沉积学原理讲义

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资源描述

主讲教师:王兴志沉积学原理第三章沉积环境一、基本特征1.相对稳定的蓄水盆地,范围广阔,水深变化极大。2.化学成分复杂盐度一般33—38‰,平均35‰。第三节海相环境组成分特征NaClMgCl2MgSO4CaSO4K2SO4CaCO3Mg,Br等总计占总盐度的百分比%77.75910.8754.7373.6002.4650.3450.217100.01000g海水的含量,g27.23.81.71.20.90.10.1(弱)35.0现代海洋水化学成分第三章沉积环境一、基本特征3.富含多种溶解气体最重要的是O2和CO2,这些小气体随生物发育情况、水体深度和温度的变化而变化4.生物种类繁多(1)底栖生物固定生活在海底的生物。如珊瑚、腕足和苔藓虫等。(2)游泳生物在海水中主动游泳的生物,以鱼类为主。(3)浮游生物随水流飘移的生物,如藻类、有孔虫和放射虫等(4)细菌第三节海相环境组第三章沉积环境一、基本特征5.沉积物来源广泛(1)陆源物质包括河流、风、冰川、地下水等由陆地带来的各种机械、化学和生物等。(2)生物物质海洋中的生物(3)与火山活动有关的物质(4)宇宙物质第三节海相环境组第三章沉积环境第三节海相环境组二、海相环境的划分第三章沉积环境三、浅海(浅海陆棚)浪基面至水深200m之间的海底。宽度数百米—数千米,一般在被动大陆边缘宽,在活动大陆边缘狭窄。第三节海相环境组第三章沉积环境(一)两种浅海1.陆表海(内陆海)位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的、很浅的、范围广阔的浅海。主要受到潮汐作用的控制,以潮坪沉积为主。第三节海相环境组第三章沉积环境2.陆源海(大陆边缘海)位于大陆边缘或陆棚边缘的、坡度较大的、深度较大的、范围狭窄的浅海。第三节海相环境组第三章沉积环境(三)沉积特征1.岩性细粒岩性为主,主要包括泥页岩、粉砂岩和细砂岩,砾岩较少。局部为碳酸盐岩。碎屑岩成分成熟度和结构成熟度高,但较滨岸环境差,粒间多为化学胶结物。海绿石、鮞绿泥石和胶磷矿是常见的自生矿物。碳酸盐以生物灰岩和颗粒灰岩为主。2.构造水浅处见对称或不对称波痕和中-小型交错层理,水深处以水平层理为主。生物扰动构造、虫孔、虫迹常见第三节海相环境组第三章沉积环境(二)环境特征1.水体深度平均浪基面—200m水深。构成了(陆棚)大陆架的主体。2.水动力条件海流作用常见,较强波浪可影响海底,局部有风暴流作用;3.其它上部富含氧、盐度基本正常;生物丰富,上半部有较多的藻类植物和底栖生物,下半部生物种类和数量减少。第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境1.点滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境1.点滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境1.点滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境2.边缘滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境2.边缘滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、滩环境2.边缘滩第三节海相环境组第三章沉积环境一、孤立台地边缘滩环境第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境第三节海相环境组1.水环境条件温暖、透光、浅水、水动力条件强第三章沉积环境二、礁环境2.特征(1)富含大量生物第三节海相环境组第三章沉积环境常见的造礁生物第三节海相环境组第三章沉积环境第三节海相环境组常见的造礁生物第三章沉积环境第三节海相环境组常见的造礁生物第三章沉积环境第三节海相环境组常见的附礁生物第三章沉积环境二、礁环境2.特征(2)具有抗浪格架第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(2)具有抗浪格架第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(3)地貌上的隆起第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(3)地貌上的隆起第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(3)地貌上的隆起第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(3)地貌上的隆起第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(4)石林状外貌第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境2.特征(5)发育断层及地貌隆起区第三节海相环境组第三章沉积环境二、礁环境第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境形成环境:滨岸正常浪基面之下与最大风暴浪基面之间,由台风、季节性风暴、地震和海啸引起,频率较低。第三节海相环境组20-30m100-200m潮差6m第三章沉积环境二、风暴环境1.水动力条件具有牵引流和重力流的特征,水体运动和垂直运动叠加,并具有涡流性质。2.沉积特征(1)风暴沉积的颗粒岩、泥粒岩、粒泥岩与正常沉积的粘土岩、泥灰岩互层。(2)具有突变的底面和渐变的顶面。(3)具有二元结构。(4)具有底模构造。第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境1.水动力条件第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征第三节海相环境组丘状和洼状层理第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(1)岩性颗粒岩、泥粒岩、粒泥岩第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(1)岩性颗粒岩、泥粒岩、粒泥岩第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组纹层倾角10-150第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(2)沉积构造第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(3)分布第三节海相环境组第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(3)分布第三节海相环境组近源风暴第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(3)分布第三节海相环境组远源风暴第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(4)层序第三节海相环境组碎屑岩第三章沉积环境二、风暴环境2.沉积特征(4)层序第三节海相环境组碳酸岩第三章沉积环境二、风暴环境3.与浊流的异同第三节海相环境组第三章沉积环境三、深水环境指风暴浪基面之下的半深海-深海环境,包括大陆斜坡和深海盆地。水深一般大于150-200m。包括重力流和正常深水沉积两类沉积产物。第三章沉积环境三、深水环境包括重力流和正常深水沉积两类沉积产物。(一)重力流环境重力流:含有大量碎屑物质的一种高密度流。1.动力条件自身重力、波浪搅动、地震震动、河水冲击、滑坡等。2.分布位置三角洲前缘、斜坡、陆坡、海(湖)底峡谷、水深陆棚等。第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境3.类型及特征第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境四.模式浊流模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式湖(海)底扇模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式湖(海)底扇模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式第三章沉积环境三、深水环境(一)重力流环境4.模式第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境1.水动力条件风暴浪基面以下,低能。物理化学的悬浮垂向加积沉积为主。2.沉积产物主要由泥质、灰质、浮游生物和碎屑构成。(1)远洋沉积物远洋粘土—CaCO3和硅质化石含量30%。包括(低)钙质粘土(CaCO3含量为1%-10%)、高钙质粘土(CaCO3含量为10%-30%)、低硅质粘土(硅质化石含量为1%-10%)、高低硅质粘土(硅质化石含量为10%-30%)。软泥—CaCO3和硅质化石含量30%。包括泥灰质软泥(30%CaCO32/3)、白垩软泥(CaCO32/3)、硅藻或放射虫软泥(CaCO32/3,硅质化石含量30%)第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境2.沉积产物(2)半远洋沉积物多指直径大于5µm、火山成因和浅海成因的碎屑大于25%的组分。钙质泥—CaCO3大于30%①包括泥灰质泥(CaCO32/3)、白垩泥(CaCO32/3)、骸骨(CaCO3大于30%的有孔虫软泥、贝壳软泥等)。②陆源泥—CaCO3小于30%,主要由石英质、长石质和云母质组成。③火山泥—CaCO3大于30%,主要由火山灰、火山玻璃等组成。按颜色分,又有篮色、黄色、绿色和红色软泥等。第三章沉积环境三、深水环境④等深流沉积等深流是发生在半深海地区沿大陆坡坡脚等深线流动的一种牵引流,由厚度不大的、主要由泥质、粉砂质、砂级物质组成的沉积,分布稳定,纹层倾角稳定。第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境2.沉积产物(1)远洋生物泥主要由浮游生物的骨骸和介壳残屑构成,沉积速度极低,一般1-10mm/ka。有钙质的(颗石藻、有孔虫、翼足类)、硅质的(放射虫、硅藻、硅鞭藻)或其过渡产物。其它组分为极细的陆源物(石英、长石和粘土矿物)、火山物质(火山灰、火山玻璃)、自身矿物(磷灰石、重晶石、铁锰结核)等。①抱球虫软泥;②翼足类软泥;③放射虫软泥;④硅藻软泥;⑤锰结核;⑥浊流沉积第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境2.沉积产物(2)深水碳酸盐软泥主要受到海洋盆地水体深度的影响。深水中深度分带、密度分层、氧化还原界线、碳酸盐补偿深度面(CCD)等,均影响碳酸盐的沉积。深水碳酸盐沉积物是在碳酸盐不饱和状态下形成的。以CCD为基面,向上按CaCO3残余物含量的不同,可划分出碳酸盐溶解相带。①非溶解相:水体深度在CCD界面以上1500m,碳酸盐基本不溶解,CaCO3颗粒完整的保存于沉积物中。②弱溶解相:水体深度在CCD界面以上500-1500m,碳酸盐溶解微弱。第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境2.沉积产物(2)深水碳酸盐软泥③中等溶解相:深度在CCD界面以上200-500m,碳酸盐溶解中等。④强溶解相:深度在CCD界面以上0-200m,碳酸钙大量溶解⑤完全溶解相:深度在CCD界面以下,所有碳酸钙物质被完全溶解,有孔虫含量为0;主要堆积陆源粘土物质,常称为“红色粘土相”。第三章沉积环境三、深水环境(二)正常远洋-半远洋环境2.沉积层序第三章沉积环境第四节沉积作用的主要控制因素一、地质历史中的沉积作用地壳年龄45亿年左右→沉积作用(沉积岩)在30亿左右→生物的出现在16亿年左右1.大气圈、水圈的演化及沉积(1)早期(20亿年前)大气圈基本不含游离氧,其气体由地球内部释放的气体构成。沉积产物中具有呈碎屑状态存在的沥青铀矿和黄铁矿,未出现红层。前寒武纪末期(6亿年左右),大气中的氧含量与现状相当,出现较高级的无脊椎动物(三叶虫)。(2)前寒武纪(6亿年前)氯含量低,因而基本无蒸发岩类的出现。第三章沉积环境第四节沉积作用的主要控制因素一、地质历史中的沉积作用(3)随时代的变新,碳酸盐中的Ca/Mg的重量比逐渐升高。在古生代中期以前小于10,在白垩纪最高,达56。Ca/Mg含量的增加主要与有孔虫含量的增加有关。第三章沉积环境第四节沉积作用的主要控制因素一、地质历史中的沉积作用(4)随时代的变新,沉积物沉积速度加快。第三章沉积环境第四节沉积作用的主要控制因素二、主要控制因素构造运动、海平面升降、气候、生物、水体性质、火山活动等。1.构造运动是最重要的外部控制因素。(1)剥蚀区和沉积区的形成稳定区(地台、地块、陆快、地盾

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