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《沉積學(xué)與盆地分析的新理論與方法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1、沉積學(xué)與盆地分析的新理論與方法答:沉積學(xué)作為地質(zhì)學(xué)中的一門分支學(xué)科在過去三十年,特別是近十幾年來已取得了長足的進(jìn)展,并且在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用。這是因為沉積學(xué)研究不僅涉及像地球巖石圈演化這樣的基本理論問題,而且也關(guān)系到如石油、天然氣、煤、鈾等能源資源和鐵、錳、磷、鋁、鉛、鋅、銅等礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用,海港建設(shè)、河道疏浚、水庫防淤及環(huán)境保護(hù)等一系列實際問題的解決。盆地分析就是利用多種方法和手段對盆地進(jìn)行整體解剖,找出各要素間的內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律,建立盆地三維空間隨時間演化的模式進(jìn)行定量動力學(xué)模擬,
2、對各類能源資源進(jìn)行預(yù)測和勘探。下面僅就沉積學(xué)與盆地分析的新理論與方法進(jìn)行總結(jié)和綜述:一、沉積物的搬運機制:這是沉積學(xué)的基礎(chǔ)理論研究,它經(jīng)歷了牽引流—濁流—沉積物重力流和塊體重力搬運的深刻變化。50年代以前,沉積學(xué)家認(rèn)識了水流對沉積物的牽引流搬運及其性質(zhì),提出了一整套符合牛頓力學(xué)的流態(tài)理論,成功地解釋了沉積物(巖)中的許多沉積構(gòu)造和粒度分布特征,為沉積環(huán)境和相的解釋奠定了基礎(chǔ)。但是由此而得出的機械分異理論卻長期束縛著人們的思想,使得許多現(xiàn)象得不到解釋。30年代開始,50年代獲得大發(fā)展的濁流理論是沉積學(xué)發(fā)展中
3、的一大革命。濁流是由沉積物和水棍合組成的一種密度流,其支撐機理是流體的擾動作用(或湍流)。沉積物在濁流中呈遞變懸浮搬運。濁流具有很大的搬運能力,可以將粗碎屑沉積物如砂乃至細(xì)礫遠(yuǎn)距離地搬運到深?;蛏詈^(qū)沉積下來。這樣,它不但解決了地質(zhì)學(xué)界過去關(guān)于地槽區(qū)廣泛分布的巨厚的深海復(fù)理石沉積、現(xiàn)代深海和深沏中粗碎屑沉積的長期爭論問題,而且也為在深?;蛏詈璧刂袑ふ倚滦陀蜌赓Y源開辟了途徑。濁流理論主要歸功于荷蘭沉積學(xué)家Ph.H.Kuenen和A.H.Bouma的工作。關(guān)于搬運機制的近期進(jìn)展是G.V.Middleton和
4、M.A.Hampton(1973)提出的沉積物重力流和塊體重力流搬運理論。沉積物重力流是指沉積物或沉積物一液體混合物在重力作用下順斜坡形成的流動,它是碎屑沉積物特別是粗粒碎屑物搬運到深水(?;蚝?區(qū)的主要作用。依據(jù)沉積物顆粒的支撐機理、流動方式和堆積的沉積物類型可以將沉積物重力流分為四種基本類型,即碎屑流(廣義的泥石流)、顆粒流、液化沉積物流和濁流。由此可見,前述的濁流只是沉積物重力流的一種,而且濁流又有低密度濁流和高密度濁流之分。D.E.Weser(1975)總結(jié)了發(fā)生沉積物重力流所必須的環(huán)境條件,Kr
5、uit等(1975)和Lowe(1982)又對Middleten等(1973)的沉積物重力流和分類加以補充和修改,使之更加完善,成為一個包括巖崩、滑動、滑塌、沉積物重力流(碎屑流、顆粒流、液化沉積物流、低密度蝕流和高密度濁流)在內(nèi)的完整的塊體重力搬運理論。它使廣泛分布的各種礫巖、砂礫巖、礫質(zhì)砂巖、泥礫巖的形成機理得到了合理的解釋,并且沖擊著某些地質(zhì)歷史時期中廣泛發(fā)育且早有定論的冰瑣礫巖成因,似乎正在醞釀著一次新的大變革。二、碳酸鹽巖:近年來碳酸鹽巖研究的新進(jìn)展主要表現(xiàn)在兩個方面。一是研究區(qū)域從臺地走向斜坡
6、和深水。據(jù)統(tǒng)計67腸的碳酸鹽巖為斜坡和深水沉積物,或是淺水沉積物經(jīng)過改造在深水中再沉積的,這突破了過去認(rèn)為碳酸鹽巖主要是淺水沉積的傳統(tǒng)觀念。二是碎屑巖搬運和沉積作用的理論與研究方法被用于碳酸鹽沉積。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多碎屑成因的碳酸鹽沉積,其中不僅有正常牽引流(水流、波浪、潮汐等)搬運和沉積的碎屑碳酸鹽巖,而且有風(fēng)暴浪搬運和沉積的碎屑碳酸鹽巖,如英國下石炭系灰?guī)r,中國北方的震旦系灰?guī)r等。也有呈沉積物重力流搬運到斜坡和深水區(qū)沉積的粗碎屑碳酸鹽巖(碳酸鹽的滑塌堆積、碎屑流、顆粒流和濁流沉積)。這使碳酸鹽沉積的研究和
7、尋找與其有關(guān)的油氣和金屬礦產(chǎn)資源的領(lǐng)域從臺地擴大到斜坡和深水地區(qū)。三、沉積環(huán)境和相:鑒別古代沉積環(huán)境和相繼續(xù)受到沉積學(xué)家的重視。在經(jīng)過50年代到70年代的急速發(fā)展之后,沉積環(huán)境和相的研究似乎已開始進(jìn)入一個成熟和平穩(wěn)時期。但到70年代后期和80年代又有新的突破。如陸架沉積中丘狀交錯層理及其相關(guān)的風(fēng)暴沉積和風(fēng)暴巖的識別(G.Vening和P.R.Mullin,1971;T.Aigner,1973等),古代和現(xiàn)代平流沉積(巖)的發(fā)現(xiàn)(Unrug,1977,1980;Stow等1951),斜坡和深水碳酸鹽巖的發(fā)現(xiàn)
8、(H.E.Cook等,1977)等.今后可能的研究趨勢是(1)進(jìn)一步劃分亞相和微相,繼續(xù)努力在古代沉積中識別幾種難以鑒別的沉積環(huán)境和相,找出它們的有效識別標(biāo)志,如風(fēng)成環(huán)境和風(fēng)成沉積,泥質(zhì)濁積巖、泥質(zhì)河流沉積、泥質(zhì)平流巖、潮控和浪控三角洲沉積等;(2)直接根據(jù)地球物理測井和地震地層學(xué)的資料鑒別古沉積環(huán)境和相,這是一個有發(fā)展前途的研究領(lǐng)域。因為它們可以在露頭和巖心很少的油氣田或鉆井很少的新探區(qū)很快地推斷地下沉積層的環(huán)境和相及其在盆