14-1碎屑岩沉积相-基本概念

1、14.1 思考题思考题 1、何谓沉积相？何谓沉积环境？二者关系如何？、何谓沉积相？何谓沉积环境？二者关系如何？ 2、何谓岩相古地理，试解释其含义？、何谓岩相古地理，试解释其含义？ 3、何谓相序基本法则、何谓相序基本法则(或称相变规律、或沃尔索法或称相变规律、或沃尔索法 则则)？并说明它在相分析中的应用？并说明它在相分析中的应用？ 4、何谓相模式？它有那四方面的作用？它是如何建、何谓相模式？它有那四方面的作用？它是如何建 立的？它与沉积环境、沉积相有何关系？立的？它与沉积环境、沉积相有何关系？ 5、沉积相以自然地理环境为依据，划分出哪些相组、沉积相以自然地理环境为依据，划分出哪些相组 和相？和相

2、？ 6、沉积相划分几级？目前油气勘探与开发中重点是、沉积相划分几级？目前油气勘探与开发中重点是 那级相？为什么？那级相？为什么？ 第十四章第十四章 碎屑岩沉积相碎屑岩沉积相 Sedimentary facies of clastic rocks 教材第教材第1622章章 刘宝珺、曾允孚主编，刘宝珺、曾允孚主编，1985，岩相古岩相古 地理基础与工作方法地理基础与工作方法，地质出版社。，地质出版社。 第一节第一节 沉积相的概念及其分类沉积相的概念及其分类 Concepts and classification of sedimentary facies 教材第教材第16章，章，P 229233

3、一、基本概念一、基本概念 1、环境、环境environment 自然地理环境自然地理环境地球表面划分出的不同的地球表面划分出的不同的 地理景观单位，如山脉、河流、湖泊、沙漠、地理景观单位，如山脉、河流、湖泊、沙漠、 海洋等。海洋等。 沉积环境沉积环境物质沉积时的自然地理环境。物质沉积时的自然地理环境。 塞利塞利(Selly, 1976)的定义是：的定义是：“在物理上，在物理上， 化学上和生物学上均有别于相邻地区的一块表化学上和生物学上均有别于相邻地区的一块表 面面”。 沉积环境示意图沉积环境示意图 沉积环境的特征包括下列方面：沉积环境的特征包括下列方面： 自然地理条件自然地理条件：海、陆、河、

4、湖、沼泽、冰：海、陆、河、湖、沼泽、冰 川、沙漠等。川、沙漠等。 气候条件气候条件：干、湿、冷、热等。：干、湿、冷、热等。 大地构造条件大地构造条件：大地构造位置、构造运动强：大地构造位置、构造运动强 度等。度等。 沉积介质的物理条件沉积介质的物理条件：介质的性质、运动方：介质的性质、运动方 式、能量大小、水介质的温度、深度等。式、能量大小、水介质的温度、深度等。 沉积介质的地球化学条件沉积介质的地球化学条件：盐度、：盐度、Eh、PH值值 等。等。 古环境古环境古代曾经出现过的环境古代曾经出现过的环境(地球的一块表面地球的一块表面) 2、相、相facies 相相最早由丹麦地质学家最早由丹麦地质

5、学家斯丹诺斯丹诺(N.Steno, 1669)引引 入地质文献，认为相是一定地质时期内地表某一部分入地质文献，认为相是一定地质时期内地表某一部分 的全貌。的全貌。 1838年瑞士地质学家年瑞士地质学家格利斯利格利斯利(A. Gressly)在阿在阿 尔卑斯的研究中，首先采用尔卑斯的研究中，首先采用“相相”表示表示岩石单位岩石单位，他，他 认为具有相同的岩石学特点和古生物学特点的岩石单认为具有相同的岩石学特点和古生物学特点的岩石单 位，才能作为一个相。位，才能作为一个相。 一百多年来，相的含义有过许多变化，学者一百多年来，相的含义有过许多变化，学者 们对相有着各自不同的理解，至今没有统一起来。们

6、对相有着各自不同的理解，至今没有统一起来。 关于相的定义，归纳起来主要有关于相的定义，归纳起来主要有三种三种理解。理解。 相就是环境相就是环境 这种观点，以前苏联学者任竹日尼科夫为代表这种观点，以前苏联学者任竹日尼科夫为代表 (1957)，他的定义是：，他的定义是：相乃是一定岩层的生成和沉积相乃是一定岩层的生成和沉积 环境环境，这个环境是根据岩性特征、生物化石、地球化，这个环境是根据岩性特征、生物化石、地球化 学差异和其它特征推断出来的。学差异和其它特征推断出来的。 按照这种理解，可把相划分为按照这种理解，可把相划分为“海相海相”、“陆陆 相相”、“三角洲相三角洲相”等。等。 目前采用这种用法

7、的人比较少。目前采用这种用法的人比较少。 相是具有一定特征的岩石组合相是具有一定特征的岩石组合 这种观点接近于格列斯列的原意。这种观点接近于格列斯列的原意。 布拉特布拉特(Blatt, 1972)将相定义为将相定义为“具有某些特征具有某些特征 的沉积物组合的沉积物组合”。 塞利塞利(Selly, 1976)把相定义为把相定义为“沉积环境的古代沉积环境的古代 产物，亦即专指环境的产物，亦即专指环境的”物质表现。物质表现。 鲁欣鲁欣(1953)“相就是能表明沉积条件的岩性特征相就是能表明沉积条件的岩性特征 和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成

8、 条件的物质表现。条件的物质表现。 成都地质学院成都地质学院曾允孚教授曾允孚教授等认为等认为“沉积相即沉沉积相即沉 积环境的物质表现积环境的物质表现”。 相是沉积特征及其生成环境的综合相是沉积特征及其生成环境的综合 以以石油大学石油大学为代表。把为代表。把相相理解为理解为沉积环境及在沉积环境及在 该环境中形成的沉积岩该环境中形成的沉积岩(物物)特征的综合特征的综合。 鲁欣鲁欣1958年的定义为年的定义为“相是沉积物特征及其生成相是沉积物特征及其生成 环境的总和环境的总和”。 这一学派试图提出一个更全面的相的概念，他这一学派试图提出一个更全面的相的概念，他 们的相概念中既包括环境的内容，又包含沉

9、积特征的们的相概念中既包括环境的内容，又包含沉积特征的 内容。内容。 但在具体应用时怎样把环境和沉积特征两方面但在具体应用时怎样把环境和沉积特征两方面 综合起来，并没有很好解决。综合起来，并没有很好解决。 他们提出的相分类表实际上还是环境分类。他们提出的相分类表实际上还是环境分类。 关于关于相的命名相的命名原则，里丁原则，里丁(H.G.Reading, 1978)等认为，相的名称可根据不同情况，分等认为，相的名称可根据不同情况，分 别按沉积环境、沉积特征或沉积作用来命名。别按沉积环境、沉积特征或沉积作用来命名。 按环境命名按环境命名的很多，如的很多，如“海相海相”、“河河 流相流相”、“湖泊相

10、湖泊相”等。等。 按沉积特征命名按沉积特征命名，如，如“交错层砂岩相交错层砂岩相”、 “笔石页岩相笔石页岩相”等。等。 按沉积作用命名按沉积作用命名的有的有“浊积相浊积相”、“冲冲 积相积相”等。等。 3、相标志、相标志facies markers 相标志相标志最能反映沉积相的一些标志。最能反映沉积相的一些标志。 岩性特征岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、：岩石的颜色、成分、结构、 构造、岩石类型及其组合构造、岩石类型及其组合 古生物特征古生物特征：生物的种属和生态：生物的种属和生态 地球化学特征地球化学特征 沉积岩特征沉积岩特征 沉积岩特征的这些要素是相应各种环境沉积岩特征的这些要素是相应各

11、种环境 条件的物质记录，通常也称相标志。条件的物质记录，通常也称相标志。 注意：沉积岩特征与沉积环境的关系注意：沉积岩特征与沉积环境的关系 4、岩相、岩相Lithofacies 一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合。一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合。 前述第二学派的前述第二学派的“相相” 前述第三学派前述第三学派“沉积相沉积相”的主要组成部分的主要组成部分 指古代的地理景观，或古代环境。指古代的地理景观，或古代环境。 5、古地理、古地理Palaeogeography 岩相古地理研究岩相古地理研究即指有关岩相和古环境方即指有关岩相和古环境方 面的研究。面的研究。 6、相序递变、相序递变 沉积相在

12、时间上和空间上发展变化的有序沉积相在时间上和空间上发展变化的有序 性。性。 相序连续性原理相序连续性原理(相序递变规律相序递变规律) (Walther, 1894)只有那些没有间断的，现在能看到的只有那些没有间断的，现在能看到的 相互邻接的相和相区，才能重叠在一起相互邻接的相和相区，才能重叠在一起。 只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育 着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间 断。断。 沃尔索相律示意图沃尔索相律示意图 7、沉积相模式、沉积相模式Sedimenary facies model 以相序递变规律为以相序递

13、变规律为基础基础，以现代沉积环境和沉，以现代沉积环境和沉 积物特征的研究为积物特征的研究为依据依据，从大量的研究实例中，对沉，从大量的研究实例中，对沉 积相的发育的演化加以高度的积相的发育的演化加以高度的概括概括，归纳出带有普遍，归纳出带有普遍 意义的意义的沉积相的空间组合形式沉积相的空间组合形式。 Potter和和Pettijohn(1963)认为认为“沉积模式实质上沉积模式实质上 是描述了再现的沉积作用的面貌是描述了再现的沉积作用的面貌”。 Walker(1978)认为沉积相模式乃是对沉积特征认为沉积相模式乃是对沉积特征 的一种全面的概括。的一种全面的概括。 刘宝珺等认为这种概括包括两个方

14、面：一是其刘宝珺等认为这种概括包括两个方面：一是其 特征的概括，二是对其形成机理的概括。因此，模式特征的概括，二是对其形成机理的概括。因此，模式 是具有解释性的。是具有解释性的。 相模式和相标志是相模式和相标志是恢复恢复和和再现再现古代沉积环古代沉积环 境的境的两个重要手段两个重要手段和和钥匙钥匙。 Walker(1976)认为，标准相模式应起到四方面认为，标准相模式应起到四方面 的作用：的作用： 从比较的目的来说，它必须起到一个从比较的目的来说，它必须起到一个标准的作用标准的作用 对进一步观察来说，它必须起到对进一步观察来说，它必须起到提纲和指南的作用提纲和指南的作用 对新的研究地区来说，它

15、必须起到对新的研究地区来说，它必须起到预测的作用预测的作用 对于所代表的环境或系统的水动力学解释来说，对于所代表的环境或系统的水动力学解释来说， 它必须起一个它必须起一个基础的作用基础的作用 相模式的表示方法相模式的表示方法: 直观模式（直观模式（visual models） 实际模式（实际模式（actual models） 静态模式（静态模式（static models） 动态模式（动态模式（dynamic models） 比拟实验模式（比拟实验模式（scaled models） 数学模式（数学模式（mathematical models） 沉积相模式是沉积相模式是60年代沉积学上的年代沉积

16、学上的最大突破之一最大突破之一， 沉积模式不仅很好地揭示了沉积作用的规律性，而且沉积模式不仅很好地揭示了沉积作用的规律性，而且 可以预测矿床的分布，在石油勘探中有重要意义。可以预测矿床的分布，在石油勘探中有重要意义。 二、沉积环境和沉积相的分类二、沉积环境和沉积相的分类 1、沉积环境的分类沉积环境的分类 按照大的自然地理区划，可分出按照大的自然地理区划，可分出 关于过渡环境有两种解释和划分法：关于过渡环境有两种解释和划分法：按位置按位置 进行划分，进行划分，按作用营力进行划分。按作用营力进行划分。 从沉积学的角度，当然应强调作用营力。从沉积学的角度，当然应强调作用营力。 大陆环境大陆环境 海陆过渡环境海陆过渡环境 海洋环境海洋环境 刘宝珺院士刘宝珺院士 关于沉积环关于沉积环 境的分类境的分类 2、沉积相的分类沉积相的分类 第二种学派第二种学派(物质表物质表 现派现派)认为无法作出满意的认为无法作出满意的 相的分类，因此他们只提出相的分类，因此他们只提出 环境的分类表，而不对沉积环境的分类表，而不对沉积 相进行分类，只是指出典型相进行分类，只是指出典型 的相与环境的对应关系。的相与环境的对应关系。 残积相 山麓洪积相 河流相 湖泊相 沼泽相 沙漠相 陆相组 冰川相 三角洲相 海陆过渡相