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R.C.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L.V.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”。R.C.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R.C.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。
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：
doi.org/10.1130/G47706.1
（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：
doi.org/10.1130/G47615.1
（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：
doi.org/10.1130/G47651.1
（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：
doi.org/10.1130/G47282.1
（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：
doi.org/10.1130/G47658.1
（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42.4-47.8万年间灭绝，而赫氏圆石藻（Emiliania huxleyi）则在24.3-30万年间进化。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：
doi.org/10.1130/G47479.1
（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：
doi.org/10.1130/G47688.1
（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0.176 0.040 （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：
doi.org/10.1130/G48017.1
（译者：韩舒筠@CUGB/MQ）
18
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（ 21.6‰至 3.0‰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：
doi.org/10.1130/G47758.1
（译者：掉帧青年萧暮春@YU）
美编&校对：覃华清
（按时间顺序，打*者为代表作）1. ICAP法同时测定动、植物样品中痕量元素. 环境化学，1987，6（4）：48－52. 回井周，王璞珺，王松君，马凯林，傅春久.2. 麦饭石的吸附特征及其机理探讨. 长春地质学院学报，1988，18（4）：423－430. 汪碧华，马凯林，王璞珺，王惠芬3. 维持ICAP仪器测试条件长期稳定性的研究. 长春地质学院学报，1989，19（1）：105－108. 马凯林，王璞珺，王松君，回井周，傅春久4. *元素地球化学－数理统计法在松南陆相盆地分析中的应用. 沉积学报，1991，9（3）：31－39. 王璞珺，刘招君，刘万洙，杜小弟。5. *松辽盆地白垩系测井－沉积相类型与特征. 长春地质学院学报，1992，22（2）：169－179. 王璞珺，杜小弟，王东坡6. 松辽盆地白垩纪黑色页岩沉积与湖泊缺氧事件. 见：长春地质学院建院40周年 科学研究论文集（基础地质）. 长春：吉林科学技术出版社，1992. p.265-268. 王璞珺，王东坡7. 矿物的阴极发光性及其在沉积学研究中的应用. 长春地质学院学报，1992，22（专辑）：164－167. 王璞珺，杜小弟，计桂霞8. 沉积速率的定量计算. 长春地质学院学报，1992，22（1）：67－70. 杜小弟，王璞珺9. 冰筏沉积与古气候、古地理. 岩相古地理，1992，（4）：35－39. 杜小弟，王璞珺10. Thermal and tectonic evolution of the Songliao Basin (Cretaceous), China. International Symposium on Hydrocarbon from Non-marine Sediments. Lanzhou, China, 1992, p.13-14. 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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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