沉积岩相和古地理10(2周33-4节).ppt

沉积环境与沉积相,一、沉积相概念,1. 相(沉积相) 沉积相能反映地层沉积环境的岩性特征和古生物特征的总和。沉积相是沉积环境的物质表现。 2.相变 沉积相（沉积环境的岩性特征和生特物征）在横向和纵向上的变化。 相变的研究是恢复古地理面貌的重要手段。 3.相分析 根据地层的岩性特征和生物特征来恢复沉积环境的过程称为相分析。 相分析是地层工作重要的研究手段,4.相序 在一定的条件下，相在时间上有一定规律的变化，这种变化可形成某种特有的相序列，这种序列称为相序。 相序的类型很多，常见的有： 海进序列 (海侵超覆） 海退序列 (海退退覆） 火山喷发沉积序列等 如燕山造山带JK地层有4套序列,二、主要沉积环境简介 (一)陆相沉积的主要类型,1.风化壳(残积层) 地球表面岩石圈被风化后形成的残积层，是岩石圈、水圈、 大气圈和生物圈相互作用的产物。 地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶解物质流失以外，其碎屑 残余物质和新生成的化学残余物质大都残留在原来岩石的表层。 这个由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已风化了 的地表岩石的表层部分，就称为风化壳或风化带。,类型 按风化壳所处的形成时期，可分成碎屑状风化壳、含盐风化壳、碳酸盐风化壳、硅铝风化壳、富铝 风化壳等。,风化程度： 风化壳中岩石的风化程度是因深度而不同的，表层风化程度较深，深处风化程度较浅，以致逐渐过渡到未风化的母岩。 风化壳的厚度： 取决于气候、地形、构造等许多因素。一般说来，在气候湿热、地形平坦、构造活动比较稳定的地区，风化作用较强，剥蚀作用较弱，风化残余物质易于保存，故风化壳厚度较大。在相反的条件下，风化壳厚度就较小，以至为零。 时期： 风化壳分为现代的和古代的，两者常以第三纪作为划分界限。由于保存条件的限制，古风化壳大都已残缺不全了。另外，古风化壳由于已经经历了成岩作用及后生作用的变化，它们已与现代的风化壳有很大的不同，它们实际上已经算是没有经过搬运的沉积岩了,古风化壳有很大的地质意义和经济意义，因为它是地壳上升、沉积间接、不整合的重要的标志，是古气候、古地理分析的重要依据，其中常蕴藏着一些重要的金属和非金属矿床（如高岭石矿、铝土矿、铁矿、镍矿等），在古风化壳中或其下带可以形成油气藏，如潜山油气藏,2. 洪积扇,干旱、半干旱地区沟谷发育、活动过程中，间歇性洪流在沟口形成的扇状堆积体。 洪积扇一般位于沟口处，是洪水期形成的特有的沉积地貌。 随着距沟口距离的增加，沉积逐渐变宽，洪积扇地貌上一般呈扇形。地貌上自沟口向外微倾斜。 沉积物的粒度在沟口较粗，向外逐渐变细,3、河流沉积模式的地貌及其沉积物 （Allem，1964）,河道沉积底部多以粗沙和砾石为主，与下覆地层为冲刷侵蚀接触。 向上逐渐过渡到侧向加积作用形成的曲流砂坝沉积，具有板状和交错层理。 砂坝之上一般为天然堤沉积，以粉沙为主，具有小型波状层理，水平层理。 再往上为洪泛平原沉积，沉积物以粘土和粉沙为主，一般层理不发育。 在河道决口处，形成决口扇沉积，由粉沙组成。,4. 湖泊的沉积作用 湖泊的机械沉积作用 以细沙、粉沙和泥质为主。具水平层理。 碎屑以粒度和密度呈同心圆状分布。在湖口常发育三角洲。 根据湖水深度可分为滨湖、浅湖、深湖，沉积物从浅到深沉积物发生从粗到细的机械分异作用。 滨湖区：粗碎屑沉积，交错层理，动物碎片；植物、龟裂、雨痕等。形成湖滨沼泽，形成煤层。砂岩体是重要的储油层。 浅湖区：以粉沙沉积为主，底栖生物繁盛，形成三角洲平原。 深湖区：以泥质沉积为主，发育水平层理，往往呈还原环境，湖中大量的低等生物死亡后，在厌氧细菌的作用下，这些生物的遗体被分解为含水很高的沥青质分散在湖泥中形成腐泥。再经过进一步的变化形成油页岩、石油和天然气。 湖底扇：浊积岩，可作为重要的岩性油气藏的储层,5. 沼泽地区的沉积作用,沼泽地区的沉积作用可分为机械沉积作用、化学沉积作用和生物沉积作用三种类型。 机械沉积作用 沼泽中的机械沉积物一般都较细，常为粉沙和泥质沉积。 化学沉积作用 沼泽为典型的还原环境，其中的化学沉积物皆为该环境中稳定的矿物。大量硫化氢的存在常形成金属硫化物，如黄铁矿就是最常见的矿物之一。 生物沉积作用 沼泽中生活着大量的生物，它们的遗体在沼泽还原的环境中，形成甲烷、CO2气体和泥炭，并进一步形成褐煤、烟煤。,(二)海陆过渡相-河口三角洲沉积,河流沉积物在河口附近堆积时常呈三角形，三角形的顶端指向河流，一般被称为三角洲。 三角洲有以下特点： 表面平坦，微向湖、海中倾斜 表面沼泽广布 三角洲地区生物繁盛，常产丰富的石油 和天然气, 典型的三角洲具三层构造（底积、前积和顶积,顶积层（三角洲平原相）：三角洲的陆上部分，包括分支河道沉积，泛滥平原沉积，粉沙、粘土，泥炭沉积 前积层（三角洲前缘相）：水面以下，主要发育大型斜层理，远离河口处形成席状砂体，出现水平层理。以粉沙为主。 底积层（前三角洲相）：以粘土沉积为主，含有大量有机质，具薄层纹状层理，海生生物增多。可成为很好的生油层。,图2-1 现代海洋环境分区示意图,(三)海相沉积的主要类型,海洋环境可划分为滨海区、浅海区、 半深海区、深海区。,滨海带的沉积以机械沉积为主。 （1）滨海机械沉积 以粗沙和砾为主，只在平缓的海岸地区以细砂和泥为主，又称潮坪沉积。,滨海地区，可形成沙嘴和沙坝。,（2）滨海带的化学和生物沉积,化学沉积只发育在滨海泻湖之中。： 泻湖：由窄长的沙坝岛、沙嘴或岩礁等同海洋分隔开的海滨浅海湾。 根据水体的特征可将泻湖分为以下两种类型 淡化泻湖 咸化泻湖,淡化泻湖,淡化泻湖发育在气候湿润的地区。该地区降水量大于蒸发量，使流入泻湖中的淡水不断把泻湖中的海水冲淡。 淡化作用在泻湖的表层开始，这时泻湖中的水常被分为两层，上部为密度小的淡水，下部为密度较大的海水。 碎屑以沙砾为主；常有碳酸钙夹层，并含黄铁矿、菱铁矿；无底栖生物。 淡化泻湖最终会 被沉积物淤塞变为滨海沼泽和三角洲平原。,咸化泻湖,在干旱地区，降水少，流入泻湖中的淡水少，湖面常低于海平面，涨潮时常有海水不断补给，盐度不断提高。 化学沉积与内陆的咸化湖相似，常有各种盐类：碳酸盐、硫酸盐、卤化物 只有适应咸水的生物生存，当盐度过高时仅有个别细菌可生活在其中。,浅海特征示意图,2、浅海带的沉积,（1）浅海带的机械沉积,海水中的泥沙到达浅海时，由于随着海水的加深，流速减缓，这些碎屑会依照密度和大小依次沉积下来，这种现象叫机械分异作用。 一般由海岸到海的方向逐渐变细。,（2）浅海带的化学沉积,浅海带的化学沉积包括无机化学沉积和生物化学沉积两种，一般很难把他们分开，单纯的无机化学沉积很少存在，浅海带的化学沉积一般都是两者综合作用的结果。 化学沉积作用形成的各种盐类依照溶解度的大小从海岸向海中依次沉积的现象叫化学沉积分异作用。 它们的顺序为： Al2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2、P2O5、CaCO3、CaSO4、NaCl、MgCl2,（3）浅海带的生物沉积,浅海生物极其繁盛，它们死后遗体的硬质部分直接堆积下来形成生物堆积。还常形成生物礁堆积。 该带的大量低等生物死亡后，经过复杂的变化，可形成石油和天然气。现代5.7%的浅海地区发现了石油和天然气,3. 半深海带的沉积,该带为黑暗环境，水深，水压大，生物稀少。碎屑物质一般为泥质、火山喷发物和星际物质 当发生滑坡和浊流时可形成较粗的碎屑沉积，一般称为复理石沉积。 海底浊积扇。扇根粒度粗，扇缘粒度细。典型沉积为浊积岩。,具有包马序列，序列底部为冲刷面，往上为粒序层理，下粗上细，无明显界面。以砂、粉砂、粘土等陆源碎屑为主交替组成的韵律组合，韵律厚为1几十厘米，在一段地层序列中反复出，在一套地层中厚可达上万米 过去称复理石。认为是地壳频繁升降产物，是地壳上下“振动”形成的，现在看来是浊流产物,深海沉积主要是各种生物软泥。如抱球虫软泥、硅藻软泥、放射虫软泥等，硅质岩。 在深海的一些地区还发现了大量铁锰结核沉积。 最近在深海的某些地段还发现了呈特殊状态的天然气沉积。,4、深海带的沉积,5.瓦尔特相律,瓦尔特最早发现了沉积相在空间及时间上的交替规律性。 在海进和海退的影响下，古地理环境必然发生变化。当海陆发生空间位移时，沉积相的界线也发生变化，它们不论在横向还是在纵向序列上都是邻接的。 即一个相区的不同沉积，在空间上是互相邻接的；而在地质剖面中它们是叠覆在一起的。,5.瓦尔特相律,海进时，同一等时范围内的沉积，由近岸至远岸，沉积物粒度由粗变细，而在纵向上，自下而上沉积物粒度亦由粗变细。海退时，横向与海进情况相似，而在纵向上，自下而上沉积物粒度亦由细变粗。 瓦尔特相律必须在地层层序没有大间断的情况下应用,一个相区的不同沉积，在空间上是互相邻接的；而在地质剖面中它们是叠覆在一起的。,2. 古地理图的基本概念 (1)古地理图 对地史时期形成的地层进行沉积相的分析，可以了解当时的海陆分布