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沉积相模式

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沉积相 模式
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第三章 沉积相模式,第一节 相模式的概念 相模式可以有不同的表示方式,如理想的垂向相序,立体图解和数学方程等。这些模式是我们认识复杂的自然现象和作用过程的理想的简化形式。Walker(1979)认为,一个好的相模式除了本身是一个环境的概括之外,还必须起到以下四个方面的作用:(1)可以作为对比的标准;(2)可以作为进一步研究的提纲和指南;(3)可以对新区进行预测; (4)可以作为环境或体系水动力条件解释的基础。,一 相模式的分类,(一)大陆相模式(二)海洋相模式,(一)大陆环境,1.冲积扇2.河流:(1)辫状河 (2)曲流河 (3)富泥的低弯度河 (4)交织河3.湖泊:(1)碎屑型湖泊 (2)化学型湖泊4.沙漠5.冰川,(三)海洋环境,1.海岸:(1)海滩与障壁岛 (2)泻湖 (3)潮坪2.浅海陆棚:(1)陆源碎屑的 (2)碳酸盐的3.大陆边缘深海环境:(1) 被动大陆边缘 (2)活动大陆边缘4.深大洋,二 大陆环境沉积物的特征及其影响因素,1.大陆环境沉积物(岩)的特征2.影响大陆环境沉积的因素,1.大陆环境沉积物(岩)的特征,(1)沉积物成分--以碎屑岩、粘土岩为主,碳酸盐岩和盐岩一般少见 (2)结构构造--碎屑物多具棱角状,分选不好.层理极为多样,层面构造也多样化 (3)颜色--陆相沉积物多在氧化条件下形成,故常为红色,或呈绿色、黑色(4)生物化石--陆相主要为淡水动物、陆上动物和陆地植物,陆相沉积(录象),2.影响大陆环境沉积的因素,(1)地形--陆相沉积物的特征和分布,明显地受地形条件的控制。由于地形的差异性,决定了剥蚀和堆积作用的强度、破坏产物的分布,沉积物粒度的变化等(2)气候--气候能间接影响剥蚀及堆积的性质和强度,故气候的分带性就使得大陆沉积物呈带状分布(3)侵蚀区母岩的成分--不同成分的母岩在不同气候条件下,形成的破坏产物的性质是各不相同的,这无疑会影响到沉积物的特征,2.影响大陆环境沉积的因素,(4)构造运动--构造运动能决定地形,从而决定了侵蚀和沉积区的位置。在不同的构造单元有不同的构造特征,亦有不同类型的沉积物分布(5)生物界--生物界具有陆相的特征:脊椎动物主要是陆生的,鱼类海陆相均有,植物是陆相所特有的,轮藻是陆相的,蓝藻海陆相均有,而红藻、绿藻多属海相的,三 海洋环境的基本特征,(1)在正常浪基面(一般在20m以内)以上的滨海区域又称海岸带,其水动力条件、水化学状况、以及海底地形地貌都是是复杂的(2)正常浪基面(或波基面)以下的浅海带又称陆棚区,是一片地形简单的平坦海底,斜度只有几分到几度(3)陆棚之外是大陆斜坡,即次深海地区,它具有较大的坡度,一般是4~7°,在大陆坡上几乎到处都被峡谷所切割(4)大陆坡之外即陆隆,它分布于大洋底的周围,是陆源物质带来沉积的终点。陆隆由一系列海底扇联结而成。,海相沉积(录像),(5)通常把浅海分为陆缘海和陆表海两种类型: (1)陆缘海是指大陆外缘的陆棚区,又称陆棚海。与陆表海相比,其深度较大(最大200~300m)。宽度较小(最宽160~400km左右),坡度较陡(平均坡度在0.4~2m/km)。陆缘海一边为陆地,一边为深海盆地,有活跃的潮汐作用,水动力条件较强。 (2)陆表海是在广阔、稳定的大陆块(克拉通)上展开的水深很浅的平坦海区。其水深较小(一般只有30m,很少有超过200m的),坡度很缓(通常小于0.2m/km,平均仅有0.01~0.06m/km)。陆表海由于水很浅,缺乏潮汐作用,波浪作用很弱.,第二节 大陆碎屑沉积,冲积扇沉积 河流沉积 湖泊沉积 沙漠沉积,一 冲积扇沉积,冲积扇的沉积类型及亚相划分冲积扇的类型 冲积扇的几何形态和序列特征,冲积扇的沉积类型及亚相划分,1.沉积类型2.亚相划分,1.沉积类型,(1)河道沉积--河床充填沉积主要由砾、砂沉积物组成,粒度粗,分选也差。成层性不好,可见交错层理。常具明显的切割-充填构造,(2)漫流沉积--漫流沉积物主要由碎屑组成,可含有少量粘土和粉砂。常呈块状,亦可出现交错层理或细的纹层。形成席状或片状沉积体(3)筛状沉积--当源区供给冲积扇主要为砾石而无或极少其他粒级的物质时,在冲积扇的表层便堆积了舌状砾石层。 扇体表层的砾石层就称为筛状沉积。筛状沉积主要由次棱角状的粗大砾石组成,分选较好,其间充填物较少,(4)泥石流沉积--当水流携带的砾石和泥砂沉积物达到足够量时,就形成了密度大、粘度高、呈可塑性状态的流体,称为泥石流。大量碎屑物质在泥石流中呈块状整体搬运,在扇体上堆积后,形成泥石流沉积。泥石流经常发育在扇体的上部。其最大特点是砾、砂、泥混杂,分选极差。 层理一般不发育。粘度大的泥石流,其粗粒碎屑分布均匀,呈块状层理构造,粘度不大者可具粒序层理,扁平状砾石呈水平或叠瓦状排列。,2.亚相划分,(1)扇根:也称为扇头或扇首,分布于邻近断崖处的冲积扇顶部地带,其特征是沉积坡度角最大。主要为河床充填沉积及泥石流沉积,(2)扇中:位于冲积扇的中部,以沉积坡度角较小和辫状河道发育为特征。以辫状分支河道和漫流沉积为主,砂岩、砾状砂岩为主。可见平行层理和交错层理,河道冲刷-充填构造发育 (3)扇端:也称扇缘,出现于冲积扇的趾部,地形平缓,沉积坡度角低,沉积类型以漫流沉积为主,沉积物较细,通常由砂岩夹粉砂岩、粘土岩组成,可见平行层理、交错层理、冲刷-充填构造等。,冲积扇的类型,1.潮湿扇2.干旱扇,1.潮湿扇,潮湿扇分布于年降水量较高的潮湿气候区。潮湿扇主要受河流作用的控制,泥石流作用相对较弱潮湿扇主要受河流作用的控制。在潮湿扇上,砾岩与砂岩的成熟度较高,煤和根土岩较发育,1.潮湿扇,(1)粗大砾石主要集中于扇根部分,且多为碎屑支撑的块状层,砾石磨圆较好,叠瓦状排列常见。岩体呈透镜状或原始水平层叠覆,偶而夹有平行层或交错层砂砾岩透镜体。(2)扇中主要为砂岩、砂砾岩和砾岩的互层。河道砂岩、砂砾岩具滞留沉积,槽状和板状交错层发育,砾石坝具平行层理及前积型交错层。(3)扇端部分主要为辫状河道砂岩,槽状和板状交错层发育,砾石坝具平行层理及前积型交错层。扇端部分主要为辫状河道砂岩,槽状及板状交错发育,局部见有平行层理和沙纹交错层,2.干旱扇,干旱扇规模较小,沉积物多呈红色。。扇体由泥石流沉积、筛状沉积、河道沉积和漫流沉积组成。(1)扇根主要为泥石流成因的杂乱砾岩和碎屑支撑的槽洪砾岩与筛状沉积。沉积物分选通常较差底部具侵蚀面,分选相对较好,可以有大型交错层和叠瓦状砾石组构。(2)扇中主要由砂岩与砾岩的互层组成,砂岩与砾岩之比增大。分选较好的河成交错层砂岩及砂砾岩透镜体增多,冲刷-充填构造发育。(3)扇端以砂质沉积为主,常夹泥质和粉砂层。泥岩具干裂,缺乏植物化石。,冲积扇的几何形态和序列特征,1.几何形态2.序列特征,1.几何形态,几何形态特征与盆地的构造演化和经受的作用营力有关。 (1)盆地下沉幅度大,扇体推进慢,沉积厚度大,形态呈楔状体; 盆地下沉幅度小,扇体推进快,沉积厚度小,呈分布广泛的席状。 (2)碎屑流发育的扇体多呈厚的楔状体,河流作用强的扇体则以席状形态为特征。,2.序列特征,(1)冲积扇在剖面上总体向上变细的特征,代表构造变动初期有大量粗碎屑物注入盆地,随后,水流能量逐渐递减,造成细粒沉积。(2)向上变粗的冲积扇序列,反映盆地因边界断裂活跃,稳定下沉的趋势,二 河流沉积,河流的分类 曲流河体系 辫状河体系 富泥的低弯度河体系,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),曲流河体系,1.环境特征--曲流河的突出特征是因河道侧向侵蚀呈明显的弯曲状。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。,曲流河,曲流河(录象),2.沉积相,(1)河道沉积(2)河漫滩沉积,(1)河道沉积,①滞留沉积--河道底被侵蚀成起伏不平的冲刷面,砾石、植物干和泥砾等粗颗粒滞留其上②曲流沙坝沉积--在沙坝近主流线的较深水区,通常沉积大型槽状交错层的中-粗砂。它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--曲流河道可因流槽截直逐渐废弃,也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,(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--天然堤是位于河道岸边的楔状沉积物突起。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--决口扇是河水在洪水期冲决天然堤向泛滥盆地倾泻时形成的扇状或舌状砂质沉积体。常含大量植物碎片及泥砾。有小-中型槽状交错层、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-- 泛滥盆地沉积---主要为水平纹层状的泥质层夹细砂或粉砂质薄层,富含植物化石和根迹。 泛滥平原沉积---专指因河道迅速迁移, 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,(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,辫状河体系,沉积环境沉积特征垂向沉积序列,1.沉积环境,辫状河由一系列宽而浅的河道.河道沙坝及河间冲积岛组成,2.沉积特征,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,常为长石砂岩类或岩屑砂岩类,辩状河,辩状河,3.辫状河的垂向沉积序列,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(SS)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,辩状河,,,富泥的低弯度河体系,1.环境特征2.沉积相,1.环境特征,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,2.沉积相,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,交织河体系,1.环境特征 2.沉积相,1.环境特征,交织河流指的是------被一些植被岛(vegetated islands)、天然堤和湿地( wetlands)组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。,2.沉积相,(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。6.泥炭沼泽沉积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。,三 湖泊沉积,湖泊的主要特征及分类碎屑湖泊的沉积相盐湖相带划分及其特点,湖泊--是陆地上稳定的天然蓄水盆地,湖泊的主要特征,湖泊的水动力条件湖泊的水化学条件,1.湖泊的水动力条件,湖泊潮汐作用很弱湖浪的大小与湖泊的规模和风的吹程有关。在较浅的湖区,风暴浪改造近岸沉积,可以产生类似于陆棚的风暴沉积,湖浪,2.湖泊的水化学条件,(1)在温暖潮湿气候区的淡水湖中,生物的繁殖率很高。当这些生物死亡后沉积于湖底,可使湖底的游离氧消耗贻尽,造成无氧带。这种湖泊----称为富营养湖泊,其沉积物主要为黑色的富含硫化物的有机质组成的腐殖泥(2)如果生物繁殖率低,或者水体保持良好的氧化条件,那么水体中因含游离氧较多,只能沉积黄灰色的含植物和藻类的软泥。软泥中可以见到底栖动物化石。这种湖泊称为贫营养的湖泊,碎屑湖泊的沉积模式,滨湖沉积浅湖沉积深湖沉积湖湾沉积扇三角洲沉积三角洲沉积,1.滨湖相,地形平缓的泥质湖岸--泥滩:为粉砂质泥岩和泥质粉砂岩。常具水平纹层、透镜状层理、韵律层理、冲刷面、干裂、直立虫孔及植物根迹,1.滨湖相,在碎屑沉积的湖岸--湖滩:其组成可以是砾石质的,也可以是砂质的。砂质沉积中常见波痕、小型交错层以及冲洗交错层干旱区的湖滨沉积含白云石和石膏晶体,2.浅湖相,水体透光性较好生物、特别是底栖生物十分发育沉积物主要粉砂质泥岩夹薄的粉砂岩与细砂岩,或者呈互层状产出泥岩呈块状或具粉砂纹层。富含底栖生物化石,生物扰动构造发育。颜色以灰绿色居多砂岩和粉砂岩多为薄的下平上凸的透镜体,内部具小型浪成交错层,3.深湖相,(1)深湖泥岩(2)浊积岩,3.深湖相,①无氧深湖泥岩。深灰-黑色的泥岩和页岩。富含有机质和黄铁矿,水平纹层发育,常含保存完好游泳生物化石②氧化深湖相泥质岩:主要为韵律性的纹层状泥岩,一般呈灰色,深湖泥岩,深湖泥岩(录象),深湖页岩的成因,(2)浊积岩,①湖底浊积扇可因河流直接注入或滑坡产生。(a)内部扇为碎屑流沉积的杂乱砾岩和近基浊积岩,序列上部的砂岩和泥岩为天然堤沉积(b)中部扇为不夹泥岩的巨厚砂岩和砂岩复合层。单层具粗尾粒序或反-正粒序;砂岩具正粒序或块状。为缺乏天然堤的辫状水道反复迁移的结果(c)外扇是薄层粉砂岩与泥岩的互层。②湖盆平原沉积湖盆平原是指湖底地形平坦的地区。原以典型的浊积岩为特征,其主要岩相为单调的砂岩与页岩互层。,4.湖湾沉积,湖湾是指滨岸沙坝背后或者三角洲分流间形成的半封闭水域沉积物以粉砂质泥岩为主,偶尔夹有薄的砂及粉砂层(1)在潮湿气候区,湖湾沉积为黑色或深灰色的富含有机质粉砂质或砂质泥岩。常夹有劣质油页岩、薄煤层或煤线。其中植物化石丰富,根土构造发育(2)干旱区的湖湾主要为浅色的富含碳酸盐的纹层状泥岩或泥灰岩。白云岩化强烈,也常见干裂及盐类假晶,5 湖泊扇三角洲沉积,(1) 扇三角洲平原--扇三角洲平原是扇三角洲的陆上部分,包括从扇端至岸线之间的近海平原地带。在干旱半干旱地区的扇三角洲平原具有旱地冲积扇的沉积特征,在潮湿区的扇三角洲平原则以发育砾质辫状水系沉积为特征(2) 扇三角洲前缘--扇三角洲前缘亦称过渡带,位于岸线至正常天气浪基面之间的浅水区河控型扇三角洲前缘是湖泊扇三角洲的特点,以各种粒级的砂和粉砂为主,也常有砾石沉积。粒度变化向盆地方向变细。砂层中交错层理发育 (3) 前扇三角洲--前扇三角洲是指扇三角洲的浪基面以下部分,向下与陆架泥或深水盆地沉积过渡发育在宽阔陆棚上的扇三角洲的前三角洲沉积主要为临滨-远滨的粉砂和泥质沉积,与陆棚泥呈互层产出,(4)我国的湖泊扇三角洲沉积特征:由于离物源区很近,是一个相带发育不完整的沉积体系沉积物粒度较粗,结构及矿物成熟度均很低,矿物成分与物源成分密切相关发育各种沉积构造,包括板状交错层理、平行层理、小型交错层理及冲刷面构造,含植物化石平原面积一般较小剖面上片状颗粒流砂、片状牵引流砂、碎屑流砂及河道砂频繁交替形态受沉积物的来源和水体搬运能力的大小控制,在沿流动方向的剖面上砂体呈楔形,在垂直流动方向的剖面上呈透镜状,6.湖泊三角洲沉积,(1) 浅水型三角洲--突出特征是以分流河道砂体为骨架,河口坝沉积不发育。在多数情况下,分流河道砂体直接与湖相泥岩呈冲刷接触(2) 深水型三角洲--突出特往是具有厚而完整的进积序列,骨架砂体呈厚的豆荚状,(4)我国湖泊三角洲的沉积特征:三角洲发育在距物源区相对较远的地方,是一个相带发育完整的沉积体系沉积物粒度较细,结构成熟度及矿物成熟度较高,矿物成分与物源成分一致发育各种沉积构造,其中包括槽状及板状交错层理、平行层理、小型交错层理、波状层理、水平层理及冲刷面构造三角洲平原的分流河道常呈交织状,河道砂多为对称或近于对称的上平下凸的透镜体,平面上为分枝或交织的鞋带状;浅水湖泊三角洲河口砂坝不发育三角洲主要形成在湖盆拗陷回返后期,盐湖相带划分及其特点,1.深水盐湖相2.浅水盐湖相3.干盐湖相,1.深水盐湖相,含盐层系组合为石盐、石膏和暗色泥页岩或钙质页岩及油页岩的互层盐类沉积和砂泥沉积在平面分布上有明显分带性,从湖心向岸,依次出现膏盐沉积区-膏盐和泥质沉积区-砂泥沉积区,2.浅水盐湖相,浅水盐湖相多发育在某些盆地演化的坳陷阶段和衰亡阶段由于受其所在自然地理环境控制,入流量和降水量较少,一般湖水深度均比较小在这些盐湖中,不同成分盐类的分布状况大多不呈同心环带状。,3.干盐湖相,干盐湖通常分布在盐湖的外围或盐湖发育的晚期,它是盐湖湖水被蒸干或基本蒸干而裸露在地表的干盐滩边缘相以含方解石结核和钙质胶结物为特征泥坪相以方解石和白云石为特征湖相则以天然碱(碳酸钠)或油页岩(方解石或白云石质)为特征,四 沙漠沉积,1.沙漠的环境的特点2.沙漠的沉积类型及特征,沙漠(录象),1.沙漠的环境的特点,风的作用是主要的地质营力沙漠中由于风的吹扬作用使基岩裸露,并伴有崩裂的巨砾出现,形成“岩漠”风的搬运使沙质物质集中堆积,形成风成砂沉积不能被搬运的砾石、卵石、粗砂残留下来,堆积而成“石漠”或称“戈壁”,2.沙漠的沉积类型及特征,(1)岩漠沉积--是基岩裸露的地面,其上覆盖有物理风化作用形成的尖棱砾石或石块,(2)石漠沉积--是在地势平缓地区风蚀残留地面上的蚀余堆积,主要组分为砾石和粗砂,(3)风成砂沉积--成熟度高,稳定矿物组分多,粘土含量低,分选极好,磨圆度高,砂粒表面呈毛玻璃状沙丘是风成砂的最主要堆积类型。具有风成交错层理,(4)旱谷沉积--旱谷沉积是一种间歇性河流沉积作用的产物。因具有暴洪特点,河道不固定,沉积速度快,顺坡堆积呈扇状,故称旱谷冲积扇。沉积物粒度粗,砾石可具叠瓦状排列。(5)沙漠湖和内陆盐碱滩沉积--沙漠中的风蚀洼地或构造洼地因积水而成湖。主要为粉砂或粘土沉积,各薄层常见递变层理。有石膏和石盐如果沙漠中的风蚀洼地不积水成湖而只出现潮湿的盐壳,就称之为内陆盐碱滩,又称干盐湖或内陆萨布哈,沉积物为粉砂和粘土的互层,其间夹有薄层砂、盐及石膏层,,第三 节 三角洲沉积,扇三角洲沉积 辫状河三角洲沉积 曲流河三角洲体系,扇三角洲沉积,当河水携带着大量沉积物流入一个相对静止和稳定的蓄水盆地时,在二者的汇合处将沉积物堆积下来,这个沉积体----是三角洲。扇三角洲的发育的条件 扇三角洲环境的划分及沉积相特点 我国湖泊扇三角洲的沉积特点,扇三角洲的与发育的条件,①地形条件---临近山区的盆地边缘,高差变化大,坡度陡是扇三角洲发育的最有利和最基本的条件。一般距山区越近,坡度越陡,越易发育扇三角洲②地质构造条件----扇三角洲多发育在活动的构造区,常与同沉积期大型断裂带相伴。从大地构造背景来看,沿大陆碰撞海岸、岛弧碰撞海岸、拖曳-边缘海岸以及克拉通内部的裂谷盆地或其它断陷盆地的岸边对扇三角洲发育最为有利。如我国中新生代许多断陷盆地中发育的扇三角洲。③气候条件----在不同的气候区有不同类型的扇三角洲形成。(a)干旱半干旱地区多发育旱地扇三角洲(如死海西岸的扇三角洲);(b)潮湿的热带和温带地区易形成湿地扇三角洲和辫状河三角洲(如牙买加的耶拉斯三角洲); (c)在寒冷潮湿的冰水冲积平原有利于辫状河平原三角洲或辫状河三角洲的发育(如阿拉斯加科珀河扇三角洲)。,扇三角洲环境的划分及沉积相模式,(1) 扇三角洲平原--扇三角洲平原是扇三角洲的陆上部分,包括从扇端至岸线之间的近海平原地带。在干旱半干旱地区的扇三角洲平原具有旱地冲积扇的沉积特征,在潮湿区的扇三角洲平原则以发育砾质辫状水系沉积为特征(2) 扇三角洲前缘--扇三角洲前缘亦称过渡带,位于岸线至正常天气浪基面之间的浅水区河控型扇三角洲前缘是湖泊扇三角洲的特点,以各种粒级的砂和粉砂为主,也常有砾石沉积。粒度变化向盆地方向变细。砂层中交错层理发育 (3) 前扇三角洲--前扇三角洲是指扇三角洲的浪基面以下部分,向下与陆架泥或深水盆地沉积过渡发育在宽阔陆棚上的扇三角洲的前三角洲沉积主要为临滨-远滨的粉砂和泥质沉积,与陆棚泥呈互层产出,辫状河三角洲沉积,(1)辫状河三角洲平原辫状河三角洲平原主要包括辫状河道、泛滥平原及沼泽微相,并以辫状河道最具代表性。辫状河道由颗粒支撑的砂、砾岩组成,碎屑颗粒一般为次棱角-次圆状,分选中等,填隙物以泥质为主。测井曲线表现为较高的视电阻率,呈齿状或尖峰状起伏,自然电位曲线一般呈箱形或波状起伏。泛滥平原主要为泥岩夹粉-细砂岩,而沼泽微相主要由煤层、碳质泥岩夹粉砂岩组成。主要以水平层理和波状层理为特征。古植物化石丰富。,(2)辫状河三角洲前缘①水下分流河道---系平原辫状河道入湖后在水下的延续部分,它在辫状河三角洲中所占的厚度是最大的。岩性一般较粗,以砂岩和砂砾岩为主。从剖面上看,水下分流河道大都从冲刷面开始。向上依次为具层理构造的砂、砾岩,顶部为薄层状泥质粉砂岩。河道砂频繁交互,形成多层楼式的正韵律的砂、砾岩组成的叠合砂岩。②水下河道间---主要为灰、灰绿色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹薄层状砂岩。块状层理、小型交错层理及波状层理发育。由于水下分流河道冲刷力强,改道频繁,一旦发生改道,这些沉积物就被冲刷减薄,甚至全被冲刷掉,因此常以碎屑岩夹层的形式出现。③河口砂坝---岩性为分选、磨圆较好的细砂岩、中砂岩,偶含泥砾。具板状、楔状及槽状交错层理。与下伏席状砂沉积过渡,并一起构成明显的反韵律,电测曲线形态呈漏斗型。④席状砂---岩性一般为分选相对较好的细砂岩、粉砂岩与泥岩互层。波状层理、小型交错层理及水平层理发育。一般与前辫状河三角洲沉积物呈薄互层。,(3)前辫状河三角洲沉积物粒度较细,多为灰、灰绿、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹粉-细砂岩组成,在剖面上为砂泥岩薄互层。水平层理、块状层理及沙纹交错层理发育。,(4)我国中生界辫状河三角洲的主要沉积特征:①辫状河三角洲大多发育在距物源区相对较近的地方,其间缺失曲流河等陆上瓦1环境,是一个相带发育不完整的沉积体系;②沉积物粒度相对较粗,结构及矿物成熟度较低,矿物成分与物源成分一致;③发育各种沉积构造,包括板状及槽状交错层理、平行层理、小型交错层理及冲刷面构造,含动、植物化石及生物遗迹构造,在平原部分可见到一些水上暴露沉积构造标志;④辫状河三角洲平原部分可发育成非常宽广的席状形体;⑤由于水下分流河道不固定,常常侵蚀下伏沉积物,所以很少发育河口砂坝,剖面上河道砂频繁交替;⑥辫状河三角洲主要形成在距高地不远的湖盆边缘,砂体呈席状,范围可达数十至几百平方千米。,曲流河三角洲沉积,三角洲形成的控制因素三角洲的亚环境和沉积特征三角洲沉积旋回,三角洲形成机理,三角洲(录象),1.三角洲形成的控制因素,(1)河流的作用:河流的流量和输砂量是形成三角洲的物质基础(2)蓄水体(海、湖水体)的密度与河水密度的差异:①河水密度>蓄水体密度:为高密度流动,沿底部呈平面喷流形式②河水密度=蓄水体密度:为等密度流动,属轴状喷流③河水密度<蓄水体密度:为低密度流动,属严格的平面喷流类型。通常发生在河流入海处,1.三角洲形成的控制因素,(3)蓄水体的水动力作用:波浪、潮汐、海流可对河流输入的泥砂进行改造和再分配,改变着三角洲发育的形状(4)河口区海底地形:河口区海底坡度小,水体浅,有利于三角洲的形成 (5)蓄水盆地的构造特征:水盆地相对稳定,或沉降缓慢,沉降速度小于或略等于沉积速度,对三角洲的形成和保存有利,2.三角洲的亚环境和沉积特征,(1) 三角洲平原(2)三角洲前缘(3) 前三角洲,(1) 三角洲平原,①分流河道沉积--为砂和粉砂沉积物。横剖面形态为近于对称的透镜体。为向上变细的沉积序列②分流河道间沉积--天然堤--发育在河道两侧,由细砂、粉砂和泥质组成。砂质沉积内部具沙纹交错层和流水波痕沼泽及湖泊--排水不良,但植物繁茂,沉积物主要为富含有机质的暗色泥岩夹泥炭和煤层。植物化石丰富,根土构造发育。湖泊的规模通常较小,沉积物主要为泥岩决口扇沉积--发育在天然堤两侧和分流间海湾,呈扇状分布,由细砂和粉砂组成。常见粒序层、沙纹层和平行层理分流间湾沉积--分流间湾是指分流河道间与海洋相通的相对低凹的地区。为泥质,含少量粉砂和细砂,具水平层理和透镜状层理。含海相动物化石,沼泽,沼泽(录象),(2)三角洲前缘,①水下分流河道沉积--是陆上分流河道的延伸部分。沉积物中常含粘土碎块,具交错层理、流水沙纹层理和侵蚀面等②水下天然堤沉积--由极细砂和粉砂组成。可见沙纹层理、浪成波痕、虫孔和包卷纹层等③河口砂坝沉积--由砂质沉积物组成。质地纯净,分选良好,具多方向槽状交错层和冲刷面。河口坝末端通常称为末端坝,为细砂、粉砂和泥组成的交互层。具正粒序,有水平纹层、波状及透镜状层理,河口坝单元形成向上变粗的序列④前缘席状砂--河口坝经海洋营力改造形成,(3) 前三角洲,前三角洲位于前缘的向海一侧,水深通常在浪基面以下沉积物主要为泥和粉砂质泥,富含有机质,可见海绿石等自生矿物层理主要是水平纹层。在近前缘的部分可出现少数粉砂薄层,其中有小型交错纹层和波痕等构造含海相动物化石,有较多的虫孔及生物扰动构造,3.三角洲沉积旋回,三角洲沉积旋回分为两个时期:即建设期和破坏期:三角洲向海推进增长发育时期称三角洲的建设期三角洲被海水淹没遭受侵蚀破坏的时期称三角洲的破坏期每个单一的三角洲沉积体在垂向上就代表了一个沉积旋回,每个旋回都是以三角洲的建设相开始,以破坏相的出现而告终在垂向剖面上,建设相和破坏相周期性地交替重复出现,就形成了多旋回三角洲复合体系,第四节 海洋碎屑沉积,海岸碎屑沉积 陆棚碎屑沉积 深海碎屑沉积,一 海岸碎屑 沉积模式,1、海岸环境,海岸环境----是分隔大陆与开阔海的过渡地貌单元。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,概念,海滩和障壁岛-都是平行岸线分布的线状砂质沉积体,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。,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,海滩砂暴露在海平面以上受风力改造而成的低起伏沙丘区,海浪(录象),,沉积模式,(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-细砂。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),,泻湖沉积,泻湖---是平行岸线的浅水盆地,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,潮坪沉积,水动力条件沉积特征潮坪沉积的识别标志 和剖面序列,1.水动力条件,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,称为混合坪,潮汐流录象,,2.沉积特征,(1)砂坪沉积--为具小型流水沙纹交错层的砂岩,有时也有人字形交错层及再作用面(2)混合坪沉积--为砂岩与泥岩的薄互层。具压扁层理、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--为厚的泥质沉积,常夹有薄的砂质层。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。泥坪上的干裂常见,2.沉积特征,(4)潮上盐沼或沼泽--温湿区长满植物;干旱区发育干裂石膏和石盐(5)潮道沉积--砂质沉积,并富含介壳和泥砾。发育人字形交错层,3.潮坪沉积的识别标志和剖面序列,(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,(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,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,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,二 碎屑陆棚沉积模式,一、概述二、陆棚的作用三、沉积相四、陆棚碎屑沉积的序列,沉积模式,1.陆棚砂质沉积2.陆棚泥质沉积,1.陆棚砂质沉积,(1)潮控陆棚砂(2)风暴控陆棚沉积,(1)潮控陆棚砂,①沙波相--是横交主要潮流方向的巨型沉积单元,可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--沙脊是一种大型的线状底形,砂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:A冲刷面:由风暴流搅动早期的沉积物而成B粒序层(B):下部常含大量滞留沉积物,如介壳、泥砾;向上逐渐变细C面状平行纹层(P)D丘交错层理(H)E平坦纹层(F)F浪成沙纹交错层理或对称波痕(X)G强烈生物扰动的陆棚泥岩(M),2.陆棚泥质沉积,陆棚泥含有少量的粉砂、砂和介壳,往往缺乏内部构造,2.陆棚泥质沉积,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,陆棚碎屑沉积的序列,(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,三 深海碎屑沉积,深海重力流半远洋沉积与远洋沉积,等深流-------是由于大洋水团的温盐变化而形成的一种环流体系。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。,
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