5-3 沉积环境的判别标志 沉积学及古地理学教程

溶作用明显时，砂质沉积物中的
碎屑颗粒更紧密地接触。颗粒之 间由点接触发展为线接触、凹凸
接触，甚至形成缝合状接触。
（2）支撑结构
支撑类型分为：杂基支撑结构和颗粒支撑结构。 杂基（基质）支撑结构：杂基含量高，颗粒漂浮其中。 颗粒支撑结构：颗粒之间有接触（点、线、面、凹凸接触、缝 合状接触）。
第五章
沉积环境的主要判别标志
4. 沉降法：用颗粒沉降速度来划分粒级分布，适用于粘土、 粉砂级颗粒及其岩石，某些特殊的沉降法可用于砾级颗粒。 5. 激光粒度仪法：采用光学原理，通过测量颗粒群的空间 频谱来分析其粒度分布。
（二）颗粒粒级的划分
一般采用伍登—温德华标准, 它是以毫米为单位的一个分类方案, 后来 克鲁宾（1934）提出了一种对数换算，称其为Φ值。 Φ＝－log2D （D为颗粒直径） 粒径（毫米）和Φ值的对应关系见下表：
撑结构，它形成于沉积同期。
② 孔隙胶结：是最常见的颗粒支 撑结构，碎屑颗粒构成支架状，颗 粒之间多呈点状接触。胶结物含量
少，只充填在碎屑颗粒之间的孔隙
中，它们是成岩期的化学沉淀产物。
③ 接触胶结：为颗粒支撑结构， 颗粒之间呈点状接触或线接触，
胶结物含量很少，分布于碎屑颗
粒相互接触处。
④ 镶嵌结构：为颗粒支撑结构， 在成岩压固作用下，特别是当压
第二节 岩石结构和粒度标志
一、岩石结构标志
二、粒度分布特征及其环境意义
（一）粒度分析的主要方法
（二）颗粒粒级的划分
（三）粒度曲线和粒度参数 （四）粒度参数散点图 （五）C－M图解 （六）粒度参数的环境判别公式
二、粒度分布特征及其环境意义
粒度：沉积物和沉积岩的颗粒大小。 粒度分析：确定碎屑沉积物或碎屑岩中各粒级 碎屑的结构特征，其中主要包括粒度大小和各种
1．碎屑颗粒特征
碎屑颗粒特征包括圆度、球度、粒度、分选性、颗粒的表面结构。 圆度（磨圆度）取决于粒度大小、物理性质（如硬度、解理、 形状）及磨蚀历史。如在一定距离内，较大的颗粒一般比较小颗 粒圆化得好。 另外搬运介质和搬运方式对颗粒圆度也有影响。如风成者＞水 成者＞冰(川)成者；牵引流沉积＞重力流沉积；振荡水流沉积＞ 单向水流沉积。圆度是沉积物形成介质动力条件的良好标志。
正态分布，表现为直线
粗粒
细粒
概率图上其它参数有：
S截点
T截点
截点：二个次总体直线交点, 以横座 标表示, 细截点（S截点），是悬浮 总体和跳跃总体的交点，表示悬浮组 分的最大粒径；粗截点（T截点）, 是跳动总体和滚动总体的交点，表示 跳跃组分的最大粒径。 混合带（过渡带）：指两个次总体直 线段相交时，在截点处有些点不在直 线上，而是零散过渡的，反映沉积分 异相对复杂。 次总体百分含量：即各次总体占总量 的百分数。 分选性：以各次总体直线段的斜率， 即直线段倾斜角度表示。
C－M图解的意义： NO--滚动搬运的粗粒物质，一 般C >1mm OP--滚动+悬浮，一般C >0.8 mm 过渡段 PQ--悬浮+滚动 QR--递变悬浮（由于水流上举 力引起各粒径颗粒跳跃高度不 同所致，由下到上粒度逐渐变 细，密度逐渐降低），与C=M 平行 RS--均匀悬浮 T---远洋（静水）悬浮
16 50 84
（2）标准偏差（σi）：表示沉积物颗粒的分选程度，即反映颗 粒的分散和集中状态。 公式： 84 16 95 5
i
4
6.6
可将分选程度分为7级： σi<0.35 分选极好 σi＝0.35－0.50 分选好 σi＝0.50－0.70 分选较好 σi ＝0.70－1 分选中等 σi ＝1－2 分选较差 σi ＝2－4 分选很差 σi >4 分选极差
偏度计算公式：
16 84 - 250 5 95 - 250 Sk 2(84 - 16 ) 2(95 - 5 )
偏度的实际意义： • 不同沉积环境形成的沉积物的频率曲 线形态不同，所以，频率曲线的偏度对于 了解沉积物的成因有一定的意义： • 河成沉积物因悬浮物被大量带向下游， 所以，一般沉积物以粗粒为主，故多属正 偏态。 • 海滩沉积物由于潮汐、波浪高能量作 用的结果多数为近对称，偏度值近于零。 但有些呈微弱的负偏态。 • 风成砂丘由于细粒物质被吹走，则多 形成正偏态。
粒级的分布情况。
碎屑物质埋藏后除部分石英有次生加大或溶解
外，一般颗粒变化不大，因此，粒度大小和分布
特征可反映沉积时的水动力条件，是判别沉积环
境的一个重要物理标志。
二、粒度分布特征及其环境意义
研究粒度分布，可提供如下资料：
(1) 明确搬运介质性质，如风、水、冰川、泥石 流、浊流等； (2) 判断搬运介质的能量条件，如流速、强度、 起动能力等；
3 1 2 1
图中：1为牵引流沉积的C－M图 2为重力流沉积的C－M图 3为远洋（静水）悬浮沉积的C－M图
3．胶结类型和支撑结构
(1) 胶结类型
在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关 系称为胶结类型。决定碎屑岩的胶结类型的因素，一是碎屑颗粒与胶结 物或填隙物的相对数量，二是碎屑颗粒之间的接触关系。
① 基底胶结：填隙物含量较多， 碎屑颗粒在其中互不接触呈漂浮状， 填隙物主要为杂基。是高密度流快 速堆积的特征。基底胶结为杂基支
KG =1.11～1.56，尖锐；
KG =1.56～3.00，很尖锐；
KG＞3.00，非常尖锐。
（五） C－M图解(对多样品的绘图)
C－M图定义：是在系统取自同 一成因岩层的一套样品（一般＞ 20个） ，并分别绘出各样品的累 积曲线或概率累积曲线的基础上 绘制的一种图件。 绘图方法：在双对数坐标纸上， 以C值（累积曲线上含量为1%的 粒径值）作为纵坐标，以M值 （累积曲线上含量为50%的粒径 值）作为横坐标，左细右粗，二 者均以μm为单位，根据各样品 的C、M值进行投点，然后按点 群的分布范围绘出图形。
数有二种方法：
数理统计法:以概率和统计学为数学基础，直接 用粒度分析得到的各粒级的百分比计算，计算较 复杂，较少用。 图解法: 从累积曲线上读出某些累积百分比处的 颗粒直径，再以简单算术公式计算各种粒度参数。
（1）平均粒度（Mz）：表示一个样品的平均粒度大小，反映 搬运介质平均动能。 公式： Mz ( ) / 3
3. 薄片粒度法：一般用于较致密的岩石，其方法是在显微 镜下，用测微尺直接测量岩石薄片中颗粒的最大视直径， 并将测量值换算成Φ值，按1/4间隔分组，计算各组内颗粒 百分数，每片要求统计400－500个颗粒，至少＞300个。 注意由于切片效应的影响，薄片粒度法测得的颗粒视直
径比其真直径小0.25Φ或更大，因此，必须进行校正。
(3) 明确搬运方式，如滚动、跳跃、悬浮；
(4) 明确沉积作用的形式，如牵引流、浊流等。
（一）粒度分析的主要方法
据颗粒大小及岩石致密程度不同，可采用五种方法： 1. 直接测量法：一般用于砾岩或砾石，其方法是用尺直 接测量砾石的直径或视直径大小，注意测量一定面积内 的全部砾石（粒径D＞2mm），不少于 100个。 2. 筛析法：用于未固结或胶结较差的含砾砂岩到粉砂岩， 它是用一套筛孔直径不同的筛子将砂样过筛，以分成不 同的粒级组分，一般筛孔直径为1/4Φ或1/2Φ间隔(Φ=log2D) ，称出每层筛内砂的重量，并求出其百分含量。 筛析法比较简便，也较精确。注意取样应在一个完整层 序内，粗、中、细砂均应取样；样品重量一般为25g±。
2．填隙物特征
填隙物包括杂基和胶结物。 杂基是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分， 粒度一般＜0.03 mm，它们是机械沉积产物。杂基的含量和性 质可以反映搬运介质的流动特性（粘度和密度）及碎屑组分 的分选性，因而也是碎屑岩结构成熟度的重要标志。同时， 杂基的含量也是重要的水动力强度标志，在高能环境中，杂 基含量很少，砂岩纯净；相反，在低能环境中，砂岩中杂基 含量高，表明分选能力差。 胶结物是化学成因物质，常见类型有：非晶质及隐晶质 结构、显晶粒状结构、嵌晶结构和自生加大结构。胶结物的 成分与结构特征，主要反映沉积时的粒间溶液的成分和成岩 期的物理、化学条件。（4）ຫໍສະໝຸດ 态（尖度）KG： 用来说明与正态频率
曲线相对比时，曲线的尖
锐或钝园程度。
尖锐、 正态、扁平
公式：
95 - 5 KG 2.44(75 - 25 )
峰值的等级界限： 值越大峰越尖，越小越平
KG＜0.67，很平坦；
KG =0.67～0.90，平坦；
KG =0.90～1.11，中等（正态）；
球度是指颗粒近于球体的程度。球度与颗粒本
身的性质有关，如石英颗粒无解理，故搬运愈远，
球度愈大，而片状的云母，其球度较低。在搬运过
程中，不同球度的颗粒表现不同，球状大的颗粒易
滚动搬运，球状小的片状颗粒易悬浮搬运。 颗粒表面结构是颗粒表面的形态特征。一般主 要观察表面的磨光程度及表面刻蚀痕迹两个方面。 碎屑颗粒的表面结构在识别沉积环境方面有一定意 义，因此受到愈来愈多的重视。
各次总体发育的数量、粒度范围、分选性等参数是有规律的， 受沉积条件和水动力条件控制。各种沉积环境的粒度分布不同。
• 常见沉积相的概率累积曲线特征
A
B
C
D
E
F
A-洪水密度流沉积；B-洪水辫状河沉积；C-曲流河沉积；
D-障壁砂坝沉积； E-浅海滩砂沉积； F -风成沙丘沉积
2.粒度参数
常用的粒度参数有平均粒度（Mz）、标准偏差 （σi）、偏度（Sk）、峰态（KG），计算粒度参
粗粒
细粒
C：意义： a、反映粒度的分布范围； b、反映颗粒的分选程度； c、提供某些基本粒度参数，如在C-M图中C值对应累积 百分含量为1%处的粒径值；M值对应累积百分含量为 50%处的粒径值。
D：缺点：对沉积物粗、细尾部反映不明显，而沉积物
粗、细尾部被认为是对水动力条件最有指示意义的。
（4）概率累积曲线：在正态概率纸 上绘制，横座标代表粒径；纵座标 为累积百分数，并以概率标度，概 率坐标不是等间距的，而是以50%处 为对称中心，上下两端相应地逐渐 加大，这样可以将粗、细尾部放大， 并清楚地表现出来。概率曲线是由 几个呈对数正态分布(为直线)的次 总体组成，一般来说，往往包含有 三个次总体，在概率图上表现为三 个直线段，代表了三种不同的基本 搬运方式，即悬浮搬运、跳跃搬运 和滚动搬运。
总的来说：从风成砂丘— 海（湖）滩砂—河道砂— 冰川和冲积扇沉积，其分 选程度依次变差。
（3）偏度（SK）：表
示频率曲线对称性的参数， 分为三类： 单峰对称曲线：以峰为对称 轴的对称曲线, 曲线为正态 分布，反映出：Mz（平均粒 度）=Md（中值）=Mo（众 数）。 不对称正偏态曲线：曲线不 对称，主峰偏粗一侧，即沉 积物以粗组分为主。 不对称负偏态曲线：曲线不 对称，主峰偏细一侧，即沉 积物以细组分为主。
直方图、频率曲线的意义可清楚地表明粒度分布特点，分选 好坏，粒度分布的对称度（偏度），尖度（峰度）、颗粒的 百分含量等。
（3）累积曲线：
A：坐标的含义： 纵座标为累积百分含量； 横座标为粒径，从粗粒一端开 始。 B：绘图： a、自粗粒开始，依次标出 各粒级的累积频率点； b、以圆滑曲线连接各点即 可，一般呈Ｓ型。
第五章 沉积环境的判别标志
第五章
沉积环境的主要判别标志
第二节 岩石结构和粒度标志
一、岩石结构标志
二、粒度分布特征及其环境意义
（一）粒度分析的主要方法
（二）颗粒粒级的划分
（三）粒度曲线和粒度参数 （四）粒度参数散点图 （五）C－M图解 （六）粒度参数的环境判别公式
一、岩石结构标志
碎屑岩的结构包括三方面内容： 碎屑颗粒的特点（粒度、形状及颗粒表 面结构） 填隙物（包括杂基和胶结物）特征 碎屑颗粒与填隙物之间的关系（即支撑 和胶结类型）。
（三）粒度曲线和粒度参数
1、粒度曲线
包括：直方图、频率曲线、累积曲线、概率累积曲线
（1）直方图：横座标为颗粒粒 径(多用Φ值，也可用毫米值标注)， 纵座标为各粒级的百分含量。
% % 20 10 Φ
%
50
40 30 20
Φ
10
-2 -1 0 1 2 3 4 1 2 3 Φ
辫状河沉积
风成沙丘沉积
（2）频率曲线：是将直方图每个柱子的纵、横边 的中点依次连成多边形频率曲线，此频率多边形 的面积仍基本等于直方图的面积和。