沉积学发展及油气勘探领域热点问题概述

姜文超，张新荣，2，方石，2，袁魏，王凯，刘林萍

（1.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061；2.东北亚生物演化与环境教育部重点实验室，吉林 长春 130026）

沉积学发展及油气勘探领域热点问题概述

姜文超1，张新荣1，2，方石1，2，袁魏1，王凯1，刘林萍1

（1.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061；2.东北亚生物演化与环境教育部重点实验室，吉林 长春 130026）

沉积学发展经历了萌芽与初步形成、沉积岩石学到沉积学、沉积学全面发展3个阶段.研究范畴从微观到宏观，从沉积岩的岩类学特征深入至成因探讨，从岩石观察到对沉积相的解释.层序地层学、地震沉积学是沉积学定性到定量化研究的开端，地球化学、数值模拟和实验技术是实现定量化的有效途径.总结了当前油气勘探领域中沉积学的热点问题，如地震沉积学的理论研究和实际应用，深水沉积的识别，白云岩的成因，浅水三角洲在油气勘探开发中的发展前景，旋回地层学及全球变化沉积学的发展与挑战等，为新的理论方法和技术手段的进一步完善提供基础信息.

油气勘探；沉积学发展；理论体系；定量化；热点问题

0 引言

以标准化石为划分标准的生物地层学是沉积学起源于地层学的最早记载［1］.作为一门独立的学科形成至今，沉积学经历了萌芽与初步形成、沉积岩石学到沉积学和沉积学全面发展3个时期（表1），现已具有较完备的理论体系［2-8］.

对沉积岩最早的认识可追溯到石器时代，沉积岩显微镜鉴定开创了其研究的新纪元.水槽实验的应用，以2的幂数做为粒级界限推动着沉积岩石学走向科学量化［2］.H.A.Wadell提出的“沉积学”这一术语，标志对沉积岩特征描述到成因探讨的转变［3-4］.1931年美国沉积地质学协会（SEPM）创刊《沉积岩石学杂志》；20世纪上半叶，多部经典著作问世，如F.H.Hatch的《沉积岩石学》、F.J.Pettijohn的《沉积岩》等，使沉积岩石学得到较快发展［3-4］.这一阶段的特点表现为对沉积岩岩类学特征、成岩作用、沉积作用与构造作用关系的研究，促使沉积学的初步形成.

表1 沉积学发展中重要理论（事件）的时间及意义Table 1The time and meaning of significant theories（events）in the development of sedimentology

沉积岩石学经历了20世纪30年代到50年代的鼎盛发展［4］，具备了形成沉积学的基础条件.1951年，美国学者D.J.Doeglas发表《从沉积岩石学到沉积学》一文，提出沉积学是沉积岩石学发展的新阶段［2］.1952年，国际沉积学会（IAS）成立［2-3］，沉积体系、沉积模式的研究占据了该领域的主要内容.国际上，浊流理论的提出组成了沉积物重力流理论的基础，促进深水沉积的研究；碳酸盐岩结构成因分类、沉积相模式的建立是碳酸盐岩研究的新进展［5］.同时期我国沉积学起步，并朝着独立的学科发展.其间《沉积地质学》杂志创刊，老一辈沉积学家编写《沉积岩石学》《沉积岩研究方法》等多本著作［6-7］.总体来看，沉积学理论有了质的提升，沉积学理论体系基本形成，进入相对稳定的发展阶段.

20世纪80年代以后，沉积学进入全面发展时期.对于沉积学规律的认识引入时间坐标的概念，并与大地构造理论、层序地层学等学科紧密结合［8］.未来沉积学开始探讨四维空间内沉积物运动的规律性，是沉积学新的拓展和升华.计算机和地球物理勘探技术快速发展提高，“新方法、新技术、多学科渗透”的思想深入各国学者的理念.以沉积学为基础、多学科结合为支撑、前沿技术为手段的研究模式成为沉积学发展的趋势和方向［4］.

1 沉积学理论体系

沉积岩石学的研究包括沉积物来源的分析、搬运和沉积作用、沉积分异作用及水动力分析等.沉积学的研究更侧重于宏观层次上大构造背景及盆地演化中沉积物的形成过程、沉积相组合等.陆源碎屑沉积岩和碳酸盐岩是沉积岩的两大主要类别，代表沉积岩石学体系；由沉积岩扩大到沉积相、沉积体系的研究是沉积学的主要内容［3，7］.

1.1 陆源碎屑沉积岩和碳酸盐岩

沉积岩石学的研究是从陆源碎屑岩开始的.岩类学特征是碎屑岩研究的一方面，粒级是其分类的重要标准.沉积地球化学、层序地层学、构造地质学等分析方法有效揭示物源区信息［9］.显微镜的使用、粒度分析等使研究深入微观.碎屑岩的微观结构更多的决定其物理性质［10］.储层性质的评价对石油工业有重要意义，渗透性是评价储层的重要依据，沉积岩孔隙影响储层渗透率.随着非常规油气的勘探开发，低渗透储层的研究深入，加深了对孔隙微观结构的认识，成岩环境影响孔隙的最终结构，孔隙半径对渗透率影响较小，喉道半径是影响渗透率的主要因素（图1）［11-12］.裂缝同样影响储层性质，裂缝产生的构造机制、如何通过改造裂缝性质提高渗透率是石油地质学中亟待突破的重点、难点［13-14］.

图1 不同因素对渗透率的影响（据熊伟等，2009，修改）Fig.1The impact of different factors on permeability（Modified from Xiong et al.,2009）

碳酸盐岩结构成因的碎屑理论是20世纪沉积学理论的重要进步［2］.相比陆源碎屑岩，碳酸盐岩多为内源沉积.碳酸盐储层在石油地质学中占重要比重，日趋成为沉积学研究的重点.碳酸盐岩的研究还存在于诸多方面：碳酸盐岩缝合线研究及其油气地质意义；碳酸盐岩微相的识别划分；碳酸盐岩成岩作用及储层意义、生油潜力的评价；湖相碳酸盐岩；碳酸盐岩层序地层学；生物礁、珊瑚礁等生物成岩作用的研究；白云岩成因问题是长久以来研究的重点之一［15］.

长期以来陆源碎屑岩和碳酸盐岩的研究都自成体系，混积岩的研究相对薄弱.控制混合沉积的因素包括构造作用、海（湖）平面变化、气候条件、水动力条件和物源供给.混积岩沉积类型有渐变式混合沉积、突变式混合沉积和复合式混合沉积.其研究趋于对混合机制的认识，并深入到混积岩成岩作用特征和沉积构造的研究等方面［16］.陆源碎屑岩和碳酸盐岩均是重要的油气储层，混合沉积兼有生储盖的特点，其特殊的油气勘探前景有极大价值.混合沉积的研究尚未建立成熟的相模式，限定生产中的应用，应将混积岩的研究同层序地层学结合，在等时格架内深入探讨混积岩的成因模式和分类［17］.

1.2 沉积相及沉积体系

20世纪30年代，瓦尔特（J.Walther）沉积相律的提出具有重要意义，是沉积岩石学到沉积学的飞跃.20世纪70年代以来，沉积相的研究范畴涉及当今已知的各种沉积环境，从大陆到海洋、从浅水到深水.沉积体系是由不整合面或相的间断面限定的沉积地质体［3］，沉积体系的提出是相分析理论的发展，是Walther相律的进一步深化.岩心观察、粒度分析、测井及地震都是沉积相划分的有效方法.野外观察，岩心资料最为直接；粒度分析是判断沉积环境及水动力条件的良好标志，粒度分布是衡量流体搬运能力的尺度；测井资料能反映岩石类型、粒度垂向变化、岩层组合等规律，间接体现沉积相类型和储层物性；地震数据较好的识别层序地层单元，确定地层单元厚度及各个地层单元的沉积相类型和多个地层单元的空间组合规律［18］.近30年来，我国地史时期沉积环境与沉积体系的研究包含冲积扇、河流、三角洲、湖泊、生物礁、陆架、台地、缓坡及重力流、等深流、深水牵引流、风暴沉积、潮汐沉积等，沉积相与沉积体系的理论不断充实完善［7-8］.

此外，盆地分析理论、火山沉积学、环境沉积学、冰川沉积学、全球变化沉积学等交叉学科的发展及现代沉积的研究已成为沉积学理论体系的重要组成部分，是对沉积学认识的不断深化，沉积学基本理论在各学科发展中起着重要的指导作用.

2 沉积学研究方法

沉积学最初的研究方法主要通过野外露头观测、岩心观察和显微镜鉴定.随着地球物理勘探技术的发展，引入了层序地层学、地震沉积学，沉积学研究进入新阶段.测井、地球化学等资料使沉积相的解释趋于量化.由定性到定量的研究方法使沉积学理论更加严谨. 2.1层序地层学

层序地层学是在地震地层学的基础上发展起来的，概括了地震地层学的基本概念和方法，并综合了生物地层学、同位素地层学、磁性地层学、沉积学和构造地质学的成果.其基本原理是构造运动、全球绝对海平面的变化和沉积物供应速度综合作用产生了地层记录［19］.这些记录反映了上述作用的规模、强弱、持续时间和影响范围.构造作用与海平面变化的结合，引起全球性相对海平面变化，控制沉积物形成的潜在空间.构造作用与气候变化的结合，控制沉积物的类型和沉积数量，以及可容纳空间中被沉积物充填的比例［20-21］.

层序地层学的形成源于对二维垂向地震剖面层序和沉积信息的解释，它拥有一个假设前提——地震反射同相轴是沉积等时面的反映［22］.层序地层学通过对地震、测井和露头资料的分析，研究在构造运动、海面升降、沉积物供应和气候等因素控制下，造成相对海平面的升降变化及其与地层层序、层序内部不同级次单位的划分、分布规律；研究其相互之间的成因联系、界面特征和相带分布，以建立更精确的全球性地层年代对比、定量解释地层沉积史和更科学地进行油藏以及其他沉积矿产的钻前预测［23］.

层序地层学的在沉积学上的应用要求理论体系和方法技术上的双重突破.深水层序地层学帮助开发油气勘探新领域；碳酸盐岩层序地层学着重于湖相碳酸盐岩的成因机理和分布演化规律的研究；将层序地层学用于岸线轨迹与体系域的识别中，有效指示层序界面和内部的体系域界面［24］；层序地层标准化及模拟研究是进一步实现定量化的要求.除传统的露头、岩心、测井和高精度地震资料，地震资料的三维可视化、古生物方法、地球化学方法、数值分析和计算机模拟等将会在层序地层学未来的研究中发挥很大的作用［25］.

2.2 地震沉积学

地震沉积学是建立在高精度三维地震资料基础上油气精细勘探的新思路新方法，运用精细沉积学模式结合地球物理技术，对沉积体系分布特征及演化进行精细研究.地震沉积学继承发展了地震地层学、层序地层学和高分辨率层序地层学，核心内容是地震地貌学和地震岩石学，90°相位转换、地层切片及分频解释是地震沉积学的主要技术［26］.

地震沉积学的主导思想综合了沉积学研究和现代高精度地震技术，从三维角度对地下沉积体进行精细研究.运用沉积学及沉积模式的研究思路结合高分辨率三维地震资料揭示沉积体内部的三维形态，精确刻画古沉积体系［27］.在沉积学理论的指导下，利用地球物理技术揭示岩相、储层和沉积体系的展布形态及内部结构，进而实现对有利区带的预测，比地震地层学和层序地层学的研究更加精准.地震沉积学主要用于沉积相的识别和构造精细解释.沉积相的识别基于切片技术和地震属性分析的地震相识别技术；构造精细解释应用90°相位转换技术，提高地震剖面上由视觉误差引起的层位拾取的精度，使层位追踪更加准确，且地震相位与岩性测井曲线更加吻合，使地震相位具有岩性地层的意义［26］.

2.3 其他定量化方法

沉积学发展体现在理论知识的系统化，也表现为定量化研究方法的普遍应用.地球化学、数值模拟、实验技术是沉积学定量化研究方法的具体体现.

2.3.1 地球化学

在沉积学中，地球化学分析的使用还比较有限.沉积物组成受控于物源区，与搬运、沉积、成岩过程密切相关.水动力因素极大改变着沉积物的化学性质，地球化学数据间接反映沉积环境的变化，帮助恢复沉积环境.地球化学分析通过同位素含量变化、离子比值及元素组合指示沉积环境，可对古盐度特征、古气候的恢复以及氧化还原环境进行分析［28-30］.水动力环境深刻的影响沉积岩的化学性质，海水、湖泊、河流沉积物具有不同的元素特征.强烈的蒸发环境易形成低的δ37Cl值，Sr/Ba比值指示古盐度，可判断海相沉积环境和陆相沉积环境；Sr/Cu可用于指示古气候；V/（N+Ni）比值揭示氧化还原环境［28-29］.沉积岩中富含的有机物也是指示环境的良好标志，C/N比值可以识别有机质物源等［31-32］.

2.3.2 数值模拟

数值模拟是定量化还原沉积环境的有效手段，通过综合相关学科的理论、基本概念建立地质模型，再用物理、化学方程描述地质过程并建立数学模型，而后编制计算机软件运算，最后根据大的区域背景及地质资料对计算结果做合理分析［33］.沉积学数值模拟地质模型与盆地模拟紧密相关.地史模拟模型建立是盆地模拟的基础，重塑油气盆地演化过程.热史模型重建有机质的热成熟史，是盆地模拟的关键.生烃史模型是盆地有机质生烃的过程，已形成较成熟的模型.排烃模型和运移聚集史模型还不成熟，初次运移机理的不确定性和二次运移中复杂的地质变量增加模型建立的困难.地质模型建立的过程有待完善，建立数学模型是研究的继续深化［33-37］.

2.3.3 实验技术

沉积地球化学和数值模拟技术的普及依赖于实验技术的提高.显微镜的使用、水槽实验、粒度分析等实验技术在沉积学发展中都起到重要作用［38］.电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析技术、X荧光光谱仪可以确定沉积岩的地球化学组成，较准确地建立数学模型，提高计算机程序运算精度；波谱技术、核分析技术、色谱分析技术、热分析技术、电子技术和计算技术等多种测试技术广泛应用，使相关新概念及边缘学科不断涌现，如实验沉积学，模拟沉积学和定量沉积学等概念的提出，使沉积学理论体系和研究发生了重大变革.沉积学实验室的测试技术、仪器原理、数据处理和应用技术及分析方法的实践性继续增强，使沉积学研究从宏观地质到微观地质，从实践到理论深化［39］.

3 当前热点问题

3.1 地震沉积学

作为当前沉积学研究的重要手段，地震沉积学的发展影响沉积学的进步.对地震反射同相轴的重新认识是地震沉积学的重要理论突破.地震反射同相轴具有穿时性，地震资料的频率控制地震反射同相轴的倾角和内部反射结构，低频资料中反射同相轴更多反映岩性界面的信息，高频资料中反射同相轴更多反映等时沉积界面的信息［40-41］.高质量的三维地震数据体垂向分辨率和横向分辨率应该是相同的，但地下沉积体在垂向和横向上的尺寸往往并不相同，就产生了垂向和横向上的地震响应差异，导致地震手段识别地下沉积体难易程度的不同［41-42］.地震资料的分辨率及精度影响地震沉积学的使用发展.提高地震地层解释精度的技术很多，如AVO分析、波阻抗反演等，多用于储层预测且成本较高，这些处理方法也存在一定的不确定性，依赖于地质认识及资料的约束；更重要的是这些处理都是基于岩性单元预测和含油气单元预测的，最终的结果是对地层岩性和含油气性的反映，并不能提供高频等时沉积界面信息［43］.地震沉积学的发展注重成本及收益性的同时，提高地震解释精度和地震资料使用的独立性，降低对于其他地质资料的依赖性.

地震沉积学能够精细、逼真地刻画深水浊积水道、深水扇等海相沉积体的形态特征.陆相地震沉积学应用较少，原因在于陆相地层和海相地层有较大区别.陆相沉积发育规模差，地层构造背景不稳定，具有多期旋回叠加的特点；近物源、多物源使其沉积体系的分布样式、叠置形式比海相地层复杂很多.对陆相地震相的识别也过多地通过主观调节地震属性切片确定沉积相；依靠地震属性切片所表达的形态特征，主观确定沉积相相模式和相边界，降低了研究成果的可信性，效果不佳［44］.我国广泛发育的陆相地层对地震沉积学提出了更高的要求.地震沉积学注重方法研究而理论创新十分薄弱，还不能称为一门完善的学科.在注重方法的同时提高理论的严谨性，着重在地震岩石学、地震沉积相模式和地震沉积学研究规范三方面进行，减少主观判断并对三维地震采集、处理、解释技术的继续提高和广泛应用是地震沉积学持续发展的要求.

3.2 深水沉积

对深水沉积的认识过程经历了螺旋式的上升，有关深水沉积作用及沉积模式的理解仍存在分歧［45］.针对重力流提出的鲍马序列和各种扇模式是早期深海探测的初步认识，重力流分类从早期的流变学或支撑机制分类发展到流变学与支撑机制的综合分类，要建立更加完善的分类体系还需全面概括搬运过程和沉积过程中的支撑机制，尤其是自然界的支撑机制并对流变学加以概括.针对当前分类不统一，新名词应用和定义模糊不清的问题，Mulder提出了一种较全面的分类方案（图2）［46］.

浊流理论发展过程中建立的砂质碎屑流概念是对重力流理论的部分否定与补充，浊流理论与砂质碎屑流理论共同解释深水沉积物更加精准完善.砂质碎屑流是黏性与非黏性碎屑流间的连续作用过程，属于宾汉塑性流体，具有分散压力、基质强度和浮力等多种支撑机制；流体浓度较高，泥质含量低到中等，颗粒沉积时整体固结［47］.砂质碎屑流的主要研究有水下碎屑流成因分类体系的建立及重力流分类体系的完善；水下碎屑流发育机制深化；重力流泥岩沉积机制及油气意义；水下碎屑流主控型重力流沉积模式的建立及应用［48］.

等深流和内波、内潮汐亦是深水沉积的重要产物，对拓宽油气勘探领域有重要意义［49-53］.借助地震波谱、遥感等现代手段，进行多学科综合研究，完善等深丘岩的识别标志，平衡对现代和古代等深岩丘的研究，是等深流的重要研究方向［51］.内波内潮汐的沉积构造、沉积相及沉积模式鉴别取得较大进展，La Fond理论为代表的内波沉积具有特征的指向沉积构造，对内波传播方向与沉积物搬运方向相反的现象展开定量解释［53］.

深水沉积的识别仍是沉积学发展的重点.地震沉积学解决深水异地沉积的识别，在钻井稀少的深水勘探领域具有良好的应用前景［54］；多元井震精确时深标定方法，解决深水重力流沉积体顶底界面的精确划分问题，实现钻井砂地比的准确求取，减少单井上沉积单元划分的主观性［55］.对于深水沉积的识别还需进行更加深入的研究.

图2 T.Mulder和J.Alexander的重力流分类方案（据李林等，2011）Fig.2T.Mulder and J.Alexander's classification of gravity flow（From Li et al.,2011）

3.3 浅水三角洲

大型浅水三角洲砂体是岩性油气藏勘探的重要目标，系统研究湖盆浅水三角洲的形成背景、发育条件和沉积特征对中国陆相盆地岩性油气藏的深入勘探具有重要意义［56］.浅水三角洲是稳定构造背景、古水体浅、湖平面升降旋回变化、气候适宜、砂质底载荷河流供源充足地质条件下的产物；在剖面上与传统的吉尔伯特三角洲有所不同，缺少明显的顶积层、前积层和底积层.近年来，国外浅水三角洲的研究主要集中于浅水三角洲的形成动力学、微相特征和层序格架下相构型方面.我国研究集中于形成动力学、形成背景、形成机制及沉积模式、与传统三角洲的比较等.浅水三角洲的识别分类缺乏统一标准，张昌民［57］从现代浅水湖盆三角洲的形成过程分析将浅水三角洲分为分流河道型浅水三角洲、分流沙坝型浅水三角洲；朱筱敏［58］根据供源体系将浅水三角洲划分为浅水扇三角洲、浅水辫状河三角洲及浅水曲流河三角洲.这在一定程度上限制了浅水三角洲的研究.

与此同时，叠覆式浅水三角洲的研究受到重视.叠覆式浅水三角洲的特点在于三角洲的沉积单元为单个朵体，而非传统的成层发育，朵体相互叠置形成的复合叠合体构成三角洲的骨架砂体.单一朵体接触关系及接触界面的渗流能力决定了油气富集和注水开发响应特征.朵体迁移、叠置造成的大面积巨厚砂层，可形成大型油气藏；朵体间泥岩的不均匀分布可能造成砂体局部不连通或朵体间连通性变化，为岩性油气藏形成创造了条件，并可能影响注水开发中的注采对应性，进而影响水驱采油效果［59］.

3.4 白云岩的成因

白云岩的形成机理是沉积学中最复杂且至今尚未解决的问题.“白云岩成因”问题存在于两个方面，控制白云石结晶的因素和白云岩成岩模式的研究［60-66］.

影响白云岩结晶的因素包括Ca2+、Mg2+比值，Mg2+离子的来源［60-61］等.白云岩特殊的结晶结构使Ca/Mg比值深刻影响其形成.海水能提供足够的Mg2+离子，其他环境中形成白云岩的Mg2+来源不能确定，因此多认为白云岩是次生作用形成［62］.SO42-的浓度同样影响白云岩的结晶，高浓度的SO42-趋于形成石膏等蒸发岩，低浓度的SO42-条件利于形成白云岩［15］.白云岩形成的另一个关键条件为流体动力学因素，对卤水流体经过碳酸钙地层驱动力的认识还未有统一结论，经过长时间的研究有学者将“白云岩问题”归结成一个动力学问题［62］.

图3 白云岩成因模式图（据赫云兰等，2010）Fig.3Genetic model of dolomite（From He et al.,2010）

在类似地表的实验室条件下，未能沉淀出完美有序的白云石矿物晶体，现代沉积中又缺乏原生白云岩存在的证据.次生白云岩是白云岩成因的主要观点，包括蒸发模式（萨布哈模式）、渗透回流模式、混合水模式、海水模式、埋藏模式以及热液成因模式等（图3）.萨布哈和渗透回流白云石化模式得到最广泛的认可，混合水模式被用于解释一些特殊白云岩的成因，海水白云石化机制研究还比较有限，埋藏白云石化和热液白云石化受到较多关注［63］.微生物成岩作用研究逐渐兴起，是原生白云岩研究的重要方向［64］.微生物白云石模式在解释现代自然条件下白云石成因有一定进展.特殊的显微形貌（如球状或哑铃状等）和稳定的同位素特征是判断微生物参与白云石低温沉淀的重要标志.但微生物的成岩规模受到质疑，已证实的实例中原生白云石的含量依然稀少，文石、方解石或其他矿物成分较多，认为微生物白云石可能不足以形成古代大规模的厚层白云岩.针对上述争议，微生物白云石模式仍需在显微形态学、地球化学、成岩规模及古代实例研究方面进行更深入的探索［65］.同时陆相白云岩的成因探讨相继深入，利用同位素确定物源的方法着重突破土壤中碳酸盐岩在全球碳循环过程中的作用［66］.

3.5 旋回地层学和全球变化沉积学

旋回地层学以米兰科维奇天文轨道旋回为理论基础，其任务是研究沉积地层中具有时间周期的沉积旋回及其他旋回变化，应用于地质年代学，提高地层年代框架的精度［67］.旋回地层学现有理论对海洋碳酸盐岩的研究已经比较成熟，在海相碎屑岩地层中相对不足.碎屑岩形成以侧向加积作用为主，受控于风暴或波浪作用，形成的地层与高频海平面变化的响应不像碳酸盐岩那么明显，这种成因机制下的米级旋回容易缺失或者不发育.旋回地层学以露头剖面、岩心等为研究对象，应用地球化学、光谱分析和时间序列分析等方法，研究天文轨道参数周期性变化在地层记录中的沉积响应［68］.日地天文轨道周期是进行旋回地层学研究最有效的方法之一，这样获得的数字年龄值分辨率高，相对误差小，尽可能的排除其他影响因素.将地层特征、成因和年龄值的研究融为一体，以建立精度更高的“天文年代表”［69］.对于地球历史最年轻部分的地层，天文测定的方法是目前最有效的.这意味着地层学进入了地球动力学、天文动力学的范畴［70］，旋回地层学势必成为沉积学研究的重点.

近几十年来，全球气候异常，土地荒漠化、水资源短缺，特别是温室效应引发全球性气候变暖与臭氧层破坏等一系列环境问题，严重影响日常生活，人们认识到全球变化研究的重要性.全球变化研究运用有关历史资料和极地冰芯、黄土、深海沉积、湖泊沉积、泥炭、树轮、珊瑚、洞穴碳酸盐等信息载体，提取地球系统中生物、物理、化学过程相互作用的信息及陆地生态系统中植被、土壤、大气相互作用的信息和自然因素与人为因素相互作用的关系，理清现今气候和生存环境在自然演变过程中的阶段和位置，进而预测未来气候与环境的发展趋势，改善人类的生存环境［71］.对全球古气候的恢复，各种方法均有一定不足.如利用植被恢复气候时，该种植物仅存在某一地区，生长在一定时间跨度内，难以形成全球性对比；沉积物中保存的信息大多也只反映湖泊、海洋等水体环境下的气候特征，对广泛的陆地，沙漠地区难以恢复.全球变化沉积学刚刚起步，理论和技术上均存在较大发展空间.

旋回地层学和全球变化沉积学的兴起是沉积学由地区向全球的发展，研究区域不再局限于某狭小地区，是从全球范围气候与海平面变化及板块构造运动的相互影响来分析考虑盆地的形成、地层的发育、沉积体系的演变.研究空间跨度遍布能够发生沉积作用的区域，发展潜力和发展空间巨大，结合环境气候的演变，实现人类的可持续发展计划.

4 结语

历经一个世纪，沉积学经过了萌芽与初步形成、沉积岩石学到沉积学、沉积学全面发展3个时期，从沉积岩岩石学特征的研究到沉积相、沉积体系的成因探讨.沉积学理论的进一步发展着重将数学、物理等公式化的概念方法引入沉积过程的研究，帮助理清各种变量与沉积边界间的关系.

陆源碎屑岩和碳酸盐岩仍是沉积岩石学研究的主体.沉积相更精细的划分，对储层孔隙、渗透率研究更细更准的要求，是沉积学微观化发展的体现.层序地层学和地震沉积学是沉积学定量化研究的有效手段；地球化学、盆地数值模拟和实验技术是实现定量化的必要途径.沉积学的研究从二维平剖面发展到三维立体，从演化的角度解析沉积物在四维时空中的分布、演变，油气勘探的需求促进四维地震技术的快速发展.

提高地震资料使用的独立性，加强陆相地震沉积学的理论研究和应用；细化深水沉积分类，建立完善识别标准，充实深水沉积理论；浅水三角洲的开发利用；“白云岩问题”的继续深入；旋回地层学和全球变化沉积学的兴起都体现了沉积学理论的进步.

近几十年来，沉积学发展表现在概念转变、新技术新方法的应用、理论的完善、学科的交叉渗透综合研究等方面.大量交叉学科的出现给沉积学注入新的生机活力，沉积学研究范畴向更深、更广的层次发展.石油工业极大地促进沉积学的发展，石油地质学、储层沉积学、层序地层学等的兴起是理论向应用发展的良好体现，实验沉积学、环境沉积学、全球变化沉积学也都是依托沉积学发展起来的学科.沉积学与人们的日常生活相关联，在石油勘探领域和全球变化多领域中将发挥更显著的作用.

沈阳地质调查中心科技人员在加拿大参加业务交流

［1］由雪莲.沉积学发展的回顾［A］//中国地质学会地质学史专业委员会第20届学术年会论文汇编,2008.

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OVERVIEW OF DEVELOPMENT OF SEDIMENTOLOGY AND HOT ISSUES IN OIL AND GAS EXPLORATION

JIANG Wen-chao1,ZHANG Xin-rong1,2,FANG Shi1,2,YUAN Wei1,WANG Kai1,LIU Lin-ping1
（1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China; 2.Key-Lab for Evolution of Past Life and Environment in Northeast Asia,Ministry of Education,Changchun 130026,China）

The development of sedimentology has experienced three stages:germination and initial formation,transition from sedimentary petrology to sedimentology and all-round development.The research field developed from microscopic to macroscopic, from petrographic features of sedimentary rocks further into its genesis, from observation of rocks to explanation of rocks to explanation of sedimentary facies.With sequence stratigraphy and seismic sedimentology as the beginning of qualitative to quantitative study,geochemistry,digital simulation and experimental techniques provide effective methods for its realization.Hot issues related to sedimentology in present oil and gas exploration field are summarized in this paper,such as theoretical research and practical application of seismic sedimentology,identification of deep-water deposition,genesis of dolomite,development prospect of shallow-water deltas in oil and gas exploration,development and challenge for cyclostratigraphy and global change sedimentology,etc.which provide basic information for further development of new theoretical methods and techniquesinsedimentology.

oil and gas exploration;development of sedimentology;theoretical system;quantification;hot issues

1671-1947（2014）04-0398-10

P512.2；TE132.1

A

2013－12－26；

2014-05-08.编辑：周丽、张哲．

姜文超，（1989—），女，硕士研究生，吉林大学地球科学学院，矿物学、岩石学、矿床学专业，研究方向沉积学及油气勘探研究，通信地址吉林省长春市朝阳区建设街2199号，E-mail//jiangwc12@sina.cn

国家自然科学基金（40702027、40902057、41371202）；国土资源部杰出青年科技人才培养计划（201311111）；吉林大学杰出青年基金项目联合资助.