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细粒沉积岩研究热点论文

发布时间:2024-07-07 19:33:46

细粒沉积岩研究热点论文

海相泥页岩沉积过程研究进展

李一凡1,魏小洁2,樊太亮1

1. 中国地质大学(北京)能源学院,北京市海淀区,100083

2. 中国地质科学院地质力学研究所,北京市海淀区,100081

导读

海相泥页岩的岩相命名方法应考虑结构(粒度)、层理及矿物成分等特征,结构方面着重参考砂级、粗泥级(粗粉砂级)、中泥级(细粉砂-中粉砂级)和细泥级(黏土级-极细粉砂)的占比,将泥岩划分为砂质泥岩、粗粒泥岩、中粒泥岩和细粒泥岩;层理描述注重纹层的连续性(连续或者不连续)、形态(板状、波状或者曲线状)和几何关系(平行或者不平行);矿物成分则比较粘土矿物、石英和碳酸盐岩矿物的相对含量,以50%为含量界限,将细粒沉积岩分为了粘土质、硅质和钙质,若三种成分的含量均未超过50%,则以最多的两种成分排序命名。

图1 异轻流、异重流和浪控沉积重力流形成示意图

浅海陆棚是泥页岩沉积的主要环境,其细粒沉积物主要搬运与沉积过程包括风成输入、异轻流、重力流(前三角洲浊流、异重流和浪控沉积物重力流)及风暴流( 图1 )。风源输入的来源主要包括沙尘和火山灰,有时在底流改造作用下会保留层理特征,其中火山灰层可作为等时标志层;异轻流主要由河流输入的泥质悬浮沉积组成,可漂浮几百公里,悬浮沉积后形成水平纹层;前三角洲浊流由前三角洲斜坡的垮塌引起,持续时间短,搬运距离近,其主控沉积物搬运机制表现为沉积物重力流——牵引搬运——悬浮沉积的变化过程;异重流是指河流输入中的高密度流体,可由超大洪水或者是在潮湿环境下的高山地区河流中产生,完整的异重流沉积表现为对称的粒序变化,体现了异重流搬运能力由弱到强再由强到弱的变化周期;浪控沉积物重力流是由异轻流或者异重流(近三角洲区域)等沉积下来的沉积物在风浪和底流的作用下进行二次搬运和沉积,搬运机制表现为表现从牵引搬运——沉积物重力流——悬浮沉积的转换过程;风暴流是指在风暴浪的作用下,在岸线形成了一个向离岸方向运动的底流,沉积物搬运机制表现为由混合流的侵蚀和牵引搬运向悬浮沉积的转换。

前文所述的细粒沉积物搬运与沉积过程主要分布在陆棚海区域,其搬运的最远距离可达上百公里,搬运所需的最小坡度为 。相较而言,陆表海的延伸范围更广,可达上千公里,坡度更缓,大部分区域坡度在 之间,显然,广大陆表海区域的细粒沉积物无法被上述的水动力能量所搬运。近年研究表明,广大陆表海区域的细粒沉积物搬运机制主要为在潮汐作用或者季风作用下形成的远岸底流。水槽实验显示,在底流的作用下,细粒沉积物会形成砂级大小的絮凝状颗粒,以推移载荷的形式向前搬运,形成流水波纹。然而,由于细粒沉积物的高含水率,早期形成的流水波纹在后期的压实作用下会形成“平行”层理或者低角度斜层理。在古代陆表海泥页岩中广泛分布的“平行”层理或者低角度斜层理都可能是底流作用下形成的流水波纹( 图2 )。

图2 海相泥页岩中的典型沉积特征

A 美国犹他州Tropic页岩钾质斑脱岩层中的残余丘状交错层;B 四川井研地区筇竹寺组页岩中的水平层理;C美国纽约州Sonyea Group页岩中的浊流沉积;D 美国犹他州白恶系Ferron页岩中典型的异重流沉积层,可见多个对称性粒序层;E 美国怀俄明州Mowry页岩中的浪控沉积物重力流层理;F 四川井研地区筇竹寺组页岩中的风暴流层理;G 贵州习水地区龙马溪组页岩中的流水波纹(黄色虚线标识);H 美国犹他州Mowry页岩中的流水波纹

沉积特征的精细描述推动了泥页岩层序地层格架的建立,三级层序界面的识别在于寻找可对比的主要侵蚀面,泥页岩中常见的主要侵蚀面包括:粉砂质滞留沉积(几厘米厚指示主要侵蚀面);砂质滞留沉积;生物骨架滞留沉积;黄铁矿滞留沉积(10毫米以上指示主要侵蚀面);低角度削截;变形构造;突变接触的页岩层面;而层序内准层序的划分除了要寻找次要侵蚀面外,还需依靠对精细描述的沉积特征进行定量化统计与分析,通过定量统计泥页岩微相沉积特征的纵向变化及分布趋势,分析其主控水动力条件,可以分别建立了风浪、河流和潮汐作用下的泥质陆棚准层序模式。

不难看出,厘米-毫米级沉积特征精细描述与定量化分析和水槽模拟实验的有机结合已是当前海相泥页岩沉积过程的主要研究思路与方法。

论文相关信息

第一作者: 李一凡博士,中国地质大学(北京)副教授,主要从事细粒沉积学、沉积地球化学及非常规油气勘探等方面的教学与研究工作,E-mail:

基金资助: 国家自然科学基金项目(41702124,41802155);国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目(U19B6003-01-02)

DOI:

引用格式: 李一凡,魏小洁,樊太亮.海相泥页岩沉积过程研究进展[J/OL].沉积学报:1-23[2020-12-24].

青铜表面沉积紫铜晶粒研究论文

摘要:夏代作为中国青铜时代的发展时期,其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实,但其实用功能和形式美感兼具的造型,以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰,却凸显了其鲜明的时代审美风格:寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来,在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词:夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前,陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片;随后,从马家窑文化到龙山文化时代,先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃,登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等;到了甘肃青海的齐家文化时代,他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代,青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域,同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合;考古发掘的大量青铜器,又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧,铸鼎物象”(《左传•宣公三年》)、“以铜为兵”(《越绝书•记宝剑》),夏后启的采矿冶铜等,也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片,表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此,“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段,其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局,神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案,庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格,这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一 造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明,其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉,饪食器鼎,兵器中的戈、钺、镞,乐器中的铃,以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等,从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中,仅就青铜爵而言,“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型,一类是原始型的,即爵的样式基本上是模仿陶爵的,它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征,细腰、平底、短足,呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整,外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的,器壁匀薄流狭长而线条优美精细,虽然同是细腰平底,显然是在陶范上事先作过细致修整的,三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化,实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样,由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎,矮小、无柱、口沿平直,其祖型就是新石器时代的陶鼎;作为酒器的青铜束腰爵,素面无柱,形体单薄古拙,充满着浓厚的原始初创气息,其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙,并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征,更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线,也未经精工磨砺”[3],这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应,其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而,这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲,它们几乎全与同时的陶器相同,它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段,还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期,青铜器则相对精巧,造型具有一定的审美价值。此时,青铜爵造型的陶器特征显著减退,在注重实用的同时,还十分讲究形式感,增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱,三足分布规矩,接近于等腰三角形,口沿呈凹弧流线型。另外,爵的侧面设一折弧形大鋬,鋬面上又加铸两个狭长的镂孔,既有效控制了鋬的厚度,又增饰了具有装饰效果的镂孔纹;1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵,其一侧设斜置的流管,流上铸两个方折形饰物,造型别具一格,其鋬下有一圈较宽的假腹,其上铸用多个空心圆孔,形成镂空的装饰效果;尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵,流特别细长,作狭槽状,尾与其对应,既平衡了重心,又显得修长而纤细,三足尖端呈弯弧线状而外撇,这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐,刚柔相济,已经脱离了夏代陶爵的体制,并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎,其腹部较为高深,配三只四棱锥形空心足,两耳立于口沿上,其中一耳与一足呈垂直线对应,另一耳则位于另外两足中间,整体造型兼具实用和审美的双重要求,给人一种规整中有生气,对比中显和谐的审美感受。同时,这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝(二里头遗址六区M9:1),口沿上设两个三菱锥状矮柱,腹部鼓起,下承三个大空锥足,器壁很薄,其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧,也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二 纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰,一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承,另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃,所以无论是纹饰的结构特征,还是其表现方法,均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹,以及弦纹、云雷纹等几何纹为主,虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰,但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上,却已经形成了这一动物纹的基本模式,从而开启了中国青铜器动物纹的先河。(一)几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现,而到了夏代,青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型,出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹,从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化,却不仅具有形式上的变化和结构上的美感,体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状,有单排和双排两种横式排列,圆圈也有实心和空心之分,多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位,其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等,首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一,后来其实用功能退化,渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹(即连珠纹),作为青铜器上简单而原始的纹饰,就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证,连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的,圈与圈间距的疏密,横行排列的整齐,虽不很严格,却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹,作单向或双向排列,类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角,其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰,为一根凸起的直或横的线条,简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用,并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道,其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹,显得规整而又有变化;二里头出土的铜斝,与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹,中间则夹有一排五颗乳钉纹,从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹,显得简洁而利落,形成了夏代青铜器纹饰的特有形式,与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案,是用利器在陶范上刻划而成,圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现,构成了回旋式线条,显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹,较特殊的是二里头六区(KM3:2)青铜戈,其曲内后部也铸有凸起的云纹,纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石,将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人,寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈,颇似神秘而狞厉的斜角目纹,周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条,整个构图简洁而生动,寓狞厉与生气为一体,很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外,二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹;阳纹线条纵横交错而成的网格纹,如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹;以及绿松石镶嵌十字纹,如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹,另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案,并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住,整个图案排列整齐有序,又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆,体现了虚实融合的和谐形式感。(二)动物纹到了夏代晚期,铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案,这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部,除两眼之外的其他部分,均为抽象的,而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰,身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似,新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹,图案设计简单质朴,特别突出兽目,后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案,并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时,也指出了其审美过渡性:“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案,并且特别突出骇人的双目,营造了一种威严的氛围,既与使用者的礼仪和等级地位相呼应,也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰,当为商周同类青铜器纹样的滥觞,而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之,夏代晚期的青铜器纹饰,一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽,如青铜质料的器物表面,刻以单层平雕纹饰,且纹饰多作条带状,往往给人以既有力度和锐度的触觉感受,又有流畅和圆润的视觉感受,“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足,赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6],形成了刚柔相济的艺术审美韵味;另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质,夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上,如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜,也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象,刻铸于鼎上,以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征,突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三 艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化,在各类器物造型和纹饰的审美设计中,充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗,将社会各阶层,尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中,从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格:寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的,不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜,而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重,纹饰逐渐走向神秘化,发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载:“昔夏之方有德也,远方图物,贡金九牧,铸鼎象物,百物而为之备,使民知神奸”,夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后,仍然隐含着一定的表意性,用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度,既是天下各地自然资源和财富的体现,也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺,根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断,应该不是一件简单的兵器,“而可能作为仪仗用,是一种军事权力的象征,是现实所有者身份的特殊兵器”[3],寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时,夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟,更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹,是一种抽象的线条,二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰,有突出的圆目,装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代,这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身,另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号;对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7],夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此,夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富,特别是青铜礼器和兵器的精神性特征,强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器,其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多,无论是其坚硬的质地、凝重的色泽,还是独特的造型、别样的纹饰,都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素,呈现出威严而凝重的审美风格,形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型,力求使器物的上中下各部位比例协调,左中右各部位保持平衡,以便器物的重心落在中心位置,从而取得沉稳的视觉效果。同时,流管等附件的安置,也在不破坏整体平衡的原则下进行,成为一种有效调节平衡的手段,显得规整而庄严;镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条,装饰虽简洁,却突现出神秘动物的凶猛与残酷,且采用对称平衡的方式,更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时,夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向,几何式的方圆结构,长短大小的比例变化,器腹多为圆方造型,下面贯之以三足,与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念,对称规整的双耳立于口沿之上,坚实浑厚的三足承于圆腹之下,营造了一种厚实而稳定的氛围,确实有“定鼎”的气度,成为国家的象征。厚重而不失其精致,形体规整而又显得大方,夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美,而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流,也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此,夏代青铜器整体风格的形成,一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关,另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色,从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型,主要是器物的形象特点,各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8],因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性,在表现形式、表现手法上,均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系,讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵,其中腰极细,与上部伸出的流尾,以及下部外撇的锥足形成分段,既利于饮用,又方便摆放,形制与功用得到了完美的结合。此外,夏代青铜器的纹饰,也“布置严谨,意匠奇妙,虽是一种装饰艺术,但和器的形制是一致的,表现一个时代工艺美术的时代特征,也反映了当时人们的观念形态”[9],并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同,附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味,从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰,其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象,多为龙的各种变体,且下体背侧有的还饰以卷云纹,飞龙在天的威严和自由,与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰,铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的,从公元前21世纪至公元5世纪中叶,包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10],而在这1600年的演变历程中,夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型,几何纹与兽面纹的工艺装饰,以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格,无疑具有举足轻重的作用,是我国青铜器工艺的源头,为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献:[1]张之恒 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青铜器伪造,可谓五花八门,防不胜防,简要介绍几类 (一)蚌埠货:蚌埠仿古铜器作坊,大大小小有上百家,铜坯多在山西订做的,也 有自家铸造的,主要以电解腐蚀与化肥腐蚀为主,水坑干坑均有,从商周到汉代 造型齐全,特点是胎体厚重,锈色松而鲜艳,没蓝锈,器内做不好,有的带范线, 但不做垫片,绝大多数不过关。各大古玩市场地摊都能看到。 (二)河南刀:市面上杀人最凶的就是河南造假青铜,河南刀全国闻名,远销海外, 河南电解作伪铜器也很多,蓝锈以染色为主,水洗易掉色。河南的老铜改装,多 用树酯漆做锈,很嫩火烧易燃。老铜器机械后刻工比较有名,多是素鼎素瓶,刻 细小回纹,经局部腐蚀,容易蒙人,细心可看出机械刀削轮廓比较锋利,多不过 关,河南的拼装,包皮,移植锈己形成产、供、销一条龙,各大古玩市场均能看 到有河南人放过来杀人的假货,其中有些后错金,宝剑后磨花,己到了乱真的地 步。 (三)陕西错:陕西老铜后错做的非常好,有的锈色处理,可谓天衣无缝,不挑出 金银丝,几乎看不出是后错,还有一种错银方法更奇了,用铝合金粉末压缩到铜 胎凹槽内,这种工艺不适合老铜。普通铜镜,能雕出头版,能改成战国镜,镜背 水银沁做的也好,还能在老剑上镀出几何形花纹。江浙一带的藏家易上当。 (四)阜阳工:前几年阜阳水坑做的很好,现在基本是老铜贴工,素的老铜器贴上 树酯合成的战国工,非常逼真,阜阳铜器修复也是全国一流,他们能将鎏金残片 拚成鎏金怪兽,接缝处理的非常好,上手感觉比较熟,油性重。 (五)荆州造:生坑假货遍布市场的时候,湖北荆州,枣阳一带却研制出高仿水坑, 有的高仿品范线垫片都有,瓶足内模还在,身上还有丝织品腐烂痕迹,器物工艺 流畅,重量很轻没脆声,铜质也对,有的还做出轻微损坏,足以乱真。这类主要 仿战国大尺寸器物,浅浮雕工艺为主,铜坯成型后,经火烧薰黑,再埋入土中腐 蚀,由于皮壳厚度不够,器物易露铜,口沿油性重,花纹版模深浅不均,见过一 次就会识别了。 对青铜仿制做假的重点区域作了五项归纳,它们分别是蚌埠货、河南刀、陕西 错、阜阳工、荆州造。四年过去了,上述地方的青铜作假又呈现出新态势,因一 些因素限制,我所了解到的只能粗略写一些: 一:蚌埠货。 四年过去, 蚌埠产品己广为人所知, 以前密集的作坊己是门庭冷落, 好多仿铜的改行玉器加工、经营奇石等等,也有仿铜的辗转去了成都等地,仿制 一些巴蜀文化铜马、摇钱树,以及三星堆、滇文化特征的产品,蚌埠现有的仿古 作坊,电解做旧的技术并没什么改进,不怎么生产高仿品,以纯工艺品为主,主 要仿制汉以上纹饰精美,工艺复杂的产品,简单做一下绿皮,因为是精美的纯工 艺品,客商多来北京,广州等地,有的也销往港澳及海外。因为这类产品是纯工 艺品,范线僵硬,胎体厚重不做垫片。令人想不到的是,这类纯工艺品,却时常 有人发到收藏论坛当做国宝叫卖。 二;河南刀。现在河南仿铜日新月异,不断有新产品出来,错金银、鎏金、后工、 后刻铭工、后镶松石,新旧拼装、改造、包皮、移植锈己无所不能。河南电脑刻 工的产品己不多见,高仿红斑绿锈仿商周的比较多,以觚、爵常见器物为主,很 少有水坑品种,新型拼装采用更先进的铜焊技术,做得好的器物外表肉眼无法看 出接口,器内接缝为树酯做锈,完全过关的不多,伪刻铭文的字口略僵,细心可 看出起刀收刀痕迹,市面常有河南包老铜皮的成套编钟,铜片接缝处理采用铜焊 接, 以前针扎刀刮可鉴别出的方法完全失效, 凡成套编钟弹指敲击象是塑料声音, 都有问题。 以前采用不干胶贴在铜器与兵器上再腐蚀仿做错金花纹的工艺均己淘 汰,纯新铸造的工艺没什么改进,孔雀蓝仍然做不出,仿制孔雀蓝依然靠油彩染 色,少数移植锈是从废铜上整块剥下,再用胶粘上仿制品上,新手看这类锈,最 好用刀刮一下,从北京广州返销河南的东西也多,多是前些年用胶水修复过的, 又重新流到河南精加工,于是河南真货多,假货也多,成了全国青铜集散中心。 三;陕西错。陕西高仿错金,己从各类老铜后错转向新工艺品,多是臆造品,类 似河南的部分产品陕西、山西均有作坊仿制,老铜错铝合金几乎看不到了,河南 有种高仿老剑后错金,工艺力度很逼真,金丝上有结晶锈,剑格、同心圆镶有松 石,据说这类产品出自陕西,很多是专门针对江浙收藏家特制的,我听浙江有位 擅长鉴定铜器的朋友说过,浙江爱好收藏的企业家,人手一把越王勾践剑、或吴 王夫差戈,再过几年,也许会迅速扩大到国内外的收藏家人均一把,有朝一日来 个华山论剑,场面肯定十分壮观。 四;阜阳工。安徽阜阳的树脂贴工,随着藏友对其特征的认识,己经没了市场, 因为这类产品的铜坯子多是用废旧残破铜器胶水粘接的, 几年后胶水失效铜片纷 纷裂开散架,以前贩运这类伪铜器到南方各地的,多不敢来了,还有些砸在手上 的,常发在收藏论坛试图蒙出去,阜阳修复铜器的也从树脂补添工艺改为青铜铸 造。阜阳工的时代基本己经终结。 五;荆州造。荆州的高仿水坑依然在生产,荆州造兵器与铜镜后刻工,己经名扬 天下,高仿品供不应求,其中荆州仿造铜兵器己达到乱真的地步,荆州仿制铜剑 基本都是水坑,做旧后微有毛口,极易迷惑人,这类铜剑,长短宽窄尺寸应有皆 有,老剑新剑后磨花的品种,以菱型几何纹最为逼真,还有些臆造的龙纹凤纹之 类,铜兵器错金也是荆州造一大特色,也有错得好的,但大多是画蛇添足,比如 剑把顶端错一圈铭文,筒型把上很窄的剑格上也错上细如针丝的铭文,也有所谓 烙银的铜矛,其特征均是水坑,皮壳厚度不够易露白铜,铜矛管内常塞有一截烂 木头,铜剑有时还配上黑漆剑鞘,漆壳上描有楚式花纹,并用坑泥和水浸泡,然 后用塑料纸包着出售。荆州铜镜后刻工多采用素镜,或厚胎不值钱的镜子,纯手 工玉雕机雕刻,镜面保持原貌,背面纹饰多是仿汉与战国镜为主,皮壳处理的很 好,但钮部多有破绽,纹饰油性重,象擦过皮鞋油似的,因其产量有限,见过这 类产品人并不多,据说仿家附近宾馆常年有人住着等货。 五;其它。有一种仿品去年上市,我到现在还没弄清产地,造型仿商周中高档器 物为主,呈亮皮壳,有范线没有铭文,器内修胎不规整,厚薄不均,胎体轻巧, 声音不响,材质非常脆,器耳与器足易断裂,器外有红斑绿锈,还有结晶样石灰 锈,从断裂处看,并非青铜铸造,鼎之类很厚的实心耳与足,手电钻打下去呈褐 色粉末状,不见铜屑,从工艺流程上看,象是金属粉末模压的,到各大古玩市场 放货的贩子,多自称是湖南宁乡出土,这类伪品按常规方法鉴别极易走眼,因此 上当的也大有人在。学习青铜器鉴定的意义及鉴定青铜器的方法学习青铜器鉴定的意义青铜是人类历史上的一项伟大发明,是世界冶金铸造史上最早的合金。中国 古代青铜器是中国的国粹,中国的艺术品当中只有青铜器是被全世界所公认的。 从夏代起源, 经过商周、 秦汉至宋代金石学诞生, 从单一的收藏, 变为一种学问, 一种研究对象。青铜器的价值被世界公认主要是在 1840 年鸦片战争后,中国的 大门被打开,外国人进入中国,发现中国的青铜器造型独特,做工精美。在西方 国家里,18 世纪才出现抽象派和印象派的青铜器造型,在中国 3000 年以前就有 了,所以外国人非常喜欢我国的青铜器。如今像牛尊、羊尊、马尊等大部分流散 在国外,中国青铜器的艺术地位在世界上可与西方的油画、雕塑相提并论,在世 界的各大博物馆里都有一个专门的中国青铜器馆。世界各地博物馆和美术馆,无 不把中国青铜器作为馆藏重器,历代收藏家更是把收藏青铜器作为镇宅之宝,世 代相传。如今盛世兴收藏,青铜器更是收藏家们竞相追逐的宝贝。 中国青铜器的发展经历了历史的不同时期, 它的风格从庄严的艺术风格转向 了朴实、简洁、明快,同时青铜器的社会功能也从祭祀用的礼器逐渐转变成实用 器具。青铜器的纹饰则由庄重的饕餮纹、夔纹到富有韵律的窃曲纹、环带纹,再 发展为清新的蟠螭纹、宴乐、攻战纹等,其间动物纹饰狰狞的超自然魔力逐渐减 弱,直至丧失。这种纹饰的变化不仅仅是因为制造工艺或者人们审美水平的提高 引起的,同时与人类生产力的提高及社会的变革也存在一定的联系。青铜器纹饰 的产生是中国劳动人民勤劳、朴实、聪颖、智慧的结晶,是体现人们美好心愿的 依托物,是人们与大自然抗争、共存、达到“天人合一”朴素心愿的具体表现, 他们用高超的铸造技艺,为我们留下象征中华文明的艺术瑰宝。 中国古代铜器,是我们的祖先对人类物质文明的巨大贡献,虽然从目前的考 古资料来看,我国铜器的出现,晚于世界上其他一些地方,但是就铜器的使用规 模、铸造工艺、造型艺术及品种而言,世界上没有一个地方的铜器可以与中国古 代铜器相比拟。 这也是中国古代铜器在世界艺术史上占有独特地位并引起普遍重 视的原因之一。青铜文化的变迁体现了社会、经济的变迁以及文化内涵的变迁。 因此,学习青铜器鉴定对世界文明的发展和进步具有着深远的意义。 青铜器的鉴定方法 青铜器的鉴定方法青铜是指红铜与锡、铅等其他化学元素的合金,因颜色呈青灰色而得名,其 质地坚硬,我们平时所说的铜质在鉴定中很重要的一个门类,在早期的青铜中, 其颜色有很多是发深红色的,很多人都把这样的铜红青铜,这种铜质在坚硬程度 上远不如后来冶炼出的青铜坚硬,青铜铜质的演变,是一个由深红到青色到黄铜 的一个过程,其中在唐代出现了白铜大多用于制造铜镜,到了明代有一些红铜的 艺术品,但是其铜制的提纯技术已经达到了很高的水平,比如宣德炉,清代大多 是红铜,这些不同的铜质由于配比的关系远不如现在铜质的质地,由于青铜配比 的比例数据并不统一所以造假者制出的铜器质地上还是很容易辨别的, 但是现在 有很多人将老铜器回炉使得制造出的铜质很逼真, 但是这种方法的不足就是破坏 了包浆。古代青铜器是贵族的奢侈品或者是兵器或者是车马器,它有很严格的使 用机制,也有严格的制造机制,除了一些简单的民用器之外,漂亮的文饰复杂的 礼器 、酒器、祭器都是古代上层社会文化的缩影。青铜器大件的东西要不没有, 一旦出现,就绝对不是粗制滥造的东西。掌握好每个时期的文饰是很重要的,因 为在和伪造者之间是一个比拼知识的过程, 只有拥有了足够多的知识之后才会找 到一些细微的漏洞,从美学的角度上讲,古代青铜器文饰都很流畅,生动,而且 就我们今人来看有很强烈的时代气息,而伪造的文饰呆板没有力度,有的地方还 会出现一些很锋利的铜渣,铭文是一个比较难的鉴定,有阳铸和阴铸之分,除了 要知道一些简单的字的写法之外,也要讲究美观和力度,阴刻的文字要去观察它 底子和锈色的统一。 前面提到包浆。包浆是青铜器经历了时间洗礼之后,铜质地发生了一系列的 化学反应之后所产生的依附于青铜器的“外壳”,它包括地子和铜锈两部分,地子 是离“铜骨”最近的一层锈,在地子之外的就是我们见到的普通意义上的铜锈了, 由于坑口的不同,它所呈现出的样貌也就各有不同,在出土地点好的地方会出现 干坑的硬锈,还有沙坑的贴骨锈,枣红皮等等一眼开门的锈,它们的特点是锈色 贴骨坚硬,已经与铜融于一体,很难清除,还有南方的水坑,出土地过于潮湿的 脏坑,一些传世的物件或者经过人们不断的把玩之后,表面显的油亮,或者是绿 漆古或者是黑漆古,其中值得注意的是,在北方一些干坑口中,有一种‘泛金’的 皮壳,让人感觉它的质地是黄铜或者有溜金的感觉,这种皮壳并没有溜金器那样 的亮丽,显的暗淡了许多,这种皮壳虽然没有或者只有很少的贴骨锈,但是却也 是比较开门的皮壳,它并不易仿造,以上罗列的古铜锈只是铜锈的一个大的方向 上的分类,即使同一种坑口的铜器所显示出的铜锈也并不是相同的!正因为铜锈 的种类如此繁多,而很多初入收藏的人由于所见铜锈有限,所以它也就成了仿造 者重点去仿制的要点之一了,仿制者仿制铜锈大概有这么几种方法: (一)化学方法仿制铜锈,用化学药品仿制出的铜锈,大多锈色很浮,没有 贴骨的感觉,它直接把药品施于铜器之上也就没有地子可言了,它只有绿锈而绿 锈也多是呈现粉末状的,如果用坚硬的工具去检查的话,可以发现。而古铜的绿 锈很难见到那么多的粉末。就目前来说,红斑和宝石蓝是很难仿造的,假铜器上 的红斑,大多是铁锈,仔细去观察的话还是很容易辨别的,一是颜色 二是结构。 这种方法制出的包浆太过刻意, 给人很夸张的感觉, 也就是大家感觉过了的原因。 即使经过长时间的把玩也不会改变那种松软的质地。 (二)将真铜锈粘贴上器物之上,这种方法造出的皮壳很具杀伤力,但是如 果仔细观察的话,这种锈下面是没有地子的,而且由于胶水的粘和大多是成块状 的而且很难具有真铜器包浆那种自然统一的感觉。 (三) 直接将铜器埋藏于地下若干年,这种方法造出的铜锈很容易识别, 锈色很浮,很容易清除。 在现代青铜器的伪仿品越来越多,仿制的技术水平也越来越高,鉴定一件青 铜器的真伪主要的方法就是针对千穷百态的仿制手段逐一击破。 李行杰 200900301026 电控系自动化 091 班

胶质母细胞瘤研究热点论文

m6A RNA甲基化是最常见、最丰富的真核生物mRNA转录后修饰。研究表明,m6A 在不同组织,细胞系中是一个复杂的调控网路,m6A RNA 甲基化参与 RNA 的代谢过程,并与肿瘤的发生和发展密切相关。本期着重解读两篇癌症中的 m6A 研究,看一下 m6A RNA 甲基化如何玩转高分期刊。 2020年10月,南京医科大学汪秀星课题组和美国 UCSD Jeremy Rich 等课题组在Cancer Discovery上发表题为“The RNA m6A reader YTHDF2  maintains oncogene expression and is a targetable dependency in glioblastoma stem cells”的研究论文。该研究为靶向治疗胶质母细胞瘤提供了新的治疗机会。 研究背景 胶质母细胞瘤(GBM)代表了最常见的原发性,内在性脑肿瘤,患者的平均生存期限制在一年以上。鉴于胶质母细胞瘤干细胞(GSC)在治疗抗性,血管生成,免疫逃逸和侵袭中的作用,临床和临床前观察表明,靶向GSC可以改善肿瘤预后神经肿瘤学上的精准医学研究。 研究方法 研究结果 1. 在 GSC 中上调的致癌转录本以 RNA m6A 修饰为标志 作者利用 MeRIP-seq 对 GSC 和神经干细胞(NSC)进行 m6A 标记的检测,结果发现,与非肿瘤对应物相比,GSCs 的m6A 分布发生了改变。通过38个 GSCs 和5个 NSCs 的队列中的 RNA-seq 数据进行 GSEA 分析,具有 m6A 峰的基因在GSC 高度富集,而且在 GSC 中获得的具有 m6A 峰的基因均被上调。相反,相对于 NSC、GSC 中丢失 m6A 峰的基因通常在 GSC 中被下调。而且,在 GSC 中,与癌症干细胞相关的重要基因上获得了 m6A 峰,包括表达增加的 OLIG2  和 MYC 。 2.  YTHDF2  在 GSC 中表达上调,对 GSC 的维持至关重要 作者为研究 m6A YTHDF  在胶质母细胞瘤中的功能作用,利用 CRIPR 技术检测了 YTHDF2 ,相对于对照 sgRNA,敲除 YTHDF2  会降低细胞活力及减少 GSCs 中细胞球形成。为研究了 YTHDF2  耗竭是否会诱导 GSC 分化,正交实验发现,shRNA 介导的 YTHDF2  敲低会降低 GSC 的活性,过表达的 YTHDF2  可以挽救 GSC 的活性。结果表明, YTHDF2  是胶质母细胞瘤维持的一个特异性和有效的调节因子。 3.  YTHDF2  通过 m6A RNA 修饰支持 GSCs 中的基因表达 作者利用 RNA-seq 检测 YTHDF2  的下游靶点,敲除 YTHDF2  可引起 GSCs 中广泛基因表达的改变, MYC  靶点显著富集,而且,GSCs 中获得 m6A 峰的基因更频繁地下调。通过 qPCR 也验证了 YTHDF2  敲除对 MYC、VEGFA  mRNA 水平降低的作用。为了预测 YTHDF2  在 GSCs 中的作用,作者结合 TCGA 胶质母细胞瘤基因表达数据,发现 YTHDF2  相关基因 MYC  和 E2F  靶点以及 G2M  调节因子和氧化磷酸化介质高度富集。这些数据表明 YTHDF2  作为与 m6A 差异修饰相关的转录程序的调节因子。 4.  YTHDF2  通过保持  MYC  转录稳定发挥 GSC 特异性依赖作用 为了确定 YTHDF2  介导作用于 GSCs 中 MYC 的特异性,作者比较了在 NSCs 和 GSCs 之间 YTHDF2  缺失的影响。NSCs 中 YTHDF2  敲低并不影响 MYC mRNA 水平,但降低了 GSCs 中 MYC mRNA 水平。而且, YTHDF2  耗竭降低了GSC 的活性,而不影响 NSCs。因此, YTHDF2  代表了一种 GSC 特异性依赖,通过 MYC  基因的特异性稳定支持胶质母细胞瘤的生存。 5.  IGFBP3  是 GSCs 中  YTHDF2-MYC  轴的下游靶点 因为 IGFBP3  是 YTHDF2  耗尽后最高下调基因之一,作者研究了 IGFBP3  是否调控 YTHDF2-MYC  轴下游的细胞活力。 IGFBP3  的缺失降低了 GSC 的活性和细胞球形成。 IGFBP3  过表达挽救了 GSCs 免于 YTHDF2  下调介导的细胞死亡。最后,作者利用20个胶质母细胞瘤和20个非肿瘤脑组织中 IGFBP3  的表达进行验证,观察到 GSC 中 IGFBP3  mRNA 表达升高。结果表明, IGFBP3  是 GSCs 中 YTHDF2-MYC  信号轴的关键下游效应子。 6.  YTHDF2-MYC-IGFBP3  轴促进体内肿瘤生长 为了探讨在体内靶向 YTHDF2  治疗的潜在益处,作者利用 CRISPR 敲除技术对原位异种移植物的小鼠进行检测。结果表明,与携带对照 sgRNA 的 GSCs 的小鼠相比,敲除 YTHDF2  延长了肿瘤潜伏期并减少了肿瘤体积。 IGFBP3 过 表达恢复了 YTHDF2  缺失的 GSCs 体内成瘤能力。 研究结论 通过结合体外和体内的 GSCs 研究,该研究阐明了 m6A 介质在 GSCs 中的功能,并确定 YTHDF2  是 GSCs 特异性依赖,通过稳定 MYC  转录物调控 GSCs 中的葡萄糖代谢。这些发现为靶向治疗胶质母细胞瘤提供了新的治疗机会。 2020年4月,上海交通大学医学院附属仁济医院洪洁团队在 Molecular Cancer 上发表了题为“m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression”的研究论文。研究表明,靶向 METTL3  及其通路为高糖代谢的 CRC 患者提供了另一种合理的治疗靶点。 研究背景 结直肠癌 (CRC) 是全球第四大常见恶性肿瘤和第三大癌症死亡原因,而以乳酸作为糖酵解的最终产物,被认为是治疗癌症的一种有前途的方法。m6A 调控基因的改变在多种人类疾病的发病机制中起着重要的作用,但 m6A 修饰是否在 CRC 的葡萄糖代谢中起作用尚不清楚。 研究方法 研究结果 1.  METTL3 与结直肠癌糖酵解密切相关 为了探讨结直肠癌(CRC)中 m6A 修饰与糖酵解代谢之间的相关性,作者对47例 CRC 患者进行 RT-PCR分析,CRC患者中FDG 摄取与 METTL3  表达之间存在最显着的相关性。进一步分析发现 CRC 患者中 FDG 摄取与 METTL3  免疫组化染色存在显著相关性。最后,作者利用 RNA-seq 比较 METTL 3 敲除和野生型(WT) HCT116 CRC 细胞的基因表达谱, METTL3 敲除细胞表现出更高的 METTL3 表达。这些结果表明 METTL3  可能介导 CRC 患者糖溶解代谢和癌变。 2. METTL3  在结直肠癌中促进糖酵解代谢 为了弄清 METTL3  的改变是否直接影响糖酵解代谢,研究发现敲除 METTL3  可显著降低 HCT116 和 SW480 细胞的胞外酸化速率(ECAR)水平,过表达 METTL3 显著提高了 DLD1 细胞的乳酸生成、葡萄糖吸收和 ECAR  水平。为了阐明 Mettl3  诱导的 CRC 糖酵解是否依赖于其甲基转移酶功能,作者通过 Mettl3  野生型和突变型的研究,发现 Mettl3  的 MTase 结构域的缺失阻断了 Mettl3  诱导的糖酵解过程。这些数据表明 Mettl3 通过其甲基转移酶结构域调控结直肠癌糖酵解代谢。 3. 在结直肠癌中, METLC3  诱导的增殖依赖于糖酵解的激活 METLC3  的敲除消除了 HCT116 细胞的细胞增殖和集落形成,并且降低了 HCT116 肿瘤的生长和异种移植小鼠模型中的肿瘤重量。在功能分析中, METTL3  的过表达增加细胞增殖、集落形成、肿瘤的生长和肿瘤的重量。2-DG(糖酵解途径的抑制剂)处理在体外和体内显着阻断了 METTL3  诱导的细胞增殖和菌落形成,这些结果表明 Mettl3 通过调控结直肠癌糖代谢促进 CRC 进展。 4. METTL3  在结直肠癌中的潜在靶点 为了鉴定 METTL 3 的潜在靶标,作者选择了 METTL3  敲除和 WT HCT116 细胞进行 MeRIP-seq和RNA-seq,最常见的motif ' GGAC '在 m6a 峰中显著富集,大部 分 METTL3  结合位点位于 CDS区,在 5'UTR 和 3'UTR 高度富集,并且 m6A在转录水平上发生了全局低甲基化。联合RNA-seq数据,确定了429个低甲基化的 m6A 基因,其 mRNA 转录被下调,595个低甲基化的 m6A 基因,其 mRNA 转录被上调。基于甲基化水平与 mRNA 表达水平都下降,找到与糖酵解密切相关的靶基因 HK2  和 SLC2A1(GLUT1) 。 6.  HK2  和  SLC2A1  是  METTL3  在 CRC 中重要的功能靶基因 作者通过 HCT116 WT 和 mettl3  敲除细胞转染 control、 HK2  或 SLC2A1  过表达实验发现, HK2  或 SLC2A1  的异位表达部分恢复了敲除 mettl3  细胞的增殖、集落形成能力和肿瘤生长,而且,也能恢复 HCT116 mettl3  敲除细胞中乳酸产量的下降。同时,在体外和体内,过表达 SLC2A1  显著恢复了 HCT116 mettl3  敲除细胞葡萄糖摄取下降的趋势。因此, HK2  和 SLC2A1 介导了 CRC 细胞中 METLL3 的调节功能。 研究结论 METTL3  是 CRC 的一种功能性和临床致癌基因。 METTL3  通过 m6A- IGF2BP2/3— 依赖机制稳定 CRC 中 HK2  和 SLC2A1 的表达。靶向 METTL3  及其通路为高糖代谢的 CRC 患者提供了另一种合理的治疗靶点。 参考文献 [1] Dixit D, Prager B, GimpleShen R, et al. The RNA m6A reader YTHDF2  maintains oncogene expression and is a targetable dependency in glioblastoma stem cells[J]. Cancer Discovery, 2020. [2] Shen C, Xuan B, Yan T, et al. M6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression[J]. Molecular Cancer, 2020, 19(1).

jiāo zhì mǔ xì bāo liú

glioblastoma

胶质母细胞瘤是星形细胞肿瘤中恶性程度最高的胶质瘤,属WHO Ⅳ级。肿瘤位于皮质下,成浸润性生长,常侵犯几个脑叶,并侵犯深部结构,还可经胼胝体波及对侧大脑半球。发生部位以额叶最多见,其他依次为颞叶/顶叶,少数可见于枕叶/丘脑和基底节等。胶质母细胞瘤可原发于脑实质内,亦可呈继发性。继发性胶质母细胞瘤多数由间变性星形细胞瘤进一步恶变而来,少部分可由混合性胶质瘤、少枝胶质瘤或室管膜瘤演变而成。

胶质母细胞瘤生长速度快、病程短,70%~80%患者病程在3~6个月,病程超过1年者仅10%。病程较长者可能由恶性程度低的星形细胞瘤演变而来。个别病例因肿瘤出血,可呈卒中样发病。约20%的病人表现淡漠、痴呆、智力减退等精神症状。

肿瘤位于后颅窝者较罕见。因肿瘤为高度恶性,生长快、病程短,自出现症状到就诊时多数在3个月之内,约70%80%在半年以内。个别病例因肿瘤出血,可呈卒中样发病。偶尔可见病程较长者,可能肿瘤早期较为良性,随肿瘤生长而发生恶性转化有关。由于肿瘤生长迅速,脑水肿广泛,颅内压增高症状明显,几乎全部病人都有头痛、呕吐、视神经 *** 水肿。约33%的病人有癫痫发作。约20%的病人表现淡漠、痴呆、智力减退等精神症状。肿瘤浸润性破坏脑组织,造成一系列的局灶症状,病人有不同程度的偏瘫、偏身感觉陈碍、失语和偏盲等。病人可因肿瘤出血而出现脑膜 *** 症状,而癫痫的发生率较星形细胞瘤和少技胶质细胞瘤少见。

胶质母细胞瘤以手术、放疗、化疗及其他综合治疗为主。手术应做到在不加重神经功能障碍的前提下尽可能多地切除肿瘤,扩大肿瘤切除范围既可以有效地内减压,又能减轻术后脑水肿,减低神经系统并发症的发生率。因肿瘤恶性程度高,术后易复发,胶质母细胞瘤患者预后差。

胶质母细胞瘤

glioblastoma

glioblastoma multiforme;spongioblastoma;成胶质细胞瘤;多形性成胶质细胞瘤;多形性恶性胶质瘤;多形性胶母细胞瘤

1.神经外科 > 颅内肿瘤 > 神经上皮性肿瘤

2.肿瘤科 > 头部肿瘤 > 脑部肿瘤

M9380/3

胶质母细胞瘤占神经上皮性肿瘤的50%~55%,占成人颅内肿瘤的25%。本病主要发生于成人,成人中以45~65岁最为多发,30岁以下年轻患者少见。男性明显多于女性,男女发病比例为3∶2,在老年患者中男性患者多见。胶质母细胞瘤可发生于中枢神经系统任何部位,但以额颞部多见,这可能与额颞叶间有大量神经纤维联系有关。后颅窝胶质母细胞瘤少见,位于小脑者仅占胶质母细胞瘤的。

目前有研究发现原发性胶质母细胞瘤与继发性胶质母细胞瘤的分子发生机制不同。原发性胶质母细胞瘤的分子改变以EGFR的扩增与过量表达为主,而继发性胶质母细胞瘤则以p53的突变为主要表现。

肿瘤好发于大脑半球白质内,浸润性生长,外观呈半球形分叶状,大多数肿瘤境界不清,少数肿瘤因生长迅速而使周围组织受压出现软化和水肿,表现“假包膜”现象,可被误以为境界清楚,其实肿瘤已超出边界浸润生长。肿瘤可侵犯皮质并可与硬膜粘连,或可突入脑室及深部结构。由于肿瘤浸润性扩张,胶质母细胞瘤常表现为多中心生长。但研究表明,真正多中心生长的胶质母细胞瘤只占2%~5%。肿瘤多沿神经纤维传导束生长,可沿胼胝体侵犯对侧脑组织,形成蝶形生长。同样通过沿丘脑间黏合生长,可出现双侧丘脑胶质母细胞瘤。

肿瘤的硬度因肿瘤有无继发性改变而异,一般软硬相间,质地不均。肿瘤可呈多种颜色,瘤内常有囊变、坏死及出血,钙化少见。典型肿瘤切面可见灰色的瘤体、红色的新鲜出血、紫色的出血块、黄色的陈旧出血和白色的间质增生,肿瘤亦可有大小不一的坏死灶和囊性变,囊内液体可呈血性、棕色、或黄色,也可为散在于肿瘤实质区内的多个小囊。肿瘤血运丰富,周围脑水肿明显。突出到脑表面和脑室者,肿瘤细胞可随脑脊液播散,个别的可向脑外转移至肺、肝、骨或淋巴结。

胶质母细胞瘤组织表现复杂,形态不一,同一肿瘤的不同部位亦不一致。根据WH0(1990)提出的分类标准,胶质母细胞瘤分为以下两个组织学亚型:①巨细胞型胶质母细胞瘤。②胶质肉瘤。这些亚型的提出,主要是根据肿瘤的某些比较突出的形态特征而定,与患者的预后无肯定的相应关系。

肿瘤细胞有多种组织学形态。增殖的肿瘤细胞常以小而深染的圆细胞为主,伴以间变的未分化的纤维性、原浆性与肥胖性星形细胞,另有大而怪异的来源不明的瘤细胞。肿瘤细胞直径相差悬殊,大者可达30μm以上,小者可能不足10μm。部分肿瘤胞质十分丰富,亦有胞质完全缺如而呈裸核者,核多形性并有较多分裂象。肿瘤坏死区被成堆狭长的肿瘤细胞层层环绕。肿瘤细胞核分裂象相当多见,并可见到单核或多核瘤巨细胞。供血的血管丰富,在肿瘤细胞增殖旺盛的区域内,可出现血管内皮细胞的异常增殖,形成围绕的血管球,与肾小球相似,构成胶质母细胞瘤镜下的另一个特征。来源于血管外膜细胞的间质纤维增生,严重者可成为肿瘤成分。

少数肿瘤可有蛛网膜下腔播散,10%~20%胶质母细胞瘤患者脑脊液中可发现肿瘤细胞。有软脑膜种植者约10%,尸检中达30%。开颅行肿瘤切除术后的患者极少数可发生肿瘤颅外转移。

电镜下肿瘤细胞大小形状不一,形态呈原始低分化,核大而周质少,细胞器稀少但多聚核糖体丰富。核不规则,核仁突出,常见核分裂象。巨细胞的细胞膜常有折叠,有时可见大量微绒毛,细胞器多少不固定,核畸形、多形、或分叶,高度不规则。巨细胞型胶质母细胞瘤的胞质极为宽阔,充满大量胶质丝,方向不定,成熟程度不一,线粒体散在其中。糖原丰富,核染色质与核仁突出,毛细血管和小血管内皮增生呈球状,使血管腔闭锁,大血管内皮都有增生,多层基膜包绕,大量胶质纤维产生。常见肿瘤细胞有不同程度的坏死,坏死灶中和血管周围常见巨噬细胞、成纤维细胞和其他炎性细胞。

胶质母细胞瘤生长速度快、病程短,70%~80%患者病程在3~6个月,病程超过1年者仅10%。病程较长者可能由恶性程度低的星形细胞瘤演变而来。个别病例因肿瘤出血,可呈卒中样发病。由于肿瘤生长迅速,脑水肿广泛,颅内压增高症状明显,几乎全部病人都有头痛、呕吐、视盘水肿。有头痛(73%)、精神改变(57%)、肢体无力(51%)、呕吐(39%)、意识障碍(33%)与言语障碍(32%)。肿瘤浸润性破坏脑组织,造成一系列的局灶症状,病人有不同程度的偏瘫、偏身感觉障碍、失语和偏盲等。神经系统检查可发现偏瘫(70%)、脑神经损害(68%)、偏身感觉障碍(44%)与偏盲(39%)。癫痫的发生率较星形细胞瘤和少枝胶质细胞瘤少见,约33%的病人有癫痫发作。约20%的病人表现淡漠、痴呆、智力减退等精神症状。

胶质母细胞瘤如进行手术治疗,可能发生以下并发症:

颅内出血或血肿与术中止血不仔细有关,随着手术技巧的提高,此并发症已较少发生。创面仔细止血,关颅前反复冲洗,即可减少或避免术后颅内出血。

脑水肿及术后高颅压可用脱水药物降低颅内压,糖皮质激素减轻脑水肿。对于病变范围广泛或恶性程度高的肿瘤可尽可能多切除肿瘤及非功能区脑组织行内减压,同时去骨瓣外减压。

神经功能缺失与术中损伤重要功能区及重要结构有关,术中尽可能避免损伤,出现后对症处理。

腰穿多提示压力增高,脑脊液蛋白含量增高及白细胞增多,少数胶质母细胞瘤病例特殊染色有时可发现脱落的肿瘤细胞。腰穿时病人颅内压较高应注意防止脑疝的形成。

放射性核素检查诊断阳性率较星形细胞瘤为高,病变局部显示放射性浓区。头颅X线平片仅显示颅内压增高,偶见松果体钙化后的移位。脑血管造影见血管受压移位,约半数显示病理血管,病变处血管多粗细不均、扭曲不整,有的呈细小点状或丝状。

肿瘤呈边界不清的混合密度病灶,其中多有瘤内出血所致高密度表现但钙化者较少,瘤内坏死及囊性变呈低密度影,而使其形态呈多形性,病灶周围多数脑水肿较重,肿瘤与脑组织无明显边界。脑室常被压迫变小,变形或封闭,中线结构常向对侧移位。增强后95%的肿瘤呈不均匀强化,常表现为中央低密度的坏死或囊变区,周边增生血管区不规则的环形、岛形或螺旋形强化影(图1)。坏死区常位于肿瘤实质内,呈边界不整齐的低密度区。

肿瘤在T1加权图像上呈低信号,T2W像为高信号的边界不清的肿瘤影(图2),与邻近脑组织不容易区分,占位效应十分明显。肿瘤内若有较大的坏死区则呈更低信号,若有出血呈高信号。胼胝体常受累,中线结构如纵裂池可变形、变窄或移位。肿瘤在T2加权像呈混杂信号,以高信号为主,散在性分布低与等信号。注射 GdDTPA 后肿瘤十分显著的对比增强使得肿瘤与邻近结构有明确的分界,且好发在脑深部,是较为特征性的表现。

根据病史、临床表现及影像学检查,一般可以做出诊断。

胶质母细胞瘤以手术、放疗、化疗及其他综合治疗为主。手术应做到在不加重神经功能障碍的前提下尽可能多地切除肿瘤,扩大肿瘤切除范围既可以有效地内减压,又能减轻术后脑水肿,减低神经系统并发症的发生率。肿瘤约有1/3边界比较清楚,手术可做到肉眼全切除;另2/3呈明显浸润性,与正常脑组织分不出明显界限,如果位于额叶前部、颞叶前部或枕叶者,可将肿瘤连同脑叶一并切除,使术后有一个比较大的空间,这样效果较好。如果肿瘤位于重要功能区(语言中枢或运动中枢),为了不加重脑功能的障碍多数仅能做部分切除,对位于脑干、基底神经节及丘脑的肿瘤可在显微镜下严格做到切除肿瘤,手术结束时可做外减压术。据目前统计,胶质母细胞瘤的手术死亡率不到1%,术后神经系统并发症的发生率在10%以内。肿瘤复发后可再次手术,再次手术的死亡率及术后并发症均无增加。

每个胶质母细胞瘤患者均应行术后常规放疗,也可合并应用化疗或免疫治疗。近来有文献报道手术后即进行放疗,在放疗后每隔2个月化疗1次,同时予以免疫治疗,可使部分病人获得较长时间的缓解期。

胶质母细胞瘤表现一定的放疗耐受性,对于残余的肿瘤多采用高剂量分割照射、肿瘤间质内放疗和立体定向放射外科来实现。HFRT能将传统外放射剂量提高到~72Gy,而不产生放射性坏死,增强了抑制肿瘤复发的能力。125I质粒的立体定向植入(间质内放疗)配合HFRT能够显著提高治疗效果,优于传统外放疗和化疗的组合。胶质母细胞瘤对不同的化疗敏感率是40%~80%,利用大剂量多种化疗药联合冲击治疗后辅助以自体骨髓移植来减少化疗副反应也证明是可行的。小儿胶质母细胞瘤术后3年内脑脊液播散率为(26±7)%,局部复发率为69%,二者同时发生也常见,对手术后辅以脑脊髓照射和局部追加照射也是可行的。近来,对胶质母细胞瘤的免疫治疗、基因治疗的报告也有许多,但因治疗方法和效果评价标准的不统一,效果均不十分肯定,只能作为综合治疗手段的一部分,无法代替放化疗。

因肿瘤恶性程度高,术后易复发,胶质母细胞瘤患者预后差,95%未经治疗的患者生存期不超过3个月。患者的预后与多因素有关。患者年龄在45岁以下,术前症状超过6个月,症状以癫痫为主而非精神障碍,肿瘤位于额叶及术前状况较好者生存期稍长。肿瘤切除程度影响患者生存期,部分切除或行肿瘤活检者术后6个月及2年的生存率为肉眼肿瘤全切的患者的一半。肉眼肿瘤全切除对改善患者神经系统症状有帮助。放疗可延长患者的生存期4~9个月,术后放疗可使部分患者生存期达18个月。然而,虽然对胶质母细胞瘤的综合治疗可暂时缓解病情进展,但不能治愈肿瘤,胶质母细胞瘤患者经肿瘤肉眼全切、放疗、化疗等综合治疗后,2年生存率为10%,仅有不到5%的病人可长期生存。

沉积构造研究进展论文

沉积学各个领域的研究进展可概括如下:

1)对各类沉积岩性质和成因的了解更为深入。尤以碳酸盐岩最为突出,对于其成分、结构、构造、沉积和成岩作用、沉积环境等方面,与传统的认识已大不一样,提出了结构成因分类和白云岩形成机理,确认了机械作用在其形成过程中起着极其重要的作用,生物作用也比原来估计的大得多,从而打破了单一化学成因的观点。成岩作用的研究不再停留在阶段分析,而是深入到成岩序列和成岩环境的分析。对碳酸盐岩的新认识,也促进了其他内源沉积岩的发展,在碎屑岩中轻矿物指示物源意义、自生矿物的成因、成岩作用与孔隙度-渗透率之间的关系、黏土矿物类型以及碎屑黏土矿物和自生黏土矿物的鉴别和成岩变化、火山碎屑岩的类型划分和形成机理等方面都有不少新认识和新进展。

2)沉积作用机理的研究有了很大的发展,并深入到运动学和动力学的解释上。20世纪,地质学中浊流沉积的发现,等深流(contour current)沉积和风暴岩(tempestite)沉积的提出,不仅丰富了海洋沉积的知识,而且改变和充实了对沉积物流体的认识,表明自然界存在牵引流和重力流两大类沉积物流体。大量水槽实验的资料和流体力学基本原理的引进,使得人们对沉积物流体的力学性质和机械沉积作用机理获得了很好的运动学和动力学的解释,从而对各类沉积物构造成因的认识更为深入。大量卤水和稀释溶液的实验研究,以及热力学和化学动力学新成果的引进,使得对化学和生物化学沉积作用机理的了解日益加深。尤其是低温低压下的沉积矿物与沉积水体之间的热力学平衡的研究,成岩过程中矿物的转化和自生矿物的形成条件及形成机理的研究,孔隙液迁移机理及其对孔隙度-渗透率的控制作用的研究,都有不少可喜的进展。

3)沉积环境方面最重要的进展是提出和完善了一系列沉积模式,这表明对沉积岩体加强了时间、空间分布和变化规律的研究。此外,对环境分析标志的研究方面,不仅传统方法日趋完善,而且新方法不断出现,如使用地球物理资料解释沉积环境,是一个很有前途的研究领域。

4)对整个沉积盆地或更大区域进行了综合性沉积学研究,通过对大地构造及海平面变化的研究,气候变化对沉积盆地及沉积作用控制的研究,使人们对沉积盆地的成因和分类有了进一步的认识。

5)新型沉积矿床的发现和成矿理论研究的不断深入。在一系列新的事实面前,如各种火山沉积型矿床、红海的热卤水、现代含铜沼泽、浊积岩中的石油、黑页岩中的多金属矿床等,经典的岩浆期后热液成矿理论暴露出很大的缺陷,因而出现了很多新的成矿学说,如“矿源层论”“固结水成矿说”“侧分泌说”及“卤水成矿说”等。

6)统计分析和计算机技术在沉积岩石学中的应用始于20世纪,随着电子计算机和控制论方法在地质学中得到广泛应用,可以有效地利用数学方法来解决沉积学中的各种复杂问题。如今各种数学方法已在沉积学中广泛应用,数据的电子计算机处理的普遍化将成为现代沉积学的重要标志。

总之,当前沉积学正处于从宏观到微观、从定性到定量、从资料累积到理论分析的发展阶段。

由雪莲

( 中国科学院地质与地球物理研究所)

潘云唐

( 中国科学院研究生院)

一、世界沉积学回顾篇

沉积地质学最初只有地层学,从 1800 年左右开始起步,因用标准化石来作为划分标准的生物地层学在地层的划分中应用得非常成功,所以直到 20 世纪很长一段时间,地层古生物学都统治着沉积地质学的研究[1]。

但是,实际上沉积地质学在 19 世纪晚期其主要的进展就已出现。在 1893 ~1894 年,J. Walther 出版详细阐述岩相相关律以及比较岩石学的方法的 《现代成岩作用》 三卷巨著。英国的 H. C. Sarby 和 G. Darwin 以及美国的 G. K. Gilbert 等人在更早的时候,对流水和波浪对沉积物搬运进行了定量实验,甚至使用了不同密度和黏性的流体。

Middleton 认为,沉积地质学家们长期成功而有效地使用标准化石划分地层,所以忽视了对沉积地质学其他分支的研究。R. H. Dott. Jr 认为除了上述观点,还因为定性的和描述性的研究观点几乎主宰着沉积学界,即许多问题可以通过定性的生物地层学及地质图来解决,那人们就很少研究定量的东西。

其实在 18 世纪末到 19 世纪初,Von't Hoff 就对化学沉积作用做了比较先进的实验。但是直到几十年后,沉积学家们才开始重视物理、化学原理在沉积学中的应用。

沉积地质学的起源是来自于多方面的,像地层学源于对化石形态的研究; 沉积物成分和结构的研究源于岩石学; 沉积环境的研究源于地貌学和海洋学; 沉积过程的分析源于物理学 ( 即流体运动学) 和化学。

1900 年左右,沉积岩石学开始形成,随后就出现了粒度分析法,但是直到 20 世纪 20年代,沉积学才成为一门独立的学科。如 Middleton 在 1978 年所指出,正是由美国研究委员会资助 W. H. Twenhofel 主编的 《沉积作用论文集》,以及 1926 年成立的经济古生物学家与经济矿物学家协会,最清楚地标志着沉积地质学成为一个专门的学科。

1933 年,Wadell 提出了 “沉积学” ( Sedimentology) 这个概念, 《沉积岩石学杂志》创刊。但是沉积学研究专业化在欧洲却出现较晚,1946 年在欧洲成立了国际沉积学家协会 ( IAS) 。1962 年 《沉积学》创刊,同时,英国沉积学研究专业组成立。此后,沉积学的研究在世界各地迅速地发展壮大起来[1]。

二战后,沉积学的研究有一些重大进展: Shvetsov - Kirynin 提出的原生构造控制碎屑沉积物的理论,1949 年 Pettijohn 的 《沉积岩石学》出版; 1950 年 Shepard 和 Kuenen 编写的 《海洋地质学》两本经典教材出版; 1950 年 Kuenen - Migliorini 发表了浊流沉积的论文。1948 年 Sloss 提出了不整合界线层序的概念。70 年代层序地层学最终导致了地震地层学和 “Vail 曲线”的出现和水槽实验骤增。这些都标志着 Walther 预言的比较研究方法付诸实现。

20 世纪 60 年代即有地震地层学的产生和沉积过程研究的出现,颗粒的研究也重新活跃起来。古生态学的发展,特别是通过遗迹化石补充古环境的分析,使 60 年代沉积地质学的黄金时代随深海钻探计划和板块构造理论的出现而达到顶峰。

二、中国沉积学回顾篇

在中国,早期的研究主要是包括在岩石学的研究领域之中的沉积岩石学。三大类岩石中,与岩浆岩石学及变质岩石学相比,由于它本身的理论和方法不完善,不大受地质学家的重视。从事沉积岩石学工作的人也很少[2]。

20 世纪 50 年代以前,我国的沉积岩石学研究很薄弱,只有像关于砂金、膏盐、煤及耐火材料等的调查和描述,以及对于铁、铝、磷矿床的古地理分布规律等少数的沉积岩( 物) 和沉积矿床做过少量的研究工作。

那时基本上是对野外露头进行描述,规律性的探索主要依据地层学的原理,尤其是关于古地理的解释,基本上是地层古地理或古生物古地理学。

按照刘宝珺院士的划分,将中国的沉积学发展分为 4 个阶段[2]:

( 一) 20 世纪 50 年代的奠基阶段

50 年代,随着国民经济建设的需要,能源资源如石油、天然气、煤和固体矿产如铁、锰、铝、磷等矿产地质勘探事业的迅速发展,相关沉积学的研究也大量开展起来。

但并不是从 50 年代才开始起步,其实早在很早以前,谢家荣先生就发表了 《甘肃玉门石油报告》这一初步成果,是中国地质学家对该区最早的石油勘察活动,具有重大的历史意义。

在 50 年代初,地质部建立了 6 个直属队,其中 2 个是勘查煤和沉积铁矿的。另外在全国开展的普查工作中,也规范了有关沉积岩研究工作的要求。

古地理学的研究,除了以地层学为基础外,因为沉积岩石学和沉积学的进展,许多沉积岩石学的资料也作为编制古地理图的重要依据。像 1955 年就出版了刘鸿允先生编制的《中国古地理图》,是以沉积岩石学为重要依据的,并且又是主要以地层学为基础的第一部完整的古地理图集。

50 年代,我国全面学习苏联,沉积学和沉积岩石学领域中,学校的教材以及实际工作的参考书均取自苏联学者的著作[3 ~ 12]。但是像岩石组分等值线图[13]等也借鉴欧美的观点和方法。

( 二) 20 世纪 50 年代末和 60 年代初的总结提高阶段

自 50 年代末,为了能够从成因上更好地解释古环境,有关地质人员就开始了有关岩相及环境成因标志的沉积岩石学研究,对粒度、层理、矿物成分、古生物等的环境意义有了进一步的了解。

很多单位,特别是石油地质部门广泛开展了根据这些标志而进行的岩相古地理的研究工作。在此期间,岩相旋回分析方法在含煤岩系沉积条件分析和含煤地层对比方面已被广泛采用。淡水湖泊沉积和红层的岩相分析有一些较好的成果,海相沉积方面开始注意配合古生态进行研究[2]。固体矿产方面,叶连俊[14]关于中国磷块岩特点及形成条件的分析,都有很大的影响。

50 年代末至 60 年代中期,我国沉积岩石学发展较快,实际的工作,积累了大量的资料,有可能在一些方面进行规律性的总结并提高认识。

60 年代业治铮等人发表了 《震旦纪藻碳酸盐岩石的沉积作用》[15]。1962 年由戴东林主编的 《沉积岩石学》,由曾允孚、刘宝珺等成都地质学院主编的 《沉积相及古地理教程》[16]以及刘宝珺主编的 《沉积岩研究方法》公开出版。虽然就学科本身来说,逐渐有了比较成熟和行之有效的方法,而且沉积学方面的工作也得到很大重视,但在理论上,尚未建立起学科本身的有科学逻辑的和以一定实验数据和理论推理作为基础的完整的理论体系,仍然是以直觉的观察和感性的推理作为其认识论和地球观[2]。

( 三) 20 世纪 70 年代科学的沉积学发展阶段

60 年代,国外沉积学界有几项重大突破。沉积学家引入了泥沙运动力学的理论和方法,解释了沉积构造 ( 层理、波痕) 等的形成及水动力状态,并在红层冲积物的研究方面有了重要突破。加之在 50 年代初就出现了浊流理论,认识到了除牵引流以外的另一大类的沉积作用———非牛顿流体的沉积作用。60 年代对石油储层性质研究的需要,促进了沉积成岩作用的研究,引进了物理化学的原理和方法。50 年代末至 60 年代初有关石灰岩成因分类和碳酸盐岩机械沉积的观点得到公认。60 ~70 年代板块学说的崛起也对沉积学和岩相古地理学产生重大影响,沉积学家不得不认真考虑移动的大陆和板块对沉积作用的影响。所有这些科学成就意味着建立沉积学本身理论的条件已基本成熟,沉积动力学、成岩成矿的理论,碳酸盐岩沉积的理论以及重力流的理论都可成为沉积学的理论支柱[2]。

但是,由于受 “文化大革命”的冲击,我国刚开始与国际接轨的沉积学研究遭到中断,使我国沉积学的发展推迟了若干年。

从 1971 年起,沉积岩的研究逐渐恢复。油田的地质工作者与院校教师合作,对我国东部各含油盆地进行了系统深入的研究。这个时期我国学者做了大量有意义的工作,例如,1983 年叶德胜[17]等对我国西南晚古生代沉积 - 岩相古地理的工作; 冯增昭对于华北地区岩相古地理所做的工作[18][19],及其对碳酸盐岩沉积环境和岩相古地理的研究[20];1984 年关士聪[21]等的 《中国海陆变迁海域沉积相与油气》; 吴崇筠对中国东部含油盆地的湖泊相和三角洲相的总结; 何镜宇、孟祥化等[22]关于渤海湾黄骅盆地沉积相及指相矿物的研究; 同济大学严钦尚、项立嵩等[23][24]对长江口和现代海岸以及一些第三纪 ( 古、新近纪) 盆地做的大量工作; 曾允孚[25]关于我国西南古生代与中生代碳酸盐相、生物礁的研究; 刘宝珺关于云南红层冲积相及金属矿床的岩相控制的研究。叶连俊和孙枢[26][27]涉及从震旦纪到现代的各种岩相以及一些重要沉积矿产的形成条件的问题的研究。60 年代沉积盐类矿床作为国家重点开展研究,云南地矿局找到我国第一个钾盐矿床,袁见齐最早提出成钾理论[28][29]。

( 四) 20 世纪 80 年代之后的走向全球阶段

1979 年成立了中国矿物岩石地球化学学会沉积学 ( 分) 会,中国地质学会成立了沉积地质专业委员会,地质矿产部成立了全国性的岩相古地理研究与编图工作协作组。1982年我国首次组团参加了在加拿大召开的第 11 届国际沉积学大会,展示了我国的研究成果,会上叶连俊当选为国际沉积学家协会理事。此后,我国又有业治铮、孙枢、刘宝珺、李任伟先后在国际沉积学家协会、国际地科联沉积委员会、全球沉积地质委员会中任理事及委员等重要职务,说明我国的沉积学研究已与国际接轨,并参与了国际这一学术领域的重要发展与决策事项。《沉积学报》于 1982 年创刊,《岩相古地理》于 1981 年创刊,对于推动我国沉积学和岩相古地理学的发展起了积极的作用。80 年代以来,每 4 年一届的全国沉积学与岩相古地理学术会议团结了全国的沉积学工作者,每次会议均有三四百名代表与会,受到全国地质工作者的支持。我国还先后在北京和成都举办了国际沉积学会议的地区性国际会议,即国际沉积矿产学术会议及国际沉积学数据库讨论会,也有较好的影响[2]。

70 年代末以来,层序地层学、事件地质学等的出现,新灾变论的崛起,以及板块运动对沉积作用及古地理演化的深刻影响,给予沉积学和岩相古地理的研究以巨大推动作用。王鸿祯等 1985 年出版的 《中国古地理图集》[30]是我国新一代古地理研究的代表著作。1994 年刘宝珺、许效松[31]等编著的 《中国南方岩相古地理图集 ( 震旦纪—三叠纪) 》,1985 年出版的由刘宝珺、曾允孚主编的 《岩相古地理基础和工作方法》[32],都是有影响的著作。

80 ~ 90 年代,我国的沉积学有了飞跃的发展,已建立了完善而系统的理论,而且无论在理论上和方法上都与国际接轨,众多的成果分布于沉积学的各个研究领域,研究成果多是当代学科的热点和前沿问题,而且成果与实际相结合,解决了资源的许多重大问题,研究成果体现出中国特色,高水平的专著、论文大量出现,研究队伍日益成熟。我国的沉积学以前所未有的高速度发展起来。

当今,地质科学的发展、石油天然气和矿产资源的勘查和开发,以及水资源的开发,均对沉积学提出了许多科学问题,像孙枢先生[33]提出在陆相沉积、碳酸盐沉积、近岸和浅海硅质碎屑沉积、深海沉积等方面还有很多有意义的工作要做; 在沉积盆地和层序地层学、古气候与沉积作用、前寒武纪沉积、人类生存环境的沉积学研究、区域沉积学和全球沉积学等都是有意义的方向,所有维持生命和人类活动的地球表层的环境问题研究也正在成为沉积学研究的重要组成部分。

这篇论文的完成首先要感谢我的导师———中国科学院地质与地球物理研究所的朱井泉研究员,要感谢在中国科学院研究生院为我们讲 “古生态学”和 “地质科学史”课程的潘云唐教授,以及我的同学们,是他们的鼓励、支持、指导和帮助,本文才得以完成。

参 考 文 献

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[10] Л B 鲁欣著 . 杨士儒,赵经中,李颐等译,徐志平,邱国颖校,叶连俊审 . 沉积岩石学原理 ( 下册) . 北京: 地质出版社,1956,1 ~276

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正宁县沉积相研究论文

中国陆相石油地质理论的发展历程,与石油天然气勘探事业的发展密切相关,经过了一个探索、创立和日趋完善的过程。新中国成立之前,我国石油工业基础十分薄弱,石油地质理论主要是从国外引入,并根据传统的背斜说和地面油气显示找油。新中国成立后,石油工业进入一个蓬勃发展的崭新阶段,石油地质学理论体系也获得了不断充实和发展。与我国勘探事业发展阶段相对应,陆相石油地质学理论经历了20世纪50年代初创阶段、60~70年代勘探东移的快速发展阶段和80年代以来充实完善阶段。

(一)近代石油地质学理论的引入及陆相生油观点的提出

中国近代,伴随着石油地质勘探事业的发展,逐步从国外引入科学的石油地质学理论,主要是背斜油气聚集成藏理论及追踪油气苗的勘探方法。

近代石油工业,先是从美国发展起来的,而且发展较快。石油地质学也是于19世纪末期先从美国逐步发展起来的。

1859年,美国人德拉克(Drake,.)在阿巴拉契亚山区,以蒸汽机为动力,在宾夕法尼亚州Tilusville区,成功地钻成了世界上第一口工业油井,井深 m,日产油 m3,从而成为石油工业的起点。这一口井也被命名为德拉克井(Drake well)。

国外把寻找石油与地质结合起来,是在19世纪末期才开始的。由此诞生了石油地质学。在Drake井完成后的第三年,加拿大人亨特(Hunt,.)研究了安大略油田,指出石油多储于背斜顶部多孔隙灰岩之中。与此同时,美国人安德鲁斯(Andrews,.)也提出同样的观点,但均未引起石油界的注意。

怀特于1883年研究了美国阿巴拉契亚区油气井后,指出石油聚集与背斜构造有密切关系。为证明他的观点,他选了 3 个背斜,在其顶部拟定了 3 口井位,于 1884 年开始,先后获得油气流。于是怀特于1885 年发表了论文《天然气地质学》(The Geology of Nature Gas),提出背斜理论,并开始为石油界重视。到 1915 年,大部分石油公司均先后建立了地质部门,因而把1885年被定为石油地质学的诞生年。

至1919年,按石油地质学家多西·瓦格尔(Dorsey Huager)1915年出版、1919年所修订的《石油地质学》(Oil Geology)一书,在原理方面已不局限于背斜理论,而且包括了石油的成因、聚集、物理化学性质、地层、构造地质等。在勘探方法方面,包括测图、井位确定、钻井、石油生产以及石油地质野外方法与用具等。书中关于石油的成因,分为“无机说”与“海相有机说”及“无机与有机复合说”3种。

关于油气聚集的要素,提出了五个方面,即背斜(包括单斜)构造、地层水与挤压作用、毛细管作用、储层、盖层和底板层。书中对石油地质学的主要方面均已涉及,只是因为勘探程度和分析化验技术水平的局限,在认识程度上比较肤浅。

中国近代石油地质科学原理,基本上是从国外引进的。1932年著名地质学家谢家荣编著出版《石油》一书,这可以说是中国人写的第一本石油地质学著作,难能可贵。该书主要引用外国书刊理论综合编写,对中国石油地质涉及较少,但却成为国外油气地质科学引入中国的第一本中文书籍。

在近代中国石油地质事业发展中,老一辈地质家在极其艰难的条件下,在惟海相生油论气氛笼罩下,通过在中国的实地调查,提出了陆相生油的观点。从而使中国这个在印支构造运动后陆相沉积广泛分布的国土上,勘探石油天然气的前景变得乐观起来。

首先是潘钟祥教授,他根据从1931~1934年先后4次去陕北进行石油地质调查,1935年又去四川作石油地质调查,获得的比较系统的实际资料,于1941年在美国石油地质家协会杂志上发表了《论中国陕北及四川白垩系陆相生油》的论文,向当时流传的只有海相地层才能生油的论点提出了挑战,认为陆相沉积同样可以生油。

接着黄汲清、翁文灏等,根据1942年在新疆石油地质调查的资料,在1943年初编写的《新疆油田地质调查报告》中也提出陆相生油的观点,指出新疆二叠系、三叠系、侏罗系及下第三系均为可能生油层。文中说:“至少可以说某些新疆石油,显然来源于纯粹的陆相侏罗纪沉积”。

此后,还有不少地质学家,如谢家荣、李春昱(1944)、陈贲(1945)、王曰伦(1947)、阮维周(1947)、尹赞勋(1948)、王尚文(1949)等,先后在地质调查报告中论述过陆相沉积可以生油的观点,他们认为玉门老君庙油田的生油层,应是白垩系黑色湖相页岩。尹赞勋更提出由于火山喷发,淡水湖泊中生物暴亡,成为玉门石油之来源。这些观点虽然是以区域地质分析为基础的,但它无疑是对中国石油地质学发展的一个重要贡献。

正是由于有了比较明确的陆相地层也可生油的认识,才指导了许多地质学家不畏艰难,锲而不舍地在中国广袤的国土上进行石油地质调查和钻探,发现了玉门油田,为现代中国石油天然气工业发展,指出了良好的勘探前景。

中国对近代石油地质学的贡献是,指出了惟海相生油理论的局限性,提出陆相沉积也可以生油的新观点,这是在石油海相成因观点占绝对优势的条件下,地质认识的一种革命性变化和飞跃。

(二)20世纪50年代现代油气勘探的首次突破与中国陆相石油地质学理论的初步创立

新中国诞生后,石油天然气勘探事业是在旧中国遗留下来的技术十分落后、基础极其薄弱的情况下起步的。指导油气勘探的是背斜理论,勘探目标选定的依据,一是地表背斜,二是地面油气苗。

鉴于西北地区的山前坳陷和山间盆地内背斜构造明显,又有众多的油气苗,而且已发现了老君庙和独山子油田,因此,勘探重点在西部。从1952年起,主要力量移向甘肃西部,开展了酒泉西部、民和、潮水盆地的石油勘探。同时,在新疆准噶尔盆地南缘、四川盆地西部龙门山山前坳陷开始了地面地质调查。1954年进入青海省柴达木盆地。

1950~1954年共计完钻探井420口,进尺万米,平均井深583 m。先后发现了永坪、白杨河、石油沟等3个小油田,勘探成效不大。究其原因,有的是储层物性差,如陕北枣园;有的是目的层缺失,如潮水盆地窖水构造;有的是地面背斜构造与地下构造不吻合,如川西海棠铺构造。在挫折中人们开始认识到,一个油气藏的形成,需要具有多方面的条件,找油气田不能简单理解为就是找地面背斜构造、找油气苗,还要研究储层的变化、地层分布、构造发育历史以及深浅层构造吻合情况等。并认识到区域构造稳定地区,也可形成油气田。对油气藏形成方面的这些新认识,是油气勘探指导思想的一次提高。

鉴于前期的认识,本时期油气勘探逐步向盆地腹地和构造平缓地区拓展,即所谓的上“地台”。在此认识指导下,1955年末首次突破,发现了克拉玛依油田。1958年发现了川中含油区。

到1959年底,川中地区共发现平缓背斜24个,钻探了10个,发现了7个油田,产油层位包括有中、上三叠统和侏罗系。储集空间主要为裂缝、由裂缝连通的晶洞、溶洞、介壳间隙等。凉高山层为既有裂缝、又有孔隙的双重介质储层,油层的分布受裂缝发育产状的控制。大安寨层既是生油层,又是较好的介壳灰岩储层。表明川中地区油层纵向上为多层系,横向上分布广泛,并不局限于背斜圈闭。

从1950年到1959年8月,是我国现代石油天然气地质理论发展的初创时期。在实践中初步总结出了一套具有中国特色的油气地质理论雏形。

经过10年的油气地质勘探,通过野外地质调查和油藏所处的地质环境研究,使广大地质学家进一步确立了陆相生油的观点。各勘探盆地已先后确定了本地区的主要生油层系及分布范围。

1960年前后,石油工业出版社出版了有关这方面的若干著作,代表了这个阶段石油地质学家对陆相生油认识的水平。但由于种种原因,多数未能与广大读者见面。《中国陆相沉积生油和找油论文集》(第一集,1960年3月)是公开发行的一本。该书各篇论文,有的从大地构造条件、沉积环境、古气候及有机物沉积特点,来论述石油的生成;有的从陆相沉积、沉积建造与生油关系,来论述陆相沉积的生油条件;有的从岩石性质及动物、植物化石来论证陆相生油;有的论文还谈到在陆相沉积中,如何找油的问题等等。

关于生油的地质条件,当时已经提出,在内陆盆地的沼泽相、湖泊相(淡水、半咸水),甚至三角洲相,都是生油层的沉积环境,并大体明确了中国已勘探盆地的主要生油层系。关于生油层与储油层的分布关系,该书认为,储油层在生油层剖面内,或在其上,或在其附近。陆相生油岩是在沉积盆地不断扩大、水体封闭、湿润气候条件下堆积而成的,其直观标志与海相一样是灰绿色到黑色粘土岩。

在此期间,中国科学院兰州地质研究所于 1959 年提出中国陆相生油的地质条件是“内陆潮湿坳陷”。地质部系统对陆相生油也进行了大量的研究工作,在描述生油层地质条件时,特别强调了还原环境。

1955年,第一次走出山前坳陷,在背斜构造不明显的单斜带,发现了当时中国最大的克拉玛依地层超覆和地层不整合大油田。之后,又在玉门鸭儿峡发现了变质岩风化壳油藏、在川中发现了裂缝性油藏,证实了中国油气藏类型是多种多样的,勘探领域十分广阔。

在油气藏形成的过程中,水文地质条件有很大影响,克拉玛依油田在这方面的研究较为深入和系统(《石油地质报告集》,1959)。

这期间开始认识到油气藏分布不仅受单个构造的控制,就总体来看,是被构造带控制的。因此,相应地提出了油气聚集带的概念,如准噶尔盆地北部划分出3个含油区、7个油气聚集带;克拉玛依-乌尔禾为1个油气聚集带。

关于找油方向,这期间已经明确提出必须在具有生油岩系的盆地范围内去找,首先是要在有生油岩系的整个盆地里去找储油构造。

对含油气的评价工作,也逐步摒弃了单个背斜的排队方法,而着眼于全盆地或一个含油气地区的综合评价。在勘探方法上,开展了如川中、川南等地区的构造连片细测和克拉玛依的地面地质、钻井及地球物理的综合勘探,从而能够较全面而且较快地认识地下地质构造。

(三)中国油气勘探战略东移与陆相石油地质学理论快速发展阶段

中国石油天然气勘探重点由西部向东部转移的原因,一是油气地质学理论水平的提高,认识到东部地区有较大的含油气潜力;二是勘探手段的改进与发展,特别是地震与深井钻探技术已开始广泛使用,于是才有可能在一无地面背斜,二无油气显示的广袤大平原内进行油气勘探。

关于我国东部地区的含油性,早在1948年1月,翁文灏教授在美国油气杂志上就著文指出,中国松辽、华北、江汉和鲁、苏、浙、闽、粤沿海以及台湾省西部定碳比小于70%,为有利含油气区。从1952年以后,又有一些中国地质专家先后提出,应该开展中国东部地区的地质勘探。

从1955年开始,地质部和燃料工业部石油管理总局加强了在东部地区进行的石油地质普查工作。1955年1月,燃料工业部石油管理总局召开了第六次全国石油勘探会议,确定了开展中国东部地区石油地质普查。同年1~2月,地质部第一次石油普查工作会议也决定开展东部的勘探。

1956年,石油工业部成立华北石油勘探大队,并开钻了第一口石油参数井——华1井,同时派出地质队到二连盆地进行石油普查。

1958年,又在长春市成立了松辽石油勘探局,在上海成立了华东石油勘探局,为中国石油勘探的重点东移做好了组织准备。

1.大庆油田的勘探开发和中国油气地质理论的逐步建立

松辽盆地以找油气为目的的地质普查勘探是从1955 年开始的。首先是地质部东北地质局进行了两条路线踏勘。通过调查认为,松辽平原是一个沉降区,有很厚的白垩系与第三系沉积,总厚度约4000 m。在松花江岸及公主岭西之黑山嘴子找到了具有油味和荧光显示的含介形虫化石的暗色泥岩,并提出有海相地层存在的可能。预测平原中部可能有储油构造,建议尽快开展地球物理勘探。1956 年,地质部松辽石油普查大队和第二物探大队,在松辽平原进行重磁力普查,初步了解了松辽平原的基底起伏状况。

大庆油田的发现,进一步证明了陆相沉积盆地不仅可以生油,而且可以形成丰富的石油,形成特大型的世界著名的大油田,从而极大地提高了对陆相盆地含油气潜力的评价,对中国油气资源的认识就更加乐观。

在大庆油田的勘探开发实践中,系统地研究和总结了陆相盆地石油地质学的主要内容,使中国石油地质学理论水平和相应的勘探指导思想水平,有了大幅度的提高。

(1)在陆相生油方面有重大进展

陆相生油研究,不再局限于过去单纯的地质定性分析,开始大量应用岩石化学分析资料,确立了定量鉴别生油层的有机质丰度和沉积环境参数,这是一个很大的进步。在大庆油田陆相生油研究的推动下,全国各油气区,陆续进行了这方面的工作,明确了中国陆相原油和海相原油相比,多数具有高蜡、低硫、低卟啉含量、低w/(V)/w(Ni)比值等特点。陆相生油层沉积水体矿化度多数较低,氯根含量一般只为海相的10%~20%,碘含量为海相的20%~50%,溴的含量也低,还原硫、钒、镍、铜、铬等元素含量也普遍低于海相,说明多数陆相生油层形成于淡水和半咸水中。能否构成生油层,关键是有机质的丰度和沉积环境,而不取决于古水体的矿化度。

陆相生油层的形成与沉积时水体的氧化-还原程度密切相关。提出利用铁还原系数(k)来确定还原程度:氧化相k=0~,还原相k=~,其中,弱还原亚相k=~,还原亚相k=~,强还原亚相k=~,硫化氢相k>。以此为标准,分析了中国主要含油气盆地生油层的分布特点,指出陆相生油层主要沉积于弱还原亚相和还原亚相,而海相生油层则主要沉积于还原亚相、强还原亚相和硫化氢相。

还原环境有利于有机质的保存和有机质向石油转化,有机碳含量则是衡量生油层优劣的标准。中国陆相生油层有机碳含量比较高,它的下限值为,而一般值为1%~2%;海相生油层有机碳含量一般为1%左右或更高。陆相生油层的沉积环境,为长期下沉、并为较深水体所覆盖的湖盆,非补偿区是形成良好生油层的最佳部位。气候条件不是最主要的,但温暖湿润的气候更有利于水体的长期保持与动植物的繁衍生长。

(2)推动了陆相沉积学的发展

大庆油田发现后,在储油层岩性、物性、沉积环境及其分布规律方面的认识,极大地推动了陆相沉积学的研究与进展。

对陆相沉积环境的研究,早在20世纪50年代末期,在大庆油田发现前业已开始。1958年冬,石油工业部石油科学研究院在北京举办岩相古地理学习班,由各石油管理局派人参加学习。之后,各探区借鉴海相沉积学研究方法,应用地层、岩性和古生物资料进行岩性分区和岩相古地理恢复研究。石油工业部石油科学研究院于1959年成立岩相古地理研究队。该队于1959~1960年,先后研究了鄂尔多斯盆地延长组(T3y)和延安组(J1y),渤海湾盆地济阳坳陷的下第三系,松辽盆地松花江群和四川盆地的侏罗系。由于资料短缺,研究单元划得大、方法少,因此,对陆相沉积特点体现较少。但是,在认识盆地的发育历史和沉积特点方面起到了一定的作用。

1960年11月,石油科学研究院召开了“全国油气田分布规律与岩相古地理会议”,交流了各油气区的经验。把湖相细分为滨湖、浅湖、半深湖和深湖亚相。并提出了深湖亚相利于生油,以及陆相沉积有明显的旋回性,地层剖面多生储盖组合的观点。认为生油层、盖层位于细粒段,储层位于粗粒段,从而形成了生储盖组合。

(3)进一步认识陆相油气藏形成的特征

大庆油田发现后,总结提出油气藏形成的生(油层)、储(集层)、盖(层)、运(移)、圈(闭)、保(存)等6个条件,对中国陆相盆地油气藏形成及分布规律有了进一步认识。归纳起来大体有如下几点:①由于陆相沉积岩性、岩相变化大,油气运移距离小,油气藏分布严格受生油凹陷的控制;②二级构造带控制油气聚集;③斜坡区,往往形成非背斜油气藏;④盆地中央宽缓部位,往往发育有平缓的长垣背斜,油气最为富集,如大庆长垣背斜。因此,在勘探上形成了“定凹探边”,以二级构造带为目标的指导思想。所谓定凹,首先要确定生油凹陷,然后在有利生油凹陷周边有利储集相带区,以二级构造带为目标,进行整体勘探。这种勘探做法,在随后的渤海湾盆地油气勘探初期,应用见到了实效。

2.渤海湾大型油气区的勘探进展推动了油气聚集理论的完善和提高

渤海湾油气区的发现和发展过程,是认识张性裂谷盆地油气藏形成和分布特点的过程,也是中国陆相石油天然气地质理论长足发展,进一步完善提高的过程。

1964~1977年的10多年间,通过全面而系统的研究,中国石油天然气地质理论,包括陆相沉积学、陆相生油层评价、陆相储集岩特征、陆相流体性质和陆相油气田分布规律等内容,都有很大的丰富和发展。进展最明显的是油气藏形成条件及复式油气聚集带理论的产生。

(1)油气藏形成条件认识的发展

如前所述,在大庆油田发现后的初期,对油气藏的形成曾提出了生(油气层)、储(集层)、盖(层)、圈(闭)、运(移)、保(存)等6个要素,经过渤海湾盆地大规模油气勘探和深入研究后,认识深化了,对油气藏形成条件也进行了补充和发展。首先认为烃源岩是基础,储、盖层两个条件不应分割开来单独分析,而应当把两者联系起来,从其组合的角度分析它们在油气藏形成中的作用。另外也应把烃源岩与运移两条件结合起来,分析油气源的状况。因此实际上油气藏形成的最基本要素,就是油气源、储盖层组合和圈闭。

上述3个条件也并非就是油气藏形成的充分条件,有不少地区这3个条件都有,但是有的圈闭成为油气藏,有的却含油气很少,有的甚至成为“空”圈闭。这是为什么呢?经过深入研究,认为油气藏形成的 3 个要素,并非是互相联系发展的,而是各自独立变化的。只有当3个要素在时间、空间上具最佳配置和组合的地方,才能形成油气藏。特别是油气运移和圈闭形成的时间、空间的配置就更为重要,即在时间上是在油气生成前或与油气生成同时形成的圈闭。而在空间上,则是距油气源近,或虽然远,但有通道沟通的圈闭,才最有利于油气藏的形成。比如济阳坳陷的胜-坨地区,是一个同沉积的逆牵引背斜构造,发育于沙三期(E2-3 s3),定型于油气运移开始的东营中晚期(E3 d1-2)。在空间上,这个背斜带紧邻东营生油凹陷陡侧,有多条断层与主要生油层沙三段沟通,因而在沙二段(E2-3 s2)形成丰度很高的油气藏。黄骅坳陷孔店凸起,不仅距歧口生油凹陷较远,而且披覆于凸起上的馆陶组背斜形成也较晚,但在时间上仍早于油气主要生成运移期明化镇期(N1-2 m)。在空间上圈闭与油源区有不整合面和断层沟通,因此也形成了油气藏。

油气藏形成的关键是3个成藏要素的时空配置和组合。在此观点指导下开展了渤海湾盆地油气生成、运移与圈闭形成诸要素的时空关系研究,随后的找油勘探工作就更有针对性,成效有了明显提高。

(2)复式油气聚集带理论的产生

对以拉张断陷为特征的渤海湾盆地油气聚集与分布的认识,大体上经历了3个阶段。

第一阶段———简单背斜油气藏模式阶段:在勘探初期,认为华北平原和松辽平原一样,油气聚集于背斜中,因此用简单背斜油气藏的模式来指导勘探,采用等距离布探井、大剖面控制的办法来探明含油气的范围,但使许多井遇到了意想不到的情况。如在济阳坳陷的勘探中,发现在构造高部位的探井为水层,在低部位的探井却见到油层;在一口井中,油层之上有水层,水层之下有油层;同一油层在不同井中,其流体性质、产能、产量、油气比等变化都很大,有些井落了空。再如,辽河坳陷在整体勘探黄金带———热河台二级构造带,套用大庆油田油气分布模式部署井位,致使第一批定在翼部及鞍部的探井落空。一度曾出现了仅在“构造高点有油”的论点,认为含油面积只能依靠钻井来确定。于是出现了“打到油层往外扩,打到水层往里缩”的完全被动和“不可知”的状况。

第二阶段——勘探小断块阶段:经过初期勘探实践,已认识到渤海湾盆地断层多、断层活动时间长、构造破碎和断块控制油气分布的特点。针对断块油田的特殊性,一部分勘探家曾产生过必须先搞清每一个断块的油层分布情况,然后才能进行油田开发的想法。这一做法一度使勘探工作陷入复杂小断块中,导致探井密度越来越大,钻井越来越多,使勘探步子难以迈开,以致于在一段时间里,勘探上没有重大发现。如某一个坳陷的勘探初期,对其中2个构造带,勘探了2年,仍然没有超出3~4 km2的范围。

第三阶段——复式油气聚集带观点的建立阶段:渤海湾盆地在下第三系沉积时,有47个凹陷。多数凹陷自成一个独立的沉积系统,在其周围有大小不等、数量众多的水系注入湖盆,形成了各类砂体与生油岩在平面上共生、剖面上错叠交互的组合。而且又因湖盆中心不断迁移,从而使生油岩和储油岩构成良好的生储盖匹配。这与我国一些大型湖盆,如松辽盆地构成的统一沉积盆地不同而且要复杂得多。另外,在沉积过程中及沉积后,盆地又经历了多次强烈的断裂活动,使生、储油层被一系列不同方向的断层切割、错动,或呈垒堑相间、或呈阶梯变化、或呈群楼式的镶嵌体。每一个油田都是由很多含油层系、很多类型油藏和大小不等的一系列含油断块组成。每个断块的每个含油层段又都是一个独立的油水系统。实际上一个油田是由成百上千个油藏组成的。

有关复式油气聚集带的理论,就是在这样的地质条件下,经过反复实践和全面系统的综合研究,才逐步总结出来的。

复式油气聚集带理论的提出,在我国东部地区的油气勘探中发挥了重要作用,提高了勘探、开发成效。

断陷盆地既有它复杂的一面,也有它简单的一面,既有差异性,又有统一性。所谓统一性,就是一个断裂构造带一般都有相对统一的形成史、主要目的层与主要的生储盖组合及主要的油气藏形成期。油气分布受构造带控制,在一个成藏地质体中构成多层系、多类型油气藏组合含油的基本面貌。所谓差异性,是一个断裂构造带被众多的断层切割,油、气、水在各断块中又自成系统,断块间在含油气层系、油层段、油水界面、油气水层组合、流体性质、压力系统、驱动类型与能量方面均有差异。在勘探上,要从统一性出发,整体着眼,立足于油气藏聚集带进行整体部署,对含油规模进行控制和探明。而在开发上,则要立足于断块,区别对待,力求稀井高产,早期补充能量,及时注水。

(3)滚动勘探开发方法应运而生

如上所述,复杂油气聚集带内油气藏数量众多、类型多样,是不可能通过一次勘探就能完全搞清的。因此,要把勘探开发交叉进行,从而产生了滚动勘探开发的具体实践,使勘探开发成效明显提高,这是中国石油勘探专家、油藏工程师与油田开发专家基于对断陷盆地油藏特征与油、气、水分布复杂性的深刻理解,在实践中描述总结出的行之有效的方法,是对世界油气勘探开发实践的重要贡献。

(四)1979年之后中国陆相石油地质学理论进一步丰富完善阶段

为了深化对中国含油气盆地石油地质特征的认识,以便更有效地发现油气储量,从1979年开始,原石油工业部组织强化了对中国石油天然气地质理论的研究。一是健全和建立研究组织机构,在北京充实和加强了石油勘探开发科学研究院,在全国各地区的各油田管理局(公司),先后建立和健全了石油天然气地质勘探开发研究院(所);二是加强了科学研究工作的协调和计划管理,以及广泛应用先进的分析、实验技术;三是强调了基础学科研究,如构造、沉积相、生油层、储层、煤成气及天然气地质、资源评价和油气藏分布规律等。经过几轮分专业分地区的系统综合总结和全国性专业系统综合总结,中国石油天然气地质学有了很大的充实和提高。

1981年开展的全国油气资源评价研究,促进了油气地质学理论的发展。在统一的研究大纲和计划安排下,进行了5年工作,于1986年完成了构造、沉积、生油、煤成气、油气聚集与分布、资源评价等专题研究和全国143个盆地的资源评价。预测了全国石油和天然气资源量。这次资源评价工作,重视基础研究,从专题研究入手,取得了丰硕的成果。在该项研究工作结束之后,先后汇总出版了中国油气区构造、沉积相、陆相生油、煤成气、油气资源评价方法及油气聚集与分布规律等6个专题研究论文集。

1985~1995年的《中国石油地质志》编写工作,包括中国海洋石油总公司及中国石油天然气总公司所属各石油管理局、勘探局(公司)的研究院(所),按照统一的提纲,对各油气区的石油天然气地质理论,包括地层、沉积相、构造、生油层、储层、油田水文地质、天然气地质、原油性质、油气运移、油气藏分布规律、资源潜力和勘探前景等,进行了更为全面和系统的总结,使中国石油天然气地质理论水平又向前跨进了一大步。

1992年开始的第二次全国资源评价,促进了对我国石油天然气地质特征的认识进一步深化。

随着油气勘探的发展,很多油气地质问题需要重新认识和研究。为此,中国石油天然气总公司和中国海洋石油总公司从1992年4月到1994年底,组织全国各有关24个单位按照统一要求,进行了第二次全国油气资源评价研究工作。地质评价主要进行盆地评价和区带-圈闭评价。盆地评价研究统一采用先进的盆地模拟技术,在对盆地石油地质进行综合研究的基础上,建立地质模型和数学模型,随后编制成软件,应用计算机,定量模拟沉积盆地的形成、发展及其中烃类的生成、运移和聚集过程,从而指出盆地有利的勘探区带。区带-圈闭评价研究,采用地质风险方法,主要对区带-圈闭的含油气性进行基础地质研究,指出成藏条件及与其相关区带-圈闭的对比研究。

第二次资源评价研究与第一次相比,采用技术方法先进,规范标准统一,认识深入和可信度显著提高。不少区带-圈闭评价研究,直接为探区提供了勘探目标。特别对于油气藏形成条件与规律、陆相生油理论、低熟油以及若干新区勘探新成果、新理论编写了专著,使对中国含油气盆地的地质认识进一步深化。

1.关于沉积相的含义

沉积相研究最初源于相的研究,关于相的研究历史很长,最早由丹麦地质学家斯丹诺(S t e n o)1669年引入地质文献。他认为相是在地质时期内地表某一部分的总和。其含义也不尽相同,一种认为相是一定地质时期内地表某一部分的全貌(S t e n o,1669)沉积物的特征及其生成环境的总和。简称相或岩相。沉积相的概念是1838 年瑞士地质学家A.格雷斯利建立的。他认为相有两个要点:①地层单元中的岩石面貌和古生物组合要一致。②在相同的古生物组合中,要明显地含有不同于其他相中的一些生物种属。并认为沉积相反映着沉积物形成地理位置和地理环境。美国学者.莫尔1948年提出沉积相的定义为“沉积相是沉积剖面中任何空间上独立的,与该剖面的其他部分有显著区别的部分”,强调了地层学的概念。苏联学者.鲁欣1958 年认为“把相理解为沉积物的特征及其生成环境的总和更加确切”。.塞利1970年主张相可用5个参数来确定,即岩体的几何形态、岩性、古生物、沉积构造和古水流形式。沉积相反映着地质时期地理环境的特征及其演变过程,因此研究它对了解各地质时代古地理环境和地壳的历史演变有着重大的理论意义,对沉积矿产的普查勘探,查明地下水、油、气的分布规律,对工程建设的设计和规划均有重要的实际意义。

2.沉积相研究简史

瑞士地质学家A.格雷斯利(Gresly,1938)第一次提出了沉积相的概念,他认为沉积相有两个要点:一是地层单元中的岩石面貌和古生物组合要一致;二是在相同的古生物组合中要明显的含有不同于其他相中的一些生物种属。认为相是沉积物变化的总和,表现为岩性的、地质的、古生物的差异,他强调的是沉积物特征的变化;美国学者.莫尔(1948)提出沉积相是沉积剖面中任何空间上独立的,与该剖面其他部分有显著区别的部分,强调了地层学的概念。19世纪末叶,陆续出现不同的派别,有的认为相是地层的概念,简单地把相看作是地层单位的横向变化;还有人认为相即是环境,也有人认为相是岩石特征和古生物特征的总和。苏联学者任竹日尼科夫(1957),将相定义为一定岩层的生成和沉积环境,这个环境是根据岩性特征、生物化石、地球化学差异和其他特征推断出来的。即把相与环境等同起来。鲁欣(1953年)将相定义为能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律的综合。认为相是沉积物形成条件的物质表现。他1958年又提出:把相理解为沉积物的特征及其生成环境的总和更加确切。1976年塞利(Selly)提出,应从沉积岩体几何形态、岩石学特征、古生物特征、沉积物构造特征和古流向5个方面来限定相或沉积相。目前大多数学者将相理解为沉积环境的古代产物。塞利(1976)认为,相专指环境的物质表现。

我国沉积相研究历史较短,1985年中国学者翟淳把沉积相分为5级。即相组、相、亚相、微相和相素。先根据自然地理条件分为大陆相组、海陆过渡相组和海相组,它们属一级相;再根据自然地理条件的局部变异划分出二级相,如大陆相组分为河流相、湖泊相、沼泽相、冲积扇相、残积坡积相、沙漠相、冰川相;海陆过渡相组分为三角洲相、河口湾相;海相组分为无障壁海岸相、有障壁海岸相、浅海陆棚相、次深海相和深海相;二级相下再分出三级相,或叫亚相,如河流相再分为河床亚相、堤岸亚相、河漫滩亚相和牛轭湖亚相;再根据微地貌或岩性、古生物特征细分出第四级相,或叫微相,微相下再根据岩性分出若干相素。

油气田开发使人们对相的概念更加深入,认为相应包含沉积环境和沉积特征两方面内容;1985年刘宝君等主编的《岩相古地理基础和工作方法》一书出版后,长期得到研究和生产单位广泛应用;2003年姜在兴等在沉积岩一书中将相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩特征的总和。他将沉积相分为碎屑岩沉积相和碳酸盐沉积相,并将陆源碎屑沉积相划分为相组和相,进一步分为亚相和微相,并以自然地理条件为主要依据。存在的主要问题,是分类系统不统一,层次不清,粗细不均。

上面的划分方案主要是根据沉积时的自然地理条件,而在地质历史中,沉积相更多的是表现在垂向上的和平面上的变化,因此,除了岩相本身受到自然地理条件影响之外,更多的是受到构造运动多期性和长期性的制约,致使沉积相变化更加复杂。所以,用活动论观点研究沉积相的变化规律,成为当前的首要任务。特别是地壳的水平运动和垂直运动对沉积相影响极大,沉积环境有时相对变化较小,有时变化较大,特别是火山活动,风暴,潮汐,重力,以及构造运动形成的各种类型的构造盆地,都直接控制着沉积物的沉积。因此要恢复当时的沉积状况,必须首先恢复原型盆地特征,

3.青海地区石炭纪沉积相的研究概况

青海地区石炭纪沉积相研究历史较晚,在1∶20万区调中,仅划分为海相和陆相,海陆交互相。专门研究只限于少数论文中,比较系统研究沉积相当属于石油系统。

郭宏莉等(2002)在中国西北地区石炭纪岩相古地理一文中,将柴达木盆地早石炭世归入南天山—北祁连滨浅海相区、柴达木碳酸盐台地相区、中祁连滨浅海相区;晚石炭世归入柴达木碳酸盐台地相区、宗务隆山浅海—半深海相区、祁连滨浅海相区。

青海油田公司和中国石油大学等单位对盆地石炭纪含油地层研究时讨论过。2003年青海油田勘探开发研究院石炭系—二叠系研究组将柴达木盆地分为滨岸相区(包括滨岸浅滩亚相、滨岸潮坪亚相、滨岸沼泽亚相),碳酸盐台地相区(包括开阔台地亚相、局限台地亚相)和浅海陆棚相区。他们分别将其分为海陆交互相、海相。包括滨岸相、碳酸盐台地相、浅海陆盆相,和浅滩亚相、潮坪亚相、沼泽亚相、开阔台地亚相、局限台地亚相、内陆盆亚相。

尹成明等(2006,未刊)对柴达木盆地东部地区石炭系研究时指出,下石炭统穿山沟组城墙沟组形成于受陆源碎屑影响的混积台地环境,怀头他拉组下段形成于滨岸沉积环境;上段为碳酸盐岩开阔台地环境。上石炭统克鲁克组下段为滨岸—开阔台地环境;上段属滨岸局限台地环境;扎布萨尕秀组下段为潟湖—局限台地环境(潟湖—前三角洲—三角洲前缘),中段为早期开阔台地,晚期为潟湖滨岸沼泽环境,上段为局限台地—开阔台地环境(前三角洲—三角洲前缘—局限台地)。并具体分为:

1)滨岸相:滨岸浅滩亚相(穿山沟组),滨岸潮坪亚相(下石炭统中上部和上石炭统),滨岸沼泽亚相(上石炭统下部);

2)碳酸盐台地相:开阔台地亚相(见于下石炭统),局限台地亚相(见于下石炭统);

3)浅海陆盆(棚)相:内陆盆亚相(见于阿木尼克山下石炭统上部)。

此外,汤良杰等(1999~2000)引用构造古地理概念,将大地构造环境作为划分沉积相重要标志。提出柴达木盆地为弧后裂陷盆地,石炭纪表现为滨岸—台地—陆棚相碳酸盐岩和碎屑岩建造夹煤线沉积,在宗务隆山地区为裂陷槽环境下的沉积;至祁连山地区则为弧后陆缘还盆地环境沉积,发育陆棚—滨岸—河湖相的碳酸盐岩—含煤碎屑岩—碎屑岩沉积;

李燕平等(1989)根据古地磁资料,认为柴达木地块在石炭纪末期位于塔里木地块之南,华北地块以北,位于北纬26°左右,并受到阿尔金断裂带的制约。1990年王增吉在中国的石炭系中将柴达木盆地归入西北华北生物地理区;

1999年李守军等在柴达木盆地石炭纪古生物地理归属研究一文中,则将柴达木盆地归入华南生物地理区;

2002年王训练等,认为阿木尼克组为陆相冲积扇。

2006年杨平等在柴达木盆地石炭纪古生态与沉积环境一文中,认为石炭纪主要发育陆表海,以碳酸盐台型沉积为主,阿木尼克组与石拐子组底部为滨海浅滩相沉积,穿山沟组与石拐子组中部为滨岸潮坪相向浅海碳酸盐开阔台地相演化;城墙沟组和石拐子组顶部为封闭的碳酸盐台地环境,相当于台洼;怀头他拉组和大干沟组属滨岸潮坪相,中上部为碳酸盐开阔台地相,上段为正常浅海环境,大干沟组为碳酸盐台滩,上部为碳酸盐台坪。克鲁克组属滨岸潟湖相沉积;尕丘1井含煤地层相当于滨岸沼泽或潟湖有关,上部为滨岸潮坪环境。扎布萨尕秀组下部为滨岸沼泽潟湖相;缔敖苏组—四角羊沟组下段为浅海碳酸盐台地沉积环境。

根据青海石炭纪沉积特征,本书根据地壳运动特征及各时期沉积相特点,按照地域特征可分为三大类,分别称为沉积区、沉积相区、沉积相带:

沉积区与区域构造运动有关,根据区域构造特征可分为三级:沉积区(相当于地层区范围)、沉积相区(相当于地层分区)、沉积相带(相当于地层小区)。

一级沉积区:包括稳定型沉积区,活动型沉积区,过渡型沉积区。其界限受到大型构造线控制。

二级沉积相区:可根据区域岩相水平和垂直变化组合特征进行划分(多以地域命名):其界限受到断裂的控制。

三级沉积相带:为相区次一级名称,其界限主要为大的岩相变化界限。

根据岩性特征,可分为相类、相组、相、亚相4个级别。

一级相类:主要是依据岩石类型划分。包括碎屑岩相类、碳酸盐岩相类、火山岩相类。

二级相组:依据岩石组合不同,可划分出不同相组,包括碎屑岩相组,碳酸盐岩相组,火山岩相组。

三级相:根据沉积自然环境划分,包括:陆相,海相,河流相、湖泊相,海陆交互相,浊积相。

四级亚相:为相的次一级单位,主要是自然环境的不同部位划分。

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