中国沉积学的今后发展：若干思考与建议

第12卷第2期2005年4月地学前缘(中国地质大学,北京;北京大学)E a r t hS c i e n c eF r o n t i e r s (C h i n aU n i v e r s i t y o fG e o s c i e n c e s ,B e i j i n g ;P e k i n g U n i v e r s i t y)V o l .12N o .2A pr .2005中国沉积学的今后发展:若干思考与建议孙枢中国科学院地质与地球物理研究所,北京10002aS U NS h uI n s t i t u t e o f G e o l o g y a n dG e o p h y s i c s ,C A S ,B e i j i n g 10002a ,C h i n a S U NS h u .S e d i m e n t o l o g y i nC h i n a :P e r s p e c t i v e s a n d s u g ge s t i o n s .E a r t h S c i e n c eF r o n t i e r s ,2005,12(2):003-010A b s t r a c t :B a s e d o n a b r i ef r e v i e wo f t h e l a t e s t d e v e l o p m e n t s i n s e d i m e n t o l og y ,th e a u t h o r pu t s f o r w a r d s e v e r a l r e s e a r c h a r e a s t h a t s h o u l d b e s t r e n g t h e n e d i n t h e n e a r f u t u r e s i nC h i n a ,i n c l u d i n g s t u d i e s o f c o n t i n e n t a l d e p o s -i t s ,c a r b o n a t e d e p o s i t s ,n e a r -s h o r e a n ds h a l l o ws e a s i l i c i c l a s t i cd e p o s i t s a n dd e e p -s e ad e po s i t s .N e wr e s e a r c h s h o u l d b e d i r e c t e d t o s t u d i e s o n a s s e d i m e n t a r y b a s i n s ,p a l e o c l i m a t e ,P r e c a m b r i a n s e d i m e n t a r y r e c o r d s ,s e d i m -e n t o l o g y r e l a t e dt oh u m a nl i v i n g e n v i r o n m e n t ,r e g i o n a l a n d g l o b a l s e d i m e n t o l o g y .I no r d e rt od e e pe no u r k n o w l e d g e i n t h e s e t o p i c s ,i t i s s u g g e s t e d t o d e v e l o p a s y s t e mt o e n c o u r a g e g e o s c i e n t i s t s t o s t u d y s e d i m e n t o -l o g i c a l p r o b l e m s a n d o b s e r v e s e d i m e n t o l o g i c a l p h e n o m e n a .N e wm e t h o d s a n d t e c h n o l o g y a r e a l s o e m ph a s i X e d .I n c o n c l u s i o n ,t e n p r o p o s a l s a r e g i v e n i n o r d e r t o f u r t h e r d e v e l o p s e d i m e n t o l o g i c a l s t u d i e s i nC h i n a .K e y wo r d s :C h i n a ;s e d i m e n t o l o g y ;s e d i m e n t a r y g e o l o g y ;E a r t h s y s t e m ;s t r a t e g i c d e v e l o p m e n t 摘 要:在简述沉积学国内外研究进展基础上,文中提出了中国沉积学今后发展需要加强和重视的研究领域。

就沉积类型而言,需要加强和重视包括陆相沉积、碳酸盐沉积、近岸和浅海硅质碎屑沉积、深海沉积的研究;新的发展方向包括沉积盆地、古气候与沉积作用、前寒武纪沉积、人类生存环境沉积学、区域沉积学和全球沉积学。

文中还对中国如何继续深化这些研究提出了一些需注意的问题,如需长期不懈地对一些科学问题和沉积现象深入研究和观测,以及重视新方法及新技术的应用等。

在结语中对未来中国沉积学发展提出了10条建议。

关键词:中国;沉积学;沉积地质学;地球系统;战略发展中图分类号:P 5b b .2;P 5[a 文献标识码:A 文章编号:10052[21(2005)02000[0b 收稿日期:20050[1b作者简介:孙 枢(1a [[- ),男,中国科学院院士,沉积学家。

一般认为,沉积学奠基于1a 世纪末,20世纪50年代初出现现代沉积学或沉积学的复兴与革命,随后的半个多世纪沉积学蓬勃发展成为地质科学的一个极富生命力的分支学科。

研究沉积物和沉积岩的科学经历了沉积岩石学、沉积学和沉积地质学[个发展阶段[1],但本文为求文字简洁而在多数情况下仍以沉积学一词概括之。

沉积学在中国的兴起也始于20世纪50年代,从20世纪70年代后期起,中国沉积学的发展进入一个新时期,强劲的势头一直持续至今[2]。

沉积学研究沉积物的形成、搬运、堆积及其控制因素和随后发生的各种过程。

研究对象小到一种元素和一些颗粒,大而及于全球板块构造框架中的盆地和古地理格局。

而时间尺度的多样性更是同样惊人。

因此,当我们翻开任何一本沉积学书籍或刊物,各种沉积学主题会跃入我们的眼帘而令人目不暇接。

例如,对河流沉积研究趋势即可从多个方面展开讨论,包括相分析、河道内沉积过程、河道-沙坝沉积的构架(a r c h i t e c t u r e )、泛滥平原区的构架、河流类型、地层构架、层序地层学、定量盆地模型、石油地质和水文地质等[[]。

当今,地质科学的发展、石油天然气和矿产资源4孙枢/地学前缘（E a r t hS c i e n c e F r o n t i e r s）2005，12（2）的勘查和开发、以及水资源的开发,均对沉积学提出了许多科学问题,而且维持所有生命和人类活动的地球表层的环境问题研究也已成为沉积学值得重视的新方向,所有这一切都吸引人们对今后发展趋势进行严肃的思考。

由此可知,要讨论中国沉积学的发展,难免挂一漏万,文中只能就笔者的知识谈到某些方面值得注意的问题。

1陆相沉积“现代是过去的钥匙”这一现实主义原则,对了解所有古代沉积环境和相都是重要的。

陆地上各类环境大都是人们最容易直接观察的,因而也是沉积学家、地理学家和水力学家认识最为清楚的。

根据中国的地质特征,中国两个最大的油田先后于20世纪50年代和c0年代在中生代和新生代陆相沉积盆地中被发现。

因此,在中国对陆相沉积体系的研究最为广泛,其中包括冲积体系和湖泊体系及有关相模式的研究。

中国科学家对国内现代河流和湖泊等陆相环境和相多年来做了大量工作,其中包括为了认识古代相似物的比较沉积学研究。

通过各油气盆地的勘探与开发,对相的二维和三维空间展布与叠置关系、储层的几何学与成岩作用以及生、储、盖组合等研究都积累了大量的科学事实。

地震地层学和测井技术的发展进一步推动了沉积相和沉积体系的三维研究。

中国中、新生代陆相油田有相当一部分已进入开发成熟期甚至晚期,应用沉积学理论和方法预测、发现新的储层类型与隐蔽油藏成为当务之急。

地震地层学、层序地层学和高分辨率层序地层学的应用,三维地震、钻孔岩心和密布的测井等数据资料的充足,对了解油田尺度或盆地尺度的沉积相的地层构架发挥了重要作用。

陆相油气田的主导地位是迄今为止中国油气地质的特色,在这方面我们已积累了海量数据,已经有必要和可能根据这个特色进一步对冲积体系和湖泊体系的各类相模式及其三维几何学进行深化系统总结,对陆相盆地层序地层学原理和方法进一步探讨,这将使陆相含油气盆地沉积学研究提高到一个新阶段。

除此之外,对河流和湖泊沉积学应继续加强研究,包括中国现代和第四纪河流和湖泊的沉积作用研究。

应用穿地雷达和浅层高分辨率地震方法等地球物理技术探查河流沉积地层构架尺度的三维关系,应用和开发新的测年技术(放射性碳法、热释光法、光释光法等)对这些构架进行精确定年[4]。

除采用应用于河流沉积研究的方法外,要采用钻探方法对第四纪湖泊沉积加以研究。

中国有众多的新生代含煤盆地,我们不仅有这些含煤盆地的丰富钻孔资料,而且通过盆地内的采煤工程,揭露出众多的精彩剖面。

这些资料与剖面除为研究含油气盆地提供对比外,还为研究陆相沉积体系、相模式和层序地层学等提供了最好的材料。

在中国,陆相沉积中的风成堆积和冰川沉积占有重要地位。

风成黄土-古土壤序列研究将进一步阐明最近2000余万年的古环境和古气候演变历史。

近年来国际上对沙丘交错层理及层形复杂性的深入理解,将促进风成体系的研究发展,中国也应予以重视。

中国震旦纪冰碛物闻名于世,在“雪球”研究中有重要地位。

对冰碛物的砾石成分与粒径大小以及可能发现的冰溜面的研究,有可能对扬子板块及塔里木板块古冰川运动方向及其相互关系提供重要线索。

2碳酸盐沉积中国碳酸盐岩分布甚广,长期以来是寻找和勘查海相油气资源和某些金属矿床的对象,而碳酸盐岩本身有时就是矿物资源的一种,对其研究也由来已久。

因此在中国对碳酸盐岩的成因、沉积环境、相模式和成岩作用作进一步系统总结的时机将日趋成熟。

国际上近年来出现的一些新观点和新进展值得我们加以重视。