Características y desarrollo de la paleogeografía de litofacies
La característica de este libro es que siempre recorre la línea principal de "análisis de litofacies y análisis de paleogeografía", y todo el contenido sirve para el análisis de petrografía y paleogeografía. La paleogeografía de litofacies más reciente debería ser una disciplina integral que integre la sedimentología, la estratigrafía, el análisis de cuencas y la estratigrafía secuencial. El desarrollo de la paleogeografía de litofacies debe incorporar las ideas académicas de campo geológico unificado, control estructural de cuencas, cinturones de facies que controlan cuencas y recursos controlados por facies defendidos por el académico Liu Baojun, y servir a la investigación de los recursos energéticos, la construcción nacional y la investigación social. desarrollo. Este libro se centra en el "análisis paleogeográfico" y cada capítulo destaca el objetivo de "restaurar la paleogeografía" en lugar de separar el "análisis de facies y ambiente sedimentario" del "análisis paleogeográfico". En el análisis del ambiente sedimentario se reflejan las "características geográficas y la posición en el fondo general" de cada ambiente, de modo que los alumnos puedan comprender de manera integral las características y evolución de la paleogeografía a partir de "puntos, líneas y superficies", y también puedan " entender individualmente" "en su conjunto", de modo que las "áreas de fase" dispersas se reflejen en el contexto geográfico general. De este modo, el sistema de paleogeografía de litofacies también debe adaptarse a los tiempos y mejorarse continuamente.
Al mismo tiempo, este libro presenta nuevos campos, nuevas ideas y nuevos métodos que se han desarrollado en los últimos años, como "Análisis de secuencia-paleogeografía", "Análisis de estructura de cuenca-paleogeografía", " Paleogeografía del evento" "espera.
0.1.2 El desarrollo de la paleogeografía de litofacies
(1) Embarazo temprano
La formación de la paleogeografía ha pasado por una larga etapa histórica. Como disciplina básica de la ciencia geológica, la geohistoria, en sus primeras etapas de desarrollo, trataba principalmente de conceptos e ideas tales como el continuo ascenso y descenso de la corteza terrestre, los cambios del mar y la tierra, la superposición de estratos, la teoría de formación de agua y teoría de la formación plutónica. De hecho, ya cuenta con un concepto preliminar de paleogeografía. Desde el año 300 d. C. hasta el siglo XVIII d. C., experimentó 1.500 años de historia antes de la Revolución Industrial en Europa. El pensamiento científico más importante formado durante esta etapa fue el método de investigación "realista" iniciado por J. Hutton (1726 ~ 1797), un representante de la escuela política.
En el siglo XVIII, con el surgimiento de la Revolución Industrial europea, al sistema de disciplina de historia de la tierra se le ocurrió la idea básica de restaurar la geografía antigua. W. Smith (1769 ~ 1839) descubrió que diferentes estratos contienen diferentes fósiles, por lo que podemos comparar estratos basados en los mismos fósiles para demostrar que pertenecen a la misma época. Esta es la famosa ley de secuencia de fósiles. Lyell (1797 ~ 1875) desarrolló el pensamiento académico realista de Hutton. Geikie (1835 ~ 1924) planteó claramente la famosa afirmación de que "el presente es la clave del pasado", haciendo de la discusión de las ideas presentes y antiguas la base teórica y la ideología rectora para el estudio de diversas ramas de la geología, especialmente el análisis petrográfico y paleogeografía. En general, los primeros pensamientos y conceptos geohistóricos también son pensamientos tempranos en petrología sedimentaria, sedimentología y paleogeografía de litofacies.
(2) Etapa de formación de la disciplina
Esta etapa abarca aproximadamente desde el siglo XIX hasta la década de 1950. Se trata principalmente del establecimiento y mejora del sistema disciplinario. entre ramas relevantes. El inicio de la historia geológica está marcado por la "Ley de la Secuencia Fósil" de Smith; el inicio de la petrología sedimentaria lo marca Thorby (1857) quien comenzó a utilizar microscopios para estudiar las rocas sedimentarias. La “ley de proporciones relativas” propuesta por J. Walther (1894) marcó el comienzo de la paleogeografía de litofacies. En este momento se ha formado el concepto de litofacies.
19 Desde la década de 1970 hasta principios del siglo XX, la investigación centrada en la historia geológica se ha extendido por todo el mundo. Los diferentes ambientes deposicionales y tipos de litofacies han promovido la comprensión de los cambios laterales en las litofacies. A. Gressly (1838) utilizó por primera vez el término fase. J. Murray et al (1884) describieron y clasificaron los sedimentos de aguas profundas. Walter propuso la ley de proporciones relativas que está intrínsecamente relacionada con la distribución espaciotemporal de los tipos de litofacies, sentando las bases para el desarrollo de la paleogeografía de litofacies. A. R. Wallace (1875) propuso el concepto de divisiones zoogeográficas. Karpinski (1889) compiló mapas paleogeográficos de Rusia y partes de Europa en diferentes períodos.
Entre finales del siglo XIX y la década de 1920, los estudiosos extranjeros realizaron muchos trabajos sobre rocas sedimentarias, acumularon una gran cantidad de datos y publicaron varias monografías sobre petrología sedimentaria.
Por ejemplo, "Deep Sea Sediments" (1881), en coautoría con Murray y A. F. Renard de los Estados Unidos, y "Sedimentary Petrology" (199), en coautoría con P. H. Hatch y R. H. Rastair. "Introducción a la petrología sedimentaria" (1922) editado por H. B. Milner, "Sedimentary Papers" editado por W.H. Twenhofel de los Estados Unidos (1926) y "Sediments of France" editado por Lucien Cayeux de Francia. La publicación de estas monografías demuestra que la petrología sedimentaria y la paleogeografía sedimentaria son cada vez más maduras y profesionales, y por tanto se separan de la historia geológica y se convierten en una disciplina independiente. El término "sedimentología" fue propuesto por primera vez por Trowbridge (1925). Wardle propuso la "sedimentología" como el estudio de los sedimentos en 1932.
Desde los años 1930 hasta los años 1950, la sedimentología continuó desarrollándose y se publicaron más monografías de petrología sedimentaria. Por ejemplo, "Principios de petrología sedimentaria" de Twenhofel (1939), "Petrología sedimentaria" de John Patty Zhuang (1949), "Teoría de fases" de Nalivkin (1932), "Petrología sedimentaria" de Pustovalov (1940) y Shviso Husband. Además, Klining, Bagnold y Strakhov en Estados Unidos también trabajaron mucho y publicaron monografías. El contenido de estos trabajos no sólo profundizó enormemente en el estudio de las rocas sedimentarias en sí, sino que también marcó que la paleogeografía de litofacies ha entrado en una etapa de crecimiento maduro y también ha comenzado a analizar los procesos de sedimentación y deposicional. Por lo tanto, la formación y el desarrollo de la sedimentología han aportado nueva vitalidad a la paleogeografía de litofacies, y la sedimentología se ha convertido en la principal teoría y método de análisis de la paleogeografía.
(3) Etapa de desarrollo rico
La etapa de desarrollo rico de la paleogeografía de litofacies se extiende principalmente desde la década de 1950 hasta la actualidad. Después de la Primera Guerra Mundial (1914 ~ 1918) y la Segunda Guerra Mundial (1939 ~ 1945), los países de todo el mundo todavía se encontraban en un período de recuperación en la década de 1950, con la mejora del nivel científico y tecnológico general. de la humanidad, la placa El nacimiento de la tectónica impulsó la integración y penetración de muchas disciplinas. Después de la década de 1950, la paleogeografía petrográfica también se desarrolló rápidamente. Especialmente en los últimos diez años, debido al amplio desarrollo de la investigación sedimentaria moderna, el auge de la sedimentología comparada, la aplicación de nuevas tecnologías y nuevos métodos en disciplinas relacionadas, la introducción y penetración de nuevos resultados en campos científicos relacionados y una gran Tras numerosos experimentos de simulación, las formaciones rocosas han evolucionado de manera integral y rápida. La paleogeografía se ha desarrollado de manera integral y rápida y se ha convertido en una de las disciplinas de la geología más activas y de más rápido crecimiento.
El desarrollo de la sedimentología ha promovido el desarrollo de la paleogeografía, y algunas teorías de la sedimentología se han convertido en las principales teorías de apoyo de la paleogeografía. Por ejemplo, el Congreso de la Sociedad Internacional de Sedimentación celebró su séptima a undécima conferencia consecutiva de 1967 a 1982, y la Unión Soviética también celebró su octava a undécima Conferencia soviética de petrología sedimentaria de 1968 a 1979. También se publica una gran cantidad de revistas profesionales de sedimentología internacionales y regionales y monografías resumidas. La publicación más antigua es el "Journal of Sedimentary Petrology" (fundada en 1931) de la Sociedad Estadounidense de Paleontólogos y Mineralogistas Económicos (SEPM), seguida por la "Sedimentology" (fundada en 1962) y la "Sedimentary Geology" de la Sociedad Internacional de Sedimentación. 》 (fundada en 1967). Petrología sedimentaria soviética y minerales sedimentarios (publicado por primera vez en 1963), Revista de la Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo, Sedimentos marinos canadienses, arcilla británica y minerales arcillosos, ciencia de la arcilla japonesa, Paleogeografía de litofacies chinas (19865438). Existen innumerables monografías sobre sedimentología, demasiado numerosas para mencionarlas. La serie "Progress in Sedimentology" publicada por la editorial holandesa Elsevier tiene 35 volúmenes.
Desde finales de los años cincuenta hasta principios de los sesenta, debido a la introducción de la teoría de la mecánica del movimiento de sedimentos, se reconoció la visión de la deposición mecánica de rocas carbonatadas y se desarrolló aún más la teoría de la sedimentología. En 1963, P. E. Potler y F. J. Pettiiohn propusieron por primera vez el lenguaje técnico y la idea general del análisis cuenca-continente en su libro "Paleocurrents and Basin Analysis". C.E.B. Cony Bear (1979) publicó "Bases dimensionales del análisis litológico". Con el auge de la teoría de las placas, la investigación paleogeográfica debe considerar el impacto del movimiento continental y de masas terrestres en la sedimentación, especialmente la reconstrucción de la paleogeografía. Los factores estructurales, la dinámica de la sedimentación, la teoría de las rocas y la mineralización, la deposición de carbonatos y la teoría del flujo por gravedad del llenado de cuencas se han convertido en los pilares teóricos de la sedimentología científica.
El estudio de la tectónica de placas ha tenido un profundo impacto en el estudio de la sedimentación y la evolución paleogeográfica, dando lugar al surgimiento de nuevas ramas de disciplinas como la geología sedimentaria y el análisis de cuencas. Desde la década de 1980 hasta la de 1990, la estratigrafía secuencial con gran influencia surgió en la intersección de la estratigrafía sísmica y la sedimentología. Muchas organizaciones internacionales y nacionales han implementado proyectos de investigación de cuencas sedimentarias y han logrado avances significativos en el estudio de la estructura, estratigrafía, sedimentología, historia de subsidencia, historia de llenado, historia térmica de cuencas sedimentarias y su relación con los recursos de petróleo y gas, y han publicó una serie de monografías. Las monografías representativas incluyen A. D. Miall (1984, 1990, 2000), "Basic Analysis: Principios y aplicaciones" de P. A. Allen y J. R. Allen (1990) y "Basic Analysis" de Gerhard Einsele (1992, 2000).
En esta etapa, muchos países también otorgan gran importancia a la preparación de mapas de paleogeografía sedimentaria, como la preparación de mapas de paleogeografía sedimentaria nacionales o regionales. El Programa Global de Geología Sedimentaria (GSGP) propuesto en 1986 también incluía la preparación de mapas paleogeográficos sedimentarios en el plan de investigación. En mi país, está en pleno apogeo una nueva ronda de trabajos nacionales de investigación y mapeo de paleogeografía de litofacies organizada por el Grupo Sinopec, que también ha promovido el desarrollo de la paleogeografía de litofacies.
0.1.3. Principales resultados de la investigación en paleogeografía de litofacies
(1) Investigación sobre el mecanismo de sedimentación
La importantísima turbidez geológica de principios de los años 50 El descubrimiento de La deposición de rocas sedimentarias, así como la propuesta de sedimentación de igual densidad a mediados de la década de 1960 y la deposición de tormentas en los últimos años, no sólo enriquecieron la comprensión de la sedimentación marina, sino que también cambiaron y enriquecieron la comprensión de los fluidos sedimentarios, indicando que existen dos Tipos de fluidos sedimentarios en la naturaleza: flujo por tracción y flujo por gravedad. Con la introducción de una gran cantidad de datos experimentales sobre canales y los principios básicos de la mecánica de fluidos, se ha obtenido una buena explicación cinemática y dinámica de las propiedades y mecanismos mecánicos de los fluidos sedimentarios, explicando así bien las causas de diversas estructuras sedimentarias. Una gran cantidad de estudios experimentales sobre salmueras y soluciones diluidas, así como la introducción de nuevos resultados en termodinámica y cinética química, han brindado a las personas una comprensión cada vez más profunda de los mecanismos de deposición química y bioquímica. En particular, se han logrado muchos logros en el estudio del equilibrio termodinámico entre minerales sedimentarios y agua sedimentaria a baja temperatura y baja presión, el estudio de la transformación mineral durante la diagénesis, el estudio de las condiciones y mecanismos de formación de minerales autigénicos, el mecanismo. de la migración de la solución de poros y su control de la porosidad y permeabilidad, etc. Progreso gratificante
(2) Han surgido una serie de nuevas tecnologías y nuevos métodos.
La aplicación de modelos sedimentarios ha fortalecido el estudio de la distribución y cambios espaciales y temporales de los cuerpos sedimentarios. Además, en el estudio de los marcadores de análisis ambiental, no sólo los métodos tradicionales (como el análisis del tamaño de partículas) se están volviendo cada vez más perfectos, sino que también están surgiendo nuevos métodos (como los métodos geoquímicos). Lo que es más digno de mención es que los datos geofísicos (como varios datos de registros de pozos y datos sísmicos) serán un área de investigación prometedora para interpretar directamente el entorno deposicional.
(3) Estudio integral de cuencas sedimentarias o grandes extensiones.
El estudio de las cuencas sedimentarias y el control estructural de la sedimentación establece y perfecciona la clasificación de las cuencas sedimentarias, tarea que es tarea de la macrosedimentología y la geología sedimentaria. En la última década se ha trabajado mucho en este campo, pero sigue siendo un tema importante para futuras investigaciones.
(4) La profundización de la investigación teórica sobre la mineralización y el descubrimiento de nuevos depósitos sedimentarios.
A través del estudio de varios depósitos sedimentarios volcánicos, salmueras termales del Mar Rojo, pantanos modernos que contienen cobre, petróleo en turbiditas y depósitos polimetálicos en esquisto negro, se descubrieron fluidos hidrotermales posmagmáticos clásicos. La teoría de la mineralización ha No se ha demostrado que sea integral, por lo que han surgido muchas nuevas teorías de mineralización, como la teoría de la capa de origen del mineral, la teoría de la mineralización del agua consolidada, la sedimentología hidrotermal, la teoría de la secreción lateral y la teoría de la mineralización de salmuera.
(5) Aplicación de la estadística matemática y la tecnología informática
La aplicación de la estadística matemática y la tecnología informática en la paleogeografía sedimentaria comenzó en la década de 1930, pero durante mucho tiempo sólo ha sido una investigación esporádica . Desde la década de 1960, las computadoras electrónicas y los métodos de control se han utilizado ampliamente en geología, y los métodos de análisis matemático se han utilizado eficazmente para resolver diversos problemas complejos en sedimentología. Hoy en día, se han utilizado ampliamente varios métodos de análisis matemático en sedimentología, y el uso generalizado de EDP será un símbolo importante de la investigación en sedimentología moderna.
0.1.4 El desarrollo de la paleogeografía de litofacies en China
Antes de 1949, había pocos trabajos de investigación sobre sedimentología y paleogeografía de litofacies en China. Después de la fundación de la Nueva China, especialmente en los últimos 30 años, se ha desarrollado rápidamente.
Con el desarrollo a gran escala de la exploración geológica, los geólogos no sólo encontraron una gran cantidad de bases minerales para la patria, sino que también resumieron sistemáticamente la teoría de la formación de rocas y la mineralización en petróleo, gas natural, carbón, manganeso, fosfato, sal, cobre. mineral, etc. También se han logrado grandes avances en minerales sedimentarios, entorno sedimentario, patrones sedimentarios, paleogeografía, construcción sedimentaria, geoquímica sedimentaria y sedimentación moderna.
Tras la fundación de la Nueva China se publicaron numerosas monografías, atlas y libros de texto sobre litofacies y paleogeografía. Liu Hongyun publicó el primer mapa paleogeográfico de China (1955). Wang Hongzhen editó el primer libro de texto universitario sobre paleogeografía de mi país, Tutorial de historia geográfica (1956), y dirigió el desarrollo del Atlas de paleogeografía de litofacies de segunda generación de China, el Atlas de paleogeografía de China (1985) y el trabajo de investigación y resumen de "Investigación sobre Estratigrafía de secuencia de China" (2000). Liu Baojun y Zeng Yunfu editaron "Petrología sedimentaria" (1980), "Conceptos básicos y métodos de trabajo de la paleogeografía de litofacies" (1985) y "Atlas de paleogeografía de litofacies del sur de China (Siniano-Triásico)" (1994). Zeng Yunfu y Xia editaron "Sedimentary Petrology" (1986); Yu Suyu y He Jingyu editaron "Sedimentary Petrology" (1989) y "Fossil Carbonate Rocks" (1982); Environment" (1986); He Jingyu y Meng Xianghua editaron "Sedimentary Rocks and Sedimentary Facies Models and Construction" (1987); Jia Zhenyuan y Li Zhiqi editaron "Carbonate Rock Sedimentary Facies and Environment" (1989), etc. Los libros y libros de texto relevantes publicados desde la década de 1990 incluyen principalmente: "Sedimentary Basins and Structural Sequences" (1993), "Sedimentary Research of Endogenous Basins" (1993); "Chinese Sedimentology" (1994), "Sedimentation" editado por Feng Zengzhao et al. Petrología" (1993), "Paleogeografía de litofacies carbonatadas" (1989), "Paleogeografía de litofacies del Paleozoico temprano de la plataforma del norte de China" (1990), "Paleogeografía de litofacies de la plataforma del norte de China". "Geoquímica sedimentaria y análisis ambiental" editado por Deng et al (1993). Mei Zhichao editó "Sedimentary Facies and Paleogeographic Reconstruction" (1994); Wang y Wang editaron "Sedimentary Facies and Sedimentary Environment" (1996); Zhao editó "Principles of Sedimentology" (2001); -bearing Sedimentary Basins" (2001); "Sedimentology of Clastic Oil and Gas Reservoirs" editado por Yu Xinghe (segunda edición, 2002, 2008). Jiang Zaixing editó "Sedimentología" (2003). Estos resultados no solo han logrado resultados útiles en la enseñanza y orientación del trabajo de prospección mineral, sino que también han enriquecido el contenido de investigación teórica de la sedimentología y la paleogeografía de litofacies.
En los últimos 20 años, China ha logrado grandes avances en sedimentología, investigación de paleogeografía de litofacies y cartografía. La cartografía paleogeográfica se desarrolló simultáneamente con las teorías de la sedimentología y la geotectónica. Los mapas paleogeográficos de litofacies anteriores a la década de 1970 se compilaban principalmente a partir de conjuntos de rocas y tipos biológicos. Desde la década de 1970, bajo la guía de la teoría sedimentológica moderna y basándose en el análisis de facies sedimentarias y sistemas sedimentarios, la precisión cartográfica se ha ampliado desde una escala aproximada a una escala mediana a grande. En los últimos años, debido al desarrollo de la teoría de la tectónica de placas, muchos científicos han propuesto compilar mapas paleogeográficos de litofacies de tercera generación, es decir, restaurar la paleogeografía de diferentes regiones y diferentes períodos, mostrando la deformación continental y el desplazamiento de placas antiguas. Estos mapas son generalmente bocetos a gran escala o mapas a pequeña escala, pero son difíciles de compilar.
En resumen, la paleogeografía de litofacies se ha convertido en una disciplina integral después de integrar nuevas ideas y métodos de análisis de cuencas y estratigrafía secuencial. Hoy en día, con el rápido desarrollo de las geociencias como disciplinas integrales y disciplinas interdisciplinarias, su enfoque de investigación y sus campos fronterizos están cambiando, y el alcance de la investigación se amplía aún más, enfocándose principalmente en los cuatro temas principales: recursos, medio ambiente, desastres y cambio global. Esto hace que la sedimentología y la paleogeografía de litofacies superen con creces el sistema de conocimiento disciplinario existente en profundidad y amplitud. La investigación de la sedimentología cuantitativa será un tema candente y difícil en el futuro. Por lo tanto, el potencial de desarrollo de la sedimentología y la paleogeografía de litofacies sigue siendo enorme. En el siglo XXI, cuando los minerales sedimentarios y la energía son cada vez más escasos, la sedimentología y la paleogeografía de litofacies también desempeñarán un papel cada vez más importante en la exploración y el desarrollo de minerales sedimentarios y energía.