碳酸鹽巖層序地層學回顧與展望論文
摘要：闡述了碳酸鹽巖層序地層學三個階段的發(fā)展歷程，即20世紀80年代，以Schager為代表的碳酸鹽巖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巖層序地層模式的碳酸鹽巖層序地層學發(fā)展壯大階段。面向未來，碳酸鹽巖層序地層學理論發(fā)展存在五個大的發(fā)展趨勢已經(jīng)初現(xiàn)雛形。
關(guān)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(zhì)學會年會的沉積相和地質(zhì)歷史研討會上提出，但由于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(fā)展。在此基礎(chǔ)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(chǔ)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(yīng)。到80年代中后期，Mitchum、Van
Wagoner、Vail、Sangree等人發(fā)表了一系列相關(guān)文章，并最終以由C K Wilgus等人編著的《Sea Level Changes:An hitegrated Approach》為標志，層序地層學形成為一門新學科[1-3]。
1碳酸鹽巖層序地層學回顧
20世紀80年代，在經(jīng)歷碎屑巖體系基礎(chǔ)上改造成為碳酸鹽巖沉積體系的層序地層學爭議后，以Schager為代表的許多學者闡明了碎屑巖和碳酸鹽巖層序模式的差別，建立了碳酸鹽巖層序地層學理論;特別是J F Sarg在1987年發(fā)表的“碳酸鹽巖層序地層學研究”一文，奠定了碳酸鹽 巖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巖層序地層模式，提供了適用于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巖層序地層學的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了許多分支，如成巖層序地層學、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(xiàn)，不僅豐富和發(fā)展了層序地層學理論，也使其應(yīng)用領(lǐng)域大大擴展。2碳酸鹽巖層序地層學的發(fā)展趨勢碳酸鹽巖層序地層學經(jīng)過多年的發(fā)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后的發(fā)展方向。
(1)多學科綜合。將年代地層學、古生物學、地層學、巖石物理學、有機地球化學以及巖石學等綜合應(yīng)用已經(jīng)成為碳酸鹽巖層序地層學研究的總趨勢。
(2)碳酸鹽巖層序地層學向微觀方向發(fā)展。層序地層學應(yīng)采取宏觀控制微觀、微觀反過來補充或印證宏觀的思路[4]。主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①成巖層序地層學。成巖層序地層學是以層序的地層成因特性為原理，考慮到成巖作用在層序中不同研究區(qū)地理位置部位的系統(tǒng)差異，利用成巖作用的微觀資料，研究層序內(nèi)部成巖作用的變化規(guī)律。②膠結(jié)物層序地層學。Brait whaite提出了“膠結(jié)物層序地層學”，強調(diào)膠結(jié)物在層序中的重要意義,指出可根據(jù)膠結(jié)作用的增生和特點劃分出膠結(jié)物帶的區(qū)域分布,膠結(jié)物層序可與上超、下超和其他的相關(guān)層序?qū)Ρ取＂弁凰貙有虻貙訉W。同位素地層學主要涉及鍶、碳、氧、硫、氮同位素和有機碳等,其主要是通過與生物地層學研究結(jié)合來實現(xiàn)地層的高精度
對比。
④磁性地層學。
(3)碳酸鹽巖層序地層學向高精度方向發(fā)展。近年來，層序地層學的研究不斷從盆地規(guī)模的層序和沉積體系域分析向沉積微相和儲層規(guī)模的.高精度層序地層分析深化。大量的研究表明，綜合地質(zhì)和高分辨率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布預測提供更有效的地層對比框架，主要表現(xiàn)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，其時間跨度相當于Miall和Posanentier等人1982年提出的時間周期為0.01～0.5Ma的4～5級甚至6級旋回，為米蘭科維奇驅(qū)動的氣候變化和高頻短周期海平面變化的綜合產(chǎn)物，屬行星軌道參數(shù)(偏心率、偏度和歲差)不規(guī)則旋回層序。測井資料的垂向高分辨率是識別高頻層序的基礎(chǔ)，經(jīng)巖心資料刻度的不同類型測井曲線的形態(tài)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界面、劃分準層序組、準層序以及研究準層序疊置樣式的基礎(chǔ)。同時，高頻層序地層劃分和對比的關(guān)鍵是通過對地層形成過程的具體分析找出巖石與巖石、巖石與界面或界面與界面對比的規(guī)律[3]。
(4)碳酸鹽巖層序地層學從定性向定量方向發(fā)展。隨著數(shù)學模擬、計算機技術(shù)的進步，各種實驗手段、地震技術(shù)和測井技術(shù)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(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)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、三維可視化以及定量計算。其主要表現(xiàn)為以下幾個方面：①數(shù)學模擬;
②計算機模擬技術(shù);③實驗?zāi)M[4]。
(5)碳酸鹽巖層序地層學在油氣勘探目標的應(yīng)用。
特別是以碳酸鹽巖層序地層體系域約束下的儲層正、反演技術(shù)得到快速發(fā)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(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
圖2層序地層體系域約束下地質(zhì)模型正演3結(jié)論(1)碳酸鹽巖層序地層學發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：20世紀80年代，以Schager為代表的碳酸鹽巖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巖層序地層模式的碳酸鹽巖層序地層學發(fā)展壯大階段及碳酸鹽巖層序地層學多分支學科應(yīng)用階段。
(2)碳酸鹽巖層序地層學理論發(fā)展存在五大趨勢：多學科綜合應(yīng)用趨勢;以成巖層序地層學為代表的碳酸鹽巖層序地層學微觀發(fā)展趨勢;以高頻層序為代表的高精度發(fā)展趨勢;以計算機模擬定量技術(shù)發(fā)展趨勢;碳酸鹽巖層序地層學體系域約束下的儲層正、反演應(yīng)用研究趨勢。
參考文獻
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