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第二章 大陆碎屑沉积-河流沉积_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二章 大陆碎屑沉积•第一节 冲积扇沉积•第二节 河流沉积•第三节 湖泊沉积•第四节 沙漠沉积•第五节 冰川沉积第二节 河流沉积一、河流的分类二、曲流河体系三、辫状河体系四、富泥的低弯度河体系恒河 :全长 2527平均径流量 5500亿 平均输砂量 :1:10500—1:28000贾木纳河全长 1000度境内 725加拉境内 274段 1: 4200,中段:6200,下段: 1: 8700,河口: 1: 16000贾木纳河年平均径流量 6180亿平均输砂量 :t, 最大心滩面积达1200流的分类一、河流的分类( 1) 按照河流搬运的沉积载荷类型 、 河道的几何形态和沉积类型 , 将平原河流分为 :( a) 富砂 (推移载荷 )的低弯度河( b) 富泥 (悬移载荷 )的低弯度河( c) 混合载荷的曲流河 ( 2) 复合的河道形态 :( a) 交织河是指被泛滥平原分成若干条彼此分隔而又会合的持久河道系统 , 其中各条支流可以有不同的弯曲度( b)分支河则是因原始河道快速加积淤塞、分支而成的黄河长江黄河(录象)二、 河道凹岸遭受侵蚀 , 在凸岸发生堆积 , 形成曲流沙坝 。 在河道强烈弯曲的地段 ,河流在洪水期可因截弯取直或决口发生改道 , 使部分老河道废弃 。1)河道沉积 •(2)河漫滩沉积(1)河道沉积① 滞留沉积 石、植物干和泥砾等粗颗粒滞留其上②曲流沙坝沉积 常沉积大型槽状交错层的中 们构成沙坝的下部单位。在远离主流线的沙坝较高部位,水深变浅,沉积物粒度变细,主要形成小型交错层的细砂。造成特征的向上变细的沉积序列③废弃河道沉积 可因曲流颈部截直突然废弃。河道口淤塞变成牛轭湖。主要是一套很厚的泥质沉积物,通常称为泥质塞。牛轭湖沉积的纹理发育,富含植物残骸• 曲流河沉积 • 曲流砂坝呈上平下凸状形态• 曲流河沉积 • 千里山山西组 曲流砂坝的横向迁移废弃河道沉积曲流河河道、天然堤、决口扇、河漫滩、河漫湖泊• 曲流砂坝呈上平下凸状形态(2)河漫滩沉积 • 河漫滩沉积又称河道间 ,包括冲积平原上除了河道以外的广大地区。主要是由溢岸洪水引起的垂向加积单元。• 河漫滩可以分为 天然堤、决口扇和泛滥盆地三个沉积单元。• 天然堤和决口扇沉积 分布于河道边缘,沉积物略粗,统称为河道边缘相 。① 天然堤沉积 主要为砂 、 粉砂和泥质沉积物构成的薄互层 。 其中砂及粉砂层具有小型交错层和平行层理;泥质层具水平层理 ,② 决口扇沉积 常含大量植物碎片及泥砾 。 有小 沙纹层理 、 流水波痕 、 粒序层 、 平行层理等③ 泛滥盆地及泛滥平原沉积 滥盆地沉积 含植物化石和根迹。泛滥平原沉积 河道间地区的所有溢岸沉积物 . 主要为细砂、粉砂和粘土。小型交错层及平行层理常见。富含植物碎片、干裂等• 决口河道砂坝呈上平下凸状形态,规模小(3)河道砂体的形态• 曲流河是一种河漫滩沉积比较发育的高弯度河流体系, 将形成一系列曲流带为细粒的河漫滩沉积包围的条带状河道砂岩透镜体• 河道砂岩的横剖面形态 呈上平下突的透镜状• 基底冲刷面起伏明显• 河道砂岩在等岩性图上呈串珠状的条带• 曲流河沉积呈下粗上细沉积序列• 曲流砂坝呈上平下凸状形态三、辫状河体系••全长 2527平均径流量 5500亿 平均输砂量 :1:10500—1:28000贾木纳河全长 1000度境内 725加拉境内 274段 1: 4200,中段:6200,下段: 1: 8700,河口: 1: 16000贾木纳河年平均径流量 6180亿平均输砂量 :t, 最大心滩面积达1200层以北地区为元古及太古界结晶基底 ,断裂以南为寒武 即北部为高山 ,向南由于地形坡度迅速降低 , 演化为宽缓的冲积平原沉积 ,辫状河道发育。辫状河由一系列宽而浅的河道 辫状河有河床滞留沉积,出现在河床底部,以砂砾沉积为主• 其上发育 河道沙坝• 河漫滩沉积不发育• • 河道沙坝沉积物一般较粗,成分复杂,成熟度较低,该沉积层序的最底部为 河床滞留沉积, 以含泥砾的粗砂岩和砾质砂岩为主,与下伏层呈侵蚀冲刷接触 ( 其上为不清晰的大型槽状交错层理含砾粗砂岩 (A)、具清楚槽状交错层理的粗砂岩 (B)及板状交错层理砂岩 (C)• 再向上主要由小型板块状交错层理砂岩 (D)组成,偶见大型水道冲刷充填交错层理砂岩 (E)• 顶部由垂向加积的波状交错层理粉砂岩和泥岩互层 (F)及一些具模糊不清的、角度平缓的交错层理的砂岩 (G)组成纵向砂坝洪泛平原纵向砂坝河道滞留横向砂坝1260辫状河沉积 • 平凉三道沟 盒 8砂体宽厚比大 , 砂地比高,砂体呈板状延伸四、富泥的低弯度河体系•境特征• 富泥的低弯度河主要分布于地形平坦的滨岸平原 , 河流的河道狭窄• 河流以垂向侵蚀为主 , 基底呈强烈的起伏状• 河道横剖面一般为对称或近于对称的曲线状• 河道宽 /深比一般小于 10• 河道常为交织状或网状 。 河道被泛滥平原分隔 ,河道间常发育有沼泽和小型湖泊 , 植物茂盛 ,排水不畅 • 河道基底冲刷面起伏强烈,常具滞留沉积物• 顺直河道的下部砂质单位以大型槽状交错层砂为特征,向上或逐渐递变为粉砂、泥质沉积,或者突然与废弃河道成因的泥质塞接触• 富泥的低弯度河道砂体形态呈伸长状的狭窄条带,横剖面为对称或近于对称的上平下凸的透镜体• 具有十分发育的河漫滩及沼泽沉积,常夹煤线或煤层,植物化石及根迹发育• 砂 /泥比大大小于 1。河道砂体呈分支状或交织状锒嵌于漫滩的泥质沉积之中,古流向分散•交织河流指的是 天然堤和湿地( 成的洪泛平原分隔开的,具有细粒沉积物 (粉砂和泥 )稳定堤岸、低坡降、深而窄、顺直到弯曲的相互联系在一起的许多河道所形成的网状水系。(1)河道沉积 • 主要为砂和砾组成的深而狭窄的条带状沉积 。 底部具有明显的侵蚀面 , 周围被湿地环境的细粒沉积物所包围 。 在平原区以砂质河道沉积为主 , 底部也可有薄的砾石层;在山区则主要发育砾质河道 。 河道充填的砂层具板状交错层理 , 为多层向上变细的层序 。• (2)天然堤沉积 • 发育在河道沉积的两侧 , 一般厚数米 , 宽数十米至数千米 。沉积物由纹层状细砂和粉砂薄层组成 , 偶夹有机质透镜体 。• (3)决口扇沉积 • 砂质决口扇沉积在网状河流体系中极为普遍 , 通常是细砂及粗粉砂组成的叶状沙席 , 扇底部为纹层状粗粉砂和细砂 , 再上为一向上变粗的厚层序 , 具流水波痕和少量高角度交错层理的中粒砂及细砾沉积物 。 上部扇沉积物粒度变细为溢岸泥质沉积 , 其上植被繁茂 。 • (4)泛滥湖泊沉积 • 在湿地环境普遍发育有大小不等的浅水湖泊次环境 。主要为纹层状粉砂质粘土 , 但常因生物的扰动纹层完全破坏 。 • (5)沼泽沉积• 沼泽沉积多为生物扰动的泥质沉积物 , 有时由薄纹层有机质和碎屑泥沉积 (粉砂质泥和泥质粉砂 )所组成 ,含有大量水生植物群 。 • • 一般为泥炭层 , 厚度多变 , 分布面积广泛 , 可达数十平方千米 。 • 交织河流的分支河道间的湿地长期发育的沼泽和泥炭沼泽可以形成巨厚的煤层。交织河流晚期的废弃河道和河道间浅湖均可演变为沼泽环境,也是很好的聚煤场所。如陕甘宁盆地上三叠统延长组上部的煤系地层就产出于交织河沉积中。不同类型河流的沉积特征对常年河流搬运的推移载荷和悬移载荷的比率与河道横剖面和平面形态 (以宽/深比和弯曲度表示 )之间的基本关系的经验观察,将河道分为 推移载荷型、混合载荷型和悬移载荷型三类 。就每一种河道类型来说,其侵蚀特征、沉积类型、弯曲度范围以及在河道周围沉积的悬移载荷的比值等都有明显的一致性。虽然 定量参数也难于应用于古代沉积,但是各种参数的定性关系经过改造,将之归纳为 河道充填组分、河道几何形态、内部构造和侧向关系 等几项参数后,可以作为鉴别古河道体系的判据。河流沉积体系主要由河道沉积与河漫滩沉积彼此镶嵌而成 。 其中河道相是其最特征的组分 ,并构成了河流沉积体系的骨架 。 因此识别河道沉积就成了对河流沉积体系进行解释和制图的关键 。陕北的上三叠统延长组自北而南依次发育有富砂的低弯度河一混合载荷的曲流河一富泥的低弯度河连续演变的河流沉积体系系列。主要沉积特征可简要归纳如下:1、 辫状河沉积以河道砂岩为主 , 河漫滩沉积不发育 。 整个剖面中 , 河道砂与漫滩沉积之比通常大于 1, 最高可达 4以上 。 河道沉积的突出特征为:(1)主要为中 — 粗粒砂岩 。(2)具河道坝序列 , 但是在剖面上常常是不完整旋回反复叠置的巨厚层 , 最大厚度逾百米 。(3)垂向上粒序性较差 , 自然电位曲线形态多为箱状 。(4)砂体呈宽阔的板状 , 宽/厚比大 。 多河道充填的砂岩在侧向上彼此连接成席状 。(5)砂体基底冲刷面比较平坦,厚度在区域上变化小。2、 曲流河沉积曲流河沉积具有较发育的河漫滩沉积 , 在整个相序中砂/泥比近于 1。 河道沉积特征为:(1)主要由中一细粒砂岩组成 。(2)具曲流沙坝序列 。 在剖面上可以是完整的序列 , 也可以是不完整旋回叠置成的厚砂体 。 砂体厚度 — 般在 10— 30m。(3)正粒序发育 , 自然电位曲线多呈钟状 。(4)砂体横剖面为上平下凸的透镜体 , 四周为细粒的河漫滩沉积包围 , 砂厚图呈不规则的串珠状条带 。(5)砂岩基底冲刷面起伏明显,最大起伏可达 3— 4m。3、 富泥的低弯度河沉积富泥型低变度河的河道砂岩的百分数较低 , 但河漫滩的细粒沉积却十分发育 , 其中常夹煤线及煤层 。 砂/泥比通常大大小于 1, 一般为 1/ 2或 2/ 3。 河道砂体具体的特征主要为:(1)主要为细粒砂岩 , 局部为中 — 细粒砂岩 。(2)砂体具边滩沙坝序列或河道充填序列 , 序列上部常见泥质塞 。(3)垂向上正粒序明显或模糊 , 自然电位曲线呈钟状或块状 。(4)砂体呈上平下凸的透镜体 , 横剖面形态比较对称 , 规模较小 , 厚度一般在 5— 12m, 宽度小于 300m, 宽/厚比小于 20。砂厚图等值线呈狭窄的条带状或豆荚状 。(5)基底冲刷面起伏强烈。五 、 河流沉积的主要鉴别标志1 岩石类型及其组合2 结构3 沉积构造4 生物化石5 沉积层序6 砂体形态1. 岩石类型及其组合河流沉积发育的岩石类型以碎屑岩为主 , 次为粘土岩 , 碳酸盐岩极少出现;在碎屑岩中 , 又以砂岩和粉砂岩为主 , 砾岩多出现在山区河流和平原河流的河床沉积中 。碎屑岩的物质成分杂 , 它与源区以及河流流域的基岩成分有关 。 一般不稳定组分高 , 成熟度低 。 砾岩多为复成分的 , 砂岩以长石砂岩 、 岩屑砂岩为主 , 个别也出现石英砂岩 , 泥质胶结者居多 , 间或有钙 、 铁质胶结者 。大多数河流的水介质是弱氧化的,并几乎是中性至弱酸性的,故河流相沉积中不出现海绿石,菱铁矿等二价铁矿物也常见。粘土矿物以高岭右较多,伊莉石较少。2 结构河流体系碎屑沉积物以砂、粉砂为主,分选差至中等,分选系数一般大于 1。粒度频率曲线常为双峰,粒度概率曲线显示明显的两段型,且以跳跃总体为特征,其分布范围为 跃总体与悬浮总体之间的截点在2. 75— 3. 5Ф之间,悬浮总体的含量为2~ 30%,通常缺乏滚动总体,如果有,也比 1Ф粗。河流的水流属牵引流,故河流相沉积在牵引流综合 图上呈 有较发育的 沉积构造河流相层理发育,类型繁多,但以大型板状和大型槽状交错层理为特征。一般有半数以上的层具交错层理。细层倾斜方向指向砂体延伸方向,倾角 15~30o,由下至上层系及细层的厚度变薄,粒度变细,细层具粒度正韵律,层系厚度很少超过 1m,一般为 30流沉积中常见可见砾石的叠瓦状排列,扁平面向上游倾斜,倾角约为 10一 30。河流沉积的最底部常具明显的侵蚀、切割及冲刷构造,并常含泥砾及下伏层的砾石。4 生物化石河流体系生物化石二般保存不好,通常较难见到动物化石及较完整的植物化石,所见者常是 破碎的植物枝、干、叶 等。河床亚相典型的指相化石为硅化木 ,它是植物的干或茎在开放系统条件下硅化而成。河漫沼泽沉积中可见炭化植物屑袁完整的植物化石,它们多是在封闭缺氧条件下保存下来的。在时代较新的河流地层中可见到脊椎动物化石。在沉积剖面上,自下而上表现为下粗上细间断性正韵律或正旋回,每个旋回底部发育有明显的底冲刷现象。典型的河流沉积剖面应具有完整的河流沉积层序,即具有完整的 “ 二元结构 ” ,从下而上由河床滞留沉积开始,向上依次出现点砂坝或河道砂坝以及泛滥平原沉积。6 砂体形态河流砂体的平面上多呈弯曲的长条状、带状、树枝状等。在横切河流的剖面上, 呈上平下凸 的透镜状或板状嵌于四周河漫泥质机积之中,如辫状河心滩砂体和曲流河边滩砂体,总是呈透镜状成群出现,交错叠置,四周为泥质沉积所包围,显示河道的多次往复迁移。
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