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1、矿物岩石学大同煤炭职业技术学院 建筑工程系吴雪峰,沉积环境分析第十二章,第一节 沉积环境与沉积相的概念,一、沉积环境环境是地理学中的概念，地理学把地球表面划分为不同的地理学单元，如山脉、河流、潮汐、沙漠、海洋等，这些就是自然地理环境（地貌单元）。沉积学是研究沉积物质沉积时的自然地理环境，称之为“沉积环境”。沉积环境：发生沉积作用的、具有独特的物理、化学和生物特征的地貌单元（地点、场所），是沉积物质堆积时的物理、化学和生物特征的总和。（指的是位置和条件。条件包括物理、化学和生物条件三个方面。）(1)物理条件：温度、压力、引力、重力、风、波浪、潮汐、水流、海流、风暴流等。(2)化学条件：沉积介质（
2、水、风、冰）化学成分、pH值、Eh值、溶解度、化学平衡程度、生物化学作用等。(3)生物条件：生物的种属类型、生物物理、生物化学作用等。,二、沉积相：能够反映沉积环境条件的岩石特征和生物特征的总和。这种记录主要表现为岩石组分、几何形态、结构、构造、生物化石等方面的差异，即具有该环境的沉积特征。术语使用中采取其词干相同，而词尾不同来区别“沉积相”与“沉积环境”，“河流环境”表示“沉积环境”；“河流相”表示“沉积相”。,三、沉积环境和沉积相的分类 依据自然地理条件和地貌特征进行划分。首先按一级地貌单位进行划分沉积环境，然后在每个环境内再根据次一级的地貌特征细分亚环境。,四、沉积环境（或相）的识别标志
3、（一）沉积岩的颜色（二）沉积岩的物质组成（三）沉积岩的结构（四）沉积岩的构造（五）古生物化石（六）接触关系和岩层厚度,第二节 大陆环境及其相,一、概述：沉积条件复杂：介质包括水、大气和冰川，大陆沉积受地形和气候的影响很大。大陆沉积环境条件复杂，沉积物多样化。沉积物多样化：时间上（纵向上）和空间上（横向上）相变快。因为地形多变，山麓、平原、沙漠、山间盆地、河流、湖泊、盐湖、沼泽等，各具不同的特点。气候明显控制了沉积物性质，如干燥区形成大量盐岩和风成沉积，寒冷区有冰川沉积，潮湿区有大量的沼泽沉积。大陆沉积以碎屑岩为主，而碳酸盐岩很少。沉积物和生物特征明显：物源区近，沉积物的横向变化大，不稳定组分多
4、。多为氧化条件，沉积物常呈红色。生物为陆生脊椎动物、昆虫和植物，大量植物的出现是大陆环境所特有的。大陆沉积环境的类型和分布：残积、坡积、冲积扇、河流、沼泽、湖泊。特殊的有沙漠、冰川。其中以冲积环境（冲积扇、河流）最为常见，其次为湖泊、沼泽、沙漠、冰川等环境。,二、冲积环境及其相：1、冲积扇环境及其相（1）.冲积扇的一般特征由洪水将沉积物从山区带出，在山口的山麓地带,因坡降减小,沉积物堆积而成。主要分布于干旱或半干旱气候区。在平面上呈扇形、辐向剖面呈下凹状，横向剖面呈上凸状。扇体坡度一般36(小于10),扇体半径自几百米到几百公里。可由一系列冲积扇体组成冲积扇体系。,冲积扇形成的条件：1有充足的
5、陆源碎屑物质。2特殊的地理位置：被峡谷所限的山区河流携带着从源区剥蚀的大量碎屑物质，出谷口后，因地势变宽，坡降减缓，河道加宽变浅，流速降低，搬运能力减弱，大量底负载迅速堆积下来。3主要形成于干旱和半干旱气候区，植被不发育，物理风化强烈，降雨量少，多降暴雨，洪水短暂而猛烈。在潮湿地区、极地地区发育较差。冲积扇上发育有河道，在扇顶只有一、二条主河道，在扇中和扇缘则分支成辫状河；河道下切较深，但多为暂时性河道。河道之间则为树枝状浅水沟。在扇缘有时还可发育有湖泊或干盐湖。冲积扇上洪水流动的性质主要为牵引流，但当物源区有大量泥质供给时（或洪水强烈时）也可出现泥石流（重力流）。,（2）.冲积扇相特点冲积扇
6、沉积物是大陆沉积中，颗粒最粗，分选最差的近源沉积（以砾岩、砂砾岩和砂岩为主）。有泥石流时，泥、粉砂、砂、砾、漂砾堆积在一起，由扇顶到扇缘粒度呈变细趋势。岩石多为红色、常含有碳酸盐和盐类矿物。,冲积扇沉积物类型划分为四类：A泥石流沉积B河道沉积C河漫滩沉积D筛积物,A泥石流沉积：泥石流是一种含有大量粗碎屑和粘土（砾、砂、泥和水相混合）、呈涌浪状前进的粘稠流体（高密度流体）。含水量40-60%，密度为2-2.4。产生泥石流的主要因素是：坡度陡,植被不发育；供应大量的碎屑物；季节性洪水，干旱或半干旱气候。沉积特征：砾、砂、泥混杂，粒级大小相差悬殊，分选和磨圆极差。层理不发育。泥石流顺水道轴向部分，在
7、两侧可有天然堤。,B河道的沉积特征：以砾石和砂为主（中粗粒为主）、向扇端方向，沉积物变细，分选差，层理不发育，有时发育不明显的板状交错层理，或不明显的水平层理，具叠瓦状构造。典型的扇根河道直而深，至扇中和扇端地区则河道变浅，大多为辩状河道；在沙体平面形态上一般为窄而长。其单层厚度一般为560cm，有时可达200cm。有时在剖面中也可见到明显的河道冲刷一充填构造。,C河漫滩的沉积特征：辫状河沉积的席状砂、粉砂和砾石。河流从冲积扇上的河道末端漫出，形成了宽阔的浅水带，水深一般不超过30cm。由于水深和水流速度的同时减小，以及扇端地区坡度平缓，沉积物迅速地沉积下来。浅的支流河道被很快地充填，然后向旁
8、侧迁移，彼此相互叠加和切割，从而形成了席状的砂、砾沉积物。砂、砾石为主，分选中等，块状层理、交错层理和水平层理。常与河道充填沉积物相伴生，与河道沉积物相比较，其粒度较细，分选性变好。,D筛积物的沉积特征：是冲积扇沉积所特有。呈舌状的砾石沉积物，由棱角状次棱角状的单成分砾石组成，分选中等，砾石之间可充填有砂，成岩前孔隙中泥质及粉砂质基质较少，呈“筛状”。层与层之间的接触界线不清，故呈块状构造。筛积物只是局部的堆积现象。机理：砾石层具有较好的渗透性，使洪水在冲积扇上完全渗漏到地下。因为水是从砾石层中渗掉，而不是从上面流走，所以冲成了筛状砾石层，并阻止了砾石继续搬运并堆积下来，故称为筛积物。,（3）
9、.冲积扇的相模式 1扇头（扇根）扇头的沉积物主要为泥石流沉积和河道充填沉积。位于冲积扇的顶部地带的断崖处，沉积坡角最大，有单一的或2-3个直而深的主河道。由分选极差的，无组构的混杂砾岩或具叠瓦状的砾岩、砂砾岩组成。无层理，块状构造，筛积物或砾石之间为粘土、粉砂和砂等基质所充填。有时有不典型的平行层理、大型板状交错层理、递变层理。2 扇中 位于冲积扇的中部，是扇的主体。坡度较平缓，发育辫状河道。由砂、含砾砂和砾组成。常见筛积物，与扇根相比，砂增多。砾石呈叠瓦状排列，交错层理较发育（平行层理、板状交错层理、槽状交错层理、逆行沙丘交错层理。河道冲刷-充填构造较发育。与扇根相比，分选性相对较好，但仍属
10、于分选差。3扇端（扇缘）在冲积扇的趾部，地形较平缓。由砂和含砾砂组成，夹粉砂和粘土。局部可见膏盐层。分选性好。可见平行层理、板状交错层理和冲刷-充填构造，细粒中可见块状层理、水平层理、变形构造和暴露构造。,2、河流环境及其相模式,河流的类型大陆沉积环境中，河流作用是很重要的地质营力之一，它不仅是一种侵蚀和搬运的营力，而且是一种沉积营力。在适宜的构造条件下，有时甚至可发育上千米厚的河流沉积，是陆相地层的主要组成部分。,河流的类型：按位置分为：上游、中游、下游；按河道的数量及其弯曲程度分为：平直河、曲流河、辫状河、网状河。,曲流河的沉积模式 艾伦(1964)曾提出曲流河的沉积模式：边滩、牛轭湖、天
11、然堤、决口扇、河漫滩等。,曲流河的沉积模式,曲流河沉积特征：（1）河道沉积：包括河床沉积和边滩沉积。.河床沉积：由粗砾岩和底部河床滞留砾岩组成。在河流流量最高峰时（洪水期）作短距离搬运的产物，在正常期，由于流水冲刷与分选作用，细粒物质不断被带走，砾石则残留在河床底部。河床沉积位于河道沉积的底部，向上颗粒逐渐变细过渡为边滩沉积。河床沉积有以下四方面的特点：A.成分：砾石成分一般较复杂；B.粒度：以粗砾岩和含砾粗砂岩为主，中细粒砂岩较少；C.结构构造：砾石呈叠瓦状定向排列；D.呈透镜状产出，位于河道沉积物的底部，底界与下伏地层之间为一个明显的侵蚀面。,.边滩沉积：是河床侧向迁移作用的产物。随着河流
12、不断迁移，浅滩不断增长，在河流内弯部分形成宽阔的边滩（外湾部分侵蚀）。底流在侧向运动中强度逐渐减弱，因而引起了碎屑的沉积分异作用。在边滩下部（靠近河心），沉积较粗的颗粒(以砂粒为主)；上部离河心较远，沉积较细物质。边滩沉积物厚度近似河床深度，其宽度取决于河流大小。边滩沉积的特点如下：A.水介质条件：一般为中性或弱酸性、弱氧化条件，常生成高岭石，而不能形成海绿石、菱铁矿、绿泥石、伊利石。B.沉积物特点：成分成熟度较低（岩屑砂岩和长石砂岩为主）。粒度变化范围很大，可以由分选不好的砂、粉砂和泥等混合而成。分为两种:大型河流边滩沉积以砂为主，含少量砾石和粉砂(细边滩)；而较小河流则以砾石和砂沉积为主(
13、粗边滩)。C.层理特点：层理非常发育，主要以大中型槽状交错层理和板状交错层理为主，在较细的沉积物中也常出现各种中型交错层理。在垂向上，自下而上由大型交错层理逐渐变为小型交错层理。,（2）泛滥平原沉积（河漫滩沉积、堤岸沉积、牛轭湖沉积）.河漫滩（湖）沉积：主要是泥岩、粉砂岩以及薄层泥质灰岩。层理一般不发育或水平层理。在气候干燥地区，可见泥裂、钙质结核；在潮湿条件下，可发育沼泽，形成泥炭或煤层。,.堤岸沉积：属洪水期沉积，包括天然堤和决口扇。天然堤是洪水期河水漫越河岸，流速降低时，携带的悬浮物质在岸边很快沉积下来，其沉积物比边滩细，主要是粉砂岩（几十厘米）和泥岩（几厘米到几十厘米）呈薄互层（透镜状
14、）。,.牛轭湖沉积：属废弃河道沉积，平面上牛轭形，沉积物小范围分布。主要是洪水期带来的细粒物质，如粉砂和泥质等。小型湖泊淤积产物。,河流沉积与油气资源的关系 河流沙体是油气储集层。河流沙体岩性变化大，内部储油物性的非均质性较为明显，河道、边滩、心滩的储油物性最好。横向上透镜体中部储油物性较好，向两侧变差。古河流沙体可形成岩性圈闭油藏、地层岩性圈闭油藏以及构造岩性圈闭油藏。如美国怀俄明州下白垩统砂岩中的凯奥蒂溪油田、米勒溪油田，加拿大阿尔伯达省贝尔希尔油田都为河流相的岩性油藏和地层岩性油藏。我国鄂尔多斯盆地中生界的油田也属河流相成因；渤海湾盆地上第三系馆陶组相继发现了河流相沙体储集层的大型油气田
15、，如胜利油田的孤岛和孤东油田，是上第三系馆陶组河流相沙体作为储集层的大型高产油田。,三、湖泊环境及相 湖泊在各大陆均有分布，总面积约占全球大陆面积的1.8%。湖泊可由几平方公里到十几平方公里（青海湖4583km2，鄱阳湖3583km2）。水深由几米至几百米（长白山天池373m），最深大1742m（贝加尔湖）。其水动力条件与海洋较相似，但有区别，以湖浪和湖流为主，没有潮汐作用，受河流流水影响明显。湖泊由淡水到咸水，发育陆生生物。随着洪水期和枯水期的变化，湖水水位和湖泊面积可有相当大的变化。,湖泊可按不同原则分类 按湖水盐度：淡水湖和盐湖按沉积物类型：碎屑沉积的湖泊和化学沉积的湖泊按地理位置：内陆
16、湖和近海湖 常用分类是按盐度和沉积物性质，分为陆源碎屑淡水湖和碳酸盐膏盐湖。,1、陆源碎屑淡水湖泊环境及其相：陆源碎屑湖泊是最常见的湖泊类型，理想的湖泊沉积模式在平面上呈环带状分布，从边缘到中心，沉积物粒度由粗变细，但各带不一定很连续，分布亦不规则。湖泊可分为几个亚环境：滨湖区：洪水湖面与枯水湖面之间；浅湖区：枯水湖面与浪基面之间；深湖区：浪基面以下。,浪基面（wave base）又称浪底，是指波浪作用能波及的海、湖水深度，在此深度以下波浪的作用不再影响到沉积物表面颗粒的运动。浪基面的深度，浅海中通常20米左右，湖泊中通常510米。,湖泊可为几个亚相：滨湖沉积（亚相）、浅湖沉积（亚相）、深湖沉
17、积（亚相）其它为：三角洲沉积（亚相）、湖湾沉积（亚相）、浊流沉积（亚相）,1）湖泊三角洲亚相：淡水湖泊、河流明显、碎屑发育，在水退时期出现。湖泊的波浪作用弱，属河控三角洲。河口三角洲一般由顶积层、前积层和底积层三部分组成。顶积层：为河流沉积，以砂质为主，具板状交错层理和槽状交错层理。前积层：为粉砂和砂，并含较多的生物碎片，具特征的曲线型的前积交错层理以及粒序层理、小型交错层理、砂泥互层层理。底积层：为粉砂和泥质沉积，生物碎片较多，富含有机质，水平层理或生物扰动构造。,2）滨湖亚相：滨湖区位于洪水期与枯水期湖岸之间，经常受湖水进退及波浪的影响，湖浪作用较强。3）浅湖亚相：浅湖区位于枯水期湖岸上线
18、与浪基面之间，经常浸没在水面以下。4）深湖亚相：深湖区是浪基面以下的静水地带，一般水深都在20米30米以下。,2、碳酸盐-膏盐湖泊环境及其相 主要出现在干旱、半干旱气候区，少数在温暖地区。一般为内流湖，蒸发作用强，缺乏陆源碎屑，以碳酸盐-膏盐沉积为主，或混有陆源碎屑。(1)温暖地区的咸水湖泊主要沉积碳酸盐。条件是湖泊周围陆地为碳酸盐岩提供碳酸钙溶解物质（陆源碎屑少），湖内沉淀碳酸钙为主（碳酸钙的沉淀作用可通过藻类的活动，通常形成核形石）。在较深的湖底上可出现泥质灰岩与富含有机质层(浮游生物)的互层。湖泊主要是方解石，而海洋主要是文石和高镁方解石（Mg/Ca比值12时形成文石；=7-12时形成原
19、生白云石）。(2)干旱地区的碳酸盐-膏盐咸水湖泊相除了陆源碎屑物质外，随着湖水的浓缩可依次沉淀出碳酸盐、硫酸盐、石盐以及钾镁盐等沉积。,湖泊沉积与油气的关系碎屑湖泊（尤其是大规模的近海湖泊）沉积具有良好的油气生储盖条件，已发现丰富的油气资源。生：深湖和较深湖属还原或弱还原环境，有利于有机质的保存和向烃类的转化，为良好的生油环境，其暗色泥岩和粉砂质泥岩为良好的生油岩系。储：三角洲、砂质浅滩（浅湖砂）、沙坝、障壁沙坝、重力流或浊流沙体、粒屑碳酸盐岩等是良好的油气储集带。如大庆油田的白垩纪油藏与湖泊三角洲沉积有关；大港油田的下第三纪的部分油藏与湖岸沙坝和障壁沙坝有关，泌阳油田的下第三纪油藏与水下冲积
20、扇沉积有关。,四、沼泽环境及其相 指陆地上植物丛生、有泥炭堆积的低洼潮湿地段。沼泽可由湖泊淤积发生沼泽化而形成。湖泊与沼泽之间的过渡类型称作沼泽化湖泊，也可由洼地积水而沼泽化形成。当河漫湖演化成沼泽时则称为岸后沼泽；潟湖淤积而沼泽化，称滨海沼泽。,柴达木盆地的盐沼泽,五、其他大陆环境及其相1、沙漠沉积环境及其相 沙漠都分布在干旱地区，蒸发量大大超过降雨量，因此植被非常稀少。主要地质营力是风，但在暴雨期间可以形成一些间歇性河道(旱谷)，流水在沙漠低洼处可汇集成沙漠湖，多半是间歇性的，随着不断蒸发，可演变成盐湖或干盐湖，沉积膏盐、岩盐等。因此在古代的沙漠风成沉积物中常夹有水成沉积物(干的风成沉积和
21、湿的盐湖沉积)。,风成沙漠相特征：砂为主，分选和磨圆很好，粉砂和粘土含量很低，一般缺乏云母。风成砂岩常呈红色。层理可以有平行层理、小型或大型的交错层理，而最特征的是特大型(层系厚度大于23m)的板状交错层理，个别层系厚度可超过10m。由交错层理显示的古风向，单向的或多向的均可出现，还可出现风成波痕。,2、冰川沉积环境及其相 冰川环境的主要地质营力是冰川，现代冰川分布不广，但在地质历史上曾出现过几次大冰期。冰川有极强的搬运能力，能将水和风所不能搬运的巨大岩块运走。冰川消融可形成冰水沉积物，并受到流水和波浪的改造，成为冰水-冲积混合成因沉积物。冰川在成为冰山漂浮在海洋中然后消融时会形成冰川-海洋沉
22、积物。,冰川相沉积特点：无分选或分选极差，粘土、粉砂、砂砾和巨大漂砾堆积在一起。碎屑通常没有磨圆现象。砾石表面有冰擦痕。无层理，无生物。在冰川湖中可堆积有纹层状泥。,3、风化壳相：是母岩受风化作用后未经搬运而残留在风化原地的物质，又称残积相。,第三节 海陆过渡环境及其相,一、概述 海陆过渡环境包括三角洲和河口湾，位于海、陆之间的过渡地带。总是与河流伴生。这个地带宽窄不一，从几公里到几十公里。特征是:环境条件：含盐度不正常，受到河流、波浪、潮汐的共同影响。生物：大陆和海洋的生物群混生，生物群分异度较低，而丰度较高，以丰富的广盐度的生物如双壳类和腹足类繁盛为特征。沉积物：除大量发育由河流携带的陆源
23、碎屑沉积物外，有时也因水体咸化而形成一些化学沉积。沉积构造：水流、波浪形成的沉积构造共生（潮汐弱）。地质记录：河流携带大量陆源沉积物在入海处沉积，沉积速度快，可形成厚度巨大的三角洲沉积体系。,三角洲与河流相伴,海洋三角洲：是河流流水与海洋波浪和潮汐共同作用的产物。湖泊三角洲：是河流流水与湖泊波浪共同作用的产物。三角洲的规模可自数平方公里到几千平方公里。其规模大小主要取决于河流的大小，如我国的长江三角洲面积约5180km2。,世界最大的三角洲是印度恒河三角洲：宽320km，长500km，面积7万多平方公里。分属孟加拉国和印度。下游分流水道有8条。河口部分有大片红树林和沼泽地。,二、三角洲沉积环境
24、及其相三角洲的类型 三角洲的类型划分主要是根据其形态，而不同的形态主要是由于河流、波浪、潮汐作用控制的。盖洛韦提出了三元分类方案。其中有三种极端类型的三角洲：河流作用为主的三角洲(河控三角洲)波浪作用为主的三角洲(浪控三角洲)潮汐作用为主的三角洲(潮控三角洲),1河控三角洲 河流作用为主，平面形态呈长三角形，泥砂输入量大，砂与泥比值低。天然堤发育好，使分支流河道趋于固定。分支流河口沙坝很发育，它们向前延伸，形成的“指状沙坝”（长轴方向、沉积走向与滨线垂直）。,美国南部海湾外侧的湿地（沼泽）2个新的湿地三角洲,2浪控三角洲 波浪作用大于河流作用，有一条或二条主河流入海，分支流不太发育，输入的泥砂
25、量少，砂与泥比值高，输入的砂泥很快就被波浪作用改造，于是在河口两侧形成一系列平行于海岸分布的海滩沙坝，只在河口处才有较多的沙质堆积，形成向海方突出的河口（鸟嘴状）。巴西圣弗兰西斯科河三角洲为典型实例。,3潮控三角洲 低能河流和低能海洋，海岸带比较平坦。潮汐作用强，对河口三角洲沙体作用，结果是，只能堆积成小型三角洲。潮汐双向潮汐流和河流的冲刷作用，常将河流带来的沉积物在河口的前方改造成线状潮汐沙坝。沙坝平行于潮流方向分布，在河口的前方呈裂指状放射分布。如果河流作用再弱，则不形成三角洲，形成海湾。潮汐流将砂带到较远处沉积，使河口形成特征的喇叭形，并向海方向扩展为较开阔的海湾（河口湾）（如杭州湾）。
26、潮控三角洲较少见，有珠江三角洲、越南湄公河三角洲、巴布亚湾三角洲、恒河三角洲。,河控三角洲沉积模式 三角洲可以划分为三种亚环境：三角洲平原三角洲前缘前三角洲,1三角洲平原亚相 三角洲平原是三角洲的陆上部分，它与河流的分界是从河流大量分叉处开始。包括分支流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分支间湾等。其中最主要的是分支流河道砂沉积与沼泽的泥炭或褐煤沉积。二者的共生是三角洲平原沉积的典型特征。A.分支流河道沉积：是三角洲平原的主体，大量泥砂都是通过分支流河道搬运至三角洲前缘的河口处沉积下来的。分支流河道本身的沉积具有一般河道沉积的特征，即以砂质沉积为主，向上逐渐变细，槽状、板状、波状交错层理，底界
27、与下伏岩层常呈侵蚀接触。B.天然堤沉积：位于分支流河道的两旁。由洪水期携带泥砂漫出淤积而成。以粉砂和粉砂质粘土为主。水平层理和波状交错层理。,C.决口扇沉积：洪水和河流冲破天然堤，在外侧更为发育。交错层理砂岩，呈透镜状沙体夹在分支间湾细粒粉砂质、泥质和沼泽沉积物之间。D.沼泽沉积：占三角洲平原的90%。表面接近于平均高潮面，是一个周期性被水淹没的低洼地区，水体为淡水或半咸水，弱还原或还原环境。沼泽中植物繁茂，多为芦苇等草本植物。岩性为暗色有机质泥岩、泥炭或褐煤沉积。块状层理和水平层理。E.分支间湾沉积：分支流河道之间较低洼地区，常与海域连通（外侧）。泥岩为主，夹粉砂岩、细砂岩。水平层理，生物扰
28、动构造，偶见海相化石。当三角洲向海方推进时，在分支流间湾地区可形成泥岩楔（比沼泽的地貌低，靠海一侧）。,沼泽和湿地,沼泽和湿地,分流河道,2三角洲前缘亚相 是三角洲的水下为主的部分，位于分支流河道的前端(河口部位)。是三角洲最活跃的沉积中心，是三角洲的主体。从河流带来的砂、泥沉积物在河口与海洋结合部位迅速地沉积。由于受到河流、波浪和潮汐的反复作用，砂泥经冲刷、簸扬和再分布，形成分选较好、质较纯的砂质沉积集中带，构成了良好的储集层。三角洲前缘分为：分支流河口沙坝、远沙坝、前缘席状沙、水下分支流河道和水下堤等。,A.分支流河口沙坝沉积：泥砂在河口处沉积，砂和粉砂组成，分选较好，质较纯净。楔状交错层
29、理和水平层理，水流波痕和浪成波痕等。B.远沙坝沉积：位于河口沙坝前面，沉积物较河口沙坝细，粉砂、粘土。水平层理为主，亦有波状交错层理和脉状透镜状复合层理。C.前缘席状砂沉积：位于远沙坝前面(浪基面与平均低潮线之间的高能带)，由河口沙坝和远沙坝进一步经海水冲刷，使之再行分布于其侧翼，薄而面积大的砂层。分选好，质较纯净，平行层理、大型交错层理,可成为极好的储集层。,3前三角洲亚相 是三角洲体系中分布最广、沉积最厚的地区。其海底地貌为一平缓的斜坡。主要由暗灰色粘土（富含有机质，其沉积速度和埋藏速度较快，有利于有机质转化为油气，是为良好的生油层）和粉砂质粘土组成。主要为水平层理、块状层理、生物扰动构造
30、，含广盐度的化石，如介形虫、双壳类等。接近浅海的沉积特征。,小结：三角洲沉积体系在平面上由陆地向海方为三角洲平原(三角洲的陆上部分，分支河流和沼泽为主)三角洲前缘(三角洲的水下部分，河口沙坝和远沙坝为主)前三角洲(厚层泥质沉积)。它们在平面上大致呈环带状分布。沉积物和生物特征：从三角洲平原到前三角洲其粒度由粗变细；植屑和陆上生物化石减少，而海相生物化石增多；多种类型的交错层理变为较单一的水平层理。,三、河口湾环境：在潮汐作用强的海岸河口区（条件:海岸较宽阔,局限海,河流规模较小或泥砂量较小,与泻湖不同的是有河流的影响,有时也不好分,称泻湖-海湾-河口湾），不形成三角洲，常形成河口湾环境。河口湾
31、的外形一般呈漏斗状，靠岸一侧为受潮汐影响的曲流河道，外侧与广海相连，呈现向海方向逐渐变宽的轮廓。河口湾为被河水明显稀释、半封闭的海岸水体。,1、沉积作用 潮汐作用和河流作用为主。涨潮末期造成的水面坡降很大（渐涨），所以在落潮时，潮流速度加大(15m/s)，常冲刷河床，妨碍了河床泥砂沉积，引起河床加深和变宽。河口湾的展宽和加深，更有利于潮汐（波浪）更大规模入侵，促使河口湾两岸产生沉积物，从而形成浅滩。当河流的流量小，涨潮流速大于退潮流速时，可出现涌潮，如钱塘江口，它属强潮汐河口，潮差大于4m。潮流是双向的，沉积物的搬运也是双向的，涨落潮流的路线常常不一致，因此，在潮涨、潮落之间的地区形成了顺流向
32、展布的长形潮汐砂脊。砂脊可达：高1022m，宽300m，长度2000m。发育羽状交错层理。细粒沉积物一般在河口湾的上部和潮坪上沉积。在潮涨、潮落过程中，潮流的流速较大，使沉积物遭受强烈扰动，并呈悬浮状态搬运，较粗颗粒才能沉积。但在高潮、低潮、平潮、停潮时期流速较小，细粒和泥质发生沉积。砂质沉积物中夹有泥质薄层，是判别潮汐河口环境的重要标志之一。,2、沉积特征(1)组分：以分选好的细砂和泥为主（泥大于砂，成互层状）。(2)结构：从海向陆，粒度逐渐变细。(3)沉积构造：波痕、板状交错层理、槽状交错层理、羽状交错层理、再作用面等。其中羽状交错层理和再作用面是潮汐作用的显著特征。在砂坪上（潮下带），波
33、浪作用大于潮流作用，可形成大型浪成对称波痕。水流波痕仅出现在潮间坪下部。当活动期与滞流期交互出现时，分选好的纯净砂、粉砂与粘土常形成潮汐层理。河口湾的泥质沉积中主要发育水平层理和韵律层理。(4)生物：以半咸水动物群为特征。并常发育生物遗迹构造和生物扰动构造。,四、潮坪澙湖沉积环境及其相 滨海澙湖为平行于海岸延伸、由障壁岛或障壁沙坝将其与广海相连的浅水盆地。潮坪是指澙湖周围一片宽而平坦的地带。,潟湖是指由离岸沙洲与海岸间部分被沙洲拦租的海水水域。潟湖内之水最初为纯海水，而内外海水可藉离岸沙州间的潮口互相流通，由于离岸沙洲屏障了波浪涌动，因此潮流所挟带泥沙逐渐沉积于潟湖内。久而久之，潟湖海湾与大海
34、隔开，甚至可能继续演化成淡水湖，比如著名的杭州西湖原来就是个潟湖。,第四节 海洋环境及其相,一、海洋环境的一般特征.现代海洋约占地球表面积的71%;地史时期海洋所占的地表面积的比例更大。海洋是沉积的最重要的场所，海洋沉积岩层的规模大，分布稳定。许多重要的沉积矿产和油气田都产于海相地层中。海洋的物理（水动力）、水化学、生物特征与大陆环境差别较大。水动力条件：波浪：滨浅海的较浅区，风暴流可以到较深。潮汐：海岸带。海流：引起的海水运动比较显著。河流:河口地带,1、波浪：滨浅海的较浅区，风暴流可以到较深。波浪作用是海岸地貌形成过程中最为活跃的营力之一。风对海面作用，使水质点做四周运动，海面水体随之发生
35、周期性起伏，形成波浪。,2、潮汐：海岸带。潮汐是在太阳和月球引力作用下发生的海面周期性涨落现象。在很多地方为半日潮在一昼夜有两次高潮和两次低潮，也有地方发育全日潮。潮汐作用主要表现在两方面，一是潮汐的涨落，使海面发生周期性的垂直运动，海面涨落过程称为涨潮和落潮，当海面涨到最高位和降到最低位时，称高潮位和低潮位，高潮和低潮的高差叫做潮差。二是使海面水体产生水平方向整体运动，形成潮流，涨潮时向岸流动的海水为涨潮流，落潮时向岸流动的海水称落潮流。,3、海流：引起的海水运动比较显著。当碎浪到达海边后，海水冲向海岸，形成冲流带。海水沿海滩面向上流动称上冲流。上冲流到达一定高度时，沿海滩面斜坡向海流动，称
36、为回流。回流在重力的作用下逐渐加速，在冲流带下部达到最大值，这种回流可使下一个破碎波浪迅速消失。上冲流和回流是形成海滩和沿岸砂坝的主要营力。,海啸，并非海洋的过错,祸根是地震.海啸：是一种具有强大破坏力的海浪。水下地震、水下火山爆发、水下塌陷和滑坡都有可能应起海啸。地震发生时，海底地层发生断裂，部分地层发生猛然上升或者下沉，造成从海地底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”，比正常波浪能强许多，引起狂风骇浪，浪高10几米至几十米，可以传播几千公里，到达海岸边，惊人的能量，疯狂的破坏。,卫星照片见证东南亚海啸灾难前的风平浪静。,卫星照片见证东南亚海啸海浪开始冲击堤岸。,卫星照片见证东南亚海啸海啸吞没了
37、沿岸地带。,阳光沙滩成了死亡地狱。,水化学特征：含盐度：正常海水为3.5%，高于3.5%者为咸化海，低于3.5%者为淡化海。盐度对生物有重要影响，对沉积物的性质也有很大影响。pH值：一般界于之间，呈弱碱性，而大陆湖盆的水体一般呈弱酸性。大陆环境：酸性，以高岭石为主 海洋环境：中性-碱性，以水云母、伊利石和蒙脱石为主。,生物特征：种类繁多（分异度、多样性），数量丰富（丰度），可形成生物礁。依据生活方式可把海洋生物分为底栖生物、游泳生物和浮游生物三大类。浮游生物和游泳生物生活在50-100m的上部水层内，底栖生物生活在海洋底部。绝大部分底栖生物栖息于水深5-100m的海底（即海岸带至浅海的上部）。
38、,沉积类型：主要包括碳酸盐岩、碎屑岩和粘土岩三大类。其中碳酸盐岩的分布最为广泛；碎屑岩的成分一般比大环境的碎屑岩单纯（成熟度高），多为单成分砾岩和石英砂岩类（纯净的石英砂岩）；粘土岩的主要成分为蒙脱石，伊利石和水云母。,海洋环境的划分：分类依据：深度、地形、水动力等。以潮汐作用为主的潮坪分为：潮上带、潮间带、潮下带。按海底地形：陆棚（陆架）、大陆斜坡、深海盆地。综合因素分类：海岸带、浅海带、半深海带和深海带。,海岸带（滨海带）：位于高潮线到正常浪基面之间，深度一般在20m以内。水动力条件，水化学状况以及海底地形地貌都十分复杂。以河流作用为主的地段，形成三角洲，以潮汐和波浪作用为主，则形成沙坝，
39、海滩沙及障壁坝。浅海带：正常浪基面到200m。浅海带位于陆棚区（大陆架）下部(主体)。浅海带底部地形平坦（不超过4）。浅海通常波浪和海流作用不强（低能条件），沉积颗粒细小，主要为粉砂、粘土、灰泥沉积。在有河流、潮流、风暴流和浊流等活动的地区，可形成砂质沉积。半深海带:200-2000m（可达3400m左右）。处于大陆斜坡区（坡度较陡（4-7）。斜坡上常有深切的海底峡谷，形成峡谷和海山相间的海底地貌特征。该带沉积物较细（深海黏土），发育浊流和滑塌堆积时可形成粗粒沉积物。深海带：深度大于2000m（可大于2000m左右）。比较平坦，属大洋盆地。沉积物多为深海粘土或深海软泥。在大陆斜坡的坡角附近，常
40、有海底扇（或者海沟）的粗碎屑沉积发育。,二、陆源碎屑沉积海洋环境及其相（一）、海岸（滨海）环境 海岸环境指最高涨潮线到正常浪基面之间的地带，宽度不等，从几十米到几十公里。其特点是海水反复进退，光照充足，生物繁盛。海水的物理、化学、生物特征复杂多变。沉积物类型丰富多彩。除了各种陆源碎屑沉积外，还可形成少量滨海碳酸岩沉积。,根据障壁性地形的有无可把海岸环境分为陆源碎屑障壁海岸和陆源碎屑无障壁海岸两类。陆源碎屑无障壁海岸：与广海陆棚之间不存在障壁岛、沙坝（或生物礁）等障壁地形。海水与大洋连通性好，可以充分的流通，海水盐度正常。受到明显的波浪和沿岸海流的作用。陆源碎屑障壁海岸：与广海陆棚之间存在的障壁
41、地形，使海域隔绝或部分隔绝，近岸海水处于局限流通或半局限流通状态。以潮汐为主（广阔地带）（水动力能量一般较弱），波浪不明显（比较），障壁内（局限海、泻湖）海水盐度不正常。,陆源碎屑无障壁海岸沉积相根据地貌、水动力和沉积物特征，可分：海岸砂丘沉积、后滨沉积、前滨沉积和临滨沉积。,海岸砂丘：下界位于最大风暴涨潮位附近。后滨：海岸砂丘与平均高潮线之间，相当于潮上带。前滨：平均高潮线与平均低潮线之间，相当于潮间带。临滨：平均低潮线与浪基面之间，属于潮下带。前滨与临滨地区常发育有沿岸沙坝。过渡带：浪基面以下（附近）。临滨与过渡带的分界常是以临滨陡坡向下变缓的转折点为界。在泥和沙组成的海岸地带，临滨和过渡
42、带的界线是以沉积物的粒度变化确定的。临滨带为纯净的砂质沉积物，过渡带主要由粉砂质沉积物（砂泥互层与水平层理）组成。远滨：泥岩、页岩、水平层理、生物丰富、化石保存完整。,1、海岸砂丘沉积：指海平面之上的海滩砂经风的改造作用而形成的沙丘带（位于特大风暴潮以上，基本是风成作用）。在砂的供给充分，有强劲的向岸盛行风和海岸不断向海推进的地区经常发育海岸砂丘，其宽度可达10km。沉积物（成分、结构）：成分单一（石英），缺乏泥和化石。分选好，细-中砂。石英砂表面常发育因颗粒撞击而形成的碟形坑，表面多呈毛玻璃状。海岸砂丘是海滩砂风成改造而成，分选好，圆度高，中粒砂为主，重矿物相对集中。沉积构造：风成砂丘大型槽
43、状交错层理。纹层和层系厚度较大。前积纹层倾角陡，可达30度-40度，层系厚度数十厘米。砂丘内部常有大量弯曲的侵蚀面。沙丘之间常有植被生长，植物腐烂后可形成泥碳层和根系层的透镜状夹层。,2、后滨 海岸沙丘下界与平均高潮线之间，只有在特大风暴和异常高潮时才能被水淹没，受到波浪和弱水流的作用。后滨是一个平坦的狭长地带。主要是砂，常有生物介壳，可以由风暴浪带来大量介壳堆积形成介壳层。在浅的洼地中可发育纹层泥和藻席。由于蒸发作用，可发育盐壳。常见潜穴和足迹，但一般不易保存下来。发育水平层理、块状层理和小型交错层理。,（3）前滨 平均高潮线与平均低潮线之间（潮间带）。如海岸地形较陡，潮汐作用弱，前滨带则不
44、发育，后滨可直接过渡为临滨。前滨以波浪的冲洗为主，主要是纯净的中、粗石英砂，有丰富的生物碎片，重矿物可局部富集。分选和磨圆极好。常发育对称或不对称浪成波浪、逆行砂丘和暴露构造。化石贫乏，多见生物碎片。生物潜穴和扰动构造发育，一般为垂直潜穴和U形潜穴。,4、临滨：平均低潮线与正常浪基面之间（水下）。主要是砂质沉积。与前滨相比，也存在一个或多个与海岸线平行的不对称沿岸砂坝。临滨上部以大型楔状或板状交错层理为主，下部为以水平层理为主。沉积颗粒变细，生物扰动程度增强。向下逐渐过渡为过渡带的细粒沉积。,（二）、浅海环境及其沉积特征：浅海指正常浪基面(附近)以下至水深200m的较平坦的广阔浅水海域(陆棚范
45、围)，平均坡度一般只有几分，不超过4度。浅海的水动力包括波浪、洋流(离岸流)、潮汐流及密度流(风暴碎屑流)等。在正常情况下，浅海水流速度比较缓慢，对沉积物表面不会产生重大影响。强风暴时，强波浪能影响到海底，可使沉积物呈悬浮状态向海中搬运几十公里。正常气候时，开阔、平坦、平静、细粒、悬浮沉积，水平层理，生物丰富，保存完整(古生物化石多数在浅海保存)。沉积以砂、暗色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主，砾石少见。,琉球列岛浅海,琉球列岛浅海,（三）半深海深海环境及其沉积特征 半深海：分布在大陆斜坡地带，水深约200米处的坡折点为大陆斜坡和陆棚的分界。大陆坡的平均坡度为4。，最大倾角可达20。，最大深度在14
46、003000m之间。深海:分布于深海平原或远洋盆地（平坦），平均深度4000米左右。由海底火山形成海山（可高出海底面1000米）、海丘（其突起程度较海山小）。一些比较开阔的隆起地区，其高差不大，无火山活动，是海底构造活动比较宁静的地区，称海底高地（高原）。无地震活动的长条形隆起区称为海岭。,大陆斜坡上具有洼地、山脊、阶梯状地形或孤立的山，有时被海底峡谷所切割。海底峡谷呈“”字形，可以从陆棚一直延伸到大陆坡。海底峡谷是陆源沉积物搬运的主要通道。海底峡谷前端常发育海底扇。,半深海主要沉积类型如下：青泥（蓝色软泥）：还原条件沉积的青灰色或暗灰蓝色。由细粒陆源碎屑物组成(粉砂和粘土可占75%)，碳酸盐
47、少于30%，并含有少量生物残骸。黄泥和红泥：黄泥和红泥是青泥的变种，仅是其陆源供应物不同而已。如中国黄海外的黄泥，是中国大陆黄土在大陆坡沉积而成；大西洋大陆坡上的红泥,陆源碎屑1025%，碳酸盐660%，细泥3060%。绿泥：绿泥与青泥相似，其中含有较多的叶绿素和海绿石，还含有少量的长石、石英和云母。,深海沉积特征 深海沉积物在性质上不均匀，是通过不同的沉积作用形成的。现代大洋沉积物的组成是多种多样的。主要沉积物有：陆源碎屑沉积物、硅质沉积物、钙质沉积物、深海粘土，深海软泥等。深海粘土中，褐色粘土是深海远洋中最主要的一种沉积物类型，主要由粘土矿物及陆源稳定矿物残余物组成，尚有火山灰和宇宙微粒。
48、碳酸盐含量少于30%。在局部地区，各种矿物的化学和生物化学沉淀作用也是形成深海沉积的一个重要因素，如锰结核、钙十字沸石等，可导致Fe、Mn、P等矿产的形成。另外，海底火山、火山喷发、风以及宇宙物质也为深海环境提供了一定数量的物质来源。,三、海洋碳酸盐沉积环境及其相：现代碳酸盐岩的分布特征：分布地带：碳酸盐沉积主要分布于低纬度（南北纬30o左右）的清澈、温暖、滨浅海地带。条件：浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的注入。生物：钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。沉积物：主要是两类沉积物（1）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒）；（2）造礁生物粘结岩。少量灰泥。在南北纬40o之间的深海
49、盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。,浅海碳酸盐的发育与藻类有密切关系 在水深15m中所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍。主要与浅水绿藻及蓝绿藻特别丰富有关。由于藻类的光合作用，从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和而沉淀出文石质灰泥，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥(成为颗粒的主要供给者)。藻类繁盛提供了大量碳酸盐沉积物。,浅海碳酸盐的发育与生物有密切关系 藻类的生活需要温暖、浅水、清洁透光环境。海水浑浊妨碍光合作用，阻止钙藻生长，堵塞底栖生物的摄食器官，影响其繁衍（妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生）。海水太深，阳光和氧气不足，对藻类和底栖无脊椎动物生长都不利。
50、海水太深，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不会有大量碳酸盐的产生。深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层浮游生物（颗石藻、有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区漂运来的灰泥或粉屑。,在海岸高能带，由于波浪、潮汐、海流等作用，使碳酸盐沉积物发生簸选，将细粒碳酸盐带走，而留下各种砂砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝、砂咀、滨外砂堤、砂洲、潮汐三角洲、潮汐砂坝等（西沙群岛）。细粒碳酸盐（灰泥、粉屑）沉积在：（1）较深水盆地区：陆棚边缘、障壁砂坝前缘的较深水区（滩前、滩间）。（2）较低能的浅水区：障壁后的泻湖及潮坪区。,碳酸盐与生物和生物礁 碳酸盐沉积物主要是生物成因的。有些生物能适应
