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沉积学

沉积学是研究形成沉积地层的沉积作用、沉积过程和地质学分支的学科。沉积学是沉积岩岩石学中的沉积作用部分发展、演化而来的,并形成了更广泛的研究内容和应用范围。它解释了沉积地层的垂向和横向的关系,从多方面探讨沉积地层中构成地质记录的特征,作用成因分析,并使之上升为理论。

探讨沉积岩物理与化学性质及其移动、沉积、岩化(转化为岩石)等形成过程的一门学科。沉积学的众多研究的共同目的是解释沉积物源区域和沉积地的古代环境条件。沉积学家研究不同地理环境中沉积物堆积的成分组织构造和化石含量。藉此他们可以区别地质学纪录上大陆的、海岸的和海洋的沉积物。 [1]

沉积学主要结合土壤学研究风化作用;结合流体力学、水文学、大气科学、化学和生物化学等研究搬运作用和沉积作用;结合矿物学、岩石学、化石岩石学等对研究各种碎屑颗粒、粘土矿物和异化颗粒的类型和成因标志,研究陆源沉积物和内源沉积物类型和成因,尤其对各种已知环境的沉积相特征分类、相模式的建立和沉积体系的研究等;结合岩石圈动力学等,研究大构造单元或大地理环境中的沉积特征,主要研究整个沉积盆地,岩石圈板块褶皱带等的沉积特征。这项研究内容也有人称之为宏观沉积学。 [1]

沉积岩岩石学著作中历来都把对现代沉积物及其沉积作用过程的研究内容作为基本内容。1932年A.H.沃德尔提出沉积学一词,并定义为研究沉积物的科学。30~50年代W.H.特温霍费尔先后发表的《沉积作用论》和《沉积作用原理》全面、详细论述了现代沉积物的形成阶段,形成环境,以及不同介质条件下所形成的沉积物的不同特征。为沉积学奠定了基础。

50年代以来在石油开发中,人们认识到现代沉积的研究对油气勘探获得成功至关重要。由世界各大石油公司倡导的对大型现代三角洲、河流沉积物和碳酸盐沉积物等的研究,以及对有价值的资料的出版,推动沉积学迅猛发展。在此期间成立了国际沉积学会,创办了《沉积学》和《沉积学进展》等刊物。70年代后期已出版了R.C.塞利的《沉积学导论》(1976,1982),G.M.弗里德曼和J.E.桑德斯的《沉积学原理》(1978)等沉积学著作。W.E.盖洛韦和D.K.霍布迪于1983年发表的《陆源碎屑沉积体系》全面总结了基于现代沉积研究的沉积体系。此外,对海洋的调查和研究也日益普遍和深入,提出了浅海性的风暴沉积和深海性的平流沉积等开拓性的研究领域等。

①基础理论研究。内容有:结合土壤学对风化作用的研究;结合流体力学、水文学、大气科学、化学和生物化学等对搬运作用和沉积作用的研究;结合矿物学岩石学、化石岩石学等对各种碎屑颗粒、粘土矿物和异化颗粒的类型和成因标志的研究,对陆源沉积物和内源沉积物类型和成因的研究,尤其对各种已知环境的沉积相特征分类、相模式的建立和沉积体系的研究等。

②结合岩石圈动力学等,研究大构造单元或大地理环境中的沉积特征。主要研究整个沉积盆地,岩石圈板块,褶皱带等的沉积特征。这项研究内容也有人称之为宏观沉积学。

③对比沉积学。把对现代沉积研究取得的多方面的资料,特别是沉积类型和成因标志等同古代沉积进行对比,分析古代沉积地层中有无相类似的沉积岩沉积相或相标志,以及沉积体系等;阐明其相同、相异,或有若干变化之处,以解释地质时期的演化趋势。

④沉积学的应用。自从50年代以来沉积学便由纯科学向应用科学方向转变,并得到迅速发展,应用范围也日益扩大。沉积学的研究已成为油、气勘探获得成功的关键。沉积矿床勘查常必须作出古环境分析,而沉积学的研究对古环境的分析是极有价值的。如铅、锌等层控矿床,可能局限在生物礁母岩中,或藻硫酸盐岩中,铀矿等砂矿床常集中在古河床沉积中。在现代深海沉积的调查和研究中,也重视结合研究锰结核等有远景的矿产。

①沉积学与沉积岩岩石学密切相关,有很多研究方法是相通的。沉积岩岩石学中运用的许多现代的分析和测试方法,如X射线衍射分析,电子探针分析,扫描电镜和透射电镜观察,阴极发光显微镜观察等都可用于沉积学研究。

②大范围沉积的研究采用地震地层学的方法,它对于含煤、含油盆地,海洋沉积和三角洲沉积等研究都起很大的作用。在深海取样和分析研究中,使用回声探测仪、声呐等工具。

③单项研究与综合研究的结合。这种研究方法不仅充分反映了各分项或各部分的研究成果,而且能取得综合性结论,使研究更加深入。

沉积学是地质学的一个分支,也是自然地理学的研究内容,沉积学的研究成果充实和促进了自然地理学的发展。沉积学与海洋学密切相交。研究海洋沉积物不但采用海洋学的调查和取样方法,而且直接应用了海洋学关于海洋环境及其物理、化学和生物的特性等的研究成果。沉积学还和生物学及古生物学、生态学及古生态学密切相关。因为不仅古代沉积物的沉积环境与古生物的生存环境是一致的,而且某些沉积物本身就含有生物,或其遗体,或基本上就是由生物体组成的。

沉积学中关于沉积物在陆地、大气、水体中的搬运、沉积过程的研究必须借助于大气和水文科学的研究成果,所以沉积学与大气科学、水文科学的关系也较密切。沉积学借助土壤学的研究了解风化作用某些特征和识别古土壤层;借助空间科学研究了解到火星表层沉积物和地球上的荒漠特征颇相似;凭借着物理学的进展,包括同位素年代测定在内的多种现代测试方法在沉积学中得到广泛应用。沉积学与构造地质学和大地构造学更是密切相关。沉积作用常为构造所控制,反之,沉积学的研究也可证实或解决大地构造问题。

①沉积学的研究将与构造地质学和大地构造学研究更多结合。其中着重研究主动和被动大陆边缘的沉积类型和特征,研究板块缝合带和俯冲带的沉积,研究各分离板块沉积的异同,用沉积学方法研究和证实板块移动的时间和趋向等。

②在对比沉积学中,将注意定量的和统计的研究古代和现代沉积的差异性。沉积学在今后的发展、研究中,将与构造地质学和大地构造学研究更多结合。其中需着重研究主动和被动大陆边缘的沉积类型和特征。在对比沉积学中,将注意定量的和统计的研究古代和现代沉积的差异性。更加注重沉积学的实用意义,尤其在与层控矿床和深海沉积矿床的成因、分布有关的方面将更快的发展。

③更加注重沉积学的实用意义,尤其在与层控矿床和深海沉积矿床的成因、分布有关的方面将更快得到发展。

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