对运用瓦尔特相律中的某些问题的讨论

1、瓦尔特相律 ( walt hers l aw of facies) 是研究和恢复古地理环境的一个重要的基本定1walt her 这样描述这个定理 “: 同一相区的各种沉积物和不同相区的所有岩石在空间上理1是相互毗邻的 ,但是在地质剖面中 ,可以看到它们是相互重叠的 1 这是一个意义深远的基本观点 ,即只有那些没有间断的 ,现在可以观察到的相互邻接的相和相区才能重叠 1”这个定律阐 明了相的空间分布 (横向的) 与时间分布 (垂向的) 之间的关系 ,指出只有在古地理分布上彼此相邻的相 ,才能在地质剖面上形成垂直分布的相序列 1在相和古地理的研究中 ,人们往往从一条或数条地质剖面入手 ,分别研究剖

2、面中各种沉积 物形成时的沉积环境 ,然后根据瓦尔特相律按照这些沉积物在剖面中的垂直层序 ,分析各种沉 积环境在空间的分布规律 ,作出各类型的沉积模式 ,从而对古地理作出推断 1 这种基本工作方 法在一些沉积矿产 ,例如 :煤 、石油和天然气分布规律的研究中得到了广泛运用 1 毫无疑问 ,瓦尔特相律是沉积环境和古地理研究方面的极其重要的基础理论 1然而 ,任何一种好的理论在实际运用中都不应生搬硬套 1 本文就这个相律的运用中可能 出现的问题进行一些讨论 11关于间断walt her (1894) 曾强调该相律仅适用于没有大间断的序列 1 其实 ,地史中的沉积物只有很少数才能保存下来 ,大多数会被

3、紧跟在沉积作用之后的侵蚀作用移去 ,许多环境中的大多数沉 积物几乎没有保存的机会2 1 因此 ,间断的存在是很常见的 1 即使在整合接触 (co nfo r mit y) 的地层中也往往存在小间断 ( hiat us) ,代表着一段时间内沉积作用的停止3 1关于岩层的接触关系 , h. g. reading2 曾指出 “: 接触关系有 3 种 : 有序变化的 ,突变的和 侵蚀的 1”他认为 “: 序列中的间断也许是以一个侵蚀接触为标志的 ,它可以代表经历过一些环境 , 只不过这些环境中的产物随后被移走了 1”他还认为 “: 假如接触是突变的 ,即使不能证明修改稿日期 :1998 - 12 -

4、21本文责任编辑 :邓学良3关于相在横向分布中的突变调 ,也难以预测横向的变化 1由此可见 ,相区在空间上产生的突变时或对地质资料及其来源未作深入研究时 ,也是不能 简单地套用相律的 1 考虑到相区之间极大的 ,无法过渡的差异 ,应当分相区运用瓦尔特相律分别作出各自的相关系分析 ,分别建立各自的沉积模式 1 然后用这些不同的沉积模式结合相区 的分布情况去恢复古地理 14关于沉积物 、生物和其它因素对环境的改造作用特定的沉积环境有特定的沉积物和生物 1 环境决定了沉积物形成 、运移和堆积的方式 ,从而决定了沉积物的成份 、数量和性质 1 环境也决定了生物的种类 、数量 、相对丰度 、生态 ,生物

5、 遗骸的保存与堆积 1 反过来 1 沉积物和生物也会使某些环境条件甚至整个环境发生变化 1 而 且 ,当一种环境因此而引起变化时 ,还会导致其相邻环境的一系列变化 1生物礁的形成是生物改造环境的突出例子 1 生物礁 ,尤其是堤礁或环礁的形成极大地改造了基底地形和环境的水动力条件 ,不仅使自身所在的环境发生巨变 ,而且明显地影响了相邻 环境 ,例如形成了泻湖等 1 礁形成之前和之后的相空间分布关系有极大的不同 ,礁发育程度的 不同还会使相关系发生许多变化 1 礁形成之后 ,就固定在一个地方 ,不可能随海进海退自由运 移 ,因此礁的垂向序列是无法与相邻相的横向序列一一对应的 1 生物礁及其周围的沉

6、积相变 化 ,只有通过较大范围的研究才能理解 ,因为生物礁的形成的确有不同于一般的沉积相特征 1但如果把生物礁看作一个整体沉积 ,在区域上也许可以根据相律预测礁在陆棚上的位置 1 沉 积物对环境改造的明显例子是进积障壁岛或沙坝的形成 ,它们的形成对自身所在的环境和相 邻环境的控制作用是显而易见的 1除了沉积物和生物外 ,还有许多因素可使环境发生明显的变化 ,例如基底的差异沉降 、断 裂及其它构造作用 1 不论何种因素 ,它们促使环境变化是有一个时间过程的 1 这种变化在地 质剖面上的垂向序列中是完全可以反映出来的 1 但在某一等时面的横向序列中却无法体现 1在以往某些沉积环境和古地理的研究中

7、,有的人只给出一个相的横向分布模式 ,而且只是根据 某一条剖面的垂向序列 ,就用瓦尔特相律给出一个相的横向分布模式 1 这样给出的模式只能 是静态模式 ( static mo del) 1 静态模式只能用来描述在特定的时间内的横向的相关系 ,用它说1)地质时期的相与相关系是复杂多变的 ,在运用瓦尔特相律时应认真地对它的进行分析 1 理想的条件是随着海进或海退 ,相在空间和时间上是连续有序地变化的 ,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刘本培 ,赵锡文 ,金秋琦等. 地史学教程. 北京 : 地质出版社 ,1986 :1046柳祖汉. 西班牙拉斯厄米塔斯生物礁的成因探讨. 湘潭矿业学院学报 ,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