從太平洋到喜馬拉雅的沉積學新航程

朱筱敏 陳賀賀 談明軒 李順利 秦祎 楊棵

關鍵詞 國際沉積學大會；研究熱點；深時氣候與環境；資源沉積學；沉積地球化學；新技術與新方法；發展趨勢

1 會議議題及論文分布情況

1.1 會議設置

第21屆國際沉積學大會于2022年8月下旬在北京通過線上平臺召開，聚焦“沉積學新征程：從太平洋到喜馬拉雅”的主題，旨在探討國際沉積學前沿科學問題，促進沉積學理論與技術創新，同時向世界展示中國沉積學取得的長足進展。本次大會共設置了11個科學主題（Scientific Theme，簡稱T），具體包括：T1-深時氣候與環境，T2-構造與火山沉積學，T3-環境與災害沉積學，T4-生物沉積過程，T5-陸相碎屑沉積體系，T6-海相碎屑沉積體系，T7-海相碳酸鹽巖沉積，T8-現代沉積過程，T9-資源沉積學，T10-沉積地球化學，T11-地球科學進展與新技術。上述科學主題下設67個專題（Session）（表1）。大會期間，8名國內外知名沉積學家受邀做了受到參會者廣泛關注的大會主旨報告，其內容涉及碳酸鹽成巖過程、晚新生代東亞水文氣候時空演變、細粒沉積巖的沉積學研究、深時生物地貌學研究、火山沉積與構造演化、火山“源—匯”系統、深海沉積物的源—匯遷移過程和沉積學未來發展方向等多個方面。

此外，大會設置了4個會前短期課程（Short Course，簡稱SC），具體包括：SC1-碳酸鹽巖沉積微相與成巖作用，SC2-層序地層學：原理與應用，SC3-全巖與黏土礦物定量分析，SC4-沉積物粒度趨勢分析；5個青年科學家活動（Early Career Scientists Activities），以及15 條線上野外路線（含1 條青年沉積學家野外路線）。

1.2 會議論文分布

依據本次大會11個科學主題及其下屬的67個專題的設置情況（表1），作者分析統計了各個專題中論文的分布態勢（圖1）。本次大會共接收了1 502篇摘要，其中895 篇為口頭報告，607 篇為展板討論。與往屆國際沉積學大會相比，深時氣候與環境、現代沉積過程、碎屑沉積和生物沉積、海相碳酸鹽巖沉積等依然是當前沉積學的研究熱點，而火山沉積學、碳中和沉積學、災害沉積學等受到廣泛關注，深海油氣資源及沉積礦床等相關研究發展迅速，大數據與人工智能在沉積學中的應用也成為本次大會亮點之一[1]。在所有接收摘要中，第一作者以中國通訊單位為地址的摘要共1 301篇，占總摘要數量的86%（圖1）。統計研究表明，國內學者論文主要集中在深時氣候與環境、陸相碎屑沉積體系、生物沉積過程、現代沉積過程、海相碎屑沉積體系、海相碳酸鹽巖沉積、資源沉積學及地球科學進展與新技術等方面（圖1），而國外學者論文主要集中在構造與火山沉積學、環境與災害沉積學、現代沉積過程、陸相碎屑沉積體系、海相碳酸鹽巖沉積及沉積地球化學等方面（圖1）。

2 國際沉積學研究熱點

2.1 深時氣候與環境

幾十年來，大氣中二氧化碳含量的急劇增加導致了全球氣候變化加劇，迫切需要評估全球氣候變化對生態系統、沉積過程、能源礦產和宜居性的影響[2]。伴隨著最近幾千年到幾十萬年地球氣候系統復雜動力學的深入理解，第四紀之前的沉積記錄在預測未來氣候變化的作用愈顯重要，特別是在氣候轉變及其對深時記錄氣候閾值的影響方面[2?4]。

2.1.1 新生代亞洲—青藏高原氣候變化機制及沉積響應

陸地和邊緣海盆地中的新生代沉積物是研究印度和歐亞大陸碰撞相關的構造隆起及氣候變化的最佳記錄。在印度板塊不斷向北擠壓下，亞洲地貌和氣候條件相應發生了重大變化，體現在亞洲地貌的隆升、不同時間尺度上的季風演變以及亞洲內陸和西伯利亞地區的干旱[3]。基于尼瑪盆地約2 000年分辨率的旋回地層分析以及環境磁性參數的周期性干濕波動和軌道周期的研究，認為南亞季風降水至少在約27.4 Ma前已經向青藏高原中心推進，更新了亞洲季風是在漸新世—中新世界限附近形成的傳統認識[5]。基于南中國海南部巖心樣品中的黏土礦物、主量元素和Sr-Nd同位素分析，重建了過去45年湄公河流域的化學風化歷史，指出湄公河是南中國海南部的主要陸源沉積碎屑來源，且在MIS 2期間化學風化減弱，意味著東亞季風演變顯著控制了湄公河流域的化學風化，這是導致南中國海南部的陸源沉積物變化的重要原因[6]。

與新生代地層年齡、氣候環境變化、風化侵蝕過程以及亞洲山脈，特別是青藏高原隆起的生物多樣性演化相關的構造和沉積記錄，是揭示新生代亞洲—青藏高原氣候變化驅動機制及沉積響應的關鍵[2，7?8]。青藏高原湖泊的水文循環對亞洲內陸氣候與環境演變產生了深遠影響，而晚中新世被認為是青藏高原大型古湖泊的發育時期。Zhang et al.[8]通過漫反射光譜、古地磁構造旋轉等分析，指出青藏高原東北部湖泊水文系統在約11 Ma發生重大變化，主導該變化的是構造活動和地貌隆升，而非氣候變化或太陽輻射量變化。板塊構造過程一直被認為是新生代全球碳循環的主要原因[7，9]。然而，新生代加速的CO2消耗和火山脫氣產生的相對穩定的CO2輸入導致的不平衡可能在幾百萬年內耗盡大氣中的CO2。Fanget al. [7]研究了青藏高原北部大陸巖石的古近紀硅酸鹽風化強度記錄，指出該構造不活躍區域的硅酸鹽風化受到全球溫度的調節，古近紀全球冷卻也受到溫度反饋機制的強烈影響（圖2）。

2.1.2 中新生代溫室效應與極熱事件

隨著盤古大陸于中生代發生解體，與其裂解過程相關的裂陷盆地內部的火山作用脫氣，造成大氣中CO2濃度上升，形成了典型的溫室地球。中生代地球經歷了一系列交替的溫室條件：涼爽的溫室、溫暖的溫室和炎熱的溫室狀態，疊加在這些溫室狀態之上的是地質上的短暫變化，對地球系統造成巨大擾動，并在不同的溫室條件下產生深遠影響[4，9]。白堊紀是地球歷史上的一個關鍵溫室時期，被認為是理解未來溫室世界的重要研究對象，例如Zhang et al.[8]通過對哈密盆地白堊紀陸相地層古地理、古生態學及化學風化條件分析，認為早白堊世—中白堊世氣候從干熱向濕熱過渡，主要歸因于大氣CO2濃度的持續上升和哈德利環流的急劇收縮。

地層學對于解釋古氣候變化和理解地球歷史事件的因果關系至關重要。全球變暖事件的沉積記錄被廣泛保存，例如P-T界限生物大滅絕事件、卡尼期洪積事件、T-J界限生物大滅絕事件、早侏羅世和白堊紀海洋缺氧事件以及古新世—始新世極熱事件等[4]。這些重要的地質事件通常與輕碳同位素大量快速釋放到海洋大氣系統中導致大規模全球變暖有關。始新世中期經歷了幾次快速升溫，導致沉積相和微化石含量發生變化。例如基于沉積學、生物地層學、穩定同位素和旋回地層學分析，Messaoud[10]指出突尼斯中部和東北部Reneiche-Siouf組沼狀石灰巖的發育與中始新世氣候變暖事件直接相關，而不是與海平面波動相關，中始新世氣候變暖期間的營養環境和干旱—半干旱氣候以及相應的高海平面有利于沼狀石灰巖沉積。全球變暖對生態系統的長期影響超出了人類記錄所涵蓋的范圍。然而，根據短期變暖事件的詳細研究可推斷全球變暖造成的生態系統響應。如德國北部Helmstedt褐煤礦區古近系孢粉分析表明，古近紀極熱事件導致孢粉植物群快速變化，而在極熱事件以外的時間里，孢粉植物群的強烈變化與水文條件、營養量變化及泥炭沉積對沼澤林的影響有關[11]。

2.1.3 生物大滅絕

近年來，對地質記錄中古環境危機和大規模生物滅絕的研究在數量和復雜性上都有明顯增加。聚焦于高古緯度地區低地陸相環境對二疊紀末環境應力的響應，Fielding et al.[12]等研究澳大利亞東部盆地上二疊統—中三疊統的完整地層序列，認為二疊系頂部煤層記錄了舌形目植物群的突然滅絕。然而該事件發生在煤山P-T界限海洋滅絕事件之前約20～60萬年，氣候模型研究表明，跨過煤層氣候向更溫暖、更具季節性的特征轉變，這為澳大利亞東部二疊紀末陸地生物危機提供了新見解。氣候和環境的快速變化被認為是二疊紀末舌形目植物群滅絕的主要原因[12?13]。Frank et al.[14]借助化學風化和地表溫度等地球化學分析，指出澳大利亞東部伯恩盆地和悉尼盆地上二疊統至中三疊統物種滅絕與強烈的化學風化和峰值變暖相吻合，為岡瓦納東南部高古緯度地區二疊紀末陸地氣候和環境變化相關的生物大滅絕提供了新證據。

2.2 構造與火山沉積學

地球演化不同階段廣泛分布的火山—沉積巖層系在約束構造過程上發揮了關鍵作用。火山—沉積巖層系提供了大陸地殼生成和演化的關鍵時空記錄。該科學主題包括了超大陸沉積記錄與關聯對比、火山源—匯系統之間的沉積學分析，火山作用與沉積盆地相互作用過程，以及特提斯構造與沉積作用等研究[15?18]。

2.2.1 超大陸沉積記錄與關聯對比

沉積盆地的形成和演化受到大地構造以及潛在物源區位置的影響，特別是受到超大陸聚集和裂解的控制。裂谷盆地的沉積充填物和邊界構造結構可以提供有關沉積物源變化、正斷層生長—消亡過程以及更重要的超大陸破裂期間大陸早期裂谷作用的有用信息[15?18]。例如基于華北板塊西緣鄂爾多斯盆地發育的一系列中元古代NE向雁列裂谷的分布特征，認為在平移剪切作用下，局部伸展斷層呈NW向雁列式發育，而在邊界轉換斷層末端的走向轉折點，NW向雁列式斷裂呈現出自東向西的偏轉，最終在鄂爾多斯盆地北部杭錦旗地區形成了分叉裂谷，創新性地提出了邊界轉換斷層的構造成因[19]。

在超大陸的匯聚和裂解過程中形成的同期沉積盆地的沉積學、層序地層學和地球化學已廣泛應用于古地理重建。例如，青藏高原柴達木盆地西部由古近系的五大源匯體系轉變為新近系的四大源匯體系，這種轉變受到了青藏高原隆升過程的驅動。這對于明確青藏高原的隆升機制、探討氣候和環境的影響以及指導油氣勘探均有重要的科學意義[20]。

2.2.2 火山與沉積盆地的相互作用

火山沉積盆地多發育于地球固體（地殼、地幔）和表層（大氣、海洋、生物圈）介質之間，提供了全球或區域構造、火山作用、基底斷層和上覆沉積層之間相互作用過程的關鍵時空記錄。結合不斷發展的碎屑重礦物（如鋯石、磷灰石、金紅石等）同位素分析方法與技術，加深了對大陸地殼演化及地球系統內部地質循環的理解[16?18]。火山系統是構造、巖漿作用和基底塊體差異運動相互作用的綜合結果。一方面，它們可能控制沉積盆地的沉降與沉積中心，顯著改變盆地源與匯之間關系；另一方面，它們是地表和地下盆地充填物的重要組成部分，且埋藏在沉積盆地中的火山機構對后續盆地形成、沉積充填和沉積類型及其組合存在重要影響[15，18，21]。

火山與沉積盆地相互作用過程是沉積學和火山學最具挑戰性的前沿之一。近地表過程的火山活動能夠重塑地貌及其內部的匯水盆地，火山碎屑物可填充裂谷地貌低勢區，降低地貌的粗糙度，同時，熔巖和火山碎屑流可在平緩盆內地貌上發育火山正向建造，阻礙沉積體系的分散過程，導致裂谷內沉積體系的分叉及轉向[15]（圖3）。火山噴發物質能快速補充盆地碎屑通量，火山活動區的沉積物通量較貧火山活動區高幾個數量級，導致碎屑沉積體系規模明顯增大。火山活動的日益增加不僅帶來了嚴重的環境問題，同時也極大地威脅著火山島弧周緣及海岸帶人口聚集區安全。聚焦于火山“源—匯”系統，通過深水火山碎屑重力流沉積記錄解耦地質歷史時期不同規模、不同頻率的火山噴發事件，有助于推進火山地質災害的預測及評估[22]。

2.2.3 特提斯構造與沉積作用

特提斯地區各大洋的打開和關閉記錄了大陸碎片和島弧組合，即岡瓦納大陸向西伯利亞的斷裂和轉移導致顯生宙歐亞大陸的逐步擴大[16，23]。與特提斯洋相關的各個盆地的地層和火山沉積記錄，可有效揭示歐亞大陸的生長、岡瓦納大陸的古地理以及各個大洋盆地的年齡和持續時間[23?24]。撒丁島中三疊統層序對理解古歐洲南緣古地理演化具有重要意義，Stori et al.[24]等基于孢粉學研究，指示安尼期晚期—拉丁期早期，撒丁島—米諾卡島和卡斯特隆島東部地區發育高地，充當了古特提斯（東北部）和新特提斯（東南部）地區之間的屏障。阿爾卑斯造山帶東部的上白堊統是中生代地球動力學演化的重要產物，?zyurt et al.[23]研究顯示其內部黃色砂巖為島弧巖漿作用的酸性和中間產物，沉積碎屑經歷了中等風化過程和輕微再循環過程，通過較短的運輸距離進入盆地，這為新特提斯洋的古環境條件和構造沉積演化提供了新證據。

2.3 環境與災害沉積學

傳統沉積學研究將礦產資源勘查作為主要應用方向，以保障國民經濟和社會發展的需求。隨著人類社會的人口、資源、環境及氣候問題日益突出，環境與災害沉積學逐漸成為沉積學研究的熱點分支學科。在本屆大會中，自然災害、風暴沉積學及碳中和沉積學等相關專題受到了國內外學者的關注。

2.3.1 自然災害的沉積記錄

自然災害和沉積記錄專題圍繞古代與現代海嘯沉積、震積巖、火山灰流及軟沉積變形等相關事件性沉積展開熱烈的討論。Purkis et al.[25]基于潛水器海底調查、地質年代學分析、海底多波束資料分析等多種研究方法認識到紅海蒂朗海峽中海底滑坡局部觸發的海嘯與九級地震觸發的海嘯強度相當，滑坡數值模擬研究表明初始滑坡在埃及沿岸區域所引起的波高最大可達10 m。對日本環太平洋弧前斜坡盆地數千年來發育的多期濁積巖展開精細的沉積學與同位素年代學研究，發現這套濁流沉積并不是由地震誘發的海底滑坡所觸發，而與地震作用觸發的表層松散沉積物再懸浮作用密切相關[26]。在持續地質時間為22萬年的死海深水巖心中識別出多套震濁積巖，反映了低滑移速率板塊邊緣的強烈地震活動。這類事件性沉積可作為一種“古地震儀”，依據震濁積巖的開爾文—亥姆霍茲不穩定性特征能夠對古地震的震級進行定量恢復[27]。

2.3.2 百千年尺度的風暴記錄

全球氣候變暖可能造成風暴事件的加劇，時刻威脅著沿海城市居民的居住安全。近千百年來的氣候變化與風暴記錄的識別對于未來的極端事件強度和頻率預測具有重要的指導意義[28]。在傳統沉積學、地質年代學及地球化學研究基礎上，多學科交叉的水動力有限元模擬與現代遙感圖像解譯技術被應用到現代及歷史記錄的風暴沉積研究之中。與此同時，越來越多的學者也開始關注風暴沉積與海洋氣候之間的成因關聯。Green et al.[29]發現中全新世西南印度洋風暴沉積的發育與印度洋偶極子正異常密切相關。隨著全球氣候變暖的日益加劇，印度洋偶極子正異常更為顯著，在不久的將來會顯著地影響非洲東南部海岸線。Zhou et al.[30]基于古洪水與風暴沉積的元素指標差異識別出長江三角洲兩千年以來洪水層主要發育時代，與器測記錄、史料記載及沉積特征具有良好的一致性。該區域近兩千年以來的熱帶氣旋千年—百年尺度的強度變化記錄，指出其變化強度與海水表面溫度及亞洲風塵的重要聯系[31]。多資料綜合解譯與沉積記錄的耦合研究有效拓展了風暴沉積的研究領域，為未來的海岸帶防災減災工作提供了政策性建議。

2.3.3 碳中和沉積學

碳中和沉積學是沉積學的一個新分支，是研究與碳排放或碳匯有關的沉積記錄，其核心原理是廣義沉積的碳封存機制和沉積物的地質碳匯潛力。在碳中和沉積學中，人們關注陸地（咸水層、煤層）碳封存、海洋（地層）碳封存以及碳地質封存等相關技術問題。例如，Wethington[32]以美國密西西比州Kemper縣中新生代河流相沉積作為碳地質封存的實驗對象，根據河流相儲層構型研究，估算出該區域碳封存潛力極大（可達1.4 Gt或10.5 Mt/km2），且其儲層特性有利于高CO2注入率。不同壓強CO2注入的煤層孔隙形態特征研究表明，地質封存增加了煤炭孔隙的氣體吸附量、比表面積和孔隙連通性，提高了儲存能力，有利于提高煤層氣采收率[33]。

2.4 沉積生物過程

生物作用在沉積過程中扮演著不可替代的角色，不少沉積巖和沉積礦產的形成都與生物作用密切有關。沉積巖中生物過程相關研究體現了古生物學、地球化學及微生物學與沉積學交叉研究成果，深部生物圈作用、生物擾動作用、生物成因巖石與礦物等成為熱門研究方向。

2.4.1 深部生物圈作用

深部生物圈可涉及到大陸表面以下5 km和海平面以下10.5 km，溫度可能超過120 ℃[34]。深部生物圈的生態學、地球化學及沉積學綜合研究對地球早期生命演化、行星地質學、進化生物學等方面具有關鍵的啟示性意義。本屆大會重點關注深層生物圈的元素循環、生命—環境協同演化及微生物過程，研究對象涵蓋深海冷泉滲漏系統、深海熱液區及深地微生物群落等三個方面。通過南海兩個冷泉生物群落、生態系統的微生物介導固氮作用及其組裝過程分析，認為海底甲烷通量對滲漏微生物群的影響比地理位置、生物覆蓋率以及沉積物深度要大得多[35]。西北印度洋卡斯伯格洋脊臥蠶熱液區的細菌群落及熱液羽狀流研究表明，熱液輸入物質和硫化物顆粒的差異性是造成微生物時空異質性的主要因素[36]。輔以亞鐵酸鹽和甲烷的高壓培養實驗為深入了解深海甲烷沉積物中鐵的還原機制和相關的微生物過程創造了條件[37]。

2.4.2 生物擾動與重要地質事件

生物擾動構造的豐度和多樣性與地質歷史重大的生物滅絕與輻射事件具有重要的關聯性。本屆大會著眼于P-T大滅絕事件及其后早三疊世生態系統的復蘇過程，向國際沉積學界展示了我國一批高質量研究成果。例如，Zhang et al.[38]在四川龍門垌剖面下三疊統多套層位中發現了多種類型淺海咸水環境的遺跡種屬，表明咸水生態系統受生物大滅絕的影響較小。Feng et al.[39]針對我國26條二疊系—三疊系界限剖面中的生物遺跡多樣性、歧異度、生態空間利用率和生態系統工程等動物行為及生態參數進行了定量評價，充分再現了早三疊世海洋底內動物生態系統的復蘇過程。

此外，多種新技術的綜合運用（如X射線攝像和CT掃描技術）已經逐漸成為本屆大會生物遺跡相及古生態系統分析的重要研究亮點之一，為傳統的古生態學及遺跡沉積學研究注入了新的活力。

2.4.3 生物成因的礦物與巖石特征

生物成因的礦物學與巖石學研究對于古生態、古環境及古氣候重建具有重要理論意義。現代高精度實驗測試手段的發展使得微生物成巖與成礦作用的精細研究成為可能。例如，Hickman-Lewis et al.[40]基于多種原位有機和無機地球化學新方法對太古代微生物席生態系統進行精細研究，明確了自生生物化學作用的重要貢獻。Han et al.[41]綜合生物化學實驗及現代分析測試技術對微生物礦化作用進行系統性研究，認為高Mg/Ca比的水體中嗜鹽菌的活動促進了原生白云石沉淀；低Mg/Ca比、低Sr/Ca比水體中藍綠藻的介導作用使得無定形碳酸鹽礦物向結晶型碳酸鹽礦物轉變。Ren et al.[42]發現濟南地區奧陶系白云巖孔隙和裂縫表面所沉積的鐵類氫氧化物與胞外聚合物相伴生，并指出這種類型產物與生物礦化及非典型結晶作用密切相關。Ma et al.[43]在渤海灣盆地東營凹陷的湖相頁巖中發現了大量的含碳酸鹽的氟磷灰石結核，系統的地球化學分析表明這些結核早期成巖階段是在次缺氧區由細菌介導所形成的。

2.5 陸相碎屑沉積體系

2.5.1 湖相三角洲與灘壩沉積

湖相三角洲承擔了陸源碎屑向湖盆內部的輸送和分散作用，是發育在湖盆邊緣的重要沉積類型。在氣候、構造活動、物源供給等因素的控制下，湖相三角洲形成了多種沉積樣式和砂體構型。本次大會上，多位學者從不同角度對湖相三角洲展開了探討，明確了三角洲水下分流河道砂體同滑塌濁積扇的成因聯系，指出湖盆坡度陡緩、水下低凸起發育、湖平面升降是控制三角洲砂體和滑塌體發育的主要因素，為巖性圈閉預測指明了方向[44]。

灘壩是在風場、波浪、沿岸流等控制下對陸源碎屑物質再分配的產物。作為湖盆濱岸帶常見的沉積類型，灘壩的成因機制、分類方案、沉積模式等是國內外沉積學界關注的焦點。青海湖是現代灘壩沉積考察的良好場所，研究認為湖平面（基準面）波動是控制灘壩砂體沉積與保存的關鍵因素。地震沉積學可實現對帶狀灘壩的成像與描述、建立灘壩沉積發育模式，指導準噶爾盆地沙灣凹陷烏爾禾組灘壩油氣勘探[45]。

2.5.2 湖相深水重力流沉積

深水沉積是陸相湖盆源—匯系統的重要組成部分。深水湖盆具有復雜多樣的塊體搬運機制、流體類型、沉積過程、沉積特征和主控因素，是頗具價值的研究對象和勘探目標。

（1） 濁流和碎屑流沉積

重力流是陸源碎屑向深水盆地輸運沉積物的重要途徑，它的發育常得益于湖盆邊緣三角洲體系對陸源碎屑的輸送，突發性地震事件往往是觸發形成重力流的原因。在沉積過程及特征上，重力流沉積與三角洲體系具有密切交互關系，在垂向上能形成四類沉積組合：三角洲前緣砂體+震積砂體，震積砂體+碎屑流砂體，碎屑流砂體+濁積砂體，震積砂體+碎屑流砂體+濁積砂體[46]。在構造活動觸發下，多級環形坡折帶上方發育的三角洲前緣砂體容易在坡折帶下傾方向形成砂質碎屑流，這些碎屑流成因砂體能保留三角洲前緣砂體的物性，具備形成大型巖性油氣藏的基本條件。

基于鄂爾多斯盆地東南部延長組長7段濁積扇露頭序列研究，提出了湖相濁積扇巖相及其組合分類方案，識別了不同類型深湖水道（斜坡水道、堤岸水道）、朵葉體在地層中的疊置關系與構型要素，明確了湖平面升降和物源供給對湖相濁積扇發育的控制作用[47]。

（2） 異重流與混合事件層

最新研究表明，斷陷湖盆在強烈斷陷期的突發性洪水或斷裂萎縮期的季節性洪水都是形成異重流的必要條件，驅動著近岸水下扇或遠岸水下扇的形成[48]（圖4）。異重流內部懸浮組分變化是流態轉變的主要影響因素，進而控制著不同類型的巖相組合。比如侵蝕作用引發泥質沉積物的卷入，從而引發異重流流態轉變；流體的屈服強度也隨沉積過程中過渡流的流動類型而變化[49?50]；華北與華南板塊的碰撞作用導致火山、地震頻發，促使三角洲前緣沉積物向重力流轉化，加之氣候極端潮濕，由此導致了異重流向湖盆中心輸運沉積物[51]。

伴隨著流體的轉化與混合，濁流與泥質碎屑流往往容易形成混合事件層，該過程伴隨著多樣化的流動機制和能量傳輸過程，形成的沉積單元與湖底扇演化密切相關。沉積單元劃分與垂向組合是研究混合事件層的關鍵，深湖混合事件層具有與深海環境混合事件層“H1-H5”類似的沉積序列。夾層結構、二分結構與帶狀結構的混合事件層主要由流動侵蝕與液化作用形成[52]。

2.5.3 湖相細粒沉積

隨著陸相頁巖油氣勘探開發的不斷深入，湖相細粒沉積的劃分標準、成因機制、古環境/古氣候背景、有機質富集、儲層質量、油氣勘探開發甜點等問題已成為國內外沉積學界聚焦的重要領域。從成因機制看，湖相細粒沉積往往與重力流、異重流、混合事件層、混積過程、火山—熱液活動等密切相關，可以是單物源成因，也可以是混物源成因。

紋層是影響泥頁巖儲層質量的關鍵因素之一。根據成分、厚度和成因等特征對紋層進行描述和分類是研究細粒沉積的基礎環節。基于礦物組分可將紋層劃分為：長石—石英紋層、黏土紋層、碳酸鹽紋層、有機質紋層和生物碎屑紋層[53]；根據礦物組分和紋層厚度提出了“富有機質長英質薄層”及“富有機質黏土薄層”的分類方案[54]。一般而言，湖相泥頁巖紋層的形成和有機質富集是一個復雜的物理—化學—生物學過程，與物質來源、古氣候背景、湖泊水體性質、微生物發育、火山活動等密切相關。例如，火山—熱液活動能為湖泊提供凝灰質物源，易在泥頁巖中形成分布穩定的層狀凝灰質紋層[55?56]。火山—熱液物質的大量輸入對湖泊有機質含量的影響機制也是探討的焦點之一，如基于鄂爾多斯盆地延長組長7油層組的高伽馬頁巖所建立的“含凝灰質碎屑的富氧重力流引發藻類富集”的成因機制[57]；暖濕氣候背景下的還原性水體能為有機質的富集提供條件，淡水的補給促使黏土礦物增加，最終形成以陸源硅質碎屑紋層、黏土紋層和有機質紋層為標志的湖相泥頁巖[58]。

2.5.4 風成/沙漠沉積

自太古代至今的近30億年地球歷史均廣泛記錄了風成/沙漠沉積體系[59]。該沉積體系研究對揭示沙丘發育遷移規律、探明地球大氣動力學特征、重建深時氣候演化具有重要意義。研究認為，白堊紀以來的溫室氣候與古構造活動聯合控制了東亞內陸干旱氣候帶的形成，我國南方地區晚白堊世廣泛發育副熱帶高壓—季風系統—地下水位—造山運動耦合下的風成沉積體系，風與地表流水共同作用形成了風成—河流交互的沉積面貌[60]。除干旱氣候外，潮濕環境也能為該沉積體系的發育提供條件。聚焦晚古生代潮濕型風成環境的研究，表明了地下水位的升高可能是導致沙丘在垂向尺度上不斷累積的控制因素。另外，高原風成沉積物是干旱化過程的良好記錄。青藏高原東南部中—晚白堊世形成的古高原地貌阻斷了大氣環流系統，導致東亞大陸產生了廣泛的陸內荒漠化[61]。

技術革新促進了風成/沙漠沉積研究的發展。近年來，高分辨率衛星圖像的不斷更新使得對現代風成地貌的研究邁入更加精細的定量化階段。利用該項技術可定量表征風成—河流體系的地貌單元和空間變化率，建立沙丘及丘間形態的空間模型，精細表征現代沙漠沉積體系[62]。另外，風成砂巖具有良好的孔隙度，可以作為地下碳封存的理想目標，這也為我國“雙碳目標”的實現提供了來自沉積學領域的解決方案。

2.5.5 河流沉積（分支河流體系）

定量河流沉積學日益成為國內外沉積學界關注的焦點。數值模擬與現代河流觀測相結合，可揭示河流隨流量及坡度的演變階段，定量表征河流砂體構型和連通性，闡明河流演化過程中菱形沙壩、舌狀沙壩、復合沙壩等沉積單元的遷移規律[63?64]（圖5）。基于數據庫的定量河流沉積學研究能提供大量實測數據，進而從巖相組合、沉積單元變遷等角度為古代類似沉積體系的研究提供重要參照。利用河道、下游堆積、側向堆積、廢棄河道充填等沉積單元可計算古河道的平均深度、平均寬度、年均流量及流域面積等一系列關鍵參數，實現了古氣候與古構造共同作用下河流沉積過程演變的定量刻畫[65]。

分支河流體系研究受到廣泛關注。“現代河道及河道帶的尺寸數據能為我們提供一種通用關系，這是更準確地去預測地下砂體并指導流體開采的基礎”[65]。前人利用Google衛星地圖、無人機、雷達高程數據研究了準噶爾盆地、柴達木盆地、塔里木盆地等地區現代分支河流體系的幾何參數和分布情況，建立了偏干旱氣候背景下的流域面積與源區規模的定量關系（數據庫），并將其運用于瑪湖凹陷二疊紀—三疊紀分支河流體系表征[66]。分支河流體系在露頭/巖心/地球物理尺度上的識別標志、相帶劃分、沉積模式構建、古今對比、主控因素探討、能源領域的應用等方面仍具有許多值得探究的科學問題。

2.6 海相碎屑沉積體系

2.6.1 濱淺海混合沉積過程與時空差異

濱淺海環境可發育不同成因類型的三角洲，其中潮汐以及波浪控制的三角洲研究受到人們重視，認為潮汐沉積韻律性和周期性等特殊性質是沿海潮汐環境對海平面上升和氣候變化的響應，潮汐韻律層厚度與潮流強度、沉積速度、沉積時間以及后續侵蝕情況直接相關。不同周期的潮汐韻律層厚度為幾毫米到十幾米，與潮汐作用相關的沉積微相和沉積構造類型受控于海岸地貌、海平面上升、河流物源供給、潮汐強弱和季風作用[67]。

在濱淺海沉積環境，從成分上來說，可形成碎屑巖灘壩、碳酸鹽巖灘壩、碎屑巖與碳酸鹽巖混積型灘壩以及受風暴影響的灘壩。混積灘壩發育受高頻海平面升降變化影響。在海平面上升階段，可容空間增加，陸源碎屑供給減少，容易發育鮞粒灘或生物碎屑灘；在海平面下降階段，可容空間減小，陸源碎屑供給相對較多，容易發育砂質碎屑灘，進而在垂向上形成層系混合沉積。不同類型灘壩的巖性、結構、形態和分布特征均受控于海平面升降、氣候變化和物源供給[67]。陸源碎屑與鮞粒或生物碎屑混積的沉積物可以形成于牽引流作用，發育多種交錯層理；也可以形成于重力流作用，發育塊狀和遞變層理。研究表明，與三角洲相關的或高能環境形成的近源混積由于沉積顆粒較粗、厚度較大、雜基含量較少、碳酸鹽顆粒較多和普遍的白云石化作用，具有良好的儲層質量。

在濱岸地區存在海岸平原與風成環境之間的混合沉積物。在河控三角洲和廣泛分布的陸架上，存在由濁流與碎屑流組成的混合沉積。混合型重力流來源于內陸架失穩或異重流，形成的混合事件層主要分布在淺水三角洲前緣和陸架地區。

2.6.2 海相重力流碎屑沉積體系

近期，重力流沉積研究在分類、沉積過程、流體性質及其轉化、結構單元表征、多類型沉積模式以及地震沉積學切片解釋、物理和數值模擬等研究方面取得了顯著進展[67?68]。

在深水重力流起動、搬運到形成沉積物的整個過程中，可能存在多個流體階段與流體性質轉換，其中最常見的是碎屑流與濁流之間相互轉換而形成的混合重力流體及混合事件層[67]。所謂混合重力流是指在同一重力流事件中，由于流體性質發生轉化而形成的具有多種流變學性質的流體。流體轉化方向主要與流體在流動過程中沉積物與顆粒含量變化有關。根據混合事件層組成特征及流體轉換可能方式等，可將深水沉積物混合事件層劃分為下部砂質碎屑流—上部濁流混合事件層、下部濁流—上部泥質碎屑流混合事件層以及泥質碎屑流和濁流頻繁互層的混合事件層等三種類型。混合事件層記錄了朵葉為主的海底扇演化的不平衡過程，它可出現在海底扇水道、朵葉邊緣等不同沉積微相單元中[69]。黏土聚集，特別是絮凝作用被認為是增加沉積物粘性的主要原因。

深海重力流流動過程和路徑系統明顯受控于區域構造、海平面升降、物源供給方式和多少、大陸斜坡地形坡度、微型盆地形態和分布、鹽構造和火山地貌，發生沉積物過路、拐彎、充填等不同沉積分散作用，形成限制性和非限制性水道—朵葉沉積體系[67]。深海重力流水道的形態和發育與海平面升降、陸架寬度和物源供給密切相關，水道形態、發育規模和地貌特征隨著物源供給、沉積過程、流體性質發生變化。濁流水道往往是不對稱的，這是由于水道向其陡岸遷移造成的。隨著海平面上升，水道發育由早期的限制性水道向非限制性水道—朵葉復合體演化。碎屑流沉積主要發育在限制性水道中，碎屑流夾濁流沉積主要發育在弱限制性水道中，互層的碎屑流與濁流沉積主要發育于朵葉復合體中[70]。瓊東南盆地中新統海底扇和重力流水道天然氣成功勘探表明，海平面升降、古地貌、物源供給和構造活動控制了重力流沉積亞微相、發育期次、規模、形態和水道發育數量及其限制性，多期次發育的限制性水道具有良好儲層物性，是油氣勘探重點目標[71]。

考慮河流供源和斜坡地貌特征，采用地層正演模擬方法分析被動大陸邊緣斜坡海底峽谷成因，認為微小沖溝決定了海底峽谷生長方向和分布，河流供源和斜坡地貌影響了峽谷規模。高河流供給有利于峽谷侵蝕和分支水道發育，高峽谷彎曲度導致分支水道不對稱分布，高區域斜坡角度造成峽谷增長和間隔降低[67，70]。

沉積巖中的變形構造記錄了沉積物沉積、固結成巖及成巖后變形的關鍵信息。軟沉積物變形（SSD）常受后期構造活動影響產生疊加變形，易與小型構造變形混淆。近期人們系統梳理了軟沉積物與固結成巖后變形構造的成因識別特征（圖6）[72]。1）常見配套的同沉積構造：穿層砂巖脈，液化變形（包括液化脈、液化角礫巖、液化卷曲、泄水構造和負載構造等；變形構造的頂部具有不規則的侵蝕現象；生物擾動發育也是軟沉積物變形的良好標識。2）固結成巖后變形構造樣式及組合不同：固結成巖后變形構造以層系規模的褶皺和斷層為主，褶皺軸面和樞紐產狀較為穩定，并在褶皺兩翼常見伴生紋層褶皺；褶皺多表現出破碎現象，存在較多砂巖團塊和條帶狀砂巖，層理明顯。3）生物化石、巖脈等發生變形特征；局部露頭尺度構造變形和大區域構造變形與構造要素具有高度一致性（圖6）。

2.6.3 亞洲大陸邊緣源匯系統與沉積機制

亞洲大陸邊緣位于歐亞、太平洋與印—澳板塊匯聚與俯沖邊緣，經受了強烈的海陸作用，亞洲大陸邊緣河流提供了全球三分之二來自于河流的海洋沉積物，是研究沉積過程和源匯系統的良好場所，因為大陸邊緣保存了反映海平面變化以及源匯系統的信息，對其研究需要考慮物源風化與供給、海平面升降變化、氣候變化、碎屑沉積物搬運通道和過程以及與沉積類型之間的動力學關系[71]。在末次冰期期間，海平面下降約120 m，海平面下降利于陸源物質供給，造成陸架廣泛出露并為大陸斜坡提供沉積物源；在間冰期陸架接受鄰近母巖區的物源發生沉積并可能為后期冰期提供新物源。沉積源匯系統明顯受控于海平面升降、青藏高原隆升、亞洲季風、厄爾尼諾現象、海流和海冰變化[72]。

珠江口盆地中珠江陸架邊緣三角洲的進積體與海平面升降變化和古氣候變化之間存在密切關系，海平面下降使得古珠江提供大量物源到達陸架邊緣，形成陸架邊緣三角洲前積復合體。陸架邊緣三角洲前積遷移軌跡影響了大陸斜坡和深海平原重力流形成，陸架邊緣三角洲前積軌跡平緩和下降遷移利于其前方重力流的發育[73]。

瓊東南盆地和鶯歌海盆地古新世以來受青藏高原隆升、氣候變化和其它板塊活動影響接受大量陸源碎屑物質。漸新統—上新統砂巖樣品微量元素、稀土元素和碎屑鋯石U-Pb測年等表明，紅河始終為上述盆地提供母巖為變質巖和火山巖的物源，海南島提供母巖為花崗巖和沉積巖的物源，越南中東部供源較少[74]。

孟加拉灣末次冰期不同尺度源—匯系統表明，孟加拉灣沉積物源具有“2-3-2”模式，即西部沉積物源來自喜馬拉雅山+印度半島；中部沉積物源來自喜馬拉雅山+印度半島+緬甸；東部沉積物源來自喜馬拉雅山+緬甸，其中喜馬拉雅山脈提供了70%的物源，但印度半島和緬甸在25 Ka以來為孟加拉灣提供了大量沉積物。海平面升降變化和印度洋夏季季風控制了不同源區的物源供給。在冰期—間冰期旋回中，海平面變化控制沉積類型，而印度夏季風控制了沉積物形成、搬運和沉積過程[75]。

2.7 海相碳酸鹽巖沉積

碳酸鹽巖沉積一直是國際沉積學界研究熱點和油氣勘探重要目標。目前國內外學者對碳酸鹽巖的研究主要集中在巖石學、白云巖成因機理、顯生宙碳酸鹽建隆及其時空展布、深水碳酸鹽巖和深層碳酸鹽巖儲層的沉積發育機理、碳酸鹽巖斜坡、微生物碳酸鹽巖、碳酸鹽巖古巖溶儲層形成機理等方面，且已取得重要突破與進展[76?79]。

2.7.1 碳酸鹽建隆和生物礁

泥盆紀中晚期珊瑚礁的發育達到了頂峰，層孔蟲、皺紋珊瑚和板狀珊瑚是主要的造礁生物。塔里木盆地發育石炭系—二疊系臺地邊緣礁灘，相對海平面變化控制了臺地邊緣礁灘發育特征和疊加模式，古地貌控制了發育位置和擴展規模[80]。Kershaw[81]對二疊紀末滅絕層之后快速出現又迅速消失的、主要于低緯度發育的薄層P-T界限微生物巖進行研究發現，在東特提斯P-T界限附近微生物巖主要生長在低能條件下，形成于比現代珊瑚礁更深的水體中，但重結晶普遍且受成巖改造影響較大，很難確定其完整的微生物化石組合；西特提斯P-T界限附近微生物巖的形態多樣性遠大于東特提斯。針對二疊紀末生物大滅絕后廣泛出現微生物化石這一地質事件形成條件，研究發現廣泛但短暫的缺氧事件與二疊紀末滅絕同時發生，說明在早三疊世滅絕之后普遍存在長期的閉塞缺氧條件[82]。

2.7.2 深層古巖溶碳酸鹽巖

深埋的古巖溶碳酸鹽巖及其儲層形成機理越來越受到學者們的關注。目前普遍認為高質量的碳酸鹽巖儲層在很大程度上歸因于與斷層活動相關的各種流體的次生溶解過程，而不是原生孔隙。碳酸鹽巖古巖溶儲層發育的有利條件包括碳酸鹽巖沉積環境和適宜的古地貌條件，不同地區巖性差異會導致地層溶解能力的差異，例如泥質含量的增高導致地表淡水無法大規模垂直流入碳酸鹽巖地層，將導致整體溶解作用較差，很難形成有效儲層[83]。

基于對碳酸鹽巖古巖溶儲層形成機理的大量研究，明確斷裂、地下水系和巖性差異等作為碳酸鹽巖古巖溶儲層的主要控制因素，那么對地下古水系的精準識別和刻畫則有助于明確地下優質儲層空間分布差異性。根據現代巖溶通道的寬度及概率分布等，利用多點地質統計學方法，可建立地下古水系的地質知識庫，有效地刻畫地下古水系的幾何形態和復雜結構[84]。由于古巖溶水系具有復雜的空間分布和強烈非均質性，因此對其充填機理的研究也至關重要，進而可實現深層碳酸鹽巖古巖溶儲層的綜合表征、形成機理及發育模式研究。

2.7.3 微生物碳酸鹽巖和白云巖儲層

為了加深對微生物碳酸鹽巖儲層形成機制的理解，根據巖心和露頭沉積學及巖石物理分析，進行了四川盆地西部雷口坡組沉積相描述和儲層表征，通過與現代沉積類比建立了微生物碳酸鹽巖的沉積模型[85]。Ahmad et al.[86]對上印度河盆地三疊系Kingriali組淺海碳酸鹽巖的多期白云石化作用進行巖相和穩定同位素研究，明確方解石膠結和方解石化作用是早期、中期和晚期成巖改造的主體；白云石和方解石膠結作用影響儲層特征并且阻塞了白云巖孔隙。在塔里木盆地深層/超深埋藏的早古生代碳酸鹽巖中普遍存在白云石，綜合同位素地球化學和流體包裹體測溫研究發現，白云石是由構造驅動的熱液流體向上遷移而不是由地下水滲透埋藏形成的[87]。另外發現熱液白云石化導致的裂縫可能顯著改善碳酸鹽巖儲層的質量，特別是滲透率。四川盆地中下二疊統白云巖研究指出其主要為準同生期回流滲透白云石化作用的結果，海平面的高頻變化很容易形成單層厚度較薄、局部白云石化的豹斑白云巖[88]。

2.8 現代沉積過程

現代沉積過程研究是地質學“將今論古、古今對比”思想的重要體現。地表動力學研究旨在探討沉積動力與地層建造及沉積記錄的重要聯系。本屆大會與之相關的議題聚焦于現代沖積扇、三角洲、淺海及深海等多類型沉積環境的地貌學及沉積學研究。例如，利用偏導數法及雙累計曲線法分析華北地區大凌河近50年來沉積物通量變化，指出地形、巖性和植被密度是該流域沉積物通量及其變化率差異的主要驅動因素[89]；通過野外現代沉積調查及無人機高精度攝影對山東威海、青島等地濱岸體系的水動力分區、沉積構型單元進行精細解剖，為渤海灣盆地東營凹陷沙四段湖泊灘壩儲層研究提供了良好對比實例[90]；基于34個陸地與海洋地形預測變量對現代全球峽谷系統進行貝葉斯懲罰回歸分析，認為與濱岸相連的海底峽谷通常具有寬度窄、坡度大的陸架特征，且主要發育于抗風化能力強、高徑流量的活動陸緣[91]。

此外，該主題著重關注于物理模擬、數值模擬在地表動力過程研究中的應用與實踐，相關研究在河流、三角洲及濱岸體系的自成因過程、基準面變化相關響應及其與構造相互作用方面均取得了豐碩的成果。

2.9 資源沉積學

資源沉積學主要關注油氣資源與定量沉積學、深海沉積礦產成因模式與環境問題、不同級次沉積構型表征、非常規油氣沉積學與細粒沉積和頁巖儲層，其中主要研究進展主要體現在深海沉積礦產及非常規頁巖油氣等方面。

2.9.1 深海沉積礦產資源

大西洋、印度洋和太平洋等深海沉積礦產資源主要是多金屬結核。中大西洋海脊是一個典型的慢速擴張海中脊，是現代海底硫化物礦產資源最具潛力的區域，具有形成海底塊狀硫化物礦床的巨大潛力[92?93]。海底攝像系統是探測火山成因塊狀硫化物礦床最有效的探測方法之一，如依托我國自主研發的深海載人/無人駕駛運載器和勘探平臺，研究了西南印度洋超慢速擴散的熱液循環系統，揭示了超慢速擴張脊的熱液通道結構，建立了超慢速擴張脊的熱液循環模型，提高了對超慢速擴張脊熱液循環機制的認識[94]。

2.9.2 非常規頁巖油氣

經過二十多年的革命性發展，非常規油氣資源的商業開發已經深刻改變了全球能源結構。隨著頁巖油氣勘探開發的成功，頁巖已經成為油氣勘探的重要研究對象。整體而言，巖相控制著頁巖中脆性礦物含量和微孔的發育，氧化還原環境、古生產力和沉積速率控制著有機質豐度，微孔結構和孔隙水控制頁巖的含氣性，熱演化控制有機質孔隙發育和儲層的有效性[95]。晚奧陶世—早志留世是全球主要地質事件的關鍵時期之一，這一時期形成的海相黑色頁巖已成為全球頁巖氣勘探的主要層位，中國南方奧陶紀—志留紀過渡期的海相頁巖沉積環境是形成高產油頁巖儲層的主要條件。

鄂爾多斯盆地三疊系延長組長7油層組作為重要的頁巖油勘探層段，其頁巖形態、結構、厚度、礦物組成及有機質含量研究表明，黏土礦物和有機質作為頁巖的兩個主要組成部分，彼此關系復雜，不同黏土礦物富集有機質的程度不同。當伊蒙混層含量約30%，綠泥石含量約30%時，最有利于有機質富集。頁巖儲層中的納米級有機和無機孔隙是重要的油氣儲集空間，在納米尺度上研究頁巖中常見黏土礦物的表面潤濕性對頁巖油氣勘探開發具有重要意義，不同油相納米級黏土礦物表面上水的潤濕性研究表明，普通黏土礦物表面的固有水潤濕性順序為：蒙脫石>綠泥石>高嶺石>伊利石[96]。

2.10 沉積地球化學

沉積地球化學是沉積學與有機/無機地球化學的交叉學科，主要關注有機質與同位素在古環境、古氣候、古地理重建中的應用、沉積盆地中有機—無機相互作用、生物地球化學循環及白云石成因等，反映出沉積地球化學在沉積學研究中的重要性。

2.10.1 有機質在古環境古氣候古地理重建中的應用

富含有機質的泥頁巖通常沉積連續且記錄了豐富的地質信息，同時作為含油氣盆地重要的生烴來源，歷來是沉積地球化學領域研究的重要對象。有機質的地球化學特征對地質歷史時期的古環境、古氣候、古地理重建及油氣資源潛力評估都起著至關重要的作用。通過對比松遼盆地沙河子組與剛果盆地Sialivakou-Verter組沉積記錄，恢復了早白堊世缺氧事件及全球陸地生態系統中有機質來源和豐度變化[97]。基于增強拉曼散射法，測量了中國南海深水沉積物中瀝青質的微量濃度，對比大陸架及陸地上含瀝青質沉積特征，證明了中國南海遠端存在風化殘余的瀝青質原油，這說明陸源碎屑沉積物具備的地球化學指標有助于分析熱演化史、碳循環及沉積物源等[98]。塔里木盆地下寒武統黑色頁巖有機地球化學分析認為，風化與熱液的共同作用促進了早寒武世富有機質頁巖的沉積，為塔里木盆地深層油氣資源評價提供了科學依據[99]。通過研究富含有機質巖石與巖漿侵入接觸作用，發現液態烴與碳質蝕變產物的產生對碳的流動性起著關鍵作用，且有機質成分與巖石物理性質對碳脫氣產物具有很大影響，進而建立了更加精細的用于古環境研究的碳脫氣模型。通過分析北太平洋中—上中新統硅質泥巖中干酪根的有機地球化學特征，指出海底的閉流環境為富氫生油母質與富硫干酪根的保存提供了有利條件[100]。孢粉暗色指數（Palynomorph Darkness Index）可作為評價有機質成熟度的定量方法，具有快速、廉價且不受改造和再循環影響的優勢[101]。

2.10.2 沉積物中的同位素：環境與氣候變化指標

近年來，同位素地球化學發展迅速，沉積學家利用同位素指標追蹤地質歷史時期的氣候與環境變化，取得了諸多突破性進展。人們研究了深海沉積物中生物成因的蛋白石-A到蛋白石-CT再到微晶石英的轉化和重結晶過程及對白堊巖的三氧同位素組成的影響，認為白堊巖的形成發生在地下且具有溫度升高和孔隙流體氧同位素組成改變的特征[102]。通過分析華南及周邊大陸的寒武系—二疊系海相沉積巖中的汞同位素變化，認為維管植物在奧陶紀向志留紀過渡時期（約444 Ma）已廣泛分布于陸地，遠早于之前報道的約430 Ma，這表明了陸地對海洋沉積物的貢獻大大增加[103]。也有人利用Sr、C同位素分析與Pb-Pb測年，論證了印度Kaladgi盆地在埃迪卡拉時期的沉積作用，遠早于之前認為的印度半島元古代沉積在1 000 Ma之前就結束的觀點[104]。

2.10.3 沉積盆地中的有機—無機相互作用

沉積盆地中從松散沉積物到深埋藏階段的沉積巖，都發生著多種有機—無機化學作用，形成的自生礦物反映了地質歷史時期的溫度、壓力、流體等信息，礦物反應動力學是解讀沉積物地球化學指標的先決條件，利用分子尺度地球化學指標解決中尺度和大尺度地化反應的問題，這對古環境重建與資源評價至關重要[105]。波羅的海南部淺海中細胞硫酸鹽還原率與鉻還原硫之間關系分析表明，在海床下5～7 cm處微生物硫酸鹽還原的總速率最高[106]。基于微生物代謝活動與現代微生物巖中黃鐵礦之間關系的關鍵數據研究，揭示了交替的氧化還原條件在黃鐵礦等自生礦物形成中的重要性，對地質歷史時期地球表面和微生物環境重建具有重要意義[107]。對比淡水湖盆與鹽湖富含有機質的頁巖地球化學特征，發現火山活動加劇了湖盆有機質形成過程中的缺氧程度，同時過度的火山活動或者熱液輸入也會消耗和降解有機質[108]。

2.11 地球科學新方法技術

2.11.1 地震沉積學

地震沉積學是在地震地層學和層序地層學基礎上發展起來的年輕的交叉學科。隨著地震沉積學基礎理論、關鍵技術、研究流程的革新，極大推動了沉積地質學與地球物理學的協同發展，為層序地層學、源—匯系統、薄層砂體預測、儲層構型表征等研究提供了有力指導[109]。這次大會基于地震相分析、多屬性融合及預測、地層切片、機器學習、聚類分析、地震正演/反演等方法對陸相盆地層序格架表征、沉積體系演化、薄層砂體識別及預測等開展了深入研究。

地震沉積學能實現對不同沉積體系地貌單元的描述，對研究源—匯系統分布及演化具有重要價值。以淺水三角洲沉積為例，薄互層砂體是該類沉積常見的發育特征，其沉積模式、砂體構型、儲層特征是人們關注的焦點[109]。通過優選敏感于地質條件的地震屬性，顯著增強了淺水三角洲河道砂體邊界的表征，RGB地震屬性融合技術也為刻畫不同厚度的淺水三角洲砂體提供了有效手段[110]。

另一方面，薄層砂體的垂向疊置樣式及橫向非均質性研究是沉積地質學及油氣田勘探開發需要明確的關鍵問題。由于地震分辨率的限制，利用地震數據研究薄層砂體依然面臨著諸多挑戰。研究證實在調諧頻率處利用高精度小波變換及零時間點（Zero-Crossing-Time）能估算薄層河道砂體厚度和明確每套薄層砂體橫向分布特征[111]；地震屬性與砂體厚度往往存在非線性關系，可采用聚類分析提高地震屬性值的可靠性，利用建立的二維卷積神經網絡模型預測稀疏井區砂體厚度及其平面分布[112]；也有學者采用了最小干涉頻率和疊加切片等方法，準確預測了目標砂體的分布范圍，為薄互層砂體的識別和預測提供了新手段[113]。

地震沉積學創始人Zeng hongliu教授在會上指出：“在現階段地震沉積學取得重要進展的基礎上，基于機器學習的反演或估算將在未來會得到顯著發展”[114]。利用主動學習的巖性預測方法可分析砂巖厚度，能顯著提高砂體預測的準確性。

2.11.2 人工智能與大數據挖掘

當今世界的諸多科技領域正在朝向智能化、數字化、大數據、云計算等方向大步邁進。人工智能技術所具備的快速、高效、穩定、智能等優勢正在被地球科學家們所關注，“地質+人工智能”也正在為基礎地質、能源礦產、災害防治、水文地質、環境保護等領域的發展注入新動能。在“地質+人工智能”近期成果中，運用卷積神經網絡能實現對大量微生物巖薄片樣本的自動分類（訓練集準確率95.3%；測試集準確率91.2%）[115]；通過建立新的數據驅動方法，再現了渤海和北黃海18年內每天的懸沙濃度，并捕捉到河流含沙量的細微變化[116]；利用人工智能和機器學習開發的自動化巖心描述技術將巖心圖像與不同的分析數據集（如沉積學、礦物學、地球化學等）相結合，以更快、更標準的格式從巖心中收集關鍵數據，提供如巖性、層理、巖相、巖石物理等方面的特征，并在后期人員干預下最終完成巖心描述[117]；基于深度學習和卷積神經網絡的成像測井相標定技術建立的碳酸鹽巖儲層成像測井特征與測井相數據庫被運用至四川盆地長興組、茅口組、龍王廟組等儲層的勘探實踐中，取得了良好效果[118]。

日益密集的海量地質大數據引發了人們對構建地球科學知識圖譜的興趣。知識圖譜的使用提高了地質學知識的組織形式與表達方式，人們可以通過已有的地質時間本體構建統一的版本描述框架，運用圖形數據庫實現對時間尺度的存儲及可視化，這為描述地球表層系統的時空演變提供了全新的角度[119]。

2.11.3 其他相關方法技術

物源示蹤是源—匯系統研究的重要環節。如今的物源研究已經邁入了定量化、多學科的發展階段。年代學、巖石學、地球化學等技術的綜合運用為識別潛在物源區、揭示物源構造背景及盆地熱史、探究巖漿/變質作用等提供了可能，進而為建立源—匯系統模型提供更可靠、更全面的依據[120?122]。例如，綜合運用重礦物組合、鋯石U-Pb定年、磷灰石微量元素等可以探討物源背景與盆地熱沉降的內在聯系[123]；多維定標分析法（MDS）能將不同物源區的年齡樣本嚴格區分，更直觀地展現鋯石年齡數據之間的相似性或差異性，為揭示沉積物路徑系統提供重要依據[124]。

礦物微區原位分析技術在地質學領域的廣泛應用，能實現對年代學、古環境、古生物、流體來源及演化等信息的較高精度測定。在碳酸鹽巖研究領域，對白云石膠結物微量元素高分辨率的原位測量，能為建立熱液活動模型（超壓驅動和地形驅動）提供可靠依據[125]；基于激光飛行時間等離子體質譜（LATOF-ICP-MS）技術能測定微藻和鮞粒中主/微量元素及稀土元素的空間分布特征，并可揭示特定的成巖特征[126]。有關沉積環境或變質/熱液演化的重要信息也可以通過對黃鐵礦生長帶的原位分析（如S/Fe同位素組成、微量元素濃度等）獲得[127]；二次離子質譜儀（SIMS）或離子探針（IMA）技術能在不同礦物微觀尺度上揭示高精度同位素和元素異質性，幫助精確解讀地球化學信號及成巖作用特征[128]。

2.12 十五條可視化野外路線

本次線上可視化野外考察共包含15條典型沉積地質路線，考察路線及考察點遍布北京、內蒙古、吉林等13個省市自治區，地層時代跨越從前寒武紀到全新世，充分利用視頻、照片、實景講解等多媒體資料，結合各類基礎圖件、微觀照片、測試數據、論文成果等，建立了大型綜合數字露頭平臺，吸引了來自全球23個國家的400余名學者報名參加，為參會者帶來“雖在云端，身臨其境”的真切感受，集中展示了我國沉積學領域得天獨厚的野外沉積剖面資源及取得的高水平研究成果（圖7、表2）。

3 沉積學發展討論與結語

3.1 發展討論

目前，國際沉積學仍將圍繞資源、環境、災害和全球變化等多個方面開展系統創新研究[77?78]，結合中國區域地質和含油氣盆地地質特征，應加強下列方面沉積研究。

結合中國盆地類型和構造背景研究，創建具有中國區域地質特色的沉積學理論體系。深化新生代亞洲—青藏高原氣候變化機制及沉積響應、西太平洋域深時源—匯系統、陸相湖盆重力流和細粒與混合沉積動力學機理、陸架邊緣沉積體系和邊緣海盆地沉積動力學等方面的研究，創建不同類型陸相湖盆多類沉積體系和小克拉通盆地碳酸鹽巖微地塊沉積古地理模式，編制多尺度層序地層格架與沉積古地理圖件，為中國能源安全做出地質基礎貢獻。

加強中國東部盆地動力學和青藏高原隆升研究。我國東部濱太平洋構造域中新生代陸相和邊緣海盆地，自晚中生代以來東亞大陸及其陸緣裂谷構造演化的譜系蘊含著東亞大陸巖石圈伸展、薄化、破裂擴張過程的豐富信息[77]，是研究中國東部中新生代盆地多幕裂陷和多幕反轉演化的天然實驗室。陸地和邊緣海盆地中的新生代沉積物是研究印度和歐亞大陸碰撞相關的構造隆起及氣候變化的最佳記錄。青藏高原新近紀強烈構造隆升，為新近紀盆地快速充填提供了物源條件，提供了與青藏高原隆升相關的生物多樣性演化的構造和沉積記錄，是揭示新生代亞洲—青藏高原氣候變化驅動機制及沉積響應的關鍵。

構建不同尺度現代和深時源—匯系統，闡明中國區域源—渠—匯要素特征及其動力學關系，指導沉積學和古地理學研究。以中國青藏高原、西太平洋邊緣海、長江、黃河以及小尺度河流湖盆為例，考慮構造背景和氣候條件，研究現代和深時不同類型沉積盆地源—匯系統，深化物源區古流域水系形態、面積范圍、地貌地勢等要素，搬運通道長度、形態、通量、搬運能力等要素，沉積區沉積作用類型、沉積過程與分散體系等要素綜合研究，建立盆外供源—盆內沉積、盆內供源—盆內沉積或開放型與封閉性的多種類型的源—渠—匯要素之間定量耦合關系和模型。

深化陸相湖盆深水重力流和細粒沉積物沉積過程及形成機制研究，創建不同構造背景下的陸相湖盆重力流和細粒沉積（混合沉積）模型。根據流動機制和沉積過程，劃分重力流沉積類型和總結重力流沉積特征，探討重力流流體轉換、混合事件沉積過程以及極端事件觸發機制、沉積過程、沉積特征，建立不同類型湖盆重力流的沉積模式，闡明不同重力流作用形成的砂體分布模式。建立細粒沉積（混合沉積）研究方法體系和巖性/巖相/微相分類體系，分析細粒沉積（混合沉積）的機械、化學與生物沉積過程（多種沉積過程相互作用）以及細粒沉積（混合沉積）的主要控制因素與動力學機理，創建陸相湖盆細粒沉積（混合沉積）巖相或微相差異分布的沉積模式。

強化中國含油氣盆地發育薄層砂巖儲層以及碳酸鹽巖、泥頁巖等不同類型儲層地震沉積學表征。針對復雜沉積層序中不同成因類型儲層，應該不斷加強地震巖性學和地震地貌學基礎研究，創建不同類型沉積盆地多種儲層的地震沉積相模式和不同沉積體系地貌學數據庫，結合人工智能和大數據等先進方法，優選地震屬性和切片方法，基于地震正演模擬和分頻融合地震屬性的儲集層預測，精細表征薄層砂體時空分布及連通性，闡明不同成因類型砂體構型和分布特征，探索地震沉積學在非常規油氣勘探（致密油、頁巖油等）以及深層和超深層油氣資源勘探中的應用方法技術，以指導油氣資源高效勘探開發[109]。

推動沉積地質學與人工智能、大數據等計算機技術深度交叉融合，實現大數據驅動下的數字古地理重建。根據建立標準化的沉積地質學知識體系和不斷更新的數據庫，通過現代機器學習預測巖性、利用人工智能技術建立多種沉積類型模型，深化訓練數據體，用統計模擬方法開發人工合成大數據訓練模型，最終搭建數據化、標準化和智能化的沉積地質學重建平臺。

3.2 結語與建議

國際沉積學會議是反映國內外沉積地質學研究動態的風向標。第21屆國際沉積學大會重點關注了深時氣候與環境、構造與火山沉積學、環境與災害沉積學、現代沉積過程、有機與無機沉積過程、陸相碎屑沉積體系、海相碎屑沉積體系、海相碳酸鹽巖沉積（微生物巖）、資源沉積學、沉積地球化學和地球科學研究新方法技術。特別體現了中國學者在深時氣候演化、中新生代溫室效應和極熱事件、新生代亞洲—青藏高原氣候變化機制及沉積響應、特提斯構造與沉積作用、亞洲大陸邊緣源—匯系統與沉積機制、碎屑沉積和生物沉積作用、海盆與湖盆混合沉積過程與時空差異分布、火山沉積學與災害沉積學、碳中和沉積學、大數據與人工智能等方面取得的具有中國區域地質特色的創新成果。

國際沉積學研究關注全球氣候變化沉積記錄、深水沉積與事件沉積、現代與深時源—渠—匯系統、盆地沉積動力學機制等熱點問題。在未來的中國沉積學發展過程中，應充分考慮盆地構造背景和盆地類型，結合中國含油氣盆地油氣勘探開發和實現碳中和目標，進一步加強前寒武紀超大陸演化與早期地球環境、深時古氣候與生物沉積學、深時溫室地球化學地形重建（極熱事件）、不同尺度源—匯系統及沉積環境效應、陸架邊緣沉積體系和邊緣海盆地沉積動力學、陸相湖盆構造地貌學與事件沉積學、陸相重力流沉積過程和沉積模式、細粒（混積）沉積物沉積作用和沉積模式、碳酸鹽巖沉積環境（微生物巖）、關鍵轉折期沉積過程和沉積結果、中國小克拉通盆地碳酸鹽巖微地塊沉積古地理模式、碳中和沉積學與災害沉積學、現代沉積環境、多邊界條件的水槽實驗和數值模擬實驗、人工智能與大數據平臺的研究和建設，編制中國重大構造期沉積古地理多信息圖件，重建不同歷史時期的古氣候與古地理格局，以指導沉積礦床勘探開發。不斷推動沉積地質學由定性描述向定量研究發展，形成具有中國地域特色的沉積學理論和方法體系[1，56，76?79，109，120]。