沉积学研究方法的进展和发展趋势

(成都理工大学 四川 成都 610059)

引言

沉积学最早的概念是在1932年提出来的，即“研究沉积物的学科”。沉积岩石学是研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类及其形成作用，以及沉积环境和分布规律的一门科学。沉积学的发展一方面受到科学技术的影响，但另一方面它又为全球经济发展带来了不可估量的力量。特别是在寻找石油以及天然气的过程中，需要大量用到沉积学相关方法。

一、沉积学研究进展

1987年，一次国际学术报告讨论会上提出了“全球沉积地质计划”。这是一份在总结沉积学现有成就的基础上，对未来所提出发展目标的规划书。简明扼要的总结了当时在沉积学领域所获得的一系列成果，同时在此基础上提出了一系列的国际相关课题，对我国沉积学乃至全球沉积学产生了积极影响。在这份规划书里面主要提出了三个研究主题：沉积学记录的全球性演化；全球性的事件与韵律；沉积岩相分析的全球性。在二十世纪里沉积学取得了许多突破的发展，为沉积学的全球性研究打开了大门。

2004年于兴河等人把沉积学的发展7个阶段，指出沉积学未来的发展在这些方面上表现出明显的规律性：层次上，由宏观向微观；方法上，由定性向定量；目的上，由理论向应用；形式上，由静态向动态；学科上，由单学科向多学科；手段上，由手工向计算机；领域上，由地区向全球发展的总体趋势。1984年Miall指出盆地分析是地层学、构造地质学和沉积学等研究的综合，主要回答了盆地的古地理演化与沉积体系展布等问题。20世纪70年代末，由于油气勘探开发工作的深入发展，以及新技术、新方法的不断引入，使碎屑岩的成岩作用研究取得了突破性进展，其中最重要的是在砂岩中发现大量的、由成岩作用形成的次生孔隙。Miall于1985年提出了“构形要素”与“界面分级系列”的概念，并将河流沉积物划分为8种基本。于兴河等人指出沉积学的发展历程与未来展望构形要素，提出了12种河流沉积模式，使河流沉积体系的研究进入了一个崭新的历史阶段。

2013年杨仁超等人总结了沉积学方法、岩石学方法、重矿物方元紊地球学方法、地质学方法、粘土矿物学方法、化石及生标方法及地球物理学方法等传统的物源分析方法，认为陆游、沉积岩物源对于古地理重建、古环境气候恢复、沉积盆地分析、沉积矿产预测、大地构造分析等均具有重要意义。并介绍了物源分析新方法，强调随着新技术新方法不断涌现，物源分析将从传统方法向现代技术发生转变，从单方法到多方法的综合运用，从单学科走向多学科联合交叉，从定性分析向定量分发展。

2016年朱筱敏等人通过对比分析国内外含油气盆地沉积地质学的主要进展，探讨中国含油气盆地沉积学发展中存在的问题及其解决思路。进一步讨论了中国沉积学的发展在微生物岩、沉积模拟方法等方面与国外存在的差距，指出原型盆地沉积面貌和古地理格局恢复、重大构造变革期的多尺度构造古地理恢复、沉积学新理论在深埋老地层砂体发育规律及其与深埋新地层砂体发育规律的差异性，来分析中国特色沉积体系组合和沉积模式的建立等方面所面临的问题。指出未来在沉积动力学、区域中国沉积学等沉积学理论和地震沉积学、沉积模拟研究方法技术等方面的发展趋势。

2017年随着石油工业的快速发展，油气田古地貌恢复方法的研究有了比较明显的进展。赵永刚等人总结了相关研究进展，如古地貌恢复方法的理论基础多元化；古地貌恢复方法的实用性越来越强；古地貌恢复方法之间优势互补，趋于综合研究。不同方法的综合研究是油气田古地貌恢复方法发展的必然趋势。沉积学分析法与高分辨率层序地层学古地貌恢复法组合是油气田古地貌恢复的必然趋势之一。井区尺度岩溶微地貌恢复法与碳酸盐岩沉积期微地貌恢复法相结合必然会进一步提高碳酸盐岩台地微地貌恢复精度。

2017年秦国省等人提出了沉积过程的储层表征特征研究进展，认为沉积过程的分析是从沉积成因角度恢复和再现地质体的沉积演化过程，同时是阐明沉积地质体形成机理的重要研究手段。沉积过程的研究呈现全面发展的态势：利用现代沉积提供的不同时段沉积影像资料，获取不同时期沉积特征进而重建连续的沉积演化过程；通过物理沉积模拟实验，在短时间内再现和重建沉积过程；利用数值模拟方法，在给定合理参数的前提下定量模拟沉积过程；利用露头结合探地雷达，精细刻画储层内部结构，进而探讨沉积过程理解储层形成机理；在地下密井网条件下，应用多井所揭示的沉积构型特征及其之间的关系，结合地震连续切片成果，明确储层三维空间展布，在沉积学原理指导下恢复其演化过程。

2019年李峰峰认为层序地层学是油田勘探开发重要的理论依据，层序地层单元划分是储层评价和油藏开发的基础。层序地层划分方法主要分为地质分析法、测井曲线法、地震方法、古生物方法、地球化学方法、古地磁方法、数学方法七大类。目前，层序地层划分方法存在的问题主要包括：层序级次标准不健全，定量和定性结合不足，应用领域局限，古地磁方法、数学方法应用不成熟，与储层地质学、开发动态结合不足等。层序地层划分方法具有向定量化、自动化、精细化、可视模拟化和综合化方向发展的趋势。针对目前方法技术存在的问题，层序地层划分发展趋势为标准体系更加健全、多因素多方法综合分析、应用领域不断扩展、与实际生产紧密结合；技术方法向定量化、自动化、精细化、可视模拟化和综合化方向发展。

二、沉积学方法发展趋势

沉积学的研究对象主要是关于气候、地质、环境、生命等信息。在21世纪随着全球变化，以及不同的地质灾害等，沉积学的研究也有了相对变化，伴随着更多的科学技术融合和不同学科的配合，如今沉积学能够解决很多以前所不能解决的问题，对于寻找天然气、石油等自然资源非常重要。21世纪的沉积学主要是围绕人口、全球变暖、可持续发展等相关主题，重点发展对象如：沉积盆地分析，关于盆地内的气候、环境以及石油、天然气储层相关情况；全球变化沉积学，包括全球气候变化，湖泊沉积、海平面变化等相关演变；资源沉积学，主要研究成矿与环境资源的关系；大陆动力沉积学，造山带下的古地理条件、流体作用、层序与充填序列等相关变化。