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第一章:緒論
沉積學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、研究意義。
1:沉積巖石學(xué)是研究沉積巖的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分類(lèi)及其形成作用過(guò)程、沉積環(huán)境的
一門(mén)學(xué)科。側(cè)重于巖類(lèi)學(xué)研究。
沉積學(xué)是在沉積巖石學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,主要研究沉積物的來(lái)源、沉積條件、沉積環(huán)
境、沉積作用和成巖作用的一門(mén)學(xué)科。側(cè)重于成因研究。
古地理學(xué)(巖相古地理學(xué))是對(duì)一定地質(zhì)歷史時(shí)期形成的地層進(jìn)行沉積相分析,研究不
同地區(qū)的沉積環(huán)境條件及其相互關(guān)系,再造當(dāng)時(shí)的海陸分布、自然地理和氣候特征的一門(mén)學(xué)
科。
2:沉積學(xué)與古地理學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容
(1)研究沉積物的來(lái)源;
(2)沉積物的沉積條件和沉積機(jī)理,特別是有益沉積礦產(chǎn)的形成機(jī)理與富集條件、賦存規(guī)
律;
(3)沉積相分析,恢嵬沉積巖(包括沉積礦產(chǎn))形成時(shí)的古地理環(huán)境、古氣候條件、大地
構(gòu)造背景、生物特征以及沉積物供應(yīng)(物源)條件。
3:沉積學(xué)與古地理學(xué)的研究作用和意義
(1)沉積相分析是地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的一門(mén)重要學(xué)科,主要任務(wù)是重建地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積環(huán)境,
是沉積學(xué)研究的高度概括和最后總結(jié)。
(2)古環(huán)境研究是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作,不僅要求研究者具有比較廣泛的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ),
而且還要有活躍的學(xué)術(shù)思想。
(3)研究沉積礦床(包括煤、油、氣、油頁(yè)巖、油砂等能源礦床;金屬及非金屬等層控礦
床)的特征
(4)研究分析儲(chǔ)集體(石油、天然氣、水、包括砂巖、碳酸鹽巖、頁(yè)巖等)的性質(zhì)
(5)可以記錄歷史。生命、有機(jī)質(zhì)、熱、構(gòu)造、盆地、氣候、海平面變化等演化歷史
(6)是地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)
沉積巖的形成過(guò)程
(-)母巖的風(fēng)化與剝蝕作用階段
地表和接近地表的巖石,在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下所發(fā)生的破壞作
用稱(chēng)為風(fēng)化作用
I:物理風(fēng)化作用:巖石只發(fā)生機(jī)械破碎而化學(xué)成分未改變的風(fēng)化作用。
引起物理風(fēng)化的主要因素有:溫度的變化、晶體生長(zhǎng)的應(yīng)力、重力作用、生物的生活活
動(dòng),水、冰、風(fēng)的破壞作用。
作用方式:溫度變化、冰劈作用、鹽巖結(jié)晶
物理風(fēng)化的結(jié)果是使母巖崩解,形成各種碎屑物質(zhì)。
2:化學(xué)風(fēng)化作用:指巖石在氧、水和溶于水中的各種酸的作用下,遭受氧化、水解和溶濾
等化學(xué)變化,使其分解并產(chǎn)生新礦物的作用。
化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型:主要有氧化作用、水解作用、水合作用、酸的作用、陽(yáng)離子交換作用、
化學(xué)溶解作用、去硅作用、以及SiO2、Ai2O3、Fe2O3的化合作用等。這些化學(xué)反應(yīng)往往以
復(fù)合交替的復(fù)雜形式進(jìn)行,同時(shí)有相應(yīng)的新礦物生成。
結(jié)果:化學(xué)風(fēng)化作用不僅使母巖發(fā)生破碎,而且使其礦物成分和化學(xué)成分發(fā)生本質(zhì)的改
變,并形成新礦物
3:生物風(fēng)化作用:指巖石由于生物的生活活動(dòng)引起的破壞作用。
生物對(duì)巖石的破壞方式,既有機(jī)械的,也有化學(xué)的,尤以后者更為重要。幾乎所有的化
學(xué)風(fēng)化作用都與生物作用有關(guān),在許多情況下,巖石的風(fēng)化作用是由生物活動(dòng)開(kāi)始的。生物
分泌出的有機(jī)酸,促進(jìn)了巖石的化學(xué)分解,而且生物還可以從中吸取某些元素并將其轉(zhuǎn)變成
有機(jī)化合物。生物產(chǎn)生的大量02、C02等,同樣影響著風(fēng)化作用的進(jìn)程。
4:風(fēng)化作用的產(chǎn)物:風(fēng)化作用的總趨勢(shì)是使被改造的母巖發(fā)生物理的和化學(xué)的變化,使母
巖解體并產(chǎn)生在地表?xiàng)l件下穩(wěn)定的、新的物質(zhì)成分。
①碎屑物質(zhì):是母巖機(jī)械破碎的產(chǎn)物,包括各種巖石碎屑和石英、云母、長(zhǎng)石等礦物
碎屑。
②溶解物質(zhì):在化學(xué)風(fēng)化過(guò)程中,母巖中活潑性較大的金屬元素(如K、Na、Ca、Mg
等)分解出來(lái)溶于水,呈離子狀態(tài)形成真溶液;而溶解度低的Al、Fe、Si等的氧化物和Fe、
Al的氫氧化物則多形成膠體溶液。它們?cè)谶m當(dāng)?shù)臈l件下形成化學(xué)沉淀物質(zhì)。
③不溶殘余物質(zhì):是母巖在分解過(guò)程中新生成的礦物,主要是粘土礦物,其次是氧化
硅礦物、氧化鋁礦物和氧化鐵礦物。
5:風(fēng)化殼:地殼表層的巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用后,不穩(wěn)定組分有不同程度的分解,可溶性
物質(zhì)或多或少隨水而流失,部分穩(wěn)定組分則殘留在原地形成殘積物。在有生物活動(dòng)的地區(qū)殘
積物表層發(fā)育成土壤。殘積物和土壤在大陸地殼表層構(gòu)成了一層不連續(xù)的薄殼,稱(chēng)為風(fēng)化殼。
(二)風(fēng)化物質(zhì)的搬運(yùn)作用階段
1:沉積物搬運(yùn)、沉積中的流體的基本類(lèi)型
(1)牽引流:以一定介質(zhì)動(dòng)力(推力或舉力)導(dǎo)致流體運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)所攜帶碎屑顆粒遷移的
流體。如河流、波浪流、潮汐流、洋流、等深流、大氣流等。
流體力學(xué)性質(zhì):屬牛頓流體(服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體);
搬運(yùn)方式:推移(滾動(dòng)和跳躍)、懸浮
搬運(yùn)力:作用于沉積物上的推力(牽引力),大小取決于介質(zhì)流速;負(fù)荷力(載荷力),大
小取決于流體流量的大小
(2)重力流:是含大量沉積物、在重力作用下發(fā)生流動(dòng)的高密度流體(密度流)。如泥石流、
碎屑流(顆粒流)、液化流、濁流等。
流體力學(xué)性質(zhì):非牛頓流體;
搬運(yùn)方式:懸浮
搬運(yùn)力:負(fù)荷力(載荷力)
2:搬運(yùn)作用:是將母巖的風(fēng)化和剝蝕產(chǎn)物從其形成地區(qū)轉(zhuǎn)移到另一地方的過(guò)程。
(1)碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)——機(jī)械搬運(yùn)作用。是指由機(jī)械方式破壞形成的產(chǎn)物以機(jī)械方式進(jìn)行
搬運(yùn)。如礫石、砂、泥被流水、風(fēng)、冰川搬運(yùn)。流水搬運(yùn)碎屑的方式(碎屑載荷方式)主要
有兩種:搬運(yùn)載荷(或滾動(dòng)、跳躍搬運(yùn))和懸浮載荷(或懸移載荷)。
(2)化學(xué)搬運(yùn)作用——溶解物質(zhì)的搬運(yùn)由化學(xué)方式破壞形成的產(chǎn)物以真溶液或膠體溶液方
式進(jìn)行搬運(yùn)
(3)生物搬運(yùn)作用:生物吸取介質(zhì)中的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)建造其骨骼,當(dāng)其死亡后在一定的地
方堆積下來(lái),也起著搬運(yùn)作用。
(三)風(fēng)化物質(zhì)的沉積作用階段:
沉積作用:是風(fēng)化產(chǎn)物在搬運(yùn)過(guò)程中,因?yàn)榘徇\(yùn)介質(zhì)能力的降低或物理化學(xué)條件的改變及生
物作用下,使被搬運(yùn)的物質(zhì)在不同的場(chǎng)所堆下來(lái)的過(guò)程。
1、機(jī)械沉積作用:碎屑物質(zhì)在水、風(fēng)、冰川、重力等作用下以機(jī)械方式沉積,主要受力學(xué)
定律支配。
2,化學(xué)沉積作用:化學(xué)方式搬運(yùn)的溶解物質(zhì)按化學(xué)方式沉淀,主要受化學(xué)反應(yīng)規(guī)律支配。
3、生物沉積作用:(1)生物直接沉積作用:生物有機(jī)體直接發(fā)生堆積。如鈣質(zhì)骨骼的生物
堆積成為石灰?guī)r,植物被埋藏后轉(zhuǎn)變成煤。(2)生物化學(xué)沉積作用:生物作用與化學(xué)作用可
以共同作用所導(dǎo)致的物質(zhì)沉積。主要是生物活動(dòng)及生物遺體分解過(guò)程產(chǎn)生大量的如H2S、
NH3、02、H2、CH4、吸收C02,影響沉積介質(zhì)的氧化一還原條件,促使某些物質(zhì)的溶解
或沉淀,或促進(jìn)某些金屬元素的富集。如C02的變化促使CaC03的沉淀;鐵細(xì)菌吸收水中
的鐵而沉淀出鐵礦等。(3)生物物理沉積作用:①藻類(lèi)的捕獲和粘結(jié)作用:疊層石、核形
石的形成等。②生物障積作用:流水經(jīng)過(guò)枝狀珊瑚、或枝狀藻類(lèi)地區(qū)時(shí),流速受阻,所攜帶
的沉積物沉積下來(lái)形成障積巖。
(四)沉積物的固結(jié)(成巖)作用:由松散的沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬的巖石的作用稱(chēng)為固結(jié)(成
巖)作用。
固結(jié)作用類(lèi)型:
1、壓固作用:由于上覆沉積物的靜壓力而使松散沉積物的體積縮小、含水量減少、密度增
加的作用稱(chēng)壓固(壓緊、壓實(shí))作用。(孔隙和體積減少,礦物定向排列,有時(shí)有壓溶作用,
可導(dǎo)致縮小石英的次生加大)
2、膠結(jié)作用:松散的沉積顆粒由化學(xué)沉淀物質(zhì)或其它物質(zhì)粘結(jié)而變成堅(jiān)硬也是的作用稱(chēng)膠
結(jié)作用。(膠結(jié)物有:鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)、硫酸鹽質(zhì)及泥質(zhì)。膠結(jié)作用的結(jié)果是使沉積物固
結(jié)成巖,并減少其孔隙度。)
3、重結(jié)晶作用:沉積物的礦物成分由于溶解或局部溶解、固體擴(kuò)散等作用,使物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)發(fā)
生重新排列組合的現(xiàn)象稱(chēng)重結(jié)晶作用。(不僅可以使松軟的沉積物轉(zhuǎn)變成為固結(jié)的巖石,同
時(shí)還破壞沉積物的原生結(jié)構(gòu)構(gòu)造,形成新的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。)
4、交代作用:沉積物在成巖作用過(guò)程中,通過(guò)礦物之間的化學(xué)反應(yīng),已存在的礦物被另外
的礦物所取代的作用稱(chēng)為交代作用。(出現(xiàn)在沉積巖形成的各變化階段。)
5、溶解作用:沉積物在成巖作用過(guò)程中,由于巖石中孔隙水的性質(zhì)發(fā)生了變化,導(dǎo)致巖石
中易溶成分發(fā)生溶解的作用稱(chēng)為溶解作用。(使巖石的孔隙增大,為地下的油氣水的儲(chǔ)存提
供了空間)
6、成巖礦物的形成:沉積物經(jīng)過(guò)壓固作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、交代作用等一系列成
巖作用過(guò)程,不僅發(fā)生緊密固結(jié)、變?yōu)閳?jiān)硬的沉積巖,而且由于沉積物所處的環(huán)境條件發(fā)生
了變化、沉積物相應(yīng)隨之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或變化,并形成叮成巖環(huán)境物理化學(xué)條件相適應(yīng)的新
的礦物及其礦物組合即成巖礦物。(常見(jiàn)的成巖礦物有:自生的石英、長(zhǎng)石、黃鐵礦、海綠
石、菱鐵礦、方解石、白云石、以及粘土礦物、其它硫酸鹽和硫化物等。)
三、牽引流與重力流的概念、意義。
1、牽引流:以一定介質(zhì)動(dòng)力(推力或舉力)導(dǎo)致流體運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)所攜帶碎屑顆粒遷移的流
體。如河流、波浪流、潮汐流、洋流、等深流、大氣流等。
2、重力流:是含大量沉積物、在重力作用下發(fā)生流動(dòng)的高密度流體(密度流)。如泥石流、
碎屑流(顆粒流)、液化流、濁流等。
四、沉積分異作用及地質(zhì)意義
1、機(jī)械沉積分異作用:受物理原理支配,主要影響因素有顆粒大小、形狀,相對(duì)密度以及
搬運(yùn)介質(zhì)的性質(zhì)和速度。
2、化學(xué)沉積分異作用:由真溶液化學(xué)組分的類(lèi)型和外界化學(xué)條件的變化使真溶液發(fā)生規(guī)律
性的沉積現(xiàn)象。
由沉積盆地邊緣向海盆:鋁土礦一酬粒赤鐵礦f酗粒氧化缽礦f二氧化硅f磷化f鈣海
綠石f鮑綠泥石一菱鐵礦f方解石一白云石,最后在鹽盆地中出現(xiàn)石膏,硬石膏以及鈉鹽、
鉀鹽和鎂鹽。簡(jiǎn)化模式:氧化物一硅酸鹽一碳酸鹽一硫酸一物鹵化物
五、沉積環(huán)境、沉積相概念與關(guān)系
1、沉積環(huán)境:是沉積物形成時(shí)的自然地理環(huán)境。包括:自然地理環(huán)境,氣候環(huán)境,生物條
件,介質(zhì)環(huán)境和構(gòu)造環(huán)境。
2、沉積相:在特定環(huán)境中形成的沉積物通常稱(chēng)為沉積相
相的概念主要有下述理解:(1)相是具有一定特征的巖性單位。例如紅色砂巖相、黑色
頁(yè)巖相等,稱(chēng)為巖相。(2)相是某種沉積作用產(chǎn)物,如沖積相、洪積相,稱(chēng)沉積作用相(3)
相是沉積條件或沉積環(huán)境的綜合物質(zhì)表現(xiàn)。如河流相,稱(chēng)為環(huán)境相。(4)相是指某種大地構(gòu)
造背景下形成的沉積產(chǎn)物。如復(fù)理石相,稱(chēng)為構(gòu)造相,已被沉積建造所代替。(5)相是指某種
沉積環(huán)境的生物組合特征。如筆石相,稱(chēng)為生物相或生態(tài)相。
3、二者關(guān)系:沉積相是沉積環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn),沉積環(huán)境是沉積相形成的條件
六、Walther相律、沉積模式概念與關(guān)系
1、Walther相律:在沒(méi)有沉積間斷的地層剖面里,垂向上.彼此鄰接的沉積層,在橫向匕也
一定彼此鄰接一一稱(chēng)為瓦爾特相律。
2、沉積模式:通過(guò)現(xiàn)代沉積研究,對(duì)某些沉積環(huán)境和亞環(huán)境在橫向上的分布以及沉積作用
機(jī)理已有進(jìn)一步的了解,并uj■用來(lái)解釋古代沉積中亞環(huán)境的變化序列,從而可恢復(fù)和再現(xiàn)古
代沉積作用的面貌。這種古代沉積作用面貌的再現(xiàn),并加以典型化和模式化,稱(chēng)為沉積模式。
即,對(duì)特定沉積環(huán)境和某種沉積作用的全面概括,稱(chēng)為相模式。
3、關(guān)系:一個(gè)相模式除了本身是一個(gè)環(huán)境的概括之外,還必須起到以下作用:(1)可以作為
對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn);(2)可以作為進(jìn)一步研究的提綱和指南;(3)可以對(duì)新區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè);(4)可以作為
環(huán)境或體系水動(dòng)力條件解釋的基礎(chǔ)。
七:沉積體系、沉積建造,沉積旋回,沉積韻律概念。
1、沉積體系:是指與沉積作用相關(guān)的沉積相的集合體??梢岳斫鉃橛谐梢蚵?lián)系的相構(gòu)成的
三維地層單位。(同期沉積體系聯(lián)接而成的等時(shí)地層體被稱(chēng)為沉積體系域。)
2、沉積建造:泛指在一定構(gòu)造背景條件下,當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)展到某一構(gòu)造階段時(shí)所形成的一套具
有特定巖相組合的沉積巖系。(碳酸鹽巖建造、含煤建造、紅色建造、潟湖建造、復(fù)理石建
造、磨拉石建造等。)
3、沉積旋回:是指沉積作用和沉積條件按相同的次序不斷重復(fù)沉積而組成的一個(gè)層序。沉
積旋回主要是由于地殼周期性振蕩運(yùn)動(dòng)引起的。
4、沉積韻律:是指由兩種以上的巖性單元組成的,有規(guī)則的和頻繁重復(fù)的層序。韻律的形
成則多與局部的地區(qū)性因素有關(guān)。
5、沉積旋回和沉積韻律的關(guān)系:
(1):沉積旋回主要是由于地殼周期性振蕩運(yùn)動(dòng)引起的,而韻律的形成則多與局部的地區(qū)性
因素有關(guān)。
(2)規(guī)模較大的“沉積韻律”常構(gòu)成“沉積旋回”,但這時(shí)所強(qiáng)調(diào)的是沉積作用和過(guò)程的重復(fù)。
大多數(shù)沉積韻律與地殼運(yùn)動(dòng)、海平面與氣候以及沉積物變化引起沉積環(huán)境的周期性變化有
關(guān)。
(3)沉積旋回以規(guī)模較大,常表現(xiàn)為巖性巖相的交替變化而區(qū)別于“沉積韻律”。
第二章:沉積相標(biāo)志
相標(biāo)志:是指反應(yīng)沉積相的一些標(biāo)志,它是相分析及巖相古地理研究的基礎(chǔ)。
沉積相的鑒定標(biāo)志一1.巖性(沉積)標(biāo)志(包括顏色、成分、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、沉積組合及相序、
沉積體空間形態(tài)等);2.古生物、古生態(tài)學(xué)標(biāo)志;3.沉積地球化學(xué)標(biāo)志;4.地球物理學(xué)標(biāo)志
一、.巖性(沉積)標(biāo)志:
(一)、沉積巖的顏色:對(duì)沉積巖顏色的研究有助于推斷沉積巖形成的沉積環(huán)境和物質(zhì)來(lái)源。
1、繼承色:碎屑巖的顏色常取決于其中碎屑顆粒的顏色。碎屑物質(zhì)是母巖的機(jī)械風(fēng)化產(chǎn)
物,其顏色是繼承了原生母巖的顏色,所以稱(chēng)繼承色。
2、原生色:粘土巖和化學(xué)巖的顏色主要取決于在沉積物成巖階段形成的礦物及其它雜質(zhì)。
3、次生色:沉積巖形成之后,如果長(zhǎng)期暴露在地表環(huán)境經(jīng)受風(fēng)化,某些成分發(fā)生變化、
形成新的礦物(又稱(chēng)次生礦物),也會(huì)導(dǎo)致巖石的顏色發(fā)生改變,這種顏色稱(chēng)為次生色。
4、注意事項(xiàng):在對(duì)沉積巖的顏色進(jìn)行觀察時(shí),應(yīng)該尋找?guī)r石的新鮮斷面,觀察巖石的原
生色。描述巖石的顏色時(shí),如果用一種顏色無(wú)法恰當(dāng)?shù)乇硎?,則可采用復(fù)合色,如灰綠色、
灰黃色等,其中后者為巖石的主要顏色色調(diào)。此外,巖石表面受濕后,其顏色較干燥狀態(tài)
時(shí)深得多。
(二)、沉積巖的碎屑成分和巖石類(lèi)型:礦物成分標(biāo)志研究主要是用顯微鏡和其它方法對(duì)巖
石或礦物進(jìn)行顯微研究,提供環(huán)境分析、物源特征等標(biāo)志
1、陸源碎屑成分:主要包括石英、長(zhǎng)石、巖屑及各種輕重礦物。它們實(shí)質(zhì)上是巖層物理風(fēng)
化和化學(xué)分解作用的殘余物,同時(shí)也是分析物源區(qū)巖石類(lèi)型的直接依據(jù)。
陸源碎屑成分研究的任務(wù)就是通過(guò)鑒定分析沉積物中的石英、長(zhǎng)石、巖屑及各種輕、重
礦物標(biāo)型組合特征,研究它們的含量變化,以確定物源方向、源區(qū)的大致位置、搬運(yùn)距離及
母巖類(lèi)型等。
2、自生礦物:
(1)海綠石:現(xiàn)代海綠石主要形成于遠(yuǎn)離大河口的陸棚區(qū),其介質(zhì)條件為弱咸性(pH=7-8)和弱
氧化一弱還原(Eh=O)的正常海水,水溫10-15℃左右,形成深度大于125m,在寒冷地區(qū),水
深30m就可形成。大量原生海綠石的形成主要與海水有密切關(guān)系。
(2)新綠泥石:據(jù)現(xiàn)代沉積學(xué)研究,它也屬海洋自生礦物,但和海綠石的形成溫度和深度不
同,細(xì)綠泥石形成于較溫暖的淺海,水溫大于20℃,其分布深度小于60m。
(3)粘土礦物:粘土礦物可以反映介質(zhì)的pH值。高嶺石形成于酸性介質(zhì)中,一般為大陸環(huán)
境;伊利石、蒙脫石形成于中性或堿性介質(zhì)中,多為海洋環(huán)境。
3、特殊巖石類(lèi)型:
(1)碳酸鹽巖:盡管在海洋和湖盆中均可產(chǎn)生出,但兩者的特征不同,前者常大量產(chǎn)出,而
后者常呈夾層或透鏡體產(chǎn)出,生物成因的可依據(jù)生物化石區(qū)別海相與陸相沉積,碳酸鹽巖沉
積反映介質(zhì)為弱堿性,某些特殊的碳酸鹽巖的巖性可指示環(huán)境或介質(zhì)條件。如:藻疊層石碳
酸鹽巖一般形成于潮坪環(huán)境,鮑粒灰?guī)r形成于濱?;蛱妓猁}臺(tái)地的高能帶,具水平紋層的泥
晶灰?guī)r形成于靜水環(huán)境。
(2)紅層:一般是大陸沉積物含鐵礦物在潮濕一干燥的溫暖氣候條件下風(fēng)化后成赤鐵礦而顯
紅色,可通過(guò)化石與海相紅色頁(yè)巖相區(qū)別。
(3)蒸發(fā)鹽:是含鹽度較高的溶液或鹵水通過(guò)蒸發(fā)作用產(chǎn)生的化學(xué)沉積物,它們的出現(xiàn)般
反映氣候干燥利閉塞環(huán)境。內(nèi)陸鹽湖或半封閉的濱海瀉湖是形成蒸發(fā)鹽的有利環(huán)境。
(4)磷塊巖:磷塊巖并非是區(qū)別海洋與大陸沉積的特征礦物,在大陸地層中,自生磷酸鹽礦
物也較常見(jiàn),但大量的磷質(zhì)在海洋,大量形成磷酸鹽的環(huán)境是淺海。大量磷塊鹽出現(xiàn)可指示
海洋環(huán)境,特別是50-200m海區(qū)更有利丁?其形成。
(5)缽結(jié)核:鎰結(jié)核中微量元素的濃度隨著環(huán)境的改變而發(fā)生有規(guī)律的變化,因而其比值具
有指示環(huán)境的意義。如在湖泊和淺海中形成的鐵錦結(jié)核中Co、Ni、Zn、Pb等元素要比大洋
中少的多。
(6)礁灰?guī)r:是由固著的造礁生物形成的一種突起的抗浪構(gòu)造,造礁生物主要有珊瑚、層孔
蟲(chóng)、苔解蟲(chóng)、海綿等,是淺海環(huán)境的良好標(biāo)志。
(三)、沉積巖的結(jié)構(gòu):
1、粒度分選及粒度結(jié)構(gòu)反映了水動(dòng)力條件、流體力學(xué)性質(zhì)
2、形狀、圓度、球度反映了水動(dòng)力條件、搬運(yùn)距離
3、支撐類(lèi)型、結(jié)構(gòu)成熟度:顆粒的支撐類(lèi)型——判斷介質(zhì)水體的流動(dòng)性質(zhì):(顆粒支撐——
牽引流;雜基支撐一一密度流、重力流。)
4、石英表面結(jié)構(gòu)
(四)、沉積巖的構(gòu)造:
1、機(jī)械成因構(gòu)造——流水成因、同生變形、暴露成因(層理構(gòu)造——交錯(cuò)層理與古流向恢
復(fù)。層面構(gòu)造——波痕、雨痕。底面構(gòu)造——溝模、槽模。沖刷充填構(gòu)造、侵蝕面構(gòu)造)
古水流向判別與恢復(fù)(1)、指向構(gòu)造一交錯(cuò)層理、波痕、礫石的組構(gòu)、碎屑成分粒度圓
度的空間變化等。(2)、古流向恢復(fù)一野外測(cè)量法
2、生物成因構(gòu)造——遺跡化石、生物擾動(dòng)等。
3,化學(xué)成因構(gòu)造——結(jié)核、鹽巖假晶等。(縫合線構(gòu)造、壓溶構(gòu)造、結(jié)核構(gòu)造、晶體印痕與
鹽巖假晶、泥裂構(gòu)造、鳥(niǎo)眼構(gòu)造)
4、復(fù)合成因構(gòu)造——瀉水構(gòu)造
(五)、沉積組合及相序
1、遵循“遠(yuǎn)觀近取”原則。
2、注意沉積成因組合的劃分,綜合研究巖性、粒度、沉積構(gòu)造在剖面上的變化序列。確定
沉積相類(lèi)型。
3、對(duì)于礫巖層和交錯(cuò)層理測(cè)古流向。
4、詳細(xì)分層、逐層觀察描述、尋找沉積標(biāo)志、區(qū)分微相。典型地質(zhì)現(xiàn)象的拍攝。
5、重點(diǎn)(骨架)巖層的橫向變化、相變關(guān)系。
6、沉積巖層厚度分析——沉積物供應(yīng)豐度、速率、沉積區(qū)坳陷強(qiáng)度。
7、沉積巖層之間接觸關(guān)系分析——過(guò)渡、明顯、沖刷。區(qū)分自旋回和它旋回,層序界面的
識(shí)別和層序劃分。
8、目的層的采樣——目的、新鮮、編號(hào)。
(六)、沉積體空間形態(tài)
二、古生物、古生態(tài)學(xué)標(biāo)志及其沉積環(huán)境意義
(一)、古生物學(xué)標(biāo)志:
1、生物化石及組合類(lèi)型:生物化石不僅可以鑒定地層的地質(zhì)年代,而且是進(jìn)行沉積環(huán)境分
析的重要標(biāo)志。
2、生物對(duì)環(huán)境的指示意義:指示沉積水體介質(zhì)的溫度、深度、壓力、光照度、渾濁度、水
體流動(dòng)性質(zhì)、基底性質(zhì)、水體所處位置等。
(二)、遺跡化石及組合
1、遺跡化石也稱(chēng)痕跡化石,是地史時(shí)期生物生活活動(dòng)的遺跡和遺物的總稱(chēng)。也可以說(shuō)是生
物成因的各種構(gòu)造,反映生物的存在。包括生物生存期間的居住、運(yùn)動(dòng)、捕食、代謝、生殖
等行為所遺留下來(lái)的痕跡。
2、遺跡化石是生物適應(yīng)環(huán)境的物質(zhì)記錄,在一定程度上,能夠反映當(dāng)時(shí)生物的生活環(huán)境。
許多遺跡化石分布的范圍郎比較狹窄,因而對(duì)巖相分析和古生態(tài)的研究,甚至對(duì)小區(qū)域內(nèi)的
地層劃分對(duì)比都有一定的意義。
3.遺跡化石形態(tài)類(lèi)型
非連續(xù)性足跡,分布在層面——排狀排列:塔斯曼跡。束狀排列:古拖拉跡。連續(xù)性的爬跡,
分布在層面——自由彎曲形態(tài):?jiǎn)我恍螤畹呐累E,戈迪跡。
二分形狀的爬跡,類(lèi)沙蠶跡。曲線相互連續(xù)形態(tài):呈迷路形的爬跡,蠕蟲(chóng)跡
放射狀對(duì)稱(chēng)酌遺跡,分布在層而上——五角形狀(中心無(wú)構(gòu)造),似海足跡;
花辯形狀(小心有構(gòu)造),輪葉跡。
通道及縱孔,分布在層內(nèi)和層面上——
直徑不變——與層面垂直,呈直管形,針管跡;呈U字形,似海蚯蚓跡;
直徑有變化——與層面平行:呈Y字形,似海藻跡。
橫摸構(gòu)造通道(通道之間且有相同形狀的連續(xù)頁(yè)理)一一
與層面垂直:U字型,雙杯跡;與層面平行;U宇型,舌形菌跡
與層面垂直一料交一平行——螺旋潛穴,裳狀的遺跡,分布在層面上。
單個(gè)袋狀:洛克跡;雙個(gè)袋狀:躺跡
網(wǎng)格狀遺跡,分布在層面上——六邊形:古網(wǎng)跡
4.遺跡化石行動(dòng)方式類(lèi)型。根據(jù)生物生活習(xí)性特征確定出五種行動(dòng)方式遺跡類(lèi)型:
停息跡:游動(dòng)生物生活在漏水環(huán)境中停息時(shí),或側(cè)面的一部分形蕊其凹形跡有明顯的傾
斜方向性時(shí),為逆水流的方向。
爬行跡:底棲生物生活在潑水環(huán)境中,在沉積物表面上移動(dòng)時(shí),形成了呈連續(xù)性線形或
斷續(xù)性點(diǎn)形跡。
居住構(gòu)造跡:在沉積物表面上移動(dòng)時(shí),形成了呈連續(xù)性線形或斷續(xù)性底棲生物生活在
濱海地帶環(huán)境中,為保護(hù)生存兔道水流波浪沖擊,種長(zhǎng)期永久性通道潛穴,呈直管形、分岔
形、u字形等通道潛穴跡。
覓食構(gòu)造跡:底棲生物生活在淺海環(huán)境中,為了攝食而在沉積物中挖掘的通道。
嚙食跡:底棲生物生活在較深水環(huán)境中,為了攝食在沉積物表面上有規(guī)律地食泥痕迅呈
卷曲形、蛇曲彩排列。
5.遺跡化石環(huán)境意義
生物不論有無(wú)硬體骨舵,都能形成遺跡化石。尤其是上述形態(tài)類(lèi)型中的各種遺跡化石,
都是動(dòng)物為適應(yīng)特定環(huán)境,在沉枳層表面或內(nèi)部所留下或構(gòu)筑的構(gòu)造,并隨沉積物固結(jié)成巖,
都是原地形成不會(huì)被遷移,能夠反映動(dòng)物生存期間的原始環(huán)境。因此,遺跡化石是判斷沉積
環(huán)境的良好標(biāo)志。
(1)判斷沉積時(shí)期水體底層的氣體狀況。(如在沉積層內(nèi)非常缺乏實(shí)體化石而有遺跡化石,特
別是有豐富的遺跡化石時(shí),說(shuō)明當(dāng)時(shí)水體底層有較多的生物存在,并非缺氧環(huán)境。只是這些
生物不具有硬體,或是由于種種原因這些生物硬體不易形成實(shí)體化石。相反,如在沉積層內(nèi)
既沒(méi)有底棲生物的實(shí)體化石也非常缺乏遺跡化石時(shí),就可能說(shuō)明當(dāng)時(shí)水底底層是缺氧環(huán)境。)
(2)判斷沉積時(shí)期的沉積速度。(某些底埋底棲生物生活于沉積表層以下一定深度,隨著沉積
速度或加積的快慢,或者侵蝕,其居住位置在垂直方向上,可向上或向下移動(dòng),這些都可根
據(jù)潛穴內(nèi)部構(gòu)造來(lái)判明。當(dāng)潛穴頂部被截去只留下潛穴下部時(shí),表明侵蝕作用加強(qiáng)甚或有侵
蝕間斷;大量出現(xiàn)鉆蝕底棲生物的鉆孔遺跡時(shí).,往往也表明有侵蝕間斷的存在。)
(3)判斷水體流動(dòng)與否及水流方向。(許多底棲動(dòng)物部有向流性的特點(diǎn)。因?yàn)樗骺蓴y帶來(lái)豐
富的懸浮物,所以食懸浮物的底棲動(dòng)物的潛穴、棲息印痕等多有向流性。在地層中也常???/p>
以見(jiàn)到成行成排的潛穴、孔道和棲息印痕等遺跡化石)
(4)判斷沉積底層性質(zhì)。(富含水分的松軟底層,是大量潛穴動(dòng)物的生活場(chǎng)所。沉積物成巖后,
潛穴周?chē)S凶冃螏?堅(jiān)硬底層不適宜潛穴動(dòng)物生存,往往只有鉆蝕底棲動(dòng)物所留下的鉆孔,
孔道周?chē)鸁o(wú)變形帶。)
(5)判斷沉積環(huán)境。(在濱海地區(qū),影響環(huán)境的因素變化大(溫度、鹽度變化大,潮汐和波浪
作用大),生活在這里的絕大多數(shù)底棲動(dòng)機(jī)不是挖掘很深的近垂直的潛穴,就是在巖底或巖
岸上鉆孔。在淺海地區(qū),影響環(huán)境的因素變化小,底埋底棲動(dòng)物的潛穴較沒(méi)多傾斜或水平。
在半深海地區(qū),由于環(huán)境安定,底棲動(dòng)物不再需要簡(jiǎn)單的潛穴或鉆孔來(lái)保護(hù),而是需要系統(tǒng)
地尋找食蜘因而留下各種彎曲的、網(wǎng)狀的、樹(shù)枝狀的或螺旋狀的覓食和嚙食痕跡及復(fù)雜的潛
穴系統(tǒng)。)
6、遺跡相模式。賽拉赫(Seilacher)、赫克爾(Hekel)等人先后根據(jù)不同環(huán)境中的遺跡,劃分出
下述各種遺跡相:斯戈陽(yáng)跡相:分布于濱海(期間帶)以上的非海相沉積地帶,多為紅層;系
陸生脊椎動(dòng)物腳印。針管跡相:分布于濱海期間帶,溫度、接度變化允波浪或潮汐作用強(qiáng)烈,
沉積或侵蝕作用迅速,通道多垂直或“U"形潛穴,而潛穴深[比淺海地區(qū)的潛穴灤三倍).舌
形菌跡相:在濱海巖岸侵蝕地區(qū),多為古海岸的侵蝕面,環(huán)境惡劣,僅有鉆蝕生物留下的鉆
孔利洞穴??唆斊澺E相:淺海內(nèi)線,有波松影響,環(huán)境較濱海穩(wěn)定。生物種類(lèi)多,可形成各
種棲息痕跡和爬行覓食痕跡。潛穴較淺,傾斜或近水平。螺旋潛跡相:在淺海外線或迅速沉
積的淺海環(huán)境中常有各類(lèi)食沉積物生物的覓食構(gòu)造和潛穴系統(tǒng)痕跡。類(lèi)沙蠶跡相:半深海和
深海區(qū),有遠(yuǎn)洋和濁流沉積物。常有食沉積物生物的網(wǎng)狀、螺旋狀、彎rb狀、樹(shù)枝狀等女
層曬食痕跡。
三、沉積地球化學(xué)標(biāo)志及其沉積環(huán)境意義
(一)、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用
沉積巖中的元素含量取決于下列因素:陸源區(qū)性質(zhì)(母巖成分)、古氣候、沉積環(huán)境(包括
水體等介質(zhì)性質(zhì))、沉積巖的成分、生物作用、成巖及后生因素等,因此研究它就可以對(duì)再
造古地理環(huán)境提供信息。目前,元素地球化學(xué)在劃分海陸相地層,分析物源區(qū)巖石成分,恢
復(fù)沉積古氣候條件,確定沉積水介質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境,劃分地球化學(xué)相(氧化與還原、水盆深
度、鹽度、離岸距離等)等方面都能取得較滿(mǎn)意成果。
1、水體古鹽度的測(cè)定:主要有硼含量法、微量元素比值法、沉積磷酸鹽法、自生鐵礦物法
等等。
2、氧化還原條件的標(biāo)志:判斷沉積環(huán)境的氧化還原條件主要是根據(jù)同生礦物組合,如對(duì)介
質(zhì)Eh值高低反映靈敏的鐵、缽礦物組合。鐵在海盆中沉積具有明顯的規(guī)律性,隨著pH值
的增大,Eh值的降低,鐵礦物呈不同的相依次分布,鐵的化合價(jià)態(tài)也相應(yīng)變化,因而可用
來(lái)反映環(huán)境的地球化學(xué)相。
3、離岸距離(古水深)標(biāo)志:元素的聚集和分散與水盆地深度也有一定的關(guān)系。這一性質(zhì)
主要是元素在沉積作用中所發(fā)生的機(jī)械分異作用、化學(xué)分異作用和生物、生物化學(xué)分異作用
的結(jié)果。
4、源區(qū)分析:母巖巖性基本決定了風(fēng)化產(chǎn)物的元素組成。所以母巖成分還是能在某些特征
元素(稀土元素)含量的變化上體現(xiàn)出來(lái)。
(二)、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用
1、古鹽度測(cè)定:513c和814C、6160和3180
2、古溫度測(cè)定:利用海水沉積碳酸鹽和海水之間氧同位素的分儲(chǔ)作用解釋古溫度
3、古氣候分析:6180/6160比值淡水低、海水高、隨溫度降低而降低。
4、硫同位素與環(huán)境氧化還原條件的分析
5,硫、鍋同位素與沉積環(huán)境分析
四、地球物理學(xué)標(biāo)志及其沉積環(huán)境意義。
地球物理學(xué)標(biāo)志常用的有沉積序列和沉積相相的測(cè)井響應(yīng)、地震響應(yīng),根據(jù)測(cè)井曲線和
地震反射資料解析出其中的基本相標(biāo)志,進(jìn)而鑒別沉積相類(lèi)型。
1、沉積相的測(cè)井響應(yīng):自然電位、自然伽瑪、視電阻率、聲速、中子、密度、井徑等。反
映巖性組合、沉積序列。
2、沉積相地震響應(yīng):地震反射剖面。反映地質(zhì)體的空間連續(xù)性、疊置關(guān)系、進(jìn)而反映沉積
相類(lèi)型。
第三章:大陸相組
一、沖積扇的概念、沉積特征、鑒別標(biāo)志,地質(zhì)意義及與能源礦產(chǎn)的關(guān)系。
1、沖積扇:是一種自山口順坡呈放射狀的河流形成的扇形堆積物,是從山地峽谷向開(kāi)闊平
原轉(zhuǎn)變地帶上的一種河流沉積體系。多數(shù)是由許多扇體互相銜接起來(lái)形成巨大的沖積扇體
系。
2,特點(diǎn):在陸相沉積中,沖積扇是粒度最粗、分選最差、沉積速率高、最近物源區(qū)的沉積
體系。
3、沉積類(lèi)型:
(1)河道沉積一河床充填沉積主要由礫、砂沉積物組成,粒度粗,分選也差。成層性不好,
可見(jiàn)交錯(cuò)層理。常具明顯的切割-充填構(gòu)造
(2)漫流沉積一漫流沉積物主要由碎屑組成,可含有少量粘土和粉砂。常呈塊狀,亦可出現(xiàn)
交錯(cuò)層理或細(xì)的紋層。形成席狀或片狀沉積體。
(3)篩狀沉積一當(dāng)源區(qū)供給沖積扇主要為礫石而無(wú)或極少其他粒級(jí)的物質(zhì)時(shí),在沖積扇的表
層便堆積了舌狀礫石層。扇體表層的礫石層就稱(chēng)為篩狀沉積。篩狀沉積主要由次棱角狀的粗
大礫石組成,分選較好,其間充填物較少。
(4)泥石流沉積一當(dāng)水流攜帶的礫石和泥砂沉積物達(dá)到足夠量時(shí),就形成了密度大、粘度高、
呈可塑性狀態(tài)的流體,稱(chēng)為泥石流。大量碎屑物質(zhì)在泥石流中呈塊狀整體搬運(yùn),在扇體上堆
積后,形成泥石流沉積。(特點(diǎn):泥石流經(jīng)常發(fā)育在扇體的上部。其最大特點(diǎn)是礫、砂、泥
混雜,分選極差。層理一般不發(fā)育。粘度大的泥石流,其粗粒碎屑分布均勻,呈塊狀層理構(gòu)
造,粘度不大者可具粒序?qū)永?,扁平狀礫石呈水平或疊瓦狀排列。)
4、沉積亞相:
(1)扇根:也稱(chēng)為扇頭或扇首,分布于鄰近斷崖處的沖積扇頂部地帶,其特征是沉積坡度角
最大。主要為河床充填沉積及泥石流沉積
(2)扇中:位于沖積扇的中部,以沉積坡度角較小和辮狀河道發(fā)育為特征。以辮狀分支河
道和漫流沉積為主,砂巖、礫狀砂巖為主??梢?jiàn)平行層理和交錯(cuò)層理,河道沖刷-充填構(gòu)造
發(fā)育。
(3)扇端:也稱(chēng)扇緣,出現(xiàn)于沖積扇的趾部,地形平緩,沉積坡度角低,沉積類(lèi)型以漫流
沉積為主,沉積物較細(xì),通常由砂巖夾粉砂巖、粘土巖組成,可見(jiàn)平行層理、交錯(cuò)層理、沖
刷-充填構(gòu)造等。
5、沖積扇類(lèi)型
(1)潮濕扇:潮濕扇分布于年降水量較高的潮濕氣候區(qū)。潮濕扇主要受河流作用的控制,
泥石流作用相對(duì)較弱。在潮濕扇上,礫巖與砂巖的成熟度較高,煤和根土巖較發(fā)育。
潮濕扇特點(diǎn):①粗大礫石主要集中于扇根部分,且多為碎屑支撐的塊狀層,礫石磨圓較好,
疊瓦狀排列常見(jiàn)。巖體呈透鏡狀或原始水平層疊覆,偶而夾有平行層或交錯(cuò)層砂礫巖透鏡體。
②扇中主要為砂巖、砂礫巖和礫巖的互層。河道砂巖、砂礫巖具滯留沉積,槽狀和板狀交錯(cuò)
層發(fā)育,礫石壩具平行層理及前積型交錯(cuò)層。③扇端部分主要為辮狀河道砂巖,槽狀和板狀
交錯(cuò)層發(fā)育,礫石壩具平行層理及前積型交錯(cuò)層。扇端部分主要為辮狀河道砂巖,槽狀及板
狀交錯(cuò)發(fā)育,局部見(jiàn)有平行層理和沙紋交錯(cuò)層。
(2)干旱扇規(guī)模較小,沉積物多呈紅色。扇體由泥石流沉積、篩狀沉積、河道沉積和漫流
沉積組成。
干旱扇特點(diǎn):①扇根主要為泥石流成因的雜亂礫巖和碎屑支撐的槽洪礫巖與篩狀沉積。沉積
物分選通常較差底部具侵蝕面,分選相對(duì)較好,可以有大型交錯(cuò)層和疊瓦狀礫石組構(gòu)。②扇
中主要由砂巖與礫巖的互層組成,砂巖與礫巖之比增大。分選較好的河成交錯(cuò)層砂巖及砂礫
巖透鏡體增多,沖刷-充填構(gòu)造發(fā)育。③扇端以砂質(zhì)沉積為主,常夾泥質(zhì)和粉砂層。泥巖
具干裂,缺乏植物化石。
6、沖積扇沉積的鑒別標(biāo)志
⑴、巖性標(biāo)志:沖積扇在巖性上差別較大,這主要是由于源區(qū)母巖性質(zhì)不同造成的。大部分
沖積扇以礫巖為主,礫石間充填砂、粉砂和粘土級(jí)的物質(zhì),有些沖積扇也可由含礫的砂、粉
砂巖組成,扇頂部分以礫、砂巖為主,扇緣部分礫巖減少,砂、粉砂、泥質(zhì)巖增多,層的厚
度變薄,扇體與平原過(guò)渡地帶,以粘土沉積為主。沖積扇沉積中常含有碳酸鹽、硫酸鹽等礦
物,如方解石、石膏等。它們是與碎屑同時(shí)沉積或是作為地表物質(zhì)風(fēng)化結(jié)果而堆積下來(lái)的。
⑵、結(jié)構(gòu)標(biāo)志:粒度粗、成熟度低、圓度不好、分選差是沖積扇沉積的重要特征,但不同沉
積類(lèi)型,分選亦有較大差別
⑶、沉積構(gòu)造及顏色:沖積扇層理發(fā)育程度較差或中等,細(xì)粒泥質(zhì)沉積物可見(jiàn)薄的水平層理,
粗粒碎屑沉積有時(shí)可見(jiàn)不太明顯和不太規(guī)則的交錯(cuò)層理。粗粒碎屑沉積中常見(jiàn)沖刷一充填構(gòu)
造,主要發(fā)育在扇頂附近。砂質(zhì)沉積局部可見(jiàn)水流波痕。礫石若有定向排列則呈“向源傾斜?!?/p>
泥質(zhì)表層可發(fā)育泥烈、雨痕、流痕。
⑷生物化石:沖積扇中幾乎不含動(dòng)植物化石,有機(jī)質(zhì)較少。
(5)C—M圖特征(見(jiàn)沉積學(xué)P280,或拍的圖片)
⑹垂向?qū)有颍撼练e扇在形成和發(fā)育過(guò)程中發(fā)生進(jìn)積和退積作用,使其垂向沉積層序有明顯的
不同。當(dāng)沖積扇向源區(qū)退積,形成下粗上細(xì)的退積正旋回層序;否則,相反,扇體的不同部
位,其沉積層序也不同。
⑺沉積相組合:在橫向上,向源區(qū)方向與殘積相、坡積相鄰接,向沉積區(qū)常與沖積平原組合
或風(fēng)成一干鹽湖相相接,與河流或湖泊、沼澤沉積呈超覆或舌狀交錯(cuò)接觸,有時(shí)也可直接與
濱海(湖)平原共生。甚至可以進(jìn)入湖泊或海盆形成水下扇或扇三角洲。
7、沖積扇沉積與煤油氣資源關(guān)系
①泥巖沼澤發(fā)育的位置
扇間洼地扇中朵體間洼地扇尾地帶與扇前緣外側(cè)
煤層較厚煤層層數(shù)多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜煤層較薄,分布廣
側(cè)向連續(xù)性差單分層薄,灰分高側(cè)向連續(xù)性好
②儲(chǔ)油、氣層,形成次生油氣藏
③形成鈾礦資源
(1)、主要形成于濕潤(rùn)地區(qū)的扇端或扇間的泥炭沼澤環(huán)境,分布局限;
(2)、煤系的巖性、巖相變化大、不穩(wěn)定;可用于地層對(duì)比的標(biāo)志層較少;煤層不易對(duì)比;
(3)、煤層厚度不穩(wěn)定,變化大:多數(shù)為薄層狀-中厚層狀煤層;
(4)、煤層中一般含有較高的灰分,低硫份;
(5)、煤系地層中多見(jiàn)植物化石。
二、河流的概念、河流作用,河流分類(lèi)、河流(亞、微)環(huán)境特點(diǎn)及沉積特征,河流沉積
的鑒別標(biāo)志,不同河流沉積特征的異同,地質(zhì)意義及與能源礦產(chǎn)的關(guān)系。
(一)、河流作用:
1、河流的侵蝕作用
(1)河流的下蝕(底蝕)作用:是以河流水體動(dòng)力及其夾帶的砂石,對(duì)構(gòu)成河床底部的巖石
進(jìn)行沖擊、磨蝕、溶蝕等作用的過(guò)程。結(jié)果導(dǎo)致河床逐漸降低、河谷加深。
(2)河流的側(cè)蝕作用:是河谷加寬過(guò)程。在河流的中下游地段或彎曲河段,河水在慣性離
心力的作用下,偏向河灣的外測(cè)(凹岸)一側(cè),在拐彎處形成螺旋狀前進(jìn)的橫向環(huán)流,使河床
的凹岸受到?jīng)_蝕和侵蝕。
(二)河流的分類(lèi)
1、按照河流搬運(yùn)的沉積載荷類(lèi)型、河道的兒何形態(tài)和沉積類(lèi)型,將平原河流分為:
(a)富砂(推移載荷)的低彎度河(b)富泥(懸移載荷)的低彎度河(c)混合載荷的曲流河
2、按河道的平面形態(tài):(a)辮狀河(b)曲流河(c)交織河
(三)曲流河沉積體系:環(huán)境特征一曲流河的突出特征是因河道側(cè)向侵蝕呈明顯的彎曲狀。
河道凹岸遭受侵蝕,在凸岸發(fā)生堆積,形成曲流沙壩。在河道強(qiáng)烈彎曲的地段,河流在洪水
期可因截彎取直或決口發(fā)生改道,使部分老河道廢棄。
1、曲流河的亞環(huán)境、微環(huán)境組成與沉積特征
(1)河道沉積(亞相)一河道滯留(微相)、曲流砂壩(邊灘)(微相)、廢棄河道(微相)
①河道滯留(微相):它由粗礫巖和砂質(zhì)巖組成,它是在河流流量最高峰時(shí)做短距離搬運(yùn)
的產(chǎn)物。特點(diǎn)有a、礫石成分一般較復(fù)雜,有時(shí)還會(huì)有植物樹(shù)干、泥礫等沉積。b、以粗礫
巖和含礫粗砂巖為主,中細(xì)粒砂巖較少。c、由于穩(wěn)定的水流作用,礫石呈明顯的定向排列,
構(gòu)成疊瓦狀構(gòu)造,礫石的最大扁平面傾向河流上游。d、呈透鏡狀產(chǎn)出,并位于河流沉積物
的底部,低界與下伏地層之間為一個(gè)明顯的侵蝕面。
②曲流沙壩(邊灘)沉積(微相):在沙壩近主流線的較深水區(qū)域,通常沉積大型交錯(cuò)交
錯(cuò)層的中-粗砂;構(gòu)成沙壩的下部單位。在遠(yuǎn)離主流線的沙壩較高部位,水深變淺,沉積物
粒度變細(xì),主要形成小型交錯(cuò)層的細(xì)砂。造成特征的向上變細(xì)積序列
③廢棄河道沉積(微相):曲流河道可因流槽截直逐漸廢棄,也可因曲流頸部截直突然
廢棄。河道口淤塞變成牛扼湖。主要是一套很厚的泥質(zhì)沉積物,通常稱(chēng)為泥質(zhì)寒。牛姬湖沉
積的紋理發(fā)育,富含植物殘骸
(2)河道邊緣(亞相):包括天然堤和決口扇,分布于河道邊緣,沉積物略粗。
①天然堤沉積(微相):天然堤是位于河道岸邊的楔狀沉積物突起。主要為砂、粉砂和泥
質(zhì)沉積物構(gòu)成的薄互層。其中砂及粉砂層具有小型交錯(cuò)層理和微平行層理;泥質(zhì)層具水平層
理。
②決口扇沉積:決口扇是河水在洪水期沖決天然堤向泛濫盆地傾瀉時(shí)形成的扇狀或舌狀
砂質(zhì)沉積體。常含大量植物碎片及泥礫。有小-中型槽狀交錯(cuò)層、沙紋層理、流水波痕、粒
序?qū)印⑵叫袑永淼?/p>
(3)洪泛平原沉積(亞相):洪泛平原又稱(chēng)河漫灘、河道間,包括沖積平原上除了河道以外的
廣大地區(qū)。主要是由溢岸洪水引起的垂向加積單元。
①河漫灘(微相):專(zhuān)指因河道迅速遷移,河道間地區(qū)的所有溢岸沉積物。主要為細(xì)砂、
粉砂和粘土。小型交錯(cuò)層及平行層理常見(jiàn)。富含植物碎片、干裂等。
②河漫湖泊(洪濫盆地)沉積(微相):為水平紋層狀的泥質(zhì)層夾細(xì)砂或粉砂質(zhì)薄層,富
含植物化石和根跡。
③漫灘沼澤(微相):在濕潤(rùn)地區(qū),河漫湖泊充填變淺、形成的喜濕性植物叢生并有有機(jī)
質(zhì)堆積的地段。
2、河道砂體的形態(tài)
(1)曲流河是一種河漫灘沉積比較發(fā)育的高彎度河流體系,將形成一系列曲流帶為細(xì)粒的
河漫灘沉積包圍的條帶狀河道砂巖透鏡體
(2)河道砂巖的橫剖面形態(tài)呈上平下突的透鏡狀
(3)基底沖刷面起伏明顯
(4)河道砂巖在等巖性圖上呈串珠狀的條帶
(四)辮狀河沉積體系:辮狀河由一系列寬而淺的河道、河道沙壩及河間沖積島組成。
1、沉積特征(參看課本P108)
(1)辮狀河有河床滯留沉積,出現(xiàn)在河床底部,以砂礫沉積為主。
(2)其上發(fā)育河道沙壩,河漫灘沉積不發(fā)育。
(3)河道沙壩沉積物一般較粗,成分復(fù)雜,成熟度較低,常為長(zhǎng)石砂巖類(lèi)或巖屑砂巖類(lèi)
2、辮狀河的垂向沉積序列:
(1)沉積層序的最底部為河床滯留沉積,以含泥礫的粗砂巖和礫質(zhì)砂巖為主,與下伏層侵
蝕沖刷接觸(SS)。
(2)其上為不清晰的大型槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖(A)、具清楚槽狀交錯(cuò)層理的粗砂巖(B)
及板狀交錯(cuò)層理砂巖(C)。
(3)再向上主要由小型板塊狀交錯(cuò)層理砂巖(D)組成,偶見(jiàn)大型水道沖刷充填交錯(cuò)層理砂巖
(E)。
(4)頂部由垂向加積的波狀交錯(cuò)層理粉砂巖和泥巖互層(F)及些具模糊不清的、角度平緩
的交錯(cuò)層理的砂巖(G)組成。
(五)交織河(富泥低彎度河)沉積體系:
富泥低彎度河是指被泛濫平原分成若干條彼此分隔而又會(huì)合的持久河道系統(tǒng),其中各條
支流可以有不同的彎曲度;分支河則是因原始河道快速加積淤塞、分支而成的。
1、沉積環(huán)境特征
(1)主要分布于地形平坦的濱岸平原,河流的河道狹窄。
(2)河流以垂向侵蝕為主,基底呈強(qiáng)烈的起伏狀,常具滯留沉積物。
(3)河道橫剖面一般為對(duì)稱(chēng)或近于對(duì)稱(chēng)的曲線狀。河道砂體形態(tài)呈伸長(zhǎng)狀的狹窄條帶,橫
剖面為對(duì)稱(chēng)或近于對(duì)稱(chēng)的上平下昌的透鏡體。
(4)河道寬/深比一般小于10。砂/泥比大大小于1。河道砂體呈分支狀或交織狀銀嵌于漫
灘的泥質(zhì)沉積之中,古流向分散。
(5)河道常為交織狀或網(wǎng)狀。河道被泛濫平原分隔,河道間常發(fā)育有沼澤和小型湖泊,植
物茂盛,排水不暢。常夾煤線或煤層,植物化石及根跡發(fā)育。
2、交織河沉積相特征
(1)河道沉積:主要為砂和礫組成的深而狹窄的條帶狀沉積。底部具有明顯的侵蝕面,周?chē)?/p>
被濕地環(huán)境的細(xì)粒沉積物所包圍。在平原區(qū)以砂質(zhì)河道沉積為主,底部也可有薄的礫石層;
在山區(qū)則主要發(fā)育礫質(zhì)河道。河道充填的砂層具板狀交錯(cuò)層理,為多層向上變細(xì)的層序。
(2)天然堤沉積:發(fā)育在河道沉積的兩側(cè),一般厚數(shù)米,寬數(shù)十米至數(shù)千米。沉積物由紋層
狀細(xì)砂和粉砂薄層組成,偶夾有機(jī)質(zhì)透鏡體。
(3)決口扇沉積:砂質(zhì)決口扇沉積在網(wǎng)狀河流體系中極為普遍,通常是細(xì)砂及粗粉砂組成的
葉狀沙席,扇底部為紋層狀粗粉砂和細(xì)砂,再上為一向上變粗的厚層序,具流水波痕和少量
高角度交錯(cuò)層理的中粒砂及細(xì)礫沉積物。上部扇沉積物粒度變細(xì)為溢岸泥質(zhì)沉積,其上植被
繁茂。
")泛濫湖泊沉積:在濕地環(huán)境普遍發(fā)育有大小不等的淺水湖泊次環(huán)境。主要為紋層狀粉砂
質(zhì)粘土,但常因生物的擾動(dòng)紋層完全破壞。
(5)沼澤沉積:沼澤沉積多為生物擾動(dòng)的泥質(zhì)沉積物,有時(shí)由薄紋層有機(jī)質(zhì)和碎屑泥沉積(粉
砂質(zhì)泥和泥質(zhì)粉砂)所組成,含有大量水生植物群。
(6)泥炭沼澤沉積:?般為泥炭層,厚度多變,分布面積廣泛,可達(dá)數(shù)十平方千米。
交織河流的分支河道間的濕地長(zhǎng)期發(fā)育的沼澤和泥炭沼澤可以形成巨厚的煤層。交織河流晚
期的廢棄河道和河道間淺湖均可演變?yōu)檎訚森h(huán)境,也是很好的聚煤場(chǎng)所。
(六)不同類(lèi)型河流的沉積特征
1、辮狀河沉積:心灘是辮狀河河道中的標(biāo)志性地貌單元,河道與河道砂壩的頻繁遷移是辮狀
河流的最重要特點(diǎn)
以河道砂巖為主,河漫灘沉積不發(fā)育。整個(gè)剖面中,河道砂與漫灘沉積之比通常大于1,
最高可達(dá)4以上。河道沉積的突出特征為:
(1)主要為中一粗粒砂巖。
(2)具河道壩序列,但是在剖面上常常是不完整旋回反復(fù)疊置的巨厚層,最大厚度逾百米。
(3)垂向上粒序性較差,自然電位曲線形態(tài)多為箱狀。
(4)砂體呈寬闊的板狀,寬/厚比大。多河道充填的砂巖在側(cè)向上彼此連接成席狀。
(5)砂體基底沖刷面比較平坦,厚度在區(qū)域上變化小
2、曲流河沉積:
曲流河沉積具有較發(fā)育的河漫灘沉積,在整個(gè)相序中砂/泥比近于1。河道沉積特征為:
(1)主要由中一細(xì)粒砂巖組成。
(2)具曲流沙壩序列。在剖面上可以是完整的序列,也可以是不完整旋回疊置成的厚砂體。
砂體厚度一般在10-30mo
(3)正粒序發(fā)育,自然電位曲線多呈鐘狀。
(4)砂體橫剖面為上平下產(chǎn)1的透鏡體,四周為細(xì)粒的河漫灘沉積包圍,砂厚圖呈不規(guī)則的串
珠狀條帶。
(5)砂巖基底沖刷面起伏明顯,最大起伏可達(dá)3-4m。
3、交織河(富泥的低彎度河)沉積:主要分布了地形平坦的濱岸平原地區(qū)。泛濫平原發(fā)育、
植被繁茂;河道狹窄,常為交織狀或網(wǎng)狀,河道被泛濫平原分隔是其主要特點(diǎn)。
交織河的河道砂巖的百分?jǐn)?shù)較低,但河漫灘的細(xì)粒沉積卻十分發(fā)育,其中常夾煤線及煤
層。砂/泥比通常大大小于1,一般為1/2或2/3。河道砂體具體的特征主要為:
(1)主要為細(xì)粒砂巖,局部為中一細(xì)粒砂巖。
(2)砂體具邊灘沙壩序列或河道充填序列,序列上部常見(jiàn)泥質(zhì)塞。
(3)垂向上正粒序明顯或模糊,自然電位曲線呈鐘狀或塊狀。
(4)砂體呈上平下凸的透鏡體,橫剖面形態(tài)比較對(duì)稱(chēng),規(guī)模較小,厚度一般在5—12m,寬
度小于300m,寬/厚比小于20。砂厚圖等值線呈狹窄的條帶狀或豆莢狀。
(5)基底沖刷面起伏強(qiáng)烈。
(七)河流沉積的主要鑒別標(biāo)志:
1.巖石類(lèi)型及其組合
(1)河流沉積發(fā)育的巖石類(lèi)型以碎屑巖為主,次為粘土巖,碳酸鹽巖極少出現(xiàn);在碎屑
巖中,又以砂巖和粉砂巖為主,礫巖多出現(xiàn)在山區(qū)河流和平原河流的河床沉積中。
(2)碎屑巖的物質(zhì)成分雜,它與源區(qū)以及河流流域的基巖成分有關(guān)。?般不穩(wěn)定組分
高,成熟度低。礫巖多為復(fù)成分的,砂巖以長(zhǎng)石砂巖、巖屑砂巖為主,個(gè)別也出現(xiàn)石英砂巖,
泥質(zhì)膠結(jié)者居多,間或有鈣、鐵質(zhì)膠結(jié)者。
(3)大多數(shù)河流的水介質(zhì)是弱氧化的,并幾乎是中性至弱酸性的,故河流相沉積中不
出現(xiàn)海綠石,菱鐵礦等二價(jià)鐵礦物也常見(jiàn)。粘土礦物以高嶺右較多,伊莉石較少。
2結(jié)構(gòu)
河流體系碎屑沉積物以砂、粉砂為主,分選差至中等,分選系數(shù)一般大于1。粒度頻率
曲線常為雙峰,粒度概率曲線顯示明顯的兩段型,且以跳躍總體為特征,其分布范圍為
1.75?3.0①之間,跳躍總體與懸浮總體之間的截點(diǎn)在2.75—3.58之間,懸浮總體的含量
為2?30%,通常缺乏滾動(dòng)總體,如果有,也比1①粗。
3沉積構(gòu)造
(1)河流相層理發(fā)育,類(lèi)型繁多,但以大型板狀和大型槽狀交錯(cuò)層理為特征。
(2)在河流沉積的剖面上,大型板狀、槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育在下部;小型者發(fā)育在上部,
波狀層理發(fā)育在剖面頂部。
(3)河流沉積中常見(jiàn)流水不對(duì)稱(chēng)波痕,也可見(jiàn)礫石的疊瓦狀排列,扁平面向上游傾斜,傾
角約為10-30o。河流沉積的最底部常具明顯的侵蝕、切割及沖刷構(gòu)造,并常含泥礫及下伏
層的礫石。
4、生物化石:河流體系生物化石一般保存不好,通常較難見(jiàn)到動(dòng)物化石及較完整的植物化
石,所見(jiàn)者常是破碎的植物枝、干、葉等。河床亞相典型的指相化石為硅化木,它是植物的
干或莖在開(kāi)放系統(tǒng)條件下硅化而成。河漫沼澤沉積中可見(jiàn)炭化植物屑袁完整的植物化石,它
們多是在封閉缺氧條件下保存下來(lái)的。在時(shí)代較新的河流地層中可見(jiàn)到有推動(dòng)物化石。
5剖面結(jié)構(gòu):沉積剖面上,自下而上表現(xiàn)為下粗上細(xì)間斷性正韻律或正旋回,每個(gè)旋回底
部發(fā)育有明顯的底沖刷現(xiàn)象。典型的河流沉積剖面應(yīng)具有完整的河流沉積層序,即具有完整
的“-^11勾”
6砂體形態(tài):河流砂體的平面上多呈彎曲的長(zhǎng)條狀、帶狀、樹(shù)枝狀等。在橫切剖面上,呈
上平下凸的透鏡狀或板狀嵌于四周河漫泥質(zhì)機(jī)積之中。如辮狀河心灘砂體和曲流河邊灘砂
體,總是呈透鏡狀成群出現(xiàn),交錯(cuò)疊置,四周為泥質(zhì)沉積所包圍,顯示河道的多次往復(fù)遷移。
7測(cè)井形態(tài)特征:河流沉積自然伽瑪、自然電位與視電阻率組成的測(cè)井響應(yīng)呈圣誕樹(shù)狀或鐘
狀。
(八)河流沉積與煤油氣資源:
1、泥炭沼澤發(fā)育場(chǎng)所
2、石油、天然氣、水儲(chǔ)層良好的生儲(chǔ)蓋組合
三、湖泊與沼澤的概念,湖泊分類(lèi),湖泊亞環(huán)境及沉積特征,鑒別標(biāo)志;地質(zhì)意義及與能
源礦產(chǎn)的關(guān)系。
湖泊一是陸地上穩(wěn)定的天然蓄水盆地
形成巨厚的碎屑沉積,膏鹽和巖鹽等化學(xué)沉積;
湖盆沉積在剖面上往往是一個(gè)向上變粗、變淺的序列;
水動(dòng)力條件也往往是從邊緣向湖泊中心逐漸演變的;
湖泊沉積是煤的積聚、石油與天然氣生成與儲(chǔ)集的?種重要類(lèi)型:
與湖泊沉積相關(guān)的粘土及鹽類(lèi)礦床也是具有重大價(jià)值的資源。
(一)、湖泊的主要特征及分類(lèi)
1、湖水的溫度分層:
(1)隨著深度的增加,溫度將逐漸降低,當(dāng)達(dá)到某一深度時(shí),水溫降低很快,這個(gè)水溫突
然變化的水層稱(chēng)為溫躍層;
(2)在溫躍層以下,水體較冷,密度較大并處于停滯狀態(tài),人們通常把該層稱(chēng)為下部滯水
層;
(3)溫躍層以上為水體運(yùn)動(dòng)活躍、混合良好的暖水層,一般稱(chēng)為上部溫水層。
2、湖泊的水動(dòng)力條件:
湖泊潮汐作用很弱,湖浪的大小與湖泊的規(guī)模和風(fēng)的吹程有關(guān)。在較淺的湖區(qū),風(fēng)暴浪
改造近岸沉積,可以產(chǎn)生類(lèi)似于陸棚的風(fēng)暴沉積
3、湖泊的水化學(xué)條件
(1)在溫暖潮濕氣候區(qū)的淡水湖中,生物的繁殖率很高。當(dāng)這些生物死亡后沉積于湖底,
可使湖底的游離氧消耗貽盡,造成無(wú)氧帶。這種湖泊一一稱(chēng)為富營(yíng)養(yǎng)湖泊,其沉積物主要為
黑色的富含硫化物的有機(jī)質(zhì)組成的腐殖泥。
(2)如果生物繁殖率低,或者水體保持良好的氧化條件,那么水體中因含游離氧較多,只
能沉積黃灰色的含植物和藻類(lèi)的軟泥。軟泥中可以見(jiàn)到底棲動(dòng)物化石。這種湖泊稱(chēng)為貧營(yíng)養(yǎng)
的湖泊。
4、湖泊的分類(lèi)
(1)按湖水鹽度將湖泊分為淡水湖、咸水湖和鹽湖。鹽度<0.1%者稱(chēng)為淡水湖,鹽度>3.5%
者稱(chēng)為鹽湖,介于二者之間的稱(chēng)為咸水湖。
(2)按湖泊的沉積物類(lèi)型分為以陸源碎屑沉積為主的碎屑沉積型湖泊和以蒸發(fā)巖為主的化
學(xué)沉積型湖泊。
(3)按湖盆的成因分為構(gòu)造湖、河成湖、火山湖、溶蝕湖和冰川湖等。
(4)我國(guó)石油地質(zhì)工作者通常按湖盆地成因?qū)⑵浞譃閿嘞莺?、坳陷湖泊和過(guò)渡型湖泊三
個(gè)主要類(lèi)型
(二)碎屑湖泊沉積相
1、濱湖相
(1)在碎屑沉積的湖岸一湖灘:其組成可以是礫石質(zhì)的,也可以是砂質(zhì)的。砂質(zhì)沉積中常
見(jiàn)波痕、小型交錯(cuò)層以及沖洗交錯(cuò)層
(2)地形平緩的泥質(zhì)湖岸一泥灘:為粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。常具水平紋層、透鏡狀層
理、韻律層理、沖刷面、干裂、直立蟲(chóng)孔及植物根跡。
2、淺湖相
(1)水體透光性較好生物、特別是底棲生物十分發(fā)育。
(2)沉積物主要粉砂質(zhì)泥巖夾薄的粉砂巖與細(xì)砂巖,或者呈互層狀產(chǎn)出。
(3)泥巖呈塊狀或具粉砂紋層。富含底棲生物化石,生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。顏色以灰綠色居
多。
(4)砂巖和粉砂巖多為薄的下平上凸的透鏡體,內(nèi)部具小型浪成交錯(cuò)層。
3、深湖相
(1)無(wú)氧深湖泥巖。深灰-黑色的泥巖和頁(yè)巖。富含有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦,水平紋層發(fā)育,常含
保存完好游泳生物化石;
(2)氧化深湖相泥質(zhì)巖:主要為韻律性的紋層狀泥巖,一般呈灰色。
(1)湖底濁積扇:可因河流直接注入或滑坡產(chǎn)生。
(a)內(nèi)部扇為碎屑流沉積的雜亂礫巖和近基濁枳巖,序列上部的砂巖和泥巖為天然堤沉積
(b)中部扇為不夾泥巖的巨厚砂巖和砂巖復(fù)合層。單層具粗尾粒序或反-正粒序;砂巖具正
粒序或塊狀。為缺乏天然堤的辮狀水道反復(fù)遷移的結(jié)果。
(c)外扇是薄層粉砂巖與泥巖的互層。
(2)湖盆平原沉積:是指湖底地形平坦的地區(qū)。原以典型的濁積巖為特征,其主要巖相為
單調(diào)的砂巖與頁(yè)巖互層。
4、湖灣沉積:湖灣是指濱岸沙壩背后或者三角洲分流間形成的半封閉水域。沉積物以粉砂
質(zhì)泥巖為主,偶爾夾有薄的砂及粉砂層
(1)在潮濕氣候區(qū),湖灣沉積為黑色或深灰色的富含有機(jī)質(zhì)粉砂質(zhì)或砂質(zhì)泥巖。常夾有
劣質(zhì)油頁(yè)巖、薄煤層或煤線。其中植物化石豐富,根土構(gòu)造發(fā)育;
(2)在干旱地區(qū),湖灣主要為淺色的富含碳酸鹽的紋層狀泥巖或泥灰?guī)r。白云巖化強(qiáng)烈,
也常見(jiàn)干裂及鹽類(lèi)假晶。
5,湖泊三角洲沉積
(1)淺水型三角洲一特征是以分流河道砂體為骨架,河口壩沉積不發(fā)育。在多數(shù)情況下,
分流河道砂體直接與湖相泥巖呈沖刷接觸;
(2)深水型三角洲一特點(diǎn)是具有厚而完整的進(jìn)積序列,骨架砂體呈厚的豆莢狀;
(三)鹽湖沉積相帶劃分及特征
1、深水鹽湖相
含鹽層系組合為石鹽、石膏和暗色泥頁(yè)巖或鈣質(zhì)頁(yè)巖及油頁(yè)巖的互層。鹽類(lèi)沉積和砂泥
沉積在平面分布上有明顯分帶性,從湖心向岸,依次出現(xiàn)膏鹽沉積區(qū)-膏鹽和泥質(zhì)沉積區(qū)-
砂泥沉積區(qū)。
2、淺水鹽湖相
淺水鹽湖相多發(fā)育在某些盆地演化的坳陷階段和衰亡階段。由于受其所在自然地理環(huán)境
控制,入流量和降水量較少,一般湖水深度均比較小;在這些鹽湖中,不同成分鹽類(lèi)的分布
狀況大多不呈同心環(huán)帶狀。
3,干鹽湖相
干鹽湖通常分布在鹽湖的外圍或鹽湖發(fā)育的晚期,它是鹽湖湖水被蒸干或基本蒸干而裸
露在地表的干鹽灘。邊緣相以含方解石結(jié)核和鈣質(zhì)膠結(jié)物為特征;泥坪相以方解石和白云石
為特征;湖相則以天然堿(碳酸鈉)或油頁(yè)巖(方解石或白云石質(zhì))為特征。
(四)、湖泊沉積環(huán)境的鑒別標(biāo)志
(五)、湖泊沉積與能源礦產(chǎn)的關(guān)系:參看課本P115和沉積學(xué)p307
(六)、沼澤及沼澤沉積:
1、沼澤:陸地表面充分濕潤(rùn)、喜濕性植物叢生并有有機(jī)質(zhì)堆積的地段。
2、沼澤成因:
(1)水體邊緣和附近地區(qū)(如海濱、湖濱、等)的沼澤化.
(2)由于地下水面提高,接近地面使陸地直接沼澤化
(3)湖泊被淤淺,最后成為演化成為沼澤。
3、沼澤生物沉積作用:
基本上就是沼澤的生物堆積作用。在沼澤地區(qū)生長(zhǎng)的大量喜濕性植物死亡后,其遺體堆
積起來(lái)。在沼澤的積水和上覆植物遺體以及泥沙的掩覆下,通過(guò)一系列生物和化學(xué)作用,形
成含碳質(zhì)較高的、質(zhì)地疏松的棕褐或黑色物質(zhì),稱(chēng)為泥炭。伴隨有地殼的緩慢下降,則可
形成巨厚的泥炭層。泥炭層在上覆沉積物壓實(shí)作用下,脫水,形成腐植煤,進(jìn)而形成褐煤、
煙煤及無(wú)煙煤。
第四章:過(guò)渡相組
一、三角洲:
(一)、三角洲的概念、三角洲的作用與控制因素,三角洲的發(fā)育過(guò)程
1、當(dāng)河水?dāng)y帶著大量沉積物流入一個(gè)相對(duì)靜止和穩(wěn)定的蓄水盆地時(shí),在二者的匯合處將沉
積物堆積下來(lái),這個(gè)沉積體一一即三角洲。如果蓄水盆地是大陸內(nèi)部的湖泊,這個(gè)三角洲被
稱(chēng)為湖泊三角洲,如果是海洋則稱(chēng)為海相三角洲。
2、三角洲具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?,F(xiàn)代三角洲的陸上部分是人口稠密的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū),古代的
三角洲沉積則因賦存有豐富的煤、石油和天然氣,受到人們的高度重視。
3、三角洲的的作用與控制因素:
(1)河流的作用:河流的流量和輸砂量是形成三角洲的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(2)蓄水體(海、湖水體)的密度與河水密度差異:
①河水密度〉蓄水體密度:為高密度流動(dòng),沿底部流動(dòng)。
②河水密度=蓄水體密度:為等密度流動(dòng),屬軸狀噴流;
③河水密度〈蓄水體密度:為低密度流動(dòng),屬?lài)?yán)格的平面噴流類(lèi)型。通常發(fā)生在河流入海
處。
(3)蓄水體的水動(dòng)力作用:波浪、潮汐、海流可對(duì)河流輸入的泥砂進(jìn)行改造和再分配,改變
著三角洲發(fā)育的形狀。
(4)河口區(qū)海底地形:河口區(qū)海底坡度小,水體淺,有利于三角洲的形成。
(5)蓄水盆地的構(gòu)造特征:水盆地相對(duì)穩(wěn)定,或沉降緩慢,沉降速度小于或略等于沉積速度,
對(duì)三角洲的形成和保存有利。
4,三角洲的發(fā)育過(guò)程
(1)河口砂壩和河道分叉的形成:
(2)決口扇的形成與三角洲的延伸:
分支河道不斷向海延伸,河床淤高。洪水季節(jié)洪流沖決天然堤,沉積物逐漸淤積而成決
口扇。三角洲的廢棄和發(fā)育相互轉(zhuǎn)化,交替出現(xiàn),結(jié)果各三角洲彼此連接和部分疊合,形成
三角洲復(fù)合體。
(二)、三角洲的分類(lèi),不同三角洲的亞、微環(huán)境組成與沉積特征:
1、三角洲的分類(lèi):
有人根據(jù)形成三角洲的水動(dòng)力條件,分為河控三角洲、浪控三角洲和潮控三角洲等;
有人用鳥(niǎo)足狀三角洲、朵狀三角洲和尖頭狀三角洲來(lái)對(duì)三角洲命名;
也有人根據(jù)注人蓄水盆地沖積體的不同類(lèi)型來(lái)對(duì)三角洲加以概括,如將沖積扇直接注入蓄水
盆地形成的沉積體稱(chēng)為扇-:角洲,將辮狀河注入蓄水盆地形成的沉積體稱(chēng)為辮狀河三角洲1;
還有人根據(jù)蓄水盆地水體深淺,將三角洲區(qū)分為深水三角洲和淺水三角洲。
還有人考慮蓄水盆地基底坡度,將三角洲區(qū)分為緩坡三角洲和陡坡三角洲。
⑴、GallowayWE(1975)三角洲分類(lèi):
a、河控三角洲一河控三角洲是在河流輸入泥砂量大,波浪、潮汐作用微弱:①鳥(niǎo)足狀三角
洲;②朵狀三角洲。
b、浪控三角洲一浪控三角洲的平面形態(tài)呈鳥(niǎo)嘴狀,海洋的波浪作用大于河流的作用,河
流輸入泥砂量少,形成平行于海岸的海灘、砂嘴、砂壩。
c、潮控三角洲一河流流入三角港或其他形狀的港灣,由于潮汐作用遠(yuǎn)大于河流作用,在港
灣中堆積的泥砂受潮汐作用的強(qiáng)烈改造,僅形成小型三角洲。外形受港灣控制,發(fā)育的潮汐
砂壩。
(2)、GallowayWE和薛良清(1988)三角洲分類(lèi)
Galloway和薛良清合作(1988),建立了一個(gè)包括扇三角洲、辮狀河三角洲和正常三角洲在
內(nèi)的三角洲擴(kuò)展分類(lèi)。
賽7-1三雋洲體系的分類(lèi)(據(jù)Galloway和靜良清,1988)
洲平原
沖積扇灣狀河平原分流平原
二角洲前瞟、
河控南三角洲河控辮狀河三角洲河控三角洲
浪控浪控?三甭洲浪控辮狀河三角洲浪控三角洲
潮控潮控扁三角洲潮控辮狀河三角洲潮控三角洲
2、河控三角洲亞環(huán)境級(jí)沉積特征
(1)三角洲平原沉積特征
①分流河道沉積一為砂和粉砂沉積物。橫剖面形態(tài)為近于對(duì)稱(chēng)的透鏡體。為向上變細(xì)
的沉積序列:
②天然堤一發(fā)育在河道兩側(cè),由細(xì)砂、粉砂和泥質(zhì)組成。砂質(zhì)沉積內(nèi)部具沙紋交錯(cuò)層和
流水波痕;
③泛濫盆地一沼澤及湖泊一排水不良,但植物繁茂,沉積物主要為富含有機(jī)質(zhì)的喑色泥
巖夾泥炭和煤層。植物化石豐富,根上構(gòu)造發(fā)育。湖泊的規(guī)模通常較小,沉積物主要為泥巖;
④決口扇沉積一發(fā)育在天然堤兩側(cè)和分流間海灣,呈扇狀分布,由細(xì)砂和粉砂組成。常
見(jiàn)粒序?qū)?、沙紋層和平行層理;
⑤分流河道間沉積、分流間灣沉積一分流間灣是指分流河道間與海洋相通的相對(duì)低凹
的地區(qū)。為泥質(zhì),含少量粉砂和細(xì)砂,具水平層理和透鏡狀層理。含海相動(dòng)物化石。
(2)三角洲前緣沉積特征
①水下分流河道沉積一是陸上分流河道的延伸部分。沉積物中常含粘上碎塊,具交錯(cuò)
層理、流水沙紋層理和侵蝕面等;
②水下天然堤沉積一由極細(xì)砂和粉砂組成??梢?jiàn)沙紋層理、浪成波痕、蟲(chóng)孔和包卷紋
層等;
③河口砂壩沉積一由砂質(zhì)沉枳物組成。質(zhì)地純凈,分選良好,具多方向槽狀交錯(cuò)層和
沖刷面。河口壩末端通常稱(chēng)為末端壩,為細(xì)砂、粉砂和泥組成的交互層。具反粒序,有水平
紋層、波狀及透鏡狀層理,河口壩單元形成向上變粗的序列;
④前緣席狀砂一河口壩經(jīng)海洋營(yíng)力改造形成。
(3)前三角洲沉積特征
前三角洲位于前緣的向海一側(cè),水深通常在浪基面以下。沉積物主要為泥和粉砂質(zhì)泥,
富含有機(jī)質(zhì),可見(jiàn)海綠石等自生礦物;層理主要是水平紋層。在近前緣的部分可出現(xiàn)少數(shù)
粉砂薄層,其中有小型交錯(cuò)紋層和波痕等構(gòu)造。含海相動(dòng)物化石,有較多的蟲(chóng)孔及生物擾
動(dòng)構(gòu)造。
(4)沉積相組合、沉積旋回及演化
①平面相組合及垂向?qū)有?/p>
當(dāng)波浪作用稍強(qiáng),三角洲前緣砂體被波浪和沿岸流所改造,使三角洲呈朵狀和鳥(niǎo)嘴狀,
碎屑物質(zhì)被攜帶至三角洲側(cè)翼,形成海灘和障壁島相沉積,這種平面組合就形成了河流——
三角洲一灘壩沉積體系。
當(dāng)河流碎屑物質(zhì)供應(yīng)充分時(shí),三角洲向海推進(jìn)至較深水,形成巨厚的三角洲前緣和前三
角洲堆積,并形成一定的坡度,由于事件性因素的影響,它們?cè)谥亓ψ饔孟掳l(fā)生滑動(dòng),可在
三角洲前緣深水區(qū)形成重力流沉積,通常形成深水濁積扇。這種平面組合構(gòu)成了河流一三角
洲一深水濁積扇沉積體系。
前種組合或沉積體系多出現(xiàn)在浪控三角洲或河控朵狀三角洲發(fā)育的地區(qū),而后--種組
合出現(xiàn)在河控三角洲發(fā)育的地區(qū)。
三角洲在平面上依次鄰接而出現(xiàn)的相,在垂向上亦依次遞變。垂向?qū)有驗(yàn)橄录?xì)上粗的逆
粒序旋回。在層序上部局部出現(xiàn)三角洲平原分支河道下粗上細(xì)的間斷性正旋回,頂部出現(xiàn)夾
炭質(zhì)泥巖和薄煤層的沼澤沉積。在河控三角洲垂向?qū)有蛑校上轮辽虾O嗷瘻p少,而陸相
化石尤其植物化石增多,以至頂部出現(xiàn)炭質(zhì)泥巖或薄煤層;波浪波痕及其產(chǎn)生的交錯(cuò)層理向
上減少,流水波痕及其產(chǎn)生的交錯(cuò)層理增多。
②三角洲沉積旋回
三角洲沉積旋回分為兩個(gè)時(shí)期:即建設(shè)期和破壞期:三角洲向海推進(jìn)增長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期稱(chēng)三
角洲的建設(shè)期;三角洲被海水淹沒(méi)遭受侵蝕破壞的時(shí)期稱(chēng)三角洲的破壞期。
每個(gè)單一的三角洲沉積體在垂向上就代表了一個(gè)沉積旋回,每個(gè)旋回都是以三角洲的建
設(shè)
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