1、第十六章第十六章 沉积相的概念及综合分类沉积相的概念及综合分类第一节第一节 基本概念基本概念一、沉积环境与沉积相一、沉积环境与沉积相1 1、环境、环境 是指地球表面的地理景观单元。如山地、高原、冲是指地球表面的地理景观单元。如山地、高原、冲积平原、河流、湖泊、海洋等。积平原、河流、湖泊、海洋等。23452 2 沉积环境沉积环境 塞利（塞利（19701970年）定义为：年）定义为：沉积作用进行的自然地沉积作用进行的自然地理环境，理环境，是物理上、化学上和生物学上有别于相邻地是物理上、化学上和生物学上有别于相邻地区的一块地表。区的一块地表。即是说有沉积物堆积并保存的环境区即是说有沉积物堆积并保存的
2、环境区域，如河流、湖泊、三角洲、滨海、浅海、深海域，如河流、湖泊、三角洲、滨海、浅海、深海等。等。物理常数物理常数：介质性质（气、液、固体）、环境能量、介质性质（气、液、固体）、环境能量、地形坡度、温度、压力等。地形坡度、温度、压力等。化学化学参数：参数：水体化学成分、水体化学成分、pHpH值、值、EhEh值、盐度等值、盐度等。生物学生物学参数：参数：生物物种属、群落等。生物物种属、群落等。相对的还有：相对的还有：平衡环境平衡环境(沉积物堆集速与剥蚀速率相沉积物堆集速与剥蚀速率相等的环境，如缺乏沉积的深海平原；等的环境，如缺乏沉积的深海平原；剥蚀环境剥蚀环境(遭受剥蚀产生大量风化产物遭受剥蚀产
3、生大量风化产物的母岩区、物源区的母岩区、物源区)，如龙门山区、峨嵋山区等，如龙门山区、峨嵋山区等6物理参物理参数数7化学参数化学参数8生物参数生物参数93.3.沉积相沉积相v相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺(Steno,1669)引入地质文献。引入地质文献。v瑞土地质学家格列斯利瑞土地质学家格列斯利(Gressly,1838)认为：认为：“相是相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异的或古生物的差异”。v塞利塞利(Selly,1970)提出：应该从沉积岩体几何形态、提出：应该从沉积岩
4、体几何形态、岩石学特征、古生物特征、沉积物构造特征和古流向特岩石学特征、古生物特征、沉积物构造特征和古流向特征来限定相或沉积相征来限定相或沉积相.v鲁欣（鲁欣（1953）将相定义为）将相定义为“相就是能表明沉积条件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，相是沉积物形成条件的物质表现积物形成条件的物质表现”。10v本教材把相定义为本教材把相定义为沉积环境沉积环境及在该环境中形成的及在该环境中形成的沉积岩（物）特征沉积岩（物）特征的综合。的综合。沉积环境沉积环境 要素所组成：要素所组成：自然地理条件：自然地理条件：包括海、陆、河
5、、湖、沼泽、冰川、沙漠包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；等的分布及地势的高低；气候条件气候条件：包括气候的冷、热、干旱。潮湿；：包括气候的冷、热、干旱。潮湿；构造条件构造条件：包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与拗陷；：包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与拗陷；沉积介质的物理条件沉积介质的物理条件：包括介质的性质（如水、风、冰川、：包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流），运动方式和能量大小以及水介质的温度清水、浑水、浊流），运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；和深度；介质的地球化学条件介质的地球化学条件：包括介质的氧化还原电位（：包括介质的氧化还原电位（E
6、h）、）、酸碱度（酸碱度（pH）以及介质的含盐度。）以及介质的含盐度。上述条件的综合即为上述条件的综合即为沉积环境沉积环境。相是环境的产物11沉积岩特征沉积岩特征要素包括要素包括：岩性特征岩性特征：如岩石的颜色、物质成分、结构、构：如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合；造、岩石类型及其组合；古生物特征古生物特征：如生物的种属、数量和生态；：如生物的种属、数量和生态；地球化学特征地球化学特征：同位素含量、微量元素类型含量：同位素含量、微量元素类型含量综上所述，综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。素，沉积岩
7、特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果。的必然结果。这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系征的辩证关系。124 4、相标志、相标志 是指沉积岩所具有的那些能反映其沉积环境的是指沉积岩所具有的那些能反映其沉积环境的环境参数，沉积过程的各种特征环境参数，沉积过程的各种特征。包括。包括9 9方面：方面：、岩石的类型与成分、岩石的结构、岩石的沉积构造13成分成分?141516Cross Bedding1718Escape structures19Mu
8、d CracksRipple Marks20Fossils、古生物、包括遗迹化石、古生物、包括遗迹化石21、岩石的几何形态。2223、岩石的纵向序列，即相序2425、岩石的电性。、地球化学组成。、岩石的地震 地层学反映。26纵向层序和电测曲线27285 5、沉积相研究中的时空关系、沉积相研究中的时空关系相序定律相序定律 沃尔索（沃尔索（Walther,1894年）提出了相律：是指年）提出了相律：是指“只有那些没有间断的，现在能看到的相互邻接的相只有那些没有间断的，现在能看到的相互邻接的相和相区，才能重叠在一起和相区，才能重叠在一起”。换句话说，只有在横向上成因相近且紧密相邻而发换句话说，只有在
9、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。育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。即只有在那些在横向上没有间断的、彼此相邻的即只有在那些在横向上没有间断的、彼此相邻的沉积环境中形成的沉积岩才能在连续的地层剖面上重沉积环境中形成的沉积岩才能在连续的地层剖面上重叠在一起。叠在一起。显然，相序定律为人们利用现代沉积环境特征去显然，相序定律为人们利用现代沉积环境特征去研究古代沉积物垂向序列提供了良好的研究古代沉积物垂向序列提供了良好的比较沉积学比较沉积学基基本原理。本原理。29在一连续地层剖面中出现的沉积相排列称为相序在一连续地层剖面中出现的沉积相排列称为相序30
10、312 2、等时面与岩石（性）界面的穿时性、等时面与岩石（性）界面的穿时性 等时面：等时面：是指地质历史过程中某一时刻的沉积是指地质历史过程中某一时刻的沉积界面。常与某一事件平行或一致，可反映特殊的地界面。常与某一事件平行或一致，可反映特殊的地质事件。如我国西南地区中三叠统底部的质事件。如我国西南地区中三叠统底部的”绿豆岩绿豆岩“事件事件”。穿时性：穿时性：是指同岩性的岩层实际为不同时是指同岩性的岩层实际为不同时期的沉积产物。期的沉积产物。32336 6、相模式、相模式 以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征研究为依据，物特征研究为依据，从大
11、量的研究实例中对沉积相的从大量的研究实例中对沉积相的发育和演化加以高度的概括，归纳出带有发育和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的普遍意义的沉积相的空间组合形式。沉积相的空间组合形式。相模式和相标志是恢复和再现古代沉积环境的两相模式和相标志是恢复和再现古代沉积环境的两个重要手段和钥匙。个重要手段和钥匙。343536沃克（沃克（WalkerWalker，19761976）认为，）认为，沉积模式就是沉积模式就是“删去删去其地方性的细节，而保留其纯粹本质的东西其地方性的细节，而保留其纯粹本质的东西”。所以，。所以，沉积模式就是对沉积环境及其沉积产物、沉积过程的高沉积模式就是对沉积环境及其沉积产物
12、、沉积过程的高度概括，它应具有广泛的概括性和代表性。度概括，它应具有广泛的概括性和代表性。沃克还认为，沃克还认为，标准相模式应起到以下四个方面的作用：标准相模式应起到以下四个方面的作用：1 1）从比较的目的来说，它必须起到一个标准的作从比较的目的来说，它必须起到一个标准的作用；用；2 2）对于进一步观察来说，它必须起到提纲和指南对于进一步观察来说，它必须起到提纲和指南的作用；的作用；3 3）对于新的研究地区来说，它必须起到预测的作对于新的研究地区来说，它必须起到预测的作用；用；4 4）对于所代表的环境或系统的水力学解释来说，对于所代表的环境或系统的水力学解释来说，它必须起一个基础的作用。它必须
13、起一个基础的作用。37沉积相模式可以采用以下不同的表示方法加以说明：沉积相模式可以采用以下不同的表示方法加以说明：1 1）直观模式：以简化的图式直观地表现出沉积环境、）直观模式：以简化的图式直观地表现出沉积环境、沉积作用过程和最终沉积产物之间的复杂关系。沉积作用过程和最终沉积产物之间的复杂关系。2 2）实际模式：以现代具有代表性的地区或古代沉积）实际模式：以现代具有代表性的地区或古代沉积岩层的相序为基础而建立的模式。岩层的相序为基础而建立的模式。3 3）动态模式）动态模式:能表示形成特征沉积体的沉积作用全过能表示形成特征沉积体的沉积作用全过程的沉积模式程的沉积模式,例如曲流河点砂坝向上变细序列
14、模式。例如曲流河点砂坝向上变细序列模式。4 4）静态模式：表示在一个特定时间的沉积层内沉积）静态模式：表示在一个特定时间的沉积层内沉积环境特征和沉积物的相变规律，用该模式能预测物源环境特征和沉积物的相变规律，用该模式能预测物源区位置和古沉积环境。区位置和古沉积环境。5 5）比拟实验模式：以模拟实验获得的沉积特征为基）比拟实验模式：以模拟实验获得的沉积特征为基础而制作的沉积模式。础而制作的沉积模式。6 6）数学模式：以数学方法模拟复杂的地质作用过程）数学模式：以数学方法模拟复杂的地质作用过程的模式。的模式。38二、沉积相的研究方法二、沉积相的研究方法 相标志法相标志法，系统观测研究，系统观测研究
15、 各种相标志，综合分析确各种相标志，综合分析确定沉积相类型；定沉积相类型；沉积相模式沉积相模式,与标准的相模式进行比较确定沉积相类与标准的相模式进行比较确定沉积相类型。型。统计学方法统计学方法为确定沉积相序开辟了一条新路，它特为确定沉积相序开辟了一条新路，它特别适用于建立具丰富沉积标志的韵律性地层剖面的沉积别适用于建立具丰富沉积标志的韵律性地层剖面的沉积相序；相序；里丁（里丁（ReadingReading）和沃克（）和沃克（WalkerWalker，19651965）较早使）较早使用了统计学方法来确定不同沉积相的组合关系，后来许用了统计学方法来确定不同沉积相的组合关系，后来许多学者发展了统计学
16、在沉积相序研究中的应用多学者发展了统计学在沉积相序研究中的应用.自学自学马尔柯夫链法在建立沉积相序中的应用。马尔柯夫链法在建立沉积相序中的应用。39第二节沉积相综合分类 沉积相的划分应该依据自然地理条件或地貌特征沉积相的划分应该依据自然地理条件或地貌特征及沉积物综合特征，并且要遵循简单易行、便于记忆及沉积物综合特征，并且要遵循简单易行、便于记忆和理解的原则，对沉积相进行划分。常以沉积环境的和理解的原则，对沉积相进行划分。常以沉积环境的名称名称 命名沉积相。命名沉积相。分为四级：分为四级：相组相组(环境组环境组)、相相(环境环境)、亚相亚相(亚环境亚环境)、微相微相(微环境微环境)。任何级的相均
17、可统称为相任何级的相均可统称为相(环境环境)40环境环境(相相)组组环境环境(相相)大陆环境（相）组大陆环境（相）组残积环境（相）残积环境（相）坡积坡积-坠积环境（相）坠积环境（相）沙漠环境（相）沙漠环境（相）冰川环境（相）冰川环境（相）冲积扇冲积扇(山麓山麓-洪积洪积)环境（相）环境（相）河流环境（相）河流环境（相）湖泊环境（相）湖泊环境（相）沼泽环境（相）沼泽环境（相）海陆过渡环境（相）组海陆过渡环境（相）组三角洲环境（相）三角洲环境（相）滨岸环境（相）滨岸环境（相）潮坪环境（相）潮坪环境（相）障壁岛环境（相）障壁岛环境（相）海洋环境海洋环境浅海陆棚环境组浅海陆棚环境组半深海环境（相）半深海环境（相）深海环境（相）深海环境（相）生物礁环境（相）生物礁环境（相）41本章小结本章小结(重点重点)1 1、沉积环境和沉积相的概念、沉积环境和沉积相的概念2 2、相序定律、相序定律(相律相律)的概念的概念3 3、相标志与相模式的概念、相标志与相模式的概念
