古地理学发展与沉积学研究密切相关。在第21届国际沉积学大会上, 深时气候与环境、构造与火山沉积学、环境与灾害沉积学、生物沉积过程、陆相碎屑沉积体系、海相碎屑沉积体系、海相碳酸盐岩沉积、现代沉积过程、资源沉积学、沉积地球化学和地球科学研究新方法技术成为会议的热点(朱筱敏等, 2023a)。

在论坛第1期中, 中国石油大学(北京)朱筱敏教授的报告“ 中国沉积古地理学近期进展讨论” 介绍了中国古地理学研究概况(郑秀娟等, 2021)。内容包括: 源汇系统、浅水三角洲、重力流、细粒沉积和碳酸盐岩等基础理论研究进展, 构造古地理、地震沉积学和全球多信息大数据等研究方法技术进展, 含油气盆地、聚煤区以及其他矿产应用成果突破进展, 中国特色古地理理论方法研究, 多信息多尺度古地理编图以及沉积古地理未来发展趋势分析等。

3.1.1 沉积体系与沉积环境

分支河流体系:长江大学张昌民教授在论坛第2期的报告“ 冲积扇, 河流扇, 巨型扇与分支河流体系: 定义, 特征及其相关性” , 从不同沉积体系的原始定义和经典模式出发, 阐明冲积扇、河流扇、巨型扇和分支河流体系等不同术语的内涵差异和相互联系, 以及不同沉积体系的沉积特征和模式差异; 分析分支河流体系研究的必要性和重要性, 认为分支河流体系研究与现代信息技术和人工智能技术相结合, 对定量重建陆相沉积体系、预测油气储集层分布具有重要意义, 并指出了分支河流体系研究的主要任务和未来前景。

超强潮河口相:同济大学范代读教授在论坛第8期“ 超强潮河口沉积相模式” 的报告中, 关注了常见于被动大陆边缘、发育巨大规模潮成砂体、可以作为重要油气储集层的强潮河口沉积。该报告在潮控河口发育演化认识的基础上, 重点介绍典型涌潮沉积和潮汐韵律沉积的研究进展, 通过古今对比研究, 讨论强潮河口沉积相模式和主要相标志。

陆相湖盆砂体分布:中国石油大学(北京)纪友亮教授在论坛第14期“ 陆相湖盆复合砂体叠置模式、分布规律及控制因素” 的报告中, 通过对中国东部及中西部典型陆相湖盆的勘探实践、野外露头解剖和现代沉积考察, 总结了陆相湖盆三角洲— 滩坝复合砂体的分布模式。报告最后提出了复合砂体地质编图法。

深水牵引流沉积:昆明理工大学李向东教授在论坛第16期的报告聚焦于深水牵引流沉积。他的报告“ 鄂尔多斯盆地西缘中、上奥陶统深水牵引流沉积” 介绍了利用沉积学和沉积地球化学相结合的方法, 对该地区等深流沉积和内波、内潮汐沉积进行研究所取得的认识。

3.1.2 事件沉积

地质事件与沉积作用关系密切(鲜本忠等, 2014), 甚至存在大规模成矿事件和重大地质事件之间的耦合关系(杜远生等, 2020)。论坛共有3期报告和事件沉积有关, 其中2位中国学者总结了风暴事件、洪泛事件的最新研究成果, 1位外国学者则介绍了从野外沉积学角度对板块碰撞和行星撞击地球事件的认识。

风暴沉积:中国地质大学(武汉)杜远生教授在论坛第5期的报告为“ 从将今论古的角度看地史时期的风暴沉积” 。该报告从现代热带风暴(台风)的起源、结构、路径、演化入手, 探讨热带风暴的大气运动、海岸及近岸盆地不同沉积环境的水体运动和沉积作用, 总结不同环境下的风暴沉积序列, 并系统分析、总结了中国自伊迪卡拉纪到三叠纪的风暴沉积分布及特征。

洪泛事件的成因:卡尼期洪泛事件(CPE)是三叠纪最夺目的气候变化事件, 目前对该地质事件的成因还存在争议。成都理工大学时志强教授在论坛第10期的报告“ 中国晚三叠世卡尼期洪泛事件研究进展” , 介绍了与该事件在中国四川盆地、南盘江盆地、济源盆地、鄂尔多斯盆地等海、陆相沉积中的地质记录有关的研究成果, 为CPE的研究提供新的视角。

欧亚板块碰撞和行星撞击地球事件:英国阿伯丁大学的终身荣誉教授Ben Kneller在论坛第17期的报告“ 白垩纪— 古近纪界线附近2个地质事件的解释: 野外沉积学的重要性” , 以中国西藏和墨西哥白垩系— 古近系界线附近的深水沉积露头为例, 展示野外沉积学对于进一步揭示具有全球意义的2个事件— — 欧亚板块碰撞和行星撞击地球的重要作用。

3.1.3 源汇系统与物源分析

源汇系统研究是成因地层学的内容之一(王俊辉和鲜本忠, 2023)。依据源汇系统的研究, 不仅能够成功地辨认出不同时段侵蚀的岩石类型, 而且能够恢复造山带的古地理和隆升剥蚀历史(李双应等, 2019)。2个外国学者的相关报告既有源汇系统研究的进展和实例研究, 也有利用大数据建立源区砂岩成分预测模型的介绍。

源汇系统研究进展:美国堪萨斯大学讲席教授Mike Blum在论坛第3期的报告“ 源汇系统研究进展: 以北美地区和喜马拉雅— 孟加拉湾源汇系统为例” , 首先介绍源汇系统研究的重要进展, 如地貌比例关系、沉积物搬运分散和源汇要素耦合关联等。在此基础上, 报告重点介绍在“ 北美地区典型源汇体系(阿尔伯塔油砂与墨西哥湾)” 以及“ 世界上最大的源汇系统(喜马拉雅— 孟加拉湾源汇系统)” 研究中所取得的系列创新性研究成果。

沉积物物源定量预测:美国阿肯色大学地质系Glenn Sharman副教授在论坛第15期报告“ 沉积物物源的定量预测: 基于机器学习预测砂岩成分” , 介绍使用一个全球范围内的砂岩成分数据来训练一系列的随机森林元估算器, 预测石英(Q)、长石(F)和岩屑(L)颗粒类型及8个子组成的相对丰度。经过训练的随机森林模型被应用于全球河流流域的数据集, 生成了全球第1个砂岩成分预测(GloPrSM)模型。

沉积岩石学和地层学研究是重建深时古环境的重要基础。层序地层学不仅为盆地分析提供了等时地层格架, 也为沉积古地理研究和沉积矿产勘探开发提供了地质综合构型, 在学术界和工业界受到广泛欢迎(朱筱敏等, 2023b)。碳酸盐岩沉积学是近年来沉积学研究的热点(朱筱敏等, 2023a), 与地球科学研究以及能源勘探等密切相关, 而细粒沉积在非常规油气勘探中的重要性促进了对沉积岩中火山物质作用的研究。

层序地层学研究进展:加拿大阿尔伯塔大学教授Octavian Catuneanu在论坛第4期“ 层序地层学进展” 报告中的主要内容为: (1)运用野外露头、钻井和地震图像阐明层序地层学中的重要概念; (2)介绍层序地层学研究方法以及模拟在层序地层学研究中的作用; (3)讨论层序研究中的尺度与地层分辨率问题, 以及层序应用的工作流程; (4)描述地层格架的三维结构特征及其与沉降、沉积速率相关的变化性。

鲕粒岩新认识:鲕粒岩作为碳酸盐岩中一类常见的岩石类型, 在沉积地质学方面的作用和价值已得到广泛体现。西南石油大学李飞副研究员所作的论坛第6期报告“ 鲕粒岩在古地理学和沉积学研究中的新认识” , 讨论了近年来关于鲕粒和鲕粒岩的新认识, 以及相关认识在古地理学和沉积学领域的潜在价值。

碳酸盐生产工厂:近年来碳酸盐岩地层沉积学研究的主要热点和重心, 完全由“ 沉积相模式” 深入聚焦到了“ 生产工厂模式” (颜佳新等, 2019), 如何理解和表达相关术语概念、开展深入研究时如何设计调整研究思路和视角, 备受大家重视。中国地质大学(武汉)颜佳新教授在论坛第6期的报告“ 再谈碳酸盐生产工厂: 模式、术语与实践” 结合研究实践, 对此展开了交流和讨论。

沉积岩中的火山物质:中国石油大学(北京)朱世发教授在论坛第9期的报告“ 沉积岩中的火山物质: 来源、识别、蚀变及研究意义” , 认为沉积岩中的火山物质来源包括火成岩母岩风化、火山灰空降、火山碎屑物再搬运以及深部热液物质上涌等。粗粒的、弱蚀变的火山碎屑容易被识别, 蚀变的细粒火山玻璃常与自生沸石等矿物共生或被交代。中基性火山物质蚀变为埋藏白云化作用提供铁、镁离子; 探讨了火山物质对深部储集层潜在的影响。

近年来, 中国学者在遗迹化石研究方面开展了大量卓有成效的研究工作(胡斌等, 2021)。根据不同环境中的遗迹化石的研究成果进行古环境恢复是近年来生物古地理学研究的亮点, 而利用古野火作用于陆地植物系统留下的痕迹则为深时古气候变化、古生态环境波动等科学问题研究开辟了新的视角。

海洋环境的遗迹化石:河南理工大学胡斌教授在论坛第7期的讲座“ 海洋沉积环境中的遗迹相与遗迹组合” , 主要介绍海洋沉积环境中的生物成因构造(遗迹化石), 内容包括遗迹相的概念、遗迹相模式的建立、古代生物活动的不同底质类型以及不同环境中的遗迹相和遗迹组合特征等。

利用遗迹化石相标志重建古环境:遗迹化石是生物与环境相互作用的产物, 它赋含有古环境和古生态重建不可或缺的重要信息。中国地质大学(武汉)龚一鸣教授在论坛第7期的报告“ 遗迹化石与古环境” , 在简要介绍遗迹化石特征和属性的基础上, 聚焦利用相标志重建古环境工作中的2个科学问题: 如何重建古环境的格局和细节?如何正确使用“ 活的” 和“ 死的” 相标志?

古野火研究:惰质组是古野火事件的重要标志, 是研究古野火事件的关键, 可以为恢复泥炭沼泽的古环境提供有效途径。中国矿业大学(北京)邵龙义教授在论坛第12期的报告“ 古野火及其对地球生态的影响” , 对惰质组的相关研究进展进行总结, 讨论了惰质组及相关地球化学指标在古野火研究中的应用, 并依据华南晚二叠世、华北石炭纪— 二叠纪、西北侏罗纪以及东北早白垩世资料, 探讨古野火对生态系统和地质事件的影响及相关机制。

构造古地理学是研究地质历史时期地理单元的构造属性及其演变特征的科学, 是研究地表过程和能源、资源矿产分布预测的重要基础; 中国构造古地理研究有望在包括不同地质时期的板块、陆块、造山带与盆地等的分布位置, 即定位问题等诸多方面取得进展(何登发, 2024)。论坛第13期的2个报告是来自中国地质大学(武汉)学者进行古大陆再造研究的2个实例。

古大陆再造实例一:华南早古生代广西运动的成因及驱动机制是近年来华南基础地质研究中关注度最高、进展最快、争议最大的问题之一。中国地质大学(武汉)徐亚军教授的报告“ 华南新元古代晚期— 早古生代古大陆再造” , 结合岩浆— 变质作用、构造变形以及生物地层等方面取得的研究成果, 从碎屑岩物源分析的角度分析新元古代晚期— 早古生代华南板块在冈瓦纳大陆中的板块古地理位置以及广西运动的机制问题。

古大陆再造实例二:中国地质大学(武汉)王伟教授的报告“ 印度西北缘元古宙盆地演化和古大陆再造” , 聚焦盆地演化和造山过程, 介绍印度西北元古宙盆地的基本情况, 从物源分析和盆地构造演化的角度, 结合关键地质事件, 探讨印度和华南在元古宙超大陆旋回中的亲缘性。

矿产沉积学是应用沉积学的一个分支(杜远生等, 2020)。论坛第11期的2个报告是中国地质大学(武汉)杜远生团队在铝土矿成因和成矿作用研究方面的最新成果。

铝土矿成因:中国地质大学(北京)刘学飞教授的报告“ 华北石炭纪喀斯特型铝土矿成因探讨” 认为: (1)华北石炭纪喀斯特型铝土矿源岩为异地来源, 区带上存在明显变化; (2)铝土矿成矿环境以还原— 碱性的喀斯特型洼地环境为主, 成矿机制在区带上存在变化, 其形成过程受到晚石炭世南部弧地体的碰撞增生以及同期的火山活动影响; (3)南部挤压形成的盆地及同期的火山作用是导致华北短期内大规模铝土矿形成的关键要素。

铝土矿成矿作用:中国地质大学(武汉)余文超教授的报告“ 中国铝土矿成矿作用的物质来源与深时环境因素: 进展与讨论” 认为: (1)铝土矿化作用、红土化作用或热带成壤作用是在热带风化机制中的风化作用不同表现形式; (2)中国重要的晚古生代铝土矿资源在不同地区存在不同的物质来源; (3)中国晚古生代铝土矿化作用除华南板块与华北板块特殊的大地构造背景因素外, 古气候、海平面变化、古水文条件等深时环境因素也需加以考量。