第二章第二章 大陆碎屑沉积大陆碎屑沉积•第一节第一节 冲积扇沉积冲积扇沉积 •第二节第二节 河流沉积河流沉积•第三节第三节 湖泊沉积湖泊沉积•第四节第四节 沙漠沉积沙漠沉积•第五节第五节 冰川沉积冰川沉积第四节第四节 沙漠沉积沙漠沉积•1.1.沙漠的环境的特点沙漠的环境的特点•2.2.沙漠的沉积类型及特征沙漠的沉积类型及特征沙漠沙漠(录象)(录象)(录象)(录象)1.1.沙漠的环境的特点沙漠的环境的特点•风的作用是主要的地质营力风的作用是主要的地质营力风的作用是主要的地质营力风的作用是主要的地质营力•沙沙沙沙漠漠漠漠中中中中由由由由于于于于风风风风的的的的吹吹吹吹扬扬扬扬作作作作用用用用使使使使基基基基岩岩岩岩裸裸裸裸露露露露,,,,并并并并伴伴伴伴有有有有崩崩崩崩裂的巨砾出现,形成裂的巨砾出现,形成裂的巨砾出现,形成裂的巨砾出现,形成““““岩漠岩漠岩漠岩漠””””•风的搬运使沙质物质集中堆积,形成风成砂沉积风的搬运使沙质物质集中堆积,形成风成砂沉积风的搬运使沙质物质集中堆积,形成风成砂沉积风的搬运使沙质物质集中堆积,形成风成砂沉积•不不不不能能能能被被被被搬搬搬搬运运运运的的的的砾砾砾砾石石石石、、、、卵卵卵卵石石石石、、、、粗粗粗粗砂砂砂砂残残残残留留留留下下下下来来来来,,,,堆堆堆堆积积积积而成而成而成而成““““石漠石漠石漠石漠””””或称或称或称或称““““戈壁戈壁戈壁戈壁”””” 沙漠沉积环境沙漠沉积环境 沙漠是大陆上雨量稀少、生物难于生存的干旱地区。
因其蒸沙漠是大陆上雨量稀少、生物难于生存的干旱地区因其蒸发量大,又缺乏植被,所以风的作用十分强烈与沙漠有关的干发量大,又缺乏植被,所以风的作用十分强烈与沙漠有关的干旱与半干旱气候区,约占现代大陆面积的三分之一它们主要分旱与半干旱气候区,约占现代大陆面积的三分之一它们主要分布在赤道两侧布在赤道两侧15一一300范围内的副热高压带及信风带在高山环范围内的副热高压带及信风带在高山环绕的大陆内部,因山脉阻挡,湿空气难以达到,也可出现干旱带绕的大陆内部,因山脉阻挡,湿空气难以达到,也可出现干旱带例如,我国的新疆、内蒙和北美的西部大陆等地如果按照将今例如,我国的新疆、内蒙和北美的西部大陆等地如果按照将今论古的原则推论,沙漠在地质历史时期也庇是十分普遍的现象论古的原则推论,沙漠在地质历史时期也庇是十分普遍的现象因为不论地球表面的大陆是相对固定的,还是活动的,其大气圈因为不论地球表面的大陆是相对固定的,还是活动的,其大气圈的循环样式应该是类似的因此,地质记录中的沙漠沉积可以作的循环样式应该是类似的因此,地质记录中的沙漠沉积可以作为一种古气候和古纬度的标志,用于判断大陆块在地质历史的演为一种古气候和古纬度的标志,用于判断大陆块在地质历史的演变过程中所处的地理位置。
风成砂岩具有很高的孔隙度,它可以变过程中所处的地理位置风成砂岩具有很高的孔隙度,它可以作为良好的含水层,也能成为油气聚集的场所例如,美国西部作为良好的含水层,也能成为油气聚集的场所例如,美国西部的宾夕法尼亚系和侏罗系以及北海油田的三叠系赤底统等,均已的宾夕法尼亚系和侏罗系以及北海油田的三叠系赤底统等,均已发现有这种类型的油气储集层发现有这种类型的油气储集层 沙漠环境按沉积特征可分为沙漠环境按沉积特征可分为间歇性河流、岩间歇性河流、岩漠、砾漠、风成砂、内陆萨布哈和干盐湖等次一漠、砾漠、风成砂、内陆萨布哈和干盐湖等次一级单元岩漠和砾漠的分布面积较大,却以侵蚀岩漠和砾漠的分布面积较大,却以侵蚀作用为主,因此在地质记录中很少保存风成砂作用为主,因此在地质记录中很少保存风成砂仅占现代沙漠面积的百分之二十,但是由于它们仅占现代沙漠面积的百分之二十,但是由于它们是风成环境的主要沉积作用单元,所以在地层记是风成环境的主要沉积作用单元,所以在地层记录中常常保存有巨厚的沉积其它环境在沙漠中录中常常保存有巨厚的沉积其它环境在沙漠中占的比例很小占的比例很小 • 现代风成砂现代风成砂 一般特征一般特征 现现代代的的风风成成砂砂主主要要见见于于沙沙漠漠和和海海岸岸沙沙丘丘两两种种环环境境。
其其中中以以沙沙漠漠区区的的分分布布最最广广风风成成砂砂主主要要集集中中在在沙沙漠漠区区的的低低洼洼部部分分最最初初它它们们可可能能来来自自间间歇歇河河流流沉沉积积或或是是对对较较老老的的砂砂岩岩或或其其它它源源岩岩的的磨磨蚀蚀作作用用在在风风的的作作用用下下,,它它们们移移去去了了粉粉砂砂和和粘粘土土,,再再后砂与砾又分开后砂与砾又分开 沙丘类型沙丘类型 在沙漠中风成砂千般发育在以盛行风为主的地区,而在在沙漠中风成砂千般发育在以盛行风为主的地区,而在多种风型汇合的地区不发育风成砂的沙丘类型,在空间上多种风型汇合的地区不发育风成砂的沙丘类型,在空间上有明显的分带性通常自沙漠边缘向内部依次为:新月形沙有明显的分带性通常自沙漠边缘向内部依次为:新月形沙丘、横向沙丘、纵向沙丘、锥形沙丘(沙山)丘、横向沙丘、纵向沙丘、锥形沙丘(沙山) 风成砂的粒度特征风成砂的粒度特征 风是一种非常有效的分选介质,它可以使风是一种非常有效的分选介质,它可以使碎屑沉积物产生良好的分异作用碎屑沉积物产生良好的分异作用风成砂通常风成砂通常分选良好,园度较高风成砂通常是单峰的,分选良好,园度较高。
风成砂通常是单峰的,但有时具有明显的双峰但有时具有明显的双峰双峰态的风成砂有两双峰态的风成砂有两个分选良好的砂的总体风成石英砂的表面还个分选良好的砂的总体风成石英砂的表面还可因搬运中互相撞击成毛玻璃状的霜面可因搬运中互相撞击成毛玻璃状的霜面 古代风成砂岩古代风成砂岩 古代的风成砂岩,古代的风成砂岩,——般是根据与现代大沙漠中的般是根据与现代大沙漠中的风成砂的比较识别的常用的识别标志主要有以下几风成砂的比较识别的常用的识别标志主要有以下几种:种:(1)具有规模巨大的交错层理;具有规模巨大的交错层理;(2)可以见到为数不可以见到为数不多的风成波痕、泥裂和雨痕等层面构造;多的风成波痕、泥裂和雨痕等层面构造;(3)砂岩分选砂岩分选良好,粒间充填物主要为化学沉淀物;良好,粒间充填物主要为化学沉淀物;(4)缺乏云母类缺乏云母类碎屑;碎屑;(5)石英砂粒表面呈毛玻璃状;石英砂粒表面呈毛玻璃状;(6)缺乏海相化石缺乏海相化石和煤;和煤;(7)缺乏分布广泛的标志层;缺乏分布广泛的标志层;(8)与蒸发岩或河流与蒸发岩或河流沉积共生等沉积共生等 (一一)规规模模巨巨大大的交错层理的交错层理 风成砂岩突出的特征是风成砂岩突出的特征是具有规模巨大的交错层理。
具有规模巨大的交错层理这种交错层的前积纹层倾斜这种交错层的前积纹层倾斜陡,单向倾斜,形体宏大,陡,单向倾斜,形体宏大,延伸很远有的前积纹层顺延伸很远有的前积纹层顺风方向渐趋变平,与下伏界风方向渐趋变平,与下伏界面呈切线状层系呈板状或面呈切线状层系呈板状或楔伏,厚度巨大楔伏,厚度巨大(20—35m)(20—35m)这种交错层在地层中不是以这种交错层在地层中不是以简单的单个层系,而是以层简单的单个层系,而是以层系类型单调的、厚达几十米系类型单调的、厚达几十米或几百米的复合层系的形式或几百米的复合层系的形式出现这种特征除了现代沙出现这种特征除了现代沙漠中的大沙丘以外,在其它漠中的大沙丘以外,在其它环境中是不存在的环境中是不存在的 (二二)其它陆相沉积构造其它陆相沉积构造 风风成成砂砂沉沉积积中中经经常常可可以以见见到到一一些些次次要要的的陆陆相相成成因因的的构构造造,,如如风风成成波波痕痕,,雨雨痕痕、、动动物物足足迹迹以以及及粗粗粒粒滞滞留留沉沉积积层层等等粗粗粒粒滞滞留留沉沉积积物物出出现现于于沙沙丘丘间间的的风风蚀蚀坑坑凹凹地地区区它它们们一一般般由由粗粗砂砂和和砾砾石石组组成成,,并并在在滞滞留留面面上上呈呈等等间间距距分分布布。
风风成成砂砂岩岩中中有有时时夹夹有有薄薄层层的的泥泥岩岩、、白白云云岩岩或或石石灰灰岩岩,,它它们们代代表表短短暂暂的的湖湖泊泊沉沉积积其其厚厚度很薄度很薄(不足数米不足数米),延伸不远,延伸不远(不大于不大于lkm2),层面常具干裂层面常具干裂 (三三)古生物证据古生物证据 在有大型交错层的砂岩中,没有发现过任何海相化石,但在有大型交错层的砂岩中,没有发现过任何海相化石,但是在风成环境的其它沉积中可以见到恐龙化石,恐龙足迹,淡是在风成环境的其它沉积中可以见到恐龙化石,恐龙足迹,淡水的介形虫以及少数植物化石水的介形虫以及少数植物化石 2.2.沙漠的沉积类型及特征沙漠的沉积类型及特征•(1)(1)岩岩漠漠沉沉积积----岩岩漠漠是是以以剥剥蚀蚀作作用用为为主主的的平平坦坦的的岩岩石石裸裸露露地地区区,,风风把把疏疏松松的的干干颗颗粒粒吹吹走走,,并并撞撞击击岩岩石石表表面面,,使使之之变变成成很很光光滑滑的的、、具具有有沙沙漠漠漆漆的的釉釉质质表表面面,,仅仅有有少少数数大大的的棱棱角角状状砾砾石石散散布布其其上上其其沉沉积积物物在在地地质质剖剖面面中中很很难难见见到。
到 (2) (2) 砾漠砾漠 砾漠又称戈壁滩,它们主要由中砾、砾漠又称戈壁滩,它们主要由中砾、卵石和粗砂组成,堆积面比较平坦,沉积卵石和粗砂组成,堆积面比较平坦,沉积厚度很小砾漠的砾石是地表细粒沉积物厚度很小砾漠的砾石是地表细粒沉积物被风吹去之后的一种蚀余堆积物由于风被风吹去之后的一种蚀余堆积物由于风砂磨蚀,砾石表面常具撞击痕和磨光面,砂磨蚀,砾石表面常具撞击痕和磨光面,或变成风棱石或变成风棱石 (3)(3)风成砂沉积风成砂沉积 成熟度高,稳定矿物组分多,粘土含成熟度高,稳定矿物组分多,粘土含量低,分选极好,磨圆度高,砂粒表面呈量低,分选极好,磨圆度高,砂粒表面呈毛玻璃状沙丘是风成砂的最主要堆积类型毛玻璃状沙丘是风成砂的最主要堆积类型具有风成交错层理具有风成交错层理•(4)(4)(4)(4)旱谷沉积旱谷沉积旱谷沉积旱谷沉积--------旱谷沉积是一种间歇性河流沉积作旱谷沉积是一种间歇性河流沉积作旱谷沉积是一种间歇性河流沉积作旱谷沉积是一种间歇性河流沉积作用的产物因具有暴洪特点,河道不固定,沉积用的产物。
因具有暴洪特点,河道不固定,沉积用的产物因具有暴洪特点,河道不固定,沉积用的产物因具有暴洪特点,河道不固定,沉积速度快,顺坡堆积呈扇状,故称旱谷冲积扇沉速度快,顺坡堆积呈扇状,故称旱谷冲积扇沉速度快,顺坡堆积呈扇状,故称旱谷冲积扇沉速度快,顺坡堆积呈扇状,故称旱谷冲积扇沉积物粒度粗,砾石可具叠瓦状排列积物粒度粗,砾石可具叠瓦状排列积物粒度粗,砾石可具叠瓦状排列积物粒度粗,砾石可具叠瓦状排列•(5)(5)(5)(5)沙漠湖和内陆盐碱滩沉积沙漠湖和内陆盐碱滩沉积沙漠湖和内陆盐碱滩沉积沙漠湖和内陆盐碱滩沉积--------•沙漠中的风蚀洼地或构造洼地因积水而成湖主沙漠中的风蚀洼地或构造洼地因积水而成湖主沙漠中的风蚀洼地或构造洼地因积水而成湖主沙漠中的风蚀洼地或构造洼地因积水而成湖主要为粉砂或粘土沉积,各薄层常见递变层理有要为粉砂或粘土沉积,各薄层常见递变层理有要为粉砂或粘土沉积,各薄层常见递变层理有要为粉砂或粘土沉积,各薄层常见递变层理有石膏和石盐石膏和石盐石膏和石盐石膏和石盐•如果沙漠中的风蚀洼地不积水成湖而只出现潮湿如果沙漠中的风蚀洼地不积水成湖而只出现潮湿如果沙漠中的风蚀洼地不积水成湖而只出现潮湿如果沙漠中的风蚀洼地不积水成湖而只出现潮湿的盐壳,就称之为内陆盐碱滩,又称干盐湖或内的盐壳,就称之为内陆盐碱滩,又称干盐湖或内的盐壳,就称之为内陆盐碱滩,又称干盐湖或内的盐壳,就称之为内陆盐碱滩,又称干盐湖或内陆萨布哈,沉积物为粉砂和粘土的互层,其间夹陆萨布哈,沉积物为粉砂和粘土的互层,其间夹陆萨布哈,沉积物为粉砂和粘土的互层,其间夹陆萨布哈,沉积物为粉砂和粘土的互层,其间夹有薄层砂、盐及石膏层,有薄层砂、盐及石膏层,有薄层砂、盐及石膏层,有薄层砂、盐及石膏层,第五节第五节 冰川沉积环境冰川沉积环境 — 概述概述 二二 冰川的侵蚀、搬运和堆积作用冰川的侵蚀、搬运和堆积作用 三三 冰水沉积冰水沉积 四四 冰川沉积相冰川沉积相— — 概述概述 冰冰川川是是陆陆地地上上的的降降雪雪经经过过堆堆积积和和变变质质而而成成的的一一种种流流动动的的冰冰体体系。
体体系 冰冰川川环环境境是是指指直直接接同同冰冰川川冰冰接接触触的的地地区区其其主主要要地地质质营营力力是是冰冰川川作作用用,,突突出出的的环环境境特特征征是是温温度度很很低低,,降降水水量量大大,,蒸蒸发发量量很很小小冰冰川川的的出出现现可可以以破破坏坏自自然然界界的的水水文文系系统统,,使使许许多多地地质质作作用用发发生生重重大大的的变变化化或或中中断断在在冰冰川川时时期期,,大大量量的的降降水水聚聚集集在在冰冰川川区区,,不不能能直直接接注注入入海海洋洋,,结结果果海海面面开开始始下下降降,,河河流流系系统统被被重重新新改改造造冰冰川川运运动动可可以以强强烈烈地地侵侵蚀蚀、、改改造造原原有有的的大大陆陆地地形形,,并并将将侵侵蚀蚀下下来来的的碎碎屑屑物物搬搬运运到到冰冰缘缘地地区区沉沉积积在在冰冰盖盖区区,,巨巨厚厚的的冰冰体体重重力力可可将将地地壳壳压压迫迫成成洼洼地地;;融融化化的的冰冰水水流流向向冰冰缘缘则则可可形形成成冰冰水水湖湖在在冰冰体体覆覆盖盖的的地地区区,,生生物物遭遭到到毁毁灭灭打打击击,,有有的的因因不不能能适适应应冰冰期期环环境境而而灭灭绝绝,,有有的的虽虽能能幸幸存存,,但但其其种种屑屑与与个个体体的的数数量量却大大减少。
因次,冰期是地质历史上却大大减少因次,冰期是地质历史上——种罕有的灾难性事件种罕有的灾难性事件 冰冰川川分分类类一一直直没没有有得得到到很很好好解解决决目目前前常常用用的的是是将将冰冰川川分分为为山山谷谷冰冰川川、、山山麓麓冰冰川川和和冰冰盖盖与与冰冰帽帽三三种种类类型型也有人将冰川分为山谷冰川和大陆冰川也有人将冰川分为山谷冰川和大陆冰川两种类型两种类型 ( (一一) )山山谷谷冰冰川川::指指冰冰块块被被堵堵阻阻在在高高山山谷谷壁壁中中的的冰冰川川..冰冰块块的的厚厚度度可可达达数数百百米米,,一一般般由由冰冰斗斗和和位位于于较较高高处处的冰原补给的冰原补给 ( (二二) )山山麓麓冰冰川川::指指由由一一些些山山谷谷冰冰川川会会合合形形成成的的冰冰盖盖..这这些些冰冰盖盖是是山山谷谷冰冰川川流流至至山山下下低低地地扩扩展展而而成成的的宽宽广广的的冰体 ( (三三) )冰盖或冰帽:冰盖是扩展到大面积陆地或高原冰盖或冰帽:冰盖是扩展到大面积陆地或高原的巨大冰块这种冰块出现在雪线特别低的地区,厚的巨大冰块这种冰块出现在雪线特别低的地区,厚度可达千米度可达千米。
二二 冰川作用冰川作用 冰冰川川发发育育在在雪雪线线以以上上的的积积雪雪地地带带当当降降雪雪聚聚积积时时,,呈呈六六边边形形冰冰晶晶的的雪雪片片尖尖端端开开始始融融化化,,并并移移向向中中心心,,最最后后形形成成大大小小约约lmmlmm的的重重结结晶晶的的椭椭园园形形冰冰粒粒,,这这种种冰冰粒粒称称为为雪雪粒粒积积雪雪加加厚厚时时,,松松散散的的雪雪粒粒被被上上覆覆积积雪雪压压缩缩,,同同时时每每天天温温度度的的变变化化和和因因上上覆覆压压力力融融化化的的水水渗渗入入孔孔隙隙并并冻冻结结,,使使之之变变成成彼彼此此镶镶嵌嵌的的冰冰晶晶块块体体冰冰体体稍稍受受压压力力,,冰冰晶晶之之间间即即可可出出现现暂暂时时性性融融水水( (薄薄膜膜水水) ),,引引起起冰冰晶晶变变形形因因此此,,当当冰冰体体达达到到某某一一临临界界厚厚度度时时,,只只要要有有相相应应的的坡坡度,即可发生流动度,即可发生流动 冰川是一种流速极其缓幔的层流其流速每天只有几毫米冰川是一种流速极其缓幔的层流其流速每天只有几毫米至几米,偶尔也可因底面突然发生滑动引起急冲在雪线以上至几米,偶尔也可因底面突然发生滑动引起急冲。
在雪线以上的冰川累积区,由于冰川近底部分受压力较大,塑性变形也强的冰川累积区,由于冰川近底部分受压力较大,塑性变形也强烈,所以其最大流速靠近底部.而在雪线以下的消融区,最大烈,所以其最大流速靠近底部.而在雪线以下的消融区,最大流速则在冰川的近表层部分流速则在冰川的近表层部分 冰川以其与流水作用显著不同的特殊方式搬运和堆积沉积冰川以其与流水作用显著不同的特殊方式搬运和堆积沉积物在活动冰体之下,融水渗入到岩石的节理和裂隙之中,并物在活动冰体之下,融水渗入到岩石的节理和裂隙之中,并在其中冻结膨胀,使岩石松散、破裂松散的岩块冻结在冰川在其中冻结膨胀,使岩石松散、破裂松散的岩块冻结在冰川底部,并被冰川体从基岩上拔掘出来混入到活动的冰体之中底部,并被冰川体从基岩上拔掘出来混入到活动的冰体之中这种作用称为这种作用称为刨蚀作用刨蚀作用带棱角的岩块和冰体冻结在一起,锒带棱角的岩块和冰体冻结在一起,锒嵌在冰川体上,成为象锉刀一样研磨与削蚀基岩的工具在上嵌在冰川体上,成为象锉刀一样研磨与削蚀基岩的工具在上覆冰体的压力作用下,带棱角的岩块变成侵蚀作用很强的营力,覆冰体的压力作用下,带棱角的岩块变成侵蚀作用很强的营力,它能把基岩上大量的岩块磨蚀下来,并在基岩表面刻划成沟槽它能把基岩上大量的岩块磨蚀下来,并在基岩表面刻划成沟槽和擦痕。
磨蚀产生的细粒岩粉尤如磨料,能把基岩表面磨光,和擦痕磨蚀产生的细粒岩粉尤如磨料,能把基岩表面磨光,同时碎屑本身也可因磨蚀形成带擦痕的磨光面冰川的这种作同时碎屑本身也可因磨蚀形成带擦痕的磨光面冰川的这种作用称为用称为磨蚀作用磨蚀作用在冰川活动过的基岩面上,可以找到冰川侵在冰川活动过的基岩面上,可以找到冰川侵蚀的证据,如蚀的证据,如磨光面、羊背石和擦痕磨光面、羊背石和擦痕等羊背石是冰川磨蚀成羊背石是冰川磨蚀成的流线形小丘,小丘的上游部分平缓园滑,下游部分则因冰川的流线形小丘,小丘的上游部分平缓园滑,下游部分则因冰川刨蚀呈陡坎和凹凸不平状刨蚀呈陡坎和凹凸不平状基岩上的冰川擦痕大小不一,小者基岩上的冰川擦痕大小不一,小者仅仅是些头发丝状的擦线,大者可以是长达一公里以上的擦沟,仅仅是些头发丝状的擦线,大者可以是长达一公里以上的擦沟,其方向与冰流方向其方向与冰流方向——致 混混入入在在冰冰体体中中的的碎碎屑屑呈呈““悬悬浮浮””状状态态随随冰冰川川整整体体运运动动处处于于搬搬运运状状态态的的冰冰川川沉沉积积物物,,地地貌貌工工作作者者称称为为冰冰碛碛,,有有时时也也指指沉沉积积下下来来的的沉沉积积物物。
沿沿冰冰川川边边缘缘搬搬运运的的沉沉积积物物称称为为侧侧碛碛..二二个个冰冰川川汇汇合合在在——起起,,侧侧碛碛汇汇合合成成中中碛碛..陷陷入入冰冰川川裂裂隙隙或或冰冰洞洞中中的的碎碎屑屑称称内内碛碛内内碛碛降降落落或或冰冰川川刨刨蚀蚀产产生生的的底底部部碎碎屑屑称称为为底底碛碛..当当冰冰川川消消融融时时,,各各种种冰冰碛碛混混合合在在——起起,,最最终终在在冰冰川川前前缘缘沉沉积积,,称称为为终碛终碛终碛不是终碛不是——种搬运产物,而是一种沉积物种搬运产物,而是一种沉积物 直接由冰川堆积的沉积物称为直接由冰川堆积的沉积物称为冰碛物冰碛物它是一种未经分选它是一种未经分选的由泥质质点、砂粒、砾石以至巨大的岩块混含而成的块状堆的由泥质质点、砂粒、砾石以至巨大的岩块混含而成的块状堆积物.其中细粒的碎屑主要是由冰研磨而成,没有明显的风化积物.其中细粒的碎屑主要是由冰研磨而成,没有明显的风化痕迹较粗的颗粒表面常具钉子形擦痕和光面冰碛物的石化痕迹较粗的颗粒表面常具钉子形擦痕和光面冰碛物的石化产物称为产物称为冰碛岩冰碛岩冰碛岩常常与碎屑流沉积混淆,但是,如果冰碛岩常常与碎屑流沉积混淆,但是,如果这类沉积停积在具沟槽、擦痕和磨光面的基底之上,那么就无这类沉积停积在具沟槽、擦痕和磨光面的基底之上,那么就无疑是冰川成因的了。
疑是冰川成因的了 三三 冰水沉积冰水沉积 由由冰冰川川搬搬运运来来的的后后经经融融冰冰水水再再搬搬运运并并沉沉积积下下来来的的物物质质称称为为冰冰水水沉沉积积冰冰水水沉沉积积既既有有冰冰川川作作用用的的痕痕迹迹,,又又有有流流水水改改造造作作用用的的特特征征冰冰水水沉沉积积的的重重要要特特征征是是具具有有一一定定的的层层理理和和分分选选性性因因此,又称层状冰碛按其堆积的位置可分为二类:此,又称层状冰碛按其堆积的位置可分为二类: (1)(1)冰冰前前沉沉积积 在在冰冰川川界界限限以以外外形形成成的的沉沉积积,,如如冰冰水水平平原原、、冰湖和冰海沉积冰湖和冰海沉积 (2)(2)冰界层状沉积冰界层状沉积 是在与冰川接触部分形成的一种融冰水是在与冰川接触部分形成的一种融冰水沉积,如蛇丘、冰碛阜等沉积,如蛇丘、冰碛阜等 (一)蛇丘和冰碛阜沉积(一)蛇丘和冰碛阜沉积 蛇蛇丘丘主主要要是是由由冰冰体体下下部部隧隧洞洞流流出出的的融融冰冰水水堆堆积积的的沉沉积积物物,,形形态态呈呈伸伸长长的的曲曲线线状状,,象象一一道道墙墙。
其其方方向向大大致致与与冰冰体体运运动动方方向向——致致如如果果蛇蛇丘丘沉沉积积物物经经过过分分选选,,有有时时也也可可具具粒粒序序、、冲冲淤淤构构造造、、交交错错层层及及水水平平层层理理底底碛碛被被运运动动的的冰冰川川改改造造成成的的流流线线状状小小丘丘称称鼓鼓丘丘 冰冰碛碛阜阜是是冰冰川川表表面面的的冰冰水水沉沉积积,,在在冰冰体体融融化化后后,,沉沉落落在在底底床床上上的的沉沉积积体体因因此此多多呈呈孤孤立立的的丘丘状状,,内内部部常常具具同同心心层层状状构构造,层理与冰碛阜外形一致造,层理与冰碛阜外形一致 (二)冰水平原(二)冰水平原 当融冰水切过终积堤,在外围所形成的扇形堆积体称为冰当融冰水切过终积堤,在外围所形成的扇形堆积体称为冰水扇几个冰水扇相连接可以构成起伏平缓的冰水平原冰水水扇几个冰水扇相连接可以构成起伏平缓的冰水平原冰水平原沉积主要是由砂砾组成的层状的冰河沉积相邻沉积层间平原沉积主要是由砂砾组成的层状的冰河沉积相邻沉积层间粒度变似良大,其中偶尔也可见到大的冰川漂砾.特征的沉积粒度变似良大,其中偶尔也可见到大的冰川漂砾.特征的沉积构造、有冲淤构造、水平层与交错层等,冰水平原向下可过渡构造、有冲淤构造、水平层与交错层等,冰水平原向下可过渡为辫状河沉积。
为辫状河沉积 (三)冰湖沉积(三)冰湖沉积 在冰前地带冰融水因为受阻可以聚集成冰水湖在冰前地带冰融水因为受阻可以聚集成冰水湖 在在冰冰川川湖湖的的边边缘缘可可以以形形成成旋旋回回构构造造发发育育的的小小型型扇扇三三角角洲洲,,通通常常其其前前积积层层陡陡倾倾,,向向下下坡坡渐渐变变为为细细粒粒的的湖湖底底沉沉积积物物如如果果波波浪浪作用活跃,在湖滨地带也可发育薄层的分选良好的砂和砾作用活跃,在湖滨地带也可发育薄层的分选良好的砂和砾 当冰川在静滞的湖泊中终止时,水下可以形成粗粒的冰水当冰川在静滞的湖泊中终止时,水下可以形成粗粒的冰水沉积在淡水湖或半咸水湖中,这些沉积物很快就过渡为纹泥在淡水湖或半咸水湖中,这些沉积物很快就过渡为纹泥浅湖底部的典型沉积是纹泥纹泥是一种由薄的浅色的细砂、浅湖底部的典型沉积是纹泥纹泥是一种由薄的浅色的细砂、粉砂层和暗色的泥质层交替而成的向上变细的韵律沉积淡色粉砂层和暗色的泥质层交替而成的向上变细的韵律沉积淡色的粗粒纹层代表春夏温暖季节的沉积,暗色的细粒纹层代表秋的粗粒纹层代表春夏温暖季节的沉积,暗色的细粒纹层代表秋冬季节的沉积。
淡色的粗沉积也可以是高密度的冰河沿湖底注冬季节的沉积淡色的粗沉积也可以是高密度的冰河沿湖底注入而成的在冰湖纹泥中偶尔也可见到少数坠落石入而成的在冰湖纹泥中偶尔也可见到少数坠落石(dropstone)(dropstone),它们是从浮冰中坠落的它们是从浮冰中坠落的 (四)冰海沉积(四)冰海沉积 冰冰海海环环境境是是指指漂漂浮浮有有冰冰川川冰冰以以及及与与冰冰川川和和冰冰架架邻邻接接的的海海这这些些冰冰块块通通过过筏筏运运和和对对海海水水的的温温度度、、盐盐度度、、密密度度、、悬悬浮浮沉沉积积物物的浓度的改变,影响沉积物搬运的浓度的改变,影响沉积物搬运 冰冰海海沉沉积积突突出出的的特特征征是是坠坠落落石石,,它它是是随随浮浮冰冰( (冰冰山山和和冰冰架架) )筏筏运运入入海海,,沉沉积积在在较较细细粒粒基基质质中中的的较较粗粗碎碎屑屑物物如如果果基基质质是是纹纹层层状状的的,,那那么么坠坠落落石石可可以以刺刺穿穿或或者者压压弯弯下下伏伏的的纹纹层层在在差差异异压压实实作作用用下下,,坠坠落落石石周周围围的的纹纹层层被被压压缩缩坠坠落落物物也也可可以以是是冰冰川川冰冰融化释放的冰碛物团块。
融化释放的冰碛物团块 与冰海有关的沉积物主要有三种类型:在冰川末端的下面,与冰海有关的沉积物主要有三种类型:在冰川末端的下面,大量的冰碛物释放,形成无层理的基底冰碛物向海方为层状大量的冰碛物释放,形成无层理的基底冰碛物向海方为层状冰碛物,只含少量粗粒沉积物,它们可能是冰山搬运来的,或冰碛物,只含少量粗粒沉积物,它们可能是冰山搬运来的,或者是冰川冰释放的最外带为具有坠落石的纹层泥,基底冰碛者是冰川冰释放的最外带为具有坠落石的纹层泥,基底冰碛物无层理,缺乏分选,不含原地的生物,而冰海沉积含有原地物无层理,缺乏分选,不含原地的生物,而冰海沉积含有原地的生物化石,粘土含量较多,但有分选,具层理的生物化石,粘土含量较多,但有分选,具层理 四四 冰川沉积相冰川沉积相 (一)主要沉积相(一)主要沉积相 Edwards(1978)Edwards(1978)将将冰冰川川沉沉积积物物归归纳纳为为五五种种沉沉积积相相::(1)(1)块块状状冰冰碛碛岩岩,,(2)(2)层层状状砾砾岩岩和和砂砂岩岩,,(3)(3)纹纹层层状状泥泥岩岩,,其其中中含含或或者者不不含含坠坠落落石石,,(4)(4)与与岩岩相相(2)(2)和和(3)(3)相相伴伴生生的的冰冰碛碛岩岩,,(5)(5)带带状状冰冰碛碛岩岩。
其其中中(1)(2)(3)(1)(2)(3)三三种种相相最最为为常见 对于大陆上的第四纪沉积来说,这些相的解释比对于大陆上的第四纪沉积来说,这些相的解释比较明确:块状冰碛岩是冰下环境沉积的底积物;层状较明确:块状冰碛岩是冰下环境沉积的底积物;层状砾岩和砂岩是冰河或冰界冰前沉积;具纹泥、坠落石砾岩和砂岩是冰河或冰界冰前沉积;具纹泥、坠落石或特征化石的纹层状泥是冰湖或冰海沉积呈块体流或特征化石的纹层状泥是冰湖或冰海沉积呈块体流方式侵位的冰碛物或混积物方式侵位的冰碛物或混积物(Diamict)(Diamict),通常是冰界带,通常是冰界带层状砾岩或冰前水下环境的纹层泥的夹层层状砾岩或冰前水下环境的纹层泥的夹层 1 1、块状冰碛岩、块状冰碛岩(massive tillite)(massive tillite) 块块状状冰冰碛碛岩岩是是冰冰川川作作用用最最特特征征的的——个个沉沉积积相相,,其其特特征征可可归纳为以下几点:归纳为以下几点: ①①结结构构杂杂乱乱,,无无分分选选或或分分选选差差,,粒粒度度分分布布呈呈双双众众数数或或多多众众数。
在研究冰碛物结构时,通常把基质与碎屑的界限定在数在研究冰碛物结构时,通常把基质与碎屑的界限定在2mm2mm ②②内内部部不不具具层层理理,,但但是是其其中中可可以以夹夹有有具具层层理理的的孤孤立立的的层层状状沉沉积积物物透透镜镜体体,,通通常常为为砂砂岩岩或或砾砾岩岩,,它它订订提提冰冰下下或或冰冰内内河河在在原原地沉积的地沉积的 ③③碎碎屑屑物物类类型型极极其其复复杂杂,,表表面面具具光光面面及及擦擦痕痕,,其其中中可可以以有有盆盆地地外外的的各各种种岩岩石石和和盆盆地地内内的的沉沉积积岩岩及及层层内内的的经经过过再再搬搬运运的的冰冰川沉积物川沉积物 ④ ④可以在较大范围内追索至少可以追索数公里可以在较大范围内追索至少可以追索数公里 ⑤ ⑤厚度可达数米至数十米,呈层状、楔状或舌状产出厚度可达数米至数十米,呈层状、楔状或舌状产出 ⑥ ⑥下伏基岩具有磨光面,擦痕和沟槽下伏基岩具有磨光面,擦痕和沟槽 冰川砾岩和角砾岩冰川砾岩和角砾岩( (冰碛岩冰碛岩) ) 冰川砾岩和角砾岩冰川砾岩和角砾岩( (冰碛岩冰碛岩) ) 2 2、带状冰碛岩、带状冰碛岩(banded tillite)(banded tillite) 带带状状冰冰碛碛岩岩具具条条带带状状构构造造。
这这种种条条带带是是由由于于颜颜色色、、成成分分、、粒粒度度的的变变化化引引起起的的单单个个条条带带厚厚几几十十毫毫米米至至几几十十厘厘米米带带状状冰冰碛碛岩岩是是二二种种不不同同的的沉沉积积体体混混合合成成的的,,一一种种是是夕夕来来的的,,一一种种是是当当地地的的,,二二者者在在冰冰川川之之下下因因冰冰川川的的塑塑性性活活动动局局部部混混合合,,并并被被剪剪切切成成带带状状带带状状冰冰碛碛岩岩分分布布不不广广,,它它可可能能是是冰冰川川内内早早期期混混合合作作用用的的产物当其进一步混合时,最后形成均一的基底冰碛岩当其进一步混合时,最后形成均一的基底冰碛岩 3 3、层状的砾岩和砂岩、层状的砾岩和砂岩 同冰碛岩和泥岩交互的砂岩和砾岩是一种冰融水沉积,它同冰碛岩和泥岩交互的砂岩和砾岩是一种冰融水沉积,它们可以是冰上、冰下以至冰前的冰河环境的产物,如蛇丘、冰们可以是冰上、冰下以至冰前的冰河环境的产物,如蛇丘、冰水平原等其主要特征可归纳为:水平原等其主要特征可归纳为: (1) (1)有泥、砂和砾石几种组有泥、砂和砾石几种组分构成,分构成,(2)(2)层理类型和数量变化大,层理类型和数量变化大,(3)(3)分布范围局限,但可分布范围局限,但可达几公里至数百公里,达几公里至数百公里,(4)(4)厚度变化大,通常达几十米。
厚度变化大,通常达几十米 4 4、纹层岩、纹层岩(1aminites)(1aminites) 纹纹层层岩岩由由砂砂、、粉粉砂砂和和粘粘土土纹纹层层交交替替而而成成纹纹层层的的清清浙浙程程度度取取决决于于纹纹层层的的成成分分、、结结构构和和厚厚度度最最重重要要的的纹纹层层有有两两类类,,——类类是是韵韵律律状状的的属属于于季季节节性性纹纹层层泥泥,,多多见见冰冰川川湖湖沉沉积积,,没没有有韵韵律律构构造造的纹层状沉积形成于海洋的纹层状沉积形成于海洋 纹纹层层岩岩除除了了具具有有纹纹层层外外,,尚尚具具下下列列特特征征::①①具具有有坠坠落落石石,,冰冰碛碛岩岩砾砾岩岩团团块块和和散散布布在在纹纹层层岩岩中中的的大大量量坠坠落落石石是是浮浮冰冰筏筏运运的的有有力力证证据据,,但但是是缺缺乏乏坠坠落落石石并并不不能能作作为为反反对对冰冰川川成成因因的的证证据据在在第第四四纪纪的的许许多多韵韵律律状状纹纹泥泥岩岩中中往往往往只只含含少少数数或或者者就就根根本本不不含含坠坠落石②②具有砂岩或混积岩的夹层具有砂岩或混积岩的夹层 坠落石并非总是很容易鉴定.坠落石并非总是很容易鉴定.——般来说,为纹层包围的坠般来说,为纹层包围的坠落石的直径总是大于纹层的厚度,坠落石上有擦痕,刻蚀面等落石的直径总是大于纹层的厚度,坠落石上有擦痕,刻蚀面等特征,同时与之共生的还可能有冰碛物团块或砾石组合等,都特征,同时与之共生的还可能有冰碛物团块或砾石组合等,都可作为附加的证据。
可作为附加的证据 纹层状砾质泥岩纹层状砾质泥岩 一种含有稀散砾级碎屑的副砾岩其中泥质杂基具有微细纹层构造,砾级碎屑大小不一,有砾石,甚至漂砾纹层在较大的砾级碎屑处被扭曲,碎屑下部的纹层下凹,上部的纹层向上弯曲由极细粒的粉砂或泥质物组成的纹层状泥岩表明它是宁静底层水环境的产物而砾级碎屑可能是浮运作用的产物,即浮冰裹携了大小不一的各种粗碎屑,当冰块溶化后,由于重力作用,浮冰中的砾石坠落到宁静的底部泥质层上,导致纹层发生弯曲如果纹层状砾质泥岩具有季候纹层泥的特征,则可确定它是冰川成因 5 5、块状冰海冰碛岩、块状冰海冰碛岩(Aguatillite)(Aguatillite) 是一种缺乏内部层理、分选差的块状岩石,是一种缺乏内部层理、分选差的块状岩石,含有各种原地生活的生物,但生物扰动构造罕含有各种原地生活的生物,但生物扰动构造罕见,其在横向上同成层清楚、分选良好的正常见,其在横向上同成层清楚、分选良好的正常海沉积呈指状交错块状冰海冰碛岩与块状的海沉积呈指状交错块状冰海冰碛岩与块状的基底冰碛岩相比有以下特点:基底冰碛岩相比有以下特点:①①含有末破碎的含有末破碎的原地化石,原地化石,②②与正常的层状沉积物的界限是渐与正常的层状沉积物的界限是渐变的,变的,③③具有浊积岩或其它横向上连续的沉积具有浊积岩或其它横向上连续的沉积层,层,④④缺乏层状沉积物组成的弧立包体,缺乏层状沉积物组成的弧立包体,⑤⑤碎碎屑排列无一定方位,屑排列无一定方位,⑥⑥粒度比共生的基底冰碛粒度比共生的基底冰碛岩更细。
岩更细 二、冰川相模式二、冰川相模式 冰冰川川沉沉积积相相可可以以分分为为陆陆相相组组合合与与海海相相组组合合两类 陆陆相相组组合合又又可可分分为为内内部部相相组组合合、、边边缘缘相相组组合合和和外外部部相相组组合合内内部部相相组组合合主主要要为为基基底底冰冰碛碛岩岩,,在在局局部部洼洼地地也也可可有有纹纹泥泥岩岩;;边边缘缘相相组组合合由由冰冰上上的的、、冰冰界界的的冰冰水水沉沉积积、、冰冰河河沉沉积积和和基基底底冰冰碛碛岩岩组组成成;;外外部部相相组组合合主主要要为为冰冰缘缘以以外外的的冰冰河河沉积,没有基底冰碛岩沉积,没有基底冰碛岩 海海相相组组合合也也可可分分内内部部组组合合、、边边缘缘相相组组合合和和外外部部相相组组合合内内部部相相组组合合包包括括基基底底冰冰碛碛岩岩、、无无规规律律的的纹纹层层或或冰冰海海块块状状冰冰碛碛岩岩;;边边缘缘相相组组合合主主要要由由无无规规律律的的纹纹层层岩岩和和冰冰海海块块状状冰冰碛碛岩岩组组成成,,具具有有数数量量不不定定的的水水下下沉沉积积和和少少数数基基底底冰冰碛碛岩岩;;外外部部相相组组合合由由无无规规律律的的纹纹层层岩岩或或冰冰海海块块状状冰冰碛碛岩岩组组成成,,其其中中可以夹有浊积岩和碎屑流混积岩。
可以夹有浊积岩和碎屑流混积岩。