沉積學(xué)是研究形成沉積地層的沉積作用、沉積過程及沉積物的地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科。沉積學(xué)是從沉積巖巖石學(xué)中的沉積作用部分發(fā)展、演化而來的,并形成了更廣泛的研究內(nèi)容和應(yīng)用范圍。它解釋沉積地層的垂向和橫向的關(guān)系,從多方面探討沉積地層中構(gòu)成地質(zhì)記錄的特征,作出成因分析,并使之上升為理論。 沉積巖巖石學(xué)著作中歷來都把對現(xiàn)代沉積物及其沉積作用過程的研究內(nèi)容作為基本內(nèi)容。1932年沃德爾提出沉積學(xué)一詞,并定義為研究沉積物的科學(xué)。20世紀(jì)30~50年代特溫霍費(fèi)爾先后發(fā)表的《沉積作用論》和《沉積作用原理》全面、詳細(xì)論述了現(xiàn)代沉積物的形成階段,形成環(huán)境,以及不同介質(zhì)條件下所形成的沉積物的不同特征,為沉積學(xué)奠定了基礎(chǔ)。 20世紀(jì)50年代以來,在石油開發(fā)中人們認(rèn)識到現(xiàn)代沉積的研究對油氣勘探至關(guān)重要。由世界各大石油公司倡導(dǎo)的對大型現(xiàn)代三角洲、河流沉積物和碳酸鹽沉積物等的研究,以及對有價(jià)值的資料的出版,推動(dòng)沉積學(xué)迅猛發(fā)展。 蓋洛韋和霍布迪于1983年發(fā)表的《陸源碎屑沉積體系》全面總結(jié)了基于現(xiàn)代沉積研究的沉積體系。此外,對海洋的調(diào)查和研究也日益普遍和深入,提出了淺海性的風(fēng)暴沉積和深海性的平流沉積等開拓性的研究領(lǐng)域等。 沉積學(xué)主要結(jié)合土壤學(xué)研究風(fēng)化作用;結(jié)合流體力學(xué)、水文學(xué)、大氣科學(xué)、化學(xué)和生物化學(xué)等研究搬運(yùn)作用和沉積作用;結(jié)合礦物學(xué)、巖石學(xué)、化石巖石學(xué)等對研究各種碎屑顆粒、粘土礦物和異化顆粒的類型和成因標(biāo)志,研究陸源沉積物和內(nèi)源沉積物類型和成因,尤其對各種已知環(huán)境的沉積相特征分類、相模式的建立和沉積體系的研究等;結(jié)合巖石圈動(dòng)力學(xué)等,研究大構(gòu)造單元或大地理環(huán)境中的沉積特征,主要研究整個(gè)沉積盆地,巖石圈板塊,褶皺帶等的沉積特征。這項(xiàng)研究內(nèi)容也有人稱之為宏觀沉積學(xué)。 沉積學(xué)把對現(xiàn)代沉積研究取得的多方面的資料,特別是沉積類型和成因標(biāo)志等同古代沉積進(jìn)行對比,分析古代沉積地層中有無相類似的沉積巖、沉積相或相標(biāo)志,以及沉積體系等;闡明其相同、相異,或有若干變化之處,以解釋地質(zhì)時(shí)期的演化趨勢。 自從50年代以來沉積學(xué)便由純科學(xué)向應(yīng)用科學(xué)方向轉(zhuǎn)變,并得到迅速發(fā)展,應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。沉積學(xué)的研究已成為油、氣勘探獲得成功的關(guān)鍵。沉積礦床勘查常必須作出古環(huán)境分析,而沉積學(xué)的研究對古環(huán)境的分析是極有價(jià)值的。如鉛、鋅等層控礦床,可能局限在生物礁母巖中,或藻硫酸鹽巖中,鈾礦等砂礦床常集中在古河床沉積中。在現(xiàn)代深海沉積的調(diào)查和研究中,也重視結(jié)合研究錳結(jié)核等有遠(yuǎn)景的礦產(chǎn)。 沉積學(xué)與沉積巖巖石學(xué)密切相關(guān),有很多研究方法是相通的。沉積巖巖石學(xué)中運(yùn)用的許多現(xiàn)代的分析和測試方法,如 X射線衍射分析,電子探針分析,掃描電鏡和透射電鏡觀察,陰極發(fā)光顯微鏡觀察等都可用于沉積學(xué)研究。 大范圍沉積的研究通常采用地震地層學(xué)的方法,它對于含煤、含油盆地,海洋沉積和三角洲沉積等研究都起很大的作用。在深海取樣和分析研究中,使用回聲探測儀、聲吶等工具。 沉積學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支,也是自然地理學(xué)的研究內(nèi)容,沉積學(xué)的研究成果充實(shí)和促進(jìn)了自然地理學(xué)的發(fā)展。沉積學(xué)研究海洋沉積物不但采用海洋學(xué)的調(diào)查和取樣方法,而且直接應(yīng)用了海洋學(xué)關(guān)于海洋環(huán)境及其物理、化學(xué)和生物的特性等的研究成果。 沉積學(xué)還和生物學(xué)及古生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及古生態(tài)學(xué)密切相關(guān)。因?yàn)椴粌H古代沉積物的沉積環(huán)境與古生物的生存環(huán)境是一致的,而且某些沉積物本身就含有生物,或其遺體,或基本上就是由生物體組成的。沉積學(xué)中關(guān)于沉積物在陸地、大氣、水體中的搬運(yùn)、沉積過程的研究必須借助于大氣和水文科學(xué)的研究成果,所以沉積學(xué)與大氣科學(xué)、水文科學(xué)的關(guān)系也較密切。 沉積學(xué)借助土壤學(xué)的研究了解風(fēng)化作用某些特征和識別古土壤層;借助空間科學(xué)研究了解到火星表層沉積物和地球上的荒漠特征頗相似;憑借著物理學(xué)的進(jìn)展,包括同位素年代測定在內(nèi)的多種現(xiàn)代測試方法在沉積學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。沉積學(xué)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)更是密切相關(guān)。沉積作用常為構(gòu)造所控制,反之,沉積學(xué)的研究也可證實(shí)或解決大地構(gòu)造問題。 沉積學(xué)在今后的發(fā)展、研究中,將與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)研究更多結(jié)合。其中需著重研究主動(dòng)和被動(dòng)大陸邊緣的沉積類型和特征,研究板塊縫合帶和俯沖帶的沉積,研究各分離板塊沉積的異同,用沉積學(xué)方法研究和證實(shí)板塊移動(dòng)的時(shí)間和趨向等。在對比沉積學(xué)中,將注意定量的和統(tǒng)計(jì)的研究古代和現(xiàn)代沉積的差異性。更加注重沉積學(xué)的實(shí)用意義,尤其在與層控礦床和深海沉積礦床的成因、分布有關(guān)的方面將更快的發(fā)展。 |