沉积地球化学的研究进展及发展趋势

《沉积地球化学》

读书报告

沉积地球化学的研究进展及发展趋势

沉积地球化学的研究进展及发展趋势

摘要:沉积地球化学是一门沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。本文详细介绍了沉积地球化学的研究进展,最后总结了沉积地球化学研究的发展趋势。

关键词:沉积地球化学；研究进展；发展趋势；沉积岩

一、沉积地球化学的概念

沉积地球化学是沉积学与地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科。是以沉积物和沉积岩为研究对象 ,研究其在形成过程中（母岩风化→搬运→沉积→成岩全过程）所含元素及稳定同位素的迁移、聚集与分布规律来判断、恢复沉积古环境的一门学科。现在研究结果表明:利用沉积地球化学特点不仅有助于恢复确定古环境(古气候、古盐度、古水温、氧化-还原条件和古水深等),还可以判断当时海平面变化旋回,为层序地层学研究提供证据。如图1。（沉积地球化学研究对象、内容及目的）

二、沉积地球化学的研究内容

沉积地球化学研究的对象内容涉及面甚广,归纳起来主要涉及到两个大的领域:研究沉积中的化学成分、化学元素及同位素的分布与分配、分散与集中、共生组合与迁移也就说是“研究物质的化学运动和变化过程”,研究控制和影响元素和同位素运动和变化的各种因素 ,亦即沉积物质中化学运动和变化过程中的控制因素。

研究内容涉及到沉积岩形成的全过程:风化产物在搬运过程中的元素的迁移形式和沉积分异规律及影响因素;沉积物中元素的沉积方式、机制、元素集中、分散规律及控制因素;成岩作用过程中元素及同位素的转移、分配及化学机制;元素和同位素分配和组合,元素在沉积岩中的丰度、赋存状态、分配规律;地史时期沉积岩中化学成分的地球演化历史、规律;有机地球化学的演化及其在沉积成矿的作用。

三、沉积地球化学的发展

沉积地球化学作为一门沉积学和地球化学相互渗透、相互结合而产生的一门新兴边缘学科，其发展经历了实际应用、学科建立和学科完善三个阶段。

（1）实际应用阶段

自地球化学学科建立以来至20世纪90年代，主要表现为地球化学的理论和研究方法不断应用于沉积学中，通过沉积岩（物）中相关元素含量、比值等解决沉积岩（物）形成环境、形成条件及形成过程中的相关问题，为恢复沉积岩（物）

形成历史提供更为准确的科学依据。

（2）学科建立阶段

伴随着地球化学理论及方法在沉积学中的不断应用，沉积学及地球化学领域内的相关学者都认为建立“沉积地球化学”分支学科十分必要。20世纪90年代，我国著名学者邓宏文教授撰写的专著《沉积地球化学与环境分析》率先出版，首次明确提出“沉积地球化学”概念；同期，成都理工大学沉积地质研究院为沉积学专业研究生开设沉积地球化学课程，并使用内部印发教材。这些均为“沉积地球化学”学科的建立做出了贡献。

（3）学科完善阶段

自20世纪90年代末期至今，伴随“沉积地球化学”学科的建立、相关测试分析技术的发展、各种相关精细分析沉积岩的物质组分特征测试结果的获得，使得利用相关地球化学数据更好地认识有关沉积岩（物）地特征、成因成为可能，也使得“沉积地球化学”学科理论体系、知识结构更加完善。

四、沉积地球化学分支

根据研究元素含量多少及性质不同划分为：常量元素地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学等。

1、常量元素沉积地球化学

常量元素沉积地球化学是以沉积物、沉积岩中的常量元素（如O、Si、Al、Ca、K、Na等）为研究对象，通过常量元素的含量、相关元素比值等参数来阐明沉积岩特征、形成演化条件和形成过程的分支学科。

2、微量元素沉积地球化学

微量元素沉积地球化学是以沉积物、沉积岩中的微量元素（如Sr、Ba、Ti 等）为研究对象，通过相关微量元素的分析，根据微量元素的含量、相关微量元素对的比值计算，来阐明沉积岩的特征和形成过程的分支学科。

3、稀土元素沉积地球化学

稀土元素沉积地球化学是以沉积物、沉积岩中的稀土元素（镧系元素）为研究对象，通过相关稀土元素的含量、相关稀土元素对的比值，依据计算或相关散点图的投点，来阐明沉积岩的特征、形成条件和形成过程的分支学科。

4、稳定同位素沉积地球化学

稳定同位素沉积地球化学是通过对沉积物、沉积岩中稳定同位素（12C、13C、16O、17O、18O、1H、2H）的系统分析，根据相关稳定同位素的含量、比值、或通过相关判别图的投点，来阐明沉积岩的特征、形成过程的分支学科。

5、有机沉积地球化学

有机沉积地球化学是通过对沉积物、沉积岩中有机质（如有机碳、干酪跟、生物标志化合物等）的系统分析，根据相关有机质含量、比值、或通过相关判别图的投点，来阐明有机质的形成、演化过程，进而分析富含有机质的沉积岩的特征、形成过程的分支学科。

五、沉积地球化学的发展趋势

伴随着地球化学以及沉积学的进展，沉积地球化学必将成为地球科学的重要分支学科之一。其发展趋势主要表现在以下几个方面：

（1）研究范围更加广泛

伴随着沉积地球化学的发展，其研究范围越来越广，不仅研究地球沉积圈层中不同地质历史时期从陆相到海相不同沉积环境中、沉积作用过程中的地球化学行为；而且还要研究现今自然环境中各类沉积物形成过程中的地球化学行为；同

时，还要研究地球以外其他星球形成演化过程中发生沉积作用过程中的地球化学行为。

（2）研究内容更加深入

通过对现代沉积环境沉积地球化学特征的研究，认识不同地质历史过程时期各类沉积环境中的地球化学作用过程。不仅研究各类沉积岩自身的地球化学特征，还要研究导致沉积地球化学作用的发生过程、发生机理及发生原因。

（3）研究从定性向定量发展

目前，随着各种测试技术（显微技术、波谱技术、核分析技术、色谱分析技术、热分析技术等）及电子技术、计算技术的广泛应用和测试分析技术的大量积累，沉积地球化学将定性描述向定量计算方向发展，及通过对沉积岩物质构成（矿物成分、化学成分及有机组份）的测试和分析，获得定量资料和数据；对获得的资料和数据进行分析整理、参数计算、统计观察，并绘制相关图表；对处理结果进行综合分析，并对野外宏观实测资料进行对比验证，从中寻找相关性和规律性；在综合分析基础上，对沉积作用发生的环境、形成的条件进行合理解释和模拟。

参考文献：

【1】田景春、张翔.沉积地球化学[M],北京地质出版社.

【2】陈道公.地球化学[M],1994.

【3】陈云华.沉积地球化学的研究现状和发展趋势[J],内蒙古石油化工，2008