image: Columns of depth and time domains at the PW1 (a), PW2 (b) and PW3 (c) locations, corresponding to the platform margin, slope and basinal environments, showing the integrated accumulation and erosion (or slope failure) processes, and the preserved and missing time durations and the corresponding preserved strata. view more
Credit: ©Science China Press
地层完整性是指以特定时间t为步长，存在沉积记录的时间与总时间T的比值。自18世纪80年代以来，地质学家已认识到自然界中沉积地层普遍存在不同程度的不完整性，开展地层完整性研究对准确恢复古环境与古气候演化过程、揭示天文旋回对高频地层旋回影响、探讨地层构造-沉积演化过程以及油气勘探等研究具有重要地质意义。虽然前人尝试从统计学、地层绝对年龄测定、沉积物理模拟、地层演化随机模拟等方面开展研究，但均存在一定不足，目前仍缺乏用于定量识别和刻画沉积间断面和其持续时间和定量评价地层完整性的有效方法。
中国石油大学（华东）刘可禹教授团队以“碳酸盐岩地层完整性分析及其影响因素定量评价：来自地层正演模拟的启示”为题在《中国科学：地球科学》发文。该文以涵盖不同沉积环境的碳酸盐岩地层为例，以基于沉积过程的地层正演模拟为手段，通过在地层正演模拟结果中同时提取沉积盆地中不同沉积环境的时间域和深度域信息，建立时空演化剖面，定量分析碳酸盐台地边缘亚相、斜坡相和盆地相的地层沉积、剥蚀及滑塌重力流沉积演化全过程，刻画沉积间断面及间断时间，定量评价不同位置地层完整性（图1）。
通过敏感性分析定量探讨了影响碳酸盐岩地层完整性的控制因素，表明碳酸盐岩地层完整性受沉积环境、海平面升降幅度、碳酸盐岩生长速率和构造沉降样式影响，且诸因素影响方式和作用结果各异（图2）。
这一研究成果表明，基于地层正演模拟结果的定量分析方法可以有效地计算盆地中任意位置处的地层完整性，并同时利用深度域和时间域信息更全面和定量地恢复地层沉积演化过程，且能够有效识别深度域剖面中不易观察到的地质现象和作用过程。此外，地层不整合面的有效识别、沉积间断时间和地层完整性的定量获取，还能为储集层评价、油气运移通道和聚集位置预测提供一定参考。该文为盆地沉积演化全过程恢复及地层完整性定量评价提供一种全新的方法和视角。
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该项研究由国家重点研发计划(2019YFC0605501)、中国科学院战略性先导科技专项(A类)(XDA14010401)、国家自然科学基金(41821002)和山东省自然科学基金项目(ZR2018BD018)共同资助。
文章发表信息
中文版：刘建良, 刘可禹. 2020. 碳酸盐岩地层完整性分析及其影响因素定量评价：来自地层正演模拟的启示. 中国科学：地球科学 英文版：Liu J, Liu K. 2020. Estimating stratal completeness of carbonate deposition via process-based stratigraphic forward modeling. Science China Earth Sciences, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9660-8