薄层在我国是广泛存在的,随着我国化石能源勘探的发展,薄砂岩和薄煤层越来越受到重视,薄层已经成为岩性油气藏研究的重要部分。对于薄层,厚度定量预测是薄层属性分析的基础,了解厚度变化对工业开采极为重要。本文基于薄层反射系数能谱公式,推导了薄层厚度反演方法、薄层顶底界面反射系数反演方法以及薄层相关弹性参数反演方法。薄层厚度预测研究从时间域到频率域,从特殊模型到一般模型,在探索中进步和完善。前人研究为薄层厚度预测提供了指导性结论,然而,目前地震领域尚未能提供广泛应用于实际生产中的通用有效的解决方案,薄层厚度预测依旧是一个难题,继续探索薄层厚度定量预测公式很有必要。已有研究证明垂直入射下薄层反射系数能谱是顶底界面反射系数、薄层时间厚度以及频率的函数。本文在此基础上通过求取反射系数能谱对频率的一阶及三阶导数给出薄层时间厚度的计算公式、薄层顶底界面反射系数以及纵波弹性参数的计算方法。对比现存的厚度预测方法,该方法在厚度预测时具有较高的预测精度,并且不受顶底界面反射系数绝对值或相对大小的影响,且适用于符合弱阻抗差假设的任意薄层。本文在求取薄层厚度的基础上,依据薄层反射系数能谱公式给出了薄层顶底界面反射系数计算的方法,且在顶底界面反射系数已知的情况下,通过经验公式代换减少未知数来对薄层的弹性参数进行定量的求解及分析。理论模型试算显示,本文方法能够以解析的形式反演出薄层的弹性参数,误差能够控制在10%以内。杭锦旗实际数据预测结果显示,本文厚度预测方法能够较为精准的反演薄层厚度、薄层顶底界面反射系数及弹性参数。对于淮南煤田实际数据,本文采用三维井震联合预测方法、时间域薄层厚度预测方法以及基于薄层反射系数能谱的厚度预测方法来进行反演研究,结果显示:三维井震联合预测方法预测准确度要优于时间域薄层厚度预测方法和基于能谱的厚度反演方法。本文推导的基于薄层反射系数能谱的厚度反演方法预测结果误差过大,主要原因是反射系数提取不准。