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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、有障壁海岸、无障壁海岸3、
2、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：识别沉积环境时的综合分析,2、沉积环境的分析方法1）
3、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。蛇曲河：河身比较固定，河床弯曲，侧向迁移明显，坡降笑，发育
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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：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
9、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
10、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，
11、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、
12、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，
13、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、
14、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
15、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，海底坡度大。注意：古代碳酸盐多形成于陆表海。,陆表海及陆缘海,陆表海清水沉积作用及其能量带,2、杨等的模式（Young et al.,1972）,形成过程、“风暴岩”(tempestites)的概念及其特征,
