1、 沉积环境与沉积相沉积环境与沉积相一、沉积相概念一、沉积相概念 1.相相(沉积相沉积相)沉积相能反映地层沉积环境的岩性特征和古沉积相能反映地层沉积环境的岩性特征和古生物特征的总和。沉积相是沉积环境的物质表生物特征的总和。沉积相是沉积环境的物质表现。现。2.2.相变相变 沉积相（沉积环境的岩性特征和生特物征）在沉积相（沉积环境的岩性特征和生特物征）在横向和纵向上的变化。横向和纵向上的变化。相变的研究是恢复古地理面貌的重要手段。相变的研究是恢复古地理面貌的重要手段。3.3.相分析相分析 根据地层的岩性特征和生物特征来恢复沉积根据地层的岩性特征和生物特征来恢复沉积环境的过程称为相分析。环境的过程称为
2、相分析。相分析是地层工作重要的研究手段相分析是地层工作重要的研究手段 4.4.相序相序 在一定的条件下，相在时间上有一定规律的变在一定的条件下，相在时间上有一定规律的变化，这种变化可形成某种特有的相序列，这种序列化，这种变化可形成某种特有的相序列，这种序列称为相序。称为相序。相序的类型很多，常见的有：相序的类型很多，常见的有：海进序列海进序列 (海侵超覆）海侵超覆）海退序列海退序列 (海退退覆）海退退覆）火山喷发火山喷发沉积序列等沉积序列等 如燕山造山带如燕山造山带J JK K地层有地层有4 4套序列套序列 二、主要沉积环境简介二、主要沉积环境简介(一一)陆相沉积的主要类型陆相沉积的主要类型1
3、.1.风化壳风化壳(残积层残积层)地球表面岩石圈被风化后形成的残积层，是岩石圈、水圈、地球表面岩石圈被风化后形成的残积层，是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的产物。大气圈和生物圈相互作用的产物。地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶解物质流失以外，其碎屑地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶解物质流失以外，其碎屑残余物质和新生成的化学残余物质大都残留在原来岩石的表层。残余物质和新生成的化学残余物质大都残留在原来岩石的表层。这个由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已风化了这个由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已风化了的地表岩石的表层部分，就称为风化壳或风化带。的地表岩石的表层部
4、分，就称为风化壳或风化带。类型类型 按风化壳所处的形成时期，可分成碎屑状风化壳、含盐风化壳、碳酸盐风化壳、硅铝风化壳、富铝 风化壳等。风化壳等。风化程度：风化壳中岩石的风化程度是因深度而不同的，表层风化程度较深，深处风化程度较浅，以致逐渐过渡到未风化的母岩。风化壳的厚度：取决于气候、地形、构造等许多因素。一般说来，在气候湿热、地形平坦、构造活动比较稳定的地区，风化作用较强，剥蚀作用较弱，风化残余物质易于保存，故风化壳厚度较大。在相反的条件下，风化壳厚度就较小，以至为零。时期：风化壳分为现代的和古代的，两者常以第三纪作为划分界限。由于保存条件的限制，古风化壳大都已残缺不全了。另外，古风化壳由于已
5、经经历了成岩作用及后生作用的变化，它们已与现代的风化壳有很大的不同，它们实际上已经算是没有经过搬运的沉积岩了 古风化壳有很大的地质意义和经济意义，因为古风化壳有很大的地质意义和经济意义，因为它是地壳上升、沉积间接、不整合的重要的标它是地壳上升、沉积间接、不整合的重要的标志，是古气候、古地理分析的重要依据，其中志，是古气候、古地理分析的重要依据，其中常蕴藏着一些重要的金属和非金属矿床（常蕴藏着一些重要的金属和非金属矿床（如高如高岭石矿、岭石矿、铝土矿铝土矿、铁矿铁矿、镍矿等），在古风化、镍矿等），在古风化壳中或其下带可以形成油气藏，如潜山油气藏壳中或其下带可以形成油气藏，如潜山油气藏2.洪积扇洪
6、积扇 干旱、半干旱地区沟谷发育、活动过程中，间歇性洪流在沟口形成的扇状堆积体。洪积扇一般位于沟口处，是洪水期形成的特有的沉积地貌。随着距沟口距离的增加，沉积逐渐变宽，洪积扇地貌上一般呈扇形。地貌上自沟口向外微倾斜。沉积物的粒度在沟口较粗，向外逐渐变细3 3、河流沉积模、河流沉积模式的地貌及其沉式的地貌及其沉积物积物（Allem，1964）4.4.湖泊的沉积作用湖泊的沉积作用湖泊的机械沉积作用湖泊的机械沉积作用 以细沙、粉沙和泥质为主。具水平层理。以细沙、粉沙和泥质为主。具水平层理。碎屑以粒度和密度呈同心圆状分布。在湖口常发育三角洲。碎屑以粒度和密度呈同心圆状分布。在湖口常发育三角洲。根据湖水深
7、度可分为滨湖、浅湖、深湖，沉积物从浅到深沉根据湖水深度可分为滨湖、浅湖、深湖，沉积物从浅到深沉积物发生从粗到细的机械分异作用。积物发生从粗到细的机械分异作用。滨湖区滨湖区：粗碎屑沉积，交错层理，动物碎片；植物、龟裂、：粗碎屑沉积，交错层理，动物碎片；植物、龟裂、雨痕等。形成湖滨沼泽，形成煤层。砂岩体是雨痕等。形成湖滨沼泽，形成煤层。砂岩体是重要的储油层重要的储油层。浅湖区：浅湖区：以粉沙沉积为主，底栖生物繁盛，形成三角洲平原。以粉沙沉积为主，底栖生物繁盛，形成三角洲平原。深湖区深湖区：以泥质沉积为主，发育水平层理，往往呈还原环境，：以泥质沉积为主，发育水平层理，往往呈还原环境，湖中大量的低等生
8、物死亡后，在厌氧细菌的作用下，这些生物的湖中大量的低等生物死亡后，在厌氧细菌的作用下，这些生物的遗体被分解为含水很高的沥青质分散在湖泥中形成腐泥。再经过遗体被分解为含水很高的沥青质分散在湖泥中形成腐泥。再经过进一步的变化形成进一步的变化形成油页岩、石油和天然气。油页岩、石油和天然气。湖底扇：浊积岩，湖底扇：浊积岩，可作为重要的岩性油气藏的储层可作为重要的岩性油气藏的储层5.沼泽地区的沉积作用沼泽地区的沉积作用 沼泽地区的沉积作用可分为机械沉积作用、化学沉积作用和生物沉积作用三种类型。机械沉积作用 沼泽中的机械沉积物一般都较细，常为粉沙和泥质沉积。化学沉积作用 沼泽为典型的还原环境，其中的化学沉
9、积物皆为该环境中稳定的矿物。大量硫化氢的存在常形成金属硫化物，如黄铁矿就是最常见的矿物之一。生物沉积作用 沼泽中生活着大量的生物，它们的遗体在沼泽还原的环境中，形成甲烷、CO2气体和泥炭，并进一步形成褐煤、烟煤。(二二)海陆过渡相海陆过渡相-河口三角洲沉积河口三角洲沉积 河流沉积物在河口附近堆积时常呈三角形，河流沉积物在河口附近堆积时常呈三角形，三角形的顶端指向河流，一般被称为三角形的顶端指向河流，一般被称为三角洲三角洲。三角洲有以下特点：三角洲有以下特点：表面平坦，微向湖、海中倾斜表面平坦，微向湖、海中倾斜 表面沼泽广布表面沼泽广布 三角洲地区生物繁盛，常产丰富的石油三角洲地区生物繁盛，常产
10、丰富的石油 和天然气和天然气 典型的三典型的三角洲具三层构角洲具三层构造（底积、前造（底积、前积和顶积积和顶积顶积层顶积层（三角洲平原相）：三角洲的陆上部分，包括分支河（三角洲平原相）：三角洲的陆上部分，包括分支河道沉积，泛滥平原沉积，粉沙、粘土，泥炭沉积道沉积，泛滥平原沉积，粉沙、粘土，泥炭沉积前积层前积层（三角洲前缘相）：水面以下，主要发育大型斜层理，（三角洲前缘相）：水面以下，主要发育大型斜层理，远离河口处形成席状砂体，出现水平层理。以粉沙为主。远离河口处形成席状砂体，出现水平层理。以粉沙为主。底积层底积层（前三角洲相）：以粘土沉积为主，含有大量有机质，（前三角洲相）：以粘土沉积为主，含
11、有大量有机质，具薄层纹状层理，海生生物增多。可成为很好的生油层。具薄层纹状层理，海生生物增多。可成为很好的生油层。滨海区大陆棚浅海区大陆坡半深海区大洋盆地深海区高潮线低潮线200m2000m图图2-1 2-1 现代海洋环境分区示意图现代海洋环境分区示意图 (三三)海相沉积的主要类型海相沉积的主要类型 海洋环境可划分为滨海区、浅海区、海洋环境可划分为滨海区、浅海区、半深海区、深海区。半深海区、深海区。1.滨海带的沉积以机械沉积为主。（1）滨海机械沉积 以粗沙和砾为主，只在平缓的海岸地区以细砂和泥为主，又称潮坪沉积。滨海地区，可形成沙嘴和沙坝滨海地区，可形成沙嘴和沙坝。（2）滨海带的化学和生物沉积
12、）滨海带的化学和生物沉积 化学沉积只发育在滨海泻湖之中。：化学沉积只发育在滨海泻湖之中。：泻湖：由窄长的沙坝泻湖：由窄长的沙坝岛岛、沙嘴或岩礁等同海洋分、沙嘴或岩礁等同海洋分隔开的海滨浅海湾。隔开的海滨浅海湾。根据水体的特征可将泻湖分为以下两种类型根据水体的特征可将泻湖分为以下两种类型 淡化泻湖淡化泻湖 咸化泻湖咸化泻湖淡化泻湖淡化泻湖 淡化泻湖发育在气候湿润的地区。该地区降水淡化泻湖发育在气候湿润的地区。该地区降水量大于蒸发量，使流入泻湖中的淡水不断把泻量大于蒸发量，使流入泻湖中的淡水不断把泻湖中的海水冲淡。湖中的海水冲淡。淡化作用在泻湖的表层开始，这时泻湖中的水淡化作用在泻湖的表层开始，这
13、时泻湖中的水常被分为两层，上部为密度小的淡水，下部为常被分为两层，上部为密度小的淡水，下部为密度较大的海水。密度较大的海水。碎屑以沙砾为主；碎屑以沙砾为主；常有碳酸钙夹层常有碳酸钙夹层，并含黄铁，并含黄铁矿、菱铁矿；无底栖生物。矿、菱铁矿；无底栖生物。淡化泻湖最终会淡化泻湖最终会 被沉积物淤塞变为滨海沼泽和被沉积物淤塞变为滨海沼泽和三角洲平原。三角洲平原。咸化泻湖咸化泻湖 在干旱地区，降水少，流入泻湖中的淡水少，湖面常低于海平面，涨潮时常有海水不断补给，盐度不断提高。化学沉积与内陆的咸化湖相似，常有各种盐类：碳酸盐、硫酸盐、卤化物 只有适应咸水的生物生存，当盐度过高时仅有个别细菌可生活在其中。
14、陆地陆表海 陆地陆缘海 深海 大陆架坡折0 160 320km200km0.020.2m/km0.42m/km 浅海特征示意图浅海特征示意图2、浅海带的沉积、浅海带的沉积（1）浅海带的机械沉积）浅海带的机械沉积 海水中的泥沙到达浅海时，由于随着海水的海水中的泥沙到达浅海时，由于随着海水的加深，流速减缓，这些碎屑会依照密度和大加深，流速减缓，这些碎屑会依照密度和大小依次沉积下来，这种现象叫机械分异作用。小依次沉积下来，这种现象叫机械分异作用。一般由海岸到海的方向逐渐变细。一般由海岸到海的方向逐渐变细。（2）浅海带的化学沉积）浅海带的化学沉积 浅海带的化学沉积包括无机化学沉积和生物化学沉积浅海带的
15、化学沉积包括无机化学沉积和生物化学沉积两种，一般很难把他们分开，单纯的无机化学沉积很两种，一般很难把他们分开，单纯的无机化学沉积很少存在，浅海带的化学沉积一般都是两者综合作用的少存在，浅海带的化学沉积一般都是两者综合作用的结果。结果。化学沉积作用形成的各种盐类依照溶解度的大小从海化学沉积作用形成的各种盐类依照溶解度的大小从海岸向海中依次沉积的现象叫化学沉积分异作用。岸向海中依次沉积的现象叫化学沉积分异作用。它们的顺序为：它们的顺序为：Al2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2、P2O5、CaCO3、CaSO4、NaCl、MgCl2 （3）浅海带的生物沉积）浅海带的生物沉积 浅海生物极其繁盛，浅
16、海生物极其繁盛，它们死后遗体的硬质它们死后遗体的硬质部分直接堆积下来形部分直接堆积下来形成生物堆积。还常形成生物堆积。还常形成生物礁堆积。成生物礁堆积。该带的大量低等生物该带的大量低等生物死亡后，经过复杂的死亡后，经过复杂的变化，可形成石油和变化，可形成石油和天然气。现代天然气。现代5.7%的的浅海地区发现了石油浅海地区发现了石油和天然气和天然气3.半深海带的沉积半深海带的沉积 该带为黑暗环境，该带为黑暗环境，水深，水压大，生水深，水压大，生物稀少。碎屑物质物稀少。碎屑物质一般为泥质、火山一般为泥质、火山喷发物和星际物质喷发物和星际物质 当发生滑坡和浊流当发生滑坡和浊流时可形成较粗的碎时可形成
17、较粗的碎屑沉积，一般称为屑沉积，一般称为复理石沉积。复理石沉积。海底浊积扇。海底浊积扇。扇根扇根粒度粗，扇缘粒度粒度粗，扇缘粒度细。典型沉积为浊细。典型沉积为浊积岩。积岩。具有包马序列，序列底部为冲刷面，往上为粒序层理，下粗上细，无明显界面。以砂、粉砂、粘土等陆源碎屑为主交替组成的韵律组合，韵律厚为1几十厘米，在一段地层序列中反复出，在一套地层中厚可达上万米 过去称复理石。认为是地壳频繁升降产物，是地壳上下“振动”形成的，现在看来是浊流产物深海沉积主要是各种生物软泥。深海沉积主要是各种生物软泥。如抱球虫软泥、硅藻软泥、放如抱球虫软泥、硅藻软泥、放射虫软泥等，硅质岩。射虫软泥等，硅质岩。在深海的
18、一些地区还发现了大在深海的一些地区还发现了大量铁锰结核沉积。量铁锰结核沉积。最近在深海的某些地段还发现最近在深海的某些地段还发现了呈特殊状态的天然气沉积。了呈特殊状态的天然气沉积。4、深海带的沉积、深海带的沉积5.瓦尔特相律瓦尔特相律瓦尔特最早发现了沉积相在空间及时间上的交替规律性。瓦尔特最早发现了沉积相在空间及时间上的交替规律性。在海进和海退的影响下，古地理环境必然发生变化。当海陆发生空间位移时，沉积相的界线也发生变化，它们不论在横向还是在纵向序列上都是邻接的。即一个相区的不同沉积，在空间上是互相邻接的；而在地质剖面中它们是叠覆在一起的。5.瓦尔特相律瓦尔特相律 海进时，同一等时范围内的沉积
19、，由近岸至远岸，沉积物粒度由粗变细，而在纵向上，自下而上沉积物粒度亦由粗变细。海退时，横向与海进情况相似，而在纵向上，自下而上沉积物粒度亦由细变粗。瓦尔特相律必须在地瓦尔特相律必须在地层层序没有大间断的层层序没有大间断的情况下应用情况下应用一个相区的不同沉积，在空间上是互相邻接的；而在地质剖面中它们是叠覆在一起的。2.古地理图的基本概念古地理图的基本概念(1)古地理图古地理图 对地史时期形成的地层进行沉积相的分析，可以对地史时期形成的地层进行沉积相的分析，可以了解当时的海陆分布、地势、气候等特征，把这些特了解当时的海陆分布、地势、气候等特征，把这些特点按一定的比例尺表示在地图上，就成为古地理图
20、。点按一定的比例尺表示在地图上，就成为古地理图。(2)古地理图的分类古地理图的分类 大于大于1/200万万 称为大、中比例尺古地理图。可用于沉称为大、中比例尺古地理图。可用于沉积矿层找矿和含矿远景区的圈定。积矿层找矿和含矿远景区的圈定。1/2001/1000万万 称为小比例尺古地理图。主要表现大称为小比例尺古地理图。主要表现大区沉积水体的性质及构造轮廓。区沉积水体的性质及构造轮廓。(3)古地理图的意义古地理图的意义 按时代编制一系列岩相古地理图可按时代编制一系列岩相古地理图可以有效地阐明某一地区沉积发展史，以有效地阐明某一地区沉积发展史，是地史研究中一项重要的手段。是地史研究中一项重要的手段。
