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沉积学的概念和相标志1. 沉积环境：一个具有独特的 物理、化学和生物特征,发生沉积作用的自然地理单元。2. 沉积相：反映沉积环境的岩石特征和生物特征的综合，即沉积环境的物质表现。 岩相：反映沉积环境和沉积作用的岩石特征。 生物相：反映沉积环境和沉积作用的生物特征。3.环境相：反映沉积环境的岩石特征和生物特征的综合。即沉积环境的物质表现： 河流、湖泊、三角洲 作用相：反映沉积作用的岩石特征和生物特征的综合。即沉积作用的物质表现： 泥石流和浊流、风暴、地震、海啸 大地构造相：反映大地构造环境和性质的岩石特征和生物特征的综合： 复理石、（海/陆）磨拉石 三者的时空尺度不同4. 相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间上的变化。5. 瓦尔特相（定）律：亦称相对比原理只有那些目前可以观察到是相互毗邻的相和相区，才能原生地重叠在一起; 即在垂向上整合叠置的相是在侧向上相邻的沉积环境中形成的。6. 相分析的途径：7. 相模式：是对相标志、沉积作用和沉积环境条件三者关系的描述和理论概括。它的通常表现形式是典型相标志及其沉积作用和沉积环境条件的垂向组合序列，它的理论基础来源于现代相关沉积环境和沉积作用的研究现实类比。8.将相模式的作用概括为4点：对比的标准，观察的提纲，预测的指南，成因解释的基础。河流沉积1.河流沉积概述：河流是陆相环境中最常见的一种环境和主要营力，是陆相地层的重要组成部分。在区域构造背景稳定或沉降的条件下，河流环境可以形成厚的沉积记录，理想条件下可以形成良好的油气藏和各类砂矿。河流沉积主要受气候（降雨量），构造，地貌,基岩类型和植被控制。河流可划分为不同的类型，在现代和地层记录中占主导地位的是曲流河。2.河流的分类：3.曲流河的特点及沉积地貌： A 河道弯曲、单河道 B 凹岸侵蚀、凸岸沉积、侧向加积 C 裁弯取直和形成牛轭湖 D 河道、边滩、心滩、河漫滩、洪泛平原 E 发育于基底稳定的河流中下游4.曲流河的沉积特征：洪泛平原：泥质岩，均质层理、水平层理，暴露标志决口扇： 粉砂岩、泥岩，小型流水波痕、爬升层理，暴露标志天然堤：粉砂岩,细砂岩,小型流水波痕,爬升层理发育，暴露标志边 滩：砂岩，流水波痕和交错层理，规模向上变小河道滞留沉积：砂砾岩，底部冲刷面5.曲流河的沉积作用：河道和曲流砂坝：侧方侵蚀和侧向加积作用天然堤、洪泛平原和决口扇：垂向加积作用牛轭湖：垂向加积和淤塞6.曲流河的沉积序列：洪泛平原决口扇天然堤【曲流砂坝：边滩（点坝）】【河床底部:河道滞留沉积】7.曲流河的沉积模式：8.辫状河的沉积特点： a.河道宽、砂坝多、辫状分布 b.河道不固定、常移动 c.分为河道和心滩（砂坝） d.河漫滩不发育 e.形成于大坡降地区（上游和扇上）9.辫状河的水动力特征：水浅而流急、河道宽而多、河道游荡性强、侧向迁移迅速。10.辫状河沉积特征和沉积序列：河漫滩（不发育）：粉砂岩和泥质岩，小型流水波痕和交错层理（垂向加积）河道砂坝：砾岩、含砾砂岩、砂岩，流水波痕和交错层理（板状、波状、楔状、槽状交错层理），叠瓦状组构滞留沉积：砂岩、砾岩，大型槽状交错层理，底部冲刷面网状河的基本特征：河道弯曲、河道多，河道固定、垂向加积为主；发育于基底沉降的河流中下游;与聚煤作用关系密切。11.网状河的环境单元：河道：河床、心滩、边滩河岸：天然堤、洪泛平原（湿地）和决口扇。12.网状河的水动力及沉积作用：网状河主流线向凹岸偏移微弱、横向环流不明显河道：侧方侵蚀微弱和垂向加积明显河岸和洪泛平原：垂向加积作用13.网状河的沉积特征：洪泛平原：泥质岩，均质层理、水平层理，暴露标志决口扇：粉砂岩、泥岩，小型流水波痕、层理（攀升层理），暴露标志天然堤：粉砂岩、细砂岩，小型流水波痕、层理（攀升层理发育），暴露标志河道砂坝：砂岩，流水波痕和交错层理，规模向上变小河道滞留沉积：砂砾岩，底部冲刷面14.网状河的沉积模式：河道-天然堤砂体类似于曲流河沉积；决口扇沉积夹于洪泛平原沉积之中；指状砂坝镶嵌于洪泛平原（湿底）沉积之内。 曲流河、辫状河、网状河对比沉积环境辫状河曲流河网状河河流的稳定性极不稳定、迅速迁移、游荡不定逐渐侧向移动稳定河流的弯曲度低弯度高弯度中到低弯度河流宽深比最大、宽而浅较小最小、窄而深坡降最大较小最小流量变化最大较大较小负载类型底负载为主底负载和悬移负载悬移负载为主（山区除外）负载能量最大中等最小河道砂体类型河道沙坝（心滩）发育边滩（点沙坝）发育河道沙坝没有、边滩小废弃河道类型无牛轭湖有牛轭湖牛轭湖不发育、有废弃河道洪泛盆地特点不发育发育、细粉砂及粘土土壤化极发育、沙含量高植被发育、沼泽广泛天然堤不发育发育极发育沉积形式侧向加积明显侧向加积-垂向加积垂向加积明显沉积结构二元结构上部单元不发育二元结构沉积序列（横列）二元结构单元发育岩石矿物与地球化学标志1.颜色：原生色与次生色原生色： 继承色：取决于碎屑物质的颜色，如纯石英砂岩白色；长石砂岩肉红色。 自生色：取决于原生矿物或成岩矿物色素，如海绿石砂岩原生色多侧向稳定次生色：在后生作用如风化作用中形成，如当Fe2+氧化为Fe3+时，岩石成红色。 常呈斑点状分布，或沿裂隙、孔洞分布，可以切割层理2.层厚：巨厚（100cm）-厚(10050/30cm)-中厚(50/3010cm)-薄(101cm)- 纹层（1cm）3.成分：陆源，内源，火山源和混源4.结构：粒度，分选，磨圆度，形貌，杂基含量 分选好：定性：颗粒大小一致性 定量：某一范围粒度空间所占比例高 分选越好，水动力越强，牵引流；分选差，在快速情况下，如重力流， 冲积扇 磨圆好：长时间长距离搬运，海浪侵蚀 稳定矿物占主要 杂基含量：净砂岩：基质15%，分为分选好（分选粒径0.5，磨 圆好、棱角成熟）和分选差（分选0.5，分选差） 杂砂岩：基质15%，水动力低不成熟 成熟度高：成分：颗粒矿物接近极端风化，所含稳定矿物石英为主 结构：演化时间长，大小、磨圆好分选好，最接近极端， 牵引流强水动力强矿物标志 1.石盐假晶：立方体形，泻湖（海水上涨形成）中产生，原始成分为石盐， 被方解石成分替换 2.石膏假晶:成分主要为方解石，干旱的潮坪相形成，原先的石膏被方解石 交代 3.层状磁铁矿：氧化环境，微生物环境，光合作用增强 4.鸟眼构造：菌藻类被压在地层中，后被方解石充填 5.帐篷构造：干旱气候下，碳酸盐形成渣状，由于气泡往上拱形成地球化学标志1.古盐度如何确定？目前仍然缺乏直接的或者不具多解性的间接测试手段。常用间接手段包括：（1）Mg/Ca比值（2）粘土矿物中B含量(海相100ppm，陆相70ppm)（3）Sr/Ca比值(有些微量元素在化石壳体中的含量与海水的含量成正比)。Sr 的分配系数=(Sr/Ca)壳/(Sr/Ca)海水=0.160.022.碳酸盐-氧碳同位素（1）在自然界，同位素分馏变化极其微弱，也难以测定其绝对值的变化，需将变化后的比值与某种标准比较，确定两者偏差的千分率；（2）氧同位素用途：研究古温度、古气候、古盐度。一般温度1C变化可引起18O值0.2左右变化；（3）碳同位素用途：指示其碳源和演化，因为壳体碳同位素变化受复杂的生命效应所控制，物理因素占次要地位。问题：如何保证所测的碳酸盐没有受后期改造？3.确定碳酸盐岩受后期改造程度的指标 3种：化石结构识别法、阴极发光法和微量元素识别法4.碎屑岩物源分析（1）重矿物类型及含量（2）碎屑岩岩相学，岩屑类型及含量（3）沉积物地球化学分析（4）碎屑沉积岩的Sr、Nd同位素（5）碎屑锆石U/Pb 年龄(SHRIMP 和LP-ICPMS)（6）其他方法5.其他宏观标志（1）沉积序列标志（2）古流标志（古水流、古沉（3）沉积体形态和分布 物理标志1、原生沉积构造：层面构造（顶面、底面）、层理构造 准同生沉积构造：软沉积物变形构造2、流动类型：急流和缓流 弗劳德数(Fr)=惯性力/重力=V/(gh)1/2 Fr与流速成正比，与水深(h)成反比 Fr1，惯性力1，惯性力重力，惯性力驱动为主，急流(也称高流态)3.沉积构造-层面构造： 波痕：由水流、波浪或风的作用，在沉积物表面形成的波状起伏的痕迹。 波痕形态要素：脊点、谷点、背流面、波长、波高、波痕指数、对称指数 波痕类型：水流波痕、浪成波痕、干涉波痕、改造波痕、孤立波痕、风成波痕 根据波痕要自己能判断水流或风的方向。波痕类型形态规模物质构成介质动力流水波痕不对称、不分叉、直脊-曲脊-舌形、新月形厘米波纹米级沙丘上细下粗单向水流浪成波痕对称或不对称，可分叉，直脊或曲脊厘米级-米级上细下粗振荡性风成波痕不对称-对称，可分叉，直脊-曲脊-新月形厘米波纹米级沙丘上粗下细空气流动（P54）水流波痕的波脊形态随着水深的减小和流速的增大，可分为直线形、波曲形、链形、新月形、舌形、菱形对称浪成波痕的特点：具有对称形态，通常为脊尖谷圆，波脊多为直线形，部分有分叉现象不对称浪成波痕的特点:波痕在形态上与直线形流水波痕相似，他们具有陡峭的背流面和缓和的向流面，内部只有一个方向的前积层。（P55）不对称浪成波痕和水流波痕区别在于：（翻书）（P68）暴露标记：泥裂（富泥岩石、快速掩埋）、雨痕（模）、泡沫痕、（P56）细流痕、剥离线理、冲刷痕(槽铸型和沟铸型)、压刻痕等。4.沉积构造-层理构造： 层理构造：在垂直岩层层面方向上由沉积物成份、颜色、粒度及排列方式等的不同显示出来的物理沉积构造。 组成层理构造的单位包括：纹层、单层、层组。（P58）5.按形态和成因进行分类： 形态分类：交错层理：板状、楔状、波状、槽状交错层理、羽状交错层理、丘状交错层理等；水平层理、平行层理、爬升层理、块状层理、均质层理、递变层理、均质层理等 成因分类：水流、波浪、潮汐交错层理、冲洗交错层理等各层理的基本概念见P58-656.B-C 层序： 潮坪环境特有的层理组合高水位时形成大型交错层理B段, 退潮时, 随着水位下降,大沙波露出水面,海水被限制在波谷中平行波脊流动,形成小型水流波痕层理C段, 二者正好正交。7.定向组构-叠瓦状、直立组构、放射状组构8.软沉积物变形构造：负载构造、火焰构造、球枕构造、枕状层9.液化构造：液化脉、沙火山包卷层理、微褶皱滑塌构造（P66-68）生物相标志1.相标志：反映沉积环境和沉积作用的物理、化学和生物特征。2.生物标志：反映沉积环境和沉积作用的生物特征。3.遗迹化石: 地史时期生命活动留下的遗迹与遗物4.遗迹化石的特征： a.原地保存 b. 常保存于缺少实体化石和无机沉积构造的地层中 c. 地质分布时间长 d. 遗迹化石与造迹生物很少共生 e.一物多迹或异物同迹湖泊沉积1.湖泊环境特征： a.形态、大小、稳定性千差万别(106km21km2); b.湖水的化学性质、营养状况相差很大；（青海湖-鄱阳湖） c.水动力条件复杂，以湖浪和湖流为主，潮汐弱； d.影响因素复杂：地形、物源、气候、生物、构造2.湖泊的分类：a.根据排泄状态分为泄水湖、不泄水湖。b.根据含盐度分为淡水湖（0.3）、半咸水湖（0.3-24.7）、咸水湖（24.7 ）、盐湖（盐类结晶）。c.根据成因可分为构造湖、火山湖、冰川湖、岩溶湖、堰塞湖、和风成湖等。在地史中历时较长、面积较大、研究价值较高的是构造湖(断陷、坳陷)。3.湖泊沉积的一般特征： a.淡水湖化石保存较好； b.沉积物以泥岩为主，其次为砂岩和粉砂岩，砾岩及化学沉积相对较少； c.碎屑岩成分成熟度较低，多为岩屑砂岩、长石砂岩等； d沉积构造多样，取决于水体深浅和水动力状况； e .湖泊沉积物的厚度与地壳升降幅度、物质供应的充分程度有关； f .长期频繁的湖面涨落，导致各种滨浅水相迅速交错结合，单个的相，如湖滩、泻湖及障壁岛等往往较薄。4.淡水湖泊的沉积作用： a.基本特点：多为泄水湖，因雨量充沛，注水量大于蒸发量，注入水可带入大量碎屑物质，湖水中水生动植物繁多。因此其沉积作用以机械、生物沉积为主。 b.机械沉积作用：由河流带来的大量碎屑物可形成三角洲沉积，由河流带来的物质，由岸向湖心按粒度大小（砾泥）依次沉积。理想条件下，成环带状分布，环带的形状与湖泊的形状相似。5.淡水湖泊的沉积作用： a.生物沉积作用：潮湿区湖泊多有大量生物底栖游泳、浮游生物及水生植物等，生物在活动中产生的排泄物、分泌物及死亡后的遗体可形成大量富有机质的腐泥沉积（成油）。随着湖泊的淤积，水体变浅、流动性变弱，水生植物由草本向木本植物转化，并逐渐向湖心迁移，同时形成大量腐殖质泥炭沉积（成煤）。从而导致湖泊向沼泽演变。沼泽的进一步发展湖泊最后消亡。6.湖泊亚环境及沉积相特征： 理想的湖泊沉积模式平面上呈环带状分布，从边缘到中心，沉积物粒度由粗变细，各带不一定很连续，分布亦不规则。分为几个亚环境： 滨湖：洪水面与枯水面之间 浅湖：枯水面与浪基面之间 深湖：浪基面以下湖泊沉积实际比理想模式复杂得多。河流入湖处，在湖边缘可形成湖泊三角洲；因浊流作用，在深湖区可发育浊流沉积。7.滨浅湖沉积序列： 滨浅湖地带，水浅，形成沙坝、障壁岛等，使近岸水体被分隔，形成半封闭的湖湾干旱区湖泊的沉积作用。8.干旱区湖泊的特点：不泄水湖，突发性流水注入，以洪流为主