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第四章 海洋碎屑沉积

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第四章 海洋碎屑沉积•第一节 海岸碎屑沉积•第二节 陆棚碎屑沉积•第三节 深海碎屑沉积第一节 海岸碎屑沉积体系• 概念• 二、海滩与障壁岛沉积• 三、泻湖沉积• 四、进潮口与潮汐三角洲沉积• 五、潮坪沉积• 六、河口湾沉积• 七、古代海岸沉积的鉴定标志一、概念•海岸环境•分类•海岸环境的沉积物主要补给方式 1、海岸环境• 海岸环境 在这里专指三角洲以外的海滨带2、分类• 按照潮差的规模,把海岸环境分为小潮差海岸(< 2m)、中潮差海岸 (2~ 4m)和大潮差海岸 (> 4m)三类:• ( 1)小潮差海岸是一种浪控海岸,主要发育海滩和障壁体系• ( 2)大潮差海岸是一种潮控环境,以发育大潮差河口湾和潮坪为特征• ( 3)中潮差海岸的特征介于二者之间,发育低矮的障壁岛和广阔的潮坪与沼泽• 波浪小潮差海岸• 波浪小潮差海岸大潮差海岸潮汐流录象3、海岸环境的沉积物主要补给方式• 河流沉积物入海后被沿岸流搬运• 陆棚沉积物的向岸搬运• 海岸侵蚀形成的残留物• 短小河流的注入 二、海滩与障壁岛沉积• 概念• 水动力条件• 沉积相1、概念• 海滩和障壁岛 区别在于海滩与陆地直接相连;障壁岛则以泻湖与陆地分离 。它们的范围都处于正常浪基面与最大高潮线之间 。1、概念•海滩与障壁岛 分为 海岸风成沙丘、后滨、前滨和临滨•临滨 是潮下部分,位于正常浪基面至平均低潮线之间。 向海方向逐渐过渡为远滨或陆棚区•前滨 位于平均低潮线和平均高潮线之间,又称潮间带•后滨 位于平均高潮线与最大高潮线之间,又称潮上带•风成沙丘 是由于海岸进积,海滩受波浪作用的控制 , 在深水区 ,水质点的运动轨迹近于圆形 , 当水深变浅时 , 水质点的运动轨迹呈椭圆形 。在波浪向岸触及海底 , 波浪由正弦波形变为弧立波形 , 浪尖开始上升 , 底部产生一个向陆方向的海底浪涌和一个弱的向海方向的回流 。 该带称为 随着水深变浅,波高增大,波形严重向前陡倾。直到临界点破碎,此带称为 破浪带 。破浪带是海滩上水动力条件最强的地带,下伏的沉积物经受了强烈的改造• 波浪进一步破碎,即形成 拍岸浪或碎浪带• 波浪呈一道道激浪冲向海滩面。碎浪向上运动停止,可产生回流,集聚于沙坝裂口向海方向退回。这种回流称为离岸流• 当其进入沙坝间的凹槽转为平行岸线方向流动时,则称为 沿岸流• 在波浪向这种极浅水区形成一个高速的向陆方向的冲流,紧接着又向海方向回流,该带称为 冲流带或冲洗带海浪 (录象)(1)临滨沉积• (2)前滨沉积• (3)后滨沉积• (4)海岸沙丘 (1)临滨沉积• ( a) 下临滨 能量较低 , 主要为细砂 、 粉砂和滨外泥岩不规则互层 。 含海相化石 , 生物拢动强烈 。 见水平纹层 , 层面具浪成波痕 , 但纹层多为生物扰动所破坏• ( b) 中临滨 位于破浪带 , 水动力强烈 。 主要为中 分选好 , 常夹介壳层 。 交错层发育 , 为双向槽状交错层 。 见冲刷面 、 滞留沉积以及平行层理 、 粒序层及洼槽交错层等• ( c) 上临滨 处于碎浪带 , 是高能环境 。 沉积物从细砂级到砾石级 。 沉积构造为多方向的槽状交错层系 ,向岸倾斜的板状交错层及风暴成因的侵蚀面和洼槽交错层(2)前滨沉积• 前滨相当于冲流带 , 地形比较平坦• 沉积物通常比临滨细• 典型的沉积构造是冲洗层理• 常见平行纹层 、 沙纹交错层• 层面构造极为发育 , 如流痕 、 浪成波痕 、 流水波痕 、 复合波痕以及变形的平脊波痕 、 圆脊尖谷波痕等等 , 反映该区水深极浅及间歇性暴露(3)后滨沉积• 水动力条件弱• 沉积物粒度较细• 层理主要为水平纹层状 , 局部可形成低角度的交错层(4)海岸沙丘• 海岸沙丘呈低起伏状 。沉积物以中一细粒为主 ,分选很好 ,圆度也较高 ,颗粒具霜面 ,风成交错层发育 , 主要是大型槽状交错层理海岸沙丘(录象)三、泻湖沉积• 泻湖 它与开阔海之间为障壁岛分隔 , 又以潮道与开阔海连通 。• 水动力条件较弱• 在潮湿区 , 其细粒的泻湖沉积物富含有机质• 在干旱区 , 其细粒沉积物中常含蒸发矿物• 在靠近潮汐水道的地方以砂质沉积物为主 , 发育沙纹交错层• 在小河的注入处 , 具有三角洲的特征• 广阔的泻湖底水动力条件很弱 , 为水平层状的粉砂和泥质沉积 。 也可夹薄的砂岩• 薄砂层多具水平纹层 , 或者发育浪成波痕及浪成沙纹交错层四、进潮口与潮汐三角洲沉积••进潮口在中等潮差区比较发育• 进潮口的主要沉积特征是:(1)基底有一个以滞留沉积为标志的侵蚀面,滞留沉积通常为介壳和泥砾;(2)具有双向的大型平面状交错层和中型槽状交错层较粗粒砂的深潮道沉积;(3)具有双向的小型 砂和平坦纹层砂的浅潮道沉积;(4)结构向上一般变细,交错层系厚度向上变薄;(5)潮汐三角洲 流速因流水分散突然降低而成的朵状砂质沉积体 。 向陆一侧潮道口的朵状体称为 涨潮三角洲 , 向海一侧潮道口的朵状体称为 退潮三角洲 。• 涨潮三角洲具有平面状交错层和槽状交错层的各种序列 。 底部通常为双向的或向海倾的平面状交错层砂 , 代表早期的退潮水道沉积 。 其中为向陆倾的板状交错层的厚层序 , 反映一系列沙浪在涨潮斜坡上的迁移 , 这些层序向上变薄 , 并可被泥坪或沼泽沉积覆盖 。冲溢扇 • 沉积构造为平行纹理 , 但在其边缘部分可出现向陆倾斜的中型前积层• 在潮湿的情况下可以遭受生物扰动• 在现代沉积中 , 单个冲溢扇的沉积单元自下而上有如下序列: 冲刷面 平行纹层 、 沙纹层或逆行沙丘纹层砂五、潮坪沉积•动力条件• 潮坪水动力条件从潮下带向潮上带逐渐减弱• 潮道和潮沟水动力最强 , 沉积物最粗 , 发育人字形交错层• 在低潮线附近 , 波浪的活动强一些 , 主要为砂质沉积 , 称为 砂坪• 而簸选出来的泥主要沉积在高潮线附近的 泥坪• 砂坪和泥坪之间为砂与泥质的混合沉积带 , 称为 (1)砂坪沉积 时也有人字形交错层及再作用面• (2)混合坪沉积 压扁层理、波状层理和透镜状层理以及砂、泥薄互层状的潮汐韵律层理等复合层理 • (3)泥坪沉积 夹有薄的砂质层。在干燥气候条件下,泥坪形成石膏和石盐晶体,可使原始层理破坏。(4)潮上盐沼或沼泽 旱区发育干裂石膏和石盐• (5)潮道沉积 质沉积 , 并富含介壳和泥砾 。( 1) 潮坪沉积的识别标志 • ( 2) 潮坪沉积的沉积序列( 1)潮坪沉积的识别标志• (a)具有流水方向截然相反的人字形交错层和再作用面 • (b)压扁层理、波状层理及透镜状层理发育,反映流水强弱的交替出现 • (c)具有干裂、雨痕、植物根迹、蒸发岩、泥炭和薄煤层等反映间歇性陆上暴露的标志 • (d)具水道冲刷、泥质碎片和簸选的砂质透镜体等暴露与沉积交替出现的标志柞水石瓮子龙洞沟组底部河口湾相多阶冲刷面构造( 2)潮坪沉积的沉积序列• 潮坪沉积是一个向上变细的沉积序列• 下部为潮下带的潮道沉积,通常为块状砂岩,具滞留沉积和人字形交错层• 其上为砂坪沉积,具人字形交错层和再作用面等双向流水构造以及反映水位变化和间歇暴露的标志• 再上为粉砂岩和泥岩组成的混合坪沉积,潮汐层理发育• 泥坪沉积具发育的干裂,有时顶部还可出现潮上湖沼或盐沼沉积六、河口湾沉积•河口湾是被海水淹没的河口 , 也可以看成是位于河口的海湾 。 河口湾的外形多呈喇叭状• 主要营力为潮汐作用与河流作用• 淡水与盐水至少在部分时间内是呈相反方向流动的 。 在二者之间的混合带内 , 含砂量高于上层的淡水与下层的盐水 , 因此又称最大混浊带 。 混浊带是水流循环的结果 。河流挟带的泥砂逐渐沉降到混合带 , 而当泥砂下沉到海水层时 , 又随海水逆向搬运 , 重新进入淡水层• 河口湾的沉积物来自海洋与河流 。 在河流挟沙量低的河口 , 沉积物主要来自经风浪搅动的浅海悬浮载荷 , 在河流挟沙量大的河口主要以砂质沉积为主 河口湾的主要沉积单元是 潮道 、 浅滩及潮坪• 潮道的充填序列自下而上通常为 :基底冲刷面 大型双向交错层浅滩砂岩 细粒河口湾沉积由砂泥薄互层组成 , 反映水流强度的周期性变化• 特征的层理为透镜状层理 、 波状层理和压扁层理柞水石瓮子龙洞沟组底部河口湾相多阶冲刷面构造七、古代海岸沉积的鉴定标志• 1、 古海滩和障壁岛主要是分选很好的 石英砂岩 。 砂体呈席状 , 古流方向垂直砂体走向 , 反映砂体走向与岸线平行的原始特征七、古代海岸沉积的鉴定标志• 2、识别海岸沉积的另一个重要标志是其在剖面上形成的地层序列• 在海平面上升时,海岸线向陆地退却,较深水的沉积物覆盖在较浅水的沉积物之上,造成退积 (海进 )地层序列• 在海平面下降时,海岸线向海方推进,较浅水的沉积物覆盖在较深水的沉积物之上,形成进积 (海退 )地层序列准层序 (准层序 : 重复的、向上变浅的地层单元。是由海泛面或与之相对应的面所限定的、有成因联系的一组相对整合的层或层组序列向上变粗变厚准层序• 宁夏沙巴台靖远组• 海滩准层序• 内蒙-乌达羊虎沟组向上变粗变厚准层序• 海滩准层序• 宁夏沙巴台羊虎沟组向上变粗变厚准层序• 海滩准层序• 内蒙乌达羊虎沟组向上变粗变厚准层序沙巴台靖远组海滩准层序海岸沉积体系组 比例尺 岩性剖面 层号 原组三角洲前缘三角洲前缘潮坪(潮道)海岸(临滨)组 比例尺 岩性剖面 层号 层序组露头剖面沙漠、绿洲、黄河及 准层序组剖面 (宁夏中卫 二节 碎屑陆棚沉积• 一、概述• 二、陆棚的作用• 三、沉积相• 四、陆棚碎屑沉积的序列一、概述• 陆棚 陆棚地区沉积物主要为粉砂和泥质沉积 , 底栖生物发育• 在受潮流和风暴潮强烈作用的地区也有砂质沉积物的大量分布二、陆棚的作用• 涉及的水深可以达到 200m• 陆棚沉积有重要影响 , 将搅混的泥砂以密度流的方式带回陆棚 , 形成风暴沉积 。 风暴浪的波动可以把海底冲刷成丘 、 洼相间的波状起伏面 , 然后堆积风暴流携带的悬浮状细砂和粉砂 , 造成丘状交错层 。 • 盐度及悬浮物含量的变化出现密度分层 。 是河流 , 大洋环流等引起 底栖生物发育,生物扰动强度大,生物扰动可以强烈破坏原生沉积构造三、沉积相 •棚砂质沉积•(1)潮控陆棚砂•(2)风暴控陆棚沉积(1)潮控陆棚砂• ① 沙波相 以造成巨大的面状交错层系• 古代的沙波沉积的识别:• (Ⅰ) 具有单向倾斜的巨大前积型交错层• (Ⅱ) 具有再作用面,反映潮汐作用的周期性• (Ⅲ) 为生物扰动强烈的陆棚泥所分隔• • ②沙脊相 体的走向总是平行于海流的流向(2)风暴控陆棚沉积• 风暴沉积自下而上的沉积序列:• 风暴流搅动早期的沉积物而成• B):下部常含大量滞留沉积物,如介壳、泥砾;向上逐渐变细• P)• H)• F)• X)• M)卫 67井 陆棚泥含有少量的粉砂、砂和介壳,在富氧的陆棚上,生物扰动强烈,正常的海相化石丰富,泥岩中含球粒多• 在缺氧的陆棚上发育富含有机质的纹层泥,生物类型少,主要限于食泥生物• 在无氧环境,底栖生物不能生长,泥质岩中只含浮游类生物四、陆棚碎屑沉积的序列•1. 退积陆棚沉积序列 (海进序列 )•2. 进积陆棚沉积序列 (海退序列 )1. 退积陆棚沉积序列 (海进序列 )2. 进积陆棚沉积序列 (海退序列 )• (1) 风暴控进积陆棚沉积序列 砂主要限于内陆棚 , 相当于序列的上部• 其它部分由含粉砂纹层的生物扰动泥岩组成•(2) 混合型进积陆棚序列 底部为厚的陆棚泥• 向上为多个向上变粗的砂质单元覆盖 , 砂体平行岸线 。 每个砂质单元的下部为薄层的海绿石砂与泥岩的互层 。 上部沉积较粗第三节 深海碎屑沉积• 概念• 控制深海沉积的因素• 深海重力流• 半远洋沉积与远洋沉积一 深海沉积环境的概念• 深海沉积环境一般是指水深大于 200相当于大陆坡至深大洋底• 将深海沉积环境分为与大陆边缘有关的深海环境和深大洋环境两种类型• 与大陆边缘有关的深海环境接受大量重力流沉积• 深大洋环境以远洋沉积为特征 , 主要是从上覆水体中缓慢沉降的细粒沉积物二、控制深海沉积的因素• 肥度高的地带有高的生物成因沉积物速率• 就出现碳酸钙的产生 (或加入 )量与溶解量达到平衡• 川等作用• 等深流 在两极地带由于冰层和低温的影响,表层海水因密度增大而下降,并沿洋底向低纬度方向流动。由于受科里奥利效应的影响,底流的流向分别向右偏转。在北大西洋来自北极的底层水团便沿北美大陆边缘的陆隆平行等深线向南流动,而来自南极的底层水团因受南极大陆地形的影响而转为围绕南极大陆边缘向东流动,形成环南极的等深流水团。三、深海重力流• 1 概念• 2 主要沉积类型1 概念• 深海半深海环境中 , 大多数碎屑沉积物都是以块体 大量沉积物与水混合在一起形成一种高密度流体 , 借助重力作用整体顺斜坡向下移动 , 一旦重力效应消失后即沉积下来 。 因此将这种流体称作 块体流 (2 主要沉积类型• (1)岩崩 (2)滑动与滑塌 坡向下滑动,内部仍保持一定的粘连性• (3)碎屑流沉积 有屈服强度和高粘性,其流动方式为层流。基质屈服强度和产生的浮力构成对碎屑支撑的机理2 主要沉积类型• (4)颗粒流沉积 粒流沉积物的特征是厚层块状,具突变的顶底面• (5)液化流沉积 沉积特点是:递变差或无递变,顶底面分明,底面可有负载铸型,内部具有各种泄水构造•(6)浊流 流中的沉积物呈悬浮状态搬运,由流体的湍流机制支撑,可以在极缓的斜坡上流动3. 鲍马层序• 鲍玛层序自下而上由五个层段组成:• ① 为递变段 ,是鲍玛层序的底部单元,一般为具粒序层的杂砂岩或块状杂砂岩。底部有明显的侵蚀冲刷面,底面常发育有底面槽模等底痕• ② 为下平行层理段 ,由具平行层理的砂岩组成• ③ 波纹层理段 ,由细砂及粉砂沉积物组成,小水流波痕层理发育,可以有爬升层理、卷曲层理等• ④ 上平行纹层段 ,主要为极细砂至粉砂质粘土,具有清楚的平行纹层• ⑤ 泥质段 。为块状泥岩组成,含有孔虫化石浊积岩 等深岩四、半远洋沉积与远洋沉积•1 概念•2 分类1 概念( 1)远洋沉积• 远离大陆的海洋中,缓慢沉积的悬浮沉积物 (主要为浮游生物如放射虫、抱球虫、硅藻、颗石藻、头足类等碎屑及粘土、粉砂、灰泥等 )称 些沉积物组成的岩石称 ( 2)半远洋沉积• 在大陆斜坡和紧挨陆地的深水盆地中,如果悬浮沉积物中粉砂级的陆源组分及其它物质含量比例大于 40%时,则称 些沉积组成的岩石称 类• ( 1)远洋软泥:浮游生物含量> 75%• ( 2)泥质远洋软泥:生物含量 25陆源碎屑组分以粘土为主• ( 3)远洋粘土;生物含量< 25%,陆源碎屑组分中粘土> 60%• ( 4)半远洋沉积:生物含量> 5%,而陆源碎屑的组分> 40%五、深海沉积• 大陆斜坡位于外陆棚或陆棚坡折与陆隆之间 ,是洋底的最陡部分 , 一般 3, 峡谷和海底陡坡部分可超过 15° ;在大陆斜坡上有许多网状峡谷和较小的冲沟 , 可以穿过整个斜坡 , 但大部分只在缓斜坡上 , 不延伸到坡底 。 大陆斜坡上主要有远洋 、 半远洋悬浮沉积及滑塌沉积 。主要由水平纹层发育 、 含大量浮游生物的薄层泥岩 (页岩 )、 泥灰岩 、 微晶灰岩等岩层组成 ,夹有不同大小的变形层和滑塌岩 、 碎积岩和浊积岩 。 变形层 、 滑塌岩 、 碎积岩的存在是识别大陆斜坡的最重要标志 。• 2. 海底扇 (浊积扇 )• ( 1) 概念 :在大陆斜坡底与盆地平原间由再沉积作用形成的锥状或扇状堆积体 , 称为 • ( 2) 特征 :扇的表面包括有水道 、 堤和水道间的沉积 。 在纵向剖面上可分为上扇 (内扇 )、 中扇 、下扇 (外扇 )。 内扇有一个直或弯曲的主扇谷 , 其内以碎屑流沉积为主 。 在中扇的下部 , 水道末尾处出现快速的沉积 , 形成厚的叶状浊积砂体的沉积 。 细粒浊流沉积物可溢出水道而形成分流水道间沉积 。 下扇地势平坦 , 具有许多没有堤的小水道 , 逐渐与盆地平原过渡 。 水道沉积的砂泥比率高 , 单层中等厚至块状• ( 3) 垂向层序 :有两种趋势 , 即厚度向上变厚 , 粒度向上变粗和厚度向上变薄 , 粒度向上变细的层序 。 前者往往代表形成浊积扇的供给物不断增加 ,或者斜坡的坡度增大 , 水道穿越扇 ,沉积叶状体不断向前推进;后者代表浊积扇的补给中断或转向它处 , 水道被泥质充填 。• 盆地平原沉积主要为低密度的浊流和远洋 、 半远洋沉积 。 主要特征为薄层砂岩和页岩互层 ,且规则稳定 , 在纵向和横向上没有急剧的变厚和变薄的现象 , 呈单调层序 。• 欠供给的盆地 (又称饥锇盆地 ), 一般是稳定构造背景下远离古陆的开阔盆地 , 其盆地领域大 ,低起伏 , 沉积物供给少 , 沉积速率低 , 盆地平原相以极薄层或页片状的页岩 、 硅质岩为特征 。相反 , 在盆地领域相对较小 , 边缘有同沉积断裂活动的超供给盆地中 , 具有迅速推进的充填层序 , 盆地平原相不发育 。2、镇安云镇组斜坡相软沉积物变形构造4、 镇安县城北火星沟组斜坡相基质支撑砾岩 , 剖面宽 1. 5镇安火星沟组盆地平原相泥岩 、 粉砂岩 、 泥质灰岩薄互层1、山阳户家垣油坊坪组浊积岩鲍玛层序,记号笔长 13山阳户家垣油坊坪组浊积岩鲍玛层序,记号笔长 13安县城东罗家湾组中粒序层理4、 山阳户家垣油坊坪组中扇相向上变薄变细的序列 (剖面宽 5米 )5、 镇安梅花店九里坪群天然堤相上叠爬升层理 , 铅笔长 8源碎屑海洋沉积环境本章重点: 浪控碎屑海岸沉积的相带划分;潮坪沉积的识别标志 ; 陆棚地区风暴沉积特征 ;深海沉积物重力流沉积的主要类型;海底扇浊流沉积特征第 1节 碎屑海岸沉积体系第 2节 碎屑陆棚沉积体系第 3节 深海沉积体系第 1节 水动力条件;沉积特征:临滨 、 前滨 、 后滨与海岸沙丘的沉积特征 ) 沉积环境及其沉积特征 )  沉积环境及沉积特征 ) 水动力条件;沉积特征:砂坪 、 混合坪 、 泥坪 、 潮口盐沼或沼泽和潮道的沉积特征;潮坪沉积的识别和剖面序列 ) 口湾环境及其沉积特征 节 流;波浪作用;风暴流;密度流;生物的活动)  陆相砂质沉积:潮控陆棚砂和风暴作用陆棚砂沉积;陆棚泥质沉积 ) 海进陆棚体系;进积的陆棚体系 ) 第 3节 表层水域的肥度;碳酸钙的补偿深度;距大陆的距离;大洋底流;沉积物重力流等 ) 岩崩;滑动与滑塌;碎屑流沉积;颗粒流沉积;液化流沉积;浊流沉积 )  大陆坡;海底扇;盆地平原 )思考题:其沉积特征是什么 ?潮坪沉积有什么特征 ?潮流和波浪作用对陆棚沉积有什么影响 ?
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本文标题:第四章 海洋碎屑沉积
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