沉积相标志

19781978二、沉积环境判别标志1979，199219791979，19921983•沉积环境:是一个发生沉积作用的、具有独特的物理学、化学和生物学特征的地貌单元，并以此和相邻的地区相区别—自然环境条件•沉积相:指保存在地层中的能反映其形成环境的岩性特征、沉积特征和生物特征的总和—沉积环境的物质表现•沉积体系:与沉积作用和沉积环境有成因联系的三维岩相组合•沉积构造:是由沉积物的颜色、成分、结构的不均一性而引起的岩石宏观特征“相”的术语使用有不同的理解•地层的岩石类型—描述相：如海绿石砂岩相、灰岩相等；•岩石的成因作用类型—环境相：如浊积岩相、生物礁相等；•沉积环境的同义语—作用相：如河流相、滨海相等；–认为“相是一定岩层生成时的古地理环境及其物质表现的之和”，包括沉积物形成条件（环境）、沉积特征，如河流砂岩相、浅海灰岩相，国内外50年代以来普遍持这种观点；•与构造环境相联系—构造相：许靖华(1991)提出的大地构造相概念，常用的如磨拉石相、复理石相一）物理参数：一）沉积物的特征：颜色、粒级和分布、颗粒的分选性、磨圆度、表面结构、组构等（前面已讲）二）沉积物的原生沉积构造（注：沉积物次生构造——指示成岩环境）二）化学参数：Eh、pH、盐度、水深、温度、气候三）生物参数：种类、数量、古生态、埋藏方式四）矿物参数：指相矿物、颜色、痕量元素五）地球物理参数：测井曲线、地震相机械成因构造化学成因构造生物成因构造复合成因构造流动成因构造同生变形构造暴露构造层理构造水平层理韵律层理或互层层理平行层理交错层理块状层理粒序层理上层面构造波痕剥离线理构造细流痕构造下层面构造槽模沟模跳模、刷模、锥模、锯齿痕其它构造冲刷面构造侵蚀槽构造叠瓦构造重力作用构造重荷模砂球构造砂枕构造包卷层理滑塌构造液化作用构造包卷层理盘状构造泄水沟构造碎屑岩脉构造其他泄水构造拖曳和牵引构造变形翻卷层理包卷层理干缩构造干裂帐蓬构造撞击构造雨痕冰雹痕泡沫痕结核晶体印痕冰晶痕瘤状构造叠锥构造缝合线构造色带构造鸡笼网状构造生物生长构造叠层石构造生物骨架构造生物扰动构造变形生物扰动构造定形生物扰动构造孔洞充填构造层状晶洞构造席状裂隙构造斑马构造鸟眼构造窗孔构造示顶构造硬底构造一）物理参数—原生沉积构造层理类型形成条件环境分布交错层理能量一般较强，物源充足三角洲、河流、海岸带平行层理能量强，物质多河流、海滩、陆坡爬升层理能量较强，物源充足三角洲、深水陆坡水平层理能量低或很低，物质少静水、深海粒序层理能量高，急速卸载深海陆坡块状层理能量较高，快速卸载斜坡、深海潮汐层理水流方向、物质供应变化潮坪韵律层理周期性环境变化控制不同沉积构造代表了不同的介质条件•层理：水力学或化学条件变化期间形成的以相邻纹层或层间的沉积、结构、构造不连续为特点的界面；•细层——最小单位，成分均一•层系——有许多成分、结构、厚度、产状都相似的同类细层组成，为相同的沉积条件下的产物•小型层理：3cm•中型层理：3-10cm•大型层理：10cm•巨型层理：100或200cm•层系组——若干相似的层系组成，无明显不连续，为相似的沉积环境的产物１．流动成因构造—层理构造序号界面级别界面特征11级界面微型-中型底沉积物内界面，相当于交错层系的界面，表示一系列相似床沙底形的连续沉积，无或少侵蚀，活化面可通过交错前积层的削蚀和尖灭来识别。22级界面微型-中型底沉积物内界面，相当于简单层系组界面，象征流动条件或流动方向的变化，即岩性相的变化，无明显的时间间断。33级界面侧向或顺流加积巨型底界面—侵蚀界面，并以一定角度削蚀下伏的交错层理。侵蚀面上有内碎屑泥砾，上下界面岩性组合相似，象征大规模活化或增生—点坝增生单元（大型底形生长单元）。44级界面巨型底形的上界面平至上凸状、与下伏1-3级界面低角度削蚀；小河道的底部冲刷面—点坝（大型底形）界面。55级界面如河道充填复合体下部界面，平坦至微向下凹，局部侵蚀、充填及底部滞留砾石层—河道单元或成因相或内部构成单位界面。66级界面河道群或古河道谷群的边界面—沉积体系单元界面。Miall（1985）定义的不同级别的界面—限定不同级别的构成单位•交错层理•据交错层理单位大小（即单层厚度）分类：•小型交错层理:单层厚度小于5cm(若单层厚度1cm,可称为微型交错层理)；•大型交错层理:单层厚度5cm－1m。交错层理的类型流水作用浪成作用潮汐作用风力作用波状或断续波状中小型沙纹交错层理爬升沙纹交错层理浪成沙纹层理脉状层理波状层理透镜状层理沙纹交错层理板状或楔状大型板状交错层理楔状交错层理低角度交错层理冲洗交错层理鱼骨状交错层理双粘土层和束状体构造板状交错层理楔状交错层理槽状或透镜状槽状交错层理逆行沙波层理丘状交错层理凹状交错层理槽状交错层理•成因分类•水流波痕交错层理流水波浪波浪交错层理的主要鉴别标志•单层底界面呈波状起伏，因波痕的不规则迁移造成•前积纹层通常由成组排列的交错纹层组成，具束状叠置；•前积纹层有时具“人”字型构造；•交错层理一般显示交错层的分枝现象，即倾斜的前积纹层往往越过波谷，再伸到相邻波痕的另一翼上，有时甚至达到相邻波痕的顶部。•海岸、陆棚、湖泊等•人字型（羽状或鱼骨状）交错层理：上下相邻层系的细层倾斜方向相反(青鱼骨状)，层系间被泥质薄层隔开•涨潮与退潮交替作用形成的潮道、三角洲•逆形沙波交错层理（逆行沙丘层理或反沙丘交错层理）：弗氏值Fr0.84时，沙波与水表面处于同相位的状态，造成向上游一侧的加积作用、下游一侧侵蚀；–透镜状、内部层纹不清晰、倾角小（10°）；–与平行层理及冲刷构造共存，与上下共生的交错层理细层倾向相反–河流、海滩、浊积岩等环境。•冲洗交错层理：海滩或沿岸沙坝的前滨带上，波浪反复的冲洗作用造成倾角平缓（一般2－10o）的纹层，其形态属于大型板状或楔状交错层理。•丘状交错层理：暴风浪作用所形成的一种向上凸的圆形状层理，顶面被波浪截切。•波长大(0.1-5m)、波高小(0.01-1m)；纵剖面呈缓波状，层系底界面为侵蚀面，细层与层系底界平行，细层倾角很少超过8-10°；•近滨带和浪基面以下，并有风暴作用，可作为正常浪基面和特大暴风浪浪基面间环境识别标志；•风成交错层理：规模大、层系厚度变化大，前积层方向多变，陡倾斜的交错纹层上陡下缓，层系常呈板状、楔状，少有槽状，不夹泥质，砂粒磨圆度和分选较好。•爬升波痕层理（爬升沙纹层理、上叠沙纹交错层理）：沙纹向前迁移的同时向上爬叠加积而成；•粉砂岩和粉砂质泥岩，连续的、丰富的悬浮状沉积物供给；•细分：同相爬升沙纹交错层理（前积层和后积层同时保存）、拖移爬升沙纹交错层理（后积层无或少保存）•河流、三角洲前缘的水下沙堤、浊流攀升层理攀升层理纹层向右漂移指示越岸水流流向•粒序层理（粒级层理、递变层理）•可形成巨厚层系，浊流、潮坪、河滩、三角洲、陆棚等•平行层理：细层与层面近平行，是在高流态下由平坦的床沙体迁移而成，伴有冲刷现象、沿层理面有剥离线理，河流、海滩、浊流等；•水平层理：细粒沉积物中与层面平行的若干细层组成的层理（颜色、成份、有机质含量等变化）。•见于粘土岩、泥质粉砂岩及石灰岩；•形成于平静的、微弱流动的介质；•海或湖深水带、闭塞海湾、沼泽、牛轭湖等。•块状层理（均匀层理）：快速堆积或高浓度浊流或生物扰动。•脉状、波状、透镜状层理：潮汐、湖滨、三角洲前缘、河流•韵律层理：与层面近平行由数毫米—十厘米或不等厚的两种或以上岩性互层组成。•常见于砂岩与泥岩不等厚互层；•潮汐韵律层理、季节性韵律层理、复理石层理灰岩与泥灰岩韵律（L-M韵律）•沙纹交错层理（沙纹拖曳交错层理）：多层系（波状、板块、槽状）的小型交错层理，层系厚3cm；见于潮坪、河流边滩上部、天然堤、湖滨粉砂岩；不同流速和粒径条件下形成的层理类型据:Harms等，1982•低角度交错层理：大型单一层系，前积细层呈低角度的单向倾斜，倾角10°，缺乏共生的反向沙纹交错层理。形成于高低流态间；•再作用面构造：同一作用过程中，一个层系内的平滑间断面，上下相邻的前积层倾向相似，间断面可上凸下凹。潮汐和河流图5－21再作用面与双粘土层形成示意图A-由水位变化造成的再作用面；B-与潮流的时间-速度不对称性有关的再作用面潮道沉积中的潮汐束状交错层理和双黏土层•流动成因—其它构造–冲刷面构造：流水作用在沉积物顶面冲刷而成的凹凸不平的面，面上颗粒较粗，有下伏层和砾石。–沟槽充填构造：河流改道或流速加大时，流水不断冲刷和侵蚀沉积界面，形成深坑或槽，并被较粗的沉积物充填。如河流、潮坪等环境–叠瓦构造：河床、海滨岸区及浊积扇水道沉积区不同大小砾石呈叠瓦状排列1）波痕–波痕内部结构１．流动成因构造—层面构造summitpointbrinkpointTroughpointtoepoint•波痕指数（RI）：波长与波高之比（L/H）；•对称指数（RSI）：向流面水平投影长度与背流面水平投影长度之比（L1/L2）Bottomsetlaminaeforesetlaminaestosssetlaminae随介质能量的减弱和悬浮载荷的增加，前积层形态由直线型切线型凹型S型水流强度增加水槽实验低流态高流态据Blatt等1980波痕沙波大波痕平层反丘流槽波痕分类•水流波痕•小型水流波痕（直线形、波曲形、链形、舌形、新月形和菱形）、大型水流波痕、巨型水流波痕、逆行砂丘•波浪波痕•干涉波痕和改造波痕•弧立波痕•风成波痕水流波痕波浪波痕•小型水流波痕：规模较小，波长在4－60cm，一般不大于30cm；波高0.3－6cm；波痕指数大于5,多为8－15。按其波脊形态又可进一步分为直线形、波曲形、链形、舌形、新月形和菱形。下部：舌形、菱形；上部：波曲形、舌形；舌形链形波曲形直线形波曲形舌形菱形•大型水流波痕：其波长下限为60cm,最长可达30m,波高为6cm－1.5m。波痕指数大于15。大波痕主要产生于中、粗粒沙质床沙中•巨型水流波痕：波痕长度30m。波高可达数米；波痕指数30。巨型水流波痕的波脊以直线形为主，多分布于较深的浅海和大型河流中•逆行砂丘：最早由吉尔伯特（Gilbert,1914）提出。是指在浅水急流条件下(即福劳德数1)，由表面流在沉积物表面上产生的一种与水面波同相位的波痕状底形。与一般的波痕形成作用相反，通常其背流面一侧遭受侵蚀，而在向流面一侧进行堆积作用。所以实际上它是向上游方向移动的，故称为逆行沙丘。它多见于海滩、潮坪、河流环境波浪波痕对称的波浪波痕稳定范围与最大流速和沉积物粒径的关系不对称波成波痕和水流波痕的区别：①浪成波痕波脊往往出现分叉与会合的特点,水流波痕的波脊多中断并被别的脊代替；②波长小于4.5cm的不对称波痕一般都是浪成,波痕指数15，水流波痕的RI15；浪成波痕的对称指数3.8,水流波痕的3.8；③浪成波痕的前积纹层往往表现为成束的分枝状,并通过波谷延伸到相邻波痕的翼部上•干涉波痕：构成格子状、梯状、网格状、叠瓦状，甚至疙瘩状等形态前滨或潮间带•改造波痕：在水流及波基面变化的情况下，原先生成的波痕受到改造而形成改造波痕，如双脊波痕，圆顶波痕、削顶波痕前滨或潮间带•孤立波痕：泥质物表面上由于沙供应不足而形成的不连续底形。弧立波痕与正常波痕相似，但它们发育不全，波高较低，波痕指数较大，构成透镜状层理。•风成波痕：直、长而平行脊、不对称。L=2.5－25cm,H=0.5－1cm,RI=10－70。具有前积纹层，多数波痕由粒度均一的砂组成，内部构造有时不清楚，粗颗粒分布在波脊。风成波痕发育于沙漠、海岸、干旱—半干旱气候下的河流等环境中。波浪的成因分类（据Reineck，1973）名称波峰性质波痕参数波痕指数对称性内部构造流水波痕小型流水波痕直、波状、舌状、菱形L=4-60cm、H高达6cm5,多数8-16不才称一致-不一致、上叠大型流水波痕直、波状、舌状、菱形、新月型L=0.3-30cm、H=0.06-1.5m多数5一致-不一致巨型流水波痕直、波状、分叉L=30-1000m、少20-30m、H=1。5-15m多数30,可达100对称