数据分析与应用

18．4　数据分析与应用

18.4.1　地层对比

通过对剖面的化石延限图以及其他可用于地层划分和对比的沉积特征的综合分析，可以建立剖面的生物地层和年代地层划分。如果多个剖面的地层划分方案是基于同一标准建立的，那么这些剖面间的地层对比关系就可以自动建立。

图18－9显示了基于穆恩之等(1993)和Chen et al．(2006)的资料建立的湖北宜昌王家湾、黄花场、棠垭3条奥陶系剖面的地层对比。这3条剖面均建立了各自的生物地层序列，并与国际标准“Geological Time Scale 2012”建立了对比关系。因此，通过这一国际标准，就可以生成这3个剖面的年代地层、岩石地层、生物地层等各类信息的横向对比关系。受篇幅所限，图18－9中仅显示了这3个剖面的生物地层序列间的对比关系，以及与国际地质年表的对应关系，各剖面的岩石地层信息和化石延限信息均已略去。

图18－9　GBDB生成的湖北宜昌王家湾北、黄花场和棠垭3条奥陶系剖面的生物地层对比图
(据樊隽轩等，2013)

18.4.2　地层单元的空间展布

地层单元的分布通常局限在一定的区域尺度内。如果能在二维或三维空间中显示某个地层单元的空间分布点位，圈闭其分布范围，甚至建立起三维分布模型，将有助于准确理解地层的空间发育特征和横向对比关系;如果再叠加上地层的时间信息，如基于年代地层或生物地层信息绘制该地层单元在多个时间段的空间展布图，那么就可以进一步得到该地层单元的时空四维分布模型，提供更为强大的数据分析辅助。

从技术手段来看，此类研究涉及到数据综合(岩石地层、生物地层和年代地层信息的综合)、数据挖掘(基于数据库对大量数据进行查询和挖掘)、数据可视化(结合GIS技术实现数据在二维和三维空间的图示);从应用价值来看，此类研究适用于地层对比、沉积盆地分析、油气矿产资源勘查等科研和生产应用领域。

图18－10　华南二叠系长兴组的地理分布图
(据樊隽轩等，2013)

图18－10显示了华南二叠系长兴组的地理分布范围。利用GBDB的剖面搜索功能，搜索数据库中所有发育长兴组的剖面，一共可以找到120条剖面记录。这些剖面记录中除了剖面的岩性描述、化石产出记录外，还包含了行政地理位置和经纬度数据等。将这些剖面记录添加到用户的数据子集中，然后在该数据子集中选择图示功能，就可以得到长兴组120个剖面点的空间分布图。在图18－10中我们采用了较为简单的多边形方式，即连接最外部的分布点来圈闭其分布范围;然后，通过GeoVisual的面积计算功能，可以得知这一圈闭范围为153．9×104 km2。

18.4.3　定量地层学研究

GBDB目前支持3种定量地层学软件，即经典图形对比方法SinoCor 4．0(Fan et al．，2013b)、约束最优化法CONOP 9(Constrained Optimization;Sadler et al．，2003)和水平层退火算法HA(Horizon Annealing;Sheets et al．，2012)。

图18－11　基于图形对比方法获得的华南19条奥陶系－志留系界线剖面的对比栅栏图
(据Fan et al．，2013b)
图中最左侧的绿色柱子代表最终得到的复合序列，其右的每一条柱子代表参与复合的一个独立剖面。柱子内的每条水平线代表一个生物首现或末现事件。相邻的两个柱子(剖面)间的连线代表了这两个剖面间的共有生物事件(比如同一笔石种在这两个剖面的首次出现事件的连线)。从这些连线的展布情况可以发现，多数化石的首现或末现事件都是穿时的。纵轴的刻度为绝对年龄

GBDB平台的剖面子集(section subset)中提供了3种数据导出功能，分别针对上述3种定量地层学方法。导出后的数据文件可以直接在相应的定量地层学软件中加载、运行，得到最终结果。图18－11显示的是基于华南19条奥陶系－志留系界线剖面开展定量地层划分与对比的一个研究实例(Fan et al．，2013b)。这19条剖面多数来自作者及其同事最近几年采集但尚未发表的剖面，少数来自已发表的文献。为了避免笔石分类标准不同产生的误差［参见戎嘉余等(2006)文中对此的讨论］，作者首先根据最新的笔石系统分类方案对其中的属种分类进行了厘定，并将所有的原始数据和厘定数据录入GBDB平台。通过GBDB的剖面搜索和剖面子集功能将这19条剖面的数据汇总、导出，并在图形对比软件SinoCor 4．0中经过3轮复合，建立了一条综合的、相对于任何单个剖面更完整的笔石复合序列。基于这一复合序列，就可以建立这19条剖面间的自动对比关系(图18－11)。