沉積學復習(精品)

1、沉積作用沉積作用(Sedimentary Processes)(Sedimentary Processes) 物理作用(Physical Processes),生物作用(Biological Processes),化學作用(Chemical Processes)沉積構造沉積構造(Sedimentary Structure)(Sedimentary Structure) 物理構造(Physical Structure),生物構造(Biological Structure),化學構造(Chemical Structure) （2）流態(tài)（）流態(tài)（Flow Regime)弗勞德常數(shù)弗勞德常數(shù) Frou

2、de number (F):F =VV g g . . d d v: 流速（velocity of flow） g: 重力加速度（gravitational acceleration） d: 水深（depth of water） 低流態(tài)低流態(tài)（Lower flow regime），），F(xiàn)1，即是一種水淺流急的流動狀態(tài)，水體搬運能力大，水面波動和沉積物表面的起伏同相。 （2）底形（）底形（Bedforms) 底形是水流作用在水底沉積物表面所形成的各種外形。底形與流態(tài)之間有密切的關系，隨水流動態(tài)的變化，底形發(fā)生有規(guī)律的變化。大部分沉積構造（各種波痕、層理）是由于底形的遷移而形成的。 ，隨著水流動態(tài)

3、變強（F值增加），底形出現(xiàn)的次序為：下平底（lower plane bed，沒有顆粒移動)小波痕（small ripples） 小波痕疊加的大波痕（megaripples superimposed ）大波痕（ mega ripples） 隨著水流動態(tài)變強（F值增加），波痕的脊由直線變?yōu)椴詈蜕嘈巍?，底形不穩(wěn)定，主要是被沖刷的大波痕。 ，常見的底形為上平底（ upper plane bed）和逆行沙丘 (antidunes）。重力流（重力流（Gravity Flow） 通常稱為高密度流通常稱為高密度流(dense flow), 在重力作用下，沉在重力作用下，沉積物不穩(wěn)定而移動積物不穩(wěn)定而移動帶

4、動水介質(zhì)運動帶動水介質(zhì)運動水介質(zhì)與沉積物充水介質(zhì)與沉積物充分混合，進而形成富含沉積物的流體分混合，進而形成富含沉積物的流體 按照沉積物的支撐機理，重力流可分為四種類型： （Turbidity current）：）： 流體內(nèi)的沉積物由湍流的向上分力所支撐，并使沉積物持續(xù)地懸浮于流體中。 （ Liquefied flow）：）：沉積物顆粒間孔隙流體的向上流動而支撐沉積物。在富含液體（水）的松散沉積物中，當孔隙流體壓力超過靜水壓力時，顆粒保持懸浮狀態(tài)，就象流沙一樣。 （ Grain flow）：）：由于沉積物顆粒之間的相互碰撞作用而支撐顆粒呈懸浮狀態(tài)，在重力作用下流動。 （Debris flow）:

5、 基質(zhì)支撐沉積物顆粒，使砂、礫級懸浮于其中而在重力作用下進行搬運。重力流類型（按顆粒支撐機理）重力流類型（按顆粒支撐機理）（Middleton and Hampton, 1976)Middleton and Hampton, 1976)碎屑流顆粒流液化流濁流基質(zhì)力顆粒相互作用液體向上流動湍流末端濁積巖根部濁積巖再沉積礫巖某些滑塌濁積巖礫狀泥巖重力流的形成與演化示意圖（重力流的形成與演化示意圖（Walker, 1978)二、沉積物顆粒二、沉積物顆粒（ Sediment grains） 當流體流動所產(chǎn)生的上舉力與牽引力超過沉積物顆粒的重力和吸附力時，顆粒開始移動。在細粒沉積物中，顆粒主要受吸附力的

6、作用；在粗粒沉積物中，顆粒主要受重力的作用。細粒沉積物中顆粒的啟動速度比粗粒沉積物中顆粒的啟動速度大；但細粒顆粒的沉降速度比粗顆粒的沉降速度小。直徑（mm）平均速度（cm/s）侵侵蝕區(qū)沉積區(qū)沉積區(qū)搬運區(qū)搬運區(qū)沉積物顆粒侵蝕、沉積物顆粒侵蝕、搬運與沉積間的搬運與沉積間的關系關系（Hjulstrm, 1939)波痕（波痕（Ripple marks） 對稱指數(shù)（對稱指數(shù)（symmetry index）：）：向流面與背流面水平投影之比。 波痕指數(shù)（波痕指數(shù)（ripple index）：）：波長與波高之比。 波痕內(nèi)部構造（波痕內(nèi)部構造（Internal structure of a ripple）:底積

7、層（ Bottomset ）； 前積層（ Foreset ）；向流面紋層（Stosside). 波痕內(nèi)部結(jié)構波痕內(nèi)部結(jié)構(Structure of a ripple) 波痕的分類： 波痕按成因分為：水流波痕、波浪波痕、風成波痕、干涉波痕與孤立波痕； 按規(guī)?？煞譃椋盒⌒筒ê邸⒋笮筒ê叟c巨型波痕。三種成因類型波痕對比三種成因類型波痕對比 類型特征水水流流波波痕痕波波浪浪波波痕痕風風成成波波痕痕形形態(tài)態(tài)RI15,SI3.8RI15,SI1, S1.5)網(wǎng)狀河網(wǎng)狀河Anastomosing Stream（多河道，高曲度（多河道，高曲度 BP1, S1.5）河流體系河流體系Fluvial System上

8、游上游(Upper Reach) 中游中游(Middle Reach) 下游下游(Lower Reach)Introduction一、河流類型一、河流類型S:S: 彎曲度，河道長度與河谷長度之比彎曲度，河道長度與河谷長度之比 BP:BP: 分叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目分叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目河道類型及其流態(tài)和負載特征示意圖（河道類型及其流態(tài)和負載特征示意圖（after Galloway,1983)對比參數(shù)對比參數(shù)辮狀河辮狀河曲流河曲流河網(wǎng)狀河網(wǎng)狀河河道穩(wěn)定性河道穩(wěn)定性不穩(wěn)定、游不穩(wěn)定、游蕩蕩較穩(wěn)定、逐漸遷較穩(wěn)定、逐漸遷移、裁彎截直移、裁彎截直穩(wěn)定穩(wěn)定河道彎曲度河道彎曲度

9、低彎曲低彎曲高度彎曲高度彎曲中等彎曲中等彎曲河道寬深比河道寬深比最大最大（寬而（寬而淺）淺）較小較小最小最?。ㄕ睿ㄕ睿┖拥榔陆岛拥榔陆底畲笞畲筝^小較小最小最小流量變化流量變化最大最大較大較大較小較小負載類型負載類型底負載為主底負載為主混合負載混合負載懸浮負載懸浮負載沙壩類型沙壩類型心灘發(fā)育心灘發(fā)育邊灘發(fā)育邊灘發(fā)育沙壩不發(fā)育沙壩不發(fā)育天然堤天然堤不發(fā)育不發(fā)育發(fā)育發(fā)育極發(fā)育極發(fā)育洪泛盆地洪泛盆地不發(fā)育不發(fā)育較發(fā)育較發(fā)育極發(fā)育極發(fā)育（沼澤）（沼澤）不同類型河道環(huán)境特征對比不同類型河道環(huán)境特征對比( (據(jù)據(jù)AllenAllen，1964)1964)曲流河沉積的標準垂向模式曲流河沉積的標準垂向

10、模式辮狀河沉積的標準垂向模式辮狀河沉積的標準垂向模式1、定義（、定義（Definition）：）： 由于沖積扇直接提供物源，在盆地邊緣的水上和水下部分所形成的碎屑沉積體。 近源短程河流供給； 直接與沖積扇過渡； 水上部分為沖積扇。 4 4、扇三角洲的識別標志、扇三角洲的識別標志扇三角洲通常發(fā)育在盆地陡坡帶或同沉積邊界斷裂的下降盤；扇三角洲一般沿沉積盆地的短軸方向生長（即垂直盆地的長軸方向；重力流沉積較為普遍，近物源發(fā)育碎屑流沉積，洪水濁流和滑塌重力流沉積靠近盆地內(nèi)部；扇三角洲沉積物通常較粗，分選、磨圓較差；A.扇三角洲沉積物可以直接與深水泥巖和烴源巖相接。河流作用和海水作用與三角洲形態(tài)河流作用

11、和海水作用與三角洲形態(tài)（據(jù)斯克拉頓，（據(jù)斯克拉頓，19601960） 河控三角洲層序較為典型和完整，河控三角洲層序較為典型和完整，明顯表現(xiàn)為明顯表現(xiàn)為一個反旋回序列一個反旋回序列，即向上變，即向上變粗的沉積序列。粗的沉積序列。 下部（下部（Lower partLower part）：）： 即底積層即底積層（前三角洲），由深灰色水平紋理、塊（前三角洲），由深灰色水平紋理、塊狀層理泥巖與粉砂巖組成，發(fā)育豐富的狀層理泥巖與粉砂巖組成，發(fā)育豐富的生物潛穴和生物擾動構造。生物潛穴和生物擾動構造。 中部（中部（Middle partMiddle part）：）：即前積層即前積層（三角洲前緣），主要由河口壩

12、和遠沙（三角洲前緣），主要由河口壩和遠沙壩組成，此外還發(fā)育水下分支流河道與壩組成，此外還發(fā)育水下分支流河道與席狀砂。自下而上由水平紋理、波狀交席狀砂。自下而上由水平紋理、波狀交錯層理粉砂巖與泥巖（遠沙壩沉積物）、錯層理粉砂巖與泥巖（遠沙壩沉積物）、板狀交錯層理砂巖、平行層理砂巖、板狀交錯層理砂巖、平行層理砂巖、“S”S”形紋層砂巖（河口壩沉積物）組成形紋層砂巖（河口壩沉積物）組成 上部（上部（Upper partUpper part）：）： 即頂積層即頂積層（三角洲平原），由分支流河道、沼澤、（三角洲平原），由分支流河道、沼澤、分支流間灣沉積組成?？傮w上表現(xiàn)為多分支流間灣沉積組成?？傮w上表現(xiàn)為

13、多個正旋回復合序列。個正旋回復合序列。典型河控三角洲序列典型河控三角洲序列河河控控三三角角洲洲序序列列潮潮控控三三角角洲洲序序列列河口壩河口壩三角洲平原三角洲平原前三角洲前三角洲線狀沙脊線狀沙脊潮道沉積潮道沉積前三角洲前三角洲理想湖泊相模式與實際相分布對比理想湖泊相模式與實際相分布對比理想湖泊分布樣式：環(huán)帶狀分布模式（機械分異）理想湖泊分布樣式：環(huán)帶狀分布模式（機械分異） 湖岸湖岸湖泊中心：砂礫巖帶湖泊中心：砂礫巖帶砂巖帶砂巖帶沙質(zhì)泥巖帶沙質(zhì)泥巖帶泥巖帶泥巖帶Steep zoneGentle zoneCenter zoneFDTBD: DeltaFD: FandeltaTB: Turbidit

14、y bodyCoarse clastic sediment distribution in fault-depression open lake basinLake level（湖平面）D沉積巖石學標志：沉積巖石學標志： 巖石類型和礦物成分： 自生礦物、重礦物，反映構造狀況和古氣候條件 沉積結(jié)構： 雜基，粒度分布特征概率累積、離散圖，C-M圖 沉積構造： 介質(zhì)動力條件和流體性質(zhì)，層理與層面構造古生物和古生態(tài)標志：古生物和古生態(tài)標志： 確定沉積時環(huán)境、水深、鹽度，生物遺跡化石資料地球化學標志：地球化學標志： 巖石或生物介殼中的的微量元素、同位素以及有機地化資料解釋環(huán)境 q沉積環(huán)境的識別標志沉積環(huán)

15、境的識別標志剖面層序分析：剖面層序分析： 綜合研究巖性、粒度、沉積構造在剖面上的變化序列是環(huán)境分析最重要的方法。 不同沉積環(huán)境產(chǎn)物在剖面上的變化序列不同，河流粒度向上變細，大型交錯層理和平行層理為主向上變?yōu)樯臣y層理及水平波狀層理，三角洲沉積恰恰相反。q其它環(huán)境識別方法其它環(huán)境識別方法第二節(jié) 大陸沉積環(huán)境 大陸環(huán)境的沉積條件比較復雜，沉積物多樣化，在時間上和空間上相變也快。沉積介質(zhì)：水、大氣和冰川；介質(zhì)動力條件：單向流水為主，風、冰川和波浪沉積物：碎屑巖為主，自礫巖到泥巖均有，而碳酸鹽巖及其它內(nèi)源巖相對較少。大陸沉積區(qū)距物源區(qū)較近，與母巖關系密切，搬運不遠，故不穩(wěn)定組分較多生物化石：陸上動物、淡

16、水動物和植物，大量植物是大陸環(huán)境所特有 沉積環(huán)境：沖積環(huán)境最常見，其次湖泊環(huán)境，再次為沼澤、沙漠、冰川環(huán)境q 大陸環(huán)境的一般特征大陸環(huán)境的一般特征 第四節(jié) 海洋陸源碎屑沉積環(huán)境一般特征 介質(zhì)動力條件以波浪、潮汐和海流為主，水單向和振蕩運動 分四種沉積環(huán)境： (1)海岸環(huán)境位于浪基面以上的陸棚最上部； (2)淺海陸棚環(huán)境浪基面到陸棚邊緣，水深小于200m； (3)半深海環(huán)境大致相當于大陸坡，水深為2002500m； (4)深海(大洋盆地)環(huán)境水深超過2500m海洋陸源碎屑沉積環(huán)境海岸沉積環(huán)境分類 根據(jù)海岸地貌可分為無障壁海岸和有障壁海岸兩大類 沿岸是否發(fā)育有障壁地形，島嶼、沙壩、介殼攤、生物礁等

17、 有障壁海岸可劃分：障壁島及其后方的瀉湖和潮坪，障壁島 外的海灘以及河口等亞環(huán)境 無障壁海岸：沿岸海底坡度較陡時會出現(xiàn)海灘，海底坡度很 緩時出現(xiàn)潮坪，具有河口亞環(huán)境 海灘是波浪起主導作用，潮坪是潮汐起主導作用的海岸環(huán)境 河口為河流作用較弱而潮汐作用較強的沉積環(huán)境 障壁島由海灘沉積物加積而成 瀉湖為與廣海連通性很差的水體石灰?guī)r的結(jié)構分類石灰?guī)r的結(jié)構分類 灰泥灰泥含量含量顆粒顆粒含量含量(%)顆粒顆粒晶晶粒粒生生物物格格架架內(nèi)碎屑內(nèi)碎屑生物生物顆粒顆粒鮞粒鮞粒球粒球粒石灰?guī)r石灰?guī)r藻粒藻粒顆顆粒?；一夷嗄嗍一?guī)r巖(1顆顆粒粒石石灰灰?guī)r巖(2)顆粒顆粒石灰?guī)r石灰?guī)r10 9025 75 50 50

18、75 25 90 10內(nèi)碎屑內(nèi)碎屑石灰?guī)r石灰?guī)r生粒生粒石灰?guī)r石灰?guī)r鮞粒鮞粒石灰?guī)r石灰?guī)r球粒球粒石灰?guī)r石灰?guī)r藻粒藻粒石灰?guī)r石灰?guī)r晶晶粒粒石石灰灰?guī)r巖 生生物物格格架架礁礁石石灰灰?guī)r巖含灰泥含灰泥顆粒顆粒石灰?guī)r石灰?guī)r含灰泥含灰泥內(nèi)碎屑內(nèi)碎屑石灰?guī)r石灰?guī)r含灰泥含灰泥生粒生粒石灰?guī)r石灰?guī)r含灰泥含灰泥鮞粒鮞粒石灰?guī)r石灰?guī)r含灰泥含灰泥球粒球粒石灰?guī)r石灰?guī)r含灰泥含灰泥藻粒藻粒石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)顆粒顆粒石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)內(nèi)碎屑內(nèi)碎屑石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)生粒生粒石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)鮞粒鮞粒石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)球粒球粒石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥質(zhì)灰泥質(zhì)藻粒藻粒石灰?guī)r石灰?guī)r顆粒顆粒質(zhì)石質(zhì)石灰?guī)r灰?guī)r顆粒

19、質(zhì)顆粒質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r內(nèi)碎屑質(zhì)內(nèi)碎屑質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r生粒質(zhì)生粒質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r鮞粒質(zhì)鮞粒質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r球粒質(zhì)球粒質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r藻粒質(zhì)藻粒質(zhì)灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r含顆含顆粒石粒石灰?guī)r灰?guī)r含顆粒含顆?；夷嗷夷嗍?guī)r石灰?guī)r含內(nèi)碎屑含內(nèi)碎屑灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r含生粒含生?；夷嗷夷嗍?guī)r石灰?guī)r含鮞粒含鮞粒灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r含球粒含球?；夷嗷夷嗍?guī)r石灰?guī)r含藻粒含藻粒灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r無顆無顆粒石粒石灰?guī)r灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r灰泥灰泥石灰?guī)r石灰?guī)r 7.灰泥石灰?guī)r以灰泥組分為主 。沉積水動力條件很弱 常與球粒石灰?guī)r