沉积学与盆地分析的新理论与方法

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1、1、沉积学与盆地分析的新理论与方法答：沉积学作为地质学中的一门分支学科在过去三十年，特别是近十几年来已取得了长足的进展，并且在科研和生产中发挥着越来越大的作用。这是因为沉积学研究不仅涉及像地球岩石圈演化这样的基本理论问题，而且也关系到如石油、天然气、煤、铀等能源资源和铁、锰、磷、铝、铅、锌、铜等矿产资源的开发和利用，海港建设、河道疏浚、水库防淤及环境保护等一系列实际问题的解决。盆地分析就是利用多种方法和手段对盆地进行整体解剖，找出各要素间的内在联系规律，建立盆地三维空间随时间演化的模式进行定量动力学模拟，

2、对各类能源资源进行预测和勘探。下面仅就沉积学与盆地分析的新理论与方法进行总结和综述：一、沉积物的搬运机制：这是沉积学的基础理论研究，它经历了牵引流—浊流—沉积物重力流和块体重力搬运的深刻变化。50年代以前，沉积学家认识了水流对沉积物的牵引流搬运及其性质，提出了一整套符合牛顿力学的流态理论，成功地解释了沉积物(岩)中的许多沉积构造和粒度分布特征，为沉积环境和相的解释奠定了基础。但是由此而得出的机械分异理论却长期束缚着人们的思想，使得许多现象得不到解释。30年代开始，50年代获得大发展的浊流理论是沉积学发展中

3、的一大革命。浊流是由沉积物和水棍合组成的一种密度流，其支撑机理是流体的扰动作用(或湍流)。沉积物在浊流中呈递变悬浮搬运。浊流具有很大的搬运能力，可以将粗碎屑沉积物如砂乃至细砾远距离地搬运到深海或深湖区沉积下来。这样，它不但解决了地质学界过去关于地槽区广泛分布的巨厚的深海复理石沉积、现代深海和深沏中粗碎屑沉积的长期争论问题，而且也为在深海或深湖盆地中寻找新型油气资源开辟了途径。浊流理论主要归功于荷兰沉积学家Ph.H.Kuenen和A.H.Bouma的工作。关于搬运机制的近期进展是G.V.Middleton和

4、M.A.Hampton(1973)提出的沉积物重力流和块体重力流搬运理论。沉积物重力流是指沉积物或沉积物一液体混合物在重力作用下顺斜坡形成的流动，它是碎屑沉积物特别是粗粒碎屑物搬运到深水(海或湖)区的主要作用。依据沉积物颗粒的支撑机理、流动方式和堆积的沉积物类型可以将沉积物重力流分为四种基本类型，即碎屑流(广义的泥石流)、颗粒流、液化沉积物流和浊流。由此可见，前述的浊流只是沉积物重力流的一种，而且浊流又有低密度浊流和高密度浊流之分。D.E.Weser(1975)总结了发生沉积物重力流所必须的环境条件，Kr

5、uit等(1975)和Lowe(1982)又对Middleten等(1973)的沉积物重力流和分类加以补充和修改，使之更加完善，成为一个包括岩崩、滑动、滑塌、沉积物重力流(碎屑流、颗粒流、液化沉积物流、低密度蚀流和高密度浊流)在内的完整的块体重力搬运理论。它使广泛分布的各种砾岩、砂砾岩、砾质砂岩、泥砾岩的形成机理得到了合理的解释，并且冲击着某些地质历史时期中广泛发育且早有定论的冰琐砾岩成因，似乎正在酝酿着一次新的大变革。二、碳酸盐岩：近年来碳酸盐岩研究的新进展主要表现在两个方面。一是研究区域从台地走向斜坡

6、和深水。据统计67肠的碳酸盐岩为斜坡和深水沉积物，或是浅水沉积物经过改造在深水中再沉积的，这突破了过去认为碳酸盐岩主要是浅水沉积的传统观念。二是碎屑岩搬运和沉积作用的理论与研究方法被用于碳酸盐沉积。已经发现了许多碎屑成因的碳酸盐沉积，其中不仅有正常牵引流(水流、波浪、潮汐等)搬运和沉积的碎屑碳酸盐岩，而且有风暴浪搬运和沉积的碎屑碳酸盐岩，如英国下石炭系灰岩，中国北方的震旦系灰岩等。也有呈沉积物重力流搬运到斜坡和深水区沉积的粗碎屑碳酸盐岩(碳酸盐的滑塌堆积、碎屑流、颗粒流和浊流沉积)。这使碳酸盐沉积的研究和

7、寻找与其有关的油气和金属矿产资源的领域从台地扩大到斜坡和深水地区。三、沉积环境和相：鉴别古代沉积环境和相继续受到沉积学家的重视。在经过50年代到70年代的急速发展之后，沉积环境和相的研究似乎已开始进入一个成熟和平稳时期。但到70年代后期和80年代又有新的突破。如陆架沉积中丘状交错层理及其相关的风暴沉积和风暴岩的识别(G.Vening和P.R.Mullin，1971；T.Aigner，1973等)，古代和现代平流沉积(岩)的发现(Unrug，1977，1980；Stow等1951)，斜坡和深水碳酸盐岩的发现

8、(H.E.Cook等，1977)等.今后可能的研究趋势是(1)进一步划分亚相和微相，继续努力在古代沉积中识别几种难以鉴别的沉积环境和相，找出它们的有效识别标志，如风成环境和风成沉积，泥质浊积岩、泥质河流沉积、泥质平流岩、潮控和浪控三角洲沉积等；(2)直接根据地球物理测井和地震地层学的资料鉴别古沉积环境和相，这是一个有发展前途的研究领域。因为它们可以在露头和岩心很少的油气田或钻井很少的新探区很快地推断地下沉积层的环境和相及其在盆