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“相”這一概念最早由丹麥地質學家斯丹諾(Steno,1699)首先引入地質文獻。他認為,“相是一定地質歷史時期中地表某一部分的全貌”。1833年瑞士地質學家格列斯利(Gressly)開始把相的概念用于沉積巖,他認為“相是沉積物變化的總和,它表現為這種或那種巖性的、地質的或古生物的差異”。由此開始,相的概念逐漸為地質界所接受和引用。
進入20世紀以來,相的概念隨著沉積學、古地理學的發展而廣為流行,不少學者對它進行了詳盡的論述,當然各有看法。總的來說,有三種主要觀點。一是“相是地層”的觀點,把相簡單地看作“地層”的橫向變化;另一觀點是把相理解為“環境”的同義語,即認為“相就是環境”。另外還有人認為“相就是能表明沉積條件的巖性特征和古生物特征的有規律綜合”,即把相看作沉積物(巖)形成條件的物質表現。
上述觀點是對沉積相概念的不同理解。油氣及其它礦產資源勘探事業的發展,促進了對沉積相的研究,使人們對這一概念的理解更加深入和準確。目前,較為一致的看法是:相的概念中應包括沉積環境和沉積特征這兩方面的內容,而不應把相簡單地理解為環境,更不能把相與地層的概念混淆起來。因此,相的較完整的定義應該是:
“沉積環境及在該環境中形成的沉積物(巖)特征的綜合”。
這里所說的沉積環境由下面一系列環境條件組成:
①自然地理條件:海、陸、河、湖、沼澤、冰川、沙漠等的分布和地勢的高低。
②氣候條件:氣候的冷、熱、干旱、潮濕。
③構造條件:大地構造背景及沉積盆地的隆起與坳陷。
④沉積介質的物理條件:介質的性質(水、大氣、冰川、清水、混水、濁流)、流動方式、能量大小以及水介質的溫度和深度。
⑤沉積介質的化學條件:水體的化學成分、pH值、Eh值、含鹽度等。
上述條件的綜合就構成了沉積環境。
相的概念中所指的沉積巖特征包括:
①巖性特征:巖石的顏色、物質成分、結構、構造、巖石類型與組合。
②古生物特征:生物的種屬和生態。
③地球化學特征。
沉積巖特征的這些要素是相應各種環境條件的物質記錄,通常稱為相標志。
綜上所述,沉積環境是形成沉積巖特征的決定因素,沉積特征則是沉積環境的物質表現。換句話說,前者是形成后者的基本原因,后者是前者發展變化的必然結果。這就是相的概念中沉積環境和沉積巖特征的辯證關系。
在沉積學中,沉積相簡稱為“相”。但與相的概念同時存在的還有“巖相”——指一定沉積環境中形成的巖石;“生物相”——指一定的古生物組合;“電相”——指沉積環境特征的電性表現。為了突出沉積環境中的古地理條件和沉積物特征中的巖性特征,通常把“巖相”和“古地理”這兩個術語聯系在一起,它們表達了沉積相中最重要最本質的內容。