第三章 沉积环境与沉积相,一、沉积环境与沉积相的基本概念和分类二、沉积相鉴别标志三、主要沉积相特征,,一、沉积环境与沉积相基本概念,1、沉积环境沉积环境——指在物理、化学和生物学方面均有别于相邻地区的 一块地球表面 物理条件指搬运和沉积介质的动力条件，例如介质性质（水、空气、冰）、流体流动性质（流水、波浪、潮汐或风）、流动速度、方向、密度、能量等 化学环境为沉积介质的物理化学性质，例如盐度、PH、EH等 生物特征指动物和植物的特征沉积环境的分类 海洋环境:浅海环境、半深海、深海 ；大陆环境：河流环境、湖泊环境、冰川环境、沙漠环境 ；海陆过渡环境：三角洲环境、海岸环境,2、沉积相,沉积相——是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，是一定沉积环境的物质表现或表述为沉积环境及其在该环境中形成的沉积物特征的综合沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现根据自然地理条件划分为陆相、海相和海陆过渡相沉积相分类分四级，即一级相（相组）、二级相（相）、三级相（亚相）、四级相（微相）按目前的趋势，沉积相分类术语已逐渐与沉积环境分类述语相一致．如河流环境中生成的沉积物称河流相、海岸环境中生成的沉积物称为海岸相等。
也考虑沉积物类型，如分出陆源碎屑沉积环境和碳酸盐沉积环境3、沉积相的分类,,古沉积环境恢复的基本思路,“将今论古”“现在是了解过去的钥匙” ——现实主义原则“以古论今、论未来”,1、基本思想,2、基本理论,“沃尔特（Walther）相律”——沉积相变规律：“只有那些相邻发育的相才能重叠地产出”，即只有顺序发展着的相才能上下重叠；一定的相在水平飞行上必与有关的相相邻二、沉积相的鉴定标志 1.沉积岩的岩性标志(沉积标志) (1)沉积岩的颜色 (2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型 (3)沉积岩的结构 (4)沉积岩层的构造 （5）剖面层序2.古生物、古生态学标志3.沉积地球化学标志,,1.岩性标志（沉积标志） (1)沉积岩的颜色：主要反映沉积环境的古气候和氧化还原性质如陆相多为红色、深海相多为灰黑色 (2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型：如原生的自生矿物可指示沉积环境，碎屑岩的岩屑可直接看出陆源区的母岩性质，重矿物组合和某些轻矿物特征也可指示母岩性质岩石类型在一定程度上可指示沉积环境，还可反映陆源区或沉积盆地的大地构造状况和古气候条件等。
(3)沉积岩的结构：不同沉积环境下形成的岩石结构是有差异的，如岩石的支撑性、杂基及颗粒的含量、颗粒的分选磨圆、粒度分布特征等，均可反映沉积环境的某些特征 (4)沉积岩层的构造：主要是原生的层理和层面构造，是不同沉积相最重要的标志 （5）剖面层序或剖面结构（见下页）,广西资源八角寨丹霞地貌系典型陆相冲积扇沉积,,2.古生物、古生态学标志 古生物的种类和生态不仅可确定海相与非海相，而且还可指示水域的深度、盐度、温度和浊度等例如：珊瑚的存在指示浅海环境3.沉积地球化学标志 应用岩石中或生物介壳中的微量元素(如B、B/Ga、Sr/Ba、Br、Br/Cl…)、同位素(O、C、S、H等)及有机地球化学资料来判断沉积环境现代河流沉积环境,现代海岸环境,现代沙漠环境,三、主要沉积 相-陆相,陆相——大陆上相对较低的水域所形成的沉积物及其古生物组合陆相沉积的总特点：沉积岩石以碎屑岩和粘土岩为主；沉积体在时空上变化大；岩石类型多，成分复杂，成熟度低；碎屑颗粒的分选和磨圆较差；古生物化石为淡水动物硬体（蚌、螺、叶肢介、昆虫等）和植物 一）、冲积扇环境(相)山区洪水携带碎屑物山口进入低地时在地形变化带卸载形成锥形含砾的粗碎肩沉积体，即冲积扇。
冲积扇从山口向下游方向呈放射状顺坡展开，在平面上呈近三角形的扇状冲积扇环境常划分为扇根(扇头或近端扇)、扇中(中扇)和扇缘(远端扇)（见书图6-3）,典型的冲积扇相模式,冲积扇主要鉴别标志,冲积扇的主要沉积作用是泥石流和河流沉积作用以碎屑沉积为主，岩性变化大，颗粒粗，分选差、磨圆差多形成于干旱气候、氧化环境，故沉积物颜色多呈红色冲积扇的各亚相特征：扇根是冲积扇上部靠近山口扇面坡度最陡的部分这个区域内地形坡度较大，河流、泥石流的流速都较高，有很强的侵蚀、下切能力和搬运能力因此，扇根的沉积物粒度最粗，可形成粗砾岩类岩石单层厚度大，成层性差，层理不发育，纵、横向上岩性变化大扇中因其扇面地形变缓，流体流速减慢，成为冲积扇中搬运、沉积过程中最活跃地区除了河道充填、泥石流沉积之外，片流沉积发育扇中沉积形成的岩石粒度较扇根变细，单层厚度减薄，成层性变好,可具有多种流水成因的交错层理沉积体虽然仍因冲刷、切割而呈透镜体状，但横向上显得比扇根的更为稳定扇缘是冲积扇下部向冲积平原过渡的低平部分，片流沉积及其它类型的洪泛沉积在该区内发育片流沉积可形成大型板状砂体，间夹洪泛期的细粒粉砂、泥质沉积岩石层较薄，成层性较好，各种交错层理发育，侧向延伸较稳定。
由于河道的摆动，这些沉积物可能被改造成为河流沉积二）、河流相（环境）1、概述 根据形态可将河流分为曲流河、辫状河、顺直河河流相具有粒度向上变细的“二元结构”河流沉积多是陆源碎屑物河流沉积的“二元结构”,河流类型A-曲流河;B-辫状河;C-顺直河,2、河流的沉积类型河流环境可划分为河道及河漫滩两大部分前者沉积包括河床底部滞留沉积、边滩沉积和心滩沉积，后者包括天然堤沉积、决口扇沉积、河漫湖沼沉积及牛轭湖沉积 (1）河道沉积河床底部滞留沉积—— 河床底部滞留的沉积物主要是砾石，包括泥砾并可能有被水浸透了的树干等植物茎在砂质沉积河道中它们明显呈透镜状产出砾石成分较复杂，次棱角状一圆状填隙物多为砂及细砾石滞留沉积常不具层理构造，出现在心滩、边滩沉积之下，底与下伏层呈冲刷侵蚀接触河床底部滞留沉积,边滩沉积—— 边滩在曲流河中最发育，是河道迁移、河曲形成过程中在河道取凸岸的方向形成的倾向加积的砂质沉积体所形成的砂岩的结构成熟度和矿物成熟都较低 边滩沉积的砂岩中单向流水成因的各种层理发育，常见有槽状交错层理、板状交错层理、平行层理以及多种砂纹层理 受河道中水动力条件控制，边滩沉积物下部的粒度较粗，单层厚度较大，层理厚度也较大，以大型板状交错层理、槽状交错层理为主。
边滩沉积与单向环流相关边滩沉积,心滩沉积——以砂岩沉积为主，且由下向上颗粒由粗变细，但与边滩比较，其颗粒成分较复杂，颗粒大小变化大，大型交错层理发育 边滩沉积砂体在垂向上粒度也有由下向上变细的趋势2)、河漫滩沉积河漫滩主要发育在曲流环境中河漫滩沉积主要是河流洪水漫出河道后散流形成细粒沉积因此也有人称为越岸流沉积、河间沉积河漫滩与边滩有何区别？边滩是河流低层沉积，是一直浸在水中的，多为大型交错层理或槽状交错层理，中细砂 ；河漫滩是洪水等水流较大时候才会覆盖的边岸部分中型交错，波状层理，多为细粉砂 河漫滩沉积,天然堤沉积（河谷两边与河谷平行的天然堤岸 ）—— 天然堤的沉积物来源于洪水期漫岸水流携带的大量悬移物质一次洪水的加积，使天然堤沉积由具特色的粉砂质、泥质岩的薄互层组成粉砂质岩中发育砂纹层理，特别是上叠砂纹层理，泥质岩中则有不规则的水平层理有时可见变形层理、干裂、植物根及钙质结核等在曲流河中天然堤主要发生在凹岸辫状河的天然堤沉积因河道的侧向迁移而不易保存下来.决口扇沉积——决口扇是洪水冲决天然堤后在天然堤外侧形成的扇状沉积体决口扇沉积物的粒度较天然堤等其它河漫滩的沉积物更细，以细砂一粉砂为主。
沉积的砂层呈薄透镜体状，底部有侵蚀、冲刷现象由于决口扇的形成过程沉积速度快，且沉积物是悬运状态，故决口扇砂层常具有正粒序性以及泄水构造、变形层理，火焰构造等决口扇砂体常呈透镜状夹于河漫泥质沉积物中湖泊是大陆上相对低洼和流水汇集的地区，也是沉积物堆积的重要场所三)、 湖泊环境及其沉积相1、湖泊环境的一般特征湖泊大小悬殊，最大可达几十万平方公里，最小的不足1km2湖泊形状也是多种多样，如圆形、椭圆形、不规则状等，成因各异 湖泊的分类方法很多，常用的是按盐度和沉积物性质划分，即分为以碎屑沉积为住的淡水湖泊(盐度<3.5%）和以化学沉积为主的盐湖(盐度>3.5%）两种类型一个理想的陆源碎屑湖泊的沉积模式具有沉积物绕湖盆呈环带状分布的特点，即从湖岸至湖盆中央大致依次出现砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩陆源碎屑湖泊沉积模式,2. 湖泊沉积模式,碎屑湖泊沉积的鉴别标志,（1）岩石类型较单一,以粘土岩、砂岩和粉砂岩为主，砾岩少见，也可出现化学岩和生物化学岩，但分布较为局限2）沉积构造多样,层理发育，以水平层理最为发育可有较发育的波痕泥裂、雨痕、搅混构造亦常见到3）生物化石丰富,常见的生物种类有介形虫、双壳类、腹足类、藻类等，没有海相生物化石。
4）垂向层序多呈反韵律,多出现由深湖至滨湖的下细上粗的反旋回层序5）分布范围及沉积厚度,分布范围比河流相大，比海相小，相带、岩性和厚度大致呈环带状分布陆生植物的根、干、叶、孢子花粉等大量出现岩性和厚度横向变化比河流相稳定，比海相差2、湖泊相沉积特征 (1)、淡水湖泊相——淡水湖泊形成于多雨的潮湿气候区，沉积物以陆源屑物为主 理想的碎屑淡水湖泊沉积模式是围绕湖盆呈环带状分布，即边缘为滨岸砂砾带，中间为砂质带，内部为砂泥质带，中心为泥质岩滨岸砂砾带很窄，这是区别于海相沉积的标志陆源碎屑湖泊相分为滨湖、浅湖、半深湖、深湖等亚相滨湖亚相：属于氧化环境，水动力条件强沉积以砂岩沉积为主，次为粉砂岩和砾岩发育单向斜层理和交错层理是储层发育的有利地区浅湖亚相：水介质的波浪可影响底部，底栖生物发育沉积以粘土岩和粉砂岩为主层理以水平层理和波状层理为主，可见小型交错层理，生物化石丰富可发育储集层半深湖亚相：处于弱氧化到弱还原环境沉积粘土岩为主，夹粉砂岩，粘土岩常含有机质使其颜色较深，层理以水平层理为主，有时见微波状层理⑤深湖哑相：处于还原环境沉积以质纯色深的泥、页岩为主，并可发育灰岩、泥灰岩层理为水平层理和细水平纹层为主,滨湖亚相,滨湖位于湖盆边缘、最高湖面与低湖面之间。
开阔湖岸的滨湖区，可形成砂质湖滩沉积； 湖岸较陡，可形成砾质湖滩沉积； 湖滨地形平缓，可形成滨湖泥滩或泥坪浅湖亚相,位于滨湖亚相至波基面之上的地带，水体较滨湖区深，沉积物受波浪和湖流作用的影响较强 岩石类型以粘土岩和粉砂岩为主可夹少量化学岩薄层或透镜体 层理类型多以水平、波状层理为主，水动力较强时可形成小型交错层理 生物化石丰富，保存完好，以薄壳的腹足类、双壳类等底栖生物为主 若湖底地形平缓，砂质供应充分，在宽阔的浅湖地带可形成具席状展布的砂质浅滩或局部砂质堆积加厚的砂坝沉积半深湖亚相,位于波基面以下水体较深部位，地处乏氧的弱还原-还原环境，沉积物主要受湖流作用影响，波浪作用已很难影响沉积物表面 岩石类型以粘土岩为主，常具有粉砂岩、化学岩的薄夹层或透镜体 水平层理发育，间有细波状层理 化石较丰富，浮游生物为主，保存较好，底栖生物不发育 可见菱铁矿和黄铁矿等自生矿物 深湖亚相,位于湖盆中水体最深部位，水体安静，地处乏氧的还原环境，底栖生物完全不能生存 岩性粒度细、颜色深、有机质含量高以质纯的泥岩、页岩为主，亦有灰岩、泥灰岩、油页岩 层理发育，主要为水平层理和细水平纹层 无底栖生物，常见介形石等浮游生物化石，保存完好。
黄铁矿是常见的自生矿物，多呈分散状分布于粘土岩中 岩性横向分布稳定，垂向上常具连续的完整韵律，沉积厚度大。