石油、天然气埋藏在地下，怎样才能更准确地找到它们？答案，可能藏在几亿年前的古生物地层研究中。
我国幅员辽阔，含油气盆地类型多样，地质条件复杂。随着勘探技术不断进步，深层、海域和非常规油气资源正成为勘探开发的重要方向。如何进一步摸清地下资源家底，发现尚未充分认识的资源潜力？除了依靠钻探技术向地下更深处探索，还需要从基础地质研究中寻找答案。
今天，第一届油气领域全国重点实验室创新联盟学术年会在南京召开，13位两院院士与来自联盟成员单位及国内高校、科研院所的专家学者齐聚一堂，围绕“中国超大型含油气盆地油气勘探地质理论技术新进展”展开研讨会上，中国科学院南京地质古生物研究所古生物学与油气地层应用全国重点实验室、地层古生物大数据中心联合发布“精时古地理平台”，通过整合多模态地质数据、提高地层划分和对比精度、古环境智能判别以及自动化成图和建模，科研人员尝试更精细地复原远古地理环境，为页岩油气等资源勘探提供新的科学支撑。
找油找气
为什么要研究几亿年前的生命和地层？
古生物与油气勘探有何联系？首先要从石油、天然气是如何形成说起。远古时期，大量生物死亡后被埋藏，在特定地质条件下，经过复杂的地质演化过程，逐渐形成油气等资源。
不过，油气并不是在地下随机分布的。远古时期的生物活动、沉积环境，地层发育的时代背景，以及此后经历的地质变化，都可能影响油气资源的形成与分布。
中国科学院院士、南京大学教授沈树忠介绍，“油气资源也好，煤炭资源也好，它不是随机生成和分布的，它一定分布于在特定的时间和空间，以及特定的环境下。”
要找到油气，首先就要弄清楚地下地层的“来龙去脉”。这正是古生物学、地层学等基础研究能够发挥作用的地方。
中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎解释，油气赋存于沉积地层中，只有弄清地层形成的时代和空间分布，才能更有针对性地确定勘探目标层位。“因为所有的油气它是在沉积地层中，那么你搞不清地层的时代和空间展布，那么你就没办法找到油气的目标层。”
古生物化石不仅记录着远古生命的形态，也能帮助科学家判断地层形成的年代。同时，通过对比不同地区的地层，再结合岩石特征和沉积环境等信息，科研人员可以逐步厘清地下地层的分布规律，为油气勘探划定更有依据的目标区域。
换句话说，寻找油气，不仅要看今天地下有什么，还要追溯亿万年前这里曾经是什么环境、形成过什么地层，以及这些地层后来发生了怎样的变化。
给远古地理装上“精细刻度”
页岩油气勘探有了新工具！
当前，以页岩油气为代表的非常规油气，正在成为能源勘探的重要方向。
研究人员介绍，页岩油气与常规油气的一个重要区别在于，油气生成的地层本身也承担着储集作用，因此科研人员要判断哪些地层有利于页岩油气的生成，以及它们分布在哪里、有多厚。
这些问题，都与地层形成时的古地理环境密切相关。
什么是古地理？简单来说，就是远古时期的地球面貌：当时哪里是海洋，哪里是陆地，海底地形如何，沉积物在哪里堆积。通过研究这些信息，科学家可以进一步分析，哪些地方更有利于形成富含有机质的岩层。
但要把古地理复原得足够精细，并不容易。中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华介绍，现阶段区域性古地理重建的时间精度多为“世”或“期”（百万年级），无法满足日益精细化的地学研究和油气资源勘探等生产需求。而此次发布的“精时古地理平台”，正是围绕这一需求开展的探索。通过多手段综合地层研究对比以及多模态数据融合，建立起“十万年级”的地层框架，从而把古地理的研究推进到“十万年级”的时间精度。
中国科学院南京地质古生物研究所副研究员郭文介绍，“精时古地理平台”基于专家知识框架和大量权威资料构建沉积学知识图谱，并通过大语言模型技术为地层的古环境进行识别；在此基础上，融合精时地层和古环境的研究成果，通过GIS技术实现古地理图件、三维地质模型的实时生成，进而为资源评价和甜点区预测提供支撑。
平台的实际应用，首先落在四川盆地及周缘的页岩气研究上。科研团队选择五峰组—龙马溪组黑色页岩作为先导研究对象。这套地层是我国目前页岩气勘探开发的重要目标层系。团队系统梳理整合三千余篇文献资料，收录上千条剖面与钻井数据，建立高精度地层对比框架，完成一系列“十万年级”、连续动态的岩相古地理图、烃源岩厚度分布图和古地形图，以及五峰组一龙马溪组空间分布和古环境、油气地质指标等的三维地质建模。
中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张琳娜介绍，五峰组—龙马溪组的沉积过程跨越了数百万年，如果将不同时期形成的地层简单地放在一起对比，可能造成地质信息的混淆。“我们的工作就是把覆盖这么长时间的一些地层信息慢慢地抽离开，然后按照10万年的时间尺度一层一层地解析出来，这样才能更清楚地观察其演变规律。”同时，古地理重建从“百万年级”推进到“十万年级”，类似于给远古地球的历史影像增加更多帧数。过去可能只能看到相隔较长时间的几幅“快照”，现在则希望把中间的变化也呈现出来。地层在不同时间段如何形成、沉积中心如何迁移、富含有机质的岩层在哪里出现，都有机会得到更精细的刻画。
通过连续多个时间段的古地理重建，科研人员能够进一步分析烃源岩分布范围如何变化、沉积中心如何演变，为判断不同区域的地质条件提供更精细的依据。目前，相关地层划分对比和古地理重建成果已逐步在涪陵、长宁、威远等页岩气田推广应用，为页岩气区块评价和井位部署提供科学依据。
从大庆油田到页岩气
古生物研究是能源勘探的重要支撑
古生物与油气勘探的联系，并不是从本次学术会议和精时古地理平台发布才开始的。成立于1951年的中国科学院南京地质古生物研究所，长期开展古生物学和地层学研究。多年来，研究所参与了大庆、克拉玛依、胜利等油田的地质勘探，以及煤田普查、矿产调查和页岩气攻关等工作。
中国科学院南京地质古生物研究所所长、研究员王军介绍，古生物研究不仅要识别远古生命，还要研究生命如何参与形成煤、油、气等能源，以及其中的地质过程。弄清地层形成的年代和当时的环境，有助于研究人员进一步认识不同地区的资源潜力。
如今，随着地质数据不断积累，大数据和人工智能等技术也为基础研究与生产应用之间搭建起新的桥梁。通过整合不同来源的资料、提高分析精度，科研人员有望更全面地认识油气资源的时空分布，为后续勘探提供更精准的基础信息。
从远古生命留下的化石，到今天地下深处的油气资源，看似相隔亿万年的两端，正被科学家通过不断深入的基础研究和技术创新联系起来。随着基础地质研究与油气勘探需求进一步结合，江苏科研团队将继续发挥古生物学、地层学等学科优势，为我国油气资源勘探和国家能源安全提供科技支撑。
江苏广电荔枝新闻中心像素集合工作室记者丨黄蒙
编辑丨圆圆
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