沉积环境于沉积相 4

1、沉积环境沉积相读书报告 学院：地球科学学院 班级：七班 姓名：米尔格巴依吾那依 日期：2013年12月27日一、沉积环境的概念“沉积环境这个术语技沉积学的意义通常是指沉积作用进行的自然地理环境。在地球表面不同的部分所发生的自然作用(物理的、化学的和生物的)都是不问的，因此可特地球表面区分为不同的自然地理单元，每一个单元即构成一种自然地理环境。暴露在地表的各种地质体，从遭受风化、剥蚀、搬运到沉积形成各种沉积物，自始至终都是在各种自然环境中进行的。虽然沉积作用也受地质构造控制，而已这种控制是极为重要的，甚至是具有决定意义的，但地质构造作用总是通过改变自然地 理条件间接地对沉积作用和沉积过程施加影响

2、。所谓自然地理条件主要是地貌、气候、动植物、水深、水温、水动力和水化学等因素。在这些因素中地貌特点对限定各类环境的范围起着重要作用，所以人们习惯地根据地貌单元来划分沉积环境。例如河流环境、湖泊环境、三角洲环境、滨海环境、生物礁环境、海底扇环境等。二、沉积相的概念沉积学中的“相”或“沉积相是地质学中的一个基本概念，然而也是个长期有争议的概念。在地质学发展的早期，“相”这个术语就被丹麦学者斯丹诺引入列地质文献中来了。当时斯丹诺只是从地层学的意义上用“相”来表示“时期”和“阶段”。最早赋于“相”以沉积学含义的是瑞士学者格列斯利。当时格列斯利在研究瑞士西北部休罗纪地层时，发现该地层在岩性和古生物面貌方

3、面有极大的变化。于是，格列斯利就用“相”来描述这种变化。他认为地层单位的“相”或“象”的种种变化具有两个主要特点：一是岩性相似的地层单位必然具有相同的古生物组合；另点是不同岩性的地层单位不可能具有同一属种的生物群。然而，后来的他质学家在用“相”这个术语时却发生了混乱，出现了种种不同的理解。有的指地层的岩石类型，如“砂老相”、“灰岩相”等；有的指岩石的成因作用类型，如“浊积岩相”、“生物礁相”等；有的指沉积环境，如“河流相”、“滨海相”等，还有的与构造环境联系起来，如“磨拉石相”、“复理石相”等，而将“相”作为地层学中的一个地层单位来应用的观点则很少有人再使用了。由于“相”这个术语的含义比较混乱

4、，有人曾主张在使用“相”的术语时，“只要明确指出这个词的含义，那末，64B这个术语的各种用法都是可行的”。近些年来，随着沉积学飞速的发展，人们对“相”的认识也逐渐趋向统一。当前国内外地质界多数人的认识是把“相”或沉积相看作是沉积环境的物质表现。在一定的沉积环境中进行着一定的沉积作用并形成一定的沉积组合。沉积环境和沉积作用的各种特点，必然会在这些沉积产物中留下某些记录。这些记录芒要表现为岩石组分、几何形态、结构、构造、生物化石等方面的差异。所以“相”应是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的规律综合(。根据这个定义，“相”与“环境不是同一的概念。“环境”是条件、原因，而“相”是环境中诸作用的产物

5、、结果。塞利曾用简暗的图解明确地表示出“环境”和“相”之间的这种因果关系(表11) 据上所述，“相”或“沉积相”对恢复古环境来说，应是一种解释性的术语。在实际工作中常遇到这样一些情况；或者由于地质记录的不完备和特征件的标志没有暴露，“相”的类型gZ法确定；或者由于人们认识上的差异，对同一现象常有不同的解释，从而导致在确定“相絮型时常出现意见分歧。为此，曾有人主张引入“岩相”和”生物相两个术语为描述意义的相(呐，用以表示沉积岩体中可观察到的特征。“岩相P5表示岩石综合待征的岩石单位，“生物相”则是表示生物持征的岩石单位。前者如“交错层砂岩相”、“纹层状泥灰岩相”等；后者如“笔石页岩相”、“壳相”

6、等。作者认为，如将“岩相”及“生物相”作为描述性术语使用，那末，“沉积相”则可作为具有成因含义的术语。因此，在实际工作中，只有综合分析了所收集到的岩石的、生物的、化学的特征以及厚度，形态和接触关系等各种反映沉积环境的倍息，并对其形成约环境作出判断后才可使用“沉积相”这个术语剧如“浅海砂岩相”意味着这套砂岩(或以砂岩为主的一段地层)是在浅海中形成的；“生物礁相意味着它们是在生物礁环境中形成的；其它如“浊积相”、“河流相”等。所以，“沉积相是具有解释性的术语。此外，近二十年丰，随着在碳酸盐岩中油气勘探工作的需要及新的碳酸盐沉积学理论的发展，开创了根据岩石薄片进行微相分桥的新领域。早在1943年布鲁

7、恩曾提出“微相比)”术语用以表示在显微镜下所显示出来的环境持征。埃里克弗卢格、威尔逊等人都研究过一些微相类型。埃里克弗卢格在总结前人研究的基础上对“微相”下了一个简明定义。他认为“微相”是在薄片、捐片和光面上表现出来的古生物的和沉积的标志的综合。术语“微相”首先是在碳酸盐岩石学的研究中得到广泛地应用，随后又扩展到碎屑岩领域。“微相”研究为环境分析提供了大量有价值的微观信息。沉积环境与沉积相标志一岩性标志1颜色 颜色是沉积岩最直观、最醒目的标志。观察和描述中要注意区分继承色、自生色和次生色。继承色主要取决于陆源碎屑颗粒的颜色，一般不反映沉积环境。自生色主要取决于岩石中含铁自生矿物及有机质的种类及

8、数量，粘土岩、化学岩和生物化学岩的自生颜色对古水介质的物理化学条件有良好的反映，是良好的地球化学指标。次生色是在后生作用阶段或风化过程中，岩石的原生组分发生次生变化所引起的，不反映沉积条件。2岩石类型 陆源碎屑岩本身(如砂岩和粘土岩等)不是鉴别沉积相的良好标志，因此必须首.先对其他证据，如化石、自生矿物和结构、构造等进行鉴定，才能确定陆源碎屑岩的沉积相。3自生矿物自生矿物(沉积矿物、同生矿物、成岩矿物)在陆源碎屑岩中含量虽小，却具良好指相性，常见的有鳍绿泥石、海绿石、磷灰石和锰结核等。4碎屑颗粒结构 碎屑颗粒的粒度、圆度、球度、表面特征及其定向分布等均具一定指相性。关于利用粒度参数鉴别沉积环境

9、的判别函数，不同沉积环境砂质沉积物的粒度概率特征。2 古生物标志 生物与其生活环境是不可分割的统一体。不同类别的生物对环境因素的要求是不一样的，因而在不同的环境中，生物类别也是有差异的。即便在同水域的不同地段，由于环境的差异，不仅在生物类别方面有区别，而且在生物数量和形态、构造方面也有区别，因此，不同的生物群落或化石组合面貌，大致可以表明其所属的生活环境或沉积相。 化石是区分海相和非海相沉积环境的重要标志。 无脊椎动物是海相所特有的，或主要是海相的，它们包括有孔虫、放射虫、腔肠、苔醉、腕足、掘足、头足、笔石、三叶虫和棘皮动物等。无脊椎动物中非海相的包括部分的双壳、腹足、介形虫、海绵、昆虫等。在

10、环境恢复中，藻类使用最广泛，可以指示海相和非海相的差别。蓝藻或绿藻的形态呈叠层状是潮坪一泻湖及半咸水环境的特征，树枝状和结核团块状是淡水河流和湖泊的特征。绿藻既有海相又有非海相，海松类和粗枝藻类的绿藻是海相，红藻也是海相。轮藻一般是淡水藻类。某些轮藻可生活在半咸水边缘环境。3 遗迹相 遗迹相(又称为痕迹相)指的是特定沉积环境中遗迹化石的组合。 迄今为止，国际上已建立的遗迹相模式有1种，其中陆相1种，即斯科阳迹迹相;过渡相3种，包括蛀木虫迹迹相、螃蟹迹迹相和曲带迹迹相;海相6种，包括钻孔迹迹相、舌菌迹迹相、石针迹迹相、二叶石迹相、动藻迹迹相和类沙蚕迹迹相。四地球化学相标志 沉积物在风化、搬运、沉

11、积过程中，不同的元素可以发生一些有规律的迁移、聚集，沉积区的大地构造背景、古气候、源区母岩性质、沉积盆地地形、沉积环境和沉积介质的物理化学性质对元素的分异和聚集均有影响。可以利用这些元素的分异与富集规律来研究和推断控制元素运动和变化的各种环境因素。 地球化学相标志主要包括元素地球化学、稳定同位素地球化学及有机地球化学等方面。5 地球物理相标志地震地层学是一门利用地震资料来研究地层和沉积相的学科。地震反射界面与时间地层界面和岩性界面的关系可以形成连续反射地质界面的有层面、不整合面及流体界面，常见的是前两种。地震反射界面具有两方面含义:首先，i是一个波阻抗界面，另一方面，它是一个具有年代地层学意义

12、的界面，这一点是地震地层学的重要基础。在此基础_1:可根据地震反射界面建立时间地层格架，并进一步确定各成层单元中的沉积体系和沉积环境。值得注意的是，并不是所有的地震反射同相轴都平行于等时面。陆相陆相沉积发生在大陆上，包括残积相、坡积一坠积相、沙漠(风成)相、冰川相、冲积扇相、河流相、湖泊相、沼泽相。残积相是风化残余的产物，分布于不整合面上;而坡积一坠积相是由山上高处的岩石坠落在山坡或山脚下堆积而成，分布局限。沙漠相沙漠是大陆上雨量稀少、生物难以生存的干旱地区。因其蒸发量很大，又缺乏植被，所以风的作用十分强烈。沙摸分布的面积很大，可达数百至数万平方千米，厚达几十米至数百米。与沙漠有关的干早与半干

13、早气候区，约占现代大陆面积的三分之一。它们主要分布在赤道两侧1530度范围内的副热高压带及信风带(如图1所示)。在高山环绕的大陆内部，因山脉阻挡，湿空气难以到达，也可出现干旱带。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，也能成为油气的聚集场所。 图1 世界沙漠分布图在沙漠地区，风及温度的日变化和季节变化很大，年平均降雨量极低，降雨频率梅年几次或每隔1020年一次，而巨常常是剧烈降雨，蒸发量常是降雨量的数倍，故极少或儿乎没有植物生长。由于缺少植被及土壤的覆盖，可形成竹时性地表湍急径流

14、，并在沙漠中形成间歇性水道(河流)，称为“旱谷”。水流流向沙漠低洼处发育成沙漠湖，这种湖泊在一年的绝大部分时间是干涸的。如果某些地区先是有水积聚，后又于涸，形成盐结壳，则称为内陆盐碱滩或内陆萨布哈如图2所示)。 图2 冰川相 冰川是陆地上的降雪经过堆积和变质而成的一种流动的冰体体系。现代的冰川在世界上分布不广，据统计约占地表面积的3%。然而在地质历史时期，却出现过几次规模巨大的冰期，它们在地层中保存有广泛的遗迹。 冰川环境是指直接同冰川冰接触的地区。其主要地质营力是冰川作用，突出的环境特征是温度很低，降水量大，蒸发量很小。冰川的出现可以破珠自然界的水文系统，使许多地质作用发生重大的变化或中断。

15、在冰川时期，大量的降水聚集在冰川区。不能直接注人海洋，结果海面开始下降，河流系统被重新改造。冰川运动可以强烈地侵蚀、改造原有的大陆地形，并将侵蚀下来的碎屑物搬运到冰缘地区沉积。在冰盖区，巨厚的冰体重力可将地壳压迫成洼地;融化的冰水流向冰缘则可形成冰水湖。在冰体覆盖的地区，生物遭到毁灭性打击，有的因不能适应冰期环境而灭绝;有的虽能幸存，但其种属与个体的数量却大大减少。因此，冰期是地质历史上一种罕有的灾难性事件。冰川的分类一直没有得到很好的解决。目前常用的是将冰川分为山谷冰川、山麓冰川和冰盖或冰帽三种类型。也有人将冰川分为山谷冰川和大陆冰川两种类型。一）山谷冰川指冰块被堵阻在高山谷壁中的冰川。冰块

16、的厚度可达数百米，一般由冰斗和位于较高处的冰原补给。二）山麓冰川指由一些山谷冰川会合形成的冰盖。这些冰盖是山谷冰川流至山下低地扩展而成的宽广的冰体。三）冰盖或冰帽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，厚度可达千米。与冰川有关的沉积环境，是围绕冰川边缘并受其强烈影响的冰前环境，其中包括冰河、冰湖和冰海等(如图9一6所示)。冰川沉积是寒冷气候的标志。研究冰川作用有助于人们了解历史上气候演变的规律和全球性板块运动的规模。人类现在还生活在一个尚未完结的冰期之中，今后的气候将如何变化，直接影响到人类的生存条件，所以详细地研究冰川作用，特别是更新世以来的冰川进退的过程具有重大

17、的价值。冰川沉积的油气潜力也已引起了人们的重视。（三）、沼泽相沼泽是长期积水的洼地，或被较丰富的植物占据的低洼而潮湿的地面，水流不畅，介质处于还原条件。许多大的沉积环境中都可以有沼泽，如在河流环境中有河漫沼泽；湖泊的某些部位也可以沼泽化；三角洲平原。卜的分流河道间也可广泛发育沼泽；泻湖环境在潮间带中也可形成红树林群落的沼泽；海岸浅滩、海湾潮滩都可形成沼泽等。沼泽的沉积物主要是粘土、富含有机质的淤泥和粉砂质沉积。由于在还原条件下，沉积物中的氧化铁在微生物作用下发生去氧作用，变成亚铁化合物，故沉积物呈现蓝灰色。由于积水很浅，且一草类植物茂盛，所以一部分游离氧可沿植物根系进人沉积物巾，部分亚铁化合物

18、又被氧化成三价铁，因此在沉积物内根系周围形成黄褐色的锈纹、锈斑，但有些粉砂质的沼泽沉积物，因透水较快，沉积物的颜色呈棕灰：，沼泽中一般含有大量的植物枝干和根须化石，有大量泥炭和腐泥沉积，常有菱铁矿、黄铁矿结核或呈细晶分散状态分布。根据沼泽水动力条件、岩性组合以及沉积物特点，沼泽相可划分为三种基本类型：闭流沼泽、覆水沼泽和泥炭沼泽。（四）、冲积扇相在干热气候条件下，地壳升降运动较强烈的地区，风化、剥蚀作用剧烈，其形成的产物被山区的暂时性水流(雨水或洪水)或山区河流带走，当水流流出山口，地形坡度急剧变缓，水流向四方散开，流速骤减，碎屑物质大量沉积，形成锥状或扇状堆积体，称为洪积锥或洪积扇。它具有山

19、区河流冲积成因的特点，故又称为冲积扇。在纵向剖面上，冲积扇呈下凹的透镜状或呈楔形；在横剖面上呈上凸状。冲积扇的表面坡度，扇根处可达510；远离山口变缓，为26。通常是许多冲积扇彼此相连和重叠，形成沿山麓分布的带状或裙边状的冲积扇群或山麓堆积。在于旱或半干早气候条件下，上升的隆起区，由于物理风化作用强烈，可以提供大量的近源碎屑物质；山口外开阔而平缓的地形是接受沉积的有利场所，这为形成冲积扇提供了必要的先决条件。当山谷中的季节性洪水进人盆地时，由于坡降变缓，水流速度急剧降低，水分散，形成许多分流河道，所以洪水所携带的大量碎屑物质便在山口外顺坡向下堆积，形成冲积扇沉积。上升的隆起区或山区与盆地之间往

20、往有同生断层发育，当断层持续活动时，可发育很厚的冲积扇，形成其独特的沉积层序。冲积扇的面积变化较大，其半径可从小于100km到大于150km以上，但通常它们平均小于10km；其沉积物的厚度变化范围可以从几米到8000m左右，如挪威西部荷内莱盆地泥盆纪老红砂岩的冲积扇沉积即可达此巨大的厚度。冲积扇沉积为陆上沉积体系中最粗的、分选最差的近源沉积，通常向下倾方向进人细粒、低坡度的河流体系。然而，有些冲积扇可以直接进人湖泊或海盆中，形成水下扇或扇三角洲沉积。现代冲积扇广泛分布于世界各地的干旱和半干旱地区，例如我国的广大西北地区。但在像日本、喜马拉雅山脉和加拿大等这样一些潮湿地区，以及在斯堪的纳维亚和加

21、拿大的北极地区冲积扇也有发育。我国自中新生代以来形成许多内内陆盆地(特别是一些断陷盆地)，在盆地边缘经常有冲积扇沉积，如克拉玛依的二叠系、三叠系，酒泉盆地的白奎系，渤海湾盆地的第三系等都发育有这种类型的沉积。其中有的地区已发现次生油气藏。（五）、河流相河流的分类河流是陆地上最活跃、最有生气的侵蚀、搬运和沉积地质营力。河流的侵蚀作用使河谷不断地加深和拓宽，导致河床的左右迁移。河流源源不断地把沉积物由陆地搬运到湖泊和海洋中去。同时，在搬运过程中，形成了广泛的河流沉积。1、河流的类型不同类型的河流，在河道的几何形态、横截面特征、坡度大小、流量、沉积负载、地理位置、发育阶段等方面都存在着差别。这些因素

22、通常作为河流类型划分的依据。按照地形及坡降，将河流分为山区河流和平原河流。前者地形高差和坡降大，向源侵蚀作用强烈，河岸陡而河谷深，河道直而支流少，水流急而沉积物粗；后者地形高差和坡降小，向源侵蚀停止，侧向侵蚀强烈，河道弯曲而支流多，故平原河流多为弯曲河流。按照河流的发育阶段，将河流分为幼年期、壮年期和老年期(如图9一26所示)。同一河系，。上游河流属幼年期，多为山区河流，以侵蚀作用为主，许多支流汇成主流；中游河流为壮年期，形成泛滥平原；下游的海、湖岸边的河流属老年期，。与幼年期支流汇集河网的情况相反，产生很多的分流，呈网状分叉，最后流人湖泊或海洋。大量的沉积作用发育在壮年期和老年期的平原河流。

23、拉斯特(Rust 1978)根据河道分岔参数和弯曲度提出了一个新的河流分类方案。河道分岔参数是指在每个平均蛇曲波长中河道砂坝的数目。这些河道砂坝是被河流中线所围绕和限制的河道砂体。河道分岔参数的临界值为1，小于1者为单河道，大于1者为多河道(如图9一27所示)。河道弯曲度是指河道长度与河谷长度之比，通常称为弯度指数，其临界值为。(也有人定为1.3)，小于1.5者为低弯度河，大于1.5者为高弯度河。根据上述两个参数，可将河流分为平直、蛇曲、辫状、网状四种类型(见表9一2)。其中以曲流河和辫状河分布最广，而顺直河和网状河较少见。 2、河流的主要特征1)顺直河顺直河弯度小，弯度指数1。5，河道较稳定

24、，宽深比低，一般40，弯度指数4m，如果河流规模小，泥砂供应不足，此时的潮汐作用远大于河流作用，有利于河口湾的形成。如我国的钱塘江口属于强潮汐河口，因此发育典型的河口湾。中等潮汐河口(潮差为24m，如长江口)和弱潮汐河口(潮差2m，如珠江口)，两者的河流作用大于潮汐作用，不形成河口湾而发育成为三角洲。浅海陆棚相浅海陆棚环境包括近滨外侧至大陆坡坡折之间陆棚部分，亦常称之为陆架。其上限位于浪基面附近，下限水深一般在200m左右，宽度由数公里至数百公里不等。我国的东海大陆棚是世界上最著名的宽阔陆棚之一，宽度由100500km不等，水深一般在50m，最大水深约180m，而日本群岛的大陆棚只有48km宽。浅海陆棚的水动力条件复杂多样，其中包括有海流，正常的和由风暴引起的波浪、潮汐流等，它们可以单独或共同作用来控制和影响浅海陆棚沉积物的搬运和沉积。但一般来讲,这种影响有随深度加大而减弱的趋势。半深海及深海相1 半深海相 半深海的位置相当于大陆坡，是浅海环境与深海环境的过渡区。现代大陆边缘陆