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博士学位论文开题报告模板
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一、开题报告的目的、意义
博士学位论文开题报告是开展学位论文工作的基础，是保证学位论文质量的重要环节。
开题报告是博士生在导师指导下撰写并由导师审查批准的学术文件。准备开题过程是导师对博士生进行课题指导的重要步骤，也是师生在所选课题范围内共同切磋，整理、确定论文思路及主线的重要科学活动。
开题报告是博士生向由本学科专家组成的评审小组汇报博士学位论文的选题依据、研究内容及研究方案等，即汇报博士学位论文“为什么做？做什么？怎么做？”。由本学科专家进行集体审议，检查学位论文选题是否正确、研究内容是否恰当、研究方案是否合理，同时也检查博士生对拟进行的研究题目理解是否深入、对相关研究领域研究现状了解是否全面、为进行课题研究所做的主观与客观上的准备是否充分等。在此基础上，评审专家还将从不同侧面、不同角度对论文的科学思路、研究方法等重要问题提供咨询、建议和帮助，使论文工作的方向、内容和方案更为合理。
二、开题报告工作安排
1、博士生必须将学位论文开题报告书面材料提交导师审阅，经导师同意后，方可进行口头报告。
2、由各博士点组织本学科及相关学科的博导、教授5～7人，组成开题报告评审小组，听取博士研究生的口头报告，并对报告内容进行评议审查。
3、博士学位论文开题报告的时间由博士生导师根据博士生工作进度情况确定，但一般应于入学后的第三学期结束前完成，最迟应于第四学期结束前完成。
三、开题报告的内容
1、课题来源及研究的目的和意义；
2、国内外在该方向的研究现状及分析；
3、主要研究内容；
4、研究方案；
5、进度安排，预期达到的目标；
6、为完成课题已具备和所需的条件和经费；
7、预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施；
8、主要参考文献。
四、对开题报告的要求
1、在掌握大量有关文献资料的基础上，对国内外在该研究方向上（特别是学科前沿）的研究动态、近年来取得的主要进展、主要研究方法及已有成果进行全面的介绍和分析，对引用的文献和论述要准确注明出处。
2、明确阐明课题研究的目的和课题的理论水平及实际意义。
3、阅读的主要参考文献应在50篇以上，其中外文资料不少于二分之一，参考文献中近五年内发表的文献一般不少于三分之一，且必须有近二年内发表的文献资料。教材、技术标准、产品样本等一般不应列为参考文献。
4、开题报告应以正规答辩的方式进行。博士生进行口头报告的时间应不少于30分钟，书面报告的字数应不少于万字。
五、评审工作
1、开题报告的评议结果为通过或不通过。口头报告及答辩结束后，评审小组应举行内部会议讨论是否准予通过，并对通过的报告提出补充、修正意见。
2、开题报告结束后，评议小组要填写《博士学位论文开题报告评议结果》并上报各院（系），内容包括论文选题的合理性、可行性及对文献综述、博士生的工作能力等方面的评议。:
3、对通过的开题报告，博士生应根据评审小组的意见进行修改，经导师审阅通过后，交院（系）研究生秘书保存。研究生院定期组织专家小组对开题报告进行抽查。
4、未通过者必须在三个月内再次进行开题报告。第二次学位论文开题报告仍未通过者，将按《哈尔滨工业大学研究生学籍管理实施细则》第22条规定进行处理。
5、博士生在申请博士学位时提交的博士学位论文，其研究方向和主要内容应与开题报告基本一致。论文的主要研究方向有变动时，必须重新进行开题报告。
六、开题报告保存
开题报告结束后，评议小组应将开题报告及《博士学位论文开题报告评议结果》上报各院（系）教学秘书，并由院（系）负责保存至学生毕业后一年。
一、选题
(一)选题应属本学科前沿、对科学技术进步有重要价值的课题，或对我国国民经济发展有重要理论意义和实用价值的课题。
(二)课题研究应有先进的科学实验或运算手段，能够保证取得创造性的科研成果。
(三)选题一般要求在本学科和相关学科范围之内。鼓励从事新兴、交叉学科的前沿性课题研究，并达到创造性成果的基本要求。
二、开题报告要求
(一)开题报告一般应在第三学期期末之前完成。
(二)开题报告要有详尽的文献综述，文字不少于8000字，阅读和引用文献不少于50篇，其中至少5篇为外文文献。
(三)开题报告内容应就课题的来源、选题依据、目的、意义、研究内容、研究方法、预期成果、可能的创新点与难点、时间安排、科研条件等实施方案作出论证。
(四)开题报告应在一级学科范围内集中、公开进行。学科点所在学院组织5名以上具有高级职称(至少4名为教授)的专家组成考核小组，对开题报告进行评审。开题时应吸收有关老师和研究生旁听。跨学科课题应聘请有关学科的专家参加。
(五)开题报告经考核小组审议通过后方能进入论文阶段。未通过者，应在3个月之内补做开题报告。仍未通过者，按博士生中期考核有关规定处理。
(六)开题报告通过后，原则上不能随意改题。如有特殊情况需要变更，由博士生提出书面申请，导师签署意见，经学院负责人同意后再作开题报告，开题报告通过后报研究生教育学院备案。
(七)开题报告进行后2周以内，博士生应将《博士研究生学位论文选题报告》、《博士研究生学位论文选题报告审核表》及《山东科技大学博士研究生学位论文工作计划表》送交研究生教育学院存档，博士生本人、导师及所在学院各保留1份。
三、学位论文中期检查
进行学位论文中期检查的目的是为了了解博士生学位论文的进展情况，从而对博士生学位论文进行一次阶段性检查，并检查培养过程中其他环节的完成情况。
中期检查的组织和实施：中期检查由学院组织实施。各学院应建立有导师参加的3~5人检查小组，负责本学科中期检查的考评工作。博士生要着重对论文工作进行阶段性总结，阐述已完成的论文工作内容和取得的阶段性成果。对论文工作中所遇到的问题，尤其对与选题报告内容中不相符的部分进行重点说明，对下一步的工作计划和需继续完成的研究内容进行论证。导师对博士生中期检查情况给出评语，评语包括对已有工作评价，以及对计划完成情况、博士生表现和今后工作的评价。检查小组对博士生中期检查给予评定，并填写《博士研究生学位论文中期报告情况表》。在中期检查中，专家组认为确有创新、有可能成为优秀论文的学位论文，应予以重点关注。对于中期检查评定不合格者，应对该博士生提出修改要求，并在半年后再次进行论文复查。没有进行论文中期报告的博士生，不能进行论文答辩。
一、论文题目
硒对猪生产与保健的影响及富硒猪肉生产关键技术研究
二、研究概述
硒是人和动物的'必餺微量元素,缺乏会严重影响健康。我国约72%国土面积的土壤缺硒,靠天然食品来补充硒无法满足人和动物对硒的需求。猪肉占居民肉类消费比例63%以上,富硒猪肉的研发对人体补硒具有十分重要的意义。
本论文研究了不同硒源和硒水平对不同阶段猪的生产性能和免疫功能、抗氧化等保健功能的影响,以及对血浆和母乳中硒含量的影响,研宄了硒在猪不同组织中的沉积效果,筛选出硒源和硒水平的最佳组合,建立了富硒猪肉生产的关键技术体系,为开发优质富硒猪肉奠定了良好的基础。
三、研究创新点
(1)首次系统地开展了晒源及硒水平对母猪、哺乳仔猪、断奶仔猪、育肥猪等不同生产阶段的生产性能、免疫功能、抗氧化能力等保健功能的影响,对血装和母乳中硒含量的影响及硒在猪不同组织中的沉积效果等系列研究。
(2)研究筛选了对猪生产性能和保健功能、富硒猪肉生产的最佳硒源和硒水平组合,为富硒猪肉的生产奠定基础。
(3)实现背最长肌和后腿肉硒沉积量分别达到*kg_i和*kg-i,比普通猪肉高出倍和倍,达到富硒猪肉标准,实现了富硒猪肉生产的目标。
(4)本研宄围绕富栖猪肉生产整个系统,以生产富硒猪肉为目的,以猪肉无公害为标准,首次系统地从日粮的添加硒源及硒水平到词养管理、健康养殖、屠宰加工和鲜肉!r:存销售等各个环节的关键技术,建立了富硒猪肉生产关键技术体系,为富硒猪肉的产业化开发奠定坚实基础。
四、展望
(1)进一步 展硒和VE,硒和其他微量元素的协同作用对猪生产性能、保健功能和硒在组织中沉积的影响,进一步提高猪的生产水平,提升猪肉的生产效率和硒在猪肉组织中的沉积量。
(2)开展富硒猪肉产品的深加工研究,探索深加工过程中肉中硒的稳定性,丰富富硒猪肉深加工产品,满足市场多样化需求。
(3)开展富硒猪肉生产和产品的标准研^究,制定富硒猪肉的生产和产品标准,填补国内相应标准的空白。
(4) 展富硒猪肉市场开发和营销创新模式的研究,提升猪肉的附加值,提升猪产业链的整体价值。
(5) 展富硒猪肉对人体保健功能和抗癌作用的研宄。通过建立小鼠H22肝癌移植性肿瘤模型考察富硒猪肉中硒蛋白的抗肝癌作用。
五、论文提纲
摘要
ABSTRACT
第一章 综述
1、硒的存在形式与分布
2、硒的代谢机制
3、硒的储藏和排泄
4、缺硒对动物机体的影响
5、硒中毒
6、硒在动物生产种的应用研究进展
7、富硒产品的研究开发与现状
8、主要研究内容级意义
第二章 不同硒海和硒水平对猪生产性能和保健功能的影响
1、材料与方法
2、结果与分析
3、讨论
4、小结
第三章 富硒猪肉生产关键技术
1、引言
2、富硒猪肉生产关键技术的研究
3、小结
第四章 富硒猪肉的效益分析
1、经济效益分析
2、社会效益分析
第五章 创新点与展望
1、创新点
2、展望
参考文献
致谢
一、关于文献综述的撰写
在题目选定的情况下，文献综述就是整个论文构思与写作的基础。因为，只有全面、深刻地阅读、理解了国内外同行的最新研究进展，才能明确自己工作的起点;只有清晰地梳理出以往学科发展的历史脉络和主要路径，才有可能把握学科发展的未来趋势和走向;只有敏锐地发掘出学术界共同面临而又巫待解决的问题,才能正确选择自己研究的方向和切人点。因此,做好文献综述就等于凝炼出了有价值的问题,找到了研究的突破口。
撰写文献综述的首要环节是对以往成果进行线条清晰的梳理和系统全面的评价。
在文献综述撰写中,常见的错误有以下几种。
一是只简单罗列他人观点,未对已有研究成果进行分类、归纳和提炼。这样就难以理清已有成果之间的前后继承或横向关联关系,也不易区分哪些问题是主要问题,哪些问题是次要问题,从而难以从整体上把握学科前沿领域的发展趋势。
二是虽然对已有成果进行了归纳或梳理,但未做系统、深人的分析、评价。对已有成果进行分析、评价,找到矛盾和症结所在,进而凝炼出有价值的科学问题是文献综述要解决的基本问题。如果文献综述的撰写是述而未作,那么,充其量只是陈述了他人的观点,不能达到通过分析、评说而捕捉到创新机遇的目的。三是虽然对已有成果进行了分析、评价,但是对问题的提炼不够精确。对他人成果进行评价并不是最终目的,只有在评说他人的基础上挖掘出待研究的问题,才达到了文献综述的目的。
在对以往研究不足的分析和阐述中,有时会出现对前人工作中存在的问题或不足过分夸大的错误。有的博士生为了突出说明自身研究的重要性,对以往研究的缺欠或不足进行了人为的放大。实际上,这种不符合客观实际的放大,不仅不能够提升自身研究的价值,反而有可能造成小题大做甚至是重复研究的结果。
出现上述情况的原因在于:①文献搜集不够充分,有些重要文献没有全部掌握,尤其是对最新研究进展的了解不够深入。②对最新研究成果的理解有一定程度的偏差,将次要问题或非主流问题作为主要问题或主流问题加以认识。还有的博士生将自己一时的未明之理、未解之惑作为问题提出。其实,任何科学问题都一定是学术界共同面临而又鱼待解决的问题,而那些由于个人认识原因而遇到的问题不能作为博士学位论文的应选之题。③对学科前沿进展缺少应有的驾驭能力,难以做出客观、准确的评价。
对于已有成果进行认真的归纳和梳理是进行叙述和评价的前提。文献的梳理和评价可按以下三种方式或其组合进行。一是首先按照时序的先后,将以往研究分成几个发展阶段,再对每个阶段的进展和主要成就进行陈述和评价。这种方法的优点是能较好地反映以往不同研究之间的前后继承关系,梳理出清晰的历史脉络。二是以流派或观点为主线,先追溯各种观点和流派的历史发展,再进一步分析不同流派、不同观点的成就与不足,以及它们之间的批判与借鉴关系。这种方法的优点是能从横向的比较中发现问题和不足。三是将历史的考察与横向的比较有机结合,这种方法的优点是既能反映历史的沿革,又能揭示横向的关联和互动。
二、关于参考文献的引用
一般的博士学位论文开题报告在文献综述之后要列出主要参考文献。有的博士生认为,参考文献的编排只是全部研究的辅助环节,因此,没有给予足够的重视。这其中有许多技术环节需要引起博士生的注意。在参考文献的编排中常见的错误主要有以下几种。
一是为了显示资料搜集的系统和全面,将尽可能多的参考文献编人其中,以多取胜。这种做法的直接后果是将一些貌似相关、实则无用的研究成果编人参考文献之中,或将一些内容相同,甚至是重复研究的成果也误当重要文献列人。二是为了证明对国外研究进展的全面把握,将自己从来没有看过的外文资料也编人参考文献,甚至将那些以自己不懂的语言出版的文献也列人其中。三是为了表征研究基础的雄厚,将自己(或导师)与博士学位论文研究相关性不大的成果也列人参考文献。有的博士生导师要求学生将自己的研究成果尽可能多地列人参考文献。实际上,这样做既不能抬高导师的学术声誉,也无助于学生论文质量的提升。不能以与作者的远近亲疏来决定文献的选取。
在网络资源日益丰富的今天,通过网络可以轻易地搜索到成千上万篇文献。然而,在这些文献中,与自己的研究相关且真正具有参考价值的文献少而又少。为此,笔者建议,参考文献的引用和编排要遵循“三不要”的工作原则。
1.没有认真阅读过的文献不要引用
有的学生查阅到一些从标题上看与自己的研究十分相近的专著或论文,就望文生义,不加认真阅读就直接将其列人参考文献。这样做容易把一些题目看似新颖,实际内容并无参考价值的专著或论文列人参考文献,从而冲淡了重要文献的作用。一般来说,完成一篇博士论文要参考100-200部(篇)专著或论文,即使在看过的文献中也有重要文献和非重要文献之分,列人参考文献的都是一些重要文献。如果将那些不重要或重复性研究的成果过多地列人参考文献,往往会给论文评阅人或其他读者造成论文研究起点不高的印象。
2.非一流期刊上的论文不要引用或慎重引用
目前学术期刊种类繁多、良芳不齐。博士学位论文的研究都有较高的学术起点,那些非一流期刊上的文章重复研究成果多,原创性研究成果少,一些文章的题目看似新颖,其实内容空洞,根本不具参考价值,这样的文献尽量不要引用。
3.虽然读过,但对博士学位论文研究工作没有借鉴意义的名人之作不要勉强引用
近年来,社会上流行一种习惯,在发表论文或出版著述时总要将一些名人之作列人参考文献,而不管是否真正参考了这些著述。这样做可能是想借此抬高自己研究的学术价值。实际上,博士学位论文的真正价值在于作者自身的创新性工作,根本没有必要借他人之力来抬高自己。
三、关于研究内容的安排
研究内容是整个开题报告的核心，它所以如此重要,是因为研究内容在整个博士学位论文研究中发挥着承前启后的作用。首先,研究内容是对文献综述的进一步展开,它实际上是文献综述所提问题的求解程序。其次,研究内容搭建起整个研究的基本框架,下一步研究就是按此框架循序渐进地开展。研究内容安排得合理,就会使整个研究少走弯路,顺利达到预期结果。第三,研究内容的确定又是设计技术路线和选择研究方法的依据。第四,研究内容确定之后,往往就预示着在哪些环节能取得突破,因此,它又是阐述预期创新点的逻辑前提。在博士学位论文研究内容取舍和框架的搭建过程中,经常出现的错误有以下几种。
1.搭建“平、空、虚、泛”的研究框架
有的博士生开题之初就立意高远,他们或者是要奠定某研究(或某学科)的理论基础,或要提供某问题的全面解决方案,也有的要构建某研究领域的方法体系。必须承认,能达到上述目标的博士学位论文还是较为少见的。由于目标定得过高,在研究内容安排上就力求“全面”、“系统”,这样就使研究本身涉及的领域过宽,超出自身的驾驭能力。这种框架往往使研究思路过于发散,不能通过思维聚焦而产生创新。
2.频频使用生涩、怪诞的词汇
有的博士生在开题报告的各级标题中使用各种时髦的词汇和令人费解的语句,使阅读者难以理解其真实内涵。这种错误有两种表现形式,第一,自己“创造”了一些“新概念”,但这些概念同论文的内容和整个逻辑体系又难以兼容;第二,将其他学科或日常语言中的一些新鲜词汇生搬硬套地移植过来。
3.过早地做出判断或给定结论
研究框架一般仅是大致划定一个研究范围,表示研究展开的逻辑,此时,还难以有结论性观点或成熟的推断。如果在开题报告阶段就轻易地得出结论,那么,后续的研究就可能受到先前判断的局限,或者围绕着如何使先设定的结论自圆其说来进行,这恰恰违背了科学推理的基本原则。“任何结论都产生于调查研究的末尾”,这句名言对博士学位论文写作同样适用。
针对上述状况,笔者提出如下建议。
1.研究框架的搭建要切合实际
博士学位论文不能没有理论研究,有些论文本身就是纯理论研究,然而,并非是所有的博士学位论文都要构建一个宏大的理论框架,或建立一个方法体系。做出具有原创意义的理论成就固然意义重大,但多数博士学位论文的理论研究属于对传统理论的完善,或国外最新理论成果的中国化应用研究。这里,我们并非是不鼓励或不提倡博士学位论文进行原创性理论研究,而是倡导一种先尝试在某一点或一方面取得突破,然后再向理论体系构建的方向努力,因此,最初的框架不要搭得太大。
2.玩弄新鲜名词、滥造时髦概念的研究风格不值得提倡
近年来,在人文社会科学的某些研究领域,时髦的名词层出不穷,但真正能被提炼成科学概念,从而嵌人科学理论的逻辑体系中的名词却较为少见。一些新鲜词汇在不同的语境中的语义差异甚大,从一种使用环境到另一种使用环境,从一个学科向另一学科移植,都要对其内涵和外延做进一步的阐明和界定,而不能望文生义地生搬硬套。博士学位论文的真正价值在于观点的新颖、研究方法的独特或解决方案的操作可行。实际上,那些流传百世的经典之作大都是用朴实无华的语言写就的。
3.要注意研究内容安排与技术路线设计的相互照应
研究内容安排作为写作的基本框架,它体现了整个论文展开的逻辑关系,而技术路线则是论文研究的工作程序,从某种意义上说,技术路线是框图化的研究框架,或者是研究内容的直观化表述。因此,二者之间应保持内在逻辑的一致性。
四、关于创新点的提炼与表述
创新点是博士学位论文的点晴之笔,是其核心价值所在。创新点提炼得精准、明确,既能凸显论文的理论或应用价值,又能使阅读者较快地把握论文的基本观点和主要贡献。实际上,有相当一部分博士学位论文的评阅者首先阅读的是作者对创新点的阐述。因此,提炼创新点不仅对于论文的写作具有导向作用,对于论文顺利通过评审、答辩也至关重要。
在博士学位论文的开题和写作过程中,对于创新点的提炼和阐述,较易出现以下错误。一是只讲“苦劳”,不讲“功劳”。在这种阐述范例中,常用的套路是“分析了……”、“论述了……”、“阐明了……”、“提出了……”。上述说法一般只能告诉他人,你做了哪些工作,出了哪些力。至于这些工作有没有实现创新性结果,在这种表述中一般较难看到。二是唯恐对自己的创造性工作有所疏漏,就尽可能多地阐述论文的创新点,有的博士生在开题报告或答辩论文中列示出4-6个创新点。实际上。博士学位论文的工作是在前人研究的基础上完成的,其中相当一部分内容是评述他人成果,或是分析现实问题,或是处理数据,真正具有独特创见的地方并不是很多。一篇论文有1-2个重要创新足矣。三是对创新程度的自我评价过高。这种情况是对创新成果做了“价值高估”。从某种意义上说,阐述创新点是对研究工作的主观评价。如果这种评价脱离客观实际太远,往往会给人一种学风不够严谨之感。
对于创新点的凝炼和陈述,笔者有如下建议。
(1)创新点是指你设了哪些他人未设之问、说了哪些他人未说之理、用了哪些他人未用之法、解了哪些他人未解之惑。而这些问题的提出、方法的创立(应用)和困惑的解除须具有理论与实践价值。因此,提炼创新点,首要的一条是要明确你的创新是问题创新,还是方法创新,或者是理论和对策建议(操作方案)创新。
(2)对于创新点的阐述一般有以下几种模式。一是填补某领域(或方向)研究空白。也就是说,该博士学位论文研究了某些他人未曾研究的问题,具有开拓新领域或新的研究方向的意义。二是某学科领域基本理论的完善、发展,乃至突破。这种理论贡献对于学科的发展具有基础性意义。三是某对象(问题)研究方法的创新。方法创新包括新方法的创立和原有方法的组合(集成)。方法创新的结果是解决了前人未能解决的问题。四是某问题解决方案(具体对策)的设计。这种创新属于应用领域的研究课题,针对某些现实发展中的社会问题提出操作可行的对策建议。
(3)对创新点的阐述切忌任意拔高。有些博士生为了强调自己工作的重要性,对创新点进行了不符合实际的拔高和提升,这种做法不符合实事求是的科学精神。
沉积微相研究表明,在长8油层组沉积时期,主要为浅水三角洲沉积,以三角洲水下分流河道最为发育,其次为水下分支间湾沉积,河口坝、席状砂等沉积砂体不发育。
(一)岩石学特征
1.颜色
通过岩心观察,研究区长8砂岩以浅灰色、灰色和灰褐色为主,泥岩多为灰黑色(图4-4)和黑色,反映其沉积时的潮湿气候条件,整体表现为水下还原条件的暗色特征。
2.岩石类型
岩石类型与特征是岩石生成环境和水动力条件的反映。岩心观察表明,研究区长8储层主要有以下几种岩石类型。
含泥砾砂岩:具有块状层理,岩石以砂质颗粒为主,含有大小不等的泥砾与泥质条带成分,代表高能沉积环境,主要见于水下分流河道的底部(图4-5)。
图4-4 灰黑色泥岩
细砂岩:主要为细—中粒长石岩屑砂岩与细粒岩屑长石砂岩,分选较好,磨圆中等,发育块状层理、平行层理、沙纹层理等,代表中低能沉积环境,常见于水下分流河道、河口坝沉积微相中(图4-6)。
图4-5 含泥砾砂岩Z359井
图4-6 深灰色细砂岩Z359井
粉砂质泥岩:具有水平层理和重力变形层理,常见植物碎片,为低能环境产物,多见于河道侧翼沉积中。
炭质泥岩:当沉积区水体较浅或短时间出露地表时,植物大量繁盛,埋藏成岩后,炭质含量高的形成薄煤层,泥质含量高的形成暗色泥岩(图4-7)。
图4-7 深黑色炭质泥岩Z218井
3.沉积构造
碎屑岩中的沉积构造,特别是物理成因的原生沉积构造,最能反映沉积物形成过程中水动力条件,加之它们在成岩阶段所受影响又较小,所以一直被视为分析和判断沉积相的重要标志。它们可提供沉积介质的性质和能量强弱的判断依据,成为判别环境的重要标志之一。
据钻井岩心观察,研究区长8油层组发育有各种类型层理。在砂体较发育的水下分流河道、三角洲前缘河口砂坝沉积微相中普遍见到的是各种交错层理、块状层理和平行层理。河道侧翼微相沉积以水平层理最多,其次是沙纹层理等层理。
(1)层理构造
平行层理:较发育,常呈薄层状产出。其形成是在高流态状态下,沉积物在河床的平坦床沙形态上迁移而形成的,因沙质物质在平坦床沙表面滚动而形成剥离线理,因此,平行层理反映的水动力条件是水浅流急(图4-8)。
水平层理:主要发育于前三角洲、分流河道边部沉积的粉砂质泥岩和粉砂岩中,形成于比较安静的水体,为低能环境下的悬浮物质沉积而成。
块状层理:反映了沉积物的快速堆积,主要见于细砂岩,厚度一般为20cm左右,最厚可达以上。反映了水动力较强、沉积物供应较充分的水下分流河道沉积时期(图4-9)。
图4-8 砂岩中的平行层理Z218井
图4-9 砂岩中的块状层理Z92井
交错层理:为一系列内部纹层与主要层理面斜交所组成的沉积单位,为沉积介质能量条件比较强的沉积环境的产物。研究区的交错层理主要为沙纹交错层理和楔状交错层理(图4-10)。
揉皱变形层理:为准同生变形构造,沉积物在重力作用或差异压实作用下发生塑性变形。大多形成在河道侧翼或三角洲前缘河口砂坝的坝端部位(图4-11)。
图4-10 砂岩中的小型交错层理Z359井
图4-11 砂岩中的揉皱变形层理Z359井
(2)层面构造
层面构造主要表现为底面冲刷构造,冲刷面构造是高流态下产生的一种层面构造。水动力条件突发性地由弱变强过程,流经尚未完全固结的沉积物表面时对下伏沉积物侵蚀冲刷,形成的凹凸不平的底面。冲刷面上的岩石粒度明显粗于下部,或含有来自下伏层的泥砾(图4-12)。冲刷面通常发育在水动力条件强、弱变化频繁的、水下分流河道为主的沉积环境中。
4.古生物特征
在三角洲前缘亚相中,植物化石较丰富(图4-13)。
图4-12 砂岩中的冲刷面Z359井
图4-13 泥岩中的植物化石Z218井
(二)沉积微相特征
在取心井岩心观察基础上,识别出研究区主要为辫状河三角洲前缘沉积,发育水下分流河道、河口坝、支流间湾和远砂坝微相(图4-14)。
图4-14 Z218井沉积微相单井相图
1.水下分流河道微相
水下分流河道是三角洲前缘亚相中最为发育的骨架砂体相,表现为典型的正韵律沉积序列,主要以砂和粉砂为主,泥质较少,砂岩中碎屑组分以石英为主。
水下分流河道垂向上表现为正韵律或复合正韵律,底部具冲刷面,常发育含泥砾砂岩,向上为中厚层状细砂岩,夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。沉积构造常发育平行层理、块状层理和各种交错层理,可含泥砾等的明显滞留沉积现象,电阻率曲线和自然电位曲线常呈钟形和箱形,可见变形构造等。测井相特征,钟形反映了典型向上变细的垂向系列,箱形尤其是厚层状箱形多反映沉积河道砂体叠覆。
2.河口砂坝微相
河口砂坝位于水下分流河口的前端,是河水携带的载荷在河口附近的湖区快速卸载的产物。受高速堆积作用引起的前缘堆积坡度减小和湖水变浅,以及河流延伸入湖的距离增加影响,河口砂坝常受到向湖泊方向延伸的后期水下分流河道冲刷截切或改造而保存不完整。河口砂坝沉积主要以向上变粗的反粒序砂质沉积为特征,与下伏泥岩、粉砂质泥岩呈渐变关系,底部粉砂质泥岩及粉砂岩中具沙纹层理,向上粉细砂岩具水平波状纹层,至顶部可见中小型交错层理,构成反旋回。砂体粒度比水下分流河道砂略细,且分选性好,砂体的结构及成分成熟度均较高,粒度概率曲线表现为三段或者四段,河口砂坝电测曲线表现为漏斗状。
在研究区河口砂坝常与水下分流河道共生,共同组合成良好的储集体。在组合砂体的不同位置,砂体的内部结构可以有明显的变化。平面上,这些砂坝砂体多分布于河口两侧或倾向于沿岸展布。纵剖面上多位于水下分流河道的下部。表现为后期的水下分流河道砂体冲刷改造前期的河口砂坝、远砂坝,叠置在其上共同组合成一个曲线特征表现为一个由细—粗—细的旋回。横剖面上,河口砂坝可以与水下分流河道成渐变的接触关系。
3.分流间湾微相
在水下分流河道之间相对凹陷的地区发育分流间湾微相。分流间湾内水动力环境平静,水体较浅,常暴露地表,受季节性影响大。沉积物以悬浮物,即深褐色泥岩和浅灰色泥岩沉积为主,含少量的粉砂或细砂。发育水平层理,局部可见植物残屑、碳质泥岩和煤线。电测曲线为微齿化或平滑的曲线。
4.远砂坝
远砂坝为辫状河三角洲前缘连片分布的砂体,形成于波浪作用较强的沉积环境。先期形成的分流河道和河口砂坝被波浪改造,发生横向迁移并连接为成片形成的砂体。其特点是分选较好,岩性主要由粉砂岩与泥岩互层组成。
研究层位长81砂组又可以细分为3个单层,自下而上命名为长 ,长 和长 单层。
(三)沉积微相研究
在层位划分的基础上对岩性进行了统计,结合以上分析,以测井相和砂地比为依据,并参考砂体分布特征绘制微相平面图。
1.长 沉积微相平面展布特征
长 沉积期,研究区有西南物源体系和西部辫状河三角洲物源体系物源供给,砂体发育,主要发育水下分流河道和分流间湾微相。水下分流河道岩性以灰褐色,灰色中-细粒砂岩,粉细砂岩为主,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度,砂地比为,发育平行层理、块状层理和各种中、小型交错层理;粉细砂岩中常见波状层理和砂纹层理。水下分流河道呈南西-北东方向条带状展布,多次交汇及分叉,叠加连片,河道宽一般在;水下分流河道之间发育分流间湾,可见碳质泥岩(图4-15)。
图4-15 长 沉积微相平面展布图
2.长 沉积微相平面展布特征
长 沉积期,砂体较长 沉积期有所发育,主要发育水下分流河道和水下分流间湾。水下分流河道岩性以灰褐色、浅灰色细粒砂岩为主,河道底部发育冲刷面和泥砾,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度,砂地比为,发育水平层理、块状层理和各种中、小型交错层理;粉细砂岩中常见波状层理和沙纹层理。水下分流河道叠加连片,河道宽一般在;水下分流河道之间发育水下分流间湾,可见碳质泥岩和植物茎秆(图4-16)。
图4-16 长 沉积微相平面展布图
3.长 沉积微相平面展布特征
长 沉积期,为三角洲沉积砂体的重要建设期,水下分流河道砂体发育。研究区发育北东方向的水下分流河道,水下分流河道岩性以灰褐色、深灰色细粒砂岩为主,河道底部发育冲刷面和泥砾,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度,砂地比为,发育水平层理、块状层理和各种中、小型交错层理,粉细砂岩中常见波状层理和沙纹层理。水下分流河道叠加,河道较宽,河道宽一般在;水下分流河道之间发育水下分流间湾,大量可见碳质泥岩和植物茎秆(图4-17)。
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10
喀斯喀特弧第四纪火山活动地表和地下特征随时间的变化
限制地形和地壳结构的数据分辨率提高，为人们提供了新的定量方法，用以评估火山区省级规模的地表-地下连通性质。研究人员结合北美西部喀斯喀特弧（Cascades arc）的第四纪火山口填图数据、表面地形数据和各种地球物理数据集，探究了火山作用与下伏地壳结构之间的关系。结合火山口填图数据库，从该区的数字高程模型（DEM）中提取已知时代的火山机构，估算得出的体积可能占第四纪总喷发量的50％左右。火山机构体积和空间上火山口密度与指示上层地壳影响的各种地球物理数据联系密切。在整个岩浆弧的第四纪火山口下，地下结构变化与火山作用一致的现象很普遍，但与年轻火山口的联系更为强烈。在喀斯喀特山脉中部和南部，地球物理识别的岩浆特征增加，那里的火山喷发量最大，火山口间距很小。火山口和相关的地壳结构，以及空间上局部喷发相对于分散喷发的程度随时间变化，定义了整个弧段横向延伸约100 km的喷发中心，表明岩浆上升随时间变化而发生空间上的聚集。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 1088–1093.
DOI：
（译者：唐演@CUGB）
11
波罗的大陆在苏格兰的遗迹：基底地体在格林威尔造山运动期间的迁移
苏格兰加里东群岛北高地地体（NHT）内的太古宙基底被认为与劳亚大陆的前陆的刘易斯片麻杂岩有关。新的锆石U-Pb年龄表明，NHT基底显示了2823-2687Ma和1772-1655Ma岩浆作用的证据。第一组年龄与前陆太古宙片麻岩的结晶年龄相近。然而，第二个组年龄以及覆盖基底上的岩石单元的形成时间都晚于前陆内发育新生岩浆作用和沉积作用的时间，为其最年轻的主阶段之后的100–250Ma。此外，在NHT基底内没有前陆内常见的古元古代镁铁质和长英质侵入体存在的迹象。因此研究者认为，NHT与劳亚大陆的前陆缺乏对比的可行性。由于存在1100-1000 Ma的东格雷尔榴辉岩，分离前陆和NHT基底的加里东莫因逆冲断层被认为是被改造了的格伦维尔期缝合线。根据新的同位素数据，研究者认为NHT基底是波罗的大陆的碎片，在格林威尔造山运动期间侵位到劳亚大陆，是环北大西洋造山带基底地体迁移的又一实例。
原文链接：
Geology (2020) 48(11): 1094–1098.
DOI：
（译者：好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61）
12
加蓬的古元古代Francevillian序列以及Lomagundi-Jatuli事件
加蓬古元古代Francevillian序列在全球早期氧化的概念，以及碳同位素值大幅度正向漂移（即Lomagundi-Jatuli事件，LJE）的成因中占据着重要地位。研究人员对一个长139米的Francevillian岩芯进行了详细的研究，岩芯的碳酸盐δ 13 C（δ 13 C carb ）值为5‰-9‰，向上减小趋近于0‰，这一趋势被很多其他研究人员认为是LJE及其结束的标志。然而，本次研究发现δ 13 C carb 值的变化与沉积相的变化相一致：浅海相以强正值为特征，而较深的水域（风暴浪基面之下）为0‰左右。对于δ 13 C carb 与沉积相的相关性，最可靠的解释是，浅海环境记录了局部物理和生物化学过程的同位素效应，驱动周围环境的溶解无机碳（DIC）达到较大值，而较深相中较小值（ 0‰）与开阔海洋的DIC相近，其中δ 13 C在很大程度上不受浅水环境中发生的分馏的影响。此外，海侵氧化还原作用为含锰矿物和化学营养微生物群落的形成创造了条件。其中还包括甲烷循环群落，其有机δ 13 C（δ 13 C org ）值为 47‰，Δδ carb-org 值高达46‰。因此，Francevillian碳同位素剖面反映了盆地的特定条件，并不是全球碳循环扰动或LJE结束的前兆。
加蓬Lastoursville次盆LST12岩芯Franceville层序的沉积模式。浅水碳酸盐岩（单元I-III）的特点是真光层生产力提高，促使环境中的溶解无机碳的 13 C富集并沉积碳酸盐。随后发生海侵（单元IV-VI），盆地加深，以同位素正常的海相碳酸盐沉淀为标志，同时在风暴波基面以下的氧化还原层发育锰富集。持续的海侵导致盆地最深处沉积了富含有机质的含甲烷生物群落的泥岩。
原文链接：
Geology (2020) 48(11):1099–1104.
DOI：
（译者：好名不敌备注的哥斯达黎加的棒棒的61）
13
砂粒跃移作用对粉砂的产生的有效性测试—对黄土解释的启示
黄土形成所需要的粉砂生成可归因于冰川系统（冰川研磨）和砂质沙漠（跃移诱发破碎）的地质过程。然而跃移作用对大量粉砂的产生的有效性还存在争议。了解沙漠中粉砂产生的潜力对于确定黄土的古气候具有至关重要的意义。为了更好评估风成磨损对粉砂的产生的重要性，该研究在一个设计用于模拟砂粒在25m/s速度的暴风中跃移的装置中进行实验性磨损。该研究与之前的工作与众不同的地方在于（1）长时间保持较高速度的测量强度，（2）清除预先存在的粉砂并设置对照组，（3）根据缩放结果来评估黄土堆积的潜力。根据一定的地质比例缩放实验获得的粉砂产生速率显示，风成磨损产生的粉砂不足以形成具有地质意义上的黄土沉积物。
原文链接：
Geology(2020) 48(11): 1105–1109.
DOI：
（译者：中国地质大学（北京）地球科学与资源学院岩石学矿物学与矿床学在读硕士生徐睿）
14 太古宙和古元古代变质火山岩变质脱水作用中的金迁移
太古宙和古元古代绿岩带中的火山岩十分丰富，被认为是造山型金矿的潜在矿源。然而，金在这些岩石变质过程中的经历却鲜为人知。该研究对加拿大太古宙拉格兰德亚区和芬兰古元古代中央拉普兰绿岩带的一套变质岩石进行了金的超低检出限分析。这两个地区都有丰富的金矿资源，具有发现新的造山型金矿的巨大潜力。这些带中的变质火山岩分为拉斑玄武岩和钙碱性岩浆岩系列，其中原岩中金的含量用绿片岩相样品的金的Zr/Y幂律回归计算。在拉斑玄武岩中，金是相容元素，并随分异作用而减少；而在钙碱性岩石中，金是不相容元素，并随分异作用而增加。质量变化计算表明，在拉格朗德和中央拉普兰进行递进变质作用至形成上部角闪岩相的条件（> 550 ）期间，初始金含量损失高达77%和59%。本研究强调：第一，变质火山岩在太古宙和古元古代绿岩带变质作用中析出金，是造山型金矿床的良好潜在源岩；第二，变质火山岩的含金性受地幔源区和岩浆演化的控制；第三，变质脱挥发分模式可应用于太古宙和古元古代造山型金矿床。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 1110–1114.
DOI：
（译者：王天奇，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）
15
钙质超微化石将北冰洋沉积物的年代追溯到50万年以前
北冰洋中部更新世沉积物年龄波动较大，给重建古海洋学增加了相当大的不确定性。这个问题的根源在于北极海洋沉积物中记录的令人费解的磁极模式，以及缺乏能够提供校准的生物地层层位或连续的氧同位素地层图的微体化石。研究人员记录了在北冰洋中部的一个海洋沉积岩芯中发现的两个关键的钙质超微化石物种，为50万年以前的沉积物提供了有力的，并且可全球校准的年代界限。起关键作用的物种是颗石藻（Pseudoemiliania lacunosa），它们在万年间灭绝，而赫氏圆石藻（Emiliania huxleyi）则在万年间进化。这是第一次在北冰洋中部的沉积物中发现Pseudoemiliania lacunosa的化石。通过岩石地层对比，可以在北冰洋内450多公里的范围内找到含有这些年龄物种的沉积层。它们首次为北极这个区域的更新世沉积物年代学提供了明确的支撑，也为开发和测试其他用于测定北极海洋沉积物年代的地质年代学工具奠定了基础。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 1115–1119.
DOI：
（译者：黄永慧-中国地质大学（北京））
16
加拿大北部科迪勒拉山脉Tintina断层对岩石圈地幔的克拉通凿移的地震证据
位于加拿大西北部的加拿大北部科迪勒拉山脉（NCC）被划分为几个平行向右滑动的走滑断层，在晚白垩世和始新世之间累积了数百公里的位移。这些断层的深度范围，尤其是Tintina断裂（TF）对NCC岩石圈地幔的地壳构造组合和演化具有重要的影响意义，但是地球物理模型和地球化学数据仍然没有定论。该研究利用最新的三维纵波地震速度模型，解决了位于TF表层轨迹之下的最高地幔深度的一系列锐化的（~10km）纵波速度对比度（~4%）突变。代表了上地幔组构的地震各项异常数据显示在TF附近各向异性的方向和幅度大小发生了相似的变化。这些数据表明TF是岩石圈尺度的剪切带且在沿着TF恢复了430公里处的右侧位移后，纵波的速度快速异常与北美克拉通边缘轮廓一致。该研究认为，目前位于阿拉斯加东部的快速构造异常是Mackenzie克拉通的一块轮廓清晰的碎片，其在晚白垩世至始新世期间被TF凿穿并向西北位移。目前位于NCC南部的第二个克拉通碎片，可能与上地幔深度的Cassiar岩层有关。这些观察首次证明，大型岩石圈尺度的剪切带穿过难熔地幔，并且在世界范围内的科迪勒拉山脉内产生克拉通地幔物质的主要侧向位移的证据。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 1120–1125.
DOI：
（译者：袁梦）
17
金红石中纳米级微量元素团块的地球化学和地质年代学意义
金红石中的微量元素地球化学分析（例如：铅Pb，铀U，锆Zr）通常被用来获取地质事件的性质和时间。但是微量元素的迁移会影响温度和时间的厘定，且其迁移性的主控因素仍存在争论。鉴于此，研究人员使用电感耦合等离子体质谱法和原子探针层析成像表征了西澳大利亚Capricorn造山带中金红石的微米至纳米级微量元素分布。在大于20微米的尺度下，单个矿物颗粒中没有明显的微量元素分异，而且锆石谐和年龄1872 6 Ma（2σ）也没有同位素扰动的迹象。在纳米级尺度下，可以观察到20纳米的富微量元素（铝Al，铬Cr，铅Pb，钒V）团块。团块的 207 Pb/ 206 Pb比值为 （2σ），说明他们形成于结晶前，可能是区域变质作用的产物。作者认为这些团块是由于上部角闪岩相变质过程中瞬时形成的放射性破坏点捕获流体活动性元素形成的。这种捕获会影响团块中元素体扩散的活化能。团块较低的数量及密度指示了其形成时间，说明变质作用峰值温度持续时间较短，为小于10 百万年的事件。研究结果说明运用微量元素手段判断金红石中的体扩散将比假定其为均一介质时更为复杂。
原文链接：
Geology (2020) 48 (11): 1126–1130.
DOI：
（译者：韩舒筠@CUGB/MQ）
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次年稳定同位素记录揭示的南极洲西摩岛与白垩纪-古近纪界线附近两个灭绝期有关的气候变暖和季节性缺氧
碳酸盐双壳贝类高分辨率稳定同位素（δ 18 O和δ 13 C）增生的贝壳年轮年代学可以提供对了解灭绝期有用的次年环境记录，这种灭绝期通常是快速变化和不稳定的时期。该研究展示了在南极洲西摩岛白垩纪-古近纪界线（KPB）对Lahillia larseni双壳贝类的高分辨率连续采样结果。这些数据突出了δ 18 O和δ 13 C值不规则的两个灭绝期与形成化石的最后时期一致：一个是在KPB，另一个是在明显灭绝事件的15万年之前。由于表现为较低的δ 18 O值，该研究将这两个时期都解释为气候变暖的时期，并且有季节性缺氧，表现为低异常（ ‰至 ‰VPDB）的δ 13 C值和高的（2‰至19‰）的季节变化。低氧条件可能是较早灭绝事件的一种引发机制，并可能延长了KPB灭绝后的恢复时间。
原文链接：
Geology (2020) 48(11):1131–1136.
DOI：
（译者：掉帧青年萧暮春@YU）
美编&校对：覃华清
吴能友段威武蔡秋蓉
摘要南极布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来沉积物具有明显的冰川－海洋环境标志，为典型的冰海沉积物。本文通过43个站位表层和柱状沉积物的粒度、成分、结构构造、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，对研究区的冰海沉积物类型及其分区和沉积环境进行初步研究，并讨论间冰期/高水位和冰期/低水位的沉积模式。冰海沉积物可分为残副冰碛物和混合副冰碛物两类；不同类型的冰海沉积物有着不同的介质条件和相应的生物组合，反映一定的沉积环境，研究区现代冰海沉积物类型可分为7个特征明显不同的区域；间冰期/高水位和冰期/低水位的沉积模式具有明显不同的特征，受控于全球气候演变和岸线轮廓、海底地形及水文条件等环境因素的制约。
关键词冰海沉积环境沉积模式布兰斯菲尔德海峡南极
1前言
南极大陆边缘沉积的最主要特征之一是受冰川影响十分强烈，冰川作用不仅直接塑造了沉积特性，而且通过海流作用对海底沉积物进行不断地改造。冰海沉积物是由冰川筏运入海的冰碛物经消融而下沉，与海洋沉积物相混合，再经同生或后生海洋营力不同程度改造后的产物。Anderson等（1980）综合不同学者意见将冰海沉积物定义为：由冰川和海洋作用叠加堆积于海底，经历冰川、冰架或有关水流搬运的沉积物，其中含有冰川、冰筏带来的未经分选、粒径大小各异的岩石物质。因此，冰海沉积物是一种混杂沉积物，在粒度、成分、结构、构造等方面兼备冰川与海洋的双重成因特征。
布兰斯菲尔德海峡位于南极南设得兰群岛与南极半岛之间，地理位置为61°30′～64°00′S、62°00′～54°30′W，属于高纬度亚南极区，临近南极大陆，是一种典型的冰海沉积环境（Jeffers,1988;Jeffers等，1991），为研究构造活动盆地冰海沉积作用和冰期、间冰期沉积模式的理想场所之一。
1990～1991年南大洋夏季，中国第七次南极考察队原地质矿产部“海洋四号”船在南极布兰斯菲尔德海峡进行地质、地球物理调查，在海峡不同地貌单元——岛架、岛坡、海槽、陆坡、陆架采集了43个站位的表层和柱状沉积物样品。本文根据表层和柱状沉积物的粒度类型、成分、结构构造、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，初步研究布兰斯菲尔德海峡的冰海沉积物类型、沉积环境及其分区，并探讨高水位/间冰期和低水位/冰期的沉积模式。
2现代沉积学背景
布兰斯菲尔德海峡每年有6个月（6～11月，南极冬季）被冰雪覆盖，另外6个月（12月至次年5月，南极夏季）为冰雪融化季节，是沉积物搬运和沉积的活跃时期。实际上，研究区是南极半岛西北部海域中受不同水团控制、地形多样的复杂海区。
因受岛屿和地形的影响，布兰斯菲尔德海峡的夏季水团和环流分布异常复杂。海峡中除局地效应外，还有三种不同性质的水侵入，影响海峡的水文状况。它们是低温、盐度稍高的威德尔海表层水、来自别林斯高晋海的夏季表层水和靠近南极半岛的低温别林斯高晋海夏季表层水（羊天柱等，1989）。其中前两种水团是影响海峡内水文状况的主要成分。海峡内的水体流动主要以北东向为主。南极绕极深层水可部分地到达海峡的西部，进入海峡后呈变性深层暖水，温度要高、盐度稍大，但水平环流分析表明，这种文化似乎不会改变海峡内流动的总趋势，而只会改变局部区域流的大小。海峡内按海域主要可分为：海峡北部、海峡南部和海峡中央，三者的温盐特性有较大差异。海峡北部是以别林斯高晋海表层水为主要成分，呈高温、低盐特性；海峡南部以威德尔海水为主体，呈低温、高盐特性；而海峡中央的底层水，为一盐度稍高的冷水团。
布兰斯菲尔德海峡是一个狭长的大型水下槽地，总体为北北东向延伸，其东北端转为北东东向，长约400km，最大宽度（麦克斯韦尔湾至南极半岛）为100km。南侧南极半岛是南极大陆往北伸长的呈S型的半岛；北侧南设得兰群岛由史密斯岛、洛岛、斯诺岛、欺岛、利文斯顿岛、格林威治岛、罗伯特岛、纳尔逊岛、乔治王岛等北东向链状排列的岛屿组成.在海峡中形成多个天然峡湾，如利文斯顿湾、马克斯韦尔湾等。海底从东北、西南两侧向中间倾斜。北侧分布着狭窄的岛架和岛坡，南侧分布着较为宽阔的陆架和陆坡，中部为海槽。南北两侧和东西两端的海底地形相差悬殊，呈不对称状，北陡南缓，西高东低。北部1000m等深线接近岸边，岛架的宽度不足5km，南部相对较平缓，水深较浅，南极半岛陆架宽达45km。大致以60°W经线为界，研究区分为东北和西南两部分。东北段地形走向为北东东—南西西，长约360km，最大水深2784m，它是海槽的主体部分，海底从东北、西南两侧向中部呈阶梯状下降，南北两侧地形明显不对称，北陡而南缓。西北坡平均坡降为（84～192）×10-3（4°50′～10°54′）；东南坡平均坡降为（38～81）×10-3（2°10′～4°40′）。该段次级地形则呈北北西—南南东向排列，诸如两侧槽坡上各岛屿之间的小海峡及海底谷等。西南段水深较浅，绝大部分水深小于1000m，地形变化较复杂。地形走向仍以北东—南西向为主，北西—南东向次之。岛架和陆架、岛坡和陆坡，乃至底部沟槽呈网格状相交。总体来看，该区地形从浅至深呈阶梯状下降，即由宽窄不一的陆架和岛坡到较为宽阔的台地，到台地边缘地形又变陡，直到最深初又转为平缓的洼地。从地形地貌特征来看，布兰斯菲尔德海峡实际上为一海槽，并可划分为三个次海槽：北部次海槽、中部次海槽和南部次海槽。北部海槽的水最深，最深处达2784m。南部次海槽的水深最浅，小于1000m。
3冰海沉积物类型
根据表层和柱状沉积物特征研究，结合区域地质背景资料，布兰斯菲尔德海峡沉积物的陆源碎屑和火山物质绝大部分来自无地表径流的南极半岛和南设得兰群岛（王光宇等，1996）。南极半岛和南设得兰群岛基岩岩性复杂，主要由中、新生代的火山岩和变质岩组成，基岩不断遭受冰川的冻融、刻蚀和研磨，冰筏携带大量碎屑物质入海，在布兰斯菲尔德海峡形成冰海沉积物。根据表层和柱状沉积物的类型、粒度、成分、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来沉积物具有明显的冰川－海洋环境标志，为典型的冰海沉积产物。
由于环境要素的差别，不同区域可以出现特征各异的冰海沉积物类型。Harland（1966）通过南大洋冰海沉积物的系统研究，将冰海沉积物分为正冰碛物（orthotill）和副冰碛物（paratill）。前者系搁浅冰架融化后沉积的产物，特点是缺乏分选、无层理、不含海洋生物化石以及几乎未受底流的改造；而后者则指冰架或冰山、浮冰融化后所形成的沉积物，主要特点是沉积颗粒经受过不同程度的海流改造，并含丰富的海洋生物化石。Anderson等（1977,1980）通过威德尔海和罗斯海冰海沉积物的研究，以及根据砾、砂和泥的含量变化、沉积物粒度参数、层理、有孔虫相对丰度，将副冰碛物进一步划分为以细粒泥、粉砂组分为主的混合副冰碛物（compound paratill）和以砂砾为主的残副冰碛物（residual paratill）。
根据表层沉积物和柱状沉积物特征，参考Harland（1966）、Anderson等（1977,1980）提出的标准，布兰斯菲尔德海峡的冰海沉积物可分为残副冰碛物和混合副冰碛物两类。表1为研究区冰海沉积物的分类特征。残副冰碛物以砂砾为主，粉砂次之，泥含量很低，粗细分一般分选好，细组分分选差，主要分布于南部陆架－上陆坡、东部陆架、北部岛架－岛坡区，硅藻含量相对丰富，有孔虫和放射虫含量较低，有孔虫以硅质壳为主；混合冰碛物以粉砂和泥为主，砂砾含量很低，细组分分选好，粗组分反之，主要分布在中央海槽－南部下陆坡、南设得兰群岛海湾和海峡西南部陆架区，硅藻含量相对丰富。由表1可见，布兰斯菲尔德海峡的残副冰碛物、混合副冰碛物的粒度组成和特征与Anderson等（1980）所论述的稍有差异。根据研究区表层和柱状沉积物的粒度组成特征，残副冰碛物可进一步划分为基本缺乏粉砂、泥和含粉砂、泥两类；混合副冰碛物又可分为含砂砾与基本缺乏砂砾两种。
表1布兰斯菲尔德海峡冰海沉积物分类特征
4现代冰海沉积物类型分区和沉积环境
冰海沉积物的类型分区主要受岸线轮廓、海底地形及水文条件等环境因素的制约。不同类型的冰海沉积物有着不同的介质条件和相应的生物组合，反映特定的沉积环境。图1展示了布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型的分布情况。
图1布兰斯菲尔德海峡冰海沉积物类型分布图
distribution of glacial-marine deposits in the Bransfield Strait,Antarctica
根据表层沉积物特征，将布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型分区、沉积物基本特征和所反映的沉积环境简述如下。
残副冰碛物沉积区（Ⅰ）
ⅠA区：位于南部陆架－上陆坡环境。沉积物以砂砾为主，含少量泥和粉砂，分选差。组分中玄武岩岩屑含量高，火山玻璃含量较低，重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，粘土矿物以伊利石含量高于其他区域、蒙脱石含量低于其他区域为特征，表明陆源碎屑物质主要来自南极半岛西部。石英颗粒表面擦痕、撞击坑发育，部分已明显磨损圆化。硅藻和硅质壳有孔虫发育。本区临近南极半岛，搬运介质显然以冰川和冰筏为主，同时受到威德尔海冷水支流的强烈影响，水动力条件相对较强。
ⅠB区：位于海峡西北岛架－岛坡带和纳尔逊岛与罗伯特岛之间区域，北侧发育开放性海湾，为一种无或弱屏障环境。沉积物以砂砾为主，基本缺乏泥和粉砂，分选差。组分岩屑和火山玻璃含量高，重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，粘土矿物蒙脱石含量高，硅藻以深水组合为主，有孔虫以硅质壳、钙质壳和胶结壳混合组合为特征，石英颗粒机械作用结构特征清晰，表明陆源碎屑物质主要来自其北侧岛屿，水动力能量较高，后期海流改造作用较强。
ⅠC区：位于海峡东部，为一种无屏障开放性海洋环境。沉积物以砂砾为主，基本缺乏泥和粉砂，表层沉积物薄或缺失，分选性差，岩屑含量高且成分复杂，重矿物成分复杂，除常见的不稳定矿物外，还含较多的石榴子石、金红石和锆石，说明物源复杂，海流改造作用强烈，与本区可能是南极底层水流和威德尔海水流流经处，或者是一个高密度寒冷水团有关。
混合副冰碛物沉积区（Ⅱ）
ⅡA区：位于海峡中央海槽和南部下陆坡环境。沉积物以硅藻软泥或硅质泥粉砂为主，无砾石，主要由硅藻为主的生物硅质组分、陆源石英粉砂和火山物质三种成分组成，硅藻质量分数＞30%，最高达70%，说明海流冲刷作用相对较弱，沉积环境较为稳定，少量陆源物质来自南极半岛和南设得兰群岛。
ⅡB区：位于乔治王岛—纳尔逊岛格林威治岛一线以南岛架－岛坡带，北侧发育半封闭海湾与峡湾。沉积物以泥和粉砂为主，含少量砂砾。重矿物以橄榄石、辉石、角闪石和磁铁矿为主，硅藻以深水组合为主，钙质壳有孔虫有一定的地位，见低等植物根茎，说明控制沉积作用的主要因素是冰川，海流为次。据Kin等（1991）研究，马克斯韦尔湾为典型的冰川U型谷，谷底中部深500m，其中全新世沉积具有季节性纹泥层，为典型的冰海沉积。
ⅡC区：位于海峡西南部陆架－陆坡区。据黄惠玉等（1989）、林澄清等（1989）研究，该区沉积物为以泥和粉砂为主的混合副冰碛物。
火山喷出物沉积区（Ⅲ）
位于海峡西侧欺岛附近，为岛架环境。沉积物以火山碎屑物质（包括砾、砂和粉砂粒级）为主，火山玻璃质量分数高达72%～80%，物源显然与1969～1971年欺岛海底火山活动有关，当然也不能排除南设得兰群岛的火山碎屑物质来源，并受到冰筏和海流的改造作用。
布兰斯菲尔德海峡残副冰碛物和混合副冰碛物的分界，在海峡南部大致相当于上、下陆坡的分界，水深为700～800m；而其北界变化较大，在无开放性海湾地带，分界线相当于海冰带的前滨至滨外区，在有开放性海湾岛架－岛坡带，分界线接近岛坡下缘。
5沉积模式探讨
高水位/间冰期的沉积模式
根据布兰斯菲尔德海峡现代冰海沉积物类型分区和沉积环境，综合高水位/间冰期的沉积模式如表2，并阐述如下：
间冰期，海流侵蚀冲刷了水深小于约250m的陆架－上陆坡区（浅滩和台地），产生主要由冰筏粗碎屑和火山砾组成的残副冰碛物沉积作用；在水深更大区域，海流对沉积作用的影响明显减弱，主要发生源自浅滩和台地上侵蚀作用的砂、粉砂沉积作用，沉积物往往是泥质砂和砂质泥，且随着水深的增大而逐渐变细（图1，表2）。在深水区沉积物中，冰筏产生的细－中砾仍然存在，但组成比例比浅水区低得多。在较陡的陆坡、岛坡上，沉积物重力流沉积作用普遍存在，产生近源沉积相；粗碎屑颗粒再沉积重新组合为砾石和粗砂（Jeffers,1988;Jeffers等，1991）。
表2布兰斯菲尔德海峡高水位/间冰期沉积模式
在中央海槽和南部下陆坡区（通常称为布兰斯菲尔德盆地的底部），沉积物主要由三种组分构成：最主要的为硅质生物组分，通常为硅藻；陆源碎屑组分，主要为石英质粉砂.在陆坡底部最为丰富；火山碎屑组分（包括火山灰），往往来源于邻近海底和陆地火山喷发，以沉积物中的浸染层和独立的火山灰层（有时达数厘米厚）出现。典型的盆底沉积物为含火山灰的硅质泥和软泥。火山岛屿、海山和轴向火山脊（可能为弧后扩张中心）产生沉积物的次级坡向迁移作用，堆积了火山碎屑沉积物（如欺岛附近的火山喷出物沉积区Ⅲ）。盆底轴向火山脊可作为盆地内沉积物横向迁移的屏障（Jeffers等，1991），因此，来自南设得兰群岛的火山碎屑组分往往与盆底的火山碎屑、硅质碎屑组分相分隔。
南设得兰群岛的海湾和岬角及其南侧的海底峡谷向邻近盆底输送了大量南设得兰群岛上的火山碎屑沉积物，形成扇形沉积区：相反，南极半岛陆架上的沟槽似乎并没有为盆底输送大量的陆源碎屑沉积物（Jeffers,1988;Jeffers等，1991），南极半岛下陆坡上同样沉积了硅质泥和软泥。柱状沉积物中出现间冰期的粗碎屑组分，可能是由陆架－陆坡上的沟槽沉积物滑塌堆积作用产生。南部陆架－上陆坡的残副冰碛物说明，南极半岛上的冰川似乎未产生大量的细颗粒沉积物或冰融水，输送细颗粒组分至其北侧的海底沉积。
低水位/冰期的沉积模式
由于柱状沉积物取样数量和测试分析资料的限制，本文无法勾绘出冰期冰海沉积物的类型分区。现根据柱状沉积物特征和地震剖面资料，综合收集到的国外文献，将低水位/冰期的沉积模式归纳如表3，并简单探讨如下：
表3布兰斯菲尔德海峡低水位/冰期的沉积模式
冰盛期，南极半岛陆架和南设得兰群岛岛架（台地）为席地冰盖所覆盖。在南设得兰群岛岛架，冰盖席地线大致位于现代海平面以下200～375m水深之间（Anderson,1989）；而推测南极半岛陆架上可能存在更厚的冰盖，席地线大致可达陆架外缘，陆架上的沟槽也许为席地冰盖所覆盖。地震记录显示，南极半岛陆架沟槽前缘存在沉积物楔状体，并可能达到750m水深，形成一个水深更大的台地。假如南极半岛的陆架一直为冰盖所覆盖，那么这些沉积体系可能将继续接受沉积。由此可见，在陆架、岛架浅水台地区，主要发生冰川侵蚀作用和砂砾等粗碎屑的沉积作用，而南设得兰群岛的海湾、岬角区遭受冰川作用的强烈侵蚀，粗碎屑沉积物向海方向迁移；在陆坡区，以陆架区侵蚀而来的沉积物前积于缺乏沟、槽的区域为特征；在中央海槽和南部下陆坡区（盆底），深海生物沉积作用明显减弱，局部存在浊积层。地震资料显示，在盆底现代深海沉积地层之下具有一套超覆层序，解释为浊积层，是一种槽谷口的前积沉积，其成因可能始于滑塌、滑坡和碎屑流。
参考文献
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PRELIMINARY DISCUSSION ON THE SEDIMENTARY ENVIRONMENT AND SEDIMENTATION MODEL OF THE BRANSFIELD STRAIT,ANTARCTICA
Wu Nengyou,Duan Weiwu and Cai Qiurong
（Guangzhou Marine Geological Survey,Ministry of Land and Resources,Guangzhou 510760）
Abstract
Bransfield Strait,located in the high-latitudes of sub-Antarctica,is an actively-spreading back-arc basin and the ideal area for study of the marine-glacial sedimentation and sedimentary environments of the types of marine-glacial sediment and their distribution on Bransfiled Strait,Antarctica since Late Pleistocene were inferred based upon various data such as the lithology,composition,microbiological thanatocoenoses and surface texture of quartz gra in of 43-site samples of superficial and core sediments recovered during HY4-901 cruise,1990～ to the features above,the sedimentary environments and depositional models during the high-stand water（interglacial stage）and low-stand water（glacial stage）were preliminarily marine-glacial sediments may be divided into two types:residual paratill and compound different types of marine-glacial sediment that show the different environments are of the various medium conditions,lithology·composition and microbiological present marine-glacial sediments may be divided into 7 data h ave provided us with an opportunity to examine the marine-glacial sedimentation models for a tectonically active basin in glacial and interglacial addition to obvious tectonic and glacial influences,the sedimentation models emphasize the influence of eustatic changes on sedimentation.
Key words:marine-glacial sedimentary environment,sedimentation model,Bransfield Strait,Antarctica
注释
1.沉积环境
沉积环境就是发生沉积作用的一个地貌单元，按塞利(，1970)的定义，沉积环境是“在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地球表面”。故环境的划分标志有三个方面:
物理标志 主要指搬运和沉积介质的动力条件，如介质的性质(水、空气或冰川)、流体的流动性质(流水、波浪、潮汐或风)、流动速度、方向和稳定性、流体的密度、黏度和能量、水深等，以及气候、雨量、湿度等。
化学标志 主要指沉积环境介质的pH、Eh、盐度等条件。
生物标志 包括动物或植物的门类、种属和生态特征等各个方面，也包括生物的生命活动留下的各种痕迹。
2.沉积相和沉积相的分类
人们很早就认识到沉积物(岩)特征与沉积环境有着密切的关系，一定的沉积环境形成一定特征的岩石类型和古生物组合。故沉积环境或相的概念，就是为了反映沉积物和沉积环境的关系而提出来的。按鲁欣(1953)的定义:“相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的、有规律的综合，因此，相是沉积物形成条件的物质表现。”也即沉积相是特定沉积环境的物质表现，或者说“相就是沉积环境的古代产物”。
沉积学者研究的是现代沉积物或古代沉积岩，沉积岩是古代沉积环境的产物或遗迹，而古代沉积环境已不能直接观察到，只能根据其沉积物或沉积岩特征间接推断。由此可知，沉积环境和沉积相的定义虽有不同，但却有因果关系和相似之处，故沉积环境和沉积相的分类基本上是一致的。
沉积相的分类主要根据自然地理条件进行的，可分为大陆相、海相及海陆过渡相，它们属于一级相，或叫相组。再根据自然地理条件的局部变化划分出二级相，或叫相，如大陆相组中可分出河流相、湖泊相等。二级相之下又可分出三级相，或叫亚相，如在湖泊相的内部可分出滨湖亚相、浅水湖泊亚相、深水湖泊亚相等。还可根据微地貌或岩性、古生物特征细分出四级相(微相)和五级相(相素)，但一般只划分到相或亚相。本教材采用的分类如表6－1所示。
表6－1 沉积环境和沉积相、亚相、微相综合划分表
3.沉积相的鉴定标志
沉积相的鉴定标志或古代沉积环境的判别标志，可归纳为以下几方面。
(1)岩石学标志
岩石的颜色和化学成分(包括微量元素) 如陆相，过渡相岩层多为黄、红等浅色，海相深水者多为灰、黑灰等深色，不同相的岩石中所含微量元素和色素元素也不相同。
矿物成分和岩石类型 岩石类型在一定程度上可指示沉积环境，如原生的自生矿物可指示沉积环境，重矿物组合和某些轻矿物特征，以及成分成熟度等不仅可指示陆源区母岩性质，同时可反映沉积盆地的构造状况和古气候条件。
岩石结构 不同沉积环境下形成的岩石结构是有差异的，如颗粒类型、大小及含量、支撑性、杂基含量和粒度分布特征等均可反映沉积环境的水动力状况和流体性质。
岩石构造 原生的层理和层面构造是最重要的沉积相标志(参看第四章)。
剖面结构 剖面结构亦可称之为剖面层序，是综合分析岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列，是沉积相分析最重要和最有效的技术方法之一。不同的沉积相类型在剖面上的沉积层序是不一样的，如向上变细的剖面结构见于河流相、潮坪相、河口湾相、浊积岩相等;而向上变粗的剖面结构见于三角洲相、湖泊相、无障壁海岸海滩相等。
沉积岩产状 沉积岩产状(如砂体形状、生物礁和滩体的形态)、接触关系等也是沉积相的重要标志。
瓦尔特相律 瓦尔特(，1894)指出:“只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间隔。”这一规律通称为相序递变规律或相序递变法则，即瓦尔特相律(图6－1)，是相序分析中应遵守的基本法则。该相律对在剖面上和平面上进行沉积相分析是很重要的准则，当然会有一些与突发性事件有关的例外现象。
图6－1 瓦尔特相律
(2)古生物和古生态标志
古生物的种类、生态和形态特征，不仅可确定海相和非海相沉积环境，而且还可指示水介质的深度、盐度、温度和浊度等，如叠层石形态的宏观特征与沉积环境和水动力条件关系(图6－2)，可直接用于沉积环境的判断。
(3)地球化学标志
应用岩石或生物介壳中的微量元素(如B、B/Ga、Sr/Ba、Br、103Br/Cl等)、同位素(O、C、S、H、Sr)及有机地球化学资料来判断沉积相。
应该指出，上述三方面的判别标志，应综合考虑，不能仅看某一点就作结论，因某些不同的相可出现一些相似的特征，相同的相在不同地区的表现会有所差异。沉积相的研究对了解各地质时代的地表古地理特征和地壳地质历史的演变有着重大的理论意义，而且对沉积矿产的普查勘探，对查明含油气和含水层的分布规律、对规划和设计工程建设等都具有重要的实际意义。
图6－2 海进和海退序列中叠层石形态与沉积环境和水动力条件的关系
华北地区以碳酸盐岩沉积为主。由于中条、吕梁等陆岛的存在，导致吕梁山以东广大地区成为古陆边缘沉积区和相关相带的空间展布；吕梁山以西，因毗连秦岭和祁连海槽，故以台地边缘和盆地沉积区为主。下古生界沉积相的划分及沉积特征见图1-3-2。
1.古陆边缘沉积区
古陆边缘沉积区和碳酸盐台地沉积区是本区沉积类型的基本特征，前者根据其沉积岩的岩石类型、层理及结构、构造特点，生物组合及其他标志，可分成潮坪相和近岸浅滩相；后者又可分为局限海、台地浅滩和开阔海等微相。
古陆边缘沉积区主要指沿古陆、古岛边缘分布的潮汐作用带。此带具有海水极浅，有时暴露，蒸发作用强，盐度高不宜于生物繁衍，间歇性水流能量弱，并常接受来自古陆剥蚀区的陆源砂、泥物质以及席状藻普遍发育等特点。常形成泥、粉晶白云岩，叠层藻白云岩，膏质白云岩，泥质或云质条带泥晶灰岩和竹叶状灰岩等，并常夹有粉砂岩、页岩。多具薄层、页状或微细纹层构造，石灰岩中不溶组分偏多。岩石颜色普遍具强氧化或氧化色，其中的颗粒（如砾屑）常有氧化边。有时伴有异地生物屑和砂屑、球粒等。化石少，组合单一，在潮汐流作用下，扁平砾石和生物屑多呈定向或叠瓦状、扇状、菊花状或涡流状排列。干裂、膏盐假晶、雨痕、岩溶角砾、鸟眼、帐篷等浅水标志及爬痕、垂直潜穴等构造较普遍发育。淡水渗流作用形成的渗流砂、重力胶结和溶蚀等成岩标志均较常见。根据沉积部位、海水盐度、水体能量及沉积物性质可进一步划分微相。
（1）潮坪相
包括潮上带、潮间带及潮上、潮间潟湖环境，有时也包括部分浅潮下带。潮上环境最靠近古陆边缘，只有风暴高潮可以淹没的地带。平缓的潮上坪在干旱炎热气候下由强蒸发引起的“毛细管浓缩作用”常形成泥、粉晶白云岩，泥晶泥质白云岩或藻席白云岩，并构成云坪亚相。当有大量陆源物质混入时，可形成泥云坪、砂云坪，甚至泥坪亚相。潮间及部分浅潮下环境除具潮坪相常见的沉积特征外，泥质或云质条带泥晶灰岩为此带典型微相，有时其中夹有潮道或潮池沉积，其微相以竹叶状灰岩为主。
总之，潮坪环境是以紧邻古陆、岛屿，时而暴露，时而被极浅水淹没，介质能量主要来自潮汐作用而具间歇性，缺乏有利生物繁衍条件，微相组合简单为基本特点，空间上随古陆边缘地貌条件而呈宽窄不一的展布。潮坪相的识别与圈定是判定古陆位置和剥蚀程度的主要依据，因此，在华北地台东部潮坪相极为发育的广大地区，其研究意义甚为重要。
早寒武世海侵初期，古陆边缘沉积区较为发育。华北东部的南部及北部、东北部主要为碎屑、粘土岩组合，靠近东部西侧的陆岛或水下隆起区则以潮上云坪、灰云坪为主。淮北的猴家山组和郑州一带的辛集组是最早出现的潮坪沉积，因为海侵刚刚开始，这些相带正处于淮阳古陆北侧，故以含磷石英砂岩、砾岩、粉砂岩和泥岩为主，但在鲁南、鲁西南则为碳酸盐潮坪沉积，并以泥质灰岩、准同生白云岩、角砾云岩、紫色页岩等为主。长治、林县、范县、枣庄一带为潮上和上潮间泥云坪亚相，总厚度33～70m以上，岩石中少见生物碎屑，具纹层、干裂、鸟眼和变形层理等指相构造。在沛县发育了膏质云坪，石膏层占10%以上。至馒头、毛庄期海侵范围加大，波及全区，潮坪亚相继而广为发育，东部各区以紫、紫红色粉砂质页岩和钙质页岩为主，夹薄层泥晶灰岩。徐庄期至凤山期在鄂尔多斯古隆起以东广大地区内，仍不时出现潮坪沉积，如东部早、中徐庄期继承了潮坪环境，从山海关往西经唐山、京西、曲阳至峰峰和聊古1井、古2井、东1井、大1井等钻孔揭露的平原区以及济南、皖北等地均以潮上及潮间带为主，局部为潮下带沉积。在鄂尔多斯古隆起东缘文水、沁源以西地区，在柳林、离石残留岛屿控制下，自馒头期至上寒武世，接受了大量陆源粗粒碎屑后发育了含砂泥云坪，其中临县泥云坪中泥云岩占60%以上。临县、离石、中阳以西亦沉积了60%以上的潮上含砂泥质泥晶白云岩。地台东部凤山组由泥质条带泥晶灰岩和钙质页岩组成的韵律性沉积也是潮间带沉积的典型产物。
图1-3-2 华北地区下古生界沉积相的划分及其主要特征示意图
潮坪环境下，沉积多由海退沉积序列组成。如平顺、峰峰一带下奥陶统冶里组-亮甲山组厚度为178～411m，主要为灰黄色细、粉晶白云岩、叠层石白云岩、角砾白云岩夹少量竹叶白云岩，堂邑地区则有石膏夹层，岩石层面上多角形干裂发育，层间角砾构造、鸟眼构造、膏盐铸模多见，化石及虫迹稀少，应属典型潮上带沉积。
曲阳、登封及鲁西等地冶里组由中、薄层云斑泥晶灰岩、含球粒泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、竹叶泥晶灰岩、泥质条带泥晶灰岩及页岩夹层组成，岩层局部见冲刷、干裂、鸟眼、虫孔及石膏假晶等构造，生屑则以三叶虫、海百合、介形虫、腹足类及骨针等常见，但含量不高。这套微相构成了潮下至潮间带的潮坪沉积组合。亮甲山组由中、厚层含燧石的生物泥晶灰岩、泥质条带泥晶灰岩演变为云质条带灰岩和泥晶白云岩或角砾泥晶白云岩。这一微相组合显示了潮下带至潮上带的海退沉积韵律。如偏关-岐山泥云坪由含燧石的细晶、粉晶白云岩组成，是冶里组潮坪环境持续发展而形成的继承性云坪。下马家沟组底部（旧称贾汪组）在华北地台东部许多地区都由底部含砾的褐黄色泥粉晶白云岩和浅灰色泥晶灰岩组成，岩石中微细纹层、干裂、鸟眼和石膏假晶等浅水、暴露标志极常见，生物碎屑则较罕见，应属潮上泥、云坪亚相。在离石、河津、辉县一带及昔阳-五台、韩城-蒙阴、濮阳、邯郸、阳泉、徐淮等地，均有云坪或泥云坪分布。各地准同生白云岩的陆源物质含量不一，徐州、登封等地可高达30%。中、上马家沟组在淮阳古陆北侧，在五台、鲁西古隆起周围，均有由薄层泥晶灰岩，云豹斑泥晶灰岩和泥、粉晶白云岩组成的潮坪沉积。
潮上坪和潮间坪中的一些洼地，易于在退潮后积水，涨潮时得到补给，从而形成潮上、潮间潟湖环境。在古陆边缘沉积区如有浅滩、堤坝存在，则在滩坝后侧多伴有潟湖出现。潮坪洼地规模较小，介质能量低，多为典型静水沉积。早寒武世砂、泥坪中的白云岩和泥质泥晶灰岩，以及云坪、灰云坪中的粉砂质页岩、粉砂岩可能为咸化或淡化潟湖产物。规模较大的滩后潟湖，由于滨岸滩坝的阻隔，海水循环不畅，水体能量很弱，生物稀少，水体深度与地形起伏有关，水体较深时可有潮下沉积。由于咸化海水回流渗透，可形成潟湖环境下的泥粉晶白云岩、球粒泥、粉晶白云岩和膏盐类岩石。
由于潮坪环境和台地浅滩发育，而空间上潟湖环境又依附于上述两种环境，故地台上潮坪相展布的地区以及滨岸滩坝后侧和台地浅滩间均可有此类潟湖环境沉积产物出现。台地东部馒头组紫色粉砂质页岩、夹泥晶白云岩，在广大地域内含石盐假晶，个别地区有膏盐，在一些短距离内地层厚度及岩相变化较大的地区，如山东济南，河北石门寨等地，应属潟湖沉积。奥陶纪潮坪沉积相中局部亦有石膏层，例如临清坳陷的东1井、聊古1井、堂古1井及峰峰地区均有石膏层，聊古1井亮甲山组有三层石膏分布，因此，这一带应以潮间潟湖与局限海交替沉积为主，间或有潮上环境出现。长治-邯郸冶里组泥、云坪西部的临汾膏云坪和东部聊城膏云坪的出现，说明了泥云坪高地两侧低洼潮间或潮上潟湖的存在。这两个潟湖潮坪沉积区一直延续到上马家沟时期，其沉积岩系中石膏层含量达50%以上。
总之，潮上、潮间潟湖环境产物多分布于潮坪沉积相中，其展布范围和厚度一般小于潮坪沉积产物，但其微相组合和沉积相标志远较潮坪相清晰。
（2）滨岸浅滩相
该相位于古陆边缘沉积区外侧，多居潮间作用带，局部可延伸至浅水潮下带中。滨岸浅滩环境具有潮汐流较通畅，但水体能量间歇性较弱，水浅而盐度正常，有适量异地生物碎屑沉积，分选不完全，常有暴露标志。其微相组合则以竹叶灰岩、条带泥晶灰岩或球粒泥晶灰岩为主，有时亦有少量粉砂岩或页岩。竹叶灰岩是以扁平砾屑为主并伴有三叶虫、海百合等生物碎屑和少量砂屑、球粒等组成的颗粒灰岩，由泥晶填隙，有时可有少量亮晶。扁平砾屑主要来自潮下和潮间带先期干裂的泥晶灰岩经短距离搬运、再沉积而成，遇有风暴时，常形成扁平砾屑直立，或呈放射状或菊花状排列的砾屑灰岩与代表好天气的泥晶灰岩互层的韵律性沉积，此类薄层砾屑灰岩夹层或透镜体实际上是风暴流产物。条带灰岩与泥晶灰岩中可见对称波痕、水平层理、泥裂、虫孔等构造。
早在辛集期，地台东部地区就已具有潮间低能滩的性质，如京西、唐山一带厚达40～90m的府君山组中的颗粒泥晶云质灰岩较发育，徐州大北望猴家山组中厚度大于10m的颗粒泥晶云质灰岩，两者颗粒类型均以砾屑、砂屑，三叶虫、棘皮类、腹足类等生物屑为主，含少量陆源砂，颗粒具一定磨圆分选，总含量为28%～37%，灰泥填隙。徐庄中、晚期太原、明水、东明、沛县、平顶山等地含放射鲕、云质鲕和晶粒鲕，粒间常见三叶虫碎片和陆源砂，颗粒一般含量为10%～16%，局部鲕粒夹层可达40%左右。明显而常见暴露标志，大气淡水渗透成岩的表现及包心菜状叠层石的偶尔出现和陆源泥、砂的普遍存在表明了其滨岸、浅水的潮间带环境。京西、宿县等地徐庄组岩性与之类似，但砾屑含量有所增加，颗粒总量为7%～20%不等，交错层、干裂和虫迹等标志亦较多见。
崮山组、长山组内此类沉积较发育，唐山、京西、五台以及山东境内的长山组主要由泥质灰岩、泥质条带泥晶灰岩夹大量竹叶状灰岩组成，竹叶状砾屑多具氧化圈、含量高，定向或杂乱排列。砾屑间含三叶虫等生物屑和少量鲕粒、石英砂、亮晶或泥晶填隙。泥晶灰岩中有干裂、垂直虫孔，偶见对称波痕。条带灰岩常过渡为断续条带、链状灰岩，有时可形成“准竹叶”泥晶灰岩。这种构造虽曾被解释为成岩压实破碎，但仔细观察则不难发现碎屑仍有错位和近距离移位，它们是在水动力条件不足或作用时间持续性差的间歇弱动荡水中形成的，因此，“准竹叶”状构造的普遍存在恰恰反映了近岸潮汐低能浅滩沉积环境的基本特点。在这一相带中常有柱状和半球状叠层石发育，叠层柱高一般不超过20cm，柱宽仅数厘米，柱间为同心或晶粒鲕、砂屑和三叶虫碎屑等（图1-3-3）。
图1-3-3 北京西山下苇甸崮山组中的柱状叠层石
早奥陶世的大面积海侵，导致滨岸浅滩向台地浅滩转化。怀远运动后，马家沟海侵初期，准同生白云岩较普遍地发育于全区。根据1987年华北石油局等单位以颗粒含量10%为准滩界限勾划出的几个准滩，其颗粒以藻屑、砂、砾屑及核形石为主，就其与潮汐云坪的关系而言，准滩应为潮间低能浅水沉积物。此类低颗粒量碳酸盐岩能否作为水体具一定能量的水下浅滩或滨岸潮间浅滩沉积环境的微相，还值得讨论，总的看来，由于奥陶纪是继寒武纪以来华北地台的最大海侵期，加之地台本身长期剥蚀、夷平，致使全区滨岸浅滩环境分异不明显也是可以理解的。
2.碳酸盐台地沉积区
这一沉积区是与古陆边缘沉积区紧相毗邻的广阔陆棚内侧，与浅海盆地多有台地边缘相区相隔。其沉积界面大都在低潮面和浪基面之间，个别直达氧化还原界面附近。沉积作用主要发生在潮下带，海底地形和水体深度均有较大变化。水深可由数米至数十米，但一般不超过百米。海水盐度正常，低洼处略有增高，生物较为常见，水体能量则介于较弱至中等之间，并以潮下低能为主。这一沉积区在华北地台甚为发育，据其水下地貌-海水通畅状态、水体深浅和能量大小可将其细分为局限滩间海、开阔滩间海和台地浅滩等环境。
（1）局限滩间海（局限海）
随海底地形变化，常因浅滩遮挡、相对低洼而形成局限滩间海沉积环境。其中海水虽与广海相通，但循环受阻，持续低能，盐度稍高，不利于广海生物发育，化石种类少。主要岩石为泥晶灰岩、球粒泥晶灰岩、泥质条带泥晶灰岩、云斑泥晶灰岩及准同生后白云岩等，其基本特点为缺乏高能颗粒。岩石中常见生物碎屑则多为广盐性生物。当这一沉积区受滨岸滩坝或水下隆起封闭时，可因盐度激增形成白云岩为主的潟湖沉积。
地台东、北部府君山晚期局限海较为发育，山海关、唐山、京西至易县，府君山组厚度由150m递减为15m，其上部地层均以灰、深灰色中—厚层云斑泥晶灰岩、泥晶云质灰岩为主，北京地区常见少量球粒泥晶灰岩，岩石均具水平层理，生物稀少，陆源物含量不超过10%。莒县地区则以云斑泥晶灰岩、粉砂质页岩和白云岩为主。任丘古2井，聊古1井及峰峰地区则为薄层泥晶灰岩与页岩互层。张夏组以台地浅滩与滩间海沉积环境为主，滩间海如受多滩围阻则为局限海环境。如京西、大同等地张夏组下部，唐山和易县上部虽均属张夏组，但其岩石及普遍具有的高能颗粒含量低，生物单一，水平层理、层面罕见冲刷痕遗迹，偶含少量球粒，虫迹不发育等特点，均反映受古陆、水下隆起或台地浅滩遮挡的局限海环境。
下奥陶统，华北地台虽可据岩性划分为以准同生后白云岩为主的南区和以泥晶灰岩、生物泥晶灰岩、云斑灰岩、泥质条带灰岩和含燧石条带或结核的灰岩或粉晶白云岩为主的北区，以及本次工作区以外的西区，但大部分白云岩均为准同生后交代白云岩，其原岩岩性多为生物泥晶灰岩、球粒泥晶灰岩，故唐山、曲阳、京西及峰峰等地和聊城一带均为局限台地沉积。
中奥陶世的广泛海侵，使局限海多与广海连通，地台东部南北岩性分异为白云岩和石灰岩的局面被打破，出现了岩性组合更为复杂的浅水沉积环境。如曲阳任2井、古2井一带及鲁西地区下马家沟组沉积的泥晶灰岩夹泥灰岩、白云岩多具水平层理，并含三叶虫、海百合、头足类等化石碎屑，底部常见冲刷构造，应为局限海与陆棚海交替沉积。工作区以外的西部，马家沟早期受乌兰格尔、阿拉善、庆阳和延安古陆的阻隔，属典型局限海沉积。
（2）开阔滩间海（开阔海）
指地台中部或外侧开阔地区及台地与外海畅通的广阔浅水区。由于华北地台以发育台地浅滩为特征，所以浅滩间的开阔浅水台地可称为开阔滩间海。其沉积界面多位于低潮面与浪基面之间，盐度正常，水深一般为数米至数十米，具中等能量。以颗粒灰岩、含颗粒灰岩及泥晶泥质灰岩为主，时含页岩及粉砂岩夹层。岩石中颗粒类型较单一，偶有内碎屑、鲕粒等高能颗粒。化石较为丰富，可有介形虫、软体动物、棘皮动物、三叶虫和腕足类。其中窄盐性生物相对含量少。层理以水平层理多见，偶有斜层理。小型单柱、半球状叠层构造偶有出现，水平虫孔及生物搅动构造常见。
地台东部毛庄、徐庄期某些厚层段的泥岩夹粉砂岩、海绿石细砂岩及砂质石灰岩具弱还原色，并含较多的海相化石，可能属于开阔海非清水沉积。燕辽地区和徐淮等地，本组地层中夹藻屑泥晶灰岩、生物屑泥晶灰岩、海绿石泥晶砂质灰岩和瘤状泥晶灰岩也应是开阔海的产物。中寒武纪张夏期海侵达到高潮，水下隆起多成浅滩，滩间海环境较为发育。其特点是鲕粒含量普遍小于30%，岩石多以深灰色生物泥晶灰岩为主，浅海生物含量较丰富，粘土岩含量变化较大等特征。如曲阳、任丘及山西某些地区张夏组的某些岩段，以生物泥晶灰岩或藻屑泥晶灰岩为主，多含10%以上的粘土夹层，鲕粒小于20%，岩石中有机质含量较高。
早奥陶世，地台北部的唐山及京西地区以灰色厚层生物泥晶灰岩、条带泥晶灰岩夹不具氧化边的竹叶状砾屑或砂屑泥晶灰岩为主。岩石中常见三叶虫、头足类、腹足类、棘皮类、腕足类等化石，时见水平虫孔，为典型开阔海沉积。徐州-郑州一带开阔海沉积以夹黄绿色或灰绿色页岩为特征；平原区如任丘、港59井、古2井一带，除生物泥晶灰岩外，尚有条带泥晶灰岩、含燧石结核白云岩与其互层，颗粒石灰岩较少发育；在鲁西、莱芜一带白云岩中有腕足类、棘皮类、苔藓类等广海生物碎屑，水平层理及虫孔发育，为开阔海与水下竹叶滩沉积。下马家沟组在唐山、京西、曲阳、任丘等地均以泥晶灰岩为主，间有云质灰岩、泥灰岩等，化石以腕足类、棘皮类、头足类为常见，水平层理发育，为开阔海与局限海交替沉积。上马家沟组上部开阔海以生物泥晶灰岩、含燧石泥晶灰岩、云斑泥晶灰岩为典型组合，生物以头足类为主。
峰峰组上部的泥晶灰岩含较多正常海化石，但仅残存于峰峰和鲁西等地。
总之，华北东部开阔海多受水下浅滩控制，呈滩间海展布；工作区外的地台西部，多受古陆、古隆起或台地前缘相带阻隔而分布在其后，纵向上多与浅滩、局限海交替出现，空间上多绕古隆起带呈半环状分布，东部工作区内则大致呈带状或不规则等轴状展布。
（3）台地浅滩
华北地台上有许多大小不一，形态不同的水下隆起。这些地区多处于浪基面之上，水体浅，长期遭受中等能量海水的作用，使之成为滩相沉积环境，并形成孤立于台地中的浅滩。台地浅滩主要为潮下高能带沉积，亮晶鲕粒灰岩，亮晶砂屑灰岩和亮晶生屑灰岩或亮晶核形石、藻屑灰岩较常见。粒序层理、交错层理，柱状、掌状叠层石时有发现。流水波痕、冰雹痕、鲕铸模、重力胶结等成岩现象均甚发育。
图1-3-4 地台东部寒武系沉积模式
华北东部徐庄期，在北京、曲阳、任丘、莒县等地均有厚层鲕粒灰岩分布，表明水下浅滩环境已间歇性出现。至张夏期，鲕滩分布较广，自唐山、京西、曲阳至峰峰等地，鲕粒灰岩产出部位各异，从而反映纵向上随地壳升降，浅滩间歇性发育和横向上，相带有规律展布（图1-3-4）。
此外，环吕梁陆岛的河津、洪洞、昔阳、平鲁等地，以及地台南部的徐淮、嵩山、洛阳等地，均有点状浅滩出现。在黄骅、济阳、任丘坳陷等掩盖区，经钻井揭露亦有点滩发育，如港59井、堂2井等均为岩性稳定的厚层亮晶鲕粒灰岩。
张夏期广泛发育浅水高能滩环境，滩间多局限海或开阔海环境。浅滩环境稳定，鲕灰岩单层厚度大，水体能量高，多以亮晶鲕或豆粒灰岩为主，竹叶砾屑滩或砂屑滩少见。浅水鲕滩易出露水面之上，在山东张夏、徐淮和峰峰等地均在张夏组厚层块状鲕粒灰岩内部发现暴露标志。大气淡水淋溶和淡水胶结等成岩标志也常见。
冶里期浅滩主要为竹叶状砾屑灰岩，据冯增昭所倡导的单因素定量统计综合分析方法，以组颗粒含量15%为依据，曲阳、津塘、鲁中和莒县均为浅滩。竹叶灰岩或白云岩中，砾屑含量多＞50%，填隙物以灰泥为主，亮晶不时出现。砾屑多不具氧化边，呈扁平状，磨圆好，分选中等，砾间常见砂屑、生屑。水体一般浅，盐度正常。中奥陶世第二次大规模海侵，导致沉积环境以云坪-局限台地、开阔台地为主，有时虽夹竹叶灰岩，但厚度较小，横向不稳定，已基本不具浅滩沉积特点。在工作区外的地台西部，在鄂尔多斯古隆起、秦岭祁连海槽和淮阳古陆控制下，沉积区狭窄，台地浅滩沉积不甚典型，而台地边缘斜坡相和盆地相较发育。鄂尔多斯古隆起以东的华北地台东部，台地边缘相和盆地相不典型。
由雪莲
( 中国科学院地质与地球物理研究所)
潘云唐
( 中国科学院研究生院)
一、世界沉积学回顾篇
沉积地质学最初只有地层学，从 1800 年左右开始起步，因用标准化石来作为划分标准的生物地层学在地层的划分中应用得非常成功，所以直到 20 世纪很长一段时间，地层古生物学都统治着沉积地质学的研究［1］。
但是，实际上沉积地质学在 19 世纪晚期其主要的进展就已出现。在 1893 ～1894 年，J. Walther 出版详细阐述岩相相关律以及比较岩石学的方法的 《现代成岩作用》 三卷巨著。英国的 H. C. Sarby 和 G. Darwin 以及美国的 G. K. Gilbert 等人在更早的时候，对流水和波浪对沉积物搬运进行了定量实验，甚至使用了不同密度和黏性的流体。
Middleton 认为，沉积地质学家们长期成功而有效地使用标准化石划分地层，所以忽视了对沉积地质学其他分支的研究。R. H. Dott. Jr 认为除了上述观点，还因为定性的和描述性的研究观点几乎主宰着沉积学界，即许多问题可以通过定性的生物地层学及地质图来解决，那人们就很少研究定量的东西。
其实在 18 世纪末到 19 世纪初，Von't Hoff 就对化学沉积作用做了比较先进的实验。但是直到几十年后，沉积学家们才开始重视物理、化学原理在沉积学中的应用。
沉积地质学的起源是来自于多方面的，像地层学源于对化石形态的研究; 沉积物成分和结构的研究源于岩石学; 沉积环境的研究源于地貌学和海洋学; 沉积过程的分析源于物理学 ( 即流体运动学) 和化学。
1900 年左右，沉积岩石学开始形成，随后就出现了粒度分析法，但是直到 20 世纪 20年代，沉积学才成为一门独立的学科。如 Middleton 在 1978 年所指出，正是由美国研究委员会资助 W. H. Twenhofel 主编的 《沉积作用论文集》，以及 1926 年成立的经济古生物学家与经济矿物学家协会，最清楚地标志着沉积地质学成为一个专门的学科。
1933 年，Wadell 提出了 “沉积学” ( Sedimentology) 这个概念， 《沉积岩石学杂志》创刊。但是沉积学研究专业化在欧洲却出现较晚，1946 年在欧洲成立了国际沉积学家协会 ( IAS) 。1962 年 《沉积学》创刊，同时，英国沉积学研究专业组成立。此后，沉积学的研究在世界各地迅速地发展壮大起来［1］。
二战后，沉积学的研究有一些重大进展: Shvetsov － Kirynin 提出的原生构造控制碎屑沉积物的理论，1949 年 Pettijohn 的 《沉积岩石学》出版; 1950 年 Shepard 和 Kuenen 编写的 《海洋地质学》两本经典教材出版; 1950 年 Kuenen － Migliorini 发表了浊流沉积的论文。1948 年 Sloss 提出了不整合界线层序的概念。70 年代层序地层学最终导致了地震地层学和 “Vail 曲线”的出现和水槽实验骤增。这些都标志着 Walther 预言的比较研究方法付诸实现。
20 世纪 60 年代即有地震地层学的产生和沉积过程研究的出现，颗粒的研究也重新活跃起来。古生态学的发展，特别是通过遗迹化石补充古环境的分析，使 60 年代沉积地质学的黄金时代随深海钻探计划和板块构造理论的出现而达到顶峰。
二、中国沉积学回顾篇
在中国，早期的研究主要是包括在岩石学的研究领域之中的沉积岩石学。三大类岩石中，与岩浆岩石学及变质岩石学相比，由于它本身的理论和方法不完善，不大受地质学家的重视。从事沉积岩石学工作的人也很少［2］。
20 世纪 50 年代以前，我国的沉积岩石学研究很薄弱，只有像关于砂金、膏盐、煤及耐火材料等的调查和描述，以及对于铁、铝、磷矿床的古地理分布规律等少数的沉积岩( 物) 和沉积矿床做过少量的研究工作。
那时基本上是对野外露头进行描述，规律性的探索主要依据地层学的原理，尤其是关于古地理的解释，基本上是地层古地理或古生物古地理学。
按照刘宝珺院士的划分，将中国的沉积学发展分为 4 个阶段［2］:
( 一) 20 世纪 50 年代的奠基阶段
50 年代，随着国民经济建设的需要，能源资源如石油、天然气、煤和固体矿产如铁、锰、铝、磷等矿产地质勘探事业的迅速发展，相关沉积学的研究也大量开展起来。
但并不是从 50 年代才开始起步，其实早在很早以前，谢家荣先生就发表了 《甘肃玉门石油报告》这一初步成果，是中国地质学家对该区最早的石油勘察活动，具有重大的历史意义。
在 50 年代初，地质部建立了 6 个直属队，其中 2 个是勘查煤和沉积铁矿的。另外在全国开展的普查工作中，也规范了有关沉积岩研究工作的要求。
古地理学的研究，除了以地层学为基础外，因为沉积岩石学和沉积学的进展，许多沉积岩石学的资料也作为编制古地理图的重要依据。像 1955 年就出版了刘鸿允先生编制的《中国古地理图》，是以沉积岩石学为重要依据的，并且又是主要以地层学为基础的第一部完整的古地理图集。
50 年代，我国全面学习苏联，沉积学和沉积岩石学领域中，学校的教材以及实际工作的参考书均取自苏联学者的著作［3 ～ 12］。但是像岩石组分等值线图［13］等也借鉴欧美的观点和方法。
( 二) 20 世纪 50 年代末和 60 年代初的总结提高阶段
自 50 年代末，为了能够从成因上更好地解释古环境，有关地质人员就开始了有关岩相及环境成因标志的沉积岩石学研究，对粒度、层理、矿物成分、古生物等的环境意义有了进一步的了解。
很多单位，特别是石油地质部门广泛开展了根据这些标志而进行的岩相古地理的研究工作。在此期间，岩相旋回分析方法在含煤岩系沉积条件分析和含煤地层对比方面已被广泛采用。淡水湖泊沉积和红层的岩相分析有一些较好的成果，海相沉积方面开始注意配合古生态进行研究［2］。固体矿产方面，叶连俊［14］关于中国磷块岩特点及形成条件的分析，都有很大的影响。
50 年代末至 60 年代中期，我国沉积岩石学发展较快，实际的工作，积累了大量的资料，有可能在一些方面进行规律性的总结并提高认识。
60 年代业治铮等人发表了 《震旦纪藻碳酸盐岩石的沉积作用》［15］。1962 年由戴东林主编的 《沉积岩石学》，由曾允孚、刘宝珺等成都地质学院主编的 《沉积相及古地理教程》［16］以及刘宝珺主编的 《沉积岩研究方法》公开出版。虽然就学科本身来说，逐渐有了比较成熟和行之有效的方法，而且沉积学方面的工作也得到很大重视，但在理论上，尚未建立起学科本身的有科学逻辑的和以一定实验数据和理论推理作为基础的完整的理论体系，仍然是以直觉的观察和感性的推理作为其认识论和地球观［2］。
( 三) 20 世纪 70 年代科学的沉积学发展阶段
60 年代，国外沉积学界有几项重大突破。沉积学家引入了泥沙运动力学的理论和方法，解释了沉积构造 ( 层理、波痕) 等的形成及水动力状态，并在红层冲积物的研究方面有了重要突破。加之在 50 年代初就出现了浊流理论，认识到了除牵引流以外的另一大类的沉积作用———非牛顿流体的沉积作用。60 年代对石油储层性质研究的需要，促进了沉积成岩作用的研究，引进了物理化学的原理和方法。50 年代末至 60 年代初有关石灰岩成因分类和碳酸盐岩机械沉积的观点得到公认。60 ～70 年代板块学说的崛起也对沉积学和岩相古地理学产生重大影响，沉积学家不得不认真考虑移动的大陆和板块对沉积作用的影响。所有这些科学成就意味着建立沉积学本身理论的条件已基本成熟，沉积动力学、成岩成矿的理论，碳酸盐岩沉积的理论以及重力流的理论都可成为沉积学的理论支柱［2］。
但是，由于受 “文化大革命”的冲击，我国刚开始与国际接轨的沉积学研究遭到中断，使我国沉积学的发展推迟了若干年。
从 1971 年起，沉积岩的研究逐渐恢复。油田的地质工作者与院校教师合作，对我国东部各含油盆地进行了系统深入的研究。这个时期我国学者做了大量有意义的工作，例如，1983 年叶德胜［17］等对我国西南晚古生代沉积 － 岩相古地理的工作; 冯增昭对于华北地区岩相古地理所做的工作［18］［19］，及其对碳酸盐岩沉积环境和岩相古地理的研究［20］;1984 年关士聪［21］等的 《中国海陆变迁海域沉积相与油气》; 吴崇筠对中国东部含油盆地的湖泊相和三角洲相的总结; 何镜宇、孟祥化等［22］关于渤海湾黄骅盆地沉积相及指相矿物的研究; 同济大学严钦尚、项立嵩等［23］［24］对长江口和现代海岸以及一些第三纪 ( 古、新近纪) 盆地做的大量工作; 曾允孚［25］关于我国西南古生代与中生代碳酸盐相、生物礁的研究; 刘宝珺关于云南红层冲积相及金属矿床的岩相控制的研究。叶连俊和孙枢［26］［27］涉及从震旦纪到现代的各种岩相以及一些重要沉积矿产的形成条件的问题的研究。60 年代沉积盐类矿床作为国家重点开展研究，云南地矿局找到我国第一个钾盐矿床，袁见齐最早提出成钾理论［28］［29］。
( 四) 20 世纪 80 年代之后的走向全球阶段
1979 年成立了中国矿物岩石地球化学学会沉积学 ( 分) 会，中国地质学会成立了沉积地质专业委员会，地质矿产部成立了全国性的岩相古地理研究与编图工作协作组。1982年我国首次组团参加了在加拿大召开的第 11 届国际沉积学大会，展示了我国的研究成果，会上叶连俊当选为国际沉积学家协会理事。此后，我国又有业治铮、孙枢、刘宝珺、李任伟先后在国际沉积学家协会、国际地科联沉积委员会、全球沉积地质委员会中任理事及委员等重要职务，说明我国的沉积学研究已与国际接轨，并参与了国际这一学术领域的重要发展与决策事项。《沉积学报》于 1982 年创刊，《岩相古地理》于 1981 年创刊，对于推动我国沉积学和岩相古地理学的发展起了积极的作用。80 年代以来，每 4 年一届的全国沉积学与岩相古地理学术会议团结了全国的沉积学工作者，每次会议均有三四百名代表与会，受到全国地质工作者的支持。我国还先后在北京和成都举办了国际沉积学会议的地区性国际会议，即国际沉积矿产学术会议及国际沉积学数据库讨论会，也有较好的影响［2］。
70 年代末以来，层序地层学、事件地质学等的出现，新灾变论的崛起，以及板块运动对沉积作用及古地理演化的深刻影响，给予沉积学和岩相古地理的研究以巨大推动作用。王鸿祯等 1985 年出版的 《中国古地理图集》［30］是我国新一代古地理研究的代表著作。1994 年刘宝珺、许效松［31］等编著的 《中国南方岩相古地理图集 ( 震旦纪—三叠纪) 》，1985 年出版的由刘宝珺、曾允孚主编的 《岩相古地理基础和工作方法》［32］，都是有影响的著作。
80 ～ 90 年代，我国的沉积学有了飞跃的发展，已建立了完善而系统的理论，而且无论在理论上和方法上都与国际接轨，众多的成果分布于沉积学的各个研究领域，研究成果多是当代学科的热点和前沿问题，而且成果与实际相结合，解决了资源的许多重大问题，研究成果体现出中国特色，高水平的专著、论文大量出现，研究队伍日益成熟。我国的沉积学以前所未有的高速度发展起来。
当今，地质科学的发展、石油天然气和矿产资源的勘查和开发，以及水资源的开发，均对沉积学提出了许多科学问题，像孙枢先生［33］提出在陆相沉积、碳酸盐沉积、近岸和浅海硅质碎屑沉积、深海沉积等方面还有很多有意义的工作要做; 在沉积盆地和层序地层学、古气候与沉积作用、前寒武纪沉积、人类生存环境的沉积学研究、区域沉积学和全球沉积学等都是有意义的方向，所有维持生命和人类活动的地球表层的环境问题研究也正在成为沉积学研究的重要组成部分。
这篇论文的完成首先要感谢我的导师———中国科学院地质与地球物理研究所的朱井泉研究员，要感谢在中国科学院研究生院为我们讲 “古生态学”和 “地质科学史”课程的潘云唐教授，以及我的同学们，是他们的鼓励、支持、指导和帮助，本文才得以完成。
参 考 文 献
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1.关于沉积相的含义
沉积相研究最初源于相的研究，关于相的研究历史很长，最早由丹麦地质学家斯丹诺（S t e n o）1669年引入地质文献。他认为相是在地质时期内地表某一部分的总和。其含义也不尽相同，一种认为相是一定地质时期内地表某一部分的全貌（S t e n o，1669）沉积物的特征及其生成环境的总和。简称相或岩相。沉积相的概念是1838 年瑞士地质学家A.格雷斯利建立的。他认为相有两个要点：①地层单元中的岩石面貌和古生物组合要一致。②在相同的古生物组合中，要明显地含有不同于其他相中的一些生物种属。并认为沉积相反映着沉积物形成地理位置和地理环境。美国学者.莫尔1948年提出沉积相的定义为“沉积相是沉积剖面中任何空间上独立的，与该剖面的其他部分有显著区别的部分”，强调了地层学的概念。苏联学者.鲁欣1958 年认为“把相理解为沉积物的特征及其生成环境的总和更加确切”。.塞利1970年主张相可用5个参数来确定，即岩体的几何形态、岩性、古生物、沉积构造和古水流形式。沉积相反映着地质时期地理环境的特征及其演变过程，因此研究它对了解各地质时代古地理环境和地壳的历史演变有着重大的理论意义，对沉积矿产的普查勘探，查明地下水、油、气的分布规律，对工程建设的设计和规划均有重要的实际意义。
2.沉积相研究简史
瑞士地质学家A.格雷斯利（Gresly，1938）第一次提出了沉积相的概念，他认为沉积相有两个要点：一是地层单元中的岩石面貌和古生物组合要一致；二是在相同的古生物组合中要明显的含有不同于其他相中的一些生物种属。认为相是沉积物变化的总和，表现为岩性的、地质的、古生物的差异，他强调的是沉积物特征的变化；美国学者.莫尔（1948）提出沉积相是沉积剖面中任何空间上独立的，与该剖面其他部分有显著区别的部分，强调了地层学的概念。19世纪末叶，陆续出现不同的派别，有的认为相是地层的概念，简单地把相看作是地层单位的横向变化；还有人认为相即是环境，也有人认为相是岩石特征和古生物特征的总和。苏联学者任竹日尼科夫（1957），将相定义为一定岩层的生成和沉积环境，这个环境是根据岩性特征、生物化石、地球化学差异和其他特征推断出来的。即把相与环境等同起来。鲁欣（1953年）将相定义为能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律的综合。认为相是沉积物形成条件的物质表现。他1958年又提出：把相理解为沉积物的特征及其生成环境的总和更加确切。1976年塞利（Selly）提出，应从沉积岩体几何形态、岩石学特征、古生物特征、沉积物构造特征和古流向5个方面来限定相或沉积相。目前大多数学者将相理解为沉积环境的古代产物。塞利（1976）认为，相专指环境的物质表现。
我国沉积相研究历史较短，1985年中国学者翟淳把沉积相分为5级。即相组、相、亚相、微相和相素。先根据自然地理条件分为大陆相组、海陆过渡相组和海相组，它们属一级相；再根据自然地理条件的局部变异划分出二级相，如大陆相组分为河流相、湖泊相、沼泽相、冲积扇相、残积坡积相、沙漠相、冰川相；海陆过渡相组分为三角洲相、河口湾相；海相组分为无障壁海岸相、有障壁海岸相、浅海陆棚相、次深海相和深海相；二级相下再分出三级相，或叫亚相，如河流相再分为河床亚相、堤岸亚相、河漫滩亚相和牛轭湖亚相；再根据微地貌或岩性、古生物特征细分出第四级相，或叫微相，微相下再根据岩性分出若干相素。
油气田开发使人们对相的概念更加深入，认为相应包含沉积环境和沉积特征两方面内容；1985年刘宝君等主编的《岩相古地理基础和工作方法》一书出版后，长期得到研究和生产单位广泛应用；2003年姜在兴等在沉积岩一书中将相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩特征的总和。他将沉积相分为碎屑岩沉积相和碳酸盐沉积相，并将陆源碎屑沉积相划分为相组和相，进一步分为亚相和微相，并以自然地理条件为主要依据。存在的主要问题，是分类系统不统一，层次不清，粗细不均。
上面的划分方案主要是根据沉积时的自然地理条件，而在地质历史中，沉积相更多的是表现在垂向上的和平面上的变化，因此，除了岩相本身受到自然地理条件影响之外，更多的是受到构造运动多期性和长期性的制约，致使沉积相变化更加复杂。所以，用活动论观点研究沉积相的变化规律，成为当前的首要任务。特别是地壳的水平运动和垂直运动对沉积相影响极大，沉积环境有时相对变化较小，有时变化较大，特别是火山活动，风暴，潮汐，重力，以及构造运动形成的各种类型的构造盆地，都直接控制着沉积物的沉积。因此要恢复当时的沉积状况，必须首先恢复原型盆地特征，
3.青海地区石炭纪沉积相的研究概况
青海地区石炭纪沉积相研究历史较晚，在1∶20万区调中，仅划分为海相和陆相，海陆交互相。专门研究只限于少数论文中，比较系统研究沉积相当属于石油系统。
郭宏莉等（2002）在中国西北地区石炭纪岩相古地理一文中，将柴达木盆地早石炭世归入南天山—北祁连滨浅海相区、柴达木碳酸盐台地相区、中祁连滨浅海相区；晚石炭世归入柴达木碳酸盐台地相区、宗务隆山浅海—半深海相区、祁连滨浅海相区。
青海油田公司和中国石油大学等单位对盆地石炭纪含油地层研究时讨论过。2003年青海油田勘探开发研究院石炭系—二叠系研究组将柴达木盆地分为滨岸相区（包括滨岸浅滩亚相、滨岸潮坪亚相、滨岸沼泽亚相），碳酸盐台地相区（包括开阔台地亚相、局限台地亚相）和浅海陆棚相区。他们分别将其分为海陆交互相、海相。包括滨岸相、碳酸盐台地相、浅海陆盆相，和浅滩亚相、潮坪亚相、沼泽亚相、开阔台地亚相、局限台地亚相、内陆盆亚相。
尹成明等（2006，未刊）对柴达木盆地东部地区石炭系研究时指出，下石炭统穿山沟组城墙沟组形成于受陆源碎屑影响的混积台地环境，怀头他拉组下段形成于滨岸沉积环境；上段为碳酸盐岩开阔台地环境。上石炭统克鲁克组下段为滨岸—开阔台地环境；上段属滨岸局限台地环境；扎布萨尕秀组下段为潟湖—局限台地环境（潟湖—前三角洲—三角洲前缘），中段为早期开阔台地，晚期为潟湖滨岸沼泽环境，上段为局限台地—开阔台地环境（前三角洲—三角洲前缘—局限台地）。并具体分为：
1）滨岸相：滨岸浅滩亚相（穿山沟组），滨岸潮坪亚相（下石炭统中上部和上石炭统），滨岸沼泽亚相（上石炭统下部）；
2）碳酸盐台地相：开阔台地亚相（见于下石炭统），局限台地亚相（见于下石炭统）；
3）浅海陆盆（棚）相：内陆盆亚相（见于阿木尼克山下石炭统上部）。
此外，汤良杰等（1999～2000）引用构造古地理概念，将大地构造环境作为划分沉积相重要标志。提出柴达木盆地为弧后裂陷盆地，石炭纪表现为滨岸—台地—陆棚相碳酸盐岩和碎屑岩建造夹煤线沉积，在宗务隆山地区为裂陷槽环境下的沉积；至祁连山地区则为弧后陆缘还盆地环境沉积，发育陆棚—滨岸—河湖相的碳酸盐岩—含煤碎屑岩—碎屑岩沉积；
李燕平等（1989）根据古地磁资料，认为柴达木地块在石炭纪末期位于塔里木地块之南，华北地块以北，位于北纬26°左右，并受到阿尔金断裂带的制约。1990年王增吉在中国的石炭系中将柴达木盆地归入西北华北生物地理区；
1999年李守军等在柴达木盆地石炭纪古生物地理归属研究一文中，则将柴达木盆地归入华南生物地理区；
2002年王训练等，认为阿木尼克组为陆相冲积扇。
2006年杨平等在柴达木盆地石炭纪古生态与沉积环境一文中，认为石炭纪主要发育陆表海，以碳酸盐台型沉积为主，阿木尼克组与石拐子组底部为滨海浅滩相沉积，穿山沟组与石拐子组中部为滨岸潮坪相向浅海碳酸盐开阔台地相演化；城墙沟组和石拐子组顶部为封闭的碳酸盐台地环境，相当于台洼；怀头他拉组和大干沟组属滨岸潮坪相，中上部为碳酸盐开阔台地相，上段为正常浅海环境，大干沟组为碳酸盐台滩，上部为碳酸盐台坪。克鲁克组属滨岸潟湖相沉积；尕丘1井含煤地层相当于滨岸沼泽或潟湖有关，上部为滨岸潮坪环境。扎布萨尕秀组下部为滨岸沼泽潟湖相；缔敖苏组—四角羊沟组下段为浅海碳酸盐台地沉积环境。
根据青海石炭纪沉积特征，本书根据地壳运动特征及各时期沉积相特点，按照地域特征可分为三大类，分别称为沉积区、沉积相区、沉积相带：
沉积区与区域构造运动有关，根据区域构造特征可分为三级：沉积区（相当于地层区范围）、沉积相区（相当于地层分区）、沉积相带（相当于地层小区）。
一级沉积区：包括稳定型沉积区，活动型沉积区，过渡型沉积区。其界限受到大型构造线控制。
二级沉积相区：可根据区域岩相水平和垂直变化组合特征进行划分（多以地域命名）：其界限受到断裂的控制。
三级沉积相带：为相区次一级名称，其界限主要为大的岩相变化界限。
根据岩性特征，可分为相类、相组、相、亚相4个级别。
一级相类：主要是依据岩石类型划分。包括碎屑岩相类、碳酸盐岩相类、火山岩相类。
二级相组：依据岩石组合不同，可划分出不同相组，包括碎屑岩相组，碳酸盐岩相组，火山岩相组。
三级相：根据沉积自然环境划分，包括：陆相，海相，河流相、湖泊相，海陆交互相，浊积相。
四级亚相：为相的次一级单位，主要是自然环境的不同部位划分。
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1.中国地质大学地球物理与空间信息学院，湖北武汉 430074；2.中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室，湖北武汉 430074
摘要 为了对沉积体系中各种沉积环境地层的物性进行精细研究，对塔里木盆地柯坪-巴楚露头区碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系进行了系统取样。在常温常压下对岩样进行了超声波纵、横波速度测量和密度测量，主要获得以下结论：①岩样超声波速度与岩样所处的沉积环境关系密切，在生物礁滩剖面上，从礁基、礁核、到礁盖（相当于台地边缘浅海沉积）速度递增；在三角洲沉积剖面上，从水下分流河道、河口坝到前缘泥速度递增；②在生物礁滩剖面上，生物碎屑的含量是影响速度的主要因素。生物碎屑含量越高，速度越低；③生物礁内生物的大小与生长方向是控制岩样速度各向异性的主要因素之一。
关键词 超声波 速度 生物礁 潮坪 三角洲 塔里木盆地 下古生界
1 引言
地震勘探的物理基础是物性参数的差异，也是地质学家和地球物理学家从地震数据体上辨识地震相和沉积相的重要参考，其中速度是地震数据中最关键的物性参数。较直接的研究岩石的物性方法是测井或岩石的物性测量技术。本章采用室内物性测量方法，测量了塔里木盆地柯坪-巴楚露头区碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系中岩石的物性，为寻找各沉积相的声波速度和密度的变化规律，为地下该类储层的识别和预测提供岩性基础和科学线索。
岩石超声波测试结果被广泛用于工程地质勘探和石油勘探领域。研究表明，通过密度、纵横波速比或泊松比可以判断岩石岩性（孟庆山和汪稔，2005），也有人直接研究过沉积岩本身的声波衰减特性（安勇、牟永光和方朝亮，2006）。超声波测量已成为岩石物性研究不可或缺的方法，但在以往的研究中，很少有人对沉积环境（沉积相）与沉积岩物性之间的关系进行过深入系统的研究。
露头剖面记录了丰富的沉积学信息，对露头沉积体系作精细的超声研究，总结和比较具备构成潜在储层的沉积体系中与各种环境对应岩石的声速特征，可以准确地指导沉积体系的地质建模、地球物理正演，并作为地球物理反演的约束，有利于提高地震有利储集相带解释精度和预测准确度。
奥陶系和志留系都是塔里木盆地重要的油气勘探开发目的层（皮学军、刘楚和陈颖等，2007；张俊、庞雄奇和刘洛夫等，2003）。塔里木盆地奥陶系储层岩性以台地滩相灰岩及礁（丘）相灰岩为主（罗平、张兴阳和顾家裕等，2003）。近十几年来，在塔里木盆地先后发现和确认了巴楚、哈什西克儿、柯坪和轮南等4个地区的生物礁（李相明和杨申谷，2006；陆亚秋和龚一鸣，2007）。塔里木盆地志留系储层在柯坪地区、塔北地区以滨岸-浅海相碎屑岩沉积为主，在塔中地区以河口湾-潮坪沉积为主，而在塔东地区以陆相河流-辫状河三角洲粗碎屑沉积为主（王成林、张惠良和李玉文等，2007）。本次研究对塔里木盆地柯坪-巴楚地区代表碳酸盐台地边缘沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系的典型剖面进行了系统的取样，并在室内进行了岩石超声波速度的测量，探索了各个沉积体系中岩石的速度变化特征。
2 岩样采集与说明
剖面位置
测试所用岩样分别来自塔里木盆地的4个典型剖面（图1）。第一、第二两个剖面位于巴楚一间房地区的勒牙依里塔格山，属奥陶系一间房组（O2y），为台地边缘礁滩共生相。岩样分别取自礁体的礁基、礁核和礁盖（相当于台地边缘浅海沉积）处。第三个剖面位于柯坪地区大湾沟，属志留系塔塔尔塔格组（S1t），为三角洲前缘沉积。岩样分别取自河口坝、水下分流河道、前缘泥等成因相。第四个剖面位于柯坪地区四十厂，属志留系柯坪塔格组（S1k）的中上部，为潮坪沉积。具体的野外工作路线如图1所示。
6
岩样说明
4个剖面中共选取25块岩样用于超声波测试，将岩样切割成长方体，待测面用砂纸打磨平整（图2）。由于部分岩样取样的原始形状极不规则，切割时仅保证了岩样一个短轴和一个长轴满足测量要求。短轴（a）长度均为，长轴（b）长度值从到不等（表1）。
图2 取自大湾沟志留系塔塔尔塔格组（S1t）的第25号岩样（5cm×5cm×）照片
3 实验方法
实验设备
声波速度测试所使用仪器是由中国科学院武汉岩土力学研究所研制生产的RSM-SY5智能声波检测仪，仪器时间分辨率可达μs。使用了两种超声换能器，其一是纵波换能器，由江汉测井研究所研制生产，接收频率为50kHz；其二是横波换能器，由武汉理工大学研制生产，接收频率为（90±10）kHz。
超声波速测量基本原理：岩样声速测量系统如图3所示。测量时，超声仪发出的电信号，通过探头A（发射换能器）转换为声波，穿过岩样至探头B（接收换能器），再转换为电信号至声波仪。然后从计算机上读出波在岩石中的传播时间t ’（波形初至时间，如图4所示），除去声波通过探头、耦合材料（探头与岩样之间的耦合剂）、仪器线路等附加延迟时间——校零t0，声波在岩石中传播的时间为t=t ’-t0。若岩样长度为L，可计算出波速V=L/t。整个测量过程是在常温常压下进行的。
表1 岩样超声波速度测试结果
图3 RSM-SY5超声测量分析系统
波形检测方法
据文献（王让甲，1997），在纵波波速测试中使用液体或乳状物做耦合剂都可以达到很好的耦合效果。而横波是剪切振动，只有能够承受剪切力的材料才能作为横波波速测试的耦合剂。本次实验中，纵波波速测量使用的耦合剂是糊精，横波波速测量使用的耦合剂是水杨酸苯酯。纵波横波速度存在差异，横波滞后于纵波其初至拾取存在一定的难度（魏建新和王椿镛，2003），但横波有一定的偏振性，旋转发射换能器与接收换能器对应的角度，接收到的横波振幅会呈现规律性的变化，利用这一特性可以识别出横波并确定出初至时间。图4中横波（a）为横波换能器测试第25号岩样接收到的波形，横波（b）为将接收换能器旋转180°接收到波形，横波首波振幅翻转，图4中可以清楚地识别出横波初至时间。
图4 第25号岩样测试时显示的声波波形箭头指向纵、横波的初至时间
4 实验结果及分析方法
岩样声波测试的结果列在表1中。速度测量分别沿图2中所示岩样的短轴（a）方向和长轴（b）方向。VP（a）和VS（a）分别表示沿短轴（a）方向测量的纵、横波速度；VP（b）和VS（b）分别表示沿长轴（b）方向测量的纵、横波速度。为了对岩样速度各向异性的程度进行估计，引入了纵波速度各向异性程度指数KP和横波速度各向异性程度指数KS，定义如下：
碳酸盐台地边缘带沉积体系露头研究及储层建模
碳酸盐台地边缘带沉积体系露头研究及储层建模
5 测量结果讨论
生物礁滩剖面岩样的速度特征
生物礁滩剖面①、②（图1）中，单个礁体规模较小，但礁体众多，大多连成一片。礁体层位分布稳定，横向延伸方向均可追寻到相应层位的其他礁体，纵向上礁体相互叠置。礁体一般由礁核、礁基和礁盖部分组成（胡明毅、朱忠德和贺萍等，2002）。生物礁滩剖面用于超声波测试的岩样共15块，根据岩样在礁体中分布的位置不同，绘制了岩样位置与其纵、横波波速及平均速度关系图（图5，图6）。
图5 生物礁滩剖面岩样纵波速度与岩样在礁体中的位置关系
图6 生物礁滩剖面岩样横波速度与岩样在礁体中的位置关系
从图5和图6可以看出，无论纵波速度还是横波速度，从礁基、礁核到礁盖其平均值都逐渐增大。纵波速度增加幅度大于横波。礁盖岩样速度测量值变化不大，而礁基和礁核两个部位的岩样两个轴向的速度值差异明显。图7是用前面定义的速度各向异性程度指数KS和KP所做的交会图。图7中可以看出礁盖岩样速度各向异性程度指数基本集中在0%～10%范围内，而礁基和礁核两个部位的岩样大多分布在20%～40%。礁基和礁核速度各向异性程度明显高于礁盖。
图7 生物礁滩剖面横波速度各向异性程度指数KS和纵波速度各向异性程度指数KP的交会图
观察生物礁滩剖面①、②，礁基多为灰色粗粒亮晶棘屑灰岩，颗粒含量很高，约占80%以上，颗粒大小约1～4m m，以破碎的海百合茎干为主，如图8b。礁核主要是由瓶筐石（Calathium）（胡明毅、朱忠德和贺萍等，2002；李相明和杨申谷，2006；焦养泉、荣辉和王瑞等，2011）组成的灰白色块状障积岩，造礁生物瓶筐石密集，占化石总量的80%以上，瓶筐石长度可达10c m，如图8a。礁盖多为成层性良好的中层生屑泥晶灰岩，其间常有小型礁灰岩块夹杂其中，结构致密。礁基的岩样，海百合茎和其他生物碎屑杂乱排列，生物颗粒疏松；礁核的岩样，瓶筐石的体腔被方解石充填或被溶蚀，部分岩样沿生物体裂开形成较大的裂缝。这些生物化石的形状、大小、生长方向以及裂缝都影响声波在岩样中的传播速度。
图8 礁核的主要造礁生物瓶筐石（a）和礁基生物碎屑的主要组成物海百合茎（b）
潮坪沉积剖面和三角洲前缘沉积剖面岩样的速度特征
柯坪-巴楚地区志留系自下而上分别为柯坪塔格组、塔塔尔塔格组和依木干他乌组（王成林、张惠良和李玉文等，2007）。剖面④中用于超声测试的4块岩样均取自柯坪塔格组沥青砂岩段（吴立群、焦养泉和荣辉，2011），属于潮坪体系（表1）。剖面③用于超声测试的6块岩样取自塔塔埃尔塔格组S1t，分别属于三角洲前缘泥、河口坝、水下分流河道等成因相（表1）。两个组的岩样在时间上有一定的先后关系，沉积上也存在一定程度的联系。把这10块岩样放在一起，根据其沉积环境不同，绘制了不同沉积体系与其纵、横波波速关系图（图9，图10）。
图9 潮坪体系和三角洲前缘体系中各岩样纵波速度变化关系
图10 潮坪体系和三角洲前缘体系中各岩样横波速度变化关系
从图9和图10中可以看出，潮坪体系的4块砂岩纵波速度和横波速度相对稳定，分别在4000m/s，2500m/s左右，而取自三角洲前缘各种成因相的6块岩样速度差别明显，以水下分流河道中的砂岩岩样速度最低，第29号泥岩因裂开不考虑在内。两种不同沉积环境下的速度各向异性程度如图11（KS和KP交会图）所示。图11中，潮坪体系的4块岩样各向异性程度指数基本集中在0～10%范围内，在10%边缘的两块岩样是第20号和第21号。三角洲前缘体系各向异性程度指数超过10%的岩样都属于水下分流河道。
图11 潮坪体系和三角洲前缘体系中横波速度各向异性程度指数KS和纵波速度各向异性程度指数KP的交会图
从岩样的照片（图12）观察，潮坪体系的4块岩样均被油浸。其中第20号岩样见油浸痕迹，但颗粒间孔隙未见沥青充填，第21号岩样含大量生物碎屑，第22号和第23号颗粒间孔隙几乎完全被沥青充填，岩体呈黑色。三角洲前缘的6块岩样中，水下分流河道相中的岩样砂体颗粒粗、孔隙结构发育，而接近前缘泥的岩样，颗粒细小致密。结合沉积的特点，三角洲前缘由岸向湖的方向沉积物的粒度逐渐变细，即由水下分流河道、河口坝到前缘泥的变化中，沉积物粒度逐渐变细（表1），而影响声波传播的孔隙越来越小，声速逐渐增高。
6 结论与讨论
通过对上述几个露头沉积体系中岩样的超声波速测试实验，可以得出下面几点认识：
1）岩样超声波速度与岩样所处的沉积环境（沉积体系或成因相）密切相关，呈现一定变化规律。在生物礁滩剖面上，从礁基、礁核、到礁盖速度递增；在三角洲前缘沉积剖面中，从水下分流河道、河口坝到前缘泥速度递增。利用岩石声波速度测量结果与沉积环境的关系，以及变化规律指导沉积体系的建模是可行的。
图12 潮坪相剖面和三角洲剖面岩样切后新鲜面照片
20～23号属于潮坪相剖面，24～29号属于三角洲前缘沉积剖面
2）在生物礁滩剖面上，生物碎屑的含量是影响声波速度的主要因素。生物碎屑含量越高，速度越低；在砂岩剖面上，孔隙是影响测量的主要因素，孔隙越小或充填程度越高，速度就越高。
3）在生物礁滩剖面上，生物的大小与生长方向是控制岩样速度各向异性的主要因素之一，而砂岩剖面，我们初步认为与孔隙关系密切。礁灰岩速度的各向异性程度大于砂岩。
致谢 作者在野外岩样采集过程中，受到中国地质大学（武汉）王瑞、王世虎、荣辉等同学的帮助。另外，武汉理工大学蔡兰老师也曾在横波测量方面给予指导，作者在此一并表示衷心感谢。
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