第6章 沉积环境与沉积相

主讲教师：朱筱敏第六章沉积环境与沉积相本章包括4节第一节沉积环境与沉积相概述第二节陆相沉积第三节海陆过渡沉积第四节海相沉积小结第一节重点：环境与相的基本要素和概念；相序定律和相模式；沉积相划分方案第二节重点：冲积扇沉积类型和沉积模式；河流沉积类型和河流沉积模式；湖泊沉积环境和亚相特征第三节重点：三角洲形成发育过程和类型划分；不同类型三角洲亚微相沉积特征；障壁岛体系形成发育条件和沉积作用；障壁岛体系沉积特征和沉积模式第四节重点：海洋沉积环境和沉积作用；滨岸、浅海风暴和浊流沉积特征；欧文的碳酸盐能量分布沉积模式主讲教师：朱筱敏第六章沉积环境与沉积相第一节沉积环境与沉积相概述第二节陆相沉积第三节海陆过渡沉积第四节海相沉积一、沉积环境和沉积相概念二、沉积相分类第一节沉积环境与沉积相概述第一节沉积环境与沉积相概述第一节重点1、环境与相的基本要素和概念2、相序定律和相模式3、沉积相划分方案第一节沉积环境与沉积相概述①丹麦Steno,1669:一定地质时期地表某一部分的全貌－－环境第一节沉积环境与沉积相概述一、沉积环境和沉积相概念1、沉积相的概念②瑞士Gressly,1838:相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异。－－物质表现第一节沉积环境与沉积相概述1、沉积相的概念③前苏联鲁欣，1953：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的综合。－－物质表现第一节沉积环境与沉积相概述1、沉积相的概念④美国Selly,1970：沉积相是指具有特有的岩石学、岩体几何形态、古生物、沉积构造、古流向等特征的沉积体。－－物质表现第一节沉积环境与沉积相概述1、沉积相的概念⑤中国石油大学：指沉积环境及在该环境下形成的沉积岩（物）特征的综合。第一节沉积环境与沉积相概述1、沉积相的概念沉积环境是指在物理、化学和生物学方面均有别于相邻地区的一块地球表面。第一节沉积环境与沉积相概述2、沉积环境概念包括下列5个要素：1、自然地理条件：海、陆、河、湖等沉积环境要素：2、气候条件：干湿、冷热3、构造条件：隆起、凹陷4、沉积介质物理性质：介质类型、能量等5、沉积介质化学性质：Eh,pH，盐度第一节沉积环境与沉积相概述现代河沼沉积环境第一节沉积环境与沉积相概述1、岩性特征：颜色、成分、结构和构造等2、古生物特征：生物的种属和生态3、地球化学特征：微量元素等相关指标4、其他特征：地球物理方面特征－－相标志第一节沉积环境与沉积相概述沉积岩（物）特征：1)相序指一种相过渡到另外一种相的、一系列相的关系和相的组合。第一节沉积环境与沉积相概述2、相序定律2）相序定律（Walther’slaw，1894）只有哪些没有间断的、现在能看到的相互相邻的相和相区，才能在垂向上叠加在一起。第一节沉积环境与沉积相概述2、相序定律沃尔索相律示意图第一节沉积环境与沉积相概述以相序定律为基础，以现代沉积环境和古代沉积研究为依据，归纳出的反映沉积物沉积特征的、具普遍意义的沉积相空间组合关系第一节沉积环境与沉积相概述2、相序定律二、沉积相分类1、分类现状1950年以后,出版了大量的沉积学教材和著作，提出了数10种沉积相分类方案。第一节沉积环境与沉积相概述2、分类原则比较沉积学－将今论古、古今对比具体原则：依据沉积环境（海、陆以及过渡环境）、沉积物物质成分（碎屑岩和碳酸盐岩）进行沉积相类型划分。第一节沉积环境与沉积相概述第一节沉积环境与沉积相概述相组：陆相组、海相组、海陆过渡相陆相组：冲积相、河流相、湖泊相、沼泽相海相组：滨岸相、浅海相、半深海和深海相、重力流相海陆过渡相：三角洲相、障壁岛相、潮坪相、泻湖相和河口湾相3、沉积相的分类第一节沉积环境与沉积相概述相组（setsofdeposionalsystems）：沉积体系的有机组合第一节沉积环境与沉积相概述沉积体系（deposionalsystems）：相的有机组合相(facies)（环境与物质）河流相、湖泊相亚组(subfacies)：相的次级单元，形成于相同的亚环境微相(micrafacies):亚相的次级单元，形成于相同的微环境1、沉积相的基本概念及其涵义？2、相标志及其在相分析中的应用？3、相序递变规律及其在相分析中的应用？4、相模式和相层序概念？？5、沉积相的分类、分类原则及主要大相（相组）和相类型？第一节思考题第一节沉积环境与沉积相概述主讲教师：朱筱敏第六章沉积环境与沉积相第一节沉积环境与沉积相概述第二节陆相沉积第三节海陆过渡沉积第四节海相沉积一、冲积扇沉积二、河流沉积三、湖泊沉积第二节陆相沉积第二节陆相沉积第二节陆相沉积第二节重点1、冲积扇沉积类型和沉积模式2、河流沉积类型和河流沉积模式3、湖泊沉积环境和亚相特征一、冲积扇沉积类型和沉积模式1、冲积扇概念第二节陆相沉积由洪水成因的、许多山麓沉积物质组成的、完全位于水上的陆相沉积1）自然地理条件（地貌）2）气候条件（干、湿）3）构造作用（强、弱）第二节陆相沉积水携沉积物－河道沉积、漫流沉积、筛状沉积重力流沉积物－泥石流沉积物第二节陆相沉积2、冲积扇发育四种沉积类型形成：暂时性河流切割、充填沉积形成特征：沉积物粒度粗，分选差，不发育层理，成层性较差，发育冲刷面第二节陆相沉积2、冲积扇发育四种沉积类型——①河道沉积形成：河床末端漫出流水、沉积物呈席状特征：砂泥间互沉积，有交错层理或块状，透镜体第二节陆相沉积2、冲积扇发育四种沉积类型——②漫流沉积形成：砾石级沉积物沉积，渗透性好特征：分选较好的砾石，块状，充填物少第二节陆相沉积2、冲积扇发育四种沉积类型——③筛状沉积形成：泥、砂、砾混杂，密度大、粘度大特征：沉积物粗细混杂，分选极差，块状第二节陆相沉积2、冲积扇发育四种沉积类型——④泥石流沉积1）冲积扇的亚相划分扇根亚相扇中亚相扇缘亚相3、冲积扇沉积模式扇根扇中扇缘第二节陆相沉积考虑气候分类（1）扇根：多为混杂的泥石流沉积；（2）扇中：河床沉积，平行层理及交错层理砂砾岩；（3）扇缘：薄层漫流沉积，砂岩和泥岩，平行和交错层理。第二节陆相沉积（1）扇根：厚层、具叠瓦状构造、交错层理砾岩；（2）扇中：槽状和板状交错层理砂砾岩，砂坝多；（3）扇缘：薄层槽状和板状交错层理砂岩，河道发育第二节陆相沉积美国德克萨斯范霍恩湿润型冲积扇沉积特征湿润型冲积扇第二节陆相沉积第二节冲积扇部分思考题1、冲积扇形成条件？2、冲积扇四种常见的沉积类型？3、冲积扇亚相类型及其沉积特征？第二节陆相沉积1）据地形和坡度山区和平原河流2）据河流发育阶段幼年河、壮年河和老年河二、河流类型和河流沉积模式第二节陆相沉积1、河流的分类第二节陆相沉积河流的历程3）据河流分叉参数和弯曲度（Rust，1978）平直河、曲流河、辫状河、网状河第二节陆相沉积1、河流的分类第二节陆相沉积RUST,1978提出：河道分叉参数在平均每个蛇曲波长中，河道砂坝的数目河道分叉参数小于、等于1，为单河道；大于1为多河道。第二节陆相沉积RUST,1978提出：弯度指数：河道河谷第二节陆相沉积河道长度与河谷长度的比值。该指数小于1.5，为低弯度河，大于1.5为高弯度河。平直河曲流河辫状河网状河低弯度，1.5高弯度，1.5单河道，分叉参数≤1多河道，分叉参数1河流名称第二节陆相沉积第二节陆相沉积2、曲流河沉积特征和沉积模式第二节陆相沉积河床亚相、堤岸亚相、河漫亚相、牛轭湖亚相第二节陆相沉积1）曲流河沉积亚相划分（4个亚相）：（1）微相划分河床滞留沉积，边滩沉积。河谷－河道－河床的关系Rivervalley,Channel,Riverbed第二节陆相沉积2）河床亚相选择性搬运，在河床底部滞留沉积的砾石（来源可不同）；厚度小（几到几十厘米），成分杂；叠瓦状排列，呈透镜状。第二节陆相沉积（2）河床滞留沉积（lagdeposit）是河床的主要沉积，是河床侧向侵蚀和加积作用的结果滚动和跳跃方式搬运，沉积成分复杂的砂岩，交错层理类型多，向上层理规模变小（3）边滩沉积(pointbar)第二节陆相沉积陕北侏罗系边滩砂岩长石含量达49％第二节陆相沉积（1）微相划分天然堤沉积(naturallevee)，决口扇沉积(crevaseesplay)第二节陆相沉积3)堤岸亚相(levee)（2）天然堤沉积★洪水溢岸沉积而成；沉积物粒度细--粉细砂岩；沉积厚度取决于河流规模。★凹岸发育天然堤；层理规模小，上攀交错层理不对称发育；植物根、钙结核等。第二节陆相沉积洪水冲越天然堤，砂泥物质在决口处沉积呈扇体沉积物较细，但粗于天然堤沉积物冲刷构造、递变层理、交错层理、小型波状层理平面呈舌形，剖面呈透镜状第二节陆相沉积漫滩沉积河漫沼泽沉积河漫湖泊沉积第二节陆相沉积4）河漫亚相（1）微相划分★★★第二节陆相沉积河漫滩是河谷底部较平坦的部分，平水期无水，洪水期淹没形成河漫滩河漫滩发育在河流演化的晚期－河谷较宽的时期★粉砂岩，波状层理和斜波状层理化石少，干裂和雨痕第二节陆相沉积★河床高于河谷低洼处，洪水漫出河道而成；★沉积粘土岩以及粉砂，可见水平层理；★沉积构造依赖于古气候。第二节陆相沉积★在潮湿气候条件下，河漫滩和河漫湖泊可演化成沼泽植物多，可成煤第二节陆相沉积5）牛轭湖亚相oxbowlake第二节陆相沉积串沟取直和颈项取直作用及其沉积层序沉积序列为不对称的二元结构颈项截直粉砂岩和粘土沉积，透镜状，延伸达数十公里5）牛轭湖亚相oxbowlake第二节陆相沉积窜沟取直★可划分成4个单元：滞留沉积、边滩及其顶部、天然堤和泛滥平原；★典型的间断正韵律；★上部和下部构成“二元结构”；★厚度8－10米；★岩性和沉积构造韵律变化6）曲流河沉积的标准垂向模式第二节陆相沉积大港油田明化镇组河流沉积930940950第二节陆相沉积英国老红砂岩沉积序列2－15米第二节陆相沉积3、辫状河沉积特征和沉积模式1）辫状河沉积特征多河道、河床坡度大、宽而浅、侧向迁移快、发育心滩。这是与曲流河的重要区别。第二节陆相沉积新疆喀什河第二节陆相沉积2）辨状河沉积亚相：河床和河漫沉积第二节陆相沉积3）辨状河河床沉积（1）心滩形成机理★主流线两侧形成两个对称性前进的水流★由表流和底流形成螺旋式前进的横向环形水流★表流由河流中心向两岸会聚，携带沉积物在河流中心沉积而成第二节陆相沉积（2）心滩沉积特征★上游侵蚀、沉积物粗；下游沉积、沉积物细；心滩向下游迁移；★沉积物成分杂、粒粗；★发育大型槽状和板状交错层理；★底可见河道滞留沉积河道厚3－10米第二节陆相沉积4）辫状河河漫沉积★辫状河沉积不稳定，迁移快；★不发育天然堤、决口扇和泛滥平原沉积★不易形成牛轭湖；★沉积序列不像曲流河那么典型第二节陆相沉积沉积物粗，发育大型交错层理，“二元”结构不对称9米厚冲刷面小型板状大板、大槽波状层理泥岩5）沉积序列第二节陆相沉积美国辨状河沉积红色为泥岩，灰白色为砂岩，典型的“砂包泥”，而且自下而上砂岩增多。第二节陆相沉积4、网状河沉积特征和沉积模式1）网状河概念及组成（1）概念：是由窄而深以及顺直到弯曲的、相互连接的、低坡度稳定网状水道形成的交织河网水系。（2）沉积组成河道、天然堤、心滩边滩、决口扇、湖泊湿地、沼泽、池塘等。加拿大哥伦比亚河现代网状河第二节陆相沉积低能沉积环境；悬浮搬运沉积作用为主;垂向加积明显。第二节陆相沉积2）沉积作用3）网状河河道沉积网状河道：多河道，但河道稳定，河道砂体厚度很大（多在十几米以上），既有辨状河的特征（多河道），也有曲流河的特征（河道稳定）。槽状交错层理砂岩，向上变细的沉积序列墙式砂体第二节陆相沉积4）湿地沉积河道间发育冲积岛和泛滥平原沉积，河道间“湿地”沉积细，并且稳定发育，面积占60－90％。沉积物：多为富碳的粉砂和粘土，沉积厚度大，但横向变化快第二节陆相沉积5）网状河沉积模式(Miall,1996)(Weerts,1996)第二节陆相沉积网状河沉积模式第二节陆相沉积河型网状河辫状河曲流河水流特点水浅流急水深流缓水深流缓沉积作用侧向加积垂向加积垂向和侧向加积沉积物砂泥砂泥砾砂岩性序列对称二元结构，砂泥间互或泥包砂不对称二元结构，