沉积学发展史

沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
碳酸盐岩的结构成因分类
常见的碳酸盐岩结构类型 粒屑结构的特征 结晶结构的特征 交代结构的特征 生物（骨架）结构
内碎屑结构
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
1959年， Folk提出了石灰岩的结构成因分类。 揭示了碳酸盐岩与陆源碎屑岩在形成过程和形成机 制方而的同一性。这是沉积学理论体系的一次意义 深远的革命，其意义决不在浊积岩之下。
与此同时，美国的沉积学家还在波斯湾、巴哈 马、美国大盐湖等地开展了对叠层石的研究。发现 这些长期有争议的沉积物是蓝藻的生物化学作用的 产物。它们的形态取决于环境的动力条件，因而是 极好的指相标志。从而结束了多年来的历史争论。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
六、相模式与比较沉积学
20世纪60年代相模式的出现使比较沉积学的认识 论发生了一次意义深远的质的飞跃。
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
通过沉积学的研究可寻找地下储水层，解决水 库、港口和河流的冲淤及土壤的侵蚀问题。
此外，在国防上如军港的设计、潜艇和海底导 弹基底的建设等，均与沉积岩（物）的研究密切相 关。
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
进入20 世纪 90 年代和 21 世纪，随着油气勘探领域 由中浅层向深层、由构造圈闭向隐蔽圈闭、由盆地边 缘向盆地腹地、由海岸浅海向半深海和深海的转移， 随着石油工程领域由二次采油向三次采油、减少地层 伤害、开采剩余油、提高采收率、以效益为中心的转 移，沉积学正在发挥重大的作用。 同时沉积学也是与人类生存和可持续发展密不可 分的，目前它在地质灾害预测研究和环境保护中正发 挥着越来越大的作用，并产生了新的分支学科 —环境 沉积学。
浊流的概念最早由 Daly于 1936提出 “并认为浊 流是海底峡谷形成的主要原因” 。 1937 年，荷兰学 者Kuenen用水槽实验证实了 Daly的设想。1950年， Kuenen 与 Mlgliorini 合作，证实了递变层理的浊流成 因，并确认浊流是一种深海地质作用。由此为复理石 的形成机制找到了合理的解释和现代实例。
沉积学（ Sedimentology ）是研究沉积物和石化沉 积物沉积过程和机制的学科。当历史进入到20世纪50年 代，研究现代沉积作用的呼声日盖高涨。沉积岩石学已 经无法包容日益拓宽的研究领域。
1940年，苏联的 Л.Б. Pухин 鲁欣出版《沉积学原 理》 。 1946年，国际沉积学会（International Association of Sedimentologists）成立。
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
岩石圈中沉积岩（物）中蕴藏着丰富的矿产和能 源资源。
可燃性矿产（石油、天然气、煤、天然气水合物 和油页岩、油砂）、铝土矿、锰矿、盐矿以及钾盐矿 等几乎全为沉积类型；极大部分铁矿、磷矿亦都属于 沉积或沉积变质类型；在放射性原料（其中世界铀总 储量的大约 65 ％～ 75 ％产于沉积地层中）、有色金属 （铜、铅、锌）、稀有和分散元素、非金属（重晶石、 萤石）等矿产中，沉积类型也占很大比重；不少金、 铂、钨、锡、金刚石等矿产也来源于沉积的砂矿。据 估计，沉积类型和沉积变质型矿床可占世界矿产资源 总储量的80％。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
沉积岩的薄片研究从Sorby开始。 Sorby确实是一 个开辟者，并且被认为是“岩石学的奠基者”。 他在许多方面远远领先于他的时代。例如，他在 1859年关于交错层理的论文，揭示了对原生沉积构造在 古地理重塑中的用处的了解——这一观点只在近代才得 到更广泛的认识。 他的最后的一篇论文，印行于1908年，恰在他82岁 逝去的两年之前，题目为“论岩石的构造和历史的研究 中定量方法的应用”，预示了自那时以后的几十年的进 展。
沉积学 Sedimentology
主 讲 人： 方 石
吉林大学
沉积学史纲
第一节 第二节
沉积学的研究意义 沉积学的发展史和里程碑
第三节
第四节
沉积学的概念体系
沉积科学的展望
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
地球上沉积岩和沉积物的分布最广，其中大陆上 70 ％以上为巨厚的沉积覆盖，而海洋几乎 100 ％为沉 积岩或沉积物所覆盖。 地球约有46亿年的历史，而最古老的沉积岩年龄 达36亿年（俄罗斯科拉半岛），因此这36亿年的沉积 记录对研究地球的演化和发展有着十分重要的理论价 值。
Friedman(1978)把沉积学定义为沉积物的地质学， 它包括沉积物、沉积过程以及沉积作用产物研究等方 面。并指出沉积学的目标是使地质学家能够解释沉积 地层的纵向和横向关系。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
沉积学研究其它进展
自 20 世纪 50 年代以来，沉积学的研究不断取得 新的进展，成为地球科学中最活跃的学科须域之一。 除了碳酸盐岩和浊积岩外，在蒸发岩、磷块岩、沉 积构造、河流沉积作用、三角洲沉积作用、湖泊沉 积作用、生物礁沉积作用、深海沉积作用和风成沉 积作用等方而，都取得了令人瞩目的进展。 沉积模拟实验也普遍受到重视。通过水槽实验 研究“交错层理－底形类型与规模－水流速度与水 流性质”之间的相互关系，取得重大突破，为定量 沉积学研究莫定了基础。
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
沉积岩（含沉积物）是地球上出露最多的岩石。 “均变论”或“现实主义原理”以“将今论古”作 为其认识论的基础，但在当代地球上，人们所能目 睹并身历其境的地质作用过程并不多。 只有沉积环境和沉积作用，才是人类认识自然 的天然实验室。因此，在地质学的发展历史中，沉 积地球科学一直占有十分重要的地位。 我们的衣食住行均离不开沉积岩、沉积物和沉
积学。
Fra Baidu bibliotek
沉积学史纲
沉积学史纲
第一节 第二节
沉积学的研究意义 沉积学的发展史和里程碑
第三节
第四节
沉积学的概念体系
沉积科学的展望
沉积学史纲
第二节
沉积学的发展史
沉积学发展过程里程碑
一、地层学 二、沉积岩石学 三、浊流理论 四、沉积学 五、内碎屑碳酸盐
六、相模式与比较沉积学
七、沉积体系 八、事件沉积学 九、沉积地质学
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
二次大战之后，海洋地质调查有了空前的发展。 而社会经济的快速发展又对以石油为主的能源工业 提出了更高的要求。 这种大的形势为沉积学的发展，尤其是现代沉 积作用的研究，创造了条件，终于在20世纪60年代 引发了沉积科学的一系列革命。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
四、 沉积学
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
20 世纪初期，人类的能源结构发生了巨大的变 化。石油逐渐取代煤炭成为最重要的能源资源。石 油勘探和开发都要和沉积岩打交道。 人们对沉积岩有关信息的期望越来越高。沉积 岩的研究方法有了极大的发展。 沉积岩石学的基本理论渐趋成熟，一支专门研 究沉积岩石学的队伍逐渐形成并不断壮大。 沉积岩石学作为一门独立的地球科学分支学科 的时机已经成熟。
1957年，Pettjohn的《沉积岩》一书问世。这 是沉积岩石学达到成熟阶段的重要标志，也是对半 个世纪以来沉积岩石学发展的历史总结。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
三、浊流理论
沉积学的进展是与现代沉积作用的研究分不开的。 浊流沉积作用的发现为当代沉积学研究提供了一个范 例，是沉积地球科学发展史上的一个里程碑。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
早在上世纪的三十年代， Bagnold就研究过沉积 作用的物理过程，并用以解释层理构造的动力学，开 创了沉积学研究的先河。 实 际 上 早 在 1931 年 Wadell 就 提 出 了 沉 积 学 （ Sedimentology ）这一术语，并定义为研究沉积物 的科学。早期沉积学仅指现代沉积物的科学研究。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
一、地层学
沉积岩是地层信息， 尤其是化石和年代信息 的载体。在地球科学发 展的早期，沉积岩石学 是地层学的一部分。地 层学家按照成分和粒度 将沉积岩分为砾岩、砂 岩、页岩和灰岩，用以 描述地层在纵向和横向 上的变化。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
二、沉积岩石学
1879年Henry Clifton Sorby (1826-1908)在伦 敦地质学会上做了一个为后人反复引用的主席演说： “石灰岩的结构和成因”——沉积岩石学诞生的标志 Sorby (1826-1908)——沉积岩石学之父 ，英国地质学 家。1826年5月 10日生于英格兰伍德伯恩，1908年3 月9日卒于英格兰谢菲尔德。 曾任英国显微镜学会主席、英国矿物学会首任主 席、伦敦地质学会主席、费尔斯学院院长。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
五、内碎屑碳酸盐岩
沉积岩石学一直把沉积岩按其搬运和沉积方式分 为碎屑岩、粘土岩和化学生物化学岩三类。三者各有 其分类系统和成因分析方法。 上世纪五十年代，美国的一批年轻沉积学家到巴 哈马群岛和波斯湾地区进行现代碳酸盐沉积作用的研 究。他们很快发现，碳酸盐沉积物也是由粒度不同的 颗粒组分组成的。这些颗粒虽有不同的前期历史，但 它们在沉积过程中的行为，却与陆源碎屑颗粒无异， 也服从沉积动力学的规律。碳酸盐岩与陆源碎屑岩之 间，虽然物质组成和物质来源不同，但其成因机制并 无本质上的区别。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
复理石一词本是瑞士阿尔卑斯山的一个地层名词， 是指当地晚白垩世至渐新世的一套砂泥质沉积，以杂 砂岩和页岩的互层为特征。
Alps复理石韵律
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
在地槽论的早期，关于地槽的沉积环境有着尖 锐的争论。正统的地槽论者认为，地球上根本没有 深水沉积。地槽是浅水环境下的构造深凹陷。复理 石是地槽回返时地壳频繁震荡形成的一种浅水沉积。 而欧洲的一些学者则认为，地槽不仅是构造上的深 凹陷，也是沉积上的深盆地，相当多的地槽沉积属 于深水沉积。两派争执多年。 浊流理论的出现不仅给这一历史悬案作了结论， 也为板块理论的诞生扫清了障碍。
地质学的基本任务之一是恢复和重建地质历史。 因此古代沉积物的沉积环境和沉积作用一开始就受到 沉积学家的极大关注。早在十九世纪末叶，人们就认 识到，必须从岩石组合而不是从个别的岩石来研究这 一问题。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
比较沉积学是沉积学进一步趋向成 熟的重要标志。自从相的概念提出以后， 沉积相的研究受“均变论”的影晌，长 期徘徊于相参数或环境边界条件的判定。 例如，要判定一个砂体是否属于河流相， 就要看它的几何形态是否鞋带状的，有 无单向水流的标志，沉积物的粒度是否 足够粗，有无淡水的证据等。由于这些 标志的确定本身就有极大的复杂性和多 解性，相的解释也往往具有很大的主观 随意性和不确定性。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
在原苏联，沉积岩石学也受到了高度的重视。 1932 年，М.С.Швецов出版《沉积岩石学》 一书，并被定为高等院校通用教材。 1940 年又出版 了Пустволов的《沉积岩石学》。
从20世纪的30年代至50年代，是沉积岩石学发 展的鼎盛时期。沉积岩石学的岩类学基础和描述岩 石学系统不断完善，陆续出现了一批重要论著。
沉积学史纲
第一节
沉积学的研究意义
除了上述沉积矿产外，有些沉积岩本身就是多种 工业的主要原料或辅助原料。
如石灰岩及白云岩不仅可作为建筑材料而且还是 冶金工业中常用的熔剂，石灰岩又是制造水泥和人造 纤维的主要原料，白云岩则可作为镁质耐火材料。
纯净的粘土岩按性质不同可作为耐火材料、陶瓷 材料、钻井液原料、吸收剂、填充剂和净化剂； 沉积石英岩及石英砂可作为玻璃原料。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
19世纪末Sorby率先将偏光显微镜用于沉积岩的 鉴定，开创了沉积岩石学研究的历史纪元。 1849年开始制备岩石薄片（厚约0.03毫米）进行 显微镜下研究。他的方法突破了在此之前只能用显微 镜观察晶体完好的矿物标本的限制。 1858年他首次指出在天然晶体和人工晶体中液态 包裹体的重要意义。 他用显微镜对金属结晶结构和存在杂质的研究， 成为金相技术的起点，开辟了显微岩石学研究的新领 域。
沉积学史纲
第二节 沉积学的发展史
1951年，美国学者 Doeglas 发表“从沉积岩石学到 沉积学”一文，正式提出了以沉积学作为沉积岩石学发 展一个新的阶段，为地球科学开拓了一个新的领域。
1962 年，“沉积学杂志”（ Sedimentology ）创刊。
沉积学的研究内容与沉积岩石学有许多共性，但其 主要任务是利用物理学、化学、生物学和数学的原理， 研究沉积物搬运和堆积过程，为解释沉积岩和沉积物的 成因提供基础。