风暴岩的研究历史和现状
沉积学中风暴流及其产物——风暴沉积或风暴岩概念的提出和系统研究,是继浊流理论之后又一划时代的突破。因此,风暴岩的概念提出后,一直是国内外沉积学领域的热点问题。特别是20世纪80年代以后,国内学者发表了大量关于风暴岩的著作,风暴沉积的研究取得了很大进展。对风暴沉积的构造结构、层序模式、动力机制和区域差异进行了有意义的讨论,涉及风暴岩和古纬度、古板块、古地理演化、古气候、海平面变化、生物群岩相和化石保存、遗迹化石和古环境。
早在1899年,Gilbert就报道了“丘状、三维大小和形状的小丘层理和滩槽层理”是浅海风暴的产物,但此后很长一段时间没有引起学者们的注意。直到20世纪60年代,Mckee、Ball和High等学者对赤道碳酸盐沉积区气旋和飓风引起的风暴沉积进行了研究,其研究热潮才逐渐升温。20世纪七八十年代,暴雨流理论逐渐建立。Ager & Kelling (1973)提出了“风暴岩”的概念,是指受风暴流扰动后形成的一套沉积物组合。Kumar & Sanden (1978)和Aigne(1979)将范围扩大到风暴沉积,一般指风暴作用形成的沉积物。Einsele & Serlacher (1982)的论文集《旋回和事件地层学》极大地推动了风暴岩的研究,掀起了风暴岩研究的热潮。
2.国内风暴岩研究史。
自20世纪80年代以来,中国开始了风暴沉积的研究,包括海相和湖相风暴岩的研究。颜钦尚(1989)在国内最早注意到风暴沉积,并参考国外学者对风暴沉积的研究成果,提出了海岸和浅海风暴沉积的层理特征、形成机制、区域差异和沉积模式。孟祥华提出了风暴潮的概念,指出风暴潮是指受风暴流控制的浅海盆地。由于风暴波能量传播速度巨大,海水冲向岸边,形成巨大的潮面上升。孟祥华(1985)将风暴岩分为原地风暴岩和异地风暴岩。刘宝军等(1985)提出风暴沉积序列中的构造剖面变化受风速、风暴持续时间和海水深度的影响。然而,大多数学者将研究重点放在浅海环境下的风暴沉积。他们通过对浅海碳酸盐风暴岩的岩性、沉积构造和垂向层序的综合研究,对各种风暴沉积进行了分类,总结出典型的沉积层序。此外,在潮坪沉积和斜坡相半深海沉积中也发现了风暴沉积,其沉积结构和垂向层序与浅海风暴岩相似。此外,张津梁等人(1988)、江再兴等人(1990)、杨建平(2000)、景源(2006)、陈晖等人(2008)、陆文等人(2008)、方等人、刘光华(1986)、葛宝勋(1990)、刘祖发(1990)在含煤地层中发现了风暴沉积
根据宋金民等人(2012)在《地学世界》数据库(2011 10之前)上的统计(图5-2),对tempestite的研究始于20世纪70年代,80年代为平稳期,有207篇文章;到了90年代,研究热潮不断升温,文献数量增加到776篇。进入21世纪后,研究热潮持续升温,文献数量攀升至1887,表明国外学者对Tempestite的研究一直处于持续升温的状态。在中国期刊全文数据库(CNKI)中,以“风暴岩”和“风暴沉积”为关键词,按时间段对2011和10之前发表的中文文献进行统计(图5-3)。结果表明,自吴崇云教授、刘宝军院士在1983发表以来,到90年代,这一研究热潮持续升温,国内众多学者开展碳酸盐风暴岩研究,研究成果如雨后春笋。这一时期,国内对《暴风雨》的研究热潮达到顶峰,共发表了47篇文章。进入21世纪后,对tempestite的研究逐渐降温,发表了39篇论文。这表明我国对碳酸盐风暴岩的研究经历了一个起步-高峰-热度相对下降的过程。
图5-2地球科学世界期刊数据库中风暴岩文献统计表
(据宋金民等人2012)
图5-3 2011年和10月前出版的中文文献按时间段统计图表。
(据宋金民等人2012)