地层反演的科学基础

Burton等（1987）提出对地层数据进行数学反演在理论上是不可能的。根据所观察到的地层属性求取过程参数值的反演模型存在的障碍主要在于：①多解性，即不同的过程参数的多重结合可以产生相同的地层；②地层资料中信息的缺乏阻碍对不同地质过程之间结合的辨别，即当地层中信息量和资料类型减少时，反演的可能性降低。

Burton等（1987）与本文提出的反演算法相似，因此问题不在所使用的反演方法上，而在于对某些更基础的问题，如对地层资料的信息量、地层记录特征，以及地层过程-响应系统作用的理解不同。

一、地层认识的误区

在研究了目前一些有关地层概念的假设之后，本文试图解释为什么这些已被接受的关于地层记录特性和地层过程-响应系统的观点所得出的结论不能依据地层资料进行反演。然后，本文试图阐述为什么这些假设是错误的，是地层学认识的误区。

（一）稀有、灾变事件之谜

认为地层记录中含有稀有事件的观点十分广泛，许多著作、论文集以及杂志都专门谈到这一论题。Gretner（1967、1984）总结了持有这一观点的论据（图9-2）。其论据是：稀

图9-2 事件的发生频率和样品间距时期之间的统计关系的表述

有事件在短期内可能不会发生，但是随着取样间隔时间的延长，稀有事件发生的概率就会增加。

对稀有事件发生的频率的认识是假定频率与大小呈反比，即事件的频率越低越是大事件。Gretner（1984）写到：“大事件是稀少的，小事件是常见的”，如洪水事件，百年一遇的洪水比十年或一年一遇的洪水要大、破坏性要强。地质时期的各种事件，包括地震海啸、火山喷发、飓风、地震和陨石等事件均适合频率和大小的反比关系。紊乱、无规律、稀少、大幅度事件实际上是不可预测的。此外，建立一个能够综合模拟稀有、偶发事件的正演地层模型是困难的或不可能的。没有准确的正演模型，定量地层反演是不可能的。

非频繁事件的大小与普通事件成比例地增大吗?稀有的和/或大幅度事件比普通和（或）小幅度事件在地层记录中留下的痕迹更深刻吗?地层记录是由偶然发生的、稀少的、灾变事件构成的，还是由普通的、有规律发生的可识别的、按时间顺序的过程产物构成的?

稀有事件神话中的一个明显的逻辑缺陷是：如果地质年代中非频繁事件成为普通事件，那么频繁（每日、每季、每年）事件就会随处可见。除非稀有事件以某种方式消除和代替了普通事件聚集的沉积物，地层记录应该以常见的、普通事件的产物为主。这个假说有直接有力的证据。沉积学分析就是根据现代环境中观察到的“相”和过程-响应相互作用进行类比的。地质学家很少在飓风、洪泛和地震海啸期间研究过程-响应关系。我们对现代环境中沉积相的理解是以观测“正常”过程的产物（即现代环境中所观察到的、影响沉积盖层变化的物质）为基础的。尽管地层学的主题是稀有事件神话，但沉积学文献的大量内容却是对普通作用形成的地层的描述和解释。如果沉积记录中以稀有事件的产物为主，那么，我们就无法成功地运用均变说解释沉积相。事实上，正是由于稀有、高幅度事件在地层中很稀有，它才引起了人们的特殊关注，并且由于它们具有独特的或不寻常的沉积特征，才使它们易于区别于常见过程的产物。

事件的频率和幅度之间假设的反比特点是什么?相似类型的事件，如河水泛滥、飓风和风暴，它们的能量和影响有一定的范围。每类事件的频率和幅度之间有一种反比关系，但只是在某一范围内。相似事件的幅度并不是与频率无关的任意增加。河流的流量受汇水区降雨量的影响，汇水区的大小是不变的，一千年中最大的流量与一百年中最大的流量没有明显的差别。飓风和其他风暴的规模是有限度的，风速是温度梯度和海洋大小的函数，在十年或百年中观测的最大幅度没有明显的差别。由于地震能量受地壳力量的限制，因此其幅度不会超过Richer标准中的10级。尽管具体事件的幅度有其自然的限度，多数幅度与频率关系的曲线图还是外推到更长的时间（例如Hsii，1988）。

评价幅度和频率之间反比关系的更具有地质意义的方法，是从地貌系统是时间（在该时间内能量被消耗）的函数的观点研究地貌的作用。选择一个河流体系做为例子（图9-3）。人们通常认为河水总是流动的，而水灾是不常见的。然而，从河流的观点来看，没有发生洪水的河流是处在休息状态的河流，对沉积物搬运和改变河道几何形状方面作用很小。洪水期的河流一般发生率是总体时间的2%～8%。从某条河流的透视分析可知，只有洪泛期才是河流的主要贡献（搬运沉积物和改造河道形态等）期或“工作”期，所完成的工作量则取决于作用期间的长短和洪水的能量乘以洪泛事件的频率。如果我们仅考虑河流发生作用的时间，这段时间在流量上存在一个与洪水频率有关的范围，而且将能量与频率反比关系适合某一范围。由于能量和频率的反比关系是非线性的，一般幅度的洪水事件比经常发生、低幅度洪水或稀有的、高幅度的洪水所起的作用更大（图9-3）。从河流的观点来看，普通的、中等幅度的洪水好比正常工作日，规模极大的洪水是非频繁的高度紧张的超时工作，低幅度洪水是再创造，而非洪水流量是在睡眠。从地貌体系观点考虑，地层记录中的主要部分是“正常”事件的产物。

图9-3 从地貌系统观点研究地貌作用的实例（河流体系）

大幅度事件对地层记录的影响比小幅度事件更深刻吗?通过比较1000年间海平面缓慢、逐渐上升10 m的产物和同样时间间隔内许多飓风的产物可以回答这个问题。尽管飓风很大，它们只是在近海地区切割了一个窄而局部的条带。飓风的沉积层相对较薄（Hayes，1967），经过数年的动物潜穴作用后便失去了其识别标志（Scott等，1981；Wheatcroft，1990）。有些飓风甚至几乎没有留下能够代表其经过某处的沉积记录（例如Boss和Neumawn，1993；Hubbard等，1991）。在许多情况下，高幅度事件的地层记录是一个区域分布局限的、与其上覆和下伏岩层难以分辨的岩层。火山的喷发，如Se Helens火山喷发，除富集在局部湖底的火山灰以外。可能只是在大面积内留下不引人注意的、暂时的火山灰。一些最著名的高幅度事件，如 Scablands水灾（Bretz，1969；Baker，1973），像正常底形一样易于识别，只是在规模和结构上有些不同。与之相反，海平面缓慢、逐渐地上升会影响全球的海岸和陆架。它可以使海岸平原沉积物加积到向陆方向海进滨线延伸很远的地方，可以将笔直的海岸线改造成湾形海岸，以海湾充填沉积代替面向开阔海的前积的滨面沉积，将陆架环境向陆地方向推进，并在陆架深处产生密集层。总之，在许多情况下，低幅度、缓慢、单一方向的过程变化比高幅、断断续续、不频繁、偶然的、“灾难性的”或“灾变性的”事件在地层记录中留下痕迹更明显，广泛、更深刻。

（二）地层间断和地层不完整性之谜

一般的观点认为地层记录是很不完整的，含有许多“地层间断”，因此缺失了许多年代。有大量的比喻：地层记录像一张网，很少的沉积物把许多洞连接在一起；地层记录像一种多孔隙的硬干酪，孔隙比乳酪部分多。这种地层不完整性的观点中经常伴有关于对稀有事件认识的误区，从而设想地层记录以不频繁、偶然、高幅度事件的沉积物为主。Ager（1973）曾谈到地层记录由长期的平庸无趣的事件和幕式的惊骇事件组成。Sadler（1981）和Anders等（1987）列表说明了不同取样间隔的沉积物，确定了取样间隔越长，沉积物堆积速度越低。他们得出的结论是随着地层所代表时间的逐渐增大，地层“间断”的数量成比例地增加。随着“间断”与岩石的比例增大，地层所代表的总时间逐渐减少，地层不连续性界面所代表的时间则逐渐增加。因此，随着取样间隔的延长，地层记录的不完整性就越明显。按照相似的逻辑，Wilkinson等（1991）估计在克拉通碳酸盐地层中缺失了高达97%的显生宙年代。

对地层间断和地层不完整性认识的误区产生于不能正确地理解地层记录的一维剖面，而且对地层不连续界面的重要性理解也不恰当。地层层序的一维地层剖面都包含不同时间内形成的地层不连续界面。从一维角度观察地层，认为垂向剖面完全代表地层的三维体积，并把在某一地理位置上识别的地层“间断”和“缺失时间”被理性的外推到地层三维体积的全部地区，因此将在某一地理位置地层不连续界面所代表的时间夸大到所有地区，认为大量的时间“丢失”了。这种地层观点没有认识到一个地区的地层在时间上相当于另一个地区的间断面。正如Barrell（1917）指出的那样：“不整合所代表的时间在其他地方由地层沉积体体现出来。”

地层间断和不完整性之谜，尤其当它们伴随着稀有事件之迷时，所得出的哲学结论是地层记录中缺失了那么多的信息，因此重新构筑沉积盆地史的希望渺茫。以这种观点来看，定量、精确地重构盆地史，比如通过反演方法是一个荒谬的做法。

从四维透视角度观察地层，时间是连续和完整的，地层记录没有缺失时间。完整的时间由地层和地层不连续界面（或间断面）二者的结合所体现。正如时间-空间（Wheeler）图解上所强调的，在时间域和过程域中，岩石与界面具有同样的重要性。一个位置的地层不连续界面所记录的事件同样被另一个位置堆积的沉积物所记录下来。地层层序内任何一种成因（侵蚀作用或非沉积作用）的缺失的出现都具有四维意义，其中时间值相同的岩体出现在沿斜坡向上或向下位置，没有地层间断。地层层序中含有足够的信息，可以用定量方法来重新构筑盆地史。

（三）世界安息日之谜

许多地层解释中隐含另一种未被明确表明为地层学原理的认识上的误区，即跨越沉积盆地地表的全部地貌体系经常停工、停止运作，正如休息一下庆祝安息日一样。在极特殊的情况下，全盆地范围所有地质作用规律地停止，停止时间可占总时间的一半；这可以称做一半时间世界的神话，但这只是安息日世界的另一种称谓。

听到这个神话的反映就是不相信。肯定没有人认为世界会停止运动。毕竟雨还在下，水在向低处流动，海浪在拍打岸边，太阳普照大地。在地层解释中应用了安息日的人面对直接提出的这个问题也会否认世界能停止运动。这个神话隐秘地进入地层分析中，导致忽视地层不连续面的实际含意和重要性，因而无法应用质量守恒原理。

图9-4为安息日神话的常见表示法。这个岩性地层横剖面（图9-4A）展示了一个沉积盆地（被动边缘盆地）的充填地层层序。该横剖面似乎合理展现了大陆和海相地层进积与退覆的历史。然而，显示地层过程和事件历史的时间/空间图（Wheeler图解）（图 9-4B）上却有三个沉积作用幕，它们被整个沉积盆地无任何事情发生———没有沉积作用或侵蚀作用的时间段分隔开来。沉积幕之间的世界关闭了。如果把这幅图解释为沉积作用幕之间整个沉积盆地处于侵蚀状态，那么侵蚀期间的沉积物到哪里去了呢?这两种解释都是不现实的。在Wheeler图中绘制这些事件和过程通常可以防止出现这样的错误，因为时间-空间图表明的是连续作用的历史，并能迅速揭示不可能存在的地质条件。

图9-4 岩性地层横剖面（上部）和时间-空间（Wheeler）图解显示被动边缘盆地沉积史

安息日世界神话的另一个例子（图9-5）是说沉积作用发生在海平面旋回的一个部分，即下降期，而在旋回上升期间无任何事情发生，没有沉积作用也没有侵蚀作用，地球是停止的。之所以做出这种解释的原因是只看到了世界一部分的地层记录（浅海陆架和滨面），

图9-5 两个准层序显示地层沉积同时开始、同时终止

并把从这一部分世界所观察到的现象外推到全部其他环境中。地层文献中大量谈到不对称地层旋回（通常为海平面下降或向上变浅的旋回），它们穿越整个沉积盆地。那么海平面上升期间堆积的沉积物在哪里呢?这一错误的认识表明地层学家对沉积物堆积、侵蚀、沉积物搬运和非沉积作用的时间-空间格架注意得太少。

安息日神话排除地层预测和地层数据反演的原因有两个，第一，认为盆地不同部分之间没有时间和物理上的联系，因此不能利用盆地一个部分的信息预测另一个部分的历史；第二，由于安息日神话有效引发了非守恒神话并产生了不可能的地质关系，因此难以使用地层正演模型模拟安息日时期的地层。

（四）不守恒之谜

地层学家很少考虑过用守恒定律去分析和解释地层数据。许多地层解释和地层计算机模型违反了守恒定律。图9-6便是一个例子。描述地层内的地面侵蚀不整合要求沉积物在侵蚀的地表被移走、搬运并最终到达沿斜坡向下的一个沉积物可以聚集的位置。Barrell（1917）的观点是，在不整合表面的下坡终点位置，一定会有来自这个表面并在该表面上搬运的沉积物的沉积体。图9-6中的地层解释是一种不同的构型，不整合面的下坡终点并入整合的海相陆架地层，并且没有来自该不整合表面的沉积物楔状体。那么来自这个不整合面并经过地表的沉积楔状体到哪里去了呢?这种解释违背了质量守恒定律。在适当的条件下，地层分析与解释中应该考虑时间、动量和能量守恒。

图9-6 假设地层过程-响应系统不遵守保存定律的地层解释的例子

在地层资料的分析和解释中不使用守恒原理的结果是任何事情都可能发生，没有规则可寻。尤其是对质量—时间—界面的关系没有限制，而这恰是地层反演的基本要求。在质量不守恒的神话世界，根据一个地方发生的事件，如侵蚀、沉积物路过不留、非沉积或沉积作用，不可能推断出另一个地方发生的质量平衡事件。在这种情况下，准确地进行地层预测也是不可能的。不遵守守恒定律的地层模型就不能真实地模拟地层，这样的模拟结果无法进行合理的预测。

（五）无限复杂性和多样性之谜

一般认为，地层记录包括大量的相组合与相序，其组合方式具有无限多样性。这种多样性被认为是作用于复杂的、具特定外形的地球表面的多种地质作用的综合反映。很多沉积相模式都突出表现了无限复杂性与多样性神话，它们都极端地进行了某一地层单元的某项研究并称这为“模型”（Miall，1978）。

在地层反演方面，这个神话导致的后果是人们会认为地层过程-响应体系太复杂而无法准确模拟。过程/响应相互作用中的作用变量、复杂反馈回路和非线性太多，以至于模拟成功所需要的模型参数值无法用来建立模型。如果不能建立地层过程-响应体系的合理地质正演模型，那么地层反演也就不可能了。

这个神话的另一个重要后果是它虚构了一个概念，即岩层和相要组成简单易懂、易于解释的地层样式。整个地貌因素是怎样拼配并存在于比地貌更为均质性的地层中的是一个不了解的问题。一般的观点是沉积环境中沉积物堆积的地层产物与地貌环境十分相似。每个沉积环境包括许多亚环境和地貌因素，在一瞬间它们在地球表面形成一个复杂的混杂物。这种地貌因素的拼凑被描绘成原地加积作用，进而形成具有同样复杂性和区域分布的地层相的镶嵌物。

沉积学家已经识别出了重复出现的相组合与相序并把它们用模式表现出来，这足以说明有规律的、重复出现的地层基调是存在的。这种基调的数量是多还是少?每个基调的相组合与相序是有规律、有秩序的还是多变的、偶然的?这些都是有争论的问题。我们认为地层基调相对较少，而我们所看到的复杂性实际上从一种基调到另一种基调引申出来的、高度有序的过渡形式。我们进一步的观点是，这种规律性来自有序的沉积过程组合方式，地层控制能够减少原始沉积多样性并改善沉积的有序性。

相序的部分规律性是沉积物以有序的方式堆积以减少瞬间看到的地貌环境中的具拼凑特征的产物。相序有三种成因，每种成因都产生一种有序的形式和岩相构成，形成可识别的地层样式（图9-7）。第一种是水动力的变化，如衰退流沉积物。阶段衰退流层序，如沉

积物重力流，所产生的地层序列在地貌上不是固有的或明显的。每种流动本身是不可预测

图9-7 三种相序形成的实例

的事件，但流动事件的序列是可以预测的。而且，由于沉积物在倾斜的沉积表面上堆积，因此该表面的斜度随时间推移因进积而增加或因加积而降低。随着沉积表面梯度的改变，有规律地发生流变学变化的流体（因此岩相也会有规律地变化）停留在相同的地理位置上，形成沉积物重力流沉积的密度和粘度在单一方向上发生变化的地层记录。

相序的另一个成因是地貌要素的迁移，如底形与沙坝（Allen，1962）。在曲流河例子中（图9-7），点坝是众多的地貌要素之一，它形成了冲积/洪积平原的混杂镶嵌物。然而，随着凹岸侵蚀以及点坝和河曲环状河道的迁移，留下了与河道带大小相等的向上变细相序。因此地层产物比地貌前身更加均匀、有序。

相序的第三种成因是侧向联系的沉积环境随事件的迁移（Gressly，1838；Walther，1894）。在表示前积滨面和侧向联系的陆上和陆架环境的实例中（图9-7），地貌的拼凑镶嵌状被转换成更有序的“向上变浅”相序，其分布范围大于滨面前积的距离（数十千米）。在进积期间，地貌要素沿进积方向侧向迁移，充填洼地并平滑地形。在堆积的沉积物中，原本清晰的地貌要素界面被“涂去”了，保存下来的岩相多样性减少了。进入地层记录的最终沉积构成突出了相序的“向上变浅”的属性，减少了地貌环境的岩相多样性。

总之，沉积物堆积作用不是地貌要素在瞬时发生的简单的垂向增加，而是部分岩相从其成因环境或地貌的区域分布中转移到堆积的沉积物中。地貌要素与环境随时间发生的地理迁移使原本清楚的地貌和环境的相域边界“模糊”了，减少了堆积的岩相体积和空间的多样性。这种沉积转换减少了容易被移动的和替代的地貌要素的比例，增加了最具有保存潜力的地貌要素的比例。

在特定的时间内与相同的地貌区域内，地层过程确定或影响哪些环境要素之间可以相互替代，并使沉积作用形成的相序和相组合的有序性进一步增加。试想一下海岸线形状怎样作为可容纳空间和沉积物供给之间关系的函数随时间推移发生变化的，在基准面下降期间，当向陆方向可容纳空间降低时，盆地高部位的沉积物存储能力降低，多数沉积物经过海岸平原路过不留并聚集在滨面陆架上。在基准面上升期间，向陆方向的可容纳空间增大，高部位的沉积物储存能力增加，搬运至滨面的沉积物较少（Barell，1912；Cotton，1918；Cross等，1993）。沉积物供给和沉积物储存能力地理位置变化之间的平衡关系导致海岸线形状变化（图1-5）（Curtis，1970；Boyd等，1992；Cross等，1993）。随着海岸部位河流供给沉积物的增加，海浪和潮流对沉积物再分配从而改变海岸地形方面所起的作用减小，三角洲进一步伸长并发育成舌状体。随着海岸沉积物输入的减少，海岸线变得更加笔直并由海浪所控制。当沉积物供给进一步减少时，海岸因水淹而变成港湾形，近海地区受潮流的影响更显著。海岸地貌的这些变化是沉积物供给与存储能力平衡关系变化的产物，它们制约着出现在相同地貌位置的沉积环境，并因此控制了进入地层记录中的岩相。

沉积控制要素仅是岩相有序性和地层具有重复基调的原因之一。而地层对原始地貌要素保存程度的控制，及将其并入到地层记录中的作用很少引起注意。在许多研究中，我们发现根据可容纳空间与沉积物供给比值在单一方向上的变化很容易理解岩相的多样性、相序和相组合有序性的方式。A/S值的变化决定了到底有多少原始地貌要素被保存了下来。在低可容纳空间条件下，虽然沉积物很丰富，但单位时间里所聚集的沉积物很少，地层记录中只包含那些最容易保存的地貌要素成分；其他不容易保存的部分在地貌环境中被“吞并”（cannibalized）、冲刷，因此没有进入地层记录。高可容纳空间条件下，在沉积物可以充填可容纳空间的地方，地层记录中包含了构成地貌环境的多种地貌要素的完整组合。即使地貌要素保存得较完整，或以其在地貌环境中存在的同样比例保存下来，地层产物也远不那么复杂。因为地层控制使岩相多样性与保存方式发生了连续性变化，从而减少了将观察到的相序和相组合分割成多种相模式的需要。一些过渡产物作为地貌要素保存程度的逐渐变化是可以识别的，不必要为保存程度的增加或减少的逐渐变化建立新的相模式。

如果对无限复杂性和多样性认识的误区是正确的，那么地层记录的解释和反演将面临一系列挑战。首先由于这种认识假设地层过程-响应体系太复杂而无法准确模拟，这样就无法建立反演模型。其次它假设相序和相组合与生成它们的地貌环境具有同样的多样性和分隔性。对于同样的沉积环境，它提议将相组合人为的划分成多种相模式。此外它还排除了地层数值模拟得出的相组合构成和几何形状渐变的可接受性。而本文则认为有规律的、过渡性的、有组织的相组合与相序是沉积过程和地层过程控制环境变化与地貌要素保存程度的产物，由此对地层记录能进行有效的解释，并认为反演是可能的。

（六）非惟一性之谜

许多人认识的另一误区是地层程序参数可以以不同的组合方式相互替代，以至于得出相同的地层响应结果，这就是非惟一性神话（Galloway，1989）。这种认识大概是地层反演的最大潜在障碍（Burton等，1987）。产生非惟一性神话的直觉认识是一个参数的变化可以完全由另一个参数的互补性变化所补偿。例如，认为海平面下降10m与构造沉降减少10m或者沉积物供给增加了相应体积使水深发生相同的变化产生同样的地层响应（图9-8）。这个认识的后果是，如果地层资料没有包含足够的信息将多个相互依赖的过程参数的沉积响应区分开来，那么地层反演就是不可能的。

图9-8 一般认识：地层过程参数可以相互替代并产生同样的地层响应

图9-9为三个参数（海平面升降、构造沉降和沉积物供给）值单独变化时的地层响应。每幅图的中部参考模型是相同的。这些模拟表明，尽管所有的过程参数都会对地层的总体响应产生影响，但是不同参数值的变化所造成的地层响应也不同。图 9-9A表明短期海平面升降比其他过程参数能够更强烈地影响沉积物体积分配、旋回对称性、不整合和沉积间断面出现的频率。构造运动和岩石圈强度影响进积/加积单元的叠加样式，地层层序的大型对称性以及盆地形态（图 9-9B）。沉积物供给改变了相域内沉积物的体积和形态（厚宽比），但不影响沉积物体积分配或叠加样式（图9-9C）。即使在成对参数互补结合的模拟中，也不能获得相似的地层响应，模拟结果可以区分单个参数对总响应的影响。

图9-9 海平面升降、构造沉降、沉积物供给三种参数单独变化的地层响应模拟

地层资料所包含的信息量和信息类型足以区分沉积作用对多个相互依赖的过程参数的响应。尽管所有过程参数同时并相互依赖地对地层的总体响应产生作用，但地层几何形态的差异、岩相和沉积物质量分布分别记录了每个过程参数的影响。Bruton等（1987）早期之所以认为地层反演在理论上是不可能的，是因为对地层性质和地层过程-响应体系的行为有不同的理解。他们的反演地层资料的尝试依赖于地层几何关系的信息含量。对于他们所预想的地层过程-响应体系来说，他们的结论是正确的，但它不适用于本文对地层的理解。

二、对地层过程/响应系统的新认识

本书第一部分已表明本文作者对地层记录的性质和地层过程/响应系统的认识，这些观点的正确性已在许多实际应用中得到证实。概括起来主要有以下几点：

（1）地层过程/响应系统遵循守恒定律。它对控制地层形成的地质过程参数的结合有显著的限制作用。尽管所有的地层过程同时发生作用并对总体地层响应系统产生影响，但每一个过程参数的作用可以在地层中以不同的形式体现出来。

（2）通过地层基准面和基准面随时间的变化产生的地层和沉积学响应可以理解和模拟地层过程-响应系统。地层基准面是一个等势能面，它描述了改变可容纳空间的作用和使沉积物发生侵蚀、分散与沉积过程的地质作用之间的能量平衡。基准面旋回是地层的节拍器，它以能反映可容纳空间和沉积物供给比值（A/S值）向单一方向增加和减少的地层旋回的形式被记录下来。

（3）地层学和沉积学特征——堆积样式、地层结构、旋回对称性、相组合与相序、岩石物性等都可以相互补充说明A/S值的变化情况。地层记录是有序变化的，运用地层观点可以将从沉积相透视角度所观察到复杂的地层剖面转换成少数有规律的、可预测的地层样式。沉积因素控制了地貌要素的迁移和侧向上有联系的沉积环境。受A/S值单向变化制约的地层保存的潜力则减少了可能沉积的基调的数量和复杂性，并控制了原始地貌要素被结合到地层记录的程度。

（4）岩石与地层不连续面的组合记录了完整而连续的时间，时间没有间断，也没有缺失。在时间和作用域内岩石和界面有同样的重要性。从时间和物理联系的四维角度角度透视地层，即结合守恒定律，从地层到界面、从一个位置的地层信息对另一个位置的同期地层或不整合属性的预示，以及对控制地层形成的主要过程参数的分析，表明地层记录中的信息量足以使地层反演成为可能。