16沉积相.ppt

1、第十五章,沉 积 相,有关概念,沉积相是指一定的沉积环境及其在该环境中沉积的沉积岩(物)特征的综合 沉积环境系由一系列环境条件所限定，包括：自然地理条件气候条件构造条件沉积介质的物理条件介质的地球化学条件,沉积岩特征包括岩性特征(如岩石类型、颜色、物质成分、结构、构造、岩性组合等) 、古生物特征(如生物的属种和生态、生物遗迹等)以及地球化学特征 沉积岩特征的这些要素是相应各环境条件的物质记录，是我们进行沉积相分析的物质基础，也就是我们通常所说的相标志,相在时间上和空间上发展变化的有序性称相序递变 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断。这就是通常所说的相

2、序连续性原理或相序递变规律。有人也称沃尔索相律,以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据，从大量的研究实例中 ，对沉积相的发育和演化加以高度概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式，称为相模式 相分析，就是根据“将今论古”的现实主义原则，运用比较岩石学的方法，根据沉积岩的各种特征即相标志来分析形成时的各种环境条件，从而最终达到恢复古地理的目的,相 的 分 类,关于沉积相的分类方案众多 冯增昭等根据沉积岩原始物质不同，分为碎屑岩沉积相和碳酸盐沉积相 碎屑岩沉积相的分类通常以沉积环境中占主导地位的自然地理条件为主要依据，并综合沉积特征和其它沉积条件进行划分 碳酸盐岩沉积相

3、的分类则根据自然地理条件及能量特点等，分成不同的相带,碎屑岩沉积相的分类,碎屑岩沉积相,陆相组 洪积相（冲积扇）、河流相、湖泊相 过度相组 三角洲相、 海相组 滨岸相、浅海陆棚相,山麓一洪积相,出现于大陆区的山前带，常环绕山脉沿山麓大面积分布 在干热气候条件下，地壳升降运动较强烈地区，风化、剥蚀作用剧烈，形成的产物被山区的暂时性水流（雨水或洪水）或山区河流带走。当水流流出山口，地形坡度急剧变缓，水流向四方散开，流速骤减，碎屑物质大量沉积，形成锥状或扇状堆积体，称为洪积锥或洪积扇 它具有山区河流冲积成因的特点，故又称为冲积扇。大型冲积扇又称干三角洲,随着冲积扇的发展，其范围逐渐扩大，山前的冲积扇

4、彼此逐渐联结起来，并掩埋和充填了山前的坡积和坠积物，形成了环绕山脉的山麓洪积相 山麓洪积相的形成和发展受自然地理、气候条件和地壳升降运动等因素的制约。造山作用越强、地形高差越大、气候，越干旱，山麓洪积相就越发育,冲积扇相的鉴别标志,岩石类型及成分冲积扇中的碎屑成分完全承袭附近物源区母岩的成分 扇根靠近山口，主要沉积物为碎屑流形成的混杂砾岩或含砾泥岩，以及河道沉积的颗粒支撑砾岩 扇中为辫状河发育区，沉积物主要为河道砂、砾岩 扇端和侧缘主要为洪水漫流沉积的砂、粉砂和泥质沉积物,结构构造粒级分布从泥、砂到巨砾。砾和砂的含量很高，分选和磨圆均差 扇根呈相应的杂乱块状构造和洪积层理 扇中辫状河发育区，河

5、道砂砾中出现大型的多层系的交错层理 扇端和侧缘可见波状和水平层理和块状层理,生物化石 一般无生物化石 剖面结构及砂体形态 冲积扇体在垂向剖面上略显向上变细的正韵律，底有冲刷面 扇体横剖面呈底平顶凸的透镜体，纵剖面呈底平顶微凹的楔状体。从山口向外，扇体的厚度和砂砾层的单层厚度均有由厚变薄，组成物质有由粗变细、分选性变好和泥质含量增多等变化趋势,河流相,现代河流类型按河道形态、分岔参数和弯度可分为平直河、曲河流、辫状流、网状河 平直河弯度小、弯度指数(弯度指数=河道长度/河谷长度) 1.5，主要分布于河流的中下游地区 辫状流为多河道，而且多次分叉和汇聚构成辫状，河道宽而浅，弯曲度小 由于河道不稳定

6、，经常改道迁移，故又叫游荡性河 主要发育在河流中下游，这种河流能发育在洪积扇上和冰水地区 网状河具弯曲的多河道特征，河道窄而深，顺流向下呈网结状 多发育在河流的中、下游地区,河流沉积环境 （曲流河为例）,根据现代河流发育的地貌特征，将曲流河环境进一步划分出河道、堤岸、河漫、牛轭湖等次级环境,河床滞留沉积 从上游搬运来的以及就地侵蚀下来的物质，细粒被冲走而粗粒物质被留下成为滞留沉积 成分以陆源砾石为主，成分复杂，有少量泥砾，砂很少 砾石呈叠瓦状排列，一般厚度不大，常成透镜体位于河道深水处,边滩沉积 为蛇曲河所特有，是河流迁移和弯曲过程中在河弯内侧形成的侧向加积物 以砂为主，混有砾、粉砂和粘土；有

7、的以砾石沉积为主 成分复杂，成熟度低，常含有植物树干和碎片 层理以大型交错层理为主，尤其以板状交错层理最发育，还有平行层理及槽状交错层理。边滩上部可出现沙纹层理,心滩（河道砂坝）沉积 辫状河特点是发育一系列心滩 心滩沉积物比较粗，常为砾石和粗砂，有时常夹细砂和粉砂层 岩石成熟度更低 层理类型多样，以发育大型槽状交错层理为特征，也有板状交错层理及平行层理，也有逆行沙波交错层理,天然堤（堤岸）沉积 这是在洪水期河水漫越河岸时所携带的沉积物堆积而成，在蛇曲河中要比网状河为发育 沉积物主要为粉砂和泥，两者常呈薄互层 层厚：几厘米到几十厘米 砂层具沙纹层理 可含植物碎片及植物根，具干裂、虫迹等 决口扇

8、洪水期洪水可冲决天然堤，在天然堤靠洪泛平原一侧的斜坡上形成舌状决口扇沉积，剖面上呈透镜体，厚度从十几厘米到几米 牛轭湖转化成为湖相沉积类型,河流相的鉴别标志,岩石类型及成分 以碎屑岩为主 在碎屑岩中，又以砂岩和粉砂岩为主，砾岩多出现在山区河流和平原河流的河床沉积中 碎屑岩的成分复杂，不稳定组分高，成熟度低 泥质胶结者居多,结构构造 沉积物以砂、粉砂为主 分选差至中等 层理发育，但以板状和大型槽状交错层理为特征，细层倾斜方向指向砂体延伸方向 在河流沉积的剖面上，大型板状、槽状交错层理发育在下部，小型者发育在上部，波状层理发育在剖面顶部 常见流水不对称波痕 砾石呈叠瓦状排列，扁平面倾向上游。 底部

9、常具明显的侵蚀、切割及冲刷构造，并常含泥砾及下伏层的砾石,生物化石 一般无动物化石，可有植物碎片及硅化木 剖面结构及砂体形态 自下而上表现出下粗上细的间断性正韵律或正旋回。每个旋回底部发育有明显的底冲刷现象,湖泊相,按含盐度可分为淡水湖、微咸水湖、咸水湖和盐湖 按沉积物类型可分为碎屑型和化学型 按与海水关系可分内陆型、近海或滨海型， 按成因可分为构造湖（为断陷溯和沉陷湖）、河成湖、火山口湖、冰蚀湖和冰川湖 上述分类中以构造成因、潮湿气侯条件下的淡水湖泊最重要，主要沉积物以碎屑岩为主 淡水碎屑湖泊相的亚相类型进一步分为湖泊三角洲、滨湖、浅湖、半深湖和深湖亚相,密歇根湖,三角洲亚相分为顶积层、前积

10、层和底积层,顶积层 河流入湖浅水地带，沉积最粗，以砂质为主，发育小型交错层理。砂岩呈透镜体，生物碎片少 前积层 三角洲的主体，比顶积层细，以粉砂和细砂岩为主，分选好，交错层理少，以快速沉积形成的块状层理和粒序层理为主。有强烈的生物扰动构造，砂体呈透镜状。 底积层 加厚的浅湖沉积，粒度细，主要为粉砂和泥。水平层理为主。生物碎屑多,滨湖亚相 位于洪水期和枯水期水面之间 水动力较复杂，有拍岸浪和回流作用，有浅水的氧化作用 因物质供应不同而有砾滩、砂滩和泥滩 砂滩可有斜层理和交错层理）见有螺蚌碎片。泥滩主要是水平层理，有泥裂、雨痕、垂直虫孔及生物扰动构造，植物碎片等,浅湖亚相 位于枯水面以下和波基面以

11、上浅水地带 以粘土岩、粉砂岩为主，有少量化学岩 物源充足时有较多细砂岩，分选和圆度较好 层理以水平层理、波状层理为主，有时有小型交错层理。砂泥岩交互时有透镜状层理 化石丰富、保存好,半深湖亚相 位于波基面以下较深处为缺氧的弱还原，还原环境 波浪作用弱 以粘土岩为主夹有粉砂岩和化学岩。富含有机质，常为灰色、深灰色泥、页岩 水平层理为主，间有微细波状层理 化石丰富，浮游生物为主,深湖亚相 位于波基面以下静水区，无波浪作用影响，一般大型湖泊都在2030米水深以下，为还原环境 深湖沉积主要为黑色或深灰色的泥岩和页岩，有时夹灰岩、泥灰岩和油页岩 有机质含量高，化石种属单调但数量多，主要是浮游和游泳生物如

12、介形虫和鱼化石 微细水平层理或韵律层理,湖泊相的主要鉴别标志,岩石类型及成分 以粘土岩、砂岩和粉砂岩为主。砾岩少见，仅分布于滨湖地区 砂岩一般比海相者复杂，各种类型都有出现，与河流相相比，矿物成熟度高，石英含量可达70%以上 粘土岩在碎屑湖泊中广泛分布，且由湖岸向中心增多。形成于深水还原环境的湖相粘土岩常含丰富的有机质，成为良好的生油岩系 碎屑湖泊沉积中也可出现类型多样的化学岩和生物化学岩，如石灰岩、泥灰岩、硅藻土、油页岩,结构构造 砂岩的粒度较河流相细，分选也较好，结构成熟度较高 层理类型多样，但以水平层理最为发育。有时亦为块状层理。在近岸地区可见交错层理、斜波状层理等 湖泊相中波痕发育，对

13、称波痕和不对称波痕，但其波峰的走向绝大多数与滨岸平行 可见雨痕、泥裂和生物搅动构造,生物化石 化石丰富是碎屑湖泊沉积的重要特征 常见的生物种类有介形虫、瓣鳃类、腹足类、叶肢介及鱼类 藻类也是湖泊中较常发育的生物，而轮藻为淡水环境所特有 陆生植物的根、茎、叶、孢子花粉等的大量出现也是湖相的重要特征,剖面结构及砂体形态 碎屑湖泊沉积多出现由深湖至滨湖的下细上粗的反旋回层序，以此区别于下粗上细的间断性正旋回的河流相沉积 碎屑湖泊沉积中储集砂体发育，类型众多，主要有湖泊三角洲砂体、扇三角洲砂体、水下冲积扇砂体、滨浅湖滩坝砂体、浊积砂体等 分布广、厚度大、近油源、粒度适中、生储盖组合配套，为油气储集的良

14、好场所,三角洲相,指河流与海洋或湖泊的汇合处所形成的锥形沉积体，通常所称的三角洲大都是指海洋三角洲，它是河流流水与海洋波浪和潮汐共同作用的产物。规模可自数平方公里到几千平方公里 根据河流、波浪和潮汐三种作用的相对强度可分为 河流作用为主的三角洲呈伸长状（或称鸟足状），最典型的是美国密西西比河三角洲 波浪作用占优势的则三角洲呈尖头状（或称嚎状），如法国的罗纳河三角洲 潮汐作用占优势，则三角洲发育一系列潮汐砂坝和沿岸潮坪，珠江三角洲,可划分出三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲 不同类型三角洲的亚相特点有所不同，主要介绍河流作用为主的三角洲相特点 三角洲平原亚相 三角洲的陆上部分，其中包括分支河道、天

15、然堤、决口扇、湖泊和沼泽等微相 分支河道相的底部常见冲刷面，其上沉积较粗砂，向上变为粉砂和粘土，为下粗上细的正韵律，斜层理发育 分支河道相两旁常有天然堤存在，以细砂和粉砂为主，由河道向外渐变细过渡到河漫相及沼泽相 当洪水漫溢河道，冲决天然堤，形成决口扇，席状砂滩，但粒度比河道砂要细,三角洲前缘亚相三角洲平原相前缘的水下延伸部分 沉积物主要以细砂、粉砂为主 可分为分支河道、水下天然堤、河口砂坝、远砂坝、前缘席状砂等微相 河口砂坝处于河海剧烈作用地区，环境动荡、分选好，形成质纯砂和粉砂，为良好储集层 远砂坝位于河口砂坝前方较远部位，沉积物比河口砂坝细，以粉砂为主，有少量粘上及细砂 前缘席状砂是海水

16、将河口砂坝冲刷使之重新分布，于三角洲前缘的翼部形成薄而大面积的砂体，分选好、质纯，也是很好的储集层,前三角洲亚相 分布于三角洲前缘相的外侧，全为海相沉积 主要为暗色粘土及粉砂质粘上，有微量砂质 富含有机质，外带中含海相生物化石很多， 沉积厚、分布广,以上三角洲的三个相带无论在平面上和垂直剖面上都按一定顺序分布 同一时期由陆向海方向沉积相分布依次是三角洲平原相三角洲前缘相前三角洲相。由于三角洲不断向盆内推进，故形成下细上粗的沉积层序，呈现出韵律 一般底为细的前三角洲粘土及粉砂质粘土，上部为较粗的三角洲前缘砂、粉砂和粘土质粉砂，顶部被煤层及其它三角洲平原沉积所覆,海相组,海相组划分为下列几个相：滨

17、岸相；浅海陆棚相；半深海相；深海相 滨岸相又称海岸相或海滩相，位于潮上至波基面之间，包括滨岸地区的潮上、潮间、潮下带 浅海陆棚相位于波基面以下的陆棚,沉积特征和鉴别标志(滨岸相),岩石类型及成分 海岸沉积的砂质较纯，石英等稳定组分含量高，重矿物相对较富集，成分成熟度较高 结构构造 滨岸砂圆度、分选较好，结构成熟度高，粒度分布特征较均一。近滨带槽状和板状交错层理发育，近滨下部可见水平层理及生物潜穴。前滨带发育有大型海滩冲洗交错层理，沿层理面见有水流线理或剥离线理，沿层面还常发育有各种浪成波痕、菱形波痕、细流痕及其它层面构造。其中大型冲冼交错层理是滨岸沉积最典型的标志,生物化石 滨岸沉积中常含有数

18、量不等的各门类海相生物及其碎片，有时在滨线一带可形成薄的介壳层，它们多属于不同生态环境的生物所构成的生物组合，生物介壳一般都具有破碎 、磨损和圆化现象 剖面结构砂体形态 以进积型沉积层序最发育，呈现出下细上粗的反旋回特征。自下而上依次出现滨外沉积近滨前滨后滨沉积，常平行于海岸线走向呈线状分布，并往往成排出现，剖面上常呈下平上凸的透镜状或席状,沉积特征和鉴别标志(浅海陆棚相),岩石类型及成分 主要为粘土岩、粉砂岩、细砂岩，砾岩较少，并有大量化学岩及生物化学岩。碎屑矿物成分成熟度高，不稳定成分少。粘土岩可含砂质、海绿石质、硅质、灰质、黄铁矿等 结构构造 砂质沉积圆度及分选好，结构成熟度高，但比滨岸

19、稍差，填隙物多为化学胶结物，杂基少。有对称或不对称浪成波痕。交错层理也常见，水体较深处水平层理发育，尤其粘土岩中薄而清晰的水平层理发育。其它还有生物搅动构造、底冲刷、虫孔、虫迹等，没有干裂和雨痕 生物化石 生物大量繁殖，种类和数量均多，有底栖生物，也有浮游和游泳生物，造礁生物等,沉积特征和鉴别标志(半深海和深海相 ),分布最广的是各种软泥 在半深海和深海相沉积中，深水浊积岩是其重要组成部分之一 浊积岩指形成于深水沉积环境的各种类型重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总和 典型的浊积岩是指具有不同段数鲍玛序列的重力流沉积物,碳酸盐岩沉积相(海相),国内外常用的碳酸盐岩沉积相带划分方案主要有三种 按海

20、水运动能量划分碳酸盐沉积相带模式 按潮汐作用划分碳酸盐沉积相带模式 按地理分布划分的碳酸盐综合相带模式 这三种方案实际上代表了研究时间先后不同、详细程度不同，但它们彼此之间是有联系的由浅入深的过程,海水运动能量的相带模式,欧文的陆表海清水沉积作用模式为代表 按海水动能强弱，划分成三个相带 由海向陆依次为 X带、 Y带、 Z带,X带(相当于陆棚区),低能带，浪基面以下，波浪作用达不到海底，海流是作用于海底的唯一水动力能量 带宽可达几百公里，沉积物少，主要是来自Y带的细粒碎屑，如灰泥和粉屑物质 水深，底栖生物不发育，但有来自Y带的大量有机物质和表层浮游生物和自游生物尸体降落的生物雨，海底为安静的还原环境，有机质堆积于海底之后有利于保存和向石油转化，因而形成暗色的富有机质的细粒沉积物(如微晶灰岩)，而且可成为主要的生油区,Y带相当于近滨和前滨带,位于X带和Z带之间，为高能带 从波浪开始冲击海底到潮汐作用带上限为止 带较窄，宽仅几十公里 由于波浪和水流冲击海底，氧气和营养充足，水较浅透光，生物繁盛，沉积物基本上是生物成因的 由于波浪水流对海底沉积物发生簸选作用，将细粒物质冲走，粗粒物质留下，碳酸盐岩颗粒较粗，灰泥少，分选好 本带向海一侧礁