谈谈沉积学的前沿研究领域以及应关注的几个问题
——周江羽
随着地球科学的发展、石油、天然气、水和矿产资源的勘探和开发,乃至人们对气候和环境问题的关注,当今沉积学面临着许多重要科学问题,沉积学也从传统的对沉积岩的研究,转向与构造、气候、环境等相结合的综合响应研究,强调多学科的交叉和高新技术的应用。古地磁、地面雷达、高精度遥感技术、地球化学、深部地震反射剖面、层析成像、大地电磁测深、热流和应力测量、X衍射、离子和激光探针、加速质谱仪、科学深钻、计算机和通讯技术等对现代沉积学研究与应用提供了高新技术保证。
除了传统沉积学研究领域外,当前沉积学研究的主要领域突出表现在以下几个方面:
1、事件沉积学:主要研究全球性灾变或突变事(如气候突变、星球撞击、生物绝灭、海平面上升等)发生中产生的沉积作用过程,对预测全球环境和气候变化具重要科学意义;
2、环境沉积学:全球变化沉积学与环境沉积学已经成为地球科学研究的前沿,它以现代沉积学理论为基础,结合气候学、第四纪地质学、环境沉积学、灾害沉积学、资源沉积学、生态学、生物学、水文地质学以及物理化学等自然及工程学科,运用湖泊、河流、深海、冰芯、黄土等沉积记录,孢粉、硅藻、浮游生物、珊瑚、树轮、古土壤、粘土矿物、自生矿物、古地磁、地球化学、人类活动等信息,采用多指标定量恢复物源、古植被、古生态、水面波动变化、古盐度、古温度及环境演变等。
3、声学与海洋沉积学:声学与海洋沉积学交叉领域的研究,可应用于海上钻井井位和海底管线路由调查等。声学与海洋沉积学相关的领域的研究可分为4个方面:沉积层声学特性的研究;回声参数反演海底类型技术;海底高频声散射或低频声反射与底质类型之间关系的研究;海底回声图象识别海底沉积类型技术。
4、地震沉积学:地震沉积学是应用地震信息研究沉积岩及其形成过程的学科,它是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的边缘交叉学科。1998年曾洪流、Henry Riola等首次使用“地震沉积学”一词。其研究内容、方法和技术与地震地层学、层序地层学和沉积学等其他学科都有所不同,地震沉积学最大的理论突破在于对地震同相轴穿时性的重新认识。但它是沉积学的发展而不是替代,地震沉积学研究要以地质研究为基础,在沉积学规律的指导下进行。90 相位转换、地层切片和分频解释是地震沉积学中的三项关键技术。相位转换使地震相位具有了地层意义,可以用于高频层序地层的地震解释;地层切片是沿两个等时界面间等比例内插出的一系列层面进行切片来研究沉积体系和沉积相平面展布的技术;基于不同频率地震资料反映地质信息的不同,采用分频解释的方法,使得地震解释结果的地质意义更加明确。
5、造山带沉积学:造山带沉积地质学把造山带地层格架、层序地层格架、沉积环境、沉积作用特征和沉积盆地分析、板块构造学、生物地质学及地球物理、地球化学融为一体。以造山带沉积盆地演化为基础,并重视沉积盆地演化过程中全球性重大地质事件的记录,而且把盆地中矿产等有用元素的富集和分散变化作为沉积盆地演化中的一部分,同时以造山带沉积盆地动力学为成因解释基础,探讨造山带沉积盆地形成和展布,内部物质组成、发展和演化特征,就是通过造山带的沉积记录来分析造山带的形成和演化的详细过程,重溯造山带古地理、古海洋、古构造格局及地球动力学特征,探索全球古地理演化和对比。
6、板块沉积学:是研究不同板块构造背景下盆地的沉积作用过程及沉积充填特点;研究板块作用过程与沉积过程的响应关系;
7、沉积地球化学:利用先进的X荧光光谱仪、ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)分析技术,通过对碎屑岩(主要是砂岩和泥岩)和碳酸盐岩的主量、微量和稀土元素的分析,经过国际标样的标准化校正,提取和判别沉积岩形成的盆地构造背景、物源区和沉积环境等信息。
主要参考文献:
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9 徐强,2001,造山带沉积学-以中国几个典型造山带为例,成都理工大学博士学位论文.
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