林小玉
摘要:層序地層學(xué)自提出以來,已為大多數(shù)地質(zhì)學(xué)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(chǔ)上的板塊構(gòu)造理論在解釋大陸動力學(xué)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(jié)出來的層序地層學(xué)理論在陸相盆地研究中受到了嚴峻挑戰(zhàn);此外,低頻的經(jīng)典層序地層學(xué)研究成果也難于更有效地服務(wù)于人類社會密切關(guān)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(yù)示著該學(xué)科重大突破,即高分辨率層序地層學(xué)孕育誕生的時機已經(jīng)來臨。相對于高分辨率層序地層學(xué)而言,經(jīng)典的層序地層學(xué)可謂“低分辨率層序地層學(xué)”。兩者之間的這種高、低差異,除了它們在概念理論體系構(gòu)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(yīng)用范疇的不同。
關(guān)鍵詞:高分辨率層序地層學(xué);經(jīng)典層序地層學(xué);高分辨率層序地層學(xué)與經(jīng)典層序地層學(xué)的對比。
一、引言
“高分辨率層序地層學(xué)”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(jù)和方法,并在應(yīng)用中表現(xiàn)出了強大的科學(xué)性、預(yù)測性、定量性和實踐性的特點,有力地指導(dǎo)了我國油氣資源的高效勘探開發(fā)。
高分辨率層序地層學(xué)是由美國科羅拉多礦業(yè)學(xué)院Cross教授帶領(lǐng)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(chǔ),根據(jù)地層的過程響應(yīng)沉積動力學(xué)原理,通過精細地層層序劃分和對比技術(shù)將鉆井的一維信息轉(zhuǎn)變?yōu)槿S地層疊置關(guān)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(xué)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(guān)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(xué)研究歷史,大體上可分為理論方法探討與初步應(yīng)用及完善成熟應(yīng)用3個階段。
二、 高分辨率層序地層學(xué)理論
由于“層序地層學(xué)”概念誕生于前,“高分辨率層序地層學(xué)”概念誕生于后,在“層序地層學(xué)”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(xué)”一詞的核心是“層序地層學(xué)”。其實不然,只要深刻地理解了高分辨率層序地層學(xué)的理論方法體系構(gòu)成,不難得出,它與經(jīng)典的層序地層學(xué)是有質(zhì)的差異的,二者之間無論是在概念、理論體系構(gòu)成上,抑或是在方法體系構(gòu)成上都有不同。高分辨率層序地層學(xué)雖然借鑒了經(jīng)典層序地層學(xué)的某些思想,但它不是對經(jīng)典的層序地層學(xué)的一種簡單升級,而是質(zhì)的革新,具有一套完全獨立于經(jīng)典層序地層學(xué)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(jīng)典層序地層學(xué)關(guān)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(gòu)建起高分辨率層序地層格架。
三、經(jīng)典層序地層學(xué)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(gòu)造沉降可用線性表示,兩者合并則產(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)生的侵蝕作用;
類型Ⅱ?qū)有蚪缇€,該界線為一區(qū)域性的面,它對應(yīng)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(xué)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(jù)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?qū)有蚪缇€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?qū)有?,該層序的下界面為類型Ⅱ?qū)有蚪缇€,上界面為類型Ⅰ或類型Ⅱ?qū)有蚪缇€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(xué)與經(jīng)典地層學(xué)的對比
從被動大陸邊緣海相地層中總結(jié)出來的層序地層學(xué)理論在陸相盆地研究中受到了嚴峻挑戰(zhàn);此外,低頻的經(jīng)典層序地層學(xué)研究成果也難于更有效地服務(wù)于人類社會密切關(guān)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(yù)示著該學(xué)科重大突破,即高分辨率層序地層學(xué)孕育誕生的時機已經(jīng)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(gòu)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(yīng)用范疇的不同。
五、高分辨率地層學(xué)的發(fā)展前景
高分辨率層序地層學(xué)自誕生以來,由于其高精度和可預(yù)測性,可有效減小隱蔽油氣藏的勘探風(fēng)險、優(yōu)選開發(fā)方案和預(yù)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(yīng)用。大量研究表明,高分辨率層序地層學(xué)的概念和理論可有效地應(yīng)用于地下地質(zhì)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(yù)測工具。
目前有關(guān)層序地層學(xué)概念在風(fēng)成地層中的應(yīng)用研究,還僅限于湖相與風(fēng)成相互層的研究中,而將可容納空間的概念擴展到風(fēng)成體系中對高分辨率層序地層學(xué)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(xué)由于其科學(xué)性、預(yù)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(chǎn)資源勘探、開發(fā)與預(yù)測的一種強有力的科學(xué)工具。
參考文獻
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成都理工大學(xué) 四川 成都 610059