gonget al.[80-81]研究了南海西北陸緣晚中新世以來(lái)重力流沉積體系的沉積構(gòu)成、發(fā)育演化及其與陸架坡折遷移軌跡之間的耦合關(guān)系。結(jié)果表明：平直—低角度下降型坡折遷移軌跡（圖14a）的前方以富砂的紅河海底扇為主；低角度上升型坡折遷移軌跡（圖14b）前方發(fā)育富砂的中央峽谷—水道沉積體系和限定性富泥塊狀搬運(yùn)沉積；而小角度上升型坡折遷移軌跡（圖14c）則與大規(guī)模富泥的塊狀搬運(yùn)沉積體系相伴生。由此可見(jiàn)，在沉積物供給條件不變的前提條件下，陸架坡折遷移軌跡的角度越大則分配到深水區(qū)富砂沉積體的體積規(guī)模也就越?。ǔ煞幢龋?/p>

圖14 三種類型的陸架坡折遷移軌跡的運(yùn)動(dòng)方式及其所對(duì)應(yīng)的陸緣斜坡地形沉積構(gòu)成的地震剖面特征（左圖）和構(gòu)型樣式示意圖（右圖）Fig.14 Cross-sectional seismic manifestations and architectural styles of three main types of shelf-edge trajectoriesand their corresponding clinoforms

3.2.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

如何不依賴海平面或基準(zhǔn)面變化等假想模式開(kāi)展層序劃分一直是層序地層學(xué)研究中一個(gè)永恒的主題[13]。利用陸架坡折遷移軌跡的概念和方法可以反演陸緣可容空間的變化情況，進(jìn)而可以利用陸架坡折的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征來(lái)開(kāi)展層序劃分。此外，準(zhǔn)確高效地預(yù)測(cè)分配到陸坡深水區(qū)富砂沉積體的體積規(guī)模和類型進(jìn)而建立儲(chǔ)層預(yù)測(cè)模型是深水油氣勘探的難點(diǎn)和關(guān)鍵所在。上述“軌跡角的角度與深水富砂沉積的體積規(guī)模成反比”這一對(duì)比關(guān)系可用于預(yù)測(cè)陸坡深水儲(chǔ)集體的規(guī)模和分布，為層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究和深水油氣勘探提供了新思路。

需要指出的是：雖然“陸架坡折遷移軌跡法”具有一定的優(yōu)勢(shì)（如層序劃分基于陸架坡折的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征而非基準(zhǔn)面變化等假設(shè)），但其僅適用于發(fā)育明顯陸架—陸坡坡折遷移軌跡的區(qū)域，方法普適性較低、能否大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用存疑（表1）。此外，陸架坡折遷移軌跡法主要依賴地震資料開(kāi)展研究，利用測(cè)井資料辨識(shí)遷移軌跡具有一定的多解性（表1）。

3.3 可容空間序列法

3.3.1 成果與認(rèn)識(shí)

在Exxon層序地層學(xué)理論遭受多年的“詬病與非議”之后，Exxon 地質(zhì)學(xué)家于2009 年在Geology第37期提出了可容空間序列的層序新理念（圖15）[78]。可容空間序列法認(rèn)為一個(gè)層序自下而上依次發(fā)育三個(gè)地層疊置序列：PA（進(jìn)積—加積）序列、R（退積）序列和APD（加積—進(jìn)積—降積）序列；其中APD 序列可進(jìn)一步被拆分為AP（加積—進(jìn)積）序列和PD（進(jìn)積—降積）序列（圖15a、表1）。

在三分層序模式下，以APD序列與PA序列之間的分界面為層序界面；“地層疊置序列”與“陸架坡折遷移軌跡、可容空間增長(zhǎng)速率與沉積速率之間以及體系域”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下（表1）：

表1 Exxon經(jīng)典層序地層理論與可容空間序列法以及陸架坡折遷移軌跡法對(duì)比一覽表Table 1 Comparisons between Exxon, classic sequence stratigraphy, accommodation succession (δA/δS) sequencestratigraphy, and shelf-edge trajectory method

?PA 序列=平坦—上升型坡折遷移軌跡=δA∕δS＜1且遞增=LST

?R 序列=靜止或退積型坡折遷移軌跡=δA∕δS＞1=TST

?APD序列=上升—平坦—下降型坡折遷移軌跡=δA∕δS＜1且遞減=HST

式中：δA∕δS是指可容空間增長(zhǎng)速率與沉積速率之間的相互關(guān)系（δA∕δS＜1是指可容空間增長(zhǎng)速率小于沉積速率，而δA∕δS＞1是指可容空間增長(zhǎng)速率大于沉積速率）。一個(gè)完整的可容空間序列發(fā)育“PA-R-APD 疊置樣式（LST-TST-HST）”；其中下切谷充填和海底扇主要發(fā)育在PA 疊置序列沉積期（圖15）[78]。

在四分層序模式下，以PD 序列與PA 序列之間的分界面為層序界面；“地層疊置序列”與“陸架坡折遷移軌跡、可容空間增長(zhǎng)速率與沉積速率之間以及體系域”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下（表1）：

?PA序列=平坦—上升型坡折遷移軌跡=δA∕δS＜1且遞增=LST

?R 序列=靜止或退積型坡折遷移軌跡=δA∕δS＞1=TST

?AP 序列=上升—平坦型坡折遷移軌跡=δA∕δS＜1且遞減=HST

?PD 序列=平坦—下降型坡折遷移軌跡=δA∕δS≤1且遞減=FST

一個(gè)完整的可容空間序列發(fā)育“PA-R-AP-PD 疊置樣式（LST-TST-HST-FST）”；其中AP 和PD 序列期以海相泥沉積為主，R序列期深水中無(wú)明顯的沉積地層出現(xiàn)（或較?。?，而PA 早期出現(xiàn)塊狀搬運(yùn)沉積、晚期發(fā)育大規(guī)模海底扇（圖15）[78]。

圖15 可容空間序列層序模式及其所對(duì)應(yīng)的沉積相剖面展布模式（引自Nealet al.[78]）Fig.15 Schematic of accommodation succession sequence model and associated idealized facies distribution pattern(after Nealet al.[78])

3.3.2 進(jìn)步與挑戰(zhàn)

可容空間序列法被認(rèn)為是經(jīng)典層序地層學(xué)理論的最新進(jìn)展與重大突破，Exxon研究人員最終認(rèn)可導(dǎo)致一切層序爭(zhēng)議的根源在于：經(jīng)典Exxon層序理論錯(cuò)誤地運(yùn)用海平面變化去命名體系域。然而，在Exxon研究人員最新層序研究成果中（詳見(jiàn)Nealet al.[78]），“沉積物供給”僅被提到2次，但“可容空間”反復(fù)被累計(jì)提及達(dá)37 次。由此可見(jiàn)，可容空間序列法仍然過(guò)度強(qiáng)調(diào)可容空間，而對(duì)沉積物供給重視不夠（Big breakthrough: Exxon finally admitted that they were wrong in using Sea Level adjectives to name systems tracts but they still put most weight on accommodation.）（據(jù)Ronald J Steel教授的口頭交流）。

3.4 如何利用坡折遷移軌跡法和可容空間序列法進(jìn)行層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化

3.4.1 利用可容空間序列法和坡折遷移軌跡法識(shí)別層序和體系域界面

前已述及，不同的陸架坡折遷移軌跡和地層疊置序列分別對(duì)應(yīng)不同的體系域。故而，可以利用坡折遷移軌跡法和可容空間序列法來(lái)識(shí)別層序和體系域界面，具體來(lái)說(shuō)：

在三分層序模式下，“坡折遷移軌跡法和可容空間序列”與“層序和體系域界面”具有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：

?層序界面=APD與PA序列之間的分界面=上升—平坦—下降型坡折遷移軌跡的頂界面

?MRS=PA與R序列之間的分界面=平坦—上升型坡折遷移軌跡的頂界面

?MFS=R 與APD 序列之間的分界面=靜止或退積型坡折遷移軌跡的頂界面

在四分層序模式下，“坡折遷移軌跡法和可容空間序列”與“層序和體系域界面”具有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：

?層序界面=PD 與PA 序列之間的分界面=平坦—下降型坡折遷移軌跡的頂界面

?MRS=PA與R序列之間的分界面=平坦—上升型坡折遷移軌跡的頂界面

?MFS=R 與AP序列之間的分界面=靜止或退積型坡折遷移軌跡的頂界面

在實(shí)際的層序地層學(xué)研究中，可以基于上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用坡折運(yùn)動(dòng)軌跡和地層疊置樣式進(jìn)行不同級(jí)別的層序界面識(shí)別。

3.4.2 利用可容空間序列法和坡折遷移軌跡法開(kāi)展層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究的方法步驟

在實(shí)踐中，可以采用“四步走”的方法，利用可容空間序列法和坡折遷移軌跡方法原理開(kāi)展層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究。

第一步：識(shí)別巖相、地層接觸關(guān)系和陸架坡折

利用巖心、露頭、測(cè)井和地震資料識(shí)別巖相以及巖相垂向序列，進(jìn)而識(shí)別地層的垂向疊置樣式和地層接觸關(guān)系；主要利用測(cè)井和地震資料識(shí)別陸架坡折。

第二步：識(shí)別層序界面、最大海退面和最大海泛面

基于前已述及的“坡折遷移軌跡法和可容空間序列與層序和體系域界面”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用上述不同地層疊置樣式和陸架坡折遷移軌跡轉(zhuǎn)換的分界面，厘定層序界面、最大海退面和最大海泛面。

第三步：定義不同的地層疊置序列和陸架坡折遷移軌跡類型

以所厘定的“層序界面、最大海退面和最大海泛面”為界，在等時(shí)的格架內(nèi)厘定并定量表征不同的地層疊置序列（如三分的PA-R-APD疊置序列或者四分的PA-R-AP-PD疊置序列）和陸架坡折遷移軌跡類型（重點(diǎn)關(guān)注陸架坡折遷移軌跡的形態(tài)和軌跡角等）。

第四步：以體系域?yàn)閱卧_(kāi)展沉積相研究和砂體預(yù)測(cè)等

以不同的地層疊置序列或陸架坡折遷移軌跡域?yàn)檠芯繂卧?、進(jìn)行編圖，開(kāi)展沉積相展布和砂體預(yù)測(cè)等。

4 海相碎屑巖層序地層學(xué)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域（2020年以后）

4.1 3D層序結(jié)構(gòu)和樣式多變性

當(dāng)前層序研究和層序格架建立大多依據(jù)2D 剖面的地層疊置規(guī)律分析，而忽略了地層疊置關(guān)系在垂直物源方向的橫向變化（層序結(jié)構(gòu)3D 多變性）。從而導(dǎo)致層序的劃分對(duì)比受限于沉積體的范圍，造成層序地層劃分方案的多解性[26,28,83-84]。雖然層序結(jié)構(gòu)3D多變性早在上個(gè)世紀(jì)90年度就已經(jīng)被提及[85]；但現(xiàn)有層序理念和模式仍多以2D剖面分析為主，未對(duì)層序結(jié)構(gòu)和樣式在3D空間上（順物源和垂直物源方向）的多變性引起足夠重視[26,28,83]。Madofet al.[83]深入分析了層序結(jié)構(gòu)和樣式在垂直物源方向上的變化，提出了利用軌跡分析的辦法去定量表征層序結(jié)構(gòu)和樣式在垂直物源方向上的多變性。雖然少數(shù)地質(zhì)人員已經(jīng)開(kāi)始重視并研究體系域的結(jié)構(gòu)和樣式在3D 空間上的差異與變化，但人們?cè)陂_(kāi)展層序地層學(xué)分析和研究的時(shí)候仍以2D剖面和視角為主。因此，未來(lái)的海相碎屑巖層序地層學(xué)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注“不同級(jí)別的層序界面的地層接觸關(guān)系和界面特征”以及“體系域的結(jié)構(gòu)和樣式”在3D 空間上的差異與變化[26,28,83-84]。

4.2 重視物源供給分析

Schlager[86]研究表明沉積物供給變化是地層疊置樣式變化和基準(zhǔn)面變化的決定性因素。雖然越來(lái)越多的地質(zhì)人員已經(jīng)意識(shí)到沉積物供給對(duì)層序發(fā)育演化的重要控制作用，但人們?cè)趯有蚍治龊脱芯恐腥晕磳?duì)沉積物供給變化引起足夠重視。譬如，在經(jīng)典的層序地層學(xué)教材Principles of Sequence Stratigraphy中“可容空間”反復(fù)被累計(jì)提及達(dá)554次，而“沉積物供給”僅被提及264 次[26]；在Exxon 研究人員最新的層序研究成果中（詳見(jiàn)Nealet al.[78]）“可容空間”反復(fù)被累計(jì)提及達(dá)37 次，而“沉積物供給”僅被提及2 次。因此，未來(lái)的層序地層學(xué)研究應(yīng)對(duì)沉積物供給引起足夠重視；重點(diǎn)研究“沉積物供給變化（大小、粒度和類型等）”與“不同的層序結(jié)構(gòu)和樣式以及層序界面的類型和特征”之間的成因關(guān)聯(lián)[27]。

4.3 獨(dú)立于模式的層序地層學(xué)研究

正如Nealet al.[78]在Geology第37 期所指出的那樣：“高位域和低位域的概念將體系域與陸架坡折和海平面變化相關(guān)聯(lián)”，這是層序地層模式的持續(xù)爭(zhēng)議和相關(guān)術(shù)語(yǔ)的混亂的根源（The terms“highstand”

and“l(fā)owstand”as originally defined to label systems tracts relative to a shelf edge, and with an implied relationship between sea level and systems tracts, have been the root of confusion.）。例如，Helland-Hansenet al.[25]對(duì)體系域的概念提出了質(zhì)疑，推薦使用準(zhǔn)層序而非體系域來(lái)開(kāi)展層序地層學(xué)研究（Helland-Hansen and Gjelberg, 1994 never accepted the systems tract concept at all, he only uses parasequences）（據(jù)Ronald J Steel教授的口頭交流）。“層序地層模式的持續(xù)爭(zhēng)議和相關(guān)術(shù)語(yǔ)的混亂”給層序地層學(xué)的發(fā)展和學(xué)術(shù)交流帶來(lái)了諸多不便，故而Catuneanuet al.[13]推薦進(jìn)行層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化工作，開(kāi)展獨(dú)立于模式的層序地層學(xué)研究。陸架坡折遷移軌跡和可容空間序列是兩個(gè)開(kāi)展層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究較為行之有效的方法手段（表1）。然而，它們?nèi)蕴幵诓粩喟l(fā)展之中、尚有諸多不完善的地方，亟待利用這兩種方法手段開(kāi)展獨(dú)立于模式的層序地層學(xué)研究，以期進(jìn)一步完善并發(fā)展層序地層學(xué)概念方法和理論體系。

4.4 基于沉積過(guò)程的層序研究

現(xiàn)有層序模式將不同體系域內(nèi)沉積相變化歸因于可容空間和沉積物供給的相互關(guān)系，未能充分考慮沉積過(guò)程變遷才是沉積相變化最根本的決定性因素[87]?，F(xiàn)有層序模式常常假定在一個(gè)層序的不同體系域內(nèi)發(fā)育存在單一的沉積環(huán)境，譬如一般常認(rèn)為在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)期濱岸均以浪控為主。然而，大量的研究表明河流—波浪—潮汐的強(qiáng)度在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻、在米蘭科維奇尺度（104~105年）甚至是千年尺度內(nèi)，均發(fā)生不同程度的演變[87]。隨著研究的深入，地質(zhì)人員當(dāng)前愈發(fā)重視基于沉積過(guò)程的層序研究。

Gonget al.[47]和Paumardet al.[70]研究認(rèn)為在一個(gè)等時(shí)的層序地層格架內(nèi)，陸架邊緣的水動(dòng)力條件是除了現(xiàn)有層序模式所指出的可容空間和沉積物供給之外最重要的砂體向深水中搬運(yùn)輸送的主控因素。具體來(lái)說(shuō)，海底扇主要發(fā)育在河控或浪控陸架邊緣三角洲的前方，而潮控陸架邊緣三角洲前方無(wú)海底扇出現(xiàn)；且河控陸架邊緣三角洲的前方扇比浪控陸架邊緣三角洲前方的扇面積更大[47,70,88]。

由此可見(jiàn)，未來(lái)的層序地層學(xué)研究應(yīng)“綜合分析陸架坡折遷移軌跡、陸緣斜坡進(jìn)積體的形態(tài)和疊置樣式，分析層序的界面性和旋回性，著重分析不同時(shí)期的沉積作用過(guò)程及其時(shí)空演化”，開(kāi)展基于沉積過(guò)程 的 層 序（Process stratigraphy）研 究（Process Stratigraphy is now strong so that sequence stratigraphy is now using process sedimentology in a more analytical way! Hoorah!!!）（據(jù) 與Ronald J Steel 教 授 的 口 頭交流）。

5 結(jié)論

本文梳理了從上個(gè)世紀(jì)70年代層序地層學(xué)誕生以來(lái)近50 年發(fā)展歷程中，深海碎屑巖層序地層學(xué)的重要研究進(jìn)展。

（1）1970—2000，經(jīng)典海相碎屑巖層序地層學(xué)：在被動(dòng)大陸邊緣盆地油氣勘探研究實(shí)踐的基礎(chǔ)上，相繼提出了“三分層序模式，四分層序模式，成因?qū)有蚰Ｊ?、海進(jìn)—海退層序模式，自旋回層序模式和濱線遷移軌跡層序分析法”。它們均強(qiáng)調(diào)海平面下降或相對(duì)海平面下降能夠驅(qū)動(dòng)河口向外陸架遷徙并駐留在陸架邊緣，進(jìn)而驅(qū)使河流帶來(lái)的粗碎屑顆粒被搬運(yùn)卸載到深水陸坡形成粗粒扇體。

（2）2000—2010，陸架邊緣層序地層學(xué)研究：“高速沉積物供給、窄陸架和峽谷頭部與河口相鄰”可以打破傳統(tǒng)層序地層學(xué)理論的“枷鎖”，使得在相對(duì)海平面變化的任何時(shí)刻粗碎屑顆粒（沙—粉沙）都可以被輸運(yùn)卸載到陸坡深水區(qū)。提出了陸架坡折遷移軌跡的層序地層學(xué)分析方法以及陸架邊緣三角洲—海底扇源—匯系統(tǒng)的層序研究思路，認(rèn)為陸架邊緣的氣候條件（冰室和溫室）、水動(dòng)力作用（河控、浪控或潮控）以及沉積物供給粒度（富砂和富泥）亦控制了粗粒沉積向深水中的搬運(yùn)卸載過(guò)程。

（3）2010—2020：海相碎屑巖層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化：將全球海平面作為層序劃分的基準(zhǔn)造成層序地層模式的持續(xù)爭(zhēng)議和相關(guān)術(shù)語(yǔ)的混亂，Catuneanuet al.[13]推薦進(jìn)行層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化工作，開(kāi)展獨(dú)立于模式的層序地層學(xué)。陸架坡折遷移軌跡和可容空間序列可用于識(shí)別不同級(jí)別的層序界面（界面性）、進(jìn)而劃分不同的地層疊置樣式（旋回性），是推進(jìn)層序地層學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化工作重要的方法手段。

（4）2020—未來(lái)：海相碎屑巖層序地層學(xué)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域：當(dāng)前深海碎屑巖層序地層學(xué)理論關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域主要有：3D層序結(jié)構(gòu)和樣式多變性、重視物源供給分析、開(kāi)展獨(dú)立于模式和基于沉積過(guò)程的層序地層學(xué)研究。

致謝 本文是筆者在中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司青年科技創(chuàng)新型人才（油氣勘探專業(yè)）培訓(xùn)班講義和Ronald J Steel 教授在2014 年William Smith Meeting 大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告基礎(chǔ)上的進(jìn)一步凝練，也是課題組所承擔(dān)兩個(gè)深水層序—沉積自然科學(xué)基金項(xiàng)目[中更新世以來(lái)珠江陸架邊緣三角洲—海底扇“源—匯同步”的形成機(jī)制（41802117）和珠江峽谷末次冰期以來(lái)濁流活動(dòng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)尺度與反饋機(jī)制（41972100）]的部分成果；在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。本文僅是筆者對(duì)“深海碎屑巖層序地層學(xué)過(guò)去五十年重要進(jìn)展”相關(guān)文獻(xiàn)和課題組相關(guān)研究積累的思考和凝練。雖盡心竭力，奈何“詮才末學(xué)”，多有紕漏，敬請(qǐng)諒解并指正。