馮增昭
中國石油大學(xué)(北京),北京 100083
在2014年,在《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)刊出的文章中,侯恩剛等(2014)把巖石的微觀特征稱作“微相”(microfacies)。筆者建議他們把“微相”改為巖石或巖石類型,他們接受了這個(gè)建議。甚謝。
在2015年,在《古地理學(xué)報(bào)》(英文版)刊出的幾篇文章中,一些作者把巖石稱作“巖相”(lithofacies),把巖石的微觀特征稱作“微相”(microfacies),把巖石的宏觀特征稱作“宏觀相”(macrofacies)。筆者曾建議這幾篇文章的作者,最好把他們文章中的“巖相”改為巖石或巖石類型,把“微相”改為巖石的微觀特征,把“宏觀相”改為巖石的宏觀特征,但他們未接受這個(gè)建議。當(dāng)時(shí),筆者認(rèn)為這是學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的不同,未勉強(qiáng)他們。
在2017年,《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)收到了席勝利等的來稿。該文作者把紋層狀云質(zhì)膏巖、泥晶云巖、風(fēng)暴礫屑巖、亮晶砂屑云巖、亮晶鮞粒云巖、晶粒云巖、凝塊石云巖、藍(lán)細(xì)菌粘結(jié)砂屑云巖、疊層石白云巖、膏溶角礫巖等10種巖石稱作10種“微相”,而且說明他們文章中的“微相”是根據(jù)威爾遜(1975)的《地質(zhì)歷史中的碳酸鹽相》中譯本中的“標(biāo)準(zhǔn)微相”而定的。
筆者寫了一封信給席勝利博士,說明該文中的10種巖石都不是“微相”,而是巖石,希他能同意這個(gè)的意見。同時(shí),筆者也寫了一篇短文《主編的話——巖石不是微相》,準(zhǔn)備在《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)中,把這篇文章和席勝利等的文章同時(shí)刊登出來,以便引起廣大讀者的關(guān)注。
感謝席勝利博士接受了筆者的建議,這2篇文章(馮增昭,2017;席勝利等,2017)同時(shí)在《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)刊出了。筆者很快就收到幾位讀者的反饋,他們都同意筆者的意見。
在2017年10月份,在南京召開的第6屆全國沉積學(xué)大會(huì)的碳酸鹽巖和古地理學(xué)的分會(huì)場(chǎng)中,有好幾篇宣讀的論文,都把一些巖石或巖石類型稱作“微相”或“巖相”。在這些論文的討論中,筆者指出這些 “微相”或“巖相”,都不是“相”,因?yàn)樗鼈兌紱]有具體的沉積環(huán)境,而是巖石或巖石類型。不少與會(huì)者都報(bào)以掌聲同意筆者的觀點(diǎn)。
2017年10月份,《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)收到了劉大衛(wèi)等的文章,該文作者把16種巖石稱作“巖相”(lithofacies)。這16種“巖相”是: 雜基支撐礫巖、塊狀礫巖、遞變層理礫巖、交錯(cuò)層理礫巖、片流礫巖、疊瓦狀排列礫巖、顆粒支撐礫巖、“S”型前積層理礫巖、塊狀砂巖、平行層理砂巖、大型交錯(cuò)層理砂巖、小型交錯(cuò)層理砂巖、風(fēng)成交錯(cuò)層理砂巖、交錯(cuò)(波紋)層理粉砂巖、塊狀粉砂巖、塊狀泥巖。筆者建議該文作者把這16種“巖相”改為巖石或巖石類型,但該文作者未接受這個(gè)的建議。筆者寫了一篇短文《主編的話——巖石不是巖相》(馮增昭,2018),與該文一起刊登在《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)中,請(qǐng)廣大讀者討論這個(gè)問題。
在2018年,《古地理學(xué)報(bào)》(英文版)收到了2篇來稿。其中一篇來稿的作者把23種巖石當(dāng)作23種“微相”(microfacies),并明確指出這23種“微相”是根據(jù)Flügel(2004,2010)的“微相”的定義而定的。另一篇來稿的作者把11種巖石稱作“巖相”(lithofacies)。
同樣的問題屢屢出現(xiàn)。
看來,筆者上述的2篇短文寫得過于簡單了,尚未把問題講透,尚未引起國內(nèi)外廣大讀者的注意。
還有,在20世紀(jì)80年代,一些中國沉積學(xué)家根據(jù)露頭和鉆井巖心的巖石宏觀特征,提出了“亞相”和“微相”。但這個(gè)“微相”的定義卻與外國沉積學(xué)家在20世紀(jì)40年代根據(jù)巖石的顯微鏡下的微觀特征提出的“微相”的定義完全不同。這樣,在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,就同時(shí)有2種不同定義的“微相”。這更是一個(gè)嚴(yán)峻的問題。
這些問題迫使筆者,作為《古地理學(xué)報(bào)》(中文版和英文版)的主編,應(yīng)該遵循“百花齊放和百家爭鳴”的方針,再寫一篇中文和英文兼有的新文章,進(jìn)一步把什么是“相”、“沉積相”、“巖相”、兩種“微相”、“宏觀相”、“亞相”等術(shù)語的定義講清楚。
拋磚引玉。筆者希望此文能引起國內(nèi)外廣大讀者的關(guān)注。希望他們能寫文章并參與這些問題的討論和爭鳴,爭取有所共識(shí),從而促進(jìn)沉積相研究以及沉積學(xué)和古地理學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。
那么什么是“相”?什么是“沉積相”?什么是“巖相”?什么是“亞相”?什么是“微相”?什么是“宏觀相”?這得先把“相”的定義講清楚。
在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,不是在巖漿巖巖石學(xué)、變質(zhì)巖巖石學(xué)、地層學(xué)和其他地質(zhì)學(xué)的學(xué)科領(lǐng)域中,相的定義一向是有爭議的。
但有一點(diǎn)是大家基本上都同意的,即“相”就是“沉積相”,二者是同義的術(shù)語。
前蘇聯(lián)沉積學(xué)家魯欣(Рухин,1953)的《沉積巖石學(xué)原理》,把相理解為“能表明沉積條件的沉積物巖性特征和古生物特征的規(guī)律性綜合。因此,相是沉積物形成條件的物質(zhì)表現(xiàn)”。據(jù)此定義:不應(yīng)說白云巖相,應(yīng)說潟湖白云巖相。不應(yīng)說粉砂巖相,應(yīng)說湖成粉砂巖相。
北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)的《沉積巖石學(xué)》,主要參考魯欣(1953)的意見,認(rèn)為“相是沉積物特征及其生成條件的總和”。
華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)的《沉積巖石學(xué)》,把相理解為“沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖(物)特征的綜合”。其含義與北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)的含義基本上一樣。
在馮增昭(1994)主編的《沉積巖石學(xué)》第二版中,相的定義與華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)的相定義完全一樣。
美國地質(zhì)所(American Geological Institute,1973)的《地質(zhì)術(shù)語匯編》引用了許多相的定義。其中的一個(gè)定義是: “相是沉積巖呈現(xiàn)的所有原生的巖石學(xué)和古生物學(xué)特征的總和,從這些特征可以推斷它的成因和形成的環(huán)境”(Facies is “the sum of all primary lithologic and palaeontologogic characteristics exhibited by a sedimentary rock from which its origin and environment of formation may be inferred.”)。筆者同意這個(gè)定義。
費(fèi)爾布里奇和布儒瓦(Fairbridge and Bourgeois,1978)的《沉積學(xué)百科全書》首先引用了格列斯利(Gressly,1838)的相概念,即: 我把地層單位的相似的特征稱為相或面貌。一是該地層單位的相似的巖石學(xué)特征,另一是該地層單位的相似的古生物學(xué)組合。(I call facies or aspects of stratigraphic units: One is that a similar petrographic aspect……;the other,that a similar paleontological assemblage…….)
這可能是地質(zhì)學(xué)中最早的關(guān)于相的概念的闡述。它包涵了巖石學(xué)和古生物學(xué)2方面的特征,應(yīng)充分肯定。至于“地層單位”和未提及沉積環(huán)境,就不應(yīng)苛求了。在180年前,一位歐洲的地質(zhì)學(xué)家在研究侏羅系時(shí),對(duì)“相”有這個(gè)認(rèn)識(shí)已是很難能可貴了。
《沉積學(xué)百科全書》還引用了穆爾(Moore,1949)的定義。穆爾也認(rèn)為“沉積相是地層單位的特征”,其原文是: “any areally restricted part of a designated stratigraphic unit which exhibits characters significantly different from those of other parts of the unit”。
在1949年,穆爾還在重復(fù)格列斯利(Gressly,1838)的觀點(diǎn),就值得討論了。筆者不同意穆爾(1949)的觀點(diǎn)。
但該書認(rèn)為“相是形成于特定環(huán)境中的巖石的全部特征”(Facies refer to the overall characteristics of rocks formed in a particular environment)。筆者同意該書的這個(gè)定義。
地球科學(xué)大辭典編輯委員會(huì)(2006)的《地球科學(xué)大辭典》的基礎(chǔ)學(xué)科卷認(rèn)為“沉積相(sedimentary facies)是沉積環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。沉積相就是一個(gè)沉積環(huán)境中所有的原生沉積特征的總和,包括巖石、古生物和巖石地球化學(xué)等特征”。筆者同意這個(gè)定義。因?yàn)檫@個(gè)定義和魯欣(1953)、北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)、華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)和馮增昭(1994)的沉積相的定義是一致的。
2017年,筆者在《主編的話——巖石不是微相》中說了3句話,即: (1)(沉積)巖石不是相,(2)沉積環(huán)境也不是相,(3)(沉積)巖石加沉積環(huán)境,才叫沉積相,可簡稱相。
現(xiàn)在,對(duì)這3句話略加修飾,再加2句話,共5句話,即: (1)沉積巖不是相;(2)沉積環(huán)境也不是相;(3)沉積巖及沉積環(huán)境的綜合才是沉積相,可簡稱相;(4)沉積巖是在沉積環(huán)境中形成的;(5)沉積巖的特征能反映其沉積時(shí)期的沉積環(huán)境。
現(xiàn)對(duì)這5句話解釋如下:
1)第一句話“沉積巖不是相”,其中的“沉積巖”包括所有的沉積巖類型及其特征。但僅僅是沉積巖及其特征則不是沉積相。
2)第2句話“沉積環(huán)境也不是相”,其中的“沉積環(huán)境”包括海洋環(huán)境、陸地環(huán)境和海陸過渡環(huán)境,也包括它們的次級(jí)和再次級(jí)的沉積環(huán)境。但僅僅是沉積環(huán)境也不是沉積相。
3)第3句話“沉積巖和沉積環(huán)境的綜合才是沉積相,可簡稱相”。在這里筆者強(qiáng)調(diào)沉積相必須同時(shí)包括沉積巖和沉積環(huán)境,即沉積相是沉積巖和沉積環(huán)境的綜合。這就是說,在沉積相中,沉積巖及沉積環(huán)境是不可分離的。假如分離了,則單一的沉積巖和單一的沉積環(huán)境就都不再是沉積相。
4)第4句話“沉積巖是在沉積環(huán)境中形成的”。這是說明沉積巖和沉積環(huán)境的相互關(guān)系。
5)正因?yàn)椤俺练e巖是在沉積環(huán)境中形成的”,因此第5句話“沉積巖的特征能反映其形成時(shí)期的沉積環(huán)境”。這一點(diǎn)很重要。因?yàn)槌F(xiàn)代的沉積環(huán)境以外,地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境早已消失了,已看不見和摸不著了,但它們是可知的。可以根據(jù)沉積巖的特征,主要是其巖石學(xué)和古生物學(xué)的各種宏觀的和微觀的特征,去分析、判斷和恢復(fù)地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境。這就是沉積巖的沉積環(huán)境分析,也可稱之為沉積巖的相分析。這是沉積巖石學(xué)、沉積學(xué)和古地理學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。
總之,第1句話和第2句話是否定的話,否定當(dāng)今一些對(duì)沉積相的不正確的認(rèn)識(shí)。第3句話是沉積相定義的核心內(nèi)容。第4句話是說明沉積巖和沉積環(huán)境在沉積相中的相互關(guān)系。第5句話是說明現(xiàn)在已經(jīng)消失了的地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境是可知的,即可以根據(jù)沉積巖的各種特征去分析、判斷和恢復(fù)的。這就指出了沉積巖的相分析的重要任務(wù)。
以上的5句話就是筆者現(xiàn)在給沉積相下的定義。這個(gè)定義是魯欣(1953)、北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)、華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)和馮增昭(1994)4部沉積巖石學(xué)教科書中的沉積相定義的繼承和發(fā)展。
根據(jù)上述4部沉積巖石學(xué)教科書的和筆者的沉積相的定義,應(yīng)說洪積礫巖相,不應(yīng)說礫巖相;應(yīng)說河流(或沖積)砂巖相,不應(yīng)說砂巖相;應(yīng)說湖泊泥巖相,不應(yīng)說泥巖相;應(yīng)說碳酸鹽灘鮞粒石灰?guī)r相,不應(yīng)說鮞粒石灰?guī)r相;等等。
在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,相的分類和命名也一向是有爭議的,而且比相的定義的爭議更多。
本文主要講相的一些主要類型(表 1),并對(duì)其相應(yīng)的問題進(jìn)行討論。
表 1 是北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)、華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)和馮增昭(1994)3部《沉積巖石學(xué)》教科書中的沉積相的分類和命名的繼承和發(fā)展。有關(guān)問題的說明和討論如下:
1)表 1中的“1級(jí)相”和“2級(jí)相”是此次新加的。在沉積相的分類和命名中,指明相的級(jí)別是很必要的。
表 1 主要沉積相的分類和命名Table1 Classification and naming of principal sedimentary facies
2)在表 1 中,許多相的名稱是欠規(guī)范的,因?yàn)檫@些名稱中大都只有沉積環(huán)境,大都沒有沉積巖或沉積巖的特征。假如在這些名稱中加上“沉積”二字,即寫成陸地沉積相、海洋沉積相、海陸過渡環(huán)境沉積相、河流沉積相、淺海沉積相、三角洲沉積相等,將更符合相的定義。但是,這些現(xiàn)行的相名稱是約定俗成了的,是很難改變的。只好認(rèn)為這些現(xiàn)行的相名稱是為了簡明從而把“沉積”二字省略掉的。
3)在上述的3部《沉積巖石學(xué)》教科書中,海相中均有半深海相?,F(xiàn)在,考慮到缺乏半深海相的可信的相標(biāo)志,很難確定半深海相,所以暫且把它刪去了。
4)在上述的3部《沉積巖石學(xué)》教科書中,在海陸過渡相中還有潟湖相、障壁島相和潮坪相?,F(xiàn)在,考慮到這3個(gè)相均應(yīng)屬于海相中的濱海相,即濱海相的次級(jí)相,即3級(jí)相。因此,就把這3個(gè)相從海陸過渡相中刪去了。至于河口灣相,劃歸海陸過渡相和海相均可。因此,現(xiàn)在就不再改動(dòng)了,仍把它放在海陸過渡相中。其實(shí),在海陸過渡相中,只有三角洲相是大家公認(rèn)的海陸過渡相。
5)有的沉積學(xué)家把山麓洪積相(mountain foot pluvial facies或piedmont deposit facies)稱作沖積扇(alluvial fan),可以這么稱呼。但應(yīng)明確,山麓洪積相的“扇”與河流相(river facies 或fluvial facies)的沖積扇是不相同的。筆者把洪積相(pluvial facies)前面加上山麓(mountain foot)二字,就是強(qiáng)調(diào)它與河流相沖積扇的區(qū)別。
6)其實(shí),在各級(jí)沉積相的名稱中,刪去“相”這個(gè)術(shù)語,留下沉積環(huán)境的名稱,并增加“沉積”2個(gè)字,如海洋沉積、陸地沉積、海陸過渡環(huán)境沉積、三角洲沉積、河流沉積、湖泊沉積等,完全可以。這可能更加簡明,而且毫不影響沉積相的定義。
總之,這些最主要的1級(jí)相和2級(jí)相的分類和命名,還是有不少問題可以討論的。
至于3級(jí)相、4級(jí)相和更次級(jí)相的分類和命名,其問題將更多。而且不同沉積學(xué)家的分類和命名可能有所不同。但有一點(diǎn)應(yīng)是必須遵守的,即各級(jí)相的名稱都必須兼有沉積環(huán)境和沉積巖或沉積巖的特征。
華東石油學(xué)院巖礦教研室(1982)的《沉積巖石學(xué)》,把2級(jí)相的河流相分為4個(gè)亞相(subfacies),即河床亞相、堤岸亞相、河漫亞相和牛軛湖亞相。
該教研室(1982)又把河床亞相分為3個(gè)微相(microfacies),即河床滯留微相、邊灘微相和心灘微相;又把堤岸亞相分為2個(gè)微相,即天然堤微相和決口扇微相;又把河漫亞相分為3個(gè)微相,即河漫灘微相、河漫湖泊微相和河漫沼澤微相。
該教研室(1982)還把其他的2級(jí)相分出了亞相和微相。
該教研室(1982)的亞相都是3級(jí)相,微相都是4級(jí)相。
張紀(jì)易(1980,1985)對(duì)新疆克拉瑪依中三疊統(tǒng)的粗碎屑洪積扇進(jìn)行了深入的研究,分出了扇頂、扇中和扇緣3個(gè)亞相,又把扇頂分出主槽、側(cè)緣槽、槽灘、漫洪帶、流溝、溝間灘等微相,把扇中分出漫流帶、辮流砂島、辮流線等微相。
張紀(jì)易(1980,1985)的新疆克拉瑪依中三疊統(tǒng)洪積扇是山麓洪積扇,是2級(jí)相。他根據(jù)野外露頭的巖石學(xué)特征把洪積扇分出的扇頂、扇中和扇緣3個(gè)亞相是3級(jí)相,其下屬的一些微相是4級(jí)相。
張紀(jì)易可能是中國第1位劃分出亞相和微相的沉積學(xué)家。
趙澄林和劉孟慧(1984),通過鉆井巖心的觀察,對(duì)渤海灣地區(qū)古近系沙河街組沙四段和沙三段的湖底扇,劃分出了5個(gè)亞相和8個(gè)微相(表 2)。
表 2 渤海灣地區(qū)古近系沙河街組沙四段和沙三段湖底扇的亞相和微相(據(jù)趙澄林和劉孟慧,1984;有修改)Table2 Subfacies and microfacies of sublacustrine fan of the Members 4 and 3 of Paleogene Shahejie Formation in Bohai Bay area(modified from Zhao and Liu,1984)
趙澄林和劉孟慧(1984)的“湖底扇”是湖泊相(2級(jí)相)的次級(jí)相,即3級(jí)相。因此,表 2中的“亞相”應(yīng)是4級(jí)相,這些亞相的次級(jí)相“微相”應(yīng)是5級(jí)相。趙澄林和劉孟慧(1984)的亞相和微相的相級(jí)別均低于張紀(jì)易(1980,1985)的。
總之,中國的一些沉積學(xué)家,在20世紀(jì)80年代,在野外露頭和鉆井巖心的沉積相研究中,確定并劃分出了一些“亞相”和“微相”,并對(duì)之進(jìn)行命名。這表明中國沉積學(xué)家對(duì)陸相的研究已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。這對(duì)油氣儲(chǔ)集層的勘探和開發(fā)做出了貢獻(xiàn)。
在20世紀(jì)80年代以后,不少中國沉積學(xué)家就開始使用“亞相”和“微相”這2個(gè)術(shù)語了。
下面,以《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)近5年(2014—2018年)來刊出文章中,中國沉積學(xué)家使用“亞相”和“微相”的情況,說明之。
在2014—2018年這5年中,在《古地理學(xué)報(bào)》(中文版)刊出的文章中,有25篇文章系統(tǒng)地闡述了“相”、“亞相”和“微相”這3個(gè)術(shù)語。
從這25篇文章,可以看出3點(diǎn): (1)它們系統(tǒng)地闡述了“相”、“亞相”和“微相”的上下級(jí)關(guān)系,即“微相”是“亞相”的次級(jí)相,而“微相”則是沉積相的最后的一個(gè)次級(jí)相,即末級(jí)相。這就是說,“微相”已很難再分出它的次級(jí)相了。(2)不僅在陸相和海陸過渡相的碎屑巖中有“微相”,在海相的碳酸鹽巖中也有“微相”。(3)大多數(shù)的“微相”是根據(jù)巖石的宏觀特征確定的。
這25篇文章,可以基本上反映近年來中國沉積學(xué)家使用“亞相”和“微相”的大體情況。
這25篇文章已在參考文獻(xiàn)的最后部分列出,供廣大的讀者查閱。
1)“亞相”(subfacies)也可以稱作“次級(jí)相”(suborder facies)。這是一個(gè)泛指的相術(shù)語。大多數(shù)的相都可以有它們的次級(jí)相即亞相。因此,“亞相”這個(gè)術(shù)語并不限于某個(gè)特定級(jí)別的相,如張紀(jì)易(1980,1985)的扇頂、扇中和扇緣等3級(jí)相和趙澄林及劉孟慧(1984)的上部扇、中部扇和下部扇等4級(jí)相。
2)同樣,“微相”也不僅限于某個(gè)特定級(jí)別的相,如張紀(jì)易(1980,1985)的4級(jí)相和趙澄林及劉孟慧(1984)的5級(jí)相。
3)因此,在沉積相研究中,如果使用“亞相”和“微相”這2個(gè)術(shù)語,就一定要指明它們的上級(jí)相的名稱。
4)其實(shí),在沉積相的研究中,在確定“亞相”和“微相”這2個(gè)術(shù)語的名稱時(shí),并已經(jīng)說明其上級(jí)相的名稱時(shí),如果在這2個(gè)術(shù)語的名稱中,僅寫出它們的核心名稱,不寫出“亞相”和“微相”,并在這2個(gè)術(shù)語的核心名稱(請(qǐng)參看表 2)之后加上“沉積”二字,即寫成“上部扇沉積”、“中部扇沉積”、“主溝道沉積”、“辮狀溝道沉積”等,則這些“亞相”和“微相”的名稱將更簡明,也完全合乎沉積相的定義。
5)但是,中國沉積學(xué)家的“微相”這個(gè)術(shù)語的名稱是有問題的,因?yàn)榇蟛糠值摹拔⑾唷辈⒉弧拔ⅰ保鼈儾皇歉鶕?jù)顯微鏡下的巖石薄片中的微觀特征確定的,而是主要根據(jù)野外露頭和鉆井巖心的巖石宏觀特征確定的。
6)還有,中國沉積學(xué)家提出“微相”的時(shí)間,比外國沉積學(xué)家提出“微相”的時(shí)間晚。請(qǐng)看下文。
布朗(Brown,1943)可能是最早提出“微相”的人,他的“微相”(microfacies)的定義是: “在顯微鏡下的巖石薄片中所呈現(xiàn)的一些特征”(microfacies refers to the criteria appearing in thin-sections under the microscope)。
卡維里爾(Cuvillier,1952)亦提及“微相”(microfacies),其定義是: “巖石薄片中的古生物學(xué)和巖石學(xué)的特征”(microfacies(refers) to characterize paleontological and petrographic criteria in thin-sections)。
威爾遜(Wilson,1975)在他的著作《地質(zhì)歷史中的碳酸鹽相》中,提出24個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”(standard microfacies),并指明這24個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”在他提出的9個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)相帶”(standard facies belts)中的位置。
但是,威爾遜(Wilson,1975)卻沒有說什么是“微相”,即沒有給“微相”下定義。
從威爾遜(Wilson,1975)的24個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”的名稱、說明以及其相應(yīng)的30個(gè)顯微鏡下的照片圖版及其說明可以看出: 他的24個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”的名稱,除“標(biāo)準(zhǔn)微相3”的名稱“遠(yuǎn)洋灰泥巖”(Pelagic lime mudstone)兼有沉積環(huán)境和沉積巖以外,其他23個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”的名稱都是巖石或巖石類型的名稱,都沒有提到沉積環(huán)境。這些巖石類型及其相應(yīng)的照片圖版的說明,都是這些巖石類型的沉積學(xué)特征和古生物學(xué)的特征,且主要是顯微鏡下的特征。因此,這23個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”都不是“相”,而是23個(gè)巖石或巖石類型的微觀特征。
當(dāng)然,威爾遜(Wilson,1975)提出的9個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)相帶”是對(duì)的。這是威爾遜(Wilson,1975)對(duì)碳酸鹽巖研究的巨大貢獻(xiàn)。
筆者等在翻譯威爾遜(Wilson,1975)的《地質(zhì)歷史中的碳酸鹽相》時(shí),就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這23個(gè)“微相”不是“相”,而是巖石或巖石類型的微觀特征。這是威爾遜(Wilson,1975)這一名著中的一個(gè)問題。
但在該書中譯本的譯者序中,卻沒有指出這個(gè)問題。當(dāng)時(shí),筆者對(duì)這一問題的認(rèn)識(shí)還欠明確,認(rèn)為這是一個(gè)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)不同的問題,不能由于筆者的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和他不同,就說這23個(gè)“微相”有問題。但是在后來,當(dāng)看到國內(nèi)一些作者引用威爾遜(Wilson,1975)的這一觀點(diǎn)并把一些巖石或巖石類型稱作“微相”時(shí),筆者開始認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題不僅是一個(gè)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)不同的問題,還是一個(gè)學(xué)術(shù)上的是與非的問題。因此筆者感到很內(nèi)疚,即沒有在該書中譯本的譯者序中指出這一問題,沒有完全盡到一個(gè)主譯者的責(zé)任。
現(xiàn)在,筆者公開向中國的廣大讀者表示這個(gè)遲到的歉意,即: 在威爾遜(Wilson,1975)的24個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”中,有23個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)微相”不是相,而是23個(gè)巖石類型的微觀特征。當(dāng)然,威爾遜(Wilson,1975)的“9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相帶”及“24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微相”在“9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相帶”中的位置則是正確的。
在弗呂格爾(Flügel,1982)的《石灰?guī)r的微相分析》中,“微相”的定義是: “微相是巖石薄片、揭片和磨光面中的古生物學(xué)和沉積學(xué)的全部特征,用這些特征可以(對(duì)巖石)進(jìn)行分類”(Microfacies is the total of all the paleontological and sedimentological criteria which can be classified in thin-sections,peels and polished slabs)。
在弗呂格爾(Flügel,2004)的《碳酸鹽巖的微相: 分析,解釋和應(yīng)用》中,“微相”的定義是: “微相”是指所有來自薄片、揭片、磨光面或巖石樣品的沉積學(xué)和古生物學(xué)資料,用這些資料可以對(duì)巖石進(jìn)行描述和分類”(Microfacies is regarded as the total of all sedimentological and paleontological data which can be described and classified from thin sections,peels,polished slabs or rock samples.)
在弗呂格爾(Flügel,2010)的《碳酸鹽巖的微相: 分析,解釋和應(yīng)用》(第二版)中,“微相”的定義與該書第一版弗呂格爾(Flügel,2004)的定義完全一樣。
但是,在馬永生等的弗呂格爾(Flügel,2004,2010)2部著作的中譯本中,在“微相”的定義中,卻加了一句話,即“微相一詞已經(jīng)是一個(gè)綜合性的術(shù)語了”(The term of microfacies has been a comprehensive term)。
在《古地理學(xué)報(bào)》(英文版)2018年的來稿中,有的作者竟把馬永生等的這句話當(dāng)作弗呂格爾(Flügel,2004,2010)的“微相”定義的原話而引用了。
1)“顯微鏡下的巖石薄片中的巖石學(xué)和古生物學(xué)特征”應(yīng)是外國沉積學(xué)家的“微相”定義的主要的和決定性的內(nèi)容,而“揭片、磨光面或巖石樣品中的特征”則是“微相”定義的次要內(nèi)容。其他的話,例如“用這些資料可以對(duì)巖石進(jìn)行分類”則是可有可無的。至于馬永生等譯者的一句話“微相一詞已經(jīng)是一個(gè)綜合性的術(shù)語了”,應(yīng)放在弗呂格爾(Flügel,2004,2010)中譯本中的譯者序中為宜,不宜放在弗呂格爾的“微相”的定義中。
2)根據(jù)“微相”定義中的主要的和決定性的內(nèi)容,可以認(rèn)為“微相”這一術(shù)語從它一開始就是有問題的,主要是它名不副實(shí)。它不是“相”,因?yàn)樗鼉H指巖石的微觀特征,未包括沉積環(huán)境,它不合乎沉積相的定義。它也不是巖石,而是巖石的微觀特征。嚴(yán)格說來,“微相”是碳酸鹽巖的微觀特征。
3)因此,外國沉積學(xué)家的“微相”這個(gè)術(shù)語不宜再繼續(xù)使用。
4)但是,不少國內(nèi)外沉積學(xué)家和相關(guān)的油氣勘探和開發(fā)的專家現(xiàn)在仍然在使用“微相”這個(gè)術(shù)語。
這一現(xiàn)象是從20世紀(jì)50—60年代開始的碳酸鹽巖巖石學(xué)的里程碑意義的創(chuàng)新和快速發(fā)展的歷史中形成的?,F(xiàn)在,說“微相這個(gè)術(shù)語名不副實(shí),不宜再繼續(xù)使用”,對(duì)不少沉積學(xué)家和有關(guān)的專家來說,可能是一個(gè)難以接受的“逆耳之言”。筆者并不否定威爾遜(Wilson,1975)和弗呂格爾(Flügel,1982,2004,2010)對(duì)碳酸鹽巖巖石學(xué)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)。馬永生等把弗呂格爾(Flügel,2004,2010)的著作翻譯成中文并在中國出版,這對(duì)中國的廣大讀者也是一個(gè)重要貢獻(xiàn)。在這里,筆者主要是指出他們大力提倡和推廣的“微相”這個(gè)術(shù)語名不副實(shí),不宜再繼續(xù)使用。
5)總之,外國沉積學(xué)家的“微相”這個(gè)術(shù)語是在碳酸鹽巖巖石學(xué)發(fā)展歷史中出現(xiàn)的,它是否不宜再繼續(xù)使用下去,這個(gè)問題還得通過廣大地質(zhì)學(xué)家的討論和爭鳴以及今后的地質(zhì)實(shí)踐逐步地解決。
綜上2節(jié)所述,可知在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,有2種不同定義的“微相”。一種是外國沉積學(xué)家于20世紀(jì)40年代根據(jù)顯微鏡下的巖石微觀特征提出的 “微相”,另一種是中國沉積學(xué)家于20世紀(jì)80年代根據(jù)露頭和鉆井巖心的巖石宏觀特征提出的“微相”。中國沉積學(xué)家的“微相”兼有沉積環(huán)境和沉積巖的特征,合乎沉積相的定義。外國沉積學(xué)家的“微相”僅包涵沉積巖的特征,主要是碳酸鹽巖的微觀特征,不包涵沉積環(huán)境,不合乎沉積相的定義。
現(xiàn)在,2種不同定義的“微相”同時(shí)出現(xiàn)在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,這確實(shí)是個(gè)嚴(yán)峻的問題。
筆者認(rèn)為:
1)“微相”是沉積相的一種,它必須合乎沉積相的定義。這個(gè)原則是根本的。中國沉積學(xué)家的“微相”合乎沉積相的定義,可以繼續(xù)使用。而外國沉積學(xué)家的“微相”不合乎沉積相的定義,不宜繼續(xù)使用。
2)但是,外國沉積學(xué)家的“微相”是否不宜繼續(xù)使用的問題,還得由中外廣大地質(zhì)學(xué)家討論和爭鳴以及今后的地質(zhì)實(shí)踐逐步地解決,不可能馬上解決。
3)中國沉積學(xué)家的“微相”也是有問題的,主要是它的名稱欠當(dāng)。中國沉積學(xué)家提出的“微相”大都是根據(jù)露頭和鉆井巖心的巖石宏觀特征確定的,并不“微”。還有外國沉積學(xué)家在1940s就提出了“微相”這個(gè)術(shù)語,遠(yuǎn)早于中國沉積學(xué)家在1980s提出的“微相”這個(gè)術(shù)語。因此,中國沉積學(xué)家必須明白:“微相”這個(gè)術(shù)語的命名優(yōu)先權(quán)屬于外國沉積學(xué)家,中國沉積學(xué)家無權(quán)改變外國沉積學(xué)家提出的“微相”的定義,盡管中國沉積學(xué)家提出的“微相”這個(gè)術(shù)語合乎沉積相的定義。
4)因此,筆者建議,中國沉積學(xué)家最好不要再使用“微相”這個(gè)術(shù)語。可按我在本文“3.4”中所說的辦,即: 在研究沉積相時(shí),在確定“微相”的名稱時(shí),在已經(jīng)指明這個(gè)“微相”的級(jí)別(即它本身是哪一級(jí)的相)和它的上級(jí)相的名稱時(shí),假如不寫出“微相”這2個(gè)字,僅寫出它的核心名稱,并在此核心名稱之后加上“沉積”2個(gè)字,即寫成“主溝道沉積”、“主溝堤沉積”、“辮狀河道沉積”、“辮狀溝堤沉積”等(請(qǐng)參看表 2)。這樣將更加簡明。
這個(gè)建議是可行的,也毫不降低中國沉積學(xué)家對(duì)沉積相的研究程度。
希望中國沉積學(xué)家能同意筆者的這個(gè)建議,最好不再使用“微相”這個(gè)術(shù)語,不要卷入外國沉積學(xué)家的“微相”的糾紛。
“宏觀相”這個(gè)術(shù)語很少為地質(zhì)學(xué)家使用。
美國地質(zhì)所(American Geological Institute,1973)的《地質(zhì)術(shù)語匯編》(Glossary of Geology)對(duì)這個(gè)術(shù)語的解釋只有2個(gè)字,即“相域”(facies tract)。
在費(fèi)爾布里奇和布儒瓦(Fairbridge and Bourgieois,1978)的《沉積學(xué)百科全書》(The Encyclopedia of Sedimentology)中,沒有“宏觀相”這個(gè)術(shù)語。
《英漢地質(zhì)詞典》編輯組(1983)的《英漢地質(zhì)詞典》把“macrofacies”譯為“大巖相”和“相域”。
筆者不贊賞“相域”這個(gè)術(shù)語,不同意“大巖相”這個(gè)術(shù)語。
其實(shí),“宏觀相就是沉積巖的宏觀特征”。它是和“微相”對(duì)立的或?qū)?yīng)的一個(gè)術(shù)語。它不符合沉積相的定義,它不是相。因此,“宏觀相”這個(gè)術(shù)語不應(yīng)再繼續(xù)使用。
“巖相”(lithofacies)這個(gè)術(shù)語在中國的沉積巖石學(xué)、沉積學(xué)和巖相古地理學(xué)中,廣為使用。但人們對(duì)這一術(shù)語的定義的認(rèn)識(shí)卻很不一致。
在美國地質(zhì)所(American Geological Institute,1973)的《地質(zhì)術(shù)語匯編》中,關(guān)于“巖相”這一術(shù)語有4種定義:
在這4種定義中,其中的1個(gè)定義是穆爾(Moore,1949)的定義: “巖相這個(gè)術(shù)語是指在普通環(huán)境中形成的沉積巖的全部巖性特征(包括物理的和生物的特征)”(A term(lithofacies)used by Moore(1949)to signify any particular kind of sedimentary rock or distinguishable rock record formed under common environmental conditions of deposition,…… and represented by the sum total of the lithologic characteristics(including both physical and biologic characters)of the rock)。
其實(shí),在穆爾(Moor,1949)的文章的結(jié)論中,已經(jīng)總結(jié)出了更加明確的“巖相”的定義,“任何沉積環(huán)境中的巖石記錄,包括物理的和有機(jī)的特征,都可以稱作巖相?!?The rock record of any sedimentary environment, including both physical and organic characters, is designated by the term“l(fā)ithofacies.”)
筆者同意穆爾(Moor,1949)的“巖相”的定義。
在地質(zhì)出版社2006年出版的《地球科學(xué)大辭典》的基礎(chǔ)學(xué)科卷中,“巖相”的定義是: 巖相(lithofacies)指沉積巖相。為反映一定沉積環(huán)境的巖性特征,包括所有物理的、化學(xué)的(礦物和巖石的)及生物的特征。如在古生代海相地層中反映淺海環(huán)境的海綠石砂巖相等。
筆者同意《地質(zhì)科學(xué)大辭典》(2006)中的“巖相”的定義。
在沉積巖石學(xué)中和沉積學(xué)中,不是在其他地質(zhì)學(xué)的學(xué)科中,“巖相”就是“沉積巖的相”,即“沉積相”?!皫r相”、“相”和“沉積相”是同義的術(shù)語。這是唯一正確的選擇。
因此,“巖相”這個(gè)術(shù)語可繼續(xù)使用下去。
但是,僅僅是沉積巖或沉積巖的特征而沒有沉積環(huán)境,則不是“巖相”。因此,絕對(duì)不能把巖石或巖石類型稱作“巖相”。
筆者長期從事沉積學(xué)及巖相古地理學(xué)教學(xué)和研究,一直把“巖相”當(dāng)作“沉積相”。
到現(xiàn)在為止,我還不知道誰是第一個(gè)把巖石或巖石類型當(dāng)作“巖相”的人。
綜上所述,可以看出一些沉積學(xué)家對(duì)沉積相的一些術(shù)語的定義,即“相”、“沉積相”、“巖相”、2種“微相”、“宏觀相”、“亞相”等術(shù)語的定義,是有不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的和有爭議的,而且有的爭議還是是與非的爭議。
毛澤東(1937)說:“許多自然科學(xué)理論之所以被稱為真理,不但在于自然科學(xué)家創(chuàng)立這些學(xué)說的時(shí)候,而且在于為爾后的科學(xué)實(shí)踐所證實(shí)的時(shí)候?!祟愓J(rèn)識(shí)的歷史告訴我們,許多理論的真理性是不完全的,經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)糾正了它們的不完全性。許多理論是錯(cuò)誤的,經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)而糾正其錯(cuò)誤。”
毛澤東(1957)又說:“百花齊放、百家爭鳴的方針,是促進(jìn)藝術(shù)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的方針,是促進(jìn)我國社會(huì)主義文化繁榮的方針?!?藝術(shù)和科學(xué)中的是非問題,應(yīng)當(dāng)通過藝術(shù)界科學(xué)界的自由討論去解決,通過藝術(shù)和科學(xué)的實(shí)踐去解決,而不應(yīng)當(dāng)采取簡單的方法去解決。”
筆者遵循“百花齊放和百家爭鳴”(毛澤東,1937,1957)的方針,撰寫此文,拋磚引玉,希此文能引起國內(nèi)外廣大讀者的關(guān)注,并能撰寫文章和參與這些問題的討論和爭鳴,爭取取得一些共識(shí)和逐步地解決這些問題,從而促進(jìn)沉積學(xué)和古地理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
貫徹“百花齊放和百家爭鳴”的方針,應(yīng)遵守以下幾條規(guī)則: (1)要堅(jiān)持真理,修正錯(cuò)誤。主張什么、贊成什么、反對(duì)什么,要觀點(diǎn)明確,以便討論和爭鳴。但如果事實(shí)證明自己的觀點(diǎn)是不對(duì)的話,要敢于修正錯(cuò)誤。(2)要言之有據(jù),要以理服人。(3)還要言之有禮,即對(duì)持不同觀點(diǎn)的作者要有禮貌,不說刻薄的話,不傷害對(duì)方的人品。(4)要有耐心,因?yàn)閷W(xué)術(shù)上的一些是非問題通常很難通過一兩次學(xué)術(shù)討論和爭鳴就能解決,最終要靠地質(zhì)實(shí)踐解決。
筆者愿以此幾條規(guī)則和參與這些問題學(xué)術(shù)討論及爭鳴的中外廣大的讀者和作者共勉之。
1)關(guān)于相的定義。在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,什么是“相”?一向是個(gè)有爭議的問題。筆者給相下的定義是: ①沉積巖不是“相”。②沉積環(huán)境也不是“相”。③沉積巖和沉積環(huán)境的綜合才是“相”,“相”是“沉積相”的簡稱。④沉積巖是在沉積環(huán)境中形成的。⑤沉積巖的特征可以反映其形成時(shí)的沉積環(huán)境。這個(gè)定義是魯欣(Рухин,1953)、北京石油學(xué)院礦物巖石教研室(1961)、華東石油學(xué)院巖礦教研室(1984)、馮增昭(1994)4本沉積巖石學(xué)教科書中的沉積相定義的繼承和發(fā)展。
2)關(guān)于相的分類。在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,沉積巖是多種多樣的,沉積環(huán)境也是多種多樣的,相(即沉積相)更是多種多樣的?!昂O唷?、“陸相”和“海陸過渡相”是沉積相的3個(gè)1級(jí)相。它們還可細(xì)分出更加多種多樣的和多級(jí)別的相,如2級(jí)相、3級(jí)相、4級(jí)相、5級(jí)相等。這些各級(jí)別的相的名稱更是多種多樣的,而且不同的沉積學(xué)家對(duì)各級(jí)沉積相的確定和命名可能有所不同。但有一點(diǎn)是各級(jí)相都應(yīng)遵守的,即它們都應(yīng)包涵沉積環(huán)境和沉積巖或沉積巖的特征。
3)關(guān)于“巖相”(lithofacies)。在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,“巖相”就是“沉積巖的相”,就是“沉積相”?!皫r相”和“相”都是“沉積相”的簡稱?!皫r相”、“相”和“沉積相”是同義的術(shù)語。
但是,巖石或巖石類型絕對(duì)不是“巖相”。
4)關(guān)于“微相”(microfacies)?,F(xiàn)在,在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,有2種定義完全不同的“微相”。這確是一個(gè)嚴(yán)峻的問題。
一種是外國沉積學(xué)家在20世紀(jì)40年代根據(jù)顯微鏡下的巖石微觀特征提出的 “微相”,另一種是中國沉積學(xué)家在20世紀(jì)80年代根據(jù)露頭和鉆井巖心的巖石宏觀特征提出的“微相”。
中國沉積學(xué)家的“微相”,兼涵沉積環(huán)境和沉積巖的特征,合乎沉積相的定義。外國沉積學(xué)家的“微相”僅涵巖石的微觀特征,不涵沉積環(huán)境,不符合沉積相的定義。但外國沉積學(xué)家的“微相”命名在先,中國沉積學(xué)家的“微相”的命名在后。
外國沉積學(xué)家的“微相”不符合沉積相的定義,不宜繼續(xù)使用。但這個(gè)問題應(yīng)由廣大的中外地質(zhì)學(xué)家討論和今后的地質(zhì)實(shí)踐解決,很難馬上解決。
中國沉積學(xué)家的“微相”盡管符合沉積相的定義,卻是有問題的,主要是它的名稱欠當(dāng),大多數(shù)的“微相”并不“微”,而且命名晚于外國沉積學(xué)家的“微相”。因此,筆者建議中國沉積學(xué)家最好不要再使用“微相”這個(gè)術(shù)語,不要卷入外國沉積學(xué)家的“微相”的糾紛。
5)關(guān)于“宏觀相”(macrofacies)。一些沉積學(xué)家所說的“宏觀相”,實(shí)際上是指巖石的一些宏觀特征,并不是“相”,也不是巖石。因此“宏觀相”這一個(gè)術(shù)語不宜再繼續(xù)使用。
6)關(guān)于“亞相”(subfacies)?!皝喯唷币部煞Q次級(jí)相(suborder facies)?!皝喯唷被颉按渭?jí)相”是一個(gè)泛指的相術(shù)語,大多數(shù)的相都可以有它們的次級(jí)相,即亞相。因此,“亞相”這一術(shù)語并不限于某些特定級(jí)別的相。其實(shí),在研究沉積相時(shí),不用“亞相”這個(gè)術(shù)語,僅用它的核心名稱,也許更簡明些。但應(yīng)指出它是哪級(jí)相的亞相。
7)百花齊放和百家爭鳴。在沉積巖石學(xué)和沉積學(xué)中,什么是“相”、“沉積相”、“巖相”、“微相”、“宏觀相”、“亞相”等,一向是有爭議的。這些爭議不僅是不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的問題,有的還是科學(xué)上的是與非的問題。因此,把這些術(shù)語的定義講明白是十分必要的。
筆者遵循“百花齊放和百家爭鳴”的方針,寫出此文,并建議對(duì)這些問題展開討論和爭鳴。不唯名,名家說的不一定是100% 地正確。要唯實(shí),要實(shí)事求是。既要堅(jiān)持真理,也敢于修正錯(cuò)誤。讓自由的學(xué)術(shù)討論與爭鳴和地質(zhì)實(shí)踐逐步地解決這些問題。
致謝感謝《古地理學(xué)報(bào)》(中文版和英文版)的編輯同志鄭秀娟、李新坡、張西娟、王媛、劉敏等,他們認(rèn)真地審閱本文的中文稿和英文稿,并提出許多珍貴的建議和改正意見。王媛同志更對(duì)本文的英文稿作了認(rèn)真的修正和潤色。還要感謝吳曉鳴同志和楊蕓嘉同志對(duì)本文的中文稿和英文稿的反復(fù)20多次的打字工作。感謝責(zé)任編輯鄭秀娟博士對(duì)本文的認(rèn)真的編輯加工工作。沒有他們的支持和幫助,作者是很難完成本文的定稿工作的。
感謝南京大學(xué)的林春明教授、中國石油大學(xué)(北京)的鐘大康教授和中國礦業(yè)大學(xué)(北京)的邵龍義教授,他們對(duì)本文的一些學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和內(nèi)容均提出了許多建議和修正意見。
感謝愛爾蘭的Ian D.Somerville教授、美國的G.Shanmugam教授、印度的Santanu Banerjee教授和中國科學(xué)院的吳亞生研究員評(píng)審了本文的英文稿,還感謝西南石油大學(xué)的陳景山教授、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)的杜遠(yuǎn)生教授、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)的于興河教授和中國科學(xué)院的吳亞生研究員評(píng)審了本文的中文稿。他們的評(píng)審意見極大地促進(jìn)了本文英文稿和中文稿的補(bǔ)充、修正和精煉。他們的評(píng)審意見實(shí)際上是本文在公開發(fā)表前經(jīng)受了一次“雙百方針”的嚴(yán)峻考驗(yàn),錘煉了本文,提高了本文的學(xué)術(shù)質(zhì)量。太感謝他們了!