碳酸鹽岩層序地層學回顧與展望論文
碳酸鹽岩層序地層學回顧與展望論文
摘要：闡述了碳酸鹽岩層序地層學三個階段的發展歷程，即20世紀80年代，以Schager為代表的碳酸鹽岩層序地層學理論建立階段;80年代末期至90年代晚期，以Greenlee和Lehmann(1993)為代表的研究不同沉積背景下碳酸鹽岩層序地層模式的碳酸鹽岩層序地層學發展壯大階段。面向未來，碳酸鹽岩層序地層學理論發展存在五個大的發展趨勢已經初現雛形。
關鍵詞：碳酸鹽巖;層序地層學;體系域
中圖分類號：TE132文獻標識碼：A文章編號：1673-1980(2011)02-0069-03“層序”這一概念由Sloss在1948年北美地質學會年會的沉積相和地質歷史研討會上提出，但由於這樣的層序單位時間跨度太大，實用性差，未能得到廣泛認同。20世紀70年代末到80年代中期，地震地層學得到了蓬勃的發展。在此基礎上，由美國Rice大學P R Vall教授及休斯頓Exxon公司的同行們在地震地層學理論基礎上提出了層序地層學，將地層層序看成是全球海平面變化的響應。到80年代中後期，Mitchum、Van
Wagoner、Vail、Sangree等人發表了一系列相關文章，並最終以由C K Wilgus等人編著的《Sea Level Changes:An hitegrated Approach》為標誌，層序地層學形成為一門新學科[1-3]。
1碳酸鹽岩層序地層學回顧
20世紀80年代，在經歷碎屑岩體系基礎上改造成為碳酸鹽巖沉積體系的層序地層學爭議後，以Schager為代表的許多學者闡明瞭碎屑岩和碳酸鹽岩層序模式的差別，建立了碳酸鹽岩層序地層學理論;特別是J F Sarg在1987年發表的“碳酸鹽岩層序地層學研究”一文，奠定了碳酸鹽 岩層序地層學的基本思想。Sarg、Harford、Loucks、Greenlee和Lehmann、Fitchen等人研究了不同沉積背景下碳酸鹽岩層序地層模式，提供了適用於碳酸鹽巖為主盆地的一般性的預測序列(見圖1)。
A.海侵體系域B.高位體系域C.低位體系域D.海侵不整合圖1緩坡條件下的層序地層模式隨著碳酸鹽岩層序地層學的迅速發展，相繼出現了許多分支，如成岩層序地層學、生物層序地層學、化學層序地層學、高頻層序地層學等。這些分支學科的出現，不僅豐富和發展了層序地層學理論，也使其應用領域大大擴充套件。2碳酸鹽岩層序地層學的發展趨勢碳酸鹽岩層序地層學經過多年的發展，取得了很高的評價，但也存在著許多有爭議的或未解決的問題，這些問題的解決正是層序地層學以後的發展方向。
(1)多學科綜合。將年代地層學、古生物學、地層學、岩石物理學、有機地球化學以及岩石學等綜合應用已經成為碳酸鹽岩層序地層學研究的總趨勢。
(2)碳酸鹽岩層序地層學向微觀方向發展。層序地層學應採取宏觀控制微觀、微觀反過來補充或印證宏觀的思路[4]。主要表現為以下幾個方面：①成岩層序地層學。成岩層序地層學是以層序的地層成因特性為原理，考慮到成岩作用在層序中不同研究區地理位置部位的系統差異，利用成岩作用的微觀資料，研究層序內部成岩作用的變化規律。②膠結物層序地層學。Brait whaite提出了“膠結物層序地層學”，強調膠結物在層序中的重要意義,指出可根據膠結作用的增生和特點劃分出膠結物帶的區域分佈,膠結物層序可與上超、下超和其他的相關層序對比。③同位素層序地層學。同位素地層學主要涉及鍶、碳、氧、硫、氮同位素和有機碳等,其主要是透過與生物地層學研究結合來實現地層的高精度
對比。
④磁性地層學。
(3)碳酸鹽岩層序地層學向高精度方向發展。近年來，層序地層學的研究不斷從盆地規模的層序和沉積體系域分析向沉積微相和儲層規模的.高精度層序地層分析深化。大量的研究表明，綜合地質和高解析度的地球物理資料建立的高精度的層序地層格架可為精細的沉積體系、沉積相分析和砂體分佈預測提供更有效的地層對比框架，主要表現碳酸鹽巖高頻層序地層學。
高頻層序地層學概念最初由Wagoner等人提出，其時間跨度相當於Miall和Posanentier等人1982年提出的時間週期為0.01～0.5Ma的4～5級甚至6級旋迴，為米蘭科維奇驅動的氣候變化和高頻短週期海平面變化的綜合產物，屬行星軌道引數(偏心率、偏度和歲差)不規則旋迴層序。測井資料的垂向高解析度是識別高頻層序的基礎，經岩心資料刻度的不同型別測井曲線的形態及其組合，提供了巖性、巖相的疊置形式，同時也提供了識別高頻層序介面、劃分準層序組、準層序以及研究準層序疊置樣式的基礎。同時，高頻層序地層劃分和對比的關鍵是透過對地層形成過程的具體分析找出岩石與岩石、岩石與介面或介面與介面對比的規律[3]。
(4)碳酸鹽岩層序地層學從定性向定量方向發展。隨著數學模擬、計算機技術的進步，各種實驗手段、地震技術和測井技術的進步，層序地層學的研究從定性和半定量向定量過渡，其方法體系發生了革命性的轉變，即從原來的野外描述性、推斷性和不可檢驗性走向了計算機物理模擬、三維視覺化以及定量計算。其主要表現為以下幾個方面：①數學模擬;
②計算機模擬技術;③實驗模擬[4]。
(5)碳酸鹽岩層序地層學在油氣勘探目標的應用。
特別是以碳酸鹽岩層序地層體系域約束下的儲層正、反演技術得到快速發展，為碳酸鹽巖儲層描述帶來快速而又直觀的評估，為隱形圈閉發現奠定了基礎。
圖2層序地層體系域約束下地質模型正演3結論(1)碳酸鹽岩層序地層學發展經歷了三個階段：20世紀80年代，以Schager為代表的碳酸鹽岩層序地層學理論建立階段;20世紀80年代末期至90年代晚期，以Sarg、Harford、Loucks、Greenlee和Lehmann、Fitchen等研究不同沉積背景下碳酸鹽岩層序地層模式的碳酸鹽岩層序地層學發展壯大階段及碳酸鹽岩層序地層學多分支學科應用階段。
(2)碳酸鹽岩層序地層學理論發展存在五大趨勢：多學科綜合應用趨勢;以成岩層序地層學為代表的碳酸鹽岩層序地層學微觀發展趨勢;以高頻層序為代表的高精度發展趨勢;以計算機模擬定量技術發展趨勢;碳酸鹽岩層序地層學體系域約束下的儲層正、反演應用研究趨勢。
參考文獻
[1]Van Wagoner J C，Mitchum R M，Campion K M，et a1.
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TimeAndfacies[J].AAPG Methods in Exploration Series，1990，7：55.
[2]Mitchum R M,Vail P R，Thompson,et al.SeismicStratigraphy and Global Changes of Sea Level,Part 2;theDepositional
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[4]宋萬超，劉波，宋新民，等.層序地層學概念、原理、方法及應用[M].北京：石油工業出版社，2003.