沉积学发展史

沉积体系及层序地层学研究进展沉积学的发展整体上经历了从萌芽到蓬勃发展，再到现今的储层沉积学、层序地层学、地震沉积学等派生学科发展阶段。

这期间，沉积学的形成和发展一直服务于油气和其他沉积矿产的勘探和开发。

到目前为止，针对层序研究，相关的理论和方法已比较系统、成熟。

但在层序内部体系域划分、裂谷盆地层序地层模式研究及层序地层控制因素分析等方面仍然需要开展大量的研究工作才能使沉积体系及层序地层学研究更精细。

1 层序地层学研究现状及发展趋势层序地层学是近20年来发展起来的一门新兴学科，其基础是地震地层学与沉积相模式的结合。

层序的概念最初由Sloss(1948)提出，当时将层序作为一种以不整合面为边界的地层单位。

但层序地层学的真正发展阶段是在P. R. Vail, R. M. Mitchum, J.B.Sangree1977年发表了地震地层学专著之后，层序的概念定义为“一套相对整合的、成因上有联系的地层序列，其顶底以不整合或与这些不整合可对比的整合为界”，并将海平面升降变化作为层序形成与演化的主导因素。

1987年Vail和Wagoner等在AAPG上发表的文章首次明确了层序地层学的概念，开始了层序地层学理论系统化阶段，提出了体系域等一系列新概念，建立了层序内部的地层分布规律和成因联系。

进入二十世纪九十年代，层序地层学理论出现了多个分支学派，丰富发展了理论，也扩展了应用领域。

层序地层学经历了三个发展阶段，现已发展为与岩石地层、年代地层、生物地层及地震资料相结合的综合阶段，并且已从在理论上有争议的模型演化成一种在实践上可采纳的方法（蒋录全，1995）。

1.1 国内外层序地层学研究现状层序地层学理论建立之初是以海相层序地层为基础的，国外应用较多的有三种海相层序概念模式，发展至今，理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系。

沉积层序与成因层序的最根本区别在于层序界面的不同，沉积层序以不整合和与该不整合可对比的整合面为界，强调海平面变化是层序形成的主导控制作用；成因层序是以最大海侵面为界，强调从成因角度选择界面；高分辨率层序认为基准面变化是层序发育的控制因素，以基准面由下降转为上升的转换点为层序边界。

沉积学原理主要内容：绪论、洪积扇沉积、河流沉积、冰川与沙漠沉积、湖泊沉积、海洋碎屑岩沉积、海洋碳酸盐岩沉积、三角洲沉积、事件沉积作用、板块构造与沉积作用、沉积相研究方法与步骤第一章绪论一、沉积学的涵义及发展概况沉积学是研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的一门科学。

沉积学发展的三个阶段：（1）奠基阶段(1777-1940)1777年：德国地质学家魏纳（A. G. Werner，1749- 1817年)首次提出水成论。

1777年，将德国厄兹山区的地层划分为四种类型：4）冲积层：砾石、沙子、粘土，含大量化石。

机械沉积。

3）成层岩层：石灰岩、砂岩、石膏、岩盐、煤，含大量化石。

主要是机械沉积，也有化学沉积。

2）过渡层：结晶片岩、板岩，含最早的生物化石。

化学沉积为主。

1）原始层：花岗岩、片麻岩、玄武岩等，无化石，原始海洋化学沉积。

1795年：苏格兰地质学家赫顿（James Hutton，1726-1797）出版《地球学说》（Theory of the Earth），提出了均变论的思想。

1830年：莱伊尔（Charles Lyell，1797-1875）出版《地质学原理》（Principles of Geology），正式提出并系统论述了“均变论”（Uniformitarianism）。

均变论--研究古代沉积作用和沉积环境的钥匙1850年：索比（Sorby）首次利用偏光显微镜研究岩石，拉开了对岩石进行微观研究的序目。

1914年：吉尔伯特（Gilbert）首次用各种粒径的砂和不同的水流强度进行了水槽实验，开创了用实验方法进行沉积学研究的先例。

1939年：Twenhofel出版了《沉积学原理》，标志着沉积学作为一门独立的学科形成了。

（2）成熟完善阶段（1940-1970）提出了科学的沉积岩分类方案，建立了各种沉积相的相模式。

（3）多学科交叉发展阶段（1970-现在）沉积学与其他学科交叉，形成了交叉学科沉积学，如构造沉积学、沉积地球化学、层序地层学等。

1.试述冲积扇沉积过程并对比泥石流、片流、河道沉积和筛状沉积特征.答：.在干旱和半干旱地区的山区，季节性的暴雨和高山积雪的融化形成了间歇性河流，间歇性的河流携带着碎屑物质流出山口，因为流速的骤减而沉积，形成了在空间上沿着山口向外延展的巨大锥形沉积体。

其沉积产物主要划分为四种：泥石流、片流、河道沉积和筛状沉积。

（1）泥石流沉积泥石流沉积发生在冲积扇的上部的高密度高粘度的重力流，大量的碎屑物质在泥石流中以块状整体搬运，在扇体堆积后，形成泥石流沉积。

泥石流沉积发生在扇体的上部，对大的特点是砾、砂、泥混杂，分选极差，层砾一般不发育，较细的基质中可能出现巨大的碎屑。

粘度大的泥石流其粗碎屑分布均匀，呈块状构造，粘度不大者可具有粒韵层理，扁平状砾石呈水平或叠瓦状排列。

在形态上泥石流呈现舌状或叶瓣状，具有陡、厚而清晰的边缘。

（2）片流沉积片流沉积是一种黏度相对较低的洪水流，主要分布在冲积扇的末端或河道下端，通常在交汇点之下。

片流演变成浅的坡面径流，这种流动持续时间短，而且产生高流态条件，它们退化后成为辨状河道和沙坝，这些河道切割席状沉积物的上部表面，形成了一层分选相当好的砂和砾石，中间有小型透镜状夹层和冲刷痕，还可以出现交错层理纹层。

（3）河道沉积河道沉积或河道填充沉积可能发生在冲积扇中上部。

沉积物通常是由低粘度水流所形成的、分选不好的砾石和砂，呈透镜层状。

碎屑颗粒较粗的层其砾石可呈叠瓦状排列，而砂层形成交错层理，其砂砾沉积物和周围的沉积物呈槽形接触。

具有明显的切割—充填构造。

（4）筛状沉积在洪水的沉积物负载中缺少细粒沉积物时，在紧靠交汇点下面就形成了筛状沉积。

水流流过较古老的高渗透沉积物的时候会向下渗漏，水流就迅速变小，结果就沉寂了碎屑支撑的砾石朵体。

筛状沉积的砾石可能分选得相当好，而且很少呈叠瓦状排列，并且可由棱角状碎屑组成。

其充填物质较少，通常是较细碎屑，主要是分选好的砂级碎屑，无明显的层界面，通常是块状沉积层。

1.2 国内外研究现状和发展趋势1.2.1 沉积学研究现状及发展趋势随着油气田勘探开发工作的不断深入，沉积学的研究越来越显得非常重要，油气田的发现直到油气田的开发，这门学科的研究自始自终都惯穿于全过程。

对于我国陆相复杂的储层来说，特别是表现在从部分高含水向全面进入高含水的油田，沉积学的研究更要深入，油藏的开发调整，只有把油田沉积相研究清楚了，油气田的开发才能找到有利储层相带，扩大含油面积，提高采收率，增加储量。

沉积学的概念源于 18 世纪，在18世纪下半叶，近代地质学建立的初期，发生了水成学派(德国Werner A. G.，1749~1817)与火成学派(英国Hutton J.，1726~1797)的大论战。

19 世纪初到19 世纪中叶人们利用偏光显微镜对沉积岩的岩石观察标志着沉积岩石学的诞生，19世纪后半叶，沉积岩石学作为一门独立的地质学科出现。

1850年英国地质学家索比(Sorby，1826~1908)首先使用显微镜研究沉积岩，沉积岩的研究由宏观到微观，这是一个沉积学史上的一个大发展。

1）沉积岩学初始阶段。

自 19 世纪初至 20 世纪30 年代德国人瓦德尔创造了沉积学这一术语，标志着人类对沉积岩的认识步入了从特征描述到成因研究的阶段，沉积学形成了一门独立的学科[1]40 年代，沉积学研究主要是结合地层学进行的，主要研究“沉积岩”，主要是野外研究和室内鉴定工作占主导地位。

2）沉积学阶段。

20世纪上半叶，沉积岩石学有了较全面的发展，出现了一系列沉积岩石学的专著。

1913年，Hatch的《沉积岩石学》，标志着沉积岩石学作为一门独立的地球科学分支学科的诞生， 1922年，Milner所著《沉积岩石学导论》问世 1925年，由Twenhofel主编的《沉积作用教程》问世，6年后《沉积作用教程》再版，以后又多次重版，1949年，Pettijohn编写了《沉积岩》。

3）沉积地质学阶段。

从 20 世纪到50年代，在石油工业得到飞速发展，特别是新油田的不断发现，在沉积岩石学领域里有两个重大的甚至可以说是革命性的进展。

2661　地震沉积学的起源及发展地震沉积学的出现与三维地震技术的发明及其应用紧密相关。

20世纪80年代，地球物理资料解释软件公司开发出层位切片技术，该技术对地震沉积相成像水平有所改善，这为后来地震沉积学的形成奠定了坚实的基础。

以此为起点，曾洪流于1998年首次提出“地震沉积学”这一概念[1，2]。

2001年Posamentier提出了“地震地貌学”这一术语。

曾洪流[3]于2004年指出：地震沉积学是“使用地震资料研究沉积岩及其形成过程的一门学科，其核心内容为地震岩石学和地震地貌学”。

地震沉积学发展迅速：2005年于美国休斯顿召开地震地貌学国际会议；2008年AAPG和2009年SEG北京会议均设有地震沉积学专场；2010年美国沉积学会海湾地区分会研究年会首次召开关于沉积体系地震成像的国际会议。

地震沉积学理论于本世纪初传到国内，林承焰和董春梅首次介绍地震沉积学及其技术方法[4-7]；董艳蕾等针对歧南地区沙一段展开地震沉积学研究，这是国内最早且最为系统的研究案例[8]；赵文智等首次将地震沉积学连同陆相盆地高分辨率层序地层学研究松辽盆地四方坨子地区上白垩统[9]；赵东娜等针对准噶尔车排子地区下白垩统的滩坝储集砂体进行地震沉积学研究[10]；2015年全国沉积学大会也设有地震沉积学专题。

2　地震沉积学研究技术及方法地震沉积学的起源则来于地震地层学，而地震地层学又进一步演化为层序地层学，因此，地震沉积学与地震地层学和层序地层学之间存在一定关联。

然而，层序地层学分析尺度较大，通常局限于三级层序，特别是针对我国陆相薄层储层而言，层序地层学无法解决局部高频的沉积平面分析以及预测目标砂体等问题，地震沉积学应运而生。

层序地层学的目的是建立等时地层格架，而这也是地震沉积学研究的前提。

地震地层学认为：原始的地震同向轴是等时的，然而地震沉积学的观点却与之相反。

因此，地震沉积学又是地震地层学和层序地层学的创新。

地震反射同相轴不是严格等时的，其地质意义与地震资料的频率有关，当岩性界面与等时沉积界面相交时会发生反射同相轴穿时的现象。