Question

事件沉积学的发展

Answer 1

自20世纪50年代开始至进入新世纪以来，事件沉积研究范围越来越广，研究内容越来越广泛，通过与现代地质事件对比，朝着事件沉积作用过程、发生机理的研究方向发展。中国沉积学家虽然对事件沉积研究起步较晚，但对事件沉积已经做了越来越深入的研究，并取得了一系列重要成果。尤其是近年来对震积岩、海啸岩、震浊积岩及与地震相关的软沉积变形研究取得了丰硕的成果，不仅丰富了事件沉积的多样性，也为事件沉积学的发展做出了贡献。

总的来说，事件沉积学的研究历史与灾变论的复活、事件地层学的发展密切相关（图1-6）。事件地层学（Event Stratigraphy）的含义是指利用稀有的突发性事件以及反映这种事件的地层记录来划分对比地层的学科，而事件的地层记录实际就是事件的沉积记录。

图1-6 事件沉积学的发展过程

Ager（1973）最早提出：利用推测的地质事件而不是利用岩层本身来对比地层，即为事件地层学。

自1979年Alvarez在意大利和丹麦的白垩纪/古近纪界线上的黏土层中发现了铱（Ir）异常后，引起国际地质学界的广泛重视。继白垩纪/古近纪界线，国内外不少学者又对地质历史中其他界线进行了探索性研究。特别在我国的前寒武纪/寒武纪（张勤文等，1984；许靖华等，1986）和二叠纪/三叠纪（孙亦因等，1984；徐道一等，1985；柴之芳等，1986）界线上也发现有Ir含量的异常（图1-7），δ¹³C曲线在地层界线附近的突变（图1-8）及其他岩石、矿物、地化、古生物演化（图1-9）等一系列特征，均证实在显生宙以来的三大最主要地层界线上，都有可能存在由地外突发性地质事件导致的特殊沉积。

通过研究发现，在具有连续沉积的地层界线剖面上，常可见到一层或数层黏土层，这种黏土层一般厚为1cm至十几厘米。令人惊奇的是，它的岩石矿物特性不因地质时代、地理位置和地质环境（当时沉积环境）的不同而不同（图1-10）。其厚度则因风化和构造因素而变厚或变薄，甚至呈近平行层理的不规则脉状体贯入附近岩石中。这种黏土层被称之为“界线黏土层”（张勤文等，1986）。

图1-7 地层界线上的灾变事件

（据张勤文等，1989）

这种界线黏土层在重要地层界线上，常为数层，如二叠系/三叠系界线上。重要地层界线附近的自下而上的第一层黏土层底界，到最上层顶面止的这一小段岩石组合称之为“界线层”（张勤文等，1986）。一般“界线层”厚以几厘米到几米，整个“界线层”是属旧的地质历史时期进入新的地质历史时期的过渡阶段的代表物质。因此，在界线层中有时可看到“生物混生”现象，或旧的生物种属似乎灭绝后又重新出现的现象。在一般情况可取其底界，即第一层界线黏土层的底界作为新旧地层时代的分界线，而把整个灾变阶段都作为新的地质历史阶段的开始。

图1-8 显生宙以来三大地层界线附近δ¹³C变化曲线

（图中纵坐标0m处示地层界线）

An

梅树村剖面（据许靖华等，1986）；P/T广元上寺剖面（据徐道一和严正等，1985）；K/RElkef剖面（据Perh-Niesen，1982）

在我国针对二叠系/三叠系界线研究成果最为丰富，主要表现在对位于浙江省长兴县煤山镇至新槐乡公路北侧的山坡上的煤山剖面研究（图1-11）。该剖面上的各项研究工作已经成为国际二叠系/三叠系界线地质研究的典范。该剖面的各项研究成果也被对比和推广到国际上各主要二叠系/三叠系界线地层剖面上，成为国际二叠系/三叠系界线的标准（图1-12）。

Walliser（1982，1984a，b）提出，由于各种事件的相互联系和制约，生物界的变革与全球性的沉积变化往往一致，这就促使生物地层学与岩石地层学互相结合产生了事件地层学。

Hallam（1982），Einsele＆Scilacher（1982）等认为，事件地层学的概念主要应用在地球本身的事件上。例如，海平面的升降、气候的周期性变化等。

1982年，Einsele和Scilacher主编的文集《Cycleand Event Stratification》问世。论文以海相沉积物（岩）为例，讨论了沉积层的旋回性记录与事件性记录的相互关系与区别。把沉积物（岩）区分为两类，一类称之为旋回沉积物，另一类称之为事件沉积物（Event Deposits）。旋回沉积物是指因沉积速率、沉积物粒径、成分等的周期性变化而连续堆积的沉积物，它们形成的频率很高，但被保存的几率很低，而且常被随后的地质作用毁掉或掩蔽起来，因而难以被识别。事件沉积物则易于在地层中识别，它们是在各种地质事件中形成的沉积物，一般包含了侵蚀和沉积两种作用留下的沉积构造，虽然它们的形成频率不高，但常常被保存下来。

图1-9 显生宙以来三大界线上的生物大灭绝

（据张勤文等，1989）

1983年，许靖华（Hsu，1983）以现实主义灾变论为题，发表了他的国际沉积学家协会理事长离任致辞。他指出：“稀罕事件之所以罕见，并不在于它们的性质，而在于其规模之大。它们庞大的规模必然会完全改变事情的面貌或引起灾变，而大的灾变必然将其记录遗留在沉积物中。因此，沉积学家必须接受现实主义的灾变论作为研究哲学。”

时值20世纪90年代初，事件沉积学尚未形成一门独立的沉积学分支学科，这一方面是由于事件沉积的研究以20世纪70年代初开始仅限于地层学范畴，另一方面也由于它更注重新哲学观的运用，并试图渗入到沉积学的各个分支，以期对已有的沉积学知识进行补充和改造。

以20世纪90年代初开始，伴随着大规模、全方位、多层次的与突发性地质事件有关的沉积层研究深入，事件沉积学逐渐成为一门独立的学科分支，并成为传统沉积学理论体系的补充、完善和发展。

图1-10 不同地质时代界线上黏土层对比

（据张勤文等，1989）

图1-11 国际二叠系/三叠系界线层型煤山剖面

图1-12 2001年8月10日，长兴灰岩“金钉子”纪念碑在保护区内落成