摘要:沉积岩覆盖了地球表层的绝大部分,它们不仅是能源资源的宝库,更是记录地球38亿年演化的“地质史书”。近日,由王成善院士领衔的作者团队在《沉积学报》发表重磅综述,系统回顾沉积学百年历程,并首次提出“沉积圈科学”这一全新交叉学科框架的概念,为应对全球资源、气候、环境
导读
沉积岩覆盖了地球表层的绝大部分,它们不仅是能源资源的宝库,更是记录地球38亿年演化的“地质史书”。近日,由王成善院士领衔的作者团队在《沉积学报》发表重磅综述,系统回顾沉积学百年历程,并首次提出“沉积圈科学”这一全新交叉学科框架的概念,为应对全球资源、气候、环境挑战提出新视角。
沉积学:从“描述岩石”到“解读地球”
沉积学作为地球科学的重要分支,经历了从描述性岩石学到成因机制解析的系统演进。19世纪末,瓦尔特提出“相律”,索比开创显微岩石学研究,奠定学科基础。20世纪中叶,浊流理论的突破、现代沉积环境的观测,推动沉积学从“室内显微镜”走向“野外过程重建”,实现了从“集邮式”描述向“过程驱动”研究的跃迁。
三大范式革命推动学科发展
沉积学的发展并非线性增长,而是经历三次“范式革命”:
—1950年代:浊流实验与现实主义原理应用,确立“将今论古”方法论;
—1960–70年代:板块构造理论引入,推动沉积盆地动力学研究;
—1980年代:地震地层学与层序地层学兴起,实现“时间—地层—过程”三维融合。
这一时期被誉为沉积学的“黄金时代”,其发展深受油气勘探需求驱动,理论与实践高度互动。
图1 沉积学学科发展脉络图
微观与宏观双轨并进
图2 沉积学发展驱动力
21世纪以来,沉积学研究呈现“双重尺度”演进:
宏观:从盆地扩展至全球“源—汇系统”,重建板块构造与古气候;微观:借助纳米探针、激光剥蚀等技术,揭示微生物—矿物相互作用、页岩孔隙结构等微观机制。迈向“沉积圈科学”新时代
图3 沉积圈景观示意图(图中的房屋示意人类主要居住和活动在沉积圈)
图4 以沉积圈为视角的学科组成
作者团队提出 “沉积圈科学” 概念,将沉积圈定义为未风化基岩顶部至大气/水圈底部的连续沉积域,作为地球各圈层交互的关键界面。这一新范式强调:
—多学科融合:整合地质、气候、生物、环境、数据科学等多领域;
—四大研究方向:
1. 地球演化历史重建;
2. 气候响应机制解析;
3. 能源矿产富集规律;
4. 沉积过程与可持续发展关联。
服务国家战略与人类福祉
沉积学在青藏高原隆升、火星沉积环境探测、非常规油气勘探、地质灾害预警等领域发挥不可替代的作用。面对全球变暖、能源短缺、环境污染等挑战,“沉积圈科学”将为碳中和、防灾减灾、资源安全等国家战略提供科学支撑。
【结语】
从“石头”到“圈层”,从“资源勘探”到“系统科学”,沉积学正以更广阔的视野、更交叉的方法,书写地球与人类未来的新篇章。正如文章所言:“沉积圈科学不仅是学科的自然延伸,更是应对地球系统复杂性的战略选择。”
沉积学;沉积圈;学科发展,学科史,地球系统
【原文信息】
王成善,马永生,彭平安等. 从沉积学到沉积圈科学: 百年简要回顾与发展展望. 沉积学报,2025.DOI:10.14027/j.issn.1000-0550.2025.037
来源:沉积学报