研究旋回式的、成因上有聯繫的、以侵蝕面（或無沉積作用面）或者與其可以對比的整合面為界的年代地層格架，以及沉積層序內部地層、巖相分佈模式的學科。地層學的分支學科。通過對地震、測井和露頭資料的分析，研究在構造運動、海面升降、沉積物供應和氣候等因素控制下，造成相對海平面（或基準面）的升降變化及其與地層層序、層序內部不同級次單位的劃分、分佈規律；研究其相互之間的成因聯繫、介面特徵和相帶分佈。以建立更精確的全球性地層年代對比、定量解釋地層沉積史和更科學地進行油藏以及及其他沉積礦產的鉆前預測。
發展簡史 層序的基本概念在18世紀晚期即已提出，認為地層是以不整合為頂、底界的單位。但第一次明確提出層序一詞，並用於北美大陸古生代地層劃分的是L.L.斯洛斯（1948）。50年代後期起，美國地質學傢P.R.韋爾等，在研究瞭大量資料的基礎上，於1965年提出瞭第一代的全球海平面相對變化曲線和地震地層學基本原理，成功地解決瞭北海盆地的中生代地層劃分，引起瞭石油地質界的重視，並於1977年出版瞭《地震地層學──在油氣勘探中的應用》一書。它標志著地震地層學的誕生和層序地層學的奠基。1987年，美國B.U.哈克、韋爾、J.哈登博爾等，在總結各項成果的基礎上，提出第二代海平面相對變化曲線，並系統地提出層序地層學的基本理論與概念。出版瞭《層序地層學原理》（1988），它標志著層序地層學進入成熟和蓬勃發展階段。
基本理論 層序地層學是在地震地層學的基礎上發展起來的，它概括瞭地震地層學的基本概念和方法，並綜合瞭生物地層學、同位素地層學、磁性地層學、沉積學和構造地質學的最新成果。其基本原理是構造運動（地殼的拉張、擠壓、板塊離散、碰撞和消減、負載沉陷、熱冷縮）、全球絕對海平面的變化（大洋盆體積、水體體積的變化，氣候的變化及冰川作用）和沉積物供應速度綜合作用的結果，產生瞭地層記錄，也可稱作地層信號。這些記錄反映瞭上述諸作用的規模、強弱、持續時間和影響范圍。其中，構造作用與海平面變化的結合，引起瞭全球性相對海平面變化，它控制瞭沉積物形成的潛在空間。構造作用與氣候變化的結合，控制瞭沉積物的類型和沉積數量，以及可容納空間中被沉積物充填的比例。而河流和海洋環境中的沉積作用，又由於水流與地形和水深間的相互影響而引起不同的巖相分佈。上述作用按其規模可以分為6級：持續時間大於5000萬年的稱為1級周期，500～5000萬年的為2級周期，50～500萬年的為3級周期，10～50萬年的為4級周期，1～10萬年的為5級周期，小於1萬年的為6級周期。其中，1級周期的起因為地殼的拉張、負載引起的地殼下撓、地殼的熱冷縮，其地層記錄表現為沉積盆地的形成與發展。2級周期的起因為板塊邊界的調整，熱的擾動，大洋盆體積的變化，表現為大規模的海進-海退旋回、大規模的大陸淹沒。3 級周期的起因是局部或區域性的應力釋放、氣候的變化、水體體積變化引起的海平面相對變化，地層記錄表現為褶皺、斷層、巖漿活動、刺穿作用和層序地層學的基本單位沉積層序的形成。第4、5、6級周期的起因分別是氣候和水體體積的變化、地球軌道偏心率的變化、地軸傾角的變化以及歲差引起的米蘭科維奇頻率。其地層表現為準層序組和準層序。一般認為，海平面的升降是全球性的，而構造活動是地區性或區域性的。盡管後者的強度通常明顯地大於前者，但是構造活動隻能增強或削弱層序的邊界不整合面和層序內部的沉積間斷面，但不能制造這些面。
研究內容 主要包括以下6個方面：①根據露頭、測井、地震資料和高分辨率的生物地層學斷代資料，進行沉積層序分析，解釋層序、體系域、準層序，建立年代地層框架；②根據層序邊界編制構造沉降和總沉降曲線，並解釋盆地的地質歷史；③將板塊碰撞或離散事件、重大海進－海退旋回、巖漿活動、重大不整合面等構造事件與地層特征聯系起來，進行構造-地層綜合分析，劃分構造－地層單元、編制相應圖件、利用計算機模擬它們的發展歷史；④研究層序內部的不同級次地層單位，包括沉積體系域、沉積體系、準層序組和準層序。確定其地層分佈模式和相帶分佈；⑤編制年代地層框圖、海面（或基準面）升降曲線、古地理圖件、巖相圖件等，以進行綜合解釋；⑥圈定有利生油和有利於形成油藏的地段，提出可供勘探的井位，圈定有利於形成其他礦產，如煤、鐵、磷灰石等沉積礦床的地段，提出可供勘探的靶區。
發展方向 層序地層學的誕生，提出瞭一系列新的概念。依照這些新概念，幾乎一切與沉積地質學有關的學科，都要接受重新檢驗和研究。其重要發展方向包括：①建立和完善不同構造、環境背景下的不同級次的層序地層模式，特別是目前研究薄弱的陸相環境以及元古宙的模式；②在廣泛研究全球各地層序特征的基礎上，改進和完善全球海平面（基準面）相對變化曲線，以及統一的年代地層表；③研究各地，特別是沉積盆地的地層劃分，在露頭、測井、地震資料相結合的基礎上，通過構造地層分析和計算機模擬，定量地、更精確地重建各地的地層沉積歷史和巖相預測；④在層序地層學理論與高分辨率地震巖性勘探和計算機技術相結合的基礎上，實現油藏、氣藏、煤田和沉積礦床等的鉆前預測和合理的資源開發。
參考書目
徐懷大、王世鳳、陳開遠：《地震地層學解釋基礎》，中國地質大學出版社，北京，1990。
C.K.Wilgus et al.，Sea-Level Changes：An Integrated Approach，SEPM42，1988.