對(duì)運(yùn)用瓦爾特相律中的某些問(wèn)題的討論

1、瓦爾特相律 ( Walt hers L aw of Facies) 是研究和恢復(fù)古地理環(huán)境的一個(gè)重要的基本定1Walt her 這樣描述這個(gè)定理 “: 同一相區(qū)的各種沉積物和不同相區(qū)的所有巖石在空間上理1是相互毗鄰的 ,但是在地質(zhì)剖面中 ,可以看到它們是相互重疊的 1 這是一個(gè)意義深遠(yuǎn)的基本觀點(diǎn) ,即只有那些沒(méi)有間斷的 ,現(xiàn)在可以觀察到的相互鄰接的相和相區(qū)才能重疊 1”這個(gè)定律闡 明了相的空間分布 (橫向的) 與時(shí)間分布 (垂向的) 之間的關(guān)系 ,指出只有在古地理分布上彼此相鄰的相 ,才能在地質(zhì)剖面上形成垂直分布的相序列 1在相和古地理的研究中 ,人們往往從一條或數(shù)條地質(zhì)剖面入手 ,分別研究剖

2、面中各種沉積 物形成時(shí)的沉積環(huán)境 ,然后根據(jù)瓦爾特相律按照這些沉積物在剖面中的垂直層序 ,分析各種沉 積環(huán)境在空間的分布規(guī)律 ,作出各類型的沉積模式 ,從而對(duì)古地理作出推斷 1 這種基本工作方 法在一些沉積礦產(chǎn) ,例如 :煤 、石油和天然氣分布規(guī)律的研究中得到了廣泛運(yùn)用 1 毫無(wú)疑問(wèn) ,瓦爾特相律是沉積環(huán)境和古地理研究方面的極其重要的基礎(chǔ)理論 1然而 ,任何一種好的理論在實(shí)際運(yùn)用中都不應(yīng)生搬硬套 1 本文就這個(gè)相律的運(yùn)用中可能 出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行一些討論 11關(guān)于間斷Walt her (1894) 曾強(qiáng)調(diào)該相律僅適用于沒(méi)有大間斷的序列 1 其實(shí) ,地史中的沉積物只有很少數(shù)才能保存下來(lái) ,大多數(shù)會(huì)被

3、緊跟在沉積作用之后的侵蝕作用移去 ,許多環(huán)境中的大多數(shù)沉 積物幾乎沒(méi)有保存的機(jī)會(huì)2 1 因此 ,間斷的存在是很常見(jiàn)的 1 即使在整合接觸 (co nfo r mit y) 的地層中也往往存在小間斷 ( hiat us) ,代表著一段時(shí)間內(nèi)沉積作用的停止3 1關(guān)于巖層的接觸關(guān)系 , H. G. Reading2 曾指出 “: 接觸關(guān)系有 3 種 : 有序變化的 ,突變的和 侵蝕的 1”他認(rèn)為 “: 序列中的間斷也許是以一個(gè)侵蝕接觸為標(biāo)志的 ,它可以代表經(jīng)歷過(guò)一些環(huán)境 , 只不過(guò)這些環(huán)境中的產(chǎn)物隨后被移走了 1”他還認(rèn)為 “: 假如接觸是突變的 ,即使不能證明修改稿日期 :1998 - 12 -

4、21本文責(zé)任編輯 :鄧學(xué)良3關(guān)于相在橫向分布中的突變調(diào) ,也難以預(yù)測(cè)橫向的變化 1由此可見(jiàn) ,相區(qū)在空間上產(chǎn)生的突變時(shí)或?qū)Φ刭|(zhì)資料及其來(lái)源未作深入研究時(shí) ,也是不能 簡(jiǎn)單地套用相律的 1 考慮到相區(qū)之間極大的 ,無(wú)法過(guò)渡的差異 ,應(yīng)當(dāng)分相區(qū)運(yùn)用瓦爾特相律分別作出各自的相關(guān)系分析 ,分別建立各自的沉積模式 1 然后用這些不同的沉積模式結(jié)合相區(qū) 的分布情況去恢復(fù)古地理 14關(guān)于沉積物 、生物和其它因素對(duì)環(huán)境的改造作用特定的沉積環(huán)境有特定的沉積物和生物 1 環(huán)境決定了沉積物形成 、運(yùn)移和堆積的方式 ,從而決定了沉積物的成份 、數(shù)量和性質(zhì) 1 環(huán)境也決定了生物的種類 、數(shù)量 、相對(duì)豐度 、生態(tài) ,生物

5、 遺骸的保存與堆積 1 反過(guò)來(lái) 1 沉積物和生物也會(huì)使某些環(huán)境條件甚至整個(gè)環(huán)境發(fā)生變化 1 而 且 ,當(dāng)一種環(huán)境因此而引起變化時(shí) ,還會(huì)導(dǎo)致其相鄰環(huán)境的一系列變化 1生物礁的形成是生物改造環(huán)境的突出例子 1 生物礁 ,尤其是堤礁或環(huán)礁的形成極大地改造了基底地形和環(huán)境的水動(dòng)力條件 ,不僅使自身所在的環(huán)境發(fā)生巨變 ,而且明顯地影響了相鄰 環(huán)境 ,例如形成了瀉湖等 1 礁形成之前和之后的相空間分布關(guān)系有極大的不同 ,礁發(fā)育程度的 不同還會(huì)使相關(guān)系發(fā)生許多變化 1 礁形成之后 ,就固定在一個(gè)地方 ,不可能隨海進(jìn)海退自由運(yùn) 移 ,因此礁的垂向序列是無(wú)法與相鄰相的橫向序列一一對(duì)應(yīng)的 1 生物礁及其周圍的沉

6、積相變 化 ,只有通過(guò)較大范圍的研究才能理解 ,因?yàn)樯锝傅男纬傻拇_有不同于一般的沉積相特征 1但如果把生物礁看作一個(gè)整體沉積 ,在區(qū)域上也許可以根據(jù)相律預(yù)測(cè)礁在陸棚上的位置 1 沉 積物對(duì)環(huán)境改造的明顯例子是進(jìn)積障壁島或沙壩的形成 ,它們的形成對(duì)自身所在的環(huán)境和相 鄰環(huán)境的控制作用是顯而易見(jiàn)的 1除了沉積物和生物外 ,還有許多因素可使環(huán)境發(fā)生明顯的變化 ,例如基底的差異沉降 、斷 裂及其它構(gòu)造作用 1 不論何種因素 ,它們促使環(huán)境變化是有一個(gè)時(shí)間過(guò)程的 1 這種變化在地 質(zhì)剖面上的垂向序列中是完全可以反映出來(lái)的 1 但在某一等時(shí)面的橫向序列中卻無(wú)法體現(xiàn) 1在以往某些沉積環(huán)境和古地理的研究中

7、,有的人只給出一個(gè)相的橫向分布模式 ,而且只是根據(jù) 某一條剖面的垂向序列 ,就用瓦爾特相律給出一個(gè)相的橫向分布模式 1 這樣給出的模式只能 是靜態(tài)模式 ( static mo del) 1 靜態(tài)模式只能用來(lái)描述在特定的時(shí)間內(nèi)的橫向的相關(guān)系 ,用它說(shuō)1)地質(zhì)時(shí)期的相與相關(guān)系是復(fù)雜多變的 ,在運(yùn)用瓦爾特相律時(shí)應(yīng)認(rèn)真地對(duì)它的進(jìn)行分析 1 理想的條件是隨著海進(jìn)或海退 ,相在空間和時(shí)間上是連續(xù)有序地變化的 ,1Walt her J . Einleit ung in die geologie als histo rishe wissenschaf t , Bd. 3 . Lit hogenesis der

8、 Gegenwart , Fischer Verlag. J ena ,1894 ,5f 35 - 1055Reading H G. Sedimentary enviro nment s and facies. Lo ndo n :Blackwell Scientific Publicatio n , 1978 : 414劉本培 ,趙錫文 ,金秋琦等. 地史學(xué)教程. 北京 : 地質(zhì)出版社 ,1986 :1046柳祖漢. 西班牙拉斯厄米塔斯生物礁的成因探討. 湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) ,1996 , 11 ( 3) : 611Yu Changmin , Xu Hankui , Peng J i , et

9、 al . Devo nian St ratigrap hy , Palaeogeograp hy and Mineral Reso urces in Hunan , Palaeo n2tologia Cat hayana , 1990 ,5 :851382345D ISCUSSIO N O N THE APPL ICATIO N OF WAL THERS L AW OF FACIESL i u Zu ha n( Dept . of Geology Eng. of Xiangtan Min ing Inst itute , Xiangtan , Hunan , China ,411201)AB

10、STRACTWalt hers L aw of Facies applies o nly to t he successio ns wit ho ut majo r breaks. Thebreaks in successio ns are mar ked by t he ero sive co ntact s o r so metimes t he sharp co ntact s. The lawcan not apply inflexibly in t he case of abrup t changes of f acies in vertical o r lateral direct

11、io ns. The abrup t changes of f acies are caused by so me particular f acto rs , such as t he reef growt h and t he large differentiatio n of t he relief of sea floo r . In o rder to rep resent t he great changes of f acies in bot h vertical and lateral directio ns , a dynamic mo del o r a series of static mo dels , instead of a sin2 gle static mo del , sho uld be made . Great at tentio n sho uld be paid to t he t ransitio n bet ween t he t wo different f acies , especially in t he sit uatio n of t he abrup tly gradatio nal co ntact s. 5ref s.Key words Walt he