试概述陆源碎屑沉积学研究现状及展望

简答题试概述陆源碎屑沉积学研究现状及展望

正确答案：陆源碎屑沉积学研究近几十年来一直受到国内外广大的沉积学工作者的关注，理论上上升了一个新的台阶，同时在寻找油气等沉积矿物方面提供了科学的依据，其发展现状包括以下几个方面：
1、陆源碎屑沉积学理论逐渐丰富和完善：
（1）关于沉积物重力流和事件沉积作用
在陆源碎屑沉积学的研究初期，人们只是对牵引流及其沉积作用有一定的认识，但是随着在深水环境中粗碎屑沉积体的陆续发现，沉积物重力流的概念诞生并且逐渐被人们所重视。在这一概念的指导下，人们陆续在冲积扇、扇三角洲和海底扇等事件沉积体系中发现了大量的油气资源。目前已经发现的事件沉积作用主要有风暴流沉积、浊积、震积等。
1）风暴沉积和风暴岩
风暴流对沉积环境中的沉积物的影响极为复杂，在流体性质方面，它具有高密度和牵引流的两重性；而在水体运动方式上，不但为水平运动和振荡运动的叠加，而且具有涡流的特点。
目前对于风暴岩的研究中，一般以风暴岩距离物源的远近作为划分风暴岩的标准。Dott提出幕式沉积的概念时指出，在某一环境中可以有一种平均状况或均衡状态，同时存在离开平均状态的偏异。以近岸风浪沉积为例，正偏离可以产生风暴沉积，负偏离产生无沉积或硬底。风暴时（正偏离），暴风浪的增长到顶峰期，主要为侵蚀，顶峰期过后，逐渐发育风暴沉积；平静天气（负偏离）时，形成非事件细粒沉积，或不产生沉积或硬底。
2）浊流沉积和浊积岩
目前的认识是浊流是沉积物重力流中的一种类型。可以解决有关砂质沉积作用中若干明显的反常现象，可以解释那些缺乏浅水改造证据的有粒级层的砂岩层，还能解释在砂岩中有搬运来的浅海有孔虫而与其互层的页岩中却又半深海和深海底栖有孔虫的现象。一套与浊积岩有关的沉寂标志也逐渐得到认可，它们是：（1）砂岩层底界清晰而且明显，向上逐渐变为细砂、粉砂和泥；；（2）砂岩底面有印痕、冲蚀痕等等反映高密度和快速流动水流的沉积标志；
（3）许多不同的沉积构造。
浊积岩是一个广泛的概念，包括有沉积物重力流形成的各种沉积物和沉积岩，浊积岩可以形成与任何有沉积物重力流或密度流活动的的环境中，浊积岩有三个主要的特征为：侧向延伸广、侧向厚度变化小以及具有不同级次的鲍玛序列，而且还有一些不具典型鲍玛序列的粗的碎屑岩。
3）震积作用和震积岩
震积岩是灾变事件岩，是经历过地震作用的原地沉积岩。震积岩的研究，可以提供古斜坡和底构造的信息，同时还可以作为“古地震计”来了解古代地震的分布和强度。随着灾变论逐步被人们所接受，对于浊积岩，已经建立了一套公认的沉积模式，然而却很少研究地震时间在原地沉积物中的记录。研究地震对沉积物的影响，开始于Barrett对阿拉斯加1964年大地震在该州威廉王子海峡浅水区沉积物的观察，1984年A.Seilacher在对比了现代和古代震积成瘾的沉积物后，提出了微褶纹理、断裂递变层、均一层作为震积沉积物标志性的沉积构造，为震积岩的研究奠定了理论基础。
（2）等深流沉积和等深岩
冷重而且富含氧气的表层水在重力和风的驱动下，下沉到海底并缓慢向外扩散形成底流，沿着陆基等深线流动，流速相对快的底流成为等深流。等深流理论的提出成功地解释了深海浊积岩中有牵引流沉积特征的现象，等深流理论是碎屑沉积学历史上继浊流理论后又一次重要发现。目前对等深流的研究程度还很低，国内在这方面的研究才刚刚起步。
（3）关于热水沉积
近10年来，热水沉积作用的研究在地质地球化学领域形成了一个热潮。热水沉积作用的发现和研究被认为是继板块理论以来地学界有一重大突破。热水沉积作用给沉积学带来了一个新的课题，那就是所研究的沉积物是在热水介质还是在正常水体中沉寂下来的。陈先沛等人在讨论热水沉积作用的概念时指出，热水沉积在多种地质环境中普遍存在，不必定出一个绝对的温度下限值，可以采用明显高于当地背景温度作为标准，同时归纳了热水沉积作用的几个岩石学的标志：同沉积期交代填充作用形成的石英脉、硅化岩和燧石结核、喷溢条带和纹层，礁硅岩套等。
（4）关于泥石流沉积
一直以来对泥石流沉积作为洪（冲）积扇沉积的一个必要组成部分，甚至是最活跃的沉积作用之一。虽然对泥石流沉积作用的特点和规律的研究有很长的历史，但是其杂乱堆积给研究带来了较大的难度，很难总结出规律，因而目前尚没有突破性的进展，仅将其沉积类型分为四大类：冲积扇泥石流沉积、沟谷泥石流和山坡泥石流沉积、火山泥石流沉积和水下泥石流沉积等。1990年崔之久等对一些地方的泥石流剖面进行了深入的沉积学研究，系统总结了泥石流沉积的特点和规律，建立了标准的泥石流沉积相模式。泥石流按照粘度可以分为粘性泥石流和稀性泥石流。陈洪凯发现了一种泥石流新类型---塑性泥石流，总结了他的沉积特点，分析了形成的地质条件和力学条件。
（5）建立了不同构造背景下的沉积模式
随着沉积学的发展，目前已经从对局部沉积环境的研究进入了对整个盆地范围的沉积环境进行分析的阶段。因此，认识各种类型的沉积相，建立相应的相模式已经成为当前沉积学研究盆地的重要方面。陆源碎屑沉积除了辫状河和网状河外，曲流河、冲积扇、三角洲、湖泊和滨岸相等沉积环境都建立了公认的相模式，并在油气的勘探中取得了广泛的应用。近些年来，我国的沉积学家们在陆相沉积学领域的研究积累了丰富的经验，取得了较大的成就，将我国中—新生代湖盆碎屑岩充填方式归类为20世纪80年代以前人们一直把粗碎屑三角洲笼统地归入扇三角洲类型，Mcpherson将粗碎屑三角洲进一步划分为扇三角洲和辫状河三角洲两种类型，强调扇三角洲由冲积扇直接进入停滞水体而形成，而辫状河三角洲是由辫状河体系进积到停滞水体中形成的。而近些年来，现代沙坝—泻湖沉积体系的研究取得较大的进展，1972年Bull等总结了洪积扇沉积的一些鉴别特征；而且对低能海的沉积层序进行了研究。取得一些成绩。
（6）对中—新生代湖盆砂体有了全面、深入的认识
吴崇筠（1986）-对我国新—中生代湖盆砂体进行了系统研究，认为湖盆砂体的分布和特征受到湖盆的构造活动、地形、物源和气候的控制，同时主张将砂体类型的判别和湖盆沉积相带的划分联系起来，分为：浊积砂体、三角洲砂体、扇三角洲砂体、水下扇三角洲砂体和滩坝砂体，并对这5种砂体的分布形成和特点进行了系统的总结。顾家裕（1994）对我国各含油气盆地的扇三角洲沉积进行了系统的研究，对扇三角洲的形成条件、形成过程、沉积特点进行了详细阐述，在对扇三角洲划分亚相的同时，对11个微相的标志进行了详细的研究，并且对水下分流河道微相建立了垂相模式，总结了不同微相的生储盖性能及其与油气储集的关系。朱筱敏（1994）根据滩坝的沉积特征和分布位置划分为湖岸拐弯处滩坝、水下古隆起处滩坝、开阔潜湖滩坝和短轴三角洲侧缘滩坝等4种类型，建立了沉积模式并分析了和油气的关系。
（7）成岩作用研究有新进展
从1893年Walther提出成岩作用的概念来，成岩作用的研究有了很大的进展，近些年来诞生了一些新的理论：
1）Siever等人提出了成岩作用的板块构造理论，认为板块的构造运动通过影响原始碎屑化学组合、沉积早期粒间孔隙水和地层的温度、压力来控制成岩作用。
2）Surdam等人指出岩石中的次生孔隙是有机物和无机物组分相互作用的结果，并且认为有机酸阴离子通过络合铝硅酸盐中的铝离子导致硅酸盐矿物的溶解。
3）在砂泥岩层序列中，泥岩粘土矿物和有机质在演化过程中析出的有机和无机组分进入砂层中对砂岩的成岩作用和孔隙的演化产生重要的作用，它是石英的次生加大、碳酸盐胶结和自生粘土矿物的形成的物质来源之一。
4）石油的注入会抑制碎屑颗粒中石英次生加大和钾长石的钠长石化。
5）陈彦华（1985）提出了成岩相的概念，将成岩相定义为“沉积环境的物质表现，即反映成岩环境的岩石学特征、地球化学特征和岩石物理学特征的总和”。通过建立成岩相和沉积相、地震相、测井相的相关识别模式，达到预测储集区的目的6）刘盟慧、赵澄林在《碎屑岩储层成岩演化模式》一书中提出了成岩事件、成岩系列、成岩相和成岩演化模式等概念和研究方法；建立了碎屑岩次生孔隙发育带及其形成和演化的机理，对指导深部碎屑岩储层的油气勘探有着重要的理论和实际意义。
2、多种技术和手段的应用
（1）解释沉积环境
1）沉积模拟实验
沉积模拟实验在沉积学研究中占十分重要的地位，它经历了3个发展阶段：初级阶段（19世纪末期至20世纪50年代），受到理论水平和实验条件的限制，主要着眼于沙质底床表面现象的观察和描述；中期阶段（20世纪60—70年代）是大发展阶段，20世纪60年代以水槽实验为主，着眼于沉积构造和形成机理的定性研究，大大推动了陆源碎屑沉积学的发展，20世纪70年代模拟实验的内容已经很广泛，不仅促进陆源碎屑沉积理论的发展，而且对油
气藏的勘探开发具有重要的指导意义；20世纪80年代以后，着眼于大型盆地模拟和陆源碎屑沉积学的定量研究。
2）X射线照相技术
利用这一技术不仅可以揭示外部构造形态在沉积物内部的延伸情况，而且可以清晰地显示隐性沉积构造。
（2）确定古水流方向
古水流的研究对于沉积盆地十分重要，它决定了盆地内沉积体的分布、方位和组成。目前对于古水流的研究主要是运用沉积标志和陆源组分，以及地震资料、地层倾角资料及磁组构造资料等。
（3）研究成岩作用
成岩作用的研究是沉积学的一个重要分支，由于它是对沉积物形成岩石的过程中的各种物理化学生物作用的显微现象的研究，研究技术和手段就显得特别重要。目前较为常用的测试方法有：研究孔隙结构的压汞分析和图像分析，研究矿物成分的X-衍射和电子探针，研究孔隙结构、矿物成分和成岩现象的扫描电镜—能谱仪，等等。
3、多学科的交叉渗透
沉积学和一些相关的学科交叉形成了一些新的分支学科。
1）沉积动力学：陆源碎屑沉积动力学是利用物理力学的知识来解释沉积构造的形成以及描述泥砂的运动状态，为重塑古沉积环境提供当时的水动力条件信息。
2）层序地层学：是沉积学和测井、地震地层学等学科的交叉渗透形成的一门新兴科学。目前层序地层学的理论和模式都起源于海相地层，对于更为复杂的陆相地层是不完全适用的，我国的地质工作者认识到这一点，并在陆相层序地层学的研究领域走在了国外的学者的前面。
3）大地构造沉积学：如何从板块构造的角度分析构造运动对沉积作用的影响以及不同大地构造背景下的沉积盆地的特点，使大地构造沉积学需要解决的问题。目前大地构造沉积学研究的主要内容包括：前陆及断陷式湖盆中幕式沉积作用与板块周期活动的关系；不同大地构造背景下沉积盆地古地理、沉积环境和相、沉积过程、充填形式、层序地层格架及海平面变化；重建基于板块理论沉积岩石学方法和标准；对相关矿产进行评价和预测。
4）沉积地球化学：是以沉积物和沉积岩为研究对象，研究其在沉积—成岩过程中所含元素及同位素迁移、聚集以及分布规律的科学。可以为沉积学研究提供古环境的信息，它在古环境分析中的应用主要包括以下两个方面：目前已经广泛使用某些元素、元素含量及比值来判断海相和陆相、氧化与还原、水盆深度、盐度和离岸距离等沉积条件；利用氧、硫、锶、钡的稳定的同位素的分馏特点研究沉积物源、古水温、氧化还原条件、沉积旋回性质，确定海岸线位置和海平面升降；利用硫同位素分馏特点分析与沉积环境关系密切的开放与封闭系统等。
5）测井沉积学：利用连续的地球物理测井资料，在“岩心刻度测井”指导下从测井曲线上识别岩性、沉积构造、沉积体几何形状等信息，它使沉积学从地面露头研究转向井下。测井曲线的连续性和较好的可比性使沉积学的研究范围扩大并且大大提高了研究的精度。测井沉积学主要解决的问题是利用测井曲线进行岩性解释、沉积相划分和地层倾角解释。另外还包括沉积盆地分析、储层沉积学和环境磁学以及事件沉积学等一些新的学科的出现，这些都大大的加速了沉积学的研究和运用。
4、着眼全球变化的沉积学理论
沉积学的发展经历了一个多世纪，到20世纪60年代，沉积学领域内已经建立了一套公认的理论和方法，但是研究工作仅仅局限在较小地区的沉积作用模式，而且主要是研究正常的沉积作用。20世纪七八十年代后。，随着一些新的底学领域的开拓，沉积学家们已经意识到沉积学必须研究全球变化的各种问题，要从整个地壳演化的角度来认识沉积作用的规律和各种沉积现象。因此全球沉积地质问题、缺氧事件等一系列新的问题被提出来，并成为沉积学的研究热点。
陆源碎屑沉积学的研究展望：
1、从微观到宏观：陆源碎屑沉积学的研究领域正从微观走向宏观。沉积学发展的初期，研究内容局限于岩石学微观特点，随后是沉积岩和沉积相研究。沉积体系和沉积模式概念的提出使沉积学研究扩大到整个盆地，板块构造理论使沉积学的研究走向全球，如何利用板块理论来解释大地构造对沉积物和沉积作用的影响以及在塑造沉积盆地中的作用，正是地学界研究的热点问题。
2、从定性到定量
沉积学刚刚诞生的时候，研究工作仅仅局限在定性的描述，后来利用半定量化的仪器以及在研究中逐渐地使用数学知识，使得沉积学的研究逐渐脱离单纯的定性研究。随着仪器设备的更新和计算机的应用，对沉积学进行定量化研究已经成为大势所趋。如何充分利用计算机和数学知识使其较好地为沉积学服务，是使沉积学有更大发展的关键所在。
3、注意研究学科的交叉渗透
从沉积学的发展可以看到，物理学、化学、生物学和海洋学等科学的重大进步是沉积学发展初期的推动力之一。到20世纪50年代，大量的交叉学科纷纷出现。从某种意义上讲，现代沉积学理论的建立和发展是沉积学和其他学科进行学科渗透和交叉的结果。
4、重视新技术、新方法
没有先进的仪器设备和新的理论，沉积学都不可能取得现在的进步，所以今后的发展还是要继续重视新技术和新方法。
5、理论和实用并重
学科的发展离不开理论的指导，沉积学研究的每次重大的突破都伴随着新理论的诞生，但是新理论新方法需要在实践中去检验，对现有的理论体系进行不断的修正、补充和完善。
6、重视现代沉积环境的研究
现实主义原始的提出是沉积学发展的里程碑，它为沉积学的发展提供了科学的方法论，提倡现代沉积环境研究虽然不能在短时间内带来经济效益，但是从长远来看还是具有重要的意义的。
7、积极推动社会发展
沉积学研究主要围绕寻找矿物资源这一个主题，随着经济的发展，人类面临着资源短缺、环境污染等问题，沉积学作为基础学科，其研究范围也应该围绕资源、环境、灾害等一些主题，为人类社会的生存和发展做出贡献。
答案解析：
关注下方微信公众号，在线模考后查看

热门试题