科学猜想文集
(540)《沉积环境的差异》

沉积古地理学是对古地理环境在空间上的研究，也就是通过推演与类比的方法，从横向空间上的大小解读与理解古环境，这就决定了古地理及古环境研究的单元可以很大，也可以很小。

大到从高山到深海，都可以看着是一个单元，小到一个露头或者一个标本就可以还原古地理的沉积环境与沉积过程。这个过程靠什么，靠我们的大脑能挖掘多少标本的信息来。

沉积古地理学需要我们从有限的资料中挖掘出“无限的”信息来，其需要的研究精神，就是要深入解读，是什么样的一种沉积作用，是在什么样的环境下形成的，包括物理的、化学的、生物的角度，还原古地理环境在某一段时间内最具体状况。

沉积古地理学的概念与定律有很多，但我们只记忆住几项，什么是沉积环境、什么是沉积相、什么是相变和相分析、瓦尔特定律(也叫相对比定律)、均变论等等，都属于我们要弄懂、时刻应用的概念。

什么是沉积环境：物质在自然营力作用下形成的堆积、固结与成岩所需要的环境叫沉积环境。地球表层有很多沉积环境，有火山喷发环境，有曲流河湖环境，有滨海环境、浅海环境、半深海环境与深海环境等等很多的环境类型。

什么是沉积相：反映沉积记录成因(环境与条件)的原生岩石、和生物特征的综合:即原生沉积记录成因的物质表现。

沉积相由三个部分组成，依据生命存在的化石，并反应出沉积特征的相称之为生物相，根据生命活动留下的痕迹，所反应出来的沉积特征称之为遗迹相。还有无机物在物理环境、化学环境所反应出来岩层称之为岩相。

以岩相为例:从陆地到海洋，随着沉积环境的变化，沉积物质的记录也随之发生改变。例如在冲击平原上形成的是页岩和煤，我们称之为页岩含煤相。到了滨海、潮坪环境，这里都是石英沙，形成的是沙岩相。

由滨海到浅海的上半部分，这里的物质被分选分解得越来越细，形成的是页岩相。再往半深海、深海处，由于物质在下降的过程被分解，所以形成的是碳酸盐岩相。

另外，能反应出沉积环境形成的成因，构成环境相，由自然营力构成的作用称之为作用相。因而，沉积相分为两类：一类是侧重它的客观记录，一类侧重于它的成因，这些都是能恢复古地理环境的“相标志”。

什么是相变与相分析：与沉积相紧密相关的是相变，相变是指侧向连续面沉积相的变化，如从滨海沉积相过渡到浅海沉积相，是空间上的变化。即在一个空间环境下，形成不同的沉积相，而不是不同时序上沉积相的变化。

例如河流经平原流入大海，平原地区为河流沉积相，河流注入大海后就成了滨海沉积相，这就是空间上的沉积相变化，简称为相变。

不同的沉积环境有不同的物理参数、化学参数、生物参数以及参数的组合。以河流沉积相为例，河流沉积有不同的沙、泥、砾(鹅卵石)岩与生物。不同环境中的生物及其生物组合都是不一样的。

除此之外，还有物理环境与化学环境所形成岩相的参数都不一样，只有通过仔细的相分析，才能比较准确的还原古地理环境。

我学沉积古地理学的重点在相对比上，因为从不同时序上分析同一沉积相之间的差异，不仅能指导我们对客观世界的认识，还能揭示地球演化过程。

例如:太行山脉有多处古海洋沉积相，出露于地表层，其特点是沉积沙粒非常微小细腻，成岩后质的非常坚硬，地质工作者依据这些岩石的沉积状态，以及依据理论上认为：元古宙地球没有浅海环境，所以太行山出露岩相为元古宙的深海沉积相。

地史学给出的资料表明，整个元古宙地球表层沉有深海环境，陆表层都处在陆表海的沉积环境，即非常浅的沉积又没有滨相的出现。这种沉积环境怎么能得到“深海沉积相”？

太行山元古宙所形成的深海沉积，其最大的厚度不过几米，沉积颗粒虽然微小，但不含有机物及碳等物质，所以元古宙的深海沉积岩非常坚硬不易被风化。

元古宙深海沉积有波痕，且沉积厚度较薄，这说明沉积过程是在封闭环境下，形成的一种慢慢磨的过程。只有慢慢磨地封闭环境，才能形成很宽很平的波痕。

沉积厚度较薄，恰恰说明是在浅水环境中完成的沉积相。水体较浅水温较低，是形成海水中矿物质与有机物含量较低的重要因素，也就是海水溶解力的问题。

这些情况表明：元古宙时地球具有类木行星的结构，低温浅水环境像石磨一样，地球公转与自转速度较今天慢，低温环境使磨蚀能力反而很强，是形成假深海沉积相的主要原因之一。