沉积相及微相划分

沉积相及微相划分2015年3月21日河流相、冲积扇相、三角洲相、扇三角洲相目前比较普遍的认识是沉积相应包含沉积环境和沉积特征这两方面的内容，把沉积相理解为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的总和。沉积环境是沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征是沉积环境的物质表现。沉积岩特征包括：岩性特征（岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及组合）、古生物特征（生物的种属和生态）以及地球化学特征。此处涉及另外一个概念，岩相（lithofacies），一定沉积环境中形成的岩石或岩相组合，因此，岩相是构成沉积相的主要组成部分。沉积相（sedimentaryfacies）的概念相序递变规律（Walther相律）1相序定律：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”，或者说，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。2.相模式（Sedimenaryfaciesmodel）——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，对沉积相的发育的演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。是某种沉积环境中各种沉积特征的全面概括。沃尔索相律示意图沉积相的分类按沉积环境可以划分为三个相组——陆相组、海相组和海陆过渡相组。然后根据次级环境和沉积物特征划分相、亚相、微相。相组I.陆相组II.海相组III.海陆过渡相组相1.残积相2.坡积——坠积相3.山麓——洪积相4.河流相5.湖泊相6.沼泽相7.砂漠相8.冰川相1.滨岸相2.浅海陆棚相3.半深海相4.深海相1.三角洲相2.泻湖相3.障壁岛相4.潮坪相河口湾相河流相河流相河流类型：平直河、曲流河、辫状河和网状河1、曲流河：发育于河流的中、下游，地势平坦地区；曲流河特点：1）河道较稳定，天然堤发育；2）河道深、弯、坡降小；3）水流缓、水量变化小；4）心滩不发育，边滩、漫滩发育。辫状河特点：1）河道迁移迅速，稳定性差，时而分叉，时而合并；2）河道浅、宽、直、坡降大,水流急、水量变化大，沉积物粗、砾砂含量高；3）载荷量大；4）心滩发育、边滩、漫滩、堤岸、决口扇等不发育。河流相2、辫状河：发育于河流的中、上游的冲积平原靠山麓带；冲积扇中部；扇三角洲平原。辫状河沉积模式图河流相河流相沉积的一般特征1、岩石组合1）河流沉积由砾、砂、粉砂和粘土等各类碎屑沉积物组成。2）上游偏粗，下游偏细。砾石成分复杂，有比较多的陆源砾石。3）底部冲刷面、之上的泥砾，是河流相的重要鉴定标志之一。2、结构1）河流沉积的分选差到中等，分选系数一般大于1.2，粒度频率曲线常为双峰，正偏态；2）粒度概率图上、常表现明显两段性，且以跃移总体为特征。河流相3、沉积构造1）层理类型多样，以反映单向水流的大型槽状和板状交错层理为特征，斜层倾角为15°～30°，层系厚度一般为30cm或更薄，一般不超过1m。还有平行层理和上攀波纹状层理，以及包卷层理等。2）河流中常见流水不对称波痕，有时可见砾石的叠瓦状排列，扁平面倾向上游，倾角10°～30°。3）河漫沉积可见钙质结核和泥裂，以及碳化植物屑及立生植物根。4、生物化石河流相生物化石一般保存不好，通常较难见到动物化石及较完整的植物化石，所见者常是破碎的植物枝、干、叶，在时代较新的河流相地层中可见到脊椎动物化石。河流相沉积的一般特征河流相河流相沉积的一般特征5、横向和垂向变化在横向上，河流相相变较快，砂岩多呈透镜状；垂向上常出现自下而上由粗变细的间断性岩性正韵律，每个韵律底部发育有明显的底冲刷现象。6、相组合在横向上，河流相向上游方向与山麓－洪积相衔接，向下游方向上与湖泊、三角洲、海岸相相邻。在垂向上，向上可演变为三角洲相等相类型。河流相河流相沉积微相及特征河床滞留沉积(lagdeposit)边滩沉积(pointbar)天然堤(naturallevee)决口扇(crevassesplay)河漫滩(floodbank)河漫湖泊(floodlake)河漫沼泽(swap)河床亚相堤岸亚相河漫亚相（泛滥平原亚相）曲流河微相泥石流(debrisflow)河道间/河间地(interchannelarea)废弃河道(abandonedchan-nel)河床亚相河道间亚相辫状河微相辫状河道(braidedchannel)或心滩河流相砾石为主，成分复杂，源区砾石居多，也有河床下部基岩砾石，常叠瓦状定向排列。砾石呈透镜状分布于河床最底部，向上过渡为心滩相和边滩相的下部。与下部为冲刷接触。无层理构造。河床滞留沉积特点：河流相边滩沉积特点：砂岩为主，成分复杂，长石含量高；由下往上出现由粗至细的粒度或岩性韵律。边滩下部一般为粗、中砂为主，形成于洪水退去时期，位于河水较深处，水流为缓流，出现槽状或板状交错层理；边滩中部或上部，有时在低处或较高处，水体变浅，水流变急，Fr(弗劳德系数）=1，可出现平行层理。平行层理与大型（或小型）槽状交错层理交替出现是边滩层理的组合特征。边滩上部为细砂和粉砂沉积，以小型交错层理和爬升层理为特征，有时有平行层理边滩顶部为泥和粉砂沉积，是洪水期的侧向加积产物，属于河漫滩沉积河流相主要由细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，沉积物较边滩沉积细，比河漫滩沉积粗。垂向上突出的特点是位于河床沉积之上，细砂、粉砂、泥组成的薄互层。以具有小型波状、交错层理为特征。天然堤沉积特点：天然堤层理构造垂向序列1、无内部构造的砂和粉砂，分选差，偶有波状层理；2、大型交错层理；3、水平层理；、小型波状交错层理；5、叠瓦状波状层理；6、水平层理的粉砂质粘土天然堤沉积是曲流河顶层的特征性组合，辫状河剖面中天然堤沉积不发育。主要发育在曲流河的凹岸一侧，在凸岸一侧常为边滩的上部或顶部。剖面上呈楔形，远离河床方向厚度变薄，粒度变细，过渡为河漫滩。天然堤的形成是由于洪水期河水漫过河岸，当河水变浅，留宿降低时，大量河水携带的悬移物质在岸边沉积下来，形成天然堤。河流相决口扇沉积物的粒度比河道的细，比天然堤的粗，由细砂、粉砂组成。厚度不大，十几厘米到几米。有小型波状、交错层理和水平层理，冲蚀与充填构造，见植物碎片。岩体形态呈舌状，向河漫平原方向变薄、尖灭，剖面上呈透镜状。决口扇沉积特点：在高水位时，过量的洪水冲决天然堤，并在堤岸靠平原一侧的斜坡上形成舌形堆积物，称为决口扇，它附属于河床之侧，与天然堤共生。河流相河漫滩沉积特点：粉砂、粘土沉积为主。波状层理和洪水层理为主，可见水平层理。具有不对称波痕、干裂、雨痕、植物碎片。河漫湖泊沉积特点：粘土沉积为主，有粉砂出现是河流相中最细的沉积。。河漫沼泽沉积特点：粘土沉积为主，有粉砂出现，具泥炭沉积。河漫沉积整体表现出如下特征1）沉积类型简单：为粉砂岩和粘土岩为主；2）粒度细：粒度是河流沉积中最细的；3）层理类型单调：主要为波状层理和水平层理；4：分布面积广泛：垂向上位于河床或堤岸亚相之上、属河流顶层。心滩沉积特点：心滩沉积是辫状河的典型特征，心滩沉积比边滩沉积粗，宽度变化大河流相砂岩为主，具由下往上粒度变细的垂向层序，底冲刷构造极发育，层理类型多—从大型交错层理到小型交错层理、叠瓦式波状层理及水平层理叠加的河道充填（无粗砂）叠加的河道充填（含粗砂）辫状河沉积模式叠加的砂坝（含粗砂）单一砂坝（含粗砂）河流相河流沉积的“二元结构”是河流相沉积的重要特征在河流相的垂向剖面中，下部为河床亚相，常为河流相沉积的主体，一般厚度较大，主要由河床滞留砾岩、砂岩(边滩或心滩)组成，也称为底层沉积；剖面上部为堤岸亚相与河漫亚相，称为河流相的顶层沉积，主要由粉砂岩、粘土岩等细粒沉积组成底层沉积和顶层沉积的组合，称之为河流沉积的“二元结构”。在一个地区河流沉积剖面上，若二元结构重复出现，就可形成河流沉积相的间断性正旋回，岩性上出现间断性粒度正韵律，每一个旋回即由一个二元结构所组成，通常也称为河流沉积的一个“阶”。河流沉积的多阶性有两种成因：①由区域性地壳振荡运动所造成，称为构造多阶，其特征是分布范围广，具区域性，韵律和旋回性明显，最底部具明显的冲刷侵蚀界面，韵律间自下而上无粒度由粗变细的总趋势；②由于河床在河谷中侧向迁移的结果，称为迁移多阶，其特点是分布范围相对较小，横向较易变化，韵律间自下而上粒度具有由粗变细的总趋势。河流沉积的另一重要特征：多阶性①冲刷面，滞留沉积（砾石）②大型槽状交错层理砂岩③边滩上部发育小型槽状交错层理，在边滩中部可发育平行层理④边滩顶部具有上攀波纹交错层理的粉砂岩⑤泥岩，具水平层理，常有泥裂、钙质结核及陆生植物的根河流相1、曲流河相层序河流相①底部为冲刷面、滞留沉积，过渡为砂岩，具不清晰的槽状交错层理②粗砂岩中有大型槽状交错层理③中砂岩中有板状交错层理④细砂岩中有小型槽状交错层理⑤粉砂岩和泥岩中有水平层理2、辫状河相层序与曲流河相比，辫状河在垂向层序上的特点:1）河流二元结构的底层沉积发育良好、厚度较大，而顶层沉积不发育或厚度较小。2）底层沉积的粒度粗，砂砾岩发育，3）由河道迁移形成的各种层理类型发育，如块状或不明显的水平层理、巨型槽状交错层理、单组大型板状交错层理等。（扇）三角洲沉积体系不同沉积体系组合关系图1、沉积物源及沉积模式分析各类三角洲沉积模式图扇三角洲辫状河平原三角洲辫状河三角洲三角洲类型供给体系沉积坡度相临沉积体系沉积物扇三角洲冲积扇（近源河流）陡阵发性水流、重力流、盆内水体辫状平原三角洲辫状平原（近源河流）较陡阵发性水流、重力流、盆内水体辫状河三角洲辫状河（短程河流）较缓阵发性水流、盆内水体三角洲曲流河（长程河流）缓稳定水流、盆内水体粒度变细分选、磨圆变好不同类型三角洲的比较•旱地型扇三角洲•湿地型扇三角洲扇三角洲辫状河平原扇三角洲辫状河三角洲洪积扇：干旱、半干旱气候区出现季节性暴雨时，山区河流携带大量的碎屑物质进入平原，在出口处，碎屑物堆积下来，形成的半圆锥形沉积体。冲积扇：泛指山区河流携带碎屑物质进入平原，在出口处，碎屑物堆积形成的半圆锥形或扇形沉积体。（没有限定干旱气候）山麓——洪积相冲积扇的一般特点1、岩石一般为红色，可见盐类（石膏、方解石）等（干旱气候下）2、岩石粒度差别大，主要由砂、砾级碎屑物，可有漂砾级（64cm)或含有机质的粉砂、泥质物；无海相生物化石3、层理一般不发育，可见粒序层理和交错层理4、可划分为扇根、扇中和扇端亚相冲积扇5、物源充足时，形成向上变粗变厚的相序6、平面相组合：物源区残积、坡积物相--扇--沉积区冲积平原或湖海区7、砂体平面上为扇形、横剖面为透镜状，纵剖面为顶面下凹的透镜型（一）泥石流沉积--冲积扇沉积的主体泥石流：山区发生的，泥、砂、砾与水混合而成的在重力作用下进行搬运的高密度流体。泥石流沉积特点：常出现在冲积扇根部。形态为：长舌状。沉积物为：泥、砾、砂，粗碎屑分布不均，成分复杂；砾石分选、磨圆差；杂基支撑；沉积体内成层性不明显，多呈块状。（二）辫状河道沉积辫状河道沉积特点：出现在冲积扇中部、也可发育在根部；砂体平面形态为辫状，纵剖面为长条形，横剖面为透镜状；沉积物为：砾砂；具大型斜层理及明显的切割--充填构造，常见洪积层理。冲积扇沉积微相及特征冲积扇（三）片流（漫流）沉积片流（漫流）沉积特点：分布于扇末端及辫状河道之间，呈片状，沉积物较细--粉砂或泥，具水平层理（四）筛余沉积（筛积）筛余沉积（筛积）特点：多分布于扇中部，由次棱角状粗块砾石组成；分选较好；粒间主要由砂粒物；颗粒支撑；岩体呈块状，无明显成层界限冲积扇沉积微相及特征冲积扇扇根靠近山口，多为混杂砾岩或含砾泥岩，杂乱块状构造和洪积层理。由粒级变化而微显平行层理，但无明显层面。扇中为辫状河发育区，见大型的多层序的交错层理和洪积层理，砂层厚度变薄。扇端主要为洪水漫沉积的砂、粉砂、泥质沉积物，可见波状水平层理和块状层理，砂层厚度变薄。三角洲的主要类型三角洲是河流与海洋(湖泊)相互作用的结果，两者的作用强度不同以及沉积物粗细的差异，就形成了不同类型的三角洲。ScottandFisher等（1969）曾根据河流、潮汐、波浪作用的强弱，将三角洲分为建设性的和破坏性的两种类型。建设性三角洲是