CN108573092B - 评估与地球资源相关的特征的空间分布的方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的方法和计算装置。该方法包括在接口(1408)接收(1100)古地理数据，所述古地理数据包括(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型；利用处理器计算(1102)基于所述(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型的特征的回溯模型；以及对所述特征在地球的至少一部分上的空间分布进行成像(1104)。所述方法和计算装置改善了烃源岩空间分布的成像。
Description
技术领域
本文公开的主题的实施方案总体上涉及用于对地球资源的过去和当前的空间分布进行成像的方法和系统，并且更具体地涉及用于对地球资源的过去和当前的空间分布进行成像的机制和技术，所述地球资源例如为石油烃源岩，如果没有石油烃源岩，可行的油气系统和生产性油气田是不可能存在的。
背景技术
海洋地震数据采集和处理可生成海底地球物理结构的轮廓图(图像)。该图像是基于经过记录的地震数据而生成的。经过记录的地震数据包括与地震波在地球上传播有关的压力和/或质点运动相关的数据。尽管这个轮廓图没有提供准确的油气藏位置，但是对于那些本领域的技术人员来说，该轮廓图暗示了是否存在这些油气藏。因此，提供海底地球物理结构的高分辨率图像是一个持续的过程。该图像显示了构成所勘测的地表的各种层。
在边缘盆地和在未勘探的盆地中，烃源岩(烃源岩是已经产生或能够产生烃的物质)难以用上述方法成像并且难以识别。在边缘盆地和未勘探的盆地中，勘探井数量不多，或者没有在最佳地点钻探，并且可能完全缺乏。因此，烃源岩未被采样，此外，也没有利用地震方法对烃源岩进行表征。因此，烃源岩和相关的烃原料是这些盆地的主要勘探风险。因此，对烃源岩进行预测或者说是对其进行追溯是一个有价值的目标。
因此，需要解决目前已有方法的这些缺点并生成更准确地预测烃源岩的空间分布的模型。过去，人们已经做了各种尝试来预测烃源岩，但是这些努力一直集中在上升流区域的有机质(OM)生产力，并没有包括控制烃源岩分布和质量的其他过程的量化。
因此，期望具有改进/提高烃源岩空间分布的成像的系统和方法。
发明内容
根据一个实施方案，提供一种用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的方法。该方法包括在接口接收古地理数据，其包括(1)
古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型；利用处理器计算基于(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型的特征的回溯模型(retrodictive model)；以及对所述特征在地球的一部分或整个地球上的空间分布进行成像。
根据另一个实施方案，提供一种用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的计算装置。该计算装置包括用于接收古地理数据的接口，所述数据包括(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型；以及连接至接口的处理器。所述处理器被构造为计算基于(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型的特征的回溯模型，并对所述特征在地球的一部分上的空间分布进行成像。
根据又一个实施方案，提供一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，其中当由计算机执行所述指令时，该指令实施用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的方法，所述方法包括上述步骤。
附图说明
并入说明书并构成说明书一部分的附图示出了一个或多个实施方案，并且与说明文字一起来解释这些实施方案。在附图中：
图1示出了控制富含有机质的沉积物的积聚以形成石油烃源岩的五组过程；
图2A示出了可变形板块模型，图2B示出了可变形板块模型的应用；
图3A示出了早白垩纪凡兰吟阶(135Ma)的总沉积环境(GDE)绘图与控制数据点分布的绘图，图3B示出了古地球系统模型所需的凡兰吟阶地形和测深；
图4示出了地球历史上不同时间的地球的各种古地形和测深特征；
图5示出了气候模型结构；
图6示出了古地球系统，地球历史上不同时间的地表气温模型结果；
图7示出了地球历史上不同时间的风力驱动过程的纬度稳定性以及上升流模型结果；
图8示出了地球历史上不同时间的基于漩涡动能模型结果的导致风暴的气候过程的纬度稳定性；
图9示出了地球气候的时间序列；
图10是评估烃源岩空间分布的方法的流程图；
图11是评估烃源岩空间分布的方法的另一流程图；
图12示出了大气中随时间变化的氧浓度；
图13示出了用于对缺氧可能性分类的风险过程；以及
图14是执行上述一种或多种方法的计算装置的示意图。
具体实施方式
以下参照附图对示例性实施方案进行描述。不同附图中的相同附图标记标识相同或相似的元件。下述实施方案讨论了关于评估烃储油岩或烃源岩的方法，其中所述烃储油岩或烃源岩是常规和非常规累积中具有经济价值的油气资源的来源。然而，这里开发的方法不仅可用于预测海洋烃源岩环境，还可用于其他地球资源；这里讨论的方法具有额外的应用，其范围从海洋沉积物中的颗粒有机碳隔离(部分碳循环)的极限的建模/量化，到使用古地理学和古气候模型结果(烃源岩预测方法所要求的)将任何深层次的时间概念或问题置于上下文中。古代河流系统的泥沙通量的全球计算也是该方法的一部分。在一个实施方案中，可以预测金刚石砂矿沉积物的分布(该方法也可以应用于某些金矿或其他矿物)。因此，下面的详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。
整个说明书中对“一个实施方案”或“实施方案”的引用意味着结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此，在说明书各处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定指相同的实施方案。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施方案中组合。
根据实施方案，考虑了控制烃源岩质量的其他过程(除了在上升流区域中生产有机质(OM)之外)的量化，例如，风暴的OM生产力诱导了透光带的养分供应、有效日照季节和纬度上的变化、OM破坏和OM稀释。在现有模型中没有充分考虑这些特征，在此通过使用组合的全球古地理学绘图和古地球系统模型来理解定量预测烃源岩质量分布所涉及的过程。在一个具体的实施过程中，这是通过使用新的基于ArcGIS的方法来实现的(ArcGIS是由美国加利福尼亚州雷德兰兹的ESRI生产的软件)。本领域的技术人员将理解，这里讨论的原理适用于任何软件执行过程，并且将ArcGIS用作示例。
模拟古海域的生产力分布是预测烃源岩质量的横向变化的基本要求；这是边缘盆地勘探的主要不确定因素之一，也是深层次碳循环模拟所需要的。为了构建一个旨在解决这个问题的预测工具，已经设计了基于与地球系统建模集成的古地理学绘图的多方面方法并且将Plate WizardTM(Plate Wizard是由CGG的一个部门Robertson自己开发的一个软件平台，它可以准确地重建地球构造板块和地质数据集的位置和相互作用)重建用作全球古地理绘图的基础。详细的古构造和古环境地图是使用全球古环境和岩相数据库编制的。一种将地形和测深与板块构造环境联系起来的新的方法(将在后面讨论)被用于构建古代数字海拔模型(DEM)，并且这些DEM被耦合到古地球系统模型(例如，英国气象局HadCM3古气候模型；可以使用其他现有模型)。该数据库还包括用于测试建模结果准确性的气候代用指标。上升流和风暴都是向透光带供应养分的主要因素，低光照水平对初级生产力具有明显的季节性限制，在高纬度区域尤其是如此。上升流带是一种海洋学现象，它涉及密集、凉爽且通常富含营养物质的水向海洋表面的风力驱动运动，取代较暖的且通常是营养素消耗的地表水。这些模型结果被用于一个常规程序中，该程序还模拟破坏和贮藏条件，这些条件可能会导致海床上富含有机物沉积物的累积，其与埋藏和成熟构成石油烃源岩。
为了预测或者说反向追溯(使用模型根据当前记录的数据估算过去的状态)，有机质丰富的潜在来源相的分布对于油气勘探是困难但有价值的目标，特别是在边缘或未勘探盆地中。由于这些盆地中很少有可以识别和表征烃源岩的数据，因此需要建模方法。现在将更详细地讨论这种方法，它对深海过去碳循环中海洋颗粒有机质沉积和贮藏的作用有直接的影响。
古地理学和全球古环境的时间变化以及已知烃源岩的地层分布是为本项目编制的18个时间片(中新纪中期、塞拉瓦里亚-早志留纪、爱隆期)的选择因素。对每个时间片进行绘图、建模、测试以及应用本文描述的预测方法。代表一系列古生代-新生代古地理学以及温室和冰室气候的可用时间片的子集用于检测这种方法并解释预测结果。
预测模型的构建
为了建立烃源岩的预测模型(更准确地说是回溯模型，因为这个模型根据建立在当前记录数据上的模型来估算地球的过去状态)，需要了解造成富含有机质沉积物累积的主要过程。然而，这是一个复杂的多学科问题，因此过去曾提出过各种看似相互矛盾的方案。关于在源发沉积物(source prone sediments)累积中有机质(OM)产生与贮藏的相对作用的争论在很大程度上已经被合理化。在Harris的一系列论文中(2005)(主要是Katz(2005)、Bohacs等人(2005)以及Tyson(2005))存在的两个相反的争论，贮藏立场和生产观点，已经合理化。这些论文的结论是，最重要的原则是相互作用，如Bohacs等人的论文(2005，表1和图1)所示，三个主要控制因素为：OM生产力、OM贮藏和OM稀释。
为了实施本文使用的建模方法，已经使用了Bohacs中的方案，但是OM贮藏和稀释因素已经以新的方式被细分。对于OM贮藏，本方法区分了控制OM氧化/再矿化速率的化学环境以及造成海床颗粒OM的物理侵蚀和运输的物理环境(最低密度，通常发生的沉积物分数)。
OM稀释表示OM与陆源泥浆和/或生物成因二氧化硅或碳酸盐的相对积聚速率。这被称为泰森(Tyson，2005)的无有机质的块状沉积物累积速率，通常对烃烃源岩的总岩石体积贡献最大。不同的过程控制陆源沉积物累积速率和生物沉积物的累积速率。陆源泥浆取决于沉积物供应的速率和分级以及海床当前的能源环境。生命所必须的硅和碳酸盐是有机体的硬质部分(组织，壳和骨骼框架)，其中一些导致大部分OM生产力。它代表了一个自动稀释过程，很大程度上受温度、水深和养分供应的控制。这是困难的，因为这些过程很大程度上也是控制OM生产力的相同过程。
因此，本文讨论的模型可包括五组控制过程，其在图1中示出，其中一些已被成功建模：
-由陆源泥浆产生的OM稀释，
-透光带中的OM生产力，
-OM自动稀释，
-水柱中和海床上的OM破坏，以及
-OM侵蚀/物理输送。
该模型是以实现限定烃源岩沉积空间的预测方法学为目标而生成的。这意味着古海床的上述五个过程的组合可以导致富含有机物沉积物的累积和贮藏(以gC/m2/yr表示)。此外，还将开发一种预测影响OM贮藏的低氧和缺氧预测方法，稍后将对此进行讨论。
上面概述的过程代表了对OM累积和贮藏的地理、气候和海洋(物理、化学和生物)限制因素的组合。包括地形控制在内的古地理学环境通过详细的、数据限制的古地理学绘图来提供，该环境包括对古代海洋的气候和径流以及测深控制。这种情况下的古地理学有两个功能：它为古地球系统模型(PESM)提供表面边界条件，并且也用于应用和测试模型结果。气候和海洋学参数来源于耦合的海洋/大气PESM(例如UK Met Office HadCM3)。基于ArcGIS的绘图和建模用于构建古地理学过程并显示PESM结果。已经开发了新的方法(稍后讨论)来实现和测试预测模型。虽然本公开涉及特定的软件程序，例如UK Met OfficeHadCM3或Merlin(与Robertson同时拥有的Plate Wizard交互的软件平台)，本领域技术人员将会理解，待讨论的新方法不受这些软件程序的限制，并且这些方法可以与任何现有的地质软件一起使用。
为这个项目编制了一个广泛的古地理学绘图和气候代用数据库；它包括用于检验古地球系统模型结果准确性的古地理学绘图控制(古环境和岩相)和古气候代用指标。这些数据来源于各种来源，例如公开资料，Robertson(CGG，法国)的石油地质研究遗留数据集以及源自Frogi地球化学数据库的广泛烃源岩数据库。古地理扫描建立在Plate WizardTM重建的基础上，受全球地质学数据库的指导和限制。古地球系统(古气候)模型可以是英国气象局HadCM3模型。
总之，推导新方法时考虑的因素包括：(1)全球方法/范围，(2)客观性：基于数据的项目，(3)对于来自早志留纪-近代的18个时间片的详细古地理学绘图，(4)纳入古地球系统(古气候)模型以捕捉古生代-近代的温室和冰室气候，以及(5)利用气候代用指标资料检验古地球系统模型结果的准确性。
海洋古生产力建模
Parrish和Curtis(1982)和Parrish(1982)对大气环流、上升流和富含机质岩石的研究使用古气候和古地理学作为烃源岩勘探的工具。这些参考文献基于与现代气候系统模式的定性比较，为风驱沿海上升流带的显生宙分布开发了一个概念模型，作为预测具有高烃源岩潜力区域的一种手段。这是一个重要的步骤，但是这是一种定性的手动方法，而不是对气候动态的量化理解。Barron(1985)首次将数值气候模型应用于风驱沿海上升流预测作为烃烃源岩预测的主要过程。这种方法被Scotese和Summerhayes(1986)计算机化，再次集中于预测上升流，并且包括BP(Miller，1989)在内的各种石油公司使用了改良后的形式。在20世纪90年代初，被称为大气环流模式(GCM)的基于计算机的动态气候模型更为广泛使用并且开始取代概念模型，但重点仍然局限于海洋上升流的预测(Kruijs and Barron，1990)。Summerhayes(2015)包含了这些发展历史的总结。
精密耦合的海洋/大气GCM(O/A GCM)(如英国气象局HadCM3模式)的可用性意味着一个强大且经过充分测试的模型可用于遥远的过去。为了最小化或者至少限制这个关键的不确定性区域，构建详细的数据受限的古地理构造现在也是可能的，因为可以导出全局绘图控制数据点。上升流作为透光带的养分供应来源不仅限于开拓性工作强调的沿海风力驱动过程，也可以更有效地从O/A GCM组成部分的海洋环流垂直分量中推导出来。此外，HadCM3还能得到以前未用于预测建模的净太阳辐射值和风暴。早期开拓性工作的这些进展已纳入下文所述的方法。
古地理学
古地理学(这是研究遥远的过去的土地、海洋、山脉和沉积环境的详细分布以及地球历史上选定时间片的这些特征的绘图)支撑了烃源岩预测的大部分方面，尤其是古地形(地质历史上给定区域的地形)和古测深(地质通道中给定海底的测深)充当边界条件的古气候学。因此，详细的古地理学绘图旨在提供这些边界条件并便于应用预测结果。这些综合需求要求开发用于数字地图编辑和操作以及相关数据控制的最先进的GIS技术。
板块重建：绘图的基础地图
板块重建的准确性对古地理学绘图以及古地球系统模型的地形和测深边界条件有直接影响。因此，板块重建对模型结果及其在源相和沉积通量预测中的应用具有直接影响。板块重建可以使用Plate WizardTM导出，这是一个板块构造模型和ArcGIS的扩展，它重建并预测了图2A-2B所示的显生宙的地球“刚性”和“可变形”构造板块的位置和几何形状。图2A示出了各种高地，图2B示出了拉伸变形板块模型的一个实例(马达加斯加)。这个全球板块模型是通过参考广泛的结构地质数据库编制的。
考虑到用于古地理学绘图的板块重建的重要性，板块边界定义的不确定性、板块位置(包括古维度)、特别是碰撞事件和裂谷/漂移转变的时间是重要的问题。对于新生代和大部分白垩纪，现存的大洋等时线数据限制了模型，而且板块重建是稳定的。对于较早的时间片，平板模型的不确定性变得越来越重要。事实上，所有中生代至侏罗纪以前的海洋构造证据已经消失，在潜没带消失或被大火成岩省(LIP)所遮蔽。因此，板块模型受到古地磁数据解释的限制，并且已经在每个板块的一系列时代评级中估算了1(极差)至5(极好)的可靠性。
对于550-440Ma(百万年前)，古地磁数据是许多解释的基础。这些数据往往是可疑的、有争议的或质量和数量不佳。然而，对于一个板块的古地磁解释有时可用于邻近的板块。例如，Gondwana在整个550到440Ma的时期内的运动受非洲古地磁场的限制，这些非洲古地磁场比(例如)南极洲多得多。因此，岗得瓦纳碎片累计为4分，尽管如果分开的话，超大陆的某些部分会单独得分较低。欧亚板块的得分在3和1之间。
440到250Ma之间的数据的可靠性更好，并且值得注意的是，劳伦提亚、波罗的海和西伯利亚及其相关板块由于更好的古地磁说明覆盖的原因而提高了评分。在440到250Ma之间的评分进一步提高是通过Robertson的古地理学作品(Merlin+)持续不断地将其反馈到Plate Wizard地质模型中，从而更好地理解在基础古地磁数据中什么是可行的，更重要的，什么是不可行的。尽管东欧板块的得分在3和1之间，但大部分板块都被指定为4分。
在250和160Ma之间的时间段内，由于全球古地磁和古地理数据更全面的覆盖，所以旋转参数的数据质量显著提高。尽管东欧板块的得分在4到3之间，但大部分板块都被指定为5分。在160到0Ma的时间段内，海洋等时线资料的可用性可以提高模型的准确性，几乎所有的大陆板块被指定为5分。
Plate WizardTM被设计用于解决与刚性板块模型相关的一些主要问题。与大多数仅使用刚性板块的板块模型相比，已经将其用于模拟板块边缘的变形。在拉伸环境中，适合当前刚性板块的几何形状共同导致重叠和不适合问题。为了解决这些问题，Plate WizardTM模拟了板块边界处地球大陆板块的变形。该软件还允许重建交叉的以及地理参考的光栅/ArcGIS兼容数据集。这是通过计算位移网格来实现的，这些网格用于使拉伸板块变形到裂谷前的几何形状，从而解决数据重叠问题。结果是可变形的板块方法，其提供了具有重建数据点的鲁棒拉伸板块重建，所述重建数据点保存了它们的沉积空间关系，然后可以将其用作古地理学绘图的基础地图，如图2A和2B所示。
古环境的绘图以及古地形与测深的推导
如图3A和3B所示，合并地图要素从而为每个时间片创建构造和总体沉积环境(GDE)以及相关的地形和测深。在这方面，图3A显示了凡兰吟阶GDE绘图，其中绘图控制数据点分布为2617个地质点和266个地球化学点，而图3B显示了凡兰吟阶地形和测深以及古地球系统模型的表面边界条件。GDE地图基于数据而不是模型，数据和地图要素所控制的特征之间有明显的区别，这是由创建完整的全球地图所需的解释性外推导致的。并且还记录了数据的来源以及编制地图时使用的合并数据集的可靠性。为了测试气候模式结果，可以进行与气候敏感古环境数据(气候代理)的比较。因此这些数据也被编译为每个时间片数据集的一部分，如图3A所示。
古地形和测深地图使用天律不变论法(uniformitarianist approach)进行设计。它们代表了古气候和古地貌建模的表面边界条件，因此，选择测深和地形轮廓来确定地球主要地理要素的过去分布，如图3B所示。
这些地图是使用以下标准创建的：
-图3A中定义的古环境和地形地域意味着基于当前日期构造环境和海拔之间的观测关系的海拔范围。
-当前观察到的海拔与构造环境之间关系的假设也适用于过去。
-地形的寿命—基于均衡上升(isostatic uplift)和理论侵蚀率的原则；一旦建立起来，地形通常需要相当长的时间才能被侵蚀去除，条件是均衡平衡，并且不施加额外的构造运动。
-地形的连续性—任何时间片所描述的古地形需要与前一时间片和后续时间片上所显示的相一致，从而考虑侵蚀和构造的影响(见图4，其中显示了古地形和测深的实例)。
-海洋地壳的年龄/深度关系—海洋中的深度可用现在海洋衍生出的冷却曲线确定。
-地质证据—地形绘图需要与地质记录所隐含的地质记录相一致，如沉积物的粒度和矿物成熟度、物源研究、裂变径迹数据、相对离隙/深度的沉积学和古环境指标。
这种方法并非没有问题，主要是因为现代地形很少是单个构造环境的结果。另外，常常缺乏岩性控制，而且对于侏罗纪之前的地理区域，绘制海洋要素存在很大的不确定性，因为几乎所有侏罗纪前期的洋底壳都被潜没消耗掉了。但是，使用这种基于规则的方法，古地形和古测深至少可以一致地绘图。
古地形
还针对当前的每个时间片绘图的地形(见图3A)进行了识别，并进行了全球绘图。然后计算当前每种地形类型的面积/海拔关系，为绘图提供海拔限制。针对每个时间片上的板块构造环境绘图的地文地形被赋予基于当前地形类型的当前海拔数据的海拔范围。通过使用地形的连续性和长寿命的概念，解释每个区域的地形最大值和最小值。这种方法提供了限制条件，可以为每个时间片为整个地图区域构建地形轮廓(参见图3A和3B)。绘图后的地形被用来定义流域盆地。这些用于PESM，并且对径流建模和碎屑沉积物通量的预测有影响。
地形和相关的流域盆地是关键的不确定因素，难以量化。假设当前的各种地形学地形表明与过去相同的地形学地形是合理的(见图3A)，并且在有数据如三角洲沉积物或富含沙子的海岸线沉积物而不是碳酸盐的情况下，这些数据已被用于指导建造古流域盆地并绘制河口位置。流域盆地的范围和地形以及主要河口位置是对流径(针对每个流域盆地进行造型)的主要控制，而不是古河流的精确路径。
古测深
古海岸线、陆坡断裂、大陆上升的底部以及中远洋脊(MOR)的范围可以构建为GDE地图的元素(见图3A)，并自动定义0、-200(-300在温室/高架时间片)和-4000米等深线。通过在深度相关数据点(例如礁/生物礁和深部泥盆地)之间进行内插来绘制海陆等深线，并且大陆上升是自动成形的(见图3B)。
对于大部分的白垩纪和新生代，基于由Kearey和Vine(1990)建立的洋底壳的年龄/深度关系，海洋等时线保留了独立的古海洋深度记录。这种冷却洋底壳沉降历史的模型假定没有二次加热、后置现象，但为后期白垩纪时间片的洋底壳绘图提供了一个适当的模型。然而，侏罗纪的大部分洋底壳，以及几乎所有的前侏罗纪洋底壳都被潜没消耗掉了。在没有等时线资料的情况下，也没有关于这些古山脊系统的扩散速率的信息，这种方法已经取得了近代的平均高度测量值，并且在这些时间片上对这些数据进行了脊线测深。已经采用类似的方法通过海洋断裂带分割MOR。在已知的地方(如大西洋)，这些都是从古环境地图直接定义的。如果情况并非如此(大部分侏罗纪以及所有侏罗纪之前的山脊系统)，该方法已经任意地分割了山脊以反映强烈分割的中大西洋海岭的现代实例与东太平洋山脊更连续的剖面之间的情景。就PES建模而言，绘制的MOR影响深海水域的划分。
在每个海洋海沟的背后，这种方法包括代表火山链的测山脊(bathymetricridge)和岛屿，当前以岛弧系统为代表，如玛丽亚娜。绘制的火山群岛和相关的山脊是示意图。这种长的线性海底高度确实对海洋环流和全球潮汐模式的结果有影响。这些岛屿的确切位置是推测性的，但反映了现代类似物(例如西南太平洋)中典型的测深分布。
古地球系统模型
任何古地球系统模型都可以用作此方法使用的预测模型的输入。在该实施方案中，古地球系统模型是英国的Met Office模型HadCM3，它是一个复杂耦合的大气/海洋GCM。因此，这个模型是基于对在大气和海洋中运行的物理过程的计算。它为观测数据和/或代用数据稀少或无法获取的区域提供了非常广泛的信息。虽然受到网格单元大小的限制，但该软件的结果模型提供了一种全局推导一致的数字古环境参数的方法。如果进行了适当的测试(见后面的讨论)，这种计算机模型为勘探提供了巨大的预测能力。这种方法研究并预测了海洋来源相累积的古环境条件；因此，提供了气候、海洋学参数。
HadCM3是最先进的计算机模型，在学术界并且由政府运行，用于日常和长期天气预报以及古气候模拟。因此，所使用的模型经常更新和验证。
古地球系统模型为控制OM生产力、贮藏和稀释的大多数过程提供了气候和海洋学参数，包括沉积物通量的速率和等级。源相(source facies)预测方法包括通过海洋上升流和风暴，营养物供应到透光带的颗粒有机碳(POC)产生，以及在不同水深下富含POC的沉积物的贮藏和富含POC的沉积物的稀释，例如碳酸盐的产生。其中每个都有一个地球系统组件。
HadCM3古地球系统(气候)模型
英国气象局Hadley中心的HadCM3模型是一个耦合的大气-海洋网格点大气环流模型(GCM)。它有19个大气层级和20个海洋层级，具有纬度2.5°×经度3.75°的水平分辨率，如图5所示。整个大气和海洋都是模拟的，网格单元的尺寸不是按比例绘制的示意图。其他模型也可用于此目的。该软件可以有利地用于模拟古气候。在针对近期测量时模型的性能对于理解用于古代的气候的不确定性很有价值。
HadCM3相对于较老的GCM的一个优点是不存在通量调整。许多气候模型包括计算从赤道到极点传输的热量(能量)差异的校正。这些差异会导致模型结果在连续模型运行(气候漂移)中发生位移。由于这只能在现代时期观察条件下识别，这种修正(称为通量调整)隐含地带来了一种现代解决方案，它不适用于在地质时代所代表的温室和冰室气候条件范围。HadCM3消除了这种不确定性。
HadCM3模型的边界条件包括：
-古地形和古测深(在图4中总结了地图实例)。
-陆地流域盆地，以便淡水和流三角洲沉积物的排水口在古地形图明确定义的位置对海洋有贡献。
-陆地植被覆盖。随着模型的运行，模型的地面植被组分(TRIFFID)提供反馈，以修改降水、温度等，以使模拟的植被覆盖与模拟气候达到平衡。由于地球的植物群随着地质时期而发生变化，因此修改每个时间片的植被覆盖度(称为植物功能类型或PFT)以符合植物群进化的主要阶段。对于早志留纪，移除所有维管植物类型。在晚泥盆纪保留针叶树和灌木。对于晚白垩纪，保留宽叶树，并保留了中渐新纪后期模型的全套现代PFT。对于每个志留纪模型，植被覆盖物最初被设置为各处的灌木植被，从而在模型中建立平衡植被覆盖(PFT)。
-土壤。土壤方案默认设置为中壤土，这种土壤类型是现代西欧大部分区域和北美洲中部和东部的典型土壤类型。
-大气化学。这里所包含的模型是以保守的GeoCARB III曲线(文献中已知的)衍生的大气二氧化碳估算值作为指南运行的。这些值包括Berner等(1983)和Berner(1991、1994)的建模工作，以及Cerling(1991)使用土壤碳酸盐的地球化学计算，Freeman和Hayes(1992)使用POM的碳同位素特征。Pearson和Palmer(2000)最近使用硼同位素分析的工作表明，pCO2值甚至可能适用于晚中生代。大气中的CO2值设定取决于时间片。
-太阳常数。该常数按照太阳的长期自旋向下而增加，因此，在地质时期，这不是“常数”，因此，已经使用每个时间片的演化模型进行设置，例如：
о鲁培尔阶的当前日照常数的99.73％
о土仑阶的当前日照常数的99.24％，以及
о阿舍林阶和弗拉斯阶的当前日照常数的97.5％。
-年份的长度，即地球在太阳周围的一次公转的地质时期在减少，因此例如如下设定：
о新生代365天，
о白垩纪370天，
о二叠纪383天，以及
о泥盆纪399天。
古地球系统(气候-海洋)模型结果
HadCM3模型耦合的海洋-大气实验需要相当长的自旋时间才能使海洋中大量的水达到平衡状态。在早期的工作中，自旋是通过一系列短暂的迭代实现的，这些短暂的迭代只在仅限大气的模型和长期的仅限海洋的模型之间进行。但是，提高计算机速度可以实现更直接的方法。完全耦合的模型可以从其余部分或从类似古地理学配置的模拟中初始化。然后将模型整合大约500年，此时海洋条件的趋势被用来推断另外的1000年(使用主成分分解并使用非线性指数拟合过程)。这通常再重复两次，以允许有效地将自旋速度加快3倍(1500模型年变为4500年)。最后，该模型在没有干预的情况下至少运行2000年。深海产生的趋势可以忽略不计，体积综合平均海水温度通常的变化趋势为每千年低于0.2℃，表面温度趋势降低一个数量级。
HadCM3产生大量的大气和海洋模型结果，包括：月度平均值、年度结果(平均值、范围、最小值和最大值)和季节性结果。使用两个网格分辨率：网格为2.5°×3.75°的原始数据，其由0.25°×0.25°的网格根据原始数据的简单样条生成。尽管使用样条技术进行插值可能会被视为存在问题的，但这可以用于古环境预测中的大多数潜在海洋烃源岩沉积的大多数海陆架和狭窄海域。
气候的时间序列
在图6-8中示出来自HadCM3(PESM)的模型结果并且其可以被视为气候的时间序列(参见图9)。图6显示了地表气温，图7显示了所得上升流模型具有风驱过程的纬度方向的稳定性，图8显示了涡动能的结果。全球气候变化超过约400ca.时间跨度包括由为晚古生代热室气候模拟的晚泥盆纪(弗拉斯阶)开始；它还包括为早二叠纪(Asselian)模拟的Perm-Carboniferous冰室，中生代温室气候以及新第三纪至现代冰室条件的气候恶化。这里模拟的中生代温室气候，在晚白垩纪达到高峰。图9所示的阿舍林阶冰室状况包括两组结果：一个来自用当前的大气气体代表间冰期气候的主要模型，以及第二个灵敏度测试模型，该模型使用微量温室气体和南半球低温轨道运行，以模拟近冰川最大条件。
模型测试/确认
与现代观察比较
HadCM3软件用于天气预报和气候建模。通过参考气象站的数据每天对天气预报进行测试，并且使用该过程改进了模型的性能。关于气候，Hadley中心/英国气象局表示出对现代系统复制的高度信任。这种方法在很大程度上依赖于一系列气候模型相互比较项目中报告的这种测试。该模型对初始条件的敏感性是Hadley中心/英国气象局执行的测试之一，并且已经产生了可靠的结果。
与古代气候代用数据的比较
在构建GDE地图的过程中收集来自井、钻孔和露出地面的岩层的数据点，其通过提供关于岩性和解释的古环境的硬数据来支持绘图。此外，还收集了标准“限定符”组的点数据以包括关于岩性、动物和植物群的更多细节，包括那些是古气候代用的。编制的主要气候代用数据点为：
-煤；
-蒸发岩(石膏/无水石膏和石膏)；
-代表“礁石”、“卵石”、“珊瑚礁”组合和“厚壳蛤”组合的碳酸盐岩组成；
-硅质岩；
-磷酸盐；和
-其他代用数据，包括鹿茸、动植物、红床、风沙丘沙和古土壤。
气候代用数据(climate proxy data)对HadCM3模型的功能没有贡献，但被用于测试和验证每个时间片的气候模型的结果。采用了基于点位置的不确定性和代表特定时间片的地层精度的评分系统，采用了一般质量分类。每个标准的得分范围从1到3，因此得出的总和范围从2到6。为了提供方法论的说明，这里根据以下标准包含示例：
-碳酸盐积聚：虽然盐度控制也很重要，但温度控制在这里得到强调，碳酸盐的发展仅限于最低温度为15℃的地表水；以及
-蒸发量：负P-E的月数(降水量减去蒸发量)以及在必要时与雨季的月数、月降水量>40毫米以及地表水中达到的盐度的最大值。没有确定的临界值，但是任意的下限为4个月的负P-E用于估算数据。
小的和可变的样本大小以及一些数据在研究的露出地面的岩层地点聚集的方式意味着没有进行严格的统计分析。取而代之的是，对气候代用数据点与预期气候带重合的百分比进行了简单计算。将模拟输出的结果与气候代用数据点拟合成0.25°的结果进行比较，确实产生了令人鼓舞的结果，数据点与预期气候参数之间的对应程度很高。总的来说，泥炭/煤的成功率为86.6％，蒸发岩93.7％，碳酸盐积累83.1％，硅质岩和磷酸盐80.8％。
源相的预测方法：深入研究有机质的生产力和贮藏
现在解释使用Merlin+软件在源相预测中采用的方法。通过这种方法可以促进产生源相的OM生产力和贮藏的原始分布预测，并且也可以确定出源相未遭受侵蚀或潜没破坏的区域。然而，该方法不能预测热成熟度，因此浅埋意味着在某些区域预测的源相可能是不成熟的，相反地，在深埋的情况下，预测的源相可能是成熟的或过度成熟的。
该方法利用来自全球尺度地球系统模式的古气候、古海洋学和古生物的输出。因此它是估算全球范围边缘盆地的工具，或者用于确定主要建立盆地的新勘探活动的工具。在盆地边界，这可能让石油公司以最低的成本进入新的机会。在已建立的盆地中，油气聚集并不总是可靠地连接到其源灶，并且来自预测的潜在源相的新见解可能导致接近现有基础设施的有利可图的新机会。所有这些优点可以基于由该方法生成的图像来确定。
“自动”预测模型概述
这里总结的预测方法学模拟有机碳通量。该模型的自动化部分使用标准的ESRI空间分析工具，并允许调整关键参数以最好地适应控制数据。
如图10所示，该方法通过接收输入数据而开始于步骤1000。输入数据包括古地理数据，其中包括古地形、古测深和古地球系统模型结果中的一个或多个。
该方法在步骤1002估算上升流生产力。上升流是向透光区提供营养物质的有效过程，还包括可用太阳辐射中季节性变化的影响。此步骤使用上升流的月份的原始时间和空间量化。在步骤1004中，该方法估算风暴生产力。这个步骤是新的，因为它没有用于源头预测的早期类比工作。步骤1004还包括太阳辐射中的季节性变化以及超出冬季月份(低可用太阳辐射)的风暴汲取的可用营养物质的持久性。
步骤1006估算沉降过程中OM的衰减。该步骤是围绕Martin方程建立的(Martin等人，1987)，Martin方程是关于有机碳在通过水柱沉降期间失去衰减的情况。在步骤1008中，估算潮汐床应力。在计算预测模型时增加这一步骤是具有创新性的，因为没有任何已发表的工作意识到它。在一个应用中，在该步骤中使用贮藏vs氧化的化学环境。该特征将在下文中进行更详细的讨论。用于生成高分辨率海洋DEM的改进方法意味着ICOM潮汐模型的应用更加有效。
在步骤1010中，估算OM的碳酸盐自动稀释。这一步通过引入25米和50米的水深截断点反映了在浅海环境中海底碳酸盐的生产。在步骤1012中，估算深水中的重力再沉积。这代表了测深绘图和OM通量预测的创新组合。
然后在步骤1014中，使用在先前步骤中建立的预测(回溯)模型来生成烃源岩的空间分布(或地球资源的另一特征)图像。上面讨论的方法可以总结为如图11所示，包括接收古数据的步骤1100，基于古数据确定预测(回溯)模型的步骤1102，以及对地球的一部分的保藏的潜在烃源岩(或其他特征)的空间分布进行成像的步骤1104。地球的一部分可能包括盆地或矿藏、一个或多个构造板块和/或它们的交叉点以及整个地球。本领域技术人员将理解，如前面部分所讨论的，古数据包括古地理数据、古测深数据和古地球系统模型结果中的至少一个。本领域的技术人员也会理解，除了计算烃源岩的空间分布，还可以计算地球的其他特征，例如，海洋沉积物颗粒有机碳隔离(作为碳循环的一部分)、全球沉积通量计算、金刚石砂矿储量预测或其他矿物储量预测的建模/量化。确定预测(回溯)模型的步骤1102可以包括以上讨论的步骤1002至1012中的一个或多个。尽管图10中的步骤1002至1012的组合被认为是新颖且非显而易见的，但是发明人注意到，基于本说明书可以容易地设计出图11中所示的流程图的推导。换句话说，本领域技术人员将理解，步骤1102可以以任何顺序和/或组合包括步骤1002至1012中的仅一个、两个、三个、四个或五个。这意味着在一个应用中，步骤1102包括，例如，仅包括步骤1002，或者仅包括步骤1002和1004，或者仅包括步骤1002、1004和1006，或者仅包括步骤1004和1006，或者步骤1002至1012的任何其他组合。这是可能的，因为步骤1002到1012中的每一个都考虑了烃源岩的一个方面，尽管所有这些步骤都会为烃源岩的空间分布产生最佳图像，但通过省略步骤1002至步骤1012中的某些步骤，仍然可以产生烃源岩的空间分布的局部图像。
现在讨论在这些方法的步骤1002至1012中的每一个中应用的通量和贴现值。
步骤1002：上升流生产力
上升流生产力来自海洋环流当前的GCM结果，其中提取每年提供垂直(正向)上升流的月份数量并通过与现代数据类比转换为碳通量值。
营养供应、水浊度和相关的光穿透深度是控制海洋光合生物圈中初级生产力的一些因素。上升流是向透光带供应养分的因素之一，低光照水平是初级生产力的季节性限制因素，特别是在极地冬季的高纬度区域。地球表面接收到的光量是限制初级生产力的重要季节性因素。因此，为了解释日间长度的季节性变化以及可用太阳辐射的相关变化，采用了一种简化的方法，即，对每月的净太阳辐射值相对于每月最大净太阳辐射值进行标准化，以提供十进制太阳因子，然后将其应用于每个网格单元的月生产力值。这是对已知过程的粗略简化；光合作用辐照度曲线已被广泛用于探测光合作用相对于光强度的效率和能力。在最低辐照度下，光合速率与辐照度成线性比例，但随着辐照度的增加，达到饱和，从而光合速率减慢并最终可能下降。不同种类的海洋浮游植物以不同的方式对辐照进行响应，因此，确定适用于模型的饱和辐照度具有挑战性。即使可以判断在过去的岁月中的物种多样性以及物种对辐照度的响应，那也是很难的，因此采用了一种简化的方法。这代表了与Merlin+Phase 1中使用的方法相比的一个重要进步，在该方法中根本没有使用表面可用光的变化。
步骤1004：风暴生产力
风暴生产力评估来自GCM结果的风暴度(涡动能，(EKE))要素，通过类比现代数据将其转换为碳通量值。已经以与步骤1002相同的方式进行了考虑日间长度的季节性变化和可用太阳辐射的相关变化的修改。对每月净太阳辐射值相对于每月最大净太阳辐射值进行标准化以提供十进制的太阳因子，然后将其应用于每个网格单元的月生产力值。
风暴搅动是一个有效的过程，有助于向透光区提供营养物质，而在冬季，当太阳辐射很少，因此来自浮游植物的生产力很小时，这些营养物质将保留在水体中。这与风暴相关的生产力有关，因为在冬季，风暴更频繁，最活跃。为了说明风暴搅动中可利用的营养物质的持续存在，在可用太阳辐射低的月份之后，将前两个月的暴风生产力值纳入每月评估的生产力中。
步骤1006：沉降过程中的衰减
评估穿过水柱的沉降过程中的衰减是使用马丁方程(Martin等人，1987)从古水温DEM推导出来的。马丁方程来源于太平洋低纬度到中纬度、开放海洋、沿海和上升流地点采集的泥沙数据。在生产力异常高的区域以及通风不良的限制性盆区域，会形成氧气最小带和分层缺氧水体。因此，在这些区域，沉降过程中有机碳损失的比例会减少。Merlin海洋源相预测工作的重点是预测出口生产力高的区域以及海底OM堆积和贮藏区域。调节低氧/缺氧发展的方法已经设计用于图10所示的步骤，并且该方法在后面讨论。
步骤1008：潮汐床应力沉积作用的阈值
将来自ICOM古生物模型的潮汐床应力值用于限制海洋有机物质可能积聚的海域。高至中等潮汐床应力可以防止海洋颗粒有机质在海床积聚，因为这些应力随着每次潮汐而发展，所以在海床沉积物中的有机物有机会提升凝聚附着力并因此抵抗侵蚀之前，每天都要运行一两次。根据类比，所使用的床应力值最初是基于现代暗礁上富含有机物的泥浆的分布情况的，并与模拟的潮汐层应力相关。
步骤1010：碳酸盐自动稀释
在水温适中至较高，海水盐度平均的浅海陆棚区，大部分初级生产或由海底钙质藻类固定，或由珊瑚和软体动物占主导地位的平台和礁石碳酸盐复合物的过滤器供料器使用。这些是在浅海环境中积聚的海底碳酸盐。为了反映这一步已经将Merlin+Phase 1中使用的方法修改为包括25米和50米的水深截止点，在适当模拟水温和水盐度的情况下，在25米和50米浅的暗礁区域，碳通量值已经贴现。然而，由于缺乏适合当前浅海环境的适当数据，贴现值并没有受到很好的约束。
在最小海面温度为15℃的浅海区，贴现值(discounting values)应用于两个深度范围：0m至25m和25m至50m。
步骤1012：重力再沉积
使用ArcGIS流积累工具对深水中的重力再沉积进行建模。古DEM用于定义再沉积区域，该区域位于暗礁断裂的下坡。通过步骤1010(即，在应用碳酸盐贴现之后)通过在表层水中预测的碳通量值来加权初始起始值。
这些再沉积值是累积的，因此表示最大下坡通量。因此，它们应该只适用于高等级区域，这些区域容易得到富含有机质的泥质重力滑道和低密度浊流水流。这些值不应该在盆地建模中不加修改地使用。
低氧/缺氧以及有机质贮藏
上面讨论的方法可以在不知道海洋的氧气特征的情况下实施。然而，如果将这些特征添加到预测模型中，例如在步骤1008中，烃源岩的空间分布的图像得到改善。现在讨论这种改善。
海洋氧浓度、大气环流与大气交换不是作为当前气候模式的参数捕获的，但是它对OM贮藏具有重要的控制作用，在源相文献中具有显著的特征。因此，在Merlin+预测程序中添加低氧/缺氧要素是一个理想的目标。影响海洋任何给定位置的氧浓度的变量包括以下几点：
-温度，
-盐度，
-混合层深度，
-水深，
-空气-海气(air–sea gas)交换率，
-横向和垂直流动，
-光合速率，以及
-有机质的有氧降解。
在表面混合层中，将海水饱和以相对于O2超饱和。空气-海气交换和气泡捕获确保了大气中O2的持续溶解。在春季和夏季，混合层的过饱和最大，这时浮游植物活动和相关的OM生产力最高。夏天海水表层的变暖也会产生抑制垂直混合的浅层密度梯度。O2浓度降低到表面混合层以下，因为这里没有直接进入大气O2，因此O2的生物消耗超过补给。
为了有效地模拟控制海洋所有层中的氧浓度的复杂过程，需要将所需参数完全整合到全球气候模型中以用于所选时间片。这超出了现有模型的范围，例如HadCM3和Merlin+方法。然而，为了解决源相预测的这一方面，包括一些控制过程的简化方法是可能的。
此实施方案的目的在于找出远古海域容易发生低氧/缺氧的区域，并区分限制性盆地，其中绝对的的水平衡可导致水柱分层，促进缺氧下部水的发展。这种模型已被许多作者提出。然而，目前，处于显生宙的被大海淹没的大陆比例低，因此产生很少的现代类似物，可用于验证或进一步理解已被提出作为许多中生代烃源岩环境的关键方面的水柱分层模型。哈德逊湾和卡奔塔利亚湾等现代陆源海展现出氧-低氧下部水。波罗的海是唯一受到广泛缺氧影响的现代陆上海洋的实例，其中氧气消耗主要是受水文限制和强大的河口环流的影响。出于这个原因，这里使用的方法的改进是概念性的，并且主要由模型驱动。
缺氧预测
现在讨论实施用于产生低氧/缺氧网格的背景和方法。
海面氧气(O2)的古溶解度
溶解度是指多少物质将溶解在给定体积的液体中的量度(例如，海水中的O2)。当无法再溶解更多的O2时达到饱和，并且达到饱和浓度。海洋中氧气的饱和浓度取决于大气中氧气的浓度。海洋表层的光合作用可能会局部增加O2的产生，导致超饱和以及脱气进入大气。相反，有氧呼吸会降低海面以下的O2浓度。空气饱和水的溶解氧浓度取决于温度和盐度并因此表现出反映这些参数的纬度梯度。对于Merlin+而言，Garcia和Gordon(1992)定义的公式，其中包含GCM衍生的年海表盐度和温度网格，以提供氧气溶解度，单位为μmol/kg。
在几百年到几千年的时间尺度上，大气中的氧气浓度受全球光合作用和呼吸速率所控制。在较长的时间尺度上，对大气中氧浓度的主导性的控制是沉积物中有机物和黄铁矿的埋藏以及这些物质在大陆上的氧化风化(加上从它们深处释放的还原的含C和S的气体的氧化)。Berner(2006)利用合理的埋藏速率和有机质和黄铁矿的风化速率估算了地质时期尺度上大气中O2的浓度，如图12所示。
为了说明大气氧气随着时间推移的变化，该方法将氧气网格(oxygen grid)的初始溶解度乘以时间片特定氧气比，如表1所示：
[表1]
使用如图12中概括的值导出大气中的O2浓度。近期的大气中O2的浓度为20.9％。通过将氧气在海面网格中的时间片特定溶解度乘以时间片特定氧气比，产生氧气网格的古土壤溶解度。表1显示了大气O2的时间片特定浓度以及近期得到的时间片比氧比(％O2时间片/％O2)。
氧气网格的时间片特定古土壤溶解度在Merlin+时间片中的应用具有意义，在地球历史的温室阶段温暖海洋和冰室阶段所代表的OM贮藏环境之间的差异是非常不同的。
海床混合层通风
海洋混合层是近地表区域，由于风驱动表面混合和波浪作用，海洋示踪物包括氧气、温度、盐度和密度接近均匀。混合层的深度和温度随季节性地表热通量而变化，这会改变地表水的密度以及气候系统的风暴。在夏季，由于风力和表面变暖，混合层深度最浅，而在冬季，风暴比较频繁，混合层深度较大。月度、季度的混合层深度包含在MDA中的“模型结构：海洋”下的每个时间片。
通过将每年最大混合层深度与测深交叉来生成海床网格处的混合层通风。在最大混合层深度位于海底的点处，提供标记以指示长期/全年缺氧的可能性最小的区域，因为在一年的至少部分时间内，水柱与海床充分混合并通风。
深度相关的盐度变化
具有此参数的网格提供了海底盐度减去海面盐度>＝3.5‰的月数的计数，从而表明是否存在发生盐度分层的可能性以及分层是全年还是季节性。
在确定缺氧发展的潜力时，水深和有机质以及氧气在垂直层面上的垂直交换也是要考虑的参数。混合层下面的水体积越小，垂直交换的氧气越少，在有机质到达海床之前使有机质再矿化的氧气就越少。这些参数尚未纳入目前的方法。
缺氧潜力
有氧呼吸对O2的生物消耗是混合层下水柱中氧浓度的关键控制。出口生产力高的区域会产生高氧气需求，如果通风不畅，可能无法满足需求。在这些情况下，会产生低氧/缺氧状态。为了确定Merlin+时间片易于缺氧的区域，可以使用四个关键网格：
-有机碳出口生产力(图10中的步骤1002预测＝上升流生产力+风暴诱导生产力)，
-氧气(O2)在海面的古溶解度，
-海床混合层通风，以及
-深度相关盐度变化(月：盐度差异>＝3.5‰)。
因为它们具有全球适用性并被用于2015年预测，因此选择了网格1-3。深度相关盐度变化(月：盐度差异>＝3.5‰)网格被用来确定任一高级盆地，这些盆地显示出发展季节性或长时间分层的潜力，从而抑制混合层下面的通风并创造有利于缺氧发展的环境条件。早春变暖和深秋降温可能延长缺氧的发生的时间，因此分层持续时间越长，缺氧发展的可能性就越大。
Merlin+的风险过程是一个四步骤的过程(如图13所示)，其中：
1.Merlin+有机碳出口生产力(步骤1002出口生产力)分类为低(0-50gC/m2/年)、中(50-90gC/m2/年)和高(>90gC/m2/年)。阈值是根据近期由卫星得出的出口生产力估算值的观测数据确定的。对于近代而言，“高”对应于东部边界上升流的区域，如秘鲁和非洲西南部，热带交汇区以及高风暴引发生产力的区域；“低”一般对应于副热带环流系。
2.将海面氧气的古土壤溶解度分为低(<200μmol/kg)、中(200-300μmol/kg)和高(>300μmol/kg)。对于近代而言，氧气在海面的溶解度在192-460μmol/kg的范围内。
3.在全年任何时间点，将海床网格上的混合层通风应用于不通风的高级变质岩区(high-grade regions)。
4.使用深度相关盐度变化网格(月：盐度差异>＝3.5‰”网格)，盐度分层可能导致缺氧发展的盆地高级变质。
a.0-3个月，其中盐度差异>＝3.5‰，缺氧潜力评分加0；
b.4-8个月的盐度差异>＝3.5‰，缺氧潜能评分加1；以及
c.9-12个月的盐度差异>＝3.5‰，缺氧潜能评分加2。
图13示出了如何应用风险过程。由此产生的“缺氧电位”网格具有从1到10的值，表明对于缺氧发展非常低的电位(1)到非常高的电位(10)。网格已经被裁剪至-2,000m。在现代海洋中，最低氧含量区(OMZs)的范围很少超过1，500m(Helly和Levin，2004)，但是，如果没有完全整合的海洋碳循环模型，就不可能确定OMZ在每个时间片上存在的深度。
现在参照图14讨论可以实现上面讨论的一个或多个方法的计算装置。计算装置1400包括通过总线1404连接到存储装置1406的处理器1402。计算装置1400还可以包括输入/输出接口1408，数据可以通过输入/输出接口1408与处理器和/或存储设备交换。例如，键盘、鼠标或其他设备可以连接到输入/输出接口1408，以向处理器发送命令和/或收集存储在存储设备中的数据或向处理器提供必要的数据。在一个应用中，处理器基于步骤1000中讨论的输入数据估算上面关于图10所讨论的步骤1002至步骤1012，该输入数据可以通过输入/输出接口来提供。另外，处理器可用于运行预测模型以生成烃源岩的图像。该算法或另一算法的结果可以在屏幕1410上可视化，屏幕1410可以不是计算装置1400的一部分。
上面讨论的一个或多个实施方案公开了一种用于为整个地球生成烃源岩的空间分布的方法和系统。应该理解的是，该描述并不意图限制本发明。相反，本发明的实施方案旨在覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物。此外，在示例性实施方案的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对要求保护的发明的全面理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践各种实施方案。
尽管在实施方案中以特定组合描述了本示例性实施方案的特征和要素，但每个特征或要素可以在没有实施方案的其他特征和要素的情况下单独使用，或者可以与本文公开的其他特征和要素进行组合或不进行组合。
本书面描述使用所公开的主题的实施例以使得本领域的任何技术人员能够实践该主题，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他实施例。期望这样的其他实施例在权利要求的范围内。
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Claims (8)
1.一种用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的方法，包括：
在接口(1408)接收(1100)古地理数据，其包括(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型；
利用处理器计算(1102)基于所述(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型的特征的回溯模型；以及
对所述特征在地球的至少一部分上的空间分布进行成像(1104)，
其中所述计算步骤包括基于测深绘图和有机质通量预测评估深水中的重力再沉积，
其中所述特征与烃源岩有关，所述烃源岩是指从其中已经产生烃或能够从其中产生烃的岩石。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述古地形数据和所述古测深数据被用作所述古地球系统模型的边界条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括：
评估跨越地质时期的整个地球的上升流生产力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括：
评估海洋透光带中有机质的风暴生产力。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括：
评估水柱中有机质在沉降过程中的衰减。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤还包括：
评估跨越地质时期的整个地球的上升流生产力；
评估水下有机质的风暴生产力；
评估水柱中有机质在沉降过程中的衰减；
评估潮汐床应力，以限定海洋有机质积聚的浅海区；以及
评估碳酸盐自动稀释，该碳酸盐自动稀释反映所述浅海区的海底碳酸盐的产生。
7.一种用于评估与地球资源相关的特征的空间分布的计算装置，该计算装置包括：
用于接收(1100)古地理数据的接口(1408)，所述古地理数据包括(1)古地形数据、(2)古测深数据和(3)古地球系统模型；以及
连接至接口(1408)的处理器(1402)，该处理器被构造为：
基于所述(1)古地形数据、所述(2)古测深数据和所述(3)古地球系统模型计算(1102)所述特征的回溯模型，以及
对所述特征在地球的一部分上的空间分布进行成像，
其中所述处理器进一步被构造为基于测深绘图和有机质通量预测评估深水中的重力再沉积，
其中所述特征与烃源岩有关，所述烃源岩是指从其中已经产生烃或能够从其中产生烃的岩石。
8.根据权利要求7所述的计算装置，其中所述处理器进一步被构造为：
评估跨越地质时期的整个地球的上升流生产力；
评估水下有机质的风暴生产力；
评估水柱中有机质在沉降过程中的衰减；
评估潮汐床应力，以限定海洋有机质积聚的浅海区；以及
评估碳酸盐自动稀释，该碳酸盐自动稀释反映所述浅海区的海底碳酸盐的产生。
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