第二章 地层的沉积相与沉积环境

点砂坝（边滩）
曲流河
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（3）湖泊相
在降雨量充沛的潮湿气候区多形成淡水湖泊。根据
湖水深度可分为滨湖、浅湖和深湖。
特点：水体封闭，从湖滨到湖心，随着湖水深度的
增加，水动力逐步减弱，沉积物有从粗到细的机械
分异现象；层理类型也由交错层理渐变为水平纹理。 沉积相分布基本上呈环带状分布。
在气侯干旱区，湖水浅且多为咸水湖。
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波痕（wave mark）
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泥裂（mud crack）
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泥裂
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虫迹（track）
ห้องสมุดไป่ตู้
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雨痕（raindrop impression）
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雨痕
3、生物门类及其生态组合的环境意义（古生 物标志）
A、不同的生物门类生活于不同的自然环境之中。 B、还可以根据某些生物判断海水的盐度及古气候。
如：广盐度生物，狭盐度生物，喜暖生物，陆生生物，特征 生物群及生物遗迹化石等。
C、还可以根据某些生物判断其生活的水体深度。 D、还可以根据生物化石在地层中保存的完整程度来 判断水动力的强弱和搬运的远近。
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交 错 层 理
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(2)、层面构造与暴露标志 层面构造(bedding plane structure )－－指出现在沉 积岩层面上的构造，有时与沉积物同时形成，如波 痕—对称和不对称波痕。 暴露标志(exposed signs )－－指形成于沉积作用之 后，并能指示沉积物曾暴露于地表的层面构造。如 动物的爬痕，足迹，泥裂，雨痕(雹痕)等。更明显的 区域性暴露标志是古风化壳，在不同的气候带具有 明显不同的识别标志。
华北中生代冲积扇砾岩
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（2）、河流沉积类型 河流沉积主要是碎屑物质。根据沉积环境及沉积 物特征，河流相分为河床、堤岸、河漫及牛轭湖四个 亚相。 河流具二元结构
洪泛平原沉积（河漫滩）
河道（床）沉积
上部沉积
下部沉积
另有决口扇沉积
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心滩
辫状河
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障壁岛与泻湖
陆地 泻湖
潮汐三角洲 障壁岛
障壁岛
泻湖
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B、无障壁的海岸
滨海带较宽广，且平坦，形成潮坪环境（有沉 积作用），无沉积作用的称为潮浦。以潮汐作用为 主。 可进一步划分为潮上、潮间和潮下（0—50m,为 亚浅海）三个带。
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三角洲
河控 三角洲
尼罗河
密西西比河
潮控 三角洲
浪控 三角洲
恒河
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由于三角洲沉积体不断向海（湖）方向推近，这时则以侧向 加积为主，形成前积层底部明显的下超形态。因而，在剖面 上，沉积物自下而上呈现出由细到粗的反旋回序列。也是三 角洲沉积的一个主要识别标志。
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B、稀土和微量元素及稳定同位素对于研究沉积环境、 生物作用、陆源区性质（母岩成分）、古气候特点 和古地理再造都具重要作用。
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三、沉积环境与沉积相类型
以海平面为标志，可以将地表沉积环境分成三大类 型： 大陆环境、海洋环境和过渡环境。
1、 大陆环境的沉积相类型
（1）、山麓及山间盆地沉积类型
潮上带:处于平均高潮面以上,仅在最高潮时被淹没。以砂、 粉砂和泥质沉积为主，干裂、雨痕等暴露标志发育，可见陆
生动物的足迹。
潮间带：处于平均高潮面与平均低潮面之间,海水反复进退的 地区，水动力强，发育双向交错层理和透镜状、脉状及波状 层理，具垂直层面的潜穴等水下标志，也有暴露标志。 潮下带（也称亚浅海）：平均低潮面与浪基面之间, 始终被 海水淹没。
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湖
泊
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2、过渡环境的沉积相类型
以三角洲环境为典型代表。 沉积体由相互连接的三部分组成。
（1）、三角洲平原（顶积层）：是三角洲的陆上部分。包括 分支河道砂质沉积和泛滥平原上的粉砂、粘土和泥炭沉积，陆 生生物化石丰富； （2）、三角洲前缘（前积层）：水平面以下，三角洲向海推 进的前坡,以砂和粉砂为主；常发育大型交错层理，有时具浪 成波痕；远离河口处形成席状砂体，以粉砂为主并出现水平层 理，可含植物碎片和海（湖）生物碎片。 （3）、前三角洲（底积层）：位于三角洲前缘向海（湖）的 方向上。以粉砂和粘土为主，多具水平层理或块状层理，海 （湖）生生物增多，有机质丰富。
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5、岩相分析的基本原则：
将今论古(the present is the key to the past )－－现代 和地史时期所形成的物质记录有许多类似之处。
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二、沉积环境的判别标志
在不同的沉积环境中，沉积物有着不同的标志特 征。 主要包括：沉积岩石的颜色，古生物群的面貌、 岩性特征及层理和层面构造特征，矿物标志或称地 球化学标志等。
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岸礁
生 物 礁
障壁礁
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石膏
泥岩
石膏
石灰岩 盐湖
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D 沉积岩的颜色
沉积岩的颜色只有原生色才能反映沉积环境。 1）黑色或灰色：不通畅的水的还原环境，即静水环 境。 2）海绿石形成的绿色：代表不同程度的较深的海洋 环境。 3）红色、棕色：通常指炎热干燥的氧化环境。
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形成于山间和山前地带。地势起伏悬殊，高差和坡度大，以 快速堆积为特征。 如：洪积扇堆积，以粗砾为主，多呈棱角状，分选和磨圆极 差，砾径大小混杂；一般扇根处最粗，向扇端和两侧逐渐变 细；层理多不发育，常为块状构造。
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洪积扇
（注意沉积物差的分选 和低的圆度）
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帐篷构造（tepee structure） 是弱固结或半固结的碳酸岩盐由于暴露、蒸 发、干缩而使其原始沉积层弯曲、破裂，并 向上突起而形成形似印第安人帐篷的构造。
碳酸盐沉积中的帐篷构造
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渗流豆粒层 （vadose pisolite）： 形态呈球形和长形。具群 集、紧密堆积和成层的特 点，圈层包壳的厚度不均 匀，其下侧较厚，反映了 重力作用的影响。渗流豆 粒层的顶面代表一个古暴 露面。 它和渣状层及碎裂砾块等 组成有规律的分带现象。
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（3）、碳酸盐沉积相类型
以碳酸盐沉积为主的滨浅海相，一般具有由碳 酸盐缓坡向台地演化的浅水碳酸盐沉积特征。
A、碳酸盐缓坡（carbonate ramp）：是指从岸 线向盆内缓慢倾斜的斜坡，与较深水的低能环境之 间一般无明显波折，最高能量带位于近岸地区。当 碳酸盐缓坡存在时，自近岸到远岸一般从潮坪沉积、 泻湖沉积的鲕粒或团粒浅水碳酸盐相变为较深水泥 质粒泥灰岩或泥灰岩沉积，其中含各种完整的广海 生物化石。
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第二章 地层的沉积相及沉积环境
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第二章 地层的沉积相及沉积环境 一、沉积相概念及相对比定律 二、沉积环境的判别标志 三、沉积环境与沉积相类型 四、古地理图及其意义
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一、沉积相概念及相对比定律
1、沉积相（相）(sedimentary facies )：能够反映沉 积环境的岩石及古生物特征的综合。或者说，相是形 成于特定古沉积环境的一套有规律的岩石和古生物特 征的组合。 2、相变(phase transition)：沉积相在横向或纵向上的 变化。 3、岩相分析(petrographic analysis):根据地层中岩性 特征和生物特征等,分析和恢复古沉积环境的方法称 岩相分析。
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B、生物礁和碳酸盐台地 位置：碳酸盐缓坡的浪基面与水下斜坡的交截 区，有利于形成生物碎屑砂坝和生物营造的、地形 向上隆起的初期建隆，由于建隆的出现，这时原来 的碳酸盐缓坡开始转变成了碳酸盐台地 。 特点：水体浅、富氧和营养、透光好，生物大 量繁殖，一些造礁生物如群体珊瑚等大量发育而形 成生物礁。
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滑塌构造（slump structure ） 由于受地震、风暴等因素的影响，处于塑性状态的 沉积物通过重力作用沿大陆斜坡发生移动而产生的 变形构造（准同生变形构造）。 多见于大陆斜坡较深水沉积物中，并形成浊积岩或 深水碳酸盐岩，为识别古坡向的重要标志。
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深 海 扇
浊 浊流沉积 流
浊 流
深海扇
粒序层理
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C 常见岩矿标志有： 1）海绿石，磷灰岩，主要形成于浅海环境； 2）大规模、稳定的碳酸盐岩，一般出现在温暖的滨 浅海； 3）冰碛和冰川纹泥显示了冰期的寒冷气候； 4）煤，赤铁矿，铝土矿，代表潮湿气候； 5）鲕粒结构代表海浪强烈扰动的高能环境； 6）富有机质和黄铁矿微晶的炭质、硅质、泥质岩类 等，代表深水或滞留还原海盆环境。
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造礁珊瑚：群体，生态窄; 20°- 30°的 水温; 350/00左右的盐度; <100米的水深; 透光性好.
横板珊瑚 四射珊瑚
横板珊瑚
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4、沉积地球化学标志及其环境意义
A、自生矿物（authigenic mineral）（原始沉积时期 或固结成岩以前形成的矿物）与沉积环境中的特定 地球化学条件有关，并能指示其沉积环境。
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4、相对比定律(Walther phase-rule )：19世纪末期由德 国学者瓦尔特（J.Walther，1894)提出，“只有那些目前 可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在 一起”。并进一步研究认为：岩相类型在时、空分布上 存在着内在的联系。 相对比定律又称瓦尔特定律。
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1、沉积岩组分和结构的环境意义
A、牵引流沉积作用： 以床沙载荷（推移质）方式搬运，这种作用常见于 陆上（如冲积扇、河流、三角洲）和滨浅海环境， 在深海洋流中也存在。 B、重力流沉积作用 为一类水中含有大量弥散沉积物的高密度流。常见 于陆上和海洋坡折带（如山麓、深湖盆、大陆斜坡 等）。 特点：粗细混杂、分选较差。重力流包括泥石流、 颗粒流、液化流和浊流四类，以浊流最为常见，且 重要。
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（2）、浅海沉积相类型
位于浪基面以下，水深一般50--200m的海域， 即陆棚或陆架地带。这一地带海域广阔，可达数百 公里。受潮汐流和气象因素控制（风暴、洋流）。
特点：常以泥岩、页岩、粉砂岩沉积为主，夹 有薄的粉砂、砂、贝壳层或生物碎屑灰岩；富含狭 盐底栖生物，如珊瑚、腕足、棘皮、苔藓虫、钙质 有孔虫等，也常见有丰富的遗迹化石（动藻迹等）， 化石保存完整，分异度高。
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三、海洋环境的沉积相类型
根据海底地形和海水深度，可进一步划分为滨海 （潮汐带）、浅海（陆棚或陆架）、次深海（大陆 斜坡）及深海（大洋盆地）
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（1）、滨海沉积相类型
滨海带是指浪基面以上的海岸地带，也称滨岸沉 积环境。受潮汐和海浪的影响最为强烈，滨海区的宽 度随海岸地形而定。 A、有障壁的海岸： 可形成平行海岸的砂坝（多由分选好的石英砂组 成，交错层理发育）和泻湖沉积（形成于砂坝与海岸 之间，与广海呈隔离状态，水浅而低能，以粉砂和粘 土沉积为主，水平层理发育，含广盐度生物群）。 当淡水注入量大时，可形成滨岸沼泽,若植物发育 则形成泥碳沉积。 与广海连通不好的海湾或泻湖，在气候干燥条件 下，由于蒸发量大，可形成咸化海湾或泻湖，则形成 白云岩、硬石膏、石膏和盐岩沉积。
2、沉积构造的环境意义
沉积构造是判别环境的重要标志。 (1)、层理标志 层理(bedding )是两个层面之间由于岩石的性质在垂 直层面方向上，由成分、颜色、结构的变化所显示 的层状构造。 常见的层理有水平纹理（层理）（horizontal bedding )、交错层理(cross bedding)、平行层理（parallel bedding）、递变层理（graded bedding）和块状层理 （massive bedding）等。