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1、第六章 沉积环境和沉积相 第一节 概述 一、沉积环境、沉积相的定义 1、沉积环境：在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地球表面。 2、鉴别沉积环境： A 物理方面：介质性质、流体流动性质、水体密度、水深等； B 化学方面：沉积介质的PH、EH、盐度等； C 生物方面：动物和植物,3、沉积相：一定沉积环境的物质表现 4、沉积相模式：古代沉积面貌的再现，并加以典型化和模式化。沉积相模式可以用图解表示。,沉积环境,大陆环境,海洋环境,海陆过渡环境,二、沉积环境的分类,二、沉积环境的分类 1、大陆环境： 河流环境、湖泊环境、沼泽环境、沙漠环境、冰川环境 2、过渡环境： 河口、三角洲环境、有障
2、壁海岸、无障壁海岸 3、海洋环境： 浅海环境、半深海环境、深海环境,沉积环境分类表,三、沉积相律 只有横向相依的相，才能在纵向上相互叠置而没有沉积间断,四、沉积环境的识别标志和分析方法 1、沉积环境的识别标志 1）岩石学标志： （1）岩石类型和矿物成分：指示沉积环境、物源区性质、构造状况和古气候条件； （2）沉积岩的结构：指示水流性质； （3）沉积构造：指示介质动力条件和流体性质、提供古水流资料，解释沉积环境。,2）古生物和古生态标志： 确定沉积时的自然地理环境，只时沉积时的水深、盐度和浊度； 3）地球化学标志：岩石或生物介壳中的微量元素、同位素和有机地化资料解释沉积环境。,注意：识别沉积环境
3、时的综合分析,2、沉积环境的分析方法 1）剖面层序分析法：综合分析研究岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列，最终确定沉积环境。 2）沉积岩体产状及岩相分布特征：一般陆相和过渡相的产状不稳定，而海相则稳定。 3）充分应用沉积模式：大部分沉积环境已经建立了比较系统、完善的沉积模式，有助于沉积环境的预测。,第二节 大陆沉积环境 分类：冲积环境 湖泊环境 沼泽环境 沙漠环境 冰川环境,大陆环境,河 流,湖 泊,沼 泽,沙 漠,冰 川,洞 穴,一、冲积环境 冲积环境以河流为主导作用。 河流分类： 网状河：河身不固定，有分叉聚合现象，河床平直，坡降大，发育心滩，分布在冲积扇、河流上游及三角洲平原上。 蛇
4、曲河：河身比较固定，河床弯曲，侧向迁移明显，坡降笑，发育边滩，分部在河的下游。 平直河：河道平直，少见。,蛇曲河,网状河,平直河,1、河流环境中的地貌类型和河流相特点 （1）河流的地貌单元 河道：边滩、心滩 河漫滩：天然堤、决口扇、河漫（洪泛）平原、河漫湖 牛轭湖：废弃的河道 各种地貌单元都有相应的沉积物堆积，可划分为不同的亚相。,曲流河的沉积模式,（2）河流相的亚相划分及沉积物类型 根据河流相的沉积特征，划分为三个亚相： 河道亚相: 河漫滩亚相: 牛轭湖（废弃河道）亚相：,1）河道亚相： 河床滞留沉积：成分为陆源砾石，呈叠瓦状排列，垂向上位于河流沉积剖面的最底部，向上渐变为边滩或心滩。 边滩
5、沉积：蛇曲河和平直河所特有，垂向上位于河床滞留沉积之上，是河流迁移和弯曲过程中在河湾内侧形成的侧向加积物。沉积物以砂为主。发育交错层理和平行层理。 心滩沉积：网状河所特有。沉积物以砾石和粗砂为主。发育大型槽状交错层理。,河道砾石的排列方式叠瓦状,2）河漫滩亚相 天然堤沉积：洪水期河水漫出河岸时形成的。沉积物以粉砂和泥为主，发育水平层理和泥裂等。 决口扇沉积：洪水期洪水冲破天然堤，在靠洪泛平原一侧的斜坡上形成的舌状沉积。以细砂和粉砂为主，局部可见交错层理和冲刷构造。 河漫湖（洪泛盆地）：位于河漫滩的低洼处，以泥质和粉砂泥质沉积为主，可有植物碎片。,3）牛轭湖（废弃河道）亚相： 是由河流衰老或蛇曲
6、河流截直作用而形成。 沉积物特征：侧向加积的砂质沉积和垂向加积的泥质沉积。,（3）河流沉积的垂向层序,曲流河沉积的典型垂向层序： 二元结构,辫状河沉积的垂向层序,蛇曲河和网状河沉积特征对比,（4）河流相的沉积层序 1）垂向剖面向上粒度变细，平面呈带状分布； 2）每个沉积旋回由两部分组成： 下部沉积旋回：河道滞留沉积和边滩沉积； 上部沉积旋灰：堤岸、决口扇和洪泛平原； 蛇曲河上、下沉积旋回厚度值比近于1；网状河则小于1。 3）旋回的底部是一冲刷面；,（5）古代河流沉积的主要鉴别标志 1岩石类型及其组合 2结构 3沉积构造 4生物化石 5沉积层序 6砂体形态,2、冲积扇相 （1）一般特征 形成：洪
7、水将沉积物从山区带出，在山口的山麓地带因坡度减小堆积而成。 分布：干旱半干旱气候地区 形状：平面扇为扇形；剖面：幅向为下凹 状，横向为上凸状。 扇体表面特征：扇顶有主河道，扇中河扇缘分支河道成网状 ；河道间有浅水沟 。,（2）冲积扇相特征 1）沉积类型： 河道沉积：由砂砾组成，粒度粗分选差；成层性不好。 漫流沉积：携带沉积物的流水从冲积扇河床末端漫出，流速和水深骤减，使携带的沉积物成席状或片状沉积而成。由粗碎屑组成，块状构造，形态为透镜状。 筛状沉积：当物源物主要供给砾石而无其它粒级沉积物时，在冲积扇表面上形成的舌状砾石层。其分选好。孔隙发育，块状构造。 泥石流沉积：发育在扇体的上部，由砂砾泥
8、混杂组成，分选差，层粒不发育。,2）沉积亚相的划分 扇根亚相：冲积扇顶部地带，沉积坡度大，沉积类型为河道沉积和漫流沉积。 扇中亚相：冲积扇的中部，是冲积扇的主体，以分支河道和漫流沉积为主。 扇缘亚相：冲积扇的外缘，地形平缓，以漫流沉积为主。常为砂夹粉砂、粘土组成。,亚相划分：扇根（扇头、扇首）、扇中、扇缘（扇端）,（3）冲积扇的鉴定标志 1) 岩性特征：以砾岩、砂砾岩和砂岩为主，夹有粉砂岩和泥质岩： 2）结构特征：分选差; 3）构造特征：河道沉积底部有冲刷面，正粒序，不规则的交错层理，干裂、雨痕等； 4) 颜色: 5) 垂向层序及沉积相组合,二、湖泊沉积环境 1、湖泊环境的一般特征 水动力特征
9、：以波浪和湖流为主，基本没有潮汐作用，受河流流水影响大。 物理化学条件：湖水可以是淡水，也可以是超盐水，深湖处为还原环境。 生物学特征：陆相生物化石发育。,2湖泊的分类 （1）按含盐度分类：淡水湖和咸水湖 （2）按沉积物特征分类：陆源碎屑淡水湖和碳酸盐膏盐湖 （3）按湖泊所处的地理位置分类：内陆湖和近海湖 （4）按湖泊成因分类：,3湖泊沉积相特征 按沉积物特征，将湖泊相沉积划分为两大类型： 陆源碎屑淡水湖泊沉积： 碳酸盐膏盐湖泊沉积：,碎屑湖泊沉积的理想模式 （据特温霍费尔，1932）,现代青海湖沉积物分布 （据中国科学院兰州地质研究所，1979）,（1）陆源碎屑淡水湖泊沉积： 1）陆源碎屑淡
10、水湖泊相的亚相划分： 湖泊三角洲亚相：位于河流入湖处 滨湖亚相：介于洪水湖面和枯水湖面之间 浅湖亚相：枯水面和浪击面之间 深湖亚相：浪击面以下,2）陆源碎屑淡水湖泊各亚相的沉积特征： A 湖泊三角洲亚相：三层结构 顶积层：河流沉积，砂质为主；发育交错层理； 前积层：粉砂和砂质粉砂为主，较多生物碎片，具有前积交错层理、粒序层理、砂泥互层等。 底积层：粉砂和泥质沉积为主，生物碎片多，富含有机质，水平层理。,B 滨湖亚相 高能环境，沉积物以砂和粉砂为主，有少量砾石，分选磨园较好，有生物介壳，大致中型交错层理、干裂、雨痕、虫迹等 C 浅湖亚相： 低能环境，沉积物以粉砂和泥为主，夹细砂透镜体，保存完整的
11、化石，不规则的水平层理和浪成波痕 D 深湖亚相： 多为水体安静的还原环境，暗色泥质沉积，富含有机质，水平层理。,（2）碳酸盐膏盐湖泊沉积 1）形成条件： 干旱半干旱的气候区或温暖地区， 内陆湖， 缺乏陆源碎屑物质供给，主要以碳酸盐膏盐沉积为主。,2）温暖地区的碳酸盐湖泊相 当周围陆地为碳酸盐岩时，湖内可沉积碳酸钙（藻类的活动）核形石，深湖处可出现泥灰岩和有机质。 3）干旱地区的碳酸盐膏盐湖泊相 随着湖水的浓缩，可依次沉积碳酸盐、硫酸盐、石膏和钾镁盐。,第三节 过渡环境 以三角洲为例,三角洲,河 口,海岸环境,一、三角洲的一般特征和分类 三角洲是指河流与海洋或湖泊汇合处形成的锥形沉积体；是河流流
12、水与海洋波浪和潮汐共同作用的结果。 根据河流、波浪和潮汐三种作用的相对强度，可对三角洲进行分类： 河控三角洲：鸟足状 浪控三角洲：尖头状（喙状） 潮控三角洲：,三角洲类型的三端元分类,三角洲类型的三端元分类,三角洲的类型与河流、海洋作用（波浪为主）的关系,二、三角洲的亚相划分和特征 以河控三角洲为例 1、三角洲亚相的划分 三角洲平原 三角洲前缘 前三角洲,2、三角洲亚相的沉积特征 1）三角洲平原亚相： 有河流入海发生分流所形成。 沉积物类型有： 分流河道沉积： 天然堤沉积： 分流河道间沉积（湖泊、沼泽、分流间海湾）,2）三角洲前缘亚相： 河水与海水作用最强烈的地区。 沉积物类型有： 分流河口砂
13、坝： 远砂坝： 席状砂： 河流作用为主的三角洲前缘沉积中，席状砂不发育，河口砂坝和远砂坝发育，随分流河道向前推进，砂坝呈长条状分布指状砂坝。 波浪作用为主时，砂坝不发育，被改造为席状砂。,3）前三角洲亚相： 处于正常浪击面以下的海相沉积，以泥和粉砂质泥为主，含大量的有机物，水平层理和透镜状层理。是良好的生油层位。,三角洲沉积向海进形成的 “同期异相”和“同相异期”,滨海沉积的一般情况（示穿时现象） 三角洲沉积分带垂向剖面示意图（示穿,三角洲的立体模型,三角洲的立体模型,河控三角洲的垂向层序,沉积旋回,三角洲复合体系中由于三角洲平面位移引起的多旋回现象,3、古代三角洲的鉴别标志 1）粒度：在河流
14、向前推进的条件下，形成粒度向上变粗的层序； 2）沉积构造：具有河流流水、潮汐和波浪的共同作用，水平层理、大型交错层理和变形层理； 3）化石：海相和陆相化石组合； 4）古水流：双向性； 5）沉积物厚度：几百至几千米。,第四节 海洋环境,滨海（海岸）,浅海,半深海,深海,一、海洋环境的一般特征 1、海水的物理化学条件：具有较高的含盐度（3.5%）， 温度变化在-230度 之间，含氧量不均一； 2、海洋的生物特征：生物丰富，浮游生物、游泳生物和底 栖生物； 3海底地形与海水深度： 海岸环境：浪击面以上 浅海环境：浪击面至陆棚边缘（水深小于200米） 半深海环境：水深2002500米，相当于大陆坡 深
15、海环境：水深超够2500米,二、海洋陆源碎屑沉积环境 1、海岸沉积环境 （1）海岸沉积环境的一般特征 1）水动力学条件：波浪和潮汐流为主，还有海流、沿岸流、表面径流、河流和风； 2）地球化学和生物环境：与广海连通时，盐度正常，可淡化或咸化；海陆相生物混生； 3）海岸环境分类：有障壁岛和无障壁岛海岸；,（2）砂质海岸地区沉积环境划分,（3）海岸沉积环境的沉积特征 沉积物：以砂、砂砾岩为主，分选好，磨园高， 沉积构造：发育平行层理、各种交错层理和波痕，生物扰动现象明显。,2、浅海沉积环境 水动力学条件：波浪和海流为主 海地地形：平坦，可有相对起伏，如砂坝和浅滩及沟谷； 沉积物：砂和粉砂为主，化学胶结，特征矿物海绿石 沉积构造：波痕、交错层理、虫孔和虫迹等,3、半深海和深海沉积环境 水动力学条件：缓慢流动的深海洋流 沉积物：各种远洋沉积、等深流沉积和浊流沉积； 生物特征：浮游生物、底栖生物极少,三、海洋碳酸盐沉积环境 1、海洋碳酸盐沉积环境的特点 沉积环境：温暖、洁净、透光的浅水环境 分布：南北纬30度之间 碳酸盐沉积物的成因：生物成因为主，,2、海洋碳酸盐沉积相模式 沉积碳酸盐的浅海类型： 陆表海：分布面积广，海水浅（30200米），海地平坦； 陆缘海：分布于大陆边缘，占据大陆架位置，宽160480km，水深200500m，海底坡度
