沉积学复习(精品)

1、沉积作用沉积作用(Sedimentary Processes)(Sedimentary Processes) 物理作用(Physical Processes),生物作用(Biological Processes),化学作用(Chemical Processes)沉积构造沉积构造(Sedimentary Structure)(Sedimentary Structure) 物理构造(Physical Structure),生物构造(Biological Structure),化学构造(Chemical Structure) （2）流态（）流态（Flow Regime)弗劳德常数弗劳德常数 Frou

2、de number (F):F =VV g g . . d d v: 流速（velocity of flow） g: 重力加速度（gravitational acceleration） d: 水深（depth of water） 低流态低流态（Lower flow regime），），F1，即是一种水浅流急的流动状态，水体搬运能力大，水面波动和沉积物表面的起伏同相。 （2）底形（）底形（Bedforms) 底形是水流作用在水底沉积物表面所形成的各种外形。底形与流态之间有密切的关系，随水流动态的变化，底形发生有规律的变化。大部分沉积构造（各种波痕、层理）是由于底形的迁移而形成的。 ，随着水流动态

3、变强（F值增加），底形出现的次序为：下平底（lower plane bed，没有颗粒移动)小波痕（small ripples） 小波痕叠加的大波痕（megaripples superimposed ）大波痕（ mega ripples） 随着水流动态变强（F值增加），波痕的脊由直线变为波状和舌形。 ，底形不稳定，主要是被冲刷的大波痕。 ，常见的底形为上平底（ upper plane bed）和逆行沙丘 (antidunes）。重力流（重力流（Gravity Flow） 通常称为高密度流通常称为高密度流(dense flow), 在重力作用下，沉在重力作用下，沉积物不稳定而移动积物不稳定而移动带

4、动水介质运动带动水介质运动水介质与沉积物充水介质与沉积物充分混合，进而形成富含沉积物的流体分混合，进而形成富含沉积物的流体 按照沉积物的支撑机理，重力流可分为四种类型： （Turbidity current）：）： 流体内的沉积物由湍流的向上分力所支撑，并使沉积物持续地悬浮于流体中。 （ Liquefied flow）：）：沉积物颗粒间孔隙流体的向上流动而支撑沉积物。在富含液体（水）的松散沉积物中，当孔隙流体压力超过静水压力时，颗粒保持悬浮状态，就象流沙一样。 （ Grain flow）：）：由于沉积物颗粒之间的相互碰撞作用而支撑颗粒呈悬浮状态，在重力作用下流动。 （Debris flow）:

5、 基质支撑沉积物颗粒，使砂、砾级悬浮于其中而在重力作用下进行搬运。重力流类型（按颗粒支撑机理）重力流类型（按颗粒支撑机理）（Middleton and Hampton, 1976)Middleton and Hampton, 1976)碎屑流颗粒流液化流浊流基质力颗粒相互作用液体向上流动湍流末端浊积岩根部浊积岩再沉积砾岩某些滑塌浊积岩砾状泥岩重力流的形成与演化示意图（重力流的形成与演化示意图（Walker, 1978)二、沉积物颗粒二、沉积物颗粒（ Sediment grains） 当流体流动所产生的上举力与牵引力超过沉积物颗粒的重力和吸附力时，颗粒开始移动。在细粒沉积物中，颗粒主要受吸附力的

6、作用；在粗粒沉积物中，颗粒主要受重力的作用。细粒沉积物中颗粒的启动速度比粗粒沉积物中颗粒的启动速度大；但细粒颗粒的沉降速度比粗颗粒的沉降速度小。直径（mm）平均速度（cm/s）侵侵蚀区沉积区沉积区搬运区搬运区沉积物颗粒侵蚀、沉积物颗粒侵蚀、搬运与沉积间的搬运与沉积间的关系关系（Hjulstrm, 1939)波痕（波痕（Ripple marks） 对称指数（对称指数（symmetry index）：）：向流面与背流面水平投影之比。 波痕指数（波痕指数（ripple index）：）：波长与波高之比。 波痕内部构造（波痕内部构造（Internal structure of a ripple）:底积

7、层（ Bottomset ）； 前积层（ Foreset ）；向流面纹层（Stosside). 波痕内部结构波痕内部结构(Structure of a ripple) 波痕的分类： 波痕按成因分为：水流波痕、波浪波痕、风成波痕、干涉波痕与孤立波痕； 按规模可分为：小型波痕、大型波痕与巨型波痕。三种成因类型波痕对比三种成因类型波痕对比 类型特征水水流流波波痕痕波波浪浪波波痕痕风风成成波波痕痕形形态态RI15,SI3.8RI15,SI1, S1.5)网状河网状河Anastomosing Stream（多河道，高曲度（多河道，高曲度 BP1, S1.5）河流体系河流体系Fluvial System上

8、游上游(Upper Reach) 中游中游(Middle Reach) 下游下游(Lower Reach)Introduction一、河流类型一、河流类型S:S: 弯曲度，河道长度与河谷长度之比弯曲度，河道长度与河谷长度之比 BP:BP: 分叉指数，单位波曲波长河道中沙坝的数目分叉指数，单位波曲波长河道中沙坝的数目河道类型及其流态和负载特征示意图（河道类型及其流态和负载特征示意图（after Galloway,1983)对比参数对比参数辫状河辫状河曲流河曲流河网状河网状河河道稳定性河道稳定性不稳定、游不稳定、游荡荡较稳定、逐渐迁较稳定、逐渐迁移、裁弯截直移、裁弯截直稳定稳定河道弯曲度河道弯曲度

9、低弯曲低弯曲高度弯曲高度弯曲中等弯曲中等弯曲河道宽深比河道宽深比最大最大（宽而（宽而浅）浅）较小较小最小最小（窄而深）（窄而深）河道坡降河道坡降最大最大较小较小最小最小流量变化流量变化最大最大较大较大较小较小负载类型负载类型底负载为主底负载为主混合负载混合负载悬浮负载悬浮负载沙坝类型沙坝类型心滩发育心滩发育边滩发育边滩发育沙坝不发育沙坝不发育天然堤天然堤不发育不发育发育发育极发育极发育洪泛盆地洪泛盆地不发育不发育较发育较发育极发育极发育（沼泽）（沼泽）不同类型河道环境特征对比不同类型河道环境特征对比( (据据AllenAllen，1964)1964)曲流河沉积的标准垂向模式曲流河沉积的标准垂向

10、模式辫状河沉积的标准垂向模式辫状河沉积的标准垂向模式1、定义（、定义（Definition）：）： 由于冲积扇直接提供物源，在盆地边缘的水上和水下部分所形成的碎屑沉积体。 近源短程河流供给； 直接与冲积扇过渡； 水上部分为冲积扇。 4 4、扇三角洲的识别标志、扇三角洲的识别标志扇三角洲通常发育在盆地陡坡带或同沉积边界断裂的下降盘；扇三角洲一般沿沉积盆地的短轴方向生长（即垂直盆地的长轴方向；重力流沉积较为普遍，近物源发育碎屑流沉积，洪水浊流和滑塌重力流沉积靠近盆地内部；扇三角洲沉积物通常较粗，分选、磨圆较差；A.扇三角洲沉积物可以直接与深水泥岩和烃源岩相接。河流作用和海水作用与三角洲形态河流作用

11、和海水作用与三角洲形态（据斯克拉顿，（据斯克拉顿，19601960） 河控三角洲层序较为典型和完整，河控三角洲层序较为典型和完整，明显表现为明显表现为一个反旋回序列一个反旋回序列，即向上变，即向上变粗的沉积序列。粗的沉积序列。 下部（下部（Lower partLower part）：）： 即底积层即底积层（前三角洲），由深灰色水平纹理、块（前三角洲），由深灰色水平纹理、块状层理泥岩与粉砂岩组成，发育丰富的状层理泥岩与粉砂岩组成，发育丰富的生物潜穴和生物扰动构造。生物潜穴和生物扰动构造。 中部（中部（Middle partMiddle part）：）：即前积层即前积层（三角洲前缘），主要由河口坝

12、和远沙（三角洲前缘），主要由河口坝和远沙坝组成，此外还发育水下分支流河道与坝组成，此外还发育水下分支流河道与席状砂。自下而上由水平纹理、波状交席状砂。自下而上由水平纹理、波状交错层理粉砂岩与泥岩（远沙坝沉积物）、错层理粉砂岩与泥岩（远沙坝沉积物）、板状交错层理砂岩、平行层理砂岩、板状交错层理砂岩、平行层理砂岩、“S S”形纹层砂岩（河口坝沉积物）组成形纹层砂岩（河口坝沉积物）组成 上部（上部（Upper partUpper part）：）： 即顶积层即顶积层（三角洲平原），由分支流河道、沼泽、（三角洲平原），由分支流河道、沼泽、分支流间湾沉积组成。总体上表现为多分支流间湾沉积组成。总体上表现为

13、多个正旋回复合序列。个正旋回复合序列。典型河控三角洲序列典型河控三角洲序列河河控控三三角角洲洲序序列列潮潮控控三三角角洲洲序序列列河口坝河口坝三角洲平原三角洲平原前三角洲前三角洲线状沙脊线状沙脊潮道沉积潮道沉积前三角洲前三角洲理想湖泊相模式与实际相分布对比理想湖泊相模式与实际相分布对比理想湖泊分布样式：环带状分布模式（机械分异）理想湖泊分布样式：环带状分布模式（机械分异） 湖岸湖岸湖泊中心：砂砾岩带湖泊中心：砂砾岩带砂岩带砂岩带沙质泥岩带沙质泥岩带泥岩带泥岩带Steep zoneGentle zoneCenter zoneFDTBD: DeltaFD: FandeltaTB: Turbidit

14、y bodyCoarse clastic sediment distribution in fault-depression open lake basinLake level（湖平面）D沉积岩石学标志：沉积岩石学标志： 岩石类型和矿物成分： 自生矿物、重矿物，反映构造状况和古气候条件 沉积结构： 杂基，粒度分布特征概率累积、离散图，C-M图 沉积构造： 介质动力条件和流体性质，层理与层面构造古生物和古生态标志：古生物和古生态标志： 确定沉积时环境、水深、盐度，生物遗迹化石资料地球化学标志：地球化学标志： 岩石或生物介壳中的的微量元素、同位素以及有机地化资料解释环境 q沉积环境的识别标志沉积环

15、境的识别标志剖面层序分析：剖面层序分析： 综合研究岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列是环境分析最重要的方法。 不同沉积环境产物在剖面上的变化序列不同，河流粒度向上变细，大型交错层理和平行层理为主向上变为沙纹层理及水平波状层理，三角洲沉积恰恰相反。q其它环境识别方法其它环境识别方法第二节 大陆沉积环境 大陆环境的沉积条件比较复杂，沉积物多样化，在时间上和空间上相变也快。沉积介质：水、大气和冰川；介质动力条件：单向流水为主，风、冰川和波浪沉积物：碎屑岩为主，自砾岩到泥岩均有，而碳酸盐岩及其它内源岩相对较少。大陆沉积区距物源区较近，与母岩关系密切，搬运不远，故不稳定组分较多生物化石：陆上动物、淡

16、水动物和植物，大量植物是大陆环境所特有 沉积环境：冲积环境最常见，其次湖泊环境，再次为沼泽、沙漠、冰川环境q 大陆环境的一般特征大陆环境的一般特征 第四节 海洋陆源碎屑沉积环境一般特征 介质动力条件以波浪、潮汐和海流为主，水单向和振荡运动 分四种沉积环境： (1)海岸环境位于浪基面以上的陆棚最上部； (2)浅海陆棚环境浪基面到陆棚边缘，水深小于200m； (3)半深海环境大致相当于大陆坡，水深为2002500m； (4)深海(大洋盆地)环境水深超过2500m海洋陆源碎屑沉积环境海岸沉积环境分类 根据海岸地貌可分为无障壁海岸和有障壁海岸两大类 沿岸是否发育有障壁地形，岛屿、沙坝、介壳摊、生物礁等

17、 有障壁海岸可划分：障壁岛及其后方的泻湖和潮坪，障壁岛 外的海滩以及河口等亚环境 无障壁海岸：沿岸海底坡度较陡时会出现海滩，海底坡度很 缓时出现潮坪，具有河口亚环境 海滩是波浪起主导作用，潮坪是潮汐起主导作用的海岸环境 河口为河流作用较弱而潮汐作用较强的沉积环境 障壁岛由海滩沉积物加积而成 泻湖为与广海连通性很差的水体石灰岩的结构分类石灰岩的结构分类 灰泥灰泥含量含量颗粒颗粒含量含量(%)颗粒颗粒晶晶粒粒生生物物格格架架内碎屑内碎屑生物生物颗粒颗粒鲕粒鲕粒球粒球粒石灰岩石灰岩藻粒藻粒颗颗粒粒灰灰泥泥石石灰灰岩岩(1颗颗粒粒石石灰灰岩岩(2)颗粒颗粒石灰岩石灰岩10 9025 75 50 50

18、75 25 90 10内碎屑内碎屑石灰岩石灰岩生粒生粒石灰岩石灰岩鲕粒鲕粒石灰岩石灰岩球粒球粒石灰岩石灰岩藻粒藻粒石灰岩石灰岩晶晶粒粒石石灰灰岩岩 生生物物格格架架礁礁石石灰灰岩岩含灰泥含灰泥颗粒颗粒石灰岩石灰岩含灰泥含灰泥内碎屑内碎屑石灰岩石灰岩含灰泥含灰泥生粒生粒石灰岩石灰岩含灰泥含灰泥鲕粒鲕粒石灰岩石灰岩含灰泥含灰泥球粒球粒石灰岩石灰岩含灰泥含灰泥藻粒藻粒石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质颗粒颗粒石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质内碎屑内碎屑石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质生粒生粒石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质鲕粒鲕粒石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质球粒球粒石灰岩石灰岩灰泥质灰泥质藻粒藻粒石灰岩石灰岩颗粒颗粒质石质石灰岩灰岩颗粒

19、质颗粒质灰泥灰泥石灰岩石灰岩内碎屑质内碎屑质灰泥灰泥石灰岩石灰岩生粒质生粒质灰泥灰泥石灰岩石灰岩鲕粒质鲕粒质灰泥灰泥石灰岩石灰岩球粒质球粒质灰泥灰泥石灰岩石灰岩藻粒质藻粒质灰泥灰泥石灰岩石灰岩含颗含颗粒石粒石灰岩灰岩含颗粒含颗粒灰泥灰泥石灰岩石灰岩含内碎屑含内碎屑灰泥灰泥石灰岩石灰岩含生粒含生粒灰泥灰泥石灰岩石灰岩含鲕粒含鲕粒灰泥灰泥石灰岩石灰岩含球粒含球粒灰泥灰泥石灰岩石灰岩含藻粒含藻粒灰泥灰泥石灰岩石灰岩无颗无颗粒石粒石灰岩灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩灰泥灰泥石灰岩石灰岩 7.灰泥石灰岩以灰泥组分为主 。沉积水动力条件很弱 常与球粒石灰岩、粉屑石灰岩共生 二、白云化交代结构及交代成因白云石的特点二、白云化交代结构及交代成因白云石的特点 （一）白云化（交代）结构 后来的白云石晶体交代原先的各种结构组分，如交代内碎屑、鲕粒、生粒等。 （二）交代成因白云石的特点 1. ，多在粉晶以上； 2.，多呈半自形或自形； 3.，有较污浊的核心，有