层序地层学基本原理读书报告
——层序模式 层序地层学是研究旋回式、成因上有联系的、以侵蚀面或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架，以及沉积层序内部地层、岩相分布模式的地层学分支学科。它是现代沉积地质学中最具有革命性的范例之一，层序地层学在过去的这些年中已经发展成为与许多学科相结合，应用范围也变得比以前更为广泛。改变了人们对于地层单元、相域、
沉积单元在沉积盆地内时间和空间上的相互关系的理解（图1）。
图1 学科交叉的层序地层学——主要控制因素、综合资料、学科范围和应用
层序地层学在地层界面的解释中大部分标志都具有其成因特性，层序地层学的地层学部分包括了施加格架上的对比能力，通常大于单一的沉积体系尺度，尽管沉积相的侧向变化出现在任何的沉积盆地中。处理与沉积学和地层学密切相关之外，层序地层学也开创了沉积相预测能力新领域，与工业定向有关。出地层本身的相分析外，层序地层学也重点强调了分隔沉积趋势表征的地层间的接触关系。这种接触关系对于区域对比及在特定沉积体系内了解其相关性十分重要。
层序是层序地层学的基本地质单元，它与整个基准面变化或海岸线移动旋回所形成的沉积产物是否一致取决于所应用的层序模式（图
2）。层序不涉及时空上的尺度含义。层序为不整合划分相对整一的、连续的、成因上有联系的地层边界。不整合也能解释岩石记录中相对应整合的位置，因此，不整合代表了层序定义的基本组成。为了区分不整合边界层序和以不整合或与之可对比的整合为边界的地层单元，后者被定义为沉积层序。图3举例说明了相对应整合的六种不同层序地层模式的位置（形成时间）。除Gallway 外，这六个中有五个就是用陆上不整合作为层序边界的不整合部分。因此，这些模式的差异在沉积盆地的海相部分更趋于明显，这些发生在整合的一套地质层中层序边界的识别过程中，其他层序边界状况在图4中也有说明。
图2 基准面与海侵—海退曲线定义的层序、体系域和地层界面
SU —路上不整合面；c.c. ——相对应整合面；BSFR —强制海退底界；MRS —最大海退面；MFS —最大洪泛面；R —海侵浪蚀面；IV —下切谷；（A ）—可容纳的空间（基准面上升）；NR —正常海退；FR —强制海退；LST —低位体系域；TSt —海侵体系域；HST —高位体系域；
FSST —下降期体系域；DS —沉积层序；GS —成因地层层序；TR —海侵—海退层序
图3 不同层序地层模式中的相对应整合
相对应整合的形成时间可能与沉积速率无关（模式A 、B 、C 、D ），或与沉积速率有关（模式C 、E ）。除了模式C 外，其他的模式都以陆上不整合作为层序边界的不整合部分。上图的每一个相对应整合都负荷地层界面的特定类型：强制海退底面（A F），相对应整合
面（B D），最大洪泛面（C ）及最大海退面（E ）。
图4 根据不同的层序地层模式适合作为层序边界的地层界面
次地震测线显示墨西哥海湾更新世到全新世的地层序列，SU —陆上不整合，CC —相对应整合，BSFR —强制海退底面；MRS —最大海退面；MFS —最大洪泛面。用红色表示与基准面曲
线相关的面。黄色表示与海侵—海退曲线相关的面。
“层序”概念可以应用于沉积盆地的任何部分，而今知道，以不整合为边界的层序也许能在完全非海相的环境中找到，其形成于海洋基准面变化和滨线迁移无关，成因上完全受构造（或）气候条件控制。因此对于不同的实例要运用不同的适合的层序模式。
一、地层层序类型
1. 沉积层序
沉积层序使用陆上不整合及其海相对应整合作为一个复合层序边界。Vail 等提出将沉积层序限定为有0.3~0.5Ma的所为“三级”海面升降旋回构成的韵律层（旋回层）。沉积层序的形成可以反映不同的时空规模，不同规模的层序具有相似的特征，需做相似的分析来识别边界面和内的体系域等。因此人们提及“沉积层序”一次不涉及规模，关于其在绝对火或相对意义上的规模用一级、二级词来修饰。
2. 成因层序地层
它用最大洪泛面作为沉积盆地海相和大陆部分的层序边界。它与沉积层序2应用相同的体系域名称，细分为高位（晚期上升）、低位（下降和早期上升）和海侵体系域。
3. 海侵—海退（T —R ）层序
它以复合面为界，包括向盆地边缘的陆上不整合和海洋部分向海方向的最大海退面。该模式提供了一种把地层组合成层序的选择方法，目的是为了避免沉积层序和成因层序的一些缺陷。但是T —R 层序模式仅适用于沉积物（如堆积在陆上不整合面之上的低位顶积层）原始（前期海侵）厚度局限于米级范围（或者通常来说，低于与后期海侵有关的冲刷量的厚度）的沿海到河流低位正常海退地区如图5。
图5 海侵—海退（T —R 层序模式概念和使用的局限性）
低位正常海退沉积物保存地区，最大海退面的海相部分不与陆上不整合向盆终端相连。这一倾斜方向横剖面图示了河流到浅水环境强制海退、正常海退和海侵沉积体系的最普遍模式。
伽马曲线（GR ）显示层序地层格架中浅水序列的整个梯度趋势。
4. 准层序
它是一个亿“洪泛面为界、由成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列”。一般在海岸到浅海环境中，准层序是粒度向上变粗的进积体如图6。
图6 准层序露头堆积实例
准层序是以洪泛面为边界的向上变粗的进积序列，准层序边界（即洪泛面）标志水体急剧加
深事件（箭头）
准层序概念主要问题取决于他的分界面，即洪泛面。另一个争论的主题取决于“层序”和“准层序”之间的关系。准层序能否与沉积趋势变化的整个旋回一致，取决于洪泛面在每个专题研究的地层接触样式。在洪泛面是最大海退或最大洪泛面地区，准层序的确与沉积趋势变化的整个旋回一致。在洪泛面是海侵侵蚀面或相变接触面地区，准层序可能是不完整的层序或地层单元，持续时间比单一的地层周期要长。
二、河流体系层序
由于现今能观察到各种构造背景和气候条件下的河流沉积，所以河流沉积是较容易理解的一种沉积体系。河流体系还受到很多沉积作用以外的因素影响，如图7；
图7 河流沉积的异源影响 河流加积或侵蚀作用可能受到下游因素的影响（毗邻滨线：主要
是海平面变化和盆地沉降）及上游因素的影响（毗邻物源区：尤其是气候因素，盆地沉降和物源区隆起）。注意，气候也可能通过改变浅海环境波浪和水流的能量从而改变正常和风暴
期基准面的位置成为一种下游因素；也可能成为上游控制因素。
Mail总结出河流地层层序的序列原理，如图8：
图8 河流层序地层学的首要原则
地层层序模式分为两种不同的观点：一个强调在河流沉积物堆积期间是否存在海洋作用的影响，另一个强调沉积期间河流有效的可容空间。Shanley 和McCabe 说明了基准面下切谷的作用、低位期河道的混合加积作用、潮汐影响的海侵体系和以横向混合曲流带结束的高位体系 如图9。
图9 河流沉积层序的地层结构
注意，上部层序边界常常削截高位沉积物，因此，层序的上部混合河道充填只有低的保存潜
能。根据先前河谷下切的程度，层序边界古土壤在低位正常海退期间可能继续形成。当充足的可容空间容许洪泛平原生成与深切谷之外时，层序边界古土壤才停止生成。河道充填长宽比率变化显示从辫状河到曲流河河道受限程度向上游增加，与逐渐降低的地形坡度和河流能
量平行。
上游主控河流体系域距物源区较近，因此更容易受物源区构造作用的影响，另外受到对沉积物供应和能量的影响及盆地沉降造成的河流有效可容空间总量的影响。与基准面变化无关的河流沉积旋回，可能受稳定构造区气候旋回的影响或受长期稳定气候条件下构造旋回的影响。1. 气候旋回：反映气候变化的河流层序主要受轨道强制控制，即受104~105年周期冰川消长的米兰科维奇旋回控制。气候变化对河流的流量有直接影响，因而改变河流搬运能力和沉积物载荷之间的平衡。2. 构造旋回 在长期稳定的气候条件下，高频叠置的构造沉降和上升旋回也会导致河流沉积旋回性的发育。这种不整合为界的河流层序模式，其形成不受海洋的影响，需要适应单一的构造条件，因为构造沉降、上升的机制和方式在不同类型沉积盆地的变化相当大。 不考虑河流沉积物堆积期间是否存在海洋影响，同沉积沉降模式对河流序列中不整合机构体系和沉积成分具有深远的影响。河流的可变性在河流序列地层特征上有重要的标志。在缓慢和快速沉降盆地或其他地区可观测的河流结构体系的区别，导致了低、高可容空间环境之间的差异等。如果明确河流沉积和滨线迁移的相互关系，低和高可容空间环境可能主导正常低位、海侵、高位体系域或构造、气候条件控制的河流层序的低和高可容空间体系域。
三、海岸到浅水碎屑层序体系
海岸环境包括河口湾环境以及河口湾之间开阔的滨线地区，河口湾指沉积物进入海洋盆地的点。海岸环境从浅海环境向海延伸到大陆架边缘，是浅水和深水环境的“边界”。
海岸到浅水环境是由于沉积供应和盆地再沉积作用的相互影响而形成的。此地段可以展现沉积盆地关键区域亚环境之间沉积物搬运的基本原理。包括：1. 沉积物补给与搬运机制 2.海岸—浅海剖面分带 海岸带浅海环境如图10所示。海岸和浅海之间以低潮线为界。从滨线向陆方向，风暴潮线为海岸和非海相环境的边界。滨岸带后滨滩脊是非风暴期海洋作用影响最远的界限，将无障壁岛海岸环境分为前滨和后滨两个亚环境。在海岸—浅海环境、破浪携带沉积物在海底滚动的能力向陆方向随着水体变浅是增强的。能量状态的这种变化要求海底坡度相应的改变，通过向海岸线方向梯度变陡来平衡。
图10 倾向方向的海岸到浅海剖面
显示各种不同的亚环境，他们的定义与高潮线低潮位，晴天浪基面和风暴浪基面有关。泼能对海底的影响朝岸线增加，被上凹动梯度剖面所均衡。在海侵和强制海退期间，滨面剖面的
保存倾向于波能均衡，者分别是波浪剥蚀面和海退侵蚀面形成的关键。
与滨线迁移有关的海岸旋回中，正常的海退环境确定为海岸到浅海环境同期的加积和进积作用。结果，滨线向海迁移，同时海报增高。正常海退海岸环境表征为海退河口湾或开阔滨线，无论哪种情况，大量的砂肯那个被圈闭在海滨平原、滨面和三角洲的前缘体系中，其中有些体系可能沿走向潜在的横向延伸。在海岸和近滨浅水环境，沉积速率超过了由基准面上升产生可容空间的速率。相反，低位正常海退期，海岸线离陆架边缘更近，甚至在上部斜坡位置，因此滨面沉积样式沿倾向直接进入深水环境，不存在大陆架过渡转换带。在这种情况下，这个海岸到浅海沉积作用可能限制在陆架边缘三角洲及其侧向相关的开阔滨线体系。
而强制海退环境在基准面下降期间，非风暴期作用过程有利于沉积物从滨面上部和海岸运移，与不对称浅水坡向陆的沉积物搬运有关。尽管是高能环境，但由于来自滨面下部；河流体系和沿岸较多的沉积物供应，沉积发生在滨面上部。与滨面上部沉积同时，下部滨面侵蚀产生海退侵蚀面。此冲刷面逐渐被进积作用下超并退覆于上部滨面强制海退舍形体之下。沉积和侵蚀作用那样进行，以至于上凹的滨面剖面在滨线强制海退期间保存下来，这就是海退侵蚀面首先形成的原因。在滨面环境，从沉积到侵蚀基质的变化发生在沉积补给和环境流量能之间的平衡点处。
海侵环境伴随海侵基准面的上升导致前滨和滨面上部的侵蚀及滨面下部的沉积。随着滨线海侵，在滨面上部的波浪产生侵蚀作用，以保存滨面的上凹梯度剖面。随着滨线海侵，造成的冲刷面试高度穿时的。来自滨面上部侵蚀作用形成的部分沉积物向陆方向搬运，这与不对称波浪的运动有关，有助于后滨或河口湾混合物的形成，而一些细粒沉积物向海搬运以“愈合”滨面下部的等深剖面。
可以发现，陆棚环境陆源沉积物供应在海侵和海退期间变化很大。这种差异受滨线可容空间和沉积作用之间的平衡控制。在海退时，滨线附近没有足够的可容空间容纳所有的河源沉积物，因此，声誉的陆源碎屑通过各种搬运基质被分布到滨面和陆棚环境。相反，海侵的特点是在滨线位置有过渡的可容空间，因此，全部河源沉积物可以圈闭在后面的河流和海岸体系内。
四、深水碎屑岩层序体系
对深水碎屑岩层序体系的研究，将限定在离散型的大陆边缘这样一个构造单元中，其浅水及深水环境的界限由大陆架边界所决定。在这样的盆地中，深水环境中的海底扇复合体会捕掳到大量的陆源沉积物。同样的，重力流的类型和规模也依赖于外部控制因素的相互作用，而这些因素对于沉积过程的影响在盆地的其他所有环境中也同样发挥着作用。所有地层层序中，深水体系构成了同时期海岸线距离最远的一个部分，而正是由于其在盆地中的特殊位置，深水体系也是最难用层序地层学术语解释的沉积体系之一。深水和浅水沉积体系之间普遍缺失物理练习之外，对他们的时间和相关系的细节分析也受普遍缺失充分额年代控制资料所阻碍。年代控制是能够补偿层序横向不连续性的唯一因素，但是有效的古地磁和放射性资料是不足以建立清晰的大陆架不整合和深海沉积物之间的联系。理论思考也许能这些现实的缺陷，而其正确性必然和层序模式建立中的最初原理一样好。
1. 物理过程
深水换进四个主要过程有助于碎屑沉积的聚集：a. 在基准面大弧度下降后，大陆架边缘三角洲向上部斜坡的进积作用 b，重力流 c，等深流 d，深海沉积。虽然半深海物质输入周期性变化遵循海侵或海退的旋回性变化，但在深海中，从悬浮到沉积过程是持续进行的，它与基准面的变化没有关系。
（1）. 大陆架边缘三角洲的进积作用
陆架边缘三角洲向大陆斜坡的进积过程可能发生在基准面下降后期和随后的基准面上升早期。强制海退的大陆架边缘三角洲及其相关的开阔滨岸沉积物，受控于进积朵体的退覆几何结构，而这种进积朵体被陆上不整合所削截。低位正常海退的陆架边缘三角洲及其有关的海滨平原呈现海岸加积作用和同期的进积作用，因而以存在三角洲或冲击形成的顶积层为特征。
（2）重力流
在基准面周期性变化的任何阶段都会形成，在强制海退的晚期最多，而在正常海退期最少。重力流的类型规模和砂泥比都会因为体系域的不同而变化，至少在某种程度上，以与基准面的升降有关的可预测方式发生变化。重力流向深水环境搬运沉积物的主要形式有粘性碎
屑流和浊流。另外，重力流的其他类型包括颗粒流野花流和流化流，通常着这些类型并不是单独存在的，而是和浊流的“牵引毯状沉积”成为一体的。
2. 沉积单位
深水碎屑体系的基本沉积单元包括海底峡谷充填沉积、浊流水道充填沉积、浊流堤和漫滩波状沉积、浊流决口扇复合体及泥石流巨厚层等。一些沉积单元的形成于河道化流体有关，另一些与非河道化流体有关。重力流搬运的沉积物可能有原始的沙泥均匀混合物组成，其中各种粒度的比值取决于，陆源沉积物的供给、海岸线相对大陆架边缘的位置、大陆架边缘的不稳定性、海底坡度、基准面升降的趋势和速率。
3. 与滨线迁移有关的深水体系的旋回性
由于深水环境的沉积物供给强烈依赖于海岸线与大陆边缘的接近程度，也依赖于海岸线的移动轨迹，所以深水重力流和沉积单元可预测的地层旋回是建立在其与海岸线迁移关系的基础上的。
（1）高位正常海退，没有一个具有重要意义的重力流被认为是在高位正常海退期进入深水环境的，因为此时沉积物的注入点距离大陆边缘非常远，而且大陆架外部到斜坡单元的等深环境相对稳定。深海沉积是在发生在大陆架远端的主要沉积作用，其结果是在深水环境中形成了从大陆架外部到深水广泛分布的凝缩层。
（2）强制海退早期 尽管此时的海岸线仍然远离大陆架边缘，但当基准面降低至某一程度，引发浅海远端等深环境的快速变化和风暴浪底的降低，便造成大陆架边缘环境的不稳定和沉积物的在沉积作用，并伴有重力流的发生。这些流体主要包括高位正常海退期大陆架外部沉积的细粒沉积物。
（3）强制海退晚期 是形成海底扇的最重要阶段，此时，陆源沉积物进入深水环境量达到最大。临近大陆架边缘的沉积物注入点和大部分暴露地表的陆架上负的可容空间一起导致大量的砂质沉积物经由高密度浊流搬运至深海盆底。
（4）低位正常海退 基准面上升早期，陆架上可容空间的产生导致向深水盆地供给的砂质沉积物的量净减少，因为有相当量的河流沉积物被圈闭在河道混合充填沉积和加积海岸体系中。陆源沉积物在基准面上升早期在陆架上聚集，导致越过响应整合面从高密度流向低密度流的改变。
（5）海侵早期 海岸线仍然处于大陆架边缘区域，并由此为部分河流搬运来的沉积物与滨面上部有波浪冲刷作用改造的沉积物提供了一个被低密度浊流搬运至深水盆地的机会。相对于早先海退的浊流，这些浊流被认为密度更低，因为河流搬运的和海岸侵蚀产生的大量沉积
物都沉积于后退的海滩、河口湾复合体和愈合相楔形体。
（6） 海侵晚期 海岸线远离大陆架边缘，加上非海相和海岸体系中沉积物的有效沉积，大大减少了河流搬运的沉积物进入深水盆地的机会。然而，大陆架边缘快速增加的水深造成了水动力普遍的不稳定，导致沉积于大陆架和上部斜坡的细粒沉积物发生改造，这解释了深水环境中的泥石流现象。这些泥石流，由于其塑性特征，相对于向前的浊流搬运的距离较短，所以可能会发生退积并上超于大陆架斜坡上，形成一个具有“海相上超”的“海侵斜坡裙”。这个向陆的转换与沉积物上超于大陆架斜坡的时间点即“退积趋势”。
五、碳酸盐岩层序体系（进展及方向）
1、层序地层学的沿革及基本思想
层序地层学是上个世纪70年代末由美国Riee 大学VailP R及其在Exon 公司卡特研究中心的同行Mitchum RM和Sargree JB等在地震地层学基础上创立起来的一门新的地层学分支科学[1]。Vail 提出的层序地层学认为：层序发育的主要控制因素是全球海平面升降，并提出它是研究一套由侵蚀面或无沉积面、或与之相当的不整合面所限定的、重复出现并有成因联系的、限制在一定年代地层格架内的岩石关系, 从而体现了成因地层学本质。并且Vail 等提出层序是层序地层学研究的基本单元, 并定义:层序是一个成因上相关、内部相对整合连续的地层单元, 其顶、底被不整合面或与之相对应的整合面所限定。由于层序界面的等时性和层序内沉积的连续性, 使层序体现了年代地层和岩石地层的双重属性。现已被广大地学工作者所认可, 且以蓬勃之势发展起来, 广泛应用于石油勘探和盆地分析之中, 取得了巨大的经济效益[2]。
2、层序地层学的研究现状
2.1 陆相地层学研究现状
陆相盆地层序地层研究作为层序地层学的一个主要方面，自二十世纪90年代以来，就成为了源于海相沉积研究发展起来的层序地层学发展史上的一大亮点。目前，国外均已大规模地运用传统层序地层学理论和方法，开展陆相湖盆层序地层学研究。高分辨率层序地层学和成因层序地层学在陆相沉积研究中也得到了广泛应用。由美国Cross(1994）提出的高分辨率层序地层学理论，是近年来新掘起的层序地层学新学派，该理论传入我国后，在我国陆相盆地储层预测研究中发挥着重要的作用，极大地提高了陆相盆地的储层预测精度。 陆相层序的研究中，中国学者据该领域的领先地位。陆相沉积体系层序地层学研究早期被介绍到中国，国内学者开始探讨大型陆相盆地层序地层学研究方法。特别是顾家裕, 建立了陆相坳陷盆地层序模式及陆相断陷盆地中陡坡型和缓坡型两类地层层序模式, 为油气勘探提
供有用的理论指导。由于陆相沉积物可容纳空间变化与海平面升降没有内在直接联系, 陆相层序地层学并未形成统一的模式。但随着新技术, 新方法的不断应用, 陆相湖泊、沙漠以及河流相的层序地层学研究不断深入并取得了一些新认识。
2.2 海相层序地层学研究进展
在海相层序研究方面, Christopher和Kendall 等(1989)一起研究了全球海平面变化，Scoot 、Weimer 、Richard 和Vail(1991)等研究了墨西哥湾沿岸、阿拉伯东南早白垩世的海平面变化，加拿大北极群岛三叠纪的海平面变化事件，修订Exxon 曲线并对侏罗纪海平面变化进行重新评价。总之，与海平面变化相结合的层序地层学研究，是Vail 等学者的杰出贡献，为全球性海平面变化及海相地层的全球性对比做了大量的工作。同时也为全球海平面变化提供了证据。目前, 利用计算机手段对可容空间变化进行模拟，以此揭示层序变化的原因，为层序地层学的定量化研究作出了贡献。目前，海相层序地层学的研究进展主要表现在如下几个方面：
2.2.1层序地层与盆地分析
目前盆山耦合及盆山转换成为揭示盆地和造山带之间相互作用关系及大陆动力学探索的热门和前沿思想生长点。沉积地质学家和构造地质学家把盆地和造山带之间的结构型式结合起来，从盆地内的层序结构揭示造山过程的响应，从造山带中探索盆地边缘的性质，研究地壳的形成演化和动力机制，作为恢复古大陆和古大洋的重要依据。他们在研究中国西部的大型盆地中，以盆山系统为整体目标，以全球构造活动论和沉积-构造地质学、对比沉积学、层序地层学为指导，选择不同性质的盆地进行分析，从各种充填堆积物的式样、序列中寻找已经消失了的古动力学和古构造环境指标，恢复各盆地的相对位置。该领域的研究已发展成为具有中国特色的地质创新。
2.2.2 层序界面的成因分类
陈洪德、许效松等在研究中国南方海相地层的过程中，从层界面的成因分析入手，以盆山转换和海平面与构造活动叠加效应为指导思路，把被动大陆边缘和活动大陆边缘由盆地成生、发展转为前陆盆地过程中的成层界面分成如下四种: a.代表盆地新生的升降侵蚀层序不整合方面；b. 代表盆地扩大的海侵上超层序不整合面； c.标志盆地稳定发展和最大海泛的水下间断层序不整合面；d. 表积盆地发生转换的水下侵蚀切割层序不整合面。上述几种成因层序界面代表大陆边缘盆地演化至前陆盆地、盆地形成、盆山转换等一系列演变过程，该项成果将层序界面的成因研究与盆地演化阶段紧密结合，扩展和丰富了层序地层学理论。
2.2.3层序充填动力学的兴起
陈洪德等(2000)从地球系统科学的观点出发，以层序-盆地-地球系统科学理论为指导，从层序界面与地质事件、层序级别与盆地充填格架、层序发育与盆地构造活动、层序充填过程与盆地演化史四个方面对右江盆地进行了初步的层序充填动力学研究, 其结果表明:右江盆地是由不同性质的等时界，面所分割出的不同级别的成因地层单元所构成的复合建造块体, 其空间形态、内部结构及构造轮廓受盆地性质、构造活动、沉积机理及海平面变化等的综合控制, 右江盆地层序充填过程包括陆内裂陷、陆缘裂谷、弧后裂谷和前陆盆地四个阶段, 经历了一个完整的构造旋回。陈洪德教授等的研究表明以地球系统科学为依托的层序充填动力学在盆地分析中具强大的生命力。
3、层序地层学研究存在的问题
在层序地层学理论引入过程中，由于过于依赖国外海相层序地层学研究，导致概念混淆，对不同学派理论名称理解有些偏差，认为Vail 层序是经典层序地层学、Cross 层序是现代层序地层学，Vail 层序是低分辨率层序地层学、Cross 层序是高分辨率层序地层学，这些说法不够准确。由于Vail 层序理论来源于地震层序地层学，鉴于地震资料分辨率的局限性，所以有人认为Vail 层序是低分辨率层序地层学，Cross 层序是高分辨率层序地层学，这种说法也不够准确。Vail 层序地层学不等于地震层序地层学，作为一种理论方法，它同样可利用露头、岩心、测井等资料进行高级别层序分析；而Cross 层序理论是“高分辨率层序”, 可用于高级别层序分析，但“高分辨率”并不等于“高频”或“高精度”。
正是由于对这些层序理论理解不够准确，目前有些科研项目中出现混用层序理论的现象，经常是低频层序研究用Vail 层序地层学，高频层序研究用Cross 层序地层学，甚至在Vail 层序理论建立的层序格架内使用上升半旋回和下降半旋回这些Cross 层序理论的专业术语，这是不对的。Vail 层序理论强调层序界面是不整合相应整合面，层序发育主控因素是海(湖) 平面升降；而Cross 层序理论强调受海(湖) 平面、构造沉降、沉积负荷补偿、沉积物补给、沉积地形等综合因素制约的地层基准面升降旋回变化。地层基准面并非海(湖) 平面, 也不是相当于海(湖) 平面的一个向陆方向延伸的水平面, 而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾的抽象面(非物理面) ；基准面之上发生侵蚀作用, 基准面之下发生沉积作用(下图
1) ；基准面一个完整的上升与下降旋回构成一个层序。
因此,Vail 层序的海(湖) 平面上升与下降并不完全等同于Cross 层序的基准面上升与下降。换言之, 海(湖) 平面升降变化只是基准面变化的影响因素之一, 有时候构造沉降、沉积物供给等其他因素的影响程度大于海(湖) 平面变化幅度, 从而使得基准面变化趋势与海(湖) 平面变化趋势相反(下图2) 。Vail 层序与Cross 层序二者理论不同, 导致形成的层序界面不能够统一吻合, 因此不可混用。
4、层序地层学的发展方向
4.1 陆相地层中沉积程序模式
关于陆相环境下沉积的层序, 学者们已做了不少研究。虽然陆相层序地层学的研究存在更多的特殊性与困难性，陆相盆地与海相盆地存在较大的差异性，但大量的研究成果表明，原有层序地层学的研究思路和原则在陆相盆地地层研究中是可行的，海相沉积层序及体系域的划分原则同样可以用于陆相地层。但对其具体工作方法和工作重点还需进一步完善，例如陆上部分的基准面的确定以及沉积层序的影响控制因素等，都需深人研究。
4.2 层序地层学的研究正在向高分辨率方向发展
通过对不同岩层、岩体、相带的叠置特征、分布、彼此间的分异和联系，以及它们对储油物性及油气的生、储、运、聚、保条件影响的研究，在更高精度上进行油气预测和定量化分析。高分辨率层序地层学研究要求高分辨率的地面研究、测井资料, 高分辨率的地震资料等，这就需要增强地面研究的力度、提高测井资料的精度、增加地震资料的分辨率，即需要相关学科能进一步发展，以推动高分辨率层序地层学。
4.3 成岩层序地层学的研究
长期以来，人们在进行层序地层学研究过程中吗，往往只注重测井、地展及野外露头资料的宏观分析，而忽略了沉积记录中各种微观现象固有的意义。近年来通过研究表明，在沉积岩粒间胶结物、次生加大边、次生矿物和孔洞充填矿物中，准确记载着当时地球动力学和物理化学条件及各种自然变迁的信息。自90年代以来，一些具有远见卓识的沉积学家已意识到成岩微观资料在层序地层学研究中的重要性，并很快把成岩作用与层序研究有机结合起来，从此，成岩层序地层学应运而生。成岩层序地层学研究内容主要包括:①沉积相、层序和区域成岩作用的关系；②成岩作用与层序边界的关系；③不同成因层序，其成岩物理、化学特征及其变化；④胶结成岩事件的区域对比和连续性研究；⑥层序边界代表胶结物晶体生长间断研究；⑥成岩层序作为胶结物结晶生长过程中一系列沉积、加大事件的总和研究；⑦孔隙和孔隙流体阶段性演化与海平面周期性变化的关系。
4.4 细碎屑岩的层序地层学研究
层序地层学的概念常被用于储集岩中，主要是为了研究有利的储集层分布。然而，在许多勘探区，并不缺乏储集层，而是因为缺乏有利的生油岩和封闭条件导致了勘探的失败，而生油岩和盖层，都与泥岩、页岩等细粒岩石有密切关系。因此，从层序地层学角度研究它们在三维空间的分布规律，再从有机地球化学角度研究它们在三维空间中的有机地化标志的变化规律，将大大提高油气系统的研究水平。而且综合层序地层学概念和沉积学原理建立精确的地层模式对于预测生油岩和盖层的分布，从而降低勘探的风险是十分重要的。
4.5 层序地层学与油气勘探
尽管层序地层学有其局限性, 但它代表了一种强有力的地质研究方法。已经证实, 层序地层学在油气勘探中是极其有用的。正确应用层序地层学的原理和分析方法, 可以对生油层、储集层和盖层作出更为准确的预测, 提高勘探的成功率。在油田开发阶段, 通过高分辨率层序地层学研究可以更好地确定和预测储层的分隔性, 有效地选择完井和开发井目标, 从而达到提高采收率、增加储量并降低勘探开发成本之目的。
5结论
层序地层学的研究相互促进必将带来层序地层新的发展。层序地层学已成为当代沉积学的重大进展和研究热点，自Vail 等(1987)提出的源于北美被动大陆边缘盆地的经典层序地层模式面世至今的二十年, 层序地层学已在认识地球演化史的尺度和世界范围内地层对比、层序沉积模式、矿产资源评价以及油气勘探等方面取得显著进展, 同时, 其自身理论学科也得到了发展, 形成了生物层序地层学、高分辨率
层序地层学、高频层序地层学、层序充填动力学以及应用层序地层学等一些新的发展方向。未来将是层序地层学蓬勃发展的时期, 同时人类也面临着“人口、资源、环境和可持续发展”问题的挑战, 层序地层学如何为解决这一问题作贡献, 应是一个新的任务。
层序地层学基本原理读书报告
——层序模式 层序地层学是研究旋回式、成因上有联系的、以侵蚀面或者与其可以对比的整合面为界的年代地层格架，以及沉积层序内部地层、岩相分布模式的地层学分支学科。它是现代沉积地质学中最具有革命性的范例之一，层序地层学在过去的这些年中已经发展成为与许多学科相结合，应用范围也变得比以前更为广泛。改变了人们对于地层单元、相域、
沉积单元在沉积盆地内时间和空间上的相互关系的理解（图1）。
图1 学科交叉的层序地层学——主要控制因素、综合资料、学科范围和应用
层序地层学在地层界面的解释中大部分标志都具有其成因特性，层序地层学的地层学部分包括了施加格架上的对比能力，通常大于单一的沉积体系尺度，尽管沉积相的侧向变化出现在任何的沉积盆地中。处理与沉积学和地层学密切相关之外，层序地层学也开创了沉积相预测能力新领域，与工业定向有关。出地层本身的相分析外，层序地层学也重点强调了分隔沉积趋势表征的地层间的接触关系。这种接触关系对于区域对比及在特定沉积体系内了解其相关性十分重要。
层序是层序地层学的基本地质单元，它与整个基准面变化或海岸线移动旋回所形成的沉积产物是否一致取决于所应用的层序模式（图
2）。层序不涉及时空上的尺度含义。层序为不整合划分相对整一的、连续的、成因上有联系的地层边界。不整合也能解释岩石记录中相对应整合的位置，因此，不整合代表了层序定义的基本组成。为了区分不整合边界层序和以不整合或与之可对比的整合为边界的地层单元，后者被定义为沉积层序。图3举例说明了相对应整合的六种不同层序地层模式的位置（形成时间）。除Gallway 外，这六个中有五个就是用陆上不整合作为层序边界的不整合部分。因此，这些模式的差异在沉积盆地的海相部分更趋于明显，这些发生在整合的一套地质层中层序边界的识别过程中，其他层序边界状况在图4中也有说明。
图2 基准面与海侵—海退曲线定义的层序、体系域和地层界面
SU —路上不整合面；c.c. ——相对应整合面；BSFR —强制海退底界；MRS —最大海退面；MFS —最大洪泛面；R —海侵浪蚀面；IV —下切谷；（A ）—可容纳的空间（基准面上升）；NR —正常海退；FR —强制海退；LST —低位体系域；TSt —海侵体系域；HST —高位体系域；
FSST —下降期体系域；DS —沉积层序；GS —成因地层层序；TR —海侵—海退层序
图3 不同层序地层模式中的相对应整合
相对应整合的形成时间可能与沉积速率无关（模式A 、B 、C 、D ），或与沉积速率有关（模式C 、E ）。除了模式C 外，其他的模式都以陆上不整合作为层序边界的不整合部分。上图的每一个相对应整合都负荷地层界面的特定类型：强制海退底面（A F），相对应整合
面（B D），最大洪泛面（C ）及最大海退面（E ）。
图4 根据不同的层序地层模式适合作为层序边界的地层界面
次地震测线显示墨西哥海湾更新世到全新世的地层序列，SU —陆上不整合，CC —相对应整合，BSFR —强制海退底面；MRS —最大海退面；MFS —最大洪泛面。用红色表示与基准面曲
线相关的面。黄色表示与海侵—海退曲线相关的面。
“层序”概念可以应用于沉积盆地的任何部分，而今知道，以不整合为边界的层序也许能在完全非海相的环境中找到，其形成于海洋基准面变化和滨线迁移无关，成因上完全受构造（或）气候条件控制。因此对于不同的实例要运用不同的适合的层序模式。
一、地层层序类型
1. 沉积层序
沉积层序使用陆上不整合及其海相对应整合作为一个复合层序边界。Vail 等提出将沉积层序限定为有0.3~0.5Ma的所为“三级”海面升降旋回构成的韵律层（旋回层）。沉积层序的形成可以反映不同的时空规模，不同规模的层序具有相似的特征，需做相似的分析来识别边界面和内的体系域等。因此人们提及“沉积层序”一次不涉及规模，关于其在绝对火或相对意义上的规模用一级、二级词来修饰。
2. 成因层序地层
它用最大洪泛面作为沉积盆地海相和大陆部分的层序边界。它与沉积层序2应用相同的体系域名称，细分为高位（晚期上升）、低位（下降和早期上升）和海侵体系域。
3. 海侵—海退（T —R ）层序
它以复合面为界，包括向盆地边缘的陆上不整合和海洋部分向海方向的最大海退面。该模式提供了一种把地层组合成层序的选择方法，目的是为了避免沉积层序和成因层序的一些缺陷。但是T —R 层序模式仅适用于沉积物（如堆积在陆上不整合面之上的低位顶积层）原始（前期海侵）厚度局限于米级范围（或者通常来说，低于与后期海侵有关的冲刷量的厚度）的沿海到河流低位正常海退地区如图5。
图5 海侵—海退（T —R 层序模式概念和使用的局限性）
低位正常海退沉积物保存地区，最大海退面的海相部分不与陆上不整合向盆终端相连。这一倾斜方向横剖面图示了河流到浅水环境强制海退、正常海退和海侵沉积体系的最普遍模式。
伽马曲线（GR ）显示层序地层格架中浅水序列的整个梯度趋势。
4. 准层序
它是一个亿“洪泛面为界、由成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列”。一般在海岸到浅海环境中，准层序是粒度向上变粗的进积体如图6。
图6 准层序露头堆积实例
准层序是以洪泛面为边界的向上变粗的进积序列，准层序边界（即洪泛面）标志水体急剧加
深事件（箭头）
准层序概念主要问题取决于他的分界面，即洪泛面。另一个争论的主题取决于“层序”和“准层序”之间的关系。准层序能否与沉积趋势变化的整个旋回一致，取决于洪泛面在每个专题研究的地层接触样式。在洪泛面是最大海退或最大洪泛面地区，准层序的确与沉积趋势变化的整个旋回一致。在洪泛面是海侵侵蚀面或相变接触面地区，准层序可能是不完整的层序或地层单元，持续时间比单一的地层周期要长。
二、河流体系层序
由于现今能观察到各种构造背景和气候条件下的河流沉积，所以河流沉积是较容易理解的一种沉积体系。河流体系还受到很多沉积作用以外的因素影响，如图7；
图7 河流沉积的异源影响 河流加积或侵蚀作用可能受到下游因素的影响（毗邻滨线：主要
是海平面变化和盆地沉降）及上游因素的影响（毗邻物源区：尤其是气候因素，盆地沉降和物源区隆起）。注意，气候也可能通过改变浅海环境波浪和水流的能量从而改变正常和风暴
期基准面的位置成为一种下游因素；也可能成为上游控制因素。
Mail总结出河流地层层序的序列原理，如图8：
图8 河流层序地层学的首要原则
地层层序模式分为两种不同的观点：一个强调在河流沉积物堆积期间是否存在海洋作用的影响，另一个强调沉积期间河流有效的可容空间。Shanley 和McCabe 说明了基准面下切谷的作用、低位期河道的混合加积作用、潮汐影响的海侵体系和以横向混合曲流带结束的高位体系 如图9。
图9 河流沉积层序的地层结构
注意，上部层序边界常常削截高位沉积物，因此，层序的上部混合河道充填只有低的保存潜
能。根据先前河谷下切的程度，层序边界古土壤在低位正常海退期间可能继续形成。当充足的可容空间容许洪泛平原生成与深切谷之外时，层序边界古土壤才停止生成。河道充填长宽比率变化显示从辫状河到曲流河河道受限程度向上游增加，与逐渐降低的地形坡度和河流能
量平行。
上游主控河流体系域距物源区较近，因此更容易受物源区构造作用的影响，另外受到对沉积物供应和能量的影响及盆地沉降造成的河流有效可容空间总量的影响。与基准面变化无关的河流沉积旋回，可能受稳定构造区气候旋回的影响或受长期稳定气候条件下构造旋回的影响。1. 气候旋回：反映气候变化的河流层序主要受轨道强制控制，即受104~105年周期冰川消长的米兰科维奇旋回控制。气候变化对河流的流量有直接影响，因而改变河流搬运能力和沉积物载荷之间的平衡。2. 构造旋回 在长期稳定的气候条件下，高频叠置的构造沉降和上升旋回也会导致河流沉积旋回性的发育。这种不整合为界的河流层序模式，其形成不受海洋的影响，需要适应单一的构造条件，因为构造沉降、上升的机制和方式在不同类型沉积盆地的变化相当大。 不考虑河流沉积物堆积期间是否存在海洋影响，同沉积沉降模式对河流序列中不整合机构体系和沉积成分具有深远的影响。河流的可变性在河流序列地层特征上有重要的标志。在缓慢和快速沉降盆地或其他地区可观测的河流结构体系的区别，导致了低、高可容空间环境之间的差异等。如果明确河流沉积和滨线迁移的相互关系，低和高可容空间环境可能主导正常低位、海侵、高位体系域或构造、气候条件控制的河流层序的低和高可容空间体系域。
三、海岸到浅水碎屑层序体系
海岸环境包括河口湾环境以及河口湾之间开阔的滨线地区，河口湾指沉积物进入海洋盆地的点。海岸环境从浅海环境向海延伸到大陆架边缘，是浅水和深水环境的“边界”。
海岸到浅水环境是由于沉积供应和盆地再沉积作用的相互影响而形成的。此地段可以展现沉积盆地关键区域亚环境之间沉积物搬运的基本原理。包括：1. 沉积物补给与搬运机制 2.海岸—浅海剖面分带 海岸带浅海环境如图10所示。海岸和浅海之间以低潮线为界。从滨线向陆方向，风暴潮线为海岸和非海相环境的边界。滨岸带后滨滩脊是非风暴期海洋作用影响最远的界限，将无障壁岛海岸环境分为前滨和后滨两个亚环境。在海岸—浅海环境、破浪携带沉积物在海底滚动的能力向陆方向随着水体变浅是增强的。能量状态的这种变化要求海底坡度相应的改变，通过向海岸线方向梯度变陡来平衡。
图10 倾向方向的海岸到浅海剖面
显示各种不同的亚环境，他们的定义与高潮线低潮位，晴天浪基面和风暴浪基面有关。泼能对海底的影响朝岸线增加，被上凹动梯度剖面所均衡。在海侵和强制海退期间，滨面剖面的
保存倾向于波能均衡，者分别是波浪剥蚀面和海退侵蚀面形成的关键。
与滨线迁移有关的海岸旋回中，正常的海退环境确定为海岸到浅海环境同期的加积和进积作用。结果，滨线向海迁移，同时海报增高。正常海退海岸环境表征为海退河口湾或开阔滨线，无论哪种情况，大量的砂肯那个被圈闭在海滨平原、滨面和三角洲的前缘体系中，其中有些体系可能沿走向潜在的横向延伸。在海岸和近滨浅水环境，沉积速率超过了由基准面上升产生可容空间的速率。相反，低位正常海退期，海岸线离陆架边缘更近，甚至在上部斜坡位置，因此滨面沉积样式沿倾向直接进入深水环境，不存在大陆架过渡转换带。在这种情况下，这个海岸到浅海沉积作用可能限制在陆架边缘三角洲及其侧向相关的开阔滨线体系。
而强制海退环境在基准面下降期间，非风暴期作用过程有利于沉积物从滨面上部和海岸运移，与不对称浅水坡向陆的沉积物搬运有关。尽管是高能环境，但由于来自滨面下部；河流体系和沿岸较多的沉积物供应，沉积发生在滨面上部。与滨面上部沉积同时，下部滨面侵蚀产生海退侵蚀面。此冲刷面逐渐被进积作用下超并退覆于上部滨面强制海退舍形体之下。沉积和侵蚀作用那样进行，以至于上凹的滨面剖面在滨线强制海退期间保存下来，这就是海退侵蚀面首先形成的原因。在滨面环境，从沉积到侵蚀基质的变化发生在沉积补给和环境流量能之间的平衡点处。
海侵环境伴随海侵基准面的上升导致前滨和滨面上部的侵蚀及滨面下部的沉积。随着滨线海侵，在滨面上部的波浪产生侵蚀作用，以保存滨面的上凹梯度剖面。随着滨线海侵，造成的冲刷面试高度穿时的。来自滨面上部侵蚀作用形成的部分沉积物向陆方向搬运，这与不对称波浪的运动有关，有助于后滨或河口湾混合物的形成，而一些细粒沉积物向海搬运以“愈合”滨面下部的等深剖面。
可以发现，陆棚环境陆源沉积物供应在海侵和海退期间变化很大。这种差异受滨线可容空间和沉积作用之间的平衡控制。在海退时，滨线附近没有足够的可容空间容纳所有的河源沉积物，因此，声誉的陆源碎屑通过各种搬运基质被分布到滨面和陆棚环境。相反，海侵的特点是在滨线位置有过渡的可容空间，因此，全部河源沉积物可以圈闭在后面的河流和海岸体系内。
四、深水碎屑岩层序体系
对深水碎屑岩层序体系的研究，将限定在离散型的大陆边缘这样一个构造单元中，其浅水及深水环境的界限由大陆架边界所决定。在这样的盆地中，深水环境中的海底扇复合体会捕掳到大量的陆源沉积物。同样的，重力流的类型和规模也依赖于外部控制因素的相互作用，而这些因素对于沉积过程的影响在盆地的其他所有环境中也同样发挥着作用。所有地层层序中，深水体系构成了同时期海岸线距离最远的一个部分，而正是由于其在盆地中的特殊位置，深水体系也是最难用层序地层学术语解释的沉积体系之一。深水和浅水沉积体系之间普遍缺失物理练习之外，对他们的时间和相关系的细节分析也受普遍缺失充分额年代控制资料所阻碍。年代控制是能够补偿层序横向不连续性的唯一因素，但是有效的古地磁和放射性资料是不足以建立清晰的大陆架不整合和深海沉积物之间的联系。理论思考也许能这些现实的缺陷，而其正确性必然和层序模式建立中的最初原理一样好。
1. 物理过程
深水换进四个主要过程有助于碎屑沉积的聚集：a. 在基准面大弧度下降后，大陆架边缘三角洲向上部斜坡的进积作用 b，重力流 c，等深流 d，深海沉积。虽然半深海物质输入周期性变化遵循海侵或海退的旋回性变化，但在深海中，从悬浮到沉积过程是持续进行的，它与基准面的变化没有关系。
（1）. 大陆架边缘三角洲的进积作用
陆架边缘三角洲向大陆斜坡的进积过程可能发生在基准面下降后期和随后的基准面上升早期。强制海退的大陆架边缘三角洲及其相关的开阔滨岸沉积物，受控于进积朵体的退覆几何结构，而这种进积朵体被陆上不整合所削截。低位正常海退的陆架边缘三角洲及其有关的海滨平原呈现海岸加积作用和同期的进积作用，因而以存在三角洲或冲击形成的顶积层为特征。
（2）重力流
在基准面周期性变化的任何阶段都会形成，在强制海退的晚期最多，而在正常海退期最少。重力流的类型规模和砂泥比都会因为体系域的不同而变化，至少在某种程度上，以与基准面的升降有关的可预测方式发生变化。重力流向深水环境搬运沉积物的主要形式有粘性碎
屑流和浊流。另外，重力流的其他类型包括颗粒流野花流和流化流，通常着这些类型并不是单独存在的，而是和浊流的“牵引毯状沉积”成为一体的。
2. 沉积单位
深水碎屑体系的基本沉积单元包括海底峡谷充填沉积、浊流水道充填沉积、浊流堤和漫滩波状沉积、浊流决口扇复合体及泥石流巨厚层等。一些沉积单元的形成于河道化流体有关，另一些与非河道化流体有关。重力流搬运的沉积物可能有原始的沙泥均匀混合物组成，其中各种粒度的比值取决于，陆源沉积物的供给、海岸线相对大陆架边缘的位置、大陆架边缘的不稳定性、海底坡度、基准面升降的趋势和速率。
3. 与滨线迁移有关的深水体系的旋回性
由于深水环境的沉积物供给强烈依赖于海岸线与大陆边缘的接近程度，也依赖于海岸线的移动轨迹，所以深水重力流和沉积单元可预测的地层旋回是建立在其与海岸线迁移关系的基础上的。
（1）高位正常海退，没有一个具有重要意义的重力流被认为是在高位正常海退期进入深水环境的，因为此时沉积物的注入点距离大陆边缘非常远，而且大陆架外部到斜坡单元的等深环境相对稳定。深海沉积是在发生在大陆架远端的主要沉积作用，其结果是在深水环境中形成了从大陆架外部到深水广泛分布的凝缩层。
（2）强制海退早期 尽管此时的海岸线仍然远离大陆架边缘，但当基准面降低至某一程度，引发浅海远端等深环境的快速变化和风暴浪底的降低，便造成大陆架边缘环境的不稳定和沉积物的在沉积作用，并伴有重力流的发生。这些流体主要包括高位正常海退期大陆架外部沉积的细粒沉积物。
（3）强制海退晚期 是形成海底扇的最重要阶段，此时，陆源沉积物进入深水环境量达到最大。临近大陆架边缘的沉积物注入点和大部分暴露地表的陆架上负的可容空间一起导致大量的砂质沉积物经由高密度浊流搬运至深海盆底。
（4）低位正常海退 基准面上升早期，陆架上可容空间的产生导致向深水盆地供给的砂质沉积物的量净减少，因为有相当量的河流沉积物被圈闭在河道混合充填沉积和加积海岸体系中。陆源沉积物在基准面上升早期在陆架上聚集，导致越过响应整合面从高密度流向低密度流的改变。
（5）海侵早期 海岸线仍然处于大陆架边缘区域，并由此为部分河流搬运来的沉积物与滨面上部有波浪冲刷作用改造的沉积物提供了一个被低密度浊流搬运至深水盆地的机会。相对于早先海退的浊流，这些浊流被认为密度更低，因为河流搬运的和海岸侵蚀产生的大量沉积
物都沉积于后退的海滩、河口湾复合体和愈合相楔形体。
（6） 海侵晚期 海岸线远离大陆架边缘，加上非海相和海岸体系中沉积物的有效沉积，大大减少了河流搬运的沉积物进入深水盆地的机会。然而，大陆架边缘快速增加的水深造成了水动力普遍的不稳定，导致沉积于大陆架和上部斜坡的细粒沉积物发生改造，这解释了深水环境中的泥石流现象。这些泥石流，由于其塑性特征，相对于向前的浊流搬运的距离较短，所以可能会发生退积并上超于大陆架斜坡上，形成一个具有“海相上超”的“海侵斜坡裙”。这个向陆的转换与沉积物上超于大陆架斜坡的时间点即“退积趋势”。
五、碳酸盐岩层序体系（进展及方向）
1、层序地层学的沿革及基本思想
层序地层学是上个世纪70年代末由美国Riee 大学VailP R及其在Exon 公司卡特研究中心的同行Mitchum RM和Sargree JB等在地震地层学基础上创立起来的一门新的地层学分支科学[1]。Vail 提出的层序地层学认为：层序发育的主要控制因素是全球海平面升降，并提出它是研究一套由侵蚀面或无沉积面、或与之相当的不整合面所限定的、重复出现并有成因联系的、限制在一定年代地层格架内的岩石关系, 从而体现了成因地层学本质。并且Vail 等提出层序是层序地层学研究的基本单元, 并定义:层序是一个成因上相关、内部相对整合连续的地层单元, 其顶、底被不整合面或与之相对应的整合面所限定。由于层序界面的等时性和层序内沉积的连续性, 使层序体现了年代地层和岩石地层的双重属性。现已被广大地学工作者所认可, 且以蓬勃之势发展起来, 广泛应用于石油勘探和盆地分析之中, 取得了巨大的经济效益[2]。
2、层序地层学的研究现状
2.1 陆相地层学研究现状
陆相盆地层序地层研究作为层序地层学的一个主要方面，自二十世纪90年代以来，就成为了源于海相沉积研究发展起来的层序地层学发展史上的一大亮点。目前，国外均已大规模地运用传统层序地层学理论和方法，开展陆相湖盆层序地层学研究。高分辨率层序地层学和成因层序地层学在陆相沉积研究中也得到了广泛应用。由美国Cross(1994）提出的高分辨率层序地层学理论，是近年来新掘起的层序地层学新学派，该理论传入我国后，在我国陆相盆地储层预测研究中发挥着重要的作用，极大地提高了陆相盆地的储层预测精度。 陆相层序的研究中，中国学者据该领域的领先地位。陆相沉积体系层序地层学研究早期被介绍到中国，国内学者开始探讨大型陆相盆地层序地层学研究方法。特别是顾家裕, 建立了陆相坳陷盆地层序模式及陆相断陷盆地中陡坡型和缓坡型两类地层层序模式, 为油气勘探提
供有用的理论指导。由于陆相沉积物可容纳空间变化与海平面升降没有内在直接联系, 陆相层序地层学并未形成统一的模式。但随着新技术, 新方法的不断应用, 陆相湖泊、沙漠以及河流相的层序地层学研究不断深入并取得了一些新认识。
2.2 海相层序地层学研究进展
在海相层序研究方面, Christopher和Kendall 等(1989)一起研究了全球海平面变化，Scoot 、Weimer 、Richard 和Vail(1991)等研究了墨西哥湾沿岸、阿拉伯东南早白垩世的海平面变化，加拿大北极群岛三叠纪的海平面变化事件，修订Exxon 曲线并对侏罗纪海平面变化进行重新评价。总之，与海平面变化相结合的层序地层学研究，是Vail 等学者的杰出贡献，为全球性海平面变化及海相地层的全球性对比做了大量的工作。同时也为全球海平面变化提供了证据。目前, 利用计算机手段对可容空间变化进行模拟，以此揭示层序变化的原因，为层序地层学的定量化研究作出了贡献。目前，海相层序地层学的研究进展主要表现在如下几个方面：
2.2.1层序地层与盆地分析
目前盆山耦合及盆山转换成为揭示盆地和造山带之间相互作用关系及大陆动力学探索的热门和前沿思想生长点。沉积地质学家和构造地质学家把盆地和造山带之间的结构型式结合起来，从盆地内的层序结构揭示造山过程的响应，从造山带中探索盆地边缘的性质，研究地壳的形成演化和动力机制，作为恢复古大陆和古大洋的重要依据。他们在研究中国西部的大型盆地中，以盆山系统为整体目标，以全球构造活动论和沉积-构造地质学、对比沉积学、层序地层学为指导，选择不同性质的盆地进行分析，从各种充填堆积物的式样、序列中寻找已经消失了的古动力学和古构造环境指标，恢复各盆地的相对位置。该领域的研究已发展成为具有中国特色的地质创新。
2.2.2 层序界面的成因分类
陈洪德、许效松等在研究中国南方海相地层的过程中，从层界面的成因分析入手，以盆山转换和海平面与构造活动叠加效应为指导思路，把被动大陆边缘和活动大陆边缘由盆地成生、发展转为前陆盆地过程中的成层界面分成如下四种: a.代表盆地新生的升降侵蚀层序不整合方面；b. 代表盆地扩大的海侵上超层序不整合面； c.标志盆地稳定发展和最大海泛的水下间断层序不整合面；d. 表积盆地发生转换的水下侵蚀切割层序不整合面。上述几种成因层序界面代表大陆边缘盆地演化至前陆盆地、盆地形成、盆山转换等一系列演变过程，该项成果将层序界面的成因研究与盆地演化阶段紧密结合，扩展和丰富了层序地层学理论。
2.2.3层序充填动力学的兴起
陈洪德等(2000)从地球系统科学的观点出发，以层序-盆地-地球系统科学理论为指导，从层序界面与地质事件、层序级别与盆地充填格架、层序发育与盆地构造活动、层序充填过程与盆地演化史四个方面对右江盆地进行了初步的层序充填动力学研究, 其结果表明:右江盆地是由不同性质的等时界，面所分割出的不同级别的成因地层单元所构成的复合建造块体, 其空间形态、内部结构及构造轮廓受盆地性质、构造活动、沉积机理及海平面变化等的综合控制, 右江盆地层序充填过程包括陆内裂陷、陆缘裂谷、弧后裂谷和前陆盆地四个阶段, 经历了一个完整的构造旋回。陈洪德教授等的研究表明以地球系统科学为依托的层序充填动力学在盆地分析中具强大的生命力。
3、层序地层学研究存在的问题
在层序地层学理论引入过程中，由于过于依赖国外海相层序地层学研究，导致概念混淆，对不同学派理论名称理解有些偏差，认为Vail 层序是经典层序地层学、Cross 层序是现代层序地层学，Vail 层序是低分辨率层序地层学、Cross 层序是高分辨率层序地层学，这些说法不够准确。由于Vail 层序理论来源于地震层序地层学，鉴于地震资料分辨率的局限性，所以有人认为Vail 层序是低分辨率层序地层学，Cross 层序是高分辨率层序地层学，这种说法也不够准确。Vail 层序地层学不等于地震层序地层学，作为一种理论方法，它同样可利用露头、岩心、测井等资料进行高级别层序分析；而Cross 层序理论是“高分辨率层序”, 可用于高级别层序分析，但“高分辨率”并不等于“高频”或“高精度”。
正是由于对这些层序理论理解不够准确，目前有些科研项目中出现混用层序理论的现象，经常是低频层序研究用Vail 层序地层学，高频层序研究用Cross 层序地层学，甚至在Vail 层序理论建立的层序格架内使用上升半旋回和下降半旋回这些Cross 层序理论的专业术语，这是不对的。Vail 层序理论强调层序界面是不整合相应整合面，层序发育主控因素是海(湖) 平面升降；而Cross 层序理论强调受海(湖) 平面、构造沉降、沉积负荷补偿、沉积物补给、沉积地形等综合因素制约的地层基准面升降旋回变化。地层基准面并非海(湖) 平面, 也不是相当于海(湖) 平面的一个向陆方向延伸的水平面, 而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾的抽象面(非物理面) ；基准面之上发生侵蚀作用, 基准面之下发生沉积作用(下图
1) ；基准面一个完整的上升与下降旋回构成一个层序。
因此,Vail 层序的海(湖) 平面上升与下降并不完全等同于Cross 层序的基准面上升与下降。换言之, 海(湖) 平面升降变化只是基准面变化的影响因素之一, 有时候构造沉降、沉积物供给等其他因素的影响程度大于海(湖) 平面变化幅度, 从而使得基准面变化趋势与海(湖) 平面变化趋势相反(下图2) 。Vail 层序与Cross 层序二者理论不同, 导致形成的层序界面不能够统一吻合, 因此不可混用。
4、层序地层学的发展方向
4.1 陆相地层中沉积程序模式
关于陆相环境下沉积的层序, 学者们已做了不少研究。虽然陆相层序地层学的研究存在更多的特殊性与困难性，陆相盆地与海相盆地存在较大的差异性，但大量的研究成果表明，原有层序地层学的研究思路和原则在陆相盆地地层研究中是可行的，海相沉积层序及体系域的划分原则同样可以用于陆相地层。但对其具体工作方法和工作重点还需进一步完善，例如陆上部分的基准面的确定以及沉积层序的影响控制因素等，都需深人研究。
4.2 层序地层学的研究正在向高分辨率方向发展
通过对不同岩层、岩体、相带的叠置特征、分布、彼此间的分异和联系，以及它们对储油物性及油气的生、储、运、聚、保条件影响的研究，在更高精度上进行油气预测和定量化分析。高分辨率层序地层学研究要求高分辨率的地面研究、测井资料, 高分辨率的地震资料等，这就需要增强地面研究的力度、提高测井资料的精度、增加地震资料的分辨率，即需要相关学科能进一步发展，以推动高分辨率层序地层学。
4.3 成岩层序地层学的研究
长期以来，人们在进行层序地层学研究过程中吗，往往只注重测井、地展及野外露头资料的宏观分析，而忽略了沉积记录中各种微观现象固有的意义。近年来通过研究表明，在沉积岩粒间胶结物、次生加大边、次生矿物和孔洞充填矿物中，准确记载着当时地球动力学和物理化学条件及各种自然变迁的信息。自90年代以来，一些具有远见卓识的沉积学家已意识到成岩微观资料在层序地层学研究中的重要性，并很快把成岩作用与层序研究有机结合起来，从此，成岩层序地层学应运而生。成岩层序地层学研究内容主要包括:①沉积相、层序和区域成岩作用的关系；②成岩作用与层序边界的关系；③不同成因层序，其成岩物理、化学特征及其变化；④胶结成岩事件的区域对比和连续性研究；⑥层序边界代表胶结物晶体生长间断研究；⑥成岩层序作为胶结物结晶生长过程中一系列沉积、加大事件的总和研究；⑦孔隙和孔隙流体阶段性演化与海平面周期性变化的关系。
4.4 细碎屑岩的层序地层学研究
层序地层学的概念常被用于储集岩中，主要是为了研究有利的储集层分布。然而，在许多勘探区，并不缺乏储集层，而是因为缺乏有利的生油岩和封闭条件导致了勘探的失败，而生油岩和盖层，都与泥岩、页岩等细粒岩石有密切关系。因此，从层序地层学角度研究它们在三维空间的分布规律，再从有机地球化学角度研究它们在三维空间中的有机地化标志的变化规律，将大大提高油气系统的研究水平。而且综合层序地层学概念和沉积学原理建立精确的地层模式对于预测生油岩和盖层的分布，从而降低勘探的风险是十分重要的。
4.5 层序地层学与油气勘探
尽管层序地层学有其局限性, 但它代表了一种强有力的地质研究方法。已经证实, 层序地层学在油气勘探中是极其有用的。正确应用层序地层学的原理和分析方法, 可以对生油层、储集层和盖层作出更为准确的预测, 提高勘探的成功率。在油田开发阶段, 通过高分辨率层序地层学研究可以更好地确定和预测储层的分隔性, 有效地选择完井和开发井目标, 从而达到提高采收率、增加储量并降低勘探开发成本之目的。
5结论
层序地层学的研究相互促进必将带来层序地层新的发展。层序地层学已成为当代沉积学的重大进展和研究热点，自Vail 等(1987)提出的源于北美被动大陆边缘盆地的经典层序地层模式面世至今的二十年, 层序地层学已在认识地球演化史的尺度和世界范围内地层对比、层序沉积模式、矿产资源评价以及油气勘探等方面取得显著进展, 同时, 其自身理论学科也得到了发展, 形成了生物层序地层学、高分辨率
层序地层学、高频层序地层学、层序充填动力学以及应用层序地层学等一些新的发展方向。未来将是层序地层学蓬勃发展的时期, 同时人类也面临着“人口、资源、环境和可持续发展”问题的挑战, 层序地层学如何为解决这一问题作贡献, 应是一个新的任务。