第二章地層的沉積相與沉積環(huán)境

第二章

地層的沉積相及沉積環(huán)境目前一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)第二章地層的沉積相及沉積環(huán)境一、沉積相概念及相對(duì)比定律二、沉積環(huán)境的判別標(biāo)志三、沉積環(huán)境與沉積相類(lèi)型四、古地理圖及其意義目前二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)一、沉積相概念及相對(duì)比定律1、沉積相（相）(sedimentaryfacies

)：能夠反映沉積環(huán)境的巖石及古生物特征的綜合。或者說(shuō)，相是形成于特定古沉積環(huán)境的一套有規(guī)律的巖石和古生物特征的組合。2、相變(phasetransition)：沉積相在橫向或縱向上的變化。3、巖相分析(petrographicanalysis):根據(jù)地層中巖性特征和生物特征等,分析和恢復(fù)古沉積環(huán)境的方法稱(chēng)巖相分析。目前三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)4、相對(duì)比定律(Waltherphase-rule

)：19世紀(jì)末期由德國(guó)學(xué)者瓦爾特（J.Walther，1894)提出，“只有那些目前可以觀察到是彼此毗鄰的相和相區(qū)，才能原生的重疊在一起”。并進(jìn)一步研究認(rèn)為：巖相類(lèi)型在時(shí)、空分布上存在著內(nèi)在的聯(lián)系。相對(duì)比定律又稱(chēng)瓦爾特定律。目前四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)5、巖相分析的基本原則：將今論古(thepresentisthekeytothepast

)－－現(xiàn)代和地史時(shí)期所形成的物質(zhì)記錄有許多類(lèi)似之處。目前五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)二、沉積環(huán)境的判別標(biāo)志在不同的沉積環(huán)境中，沉積物有著不同的標(biāo)志特征。主要包括：沉積巖石的顏色，古生物群的面貌、巖性特征及層理和層面構(gòu)造特征，礦物標(biāo)志或稱(chēng)地球化學(xué)標(biāo)志等。目前六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)1、沉積巖組分和結(jié)構(gòu)的環(huán)境意義

A、牽引流沉積作用：以床沙載荷（推移質(zhì)）方式搬運(yùn)，這種作用常見(jiàn)于陸上（如沖積扇、河流、三角洲）和濱淺海環(huán)境，在深海洋流中也存在。B、重力流沉積作用為一類(lèi)水中含有大量彌散沉積物的高密度流。常見(jiàn)于陸上和海洋坡折帶（如山麓、深湖盆、大陸斜坡等）。特點(diǎn)：粗細(xì)混雜、分選較差。重力流包括泥石流、顆粒流、液化流和濁流四類(lèi)，以濁流最為常見(jiàn)，且重要。

目前七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)深海扇濁流濁流沉積濁流深海扇

粒序?qū)永砟壳鞍隧?yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)C常見(jiàn)巖礦標(biāo)志有：1）海綠石，磷灰?guī)r，主要形成于淺海環(huán)境；2）大規(guī)模、穩(wěn)定的碳酸鹽巖，一般出現(xiàn)在溫暖的濱淺海；3）冰磧和冰川紋泥顯示了冰期的寒冷氣候；4）煤，赤鐵礦，鋁土礦，代表潮濕氣候；5）鮞粒結(jié)構(gòu)代表海浪強(qiáng)烈擾動(dòng)的高能環(huán)境；6）富有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦微晶的炭質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)巖類(lèi)等，代表深水或滯留還原海盆環(huán)境。目前九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)石膏鹽湖石膏泥巖石灰?guī)r目前十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)D沉積巖的顏色沉積巖的顏色只有原生色才能反映沉積環(huán)境。1）黑色或灰色：不通暢的水的還原環(huán)境，即靜水環(huán)境。2）海綠石形成的綠色：代表不同程度的較深的海洋環(huán)境。3）紅色、棕色：通常指炎熱干燥的氧化環(huán)境。目前十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)2、沉積構(gòu)造的環(huán)境意義

沉積構(gòu)造是判別環(huán)境的重要標(biāo)志。(1)、層理標(biāo)志層理(bedding

)是兩個(gè)層面之間由于巖石的性質(zhì)在垂直層面方向上，由成分、顏色、結(jié)構(gòu)的變化所顯示的層狀構(gòu)造。

常見(jiàn)的層理有水平紋理（層理）（horizontalbedding)、交錯(cuò)層理(crossbedding)、平行層理（parallelbedding）、遞變層理（gradedbedding）和塊狀層理（massivebedding）等。目前十二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前十三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前十四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前十五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)交錯(cuò)層理目前十六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)(2)、層面構(gòu)造與暴露標(biāo)志層面構(gòu)造(beddingplanestructure

)－－指出現(xiàn)在沉積巖層面上的構(gòu)造，有時(shí)與沉積物同時(shí)形成，如波痕—對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)波痕。暴露標(biāo)志(exposedsigns

)－－指形成于沉積作用之后，并能指示沉積物曾暴露于地表的層面構(gòu)造。如動(dòng)物的爬痕，足跡，泥裂，雨痕(雹痕)等。更明顯的區(qū)域性暴露標(biāo)志是古風(fēng)化殼，在不同的氣候帶具有明顯不同的識(shí)別標(biāo)志。目前十七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)波痕（wavemark）目前十八頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前十九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)泥裂（mudcrack）目前二十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)泥裂目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)蟲(chóng)跡（track）目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)雨痕（raindropimpression）目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)雨痕目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)帳篷構(gòu)造（tepeestructure）是弱固結(jié)或半固結(jié)的碳酸巖鹽由于暴露、蒸發(fā)、干縮而使其原始沉積層彎曲、破裂，并向上突起而形成形似印第安人帳篷的構(gòu)造。碳酸鹽沉積中的帳篷構(gòu)造目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)滲流豆粒層（vadosepisolite）：形態(tài)呈球形和長(zhǎng)形。具群集、緊密堆積和成層的特點(diǎn)，圈層包殼的厚度不均勻，其下側(cè)較厚，反映了重力作用的影響。滲流豆粒層的頂面代表一個(gè)古暴露面。它和渣狀層及碎裂礫塊等組成有規(guī)律的分帶現(xiàn)象。

目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)滑塌構(gòu)造（slumpstructure）由于受地震、風(fēng)暴等因素的影響，處于塑性狀態(tài)的沉積物通過(guò)重力作用沿大陸斜坡發(fā)生移動(dòng)而產(chǎn)生的變形構(gòu)造（準(zhǔn)同生變形構(gòu)造）。多見(jiàn)于大陸斜坡較深水沉積物中，并形成濁積巖或深水碳酸鹽巖，為識(shí)別古坡向的重要標(biāo)志。目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)3、生物門(mén)類(lèi)及其生態(tài)組合的環(huán)境意義（古生物標(biāo)志）

A、不同的生物門(mén)類(lèi)生活于不同的自然環(huán)境之中。B、還可以根據(jù)某些生物判斷海水的鹽度及古氣候。如：廣鹽度生物，狹鹽度生物，喜暖生物，陸生生物，特征生物群及生物遺跡化石等。C、還可以根據(jù)某些生物判斷其生活的水體深度。D、還可以根據(jù)生物化石在地層中保存的完整程度來(lái)判斷水動(dòng)力的強(qiáng)弱和搬運(yùn)的遠(yuǎn)近。目前三十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)四射珊瑚造礁珊瑚：群體，生態(tài)窄;20°-30°的水溫;350/00左右的鹽度;<100米的水深;透光性好.橫板珊瑚橫板珊瑚目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)4、沉積地球化學(xué)標(biāo)志及其環(huán)境意義A、自生礦物（authigenicmineral）（原始沉積時(shí)期或固結(jié)成巖以前形成的礦物）與沉積環(huán)境中的特定地球化學(xué)條件有關(guān)，并能指示其沉積環(huán)境。B、稀土和微量元素及穩(wěn)定同位素對(duì)于研究沉積環(huán)境、生物作用、陸源區(qū)性質(zhì)（母巖成分）、古氣候特點(diǎn)和古地理再造都具重要作用。目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)三、沉積環(huán)境與沉積相類(lèi)型以海平面為標(biāo)志，可以將地表沉積環(huán)境分成三大類(lèi)型：大陸環(huán)境、海洋環(huán)境和過(guò)渡環(huán)境。1、大陸環(huán)境的沉積相類(lèi)型（1）、山麓及山間盆地沉積類(lèi)型形成于山間和山前地帶。地勢(shì)起伏懸殊，高差和坡度大，以快速堆積為特征。如：洪積扇堆積，以粗礫為主，多呈棱角狀，分選和磨圓極差，礫徑大小混雜；一般扇根處最粗，向扇端和兩側(cè)逐漸變細(xì)；層理多不發(fā)育，常為塊狀構(gòu)造。目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)洪積扇（注意沉積物差的分選和低的圓度）目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)華北中生代沖積扇礫巖目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（2）、河流沉積類(lèi)型河流沉積主要是碎屑物質(zhì)。根據(jù)沉積環(huán)境及沉積物特征，河流相分為河床、堤岸、河漫及牛軛湖四個(gè)亞相。河流具二元結(jié)構(gòu)

洪泛平原沉積（河漫灘）上部沉積

河道（床）沉積下部沉積另有決口扇沉積目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)辮狀河心灘目前四十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)點(diǎn)砂壩（邊灘）曲流河目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（3）湖泊相在降雨量充沛的潮濕氣候區(qū)多形成淡水湖泊。根據(jù)湖水深度可分為濱湖、淺湖和深湖。特點(diǎn)：水體封閉，從湖濱到湖心，隨著湖水深度的增加，水動(dòng)力逐步減弱，沉積物有從粗到細(xì)的機(jī)械分異現(xiàn)象；層理類(lèi)型也由交錯(cuò)層理漸變?yōu)樗郊y理。沉積相分布基本上呈環(huán)帶狀分布。在氣侯干旱區(qū)，湖水淺且多為咸水湖。目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)湖泊目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)2、過(guò)渡環(huán)境的沉積相類(lèi)型以三角洲環(huán)境為典型代表。沉積體由相互連接的三部分組成。（1）、三角洲平原（頂積層）：是三角洲的陸上部分。包括分支河道砂質(zhì)沉積和泛濫平原上的粉砂、粘土和泥炭沉積，陸生生物化石豐富；（2）、三角洲前緣（前積層）：水平面以下，三角洲向海推進(jìn)的前坡,以砂和粉砂為主；常發(fā)育大型交錯(cuò)層理，有時(shí)具浪成波痕；遠(yuǎn)離河口處形成席狀砂體，以粉砂為主并出現(xiàn)水平層理，可含植物碎片和海（湖）生物碎片。（3）、前三角洲（底積層）：位于三角洲前緣向海（湖）的方向上。以粉砂和粘土為主，多具水平層理或塊狀層理，海（湖）生生物增多，有機(jī)質(zhì)豐富。目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)三角洲恒河尼羅河密西西比河河控三角洲浪控三角洲潮控三角洲目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)由于三角洲沉積體不斷向海（湖）方向推近，這時(shí)則以側(cè)向加積為主，形成前積層底部明顯的下超形態(tài)。因而，在剖面上，沉積物自下而上呈現(xiàn)出由細(xì)到粗的反旋回序列。也是三角洲沉積的一個(gè)主要識(shí)別標(biāo)志。

目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)三、海洋環(huán)境的沉積相類(lèi)型

根據(jù)海底地形和海水深度，可進(jìn)一步劃分為濱海（潮汐帶）、淺海（陸棚或陸架）、次深海（大陸斜坡）及深海（大洋盆地）目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（1）、濱海沉積相類(lèi)型濱海帶是指浪基面以上的海岸地帶，也稱(chēng)濱岸沉積環(huán)境。受潮汐和海浪的影響最為強(qiáng)烈，濱海區(qū)的寬度隨海岸地形而定。

A、有障壁的海岸：可形成平行海岸的砂壩（多由分選好的石英砂組成，交錯(cuò)層理發(fā)育）和瀉湖沉積（形成于砂壩與海岸之間，與廣海呈隔離狀態(tài)，水淺而低能，以粉砂和粘土沉積為主，水平層理發(fā)育，含廣鹽度生物群）。當(dāng)?shù)⑷肓看髸r(shí)，可形成濱岸沼澤,若植物發(fā)育則形成泥碳沉積。與廣海連通不好的海灣或?yàn)a湖，在氣候干燥條件下，由于蒸發(fā)量大，可形成咸化海灣或?yàn)a湖，則形成白云巖、硬石膏、石膏和鹽巖沉積。目前五十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)障壁島與瀉湖潮汐三角洲障壁島瀉湖陸地障壁島瀉湖目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)B、無(wú)障壁的海岸濱海帶較寬廣，且平坦，形成潮坪環(huán)境（有沉積作用），無(wú)沉積作用的稱(chēng)為潮浦。以潮汐作用為主。可進(jìn)一步劃分為潮上、潮間和潮下（0—50m,為亞淺海）三個(gè)帶。目前五十三頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)潮上帶:處于平均高潮面以上,僅在最高潮時(shí)被淹沒(méi)。以砂、粉砂和泥質(zhì)沉積為主，干裂、雨痕等暴露標(biāo)志發(fā)育，可見(jiàn)陸生動(dòng)物的足跡。潮間帶：處于平均高潮面與平均低潮面之間,海水反復(fù)進(jìn)退的地區(qū)，水動(dòng)力強(qiáng)，發(fā)育雙向交錯(cuò)層理和透鏡狀、脈狀及波狀層理，具垂直層面的潛穴等水下標(biāo)志，也有暴露標(biāo)志。潮下帶（也稱(chēng)亞淺海）：平均低潮面與浪基面之間,始終被海水淹沒(méi)。目前五十四頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（2）、淺海沉積相類(lèi)型位于浪基面以下，水深一般50--200m的海域，即陸棚或陸架地帶。這一地帶海域廣闊，可達(dá)數(shù)百公里。受潮汐流和氣象因素控制（風(fēng)暴、洋流）。特點(diǎn)：常以泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖沉積為主，夾有薄的粉砂、砂、貝殼層或生物碎屑灰?guī)r；富含狹鹽底棲生物，如珊瑚、腕足、棘皮、苔蘚蟲(chóng)、鈣質(zhì)有孔蟲(chóng)等，也常見(jiàn)有豐富的遺跡化石（動(dòng)藻跡等），化石保存完整，分異度高。目前五十五頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（3）、碳酸鹽沉積相類(lèi)型以碳酸鹽沉積為主的濱淺海相，一般具有由碳酸鹽緩坡向臺(tái)地演化的淺水碳酸鹽沉積特征。A、碳酸鹽緩坡（carbonateramp）：是指從岸線向盆內(nèi)緩慢傾斜的斜坡，與較深水的低能環(huán)境之間一般無(wú)明顯波折，最高能量帶位于近岸地區(qū)。當(dāng)碳酸鹽緩坡存在時(shí)，自近岸到遠(yuǎn)岸一般從潮坪沉積、瀉湖沉積的鮞?；驁F(tuán)粒淺水碳酸鹽相變?yōu)檩^深水泥質(zhì)粒泥灰?guī)r或泥灰?guī)r沉積，其中含各種完整的廣海生物化石。目前五十六頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)B、生物礁和碳酸鹽臺(tái)地位置：碳酸鹽緩坡的浪基面與水下斜坡的交截區(qū)，有利于形成生物碎屑砂壩和生物營(yíng)造的、地形向上隆起的初期建隆，由于建隆的出現(xiàn)，這時(shí)原來(lái)的碳酸鹽緩坡開(kāi)始轉(zhuǎn)變成了碳酸鹽臺(tái)地。特點(diǎn)：水體淺、富氧和營(yíng)養(yǎng)、透光好，生物大量繁殖，一些造礁生物如群體珊瑚等大量發(fā)育而形成生物礁。目前五十七頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)生物礁

環(huán)礁障壁礁岸礁目前五十八頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)（4）、深海和次深海沉積相類(lèi)型位置：淺海陸棚坡折外側(cè)的大陸斜坡、陸隆及深海平原。陸?。╟ontinentalapron）：如果大陸斜坡及深海平原相接處存在深海溝則無(wú)陸隆,如果發(fā)育海底扇,即存在陸隆。常見(jiàn)沉積類(lèi)型有兩種：即海底扇和大洋盆地沉積。A、海底扇（submarinefan）：是一種塊體重力流的再沉積作用。是指由于風(fēng)暴、地震等因素的觸發(fā)，在濁流作用驅(qū)動(dòng)下，將淺水陸棚邊緣的大量沉積物沿海底峽谷順大陸斜坡以高速度運(yùn)向深水區(qū)，至大洋邊緣因坡度變緩而迅速形成扇狀濁積巖堆積－即海底扇。目前五十九頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)海洋沉積環(huán)境:示陸隆

目前六十頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)鮑馬層序（Boumasequence）濁積巖一般由數(shù)種巖性（砂、泥質(zhì)，鈣質(zhì)或火山碎屑）組成頻繁的韻律結(jié)構(gòu)。每一韻律底部常為具遞變層理的砂巖（有的為礫巖），向上顆粒變細(xì)，層理特征也發(fā)生相應(yīng)變化，組成了著名的鮑馬序列。單個(gè)韻律層厚十至幾十厘米（右圖）目前六十一頁(yè)\總數(shù)六十五頁(yè)\編于六點(diǎn)復(fù)理石沉積（flyschdeposit)

地史上常把厚度巨大的由深海濁積巖和其它沉積巖類(lèi)型組成的綜合體