沉积学历史

沉积学是在沉积岩石学的基础上发展起来的。“沉积学”这个术语最早是由特罗布里奇在1925年提出的。沉积学曾被认为只是对沉积岩薄片的研究。针对这种说法,waddell在1932中提出沉积学是研究沉积岩的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用以及一系列复杂的成岩变化的学科。“沉积岩石学”虽然也包括对现代沉积物特征和成因的研究,但更侧重于岩石研究。虽然是宏观岩石学并重,但更多的是基于显微镜和电镜下的室内研究。因此,“沉积岩石学”和“沉积学”的研究内容是相互联系、密不可分的,同时也有不同的分工。

从20世纪50年代到80年代,由于石油工业的发展,现代沉积研究广泛开展。新技术、新方法的应用,相关学科新成果的引进和渗透,以及大量水槽实验,使沉积学迅速发展。在这一阶段,沉积学的研究内容主要包括:沉积岩成因、沉积环境分析、沉积机理、沉积模式及其与环境、矿产、水文、工程等领域的关系。

20世纪80年代以来,由于高新技术的发展和应用,以及多种学科的相互渗透,沉积学家逐渐认识到地质记录中存在着各种沉积旋回(韵律事件),它们在垂直方向上有规律地分布,并可在大陆或陆间及全球范围内进行追踪或对比。对它们的研究通常超越专业或学科的界限和一个或多个国家的范围,因此提出了全球沉积地质计划(GSGP),并成立了一个专门的学科组织——全球沉积地质委员会(GSGC)。同时,通过计划两个试点项目的实施,全球沉积岩、全球沉积相、全球地层学、全球古地理、全球事件、全球矿产资源等全球概念相继建立,从根本上改变了沉积学的发展,进入了沉积地质学的发展阶段。这一阶段研究的主要特点是:强调古气候在沉积记录中的意义;重视沉积记录的全球同时性研究;强调沉积中各种事件的意义;重视矿产资源分布的全球同时性或全球成因特征的研究;对研究的兴趣从地球本身转移到了地球外部世界;强调全球海平面变化在沉积记录中的作用;注重多学科的相互渗透和综合研究。

沉积岩是地壳表层分布最广的岩石,不仅蕴藏着丰富的煤炭、石油天然气、水、金属、非金属、建筑材料等资源,还记录了地球上约30亿年的水圈、生物圈、大气圈的演化历史。因此,为了了解地壳和生命演化的历史,查明各种资源的条件和分布规律,揭示人类生存环境的变化和发展趋势,有必要对沉积岩的形成条件和原始沉积环境进行研究。

沉积学研究主要是在第二次世界大战后随着石油工业的迅速发展而发展起来的。20世纪是沉积学的发展时期,其突出成就主要体现在两个方面:一是通过对现代沉积物和古沉积岩的研究,建立了一系列相模式;二是沉积与构造关系的研究。阶段模型有助于人们理解阶段与环境之间的复杂关系;板块构造理论的出现为沉积相的大尺度分布和古地理变迁的解释提供了新的思维方式。层序地层学、旋回地层学和事件地层学的出现,为全球岩相古地理研究和沉积环境细节识别提供了新的思路和方法。65438-0986年,国际地球科学联合会沉积地质委员会提出了“全球沉积地质计划”,极大地促进了岩相古地理学的发展。

随着二战的结束,由于国民经济发展对矿产资源的需求,沉积学在欧美迅速发展。在此期间,出版了大量相关的总结专著和专业刊物,充分反映了沉积岩石学的研究水平。比如裴迪壮的《沉积岩》,第三版出版于1975,翻译成中文;布拉特、米德尔顿和默里合著的《沉积岩的成因》(1972)对沉积物的成因,尤其是物理和化学沉积的机制和过程作了精辟的阐述。德国学者赖内克和印度学者辛格合著的《陆源碎屑的沉积环境》(1979)也被翻译成中文。英国学者雷丁主编的《沉积相与沉积环境》(1978),美国学者弗里德曼和桑德斯合著的《沉积学原理》(1978),威尔逊撰写的《地质历史中的碳酸盐相》(1975)也是非常重要的著作,反映了现代沉积学的水平。特别应该提出的是奎宁和米格利奥利尼在1950年发表的《浊度和分级分层的成因》,开启了浊流研究的新篇章。后来在奎宁的指导下,荷兰的鲍玛研究了浊积岩和复理石沉积,提出了浊积岩沉积的特征,即“鲍玛序列”,并与布劳威尔合著了《浊积岩》一书,对浊积岩的研究有一定的指导意义。希曾提出的等深流沉积和林锴提出的风暴岩沉积被认为是继浊积岩沉积之后沉积学的又一重大发现。狄金森的《板块构造与沉积》一书是板块构造与沉积结合的代表作。

目前沉积学方面的专业期刊有《沉积岩石学杂志》(译作《沉积岩石学杂志》)(1931年,美国)和《лнтолрия.》苏联)、沉积地质学(译为沉积地质学) (1962,荷兰)、沉积学(译为沉积学)(1963,美国)、粘土矿物(译为粘土矿物)(英国)另外,荷兰Elsevier出版公司出版的《沉积学进展》(已出版40卷)是沉积学的重要系列书籍。

中国现代沉积岩石学研究起步较晚。作为一门独立的学科,相关的研究工作是在新中国成立后发展起来的。新中国成立后,随着国民经济对能源和资源的需求,对石油、煤炭、金属和非金属沉积矿产的大规模勘探、开发和研究相继开展,沉积岩石学同地质学的其他分支一样,也得到了很大发展。比如20世纪提出的“陆相潮湿坳陷生油”理论,对以后的油气勘探起到了极其重要的指导作用。中国在黄土研究方面取得了显著成就,特别是黄土类型和序列的划分以及古气候层的发现,引起了国际同行的关注。总结了20世纪中国外生矿床的形成演化规律,提出了“含矿岩系”、“含矿期”、“成矿系列”等概念和假说,对矿床研究和找矿起到了重要的指导作用。对海洋沉积物的研究也取得了许多历史性的进展。总之,沉积岩的岩石学和沉积学研究已经蓬勃发展。为了推动沉积学在中国的发展,中国矿物岩石地球化学学会和中国地质学会于1979成立了沉积学学会,并于当年6月在北京召开了第一次沉积学学术会议,讨论了沉积相、沉积环境与沉积建造、沉积矿床的形成条件与规律、沉积岩的分类、沉积矿物学、现代沉积作用、有机地球化学等。随后,碎屑岩、碳酸盐岩、粘土岩、现代沉积等专题学术会议相继召开。《沉积学》杂志创刊于1983,结合能源、资源、环境、灾害等方面的研究,为我国地质学的发展和国民经济建设做出了贡献。