第02章_沉积环境+沉积相
第二章沉积相及岩相古地理ppt课件
残积物——岩石经风化作用所产生的碎屑 和化学风化的残余物质堆积在原地形成。
基岩的风化带是由许多不同成因的残积层 组成。
残积物——残积相——风化壳
铁、铝、镍、锡等。
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完整的风化壳剖面从下到上可分为以下几层
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4土壤。 3残积层 2为半风化岩石碎块组成的半风化层
1基岩
风化壳示意图
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沉积相的有关概念
5.相变 同一时期，不同地区，反映沉积环境的岩性特 征、生物特征的变化。 同一地区，时代不同的地层，由于环境伴随时 间的纵向变化所产生的地层的岩性特征、古生 物特征的纵向变化叫做相演变。 由相演变形成的沉积相在纵向上的连续叠加， 就构成相序。
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Carbonate facies
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大陆斜坡与浊流沉积模式
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浊流的形成环境
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1．浊流沉积
浊流经由海底峡谷把浅海中堆积的大量碎屑物 质搬运到深海区沉积，形成浊积扇。
韵律结构：粗粒——细粒，每个层序一般仅厚 十至几十厘米，但整套岩系往往厚达几百米， 甚至几千米，横向延伸几公里到几百公里。岩 性单调、厚度巨大。
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（二）浅海
浅海区是最低退潮线到海深200m之间的地带。 根据海水深浅又分为亚浅海区和深浅海区。 浅海区上部 亚浅海区(水深0——50m)，相当潮下带。
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亚浅海区
由于簸选作用，沉积物主要是粗粒的，且分选 性和磨圆度均较好。 如石英砂或砂屑灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑灰 岩等。 生物大量繁殖，化石丰富，可有生物礁的形成。 常有波状层理或平缓交错层理。
沉积相及沉积环境
被动陆缘的生成源于岩石圈拉伸所导致的上地幔物质上涌， 减薄了的地壳通过铲状正断层作用在地表形成复杂的地堑系；来 自上地幔的熔岩沿裂隙上升，铺满新出现的海底，最终建造起正 常厚度的大洋壳。破裂不整合标志着陆壳断开的时间。随着洋盆 扩大，它外侧的陆壳逐渐远离以中脊为代表的热流中心；它的冷 却沉陷造就了其上巨厚的被动陆缘沉积岩系。
其中海沟是俯冲汗壳开始下插的地力；从它上面刮削下来的 深海沉积和洋壳碎片组成混杂堆积，聚集在上盘板块并形成外弧； 下插洋壳随深度增加而发生部分熔融形成岩浆，并上升到浅部而 成为火山弧。在地质体中准确识别古俯冲带、混杂体和岩浆弧的 展布、配置、时代和演化，对重建地质时期板块构造格局有重要 意义。
第一节 基本概念
沉积相及沉积环境
第一节 基本概念
【被动大陆边缘】passive continental margin
又称大西洋型大陆边缘(Atlantic-type continental margin)。即通常所说的稳定大陆边缘，构造上长期处于相对稳 定状态的大陆边缘。其地壳是洋壳到陆壳的过度，大陆和海洋位 于同一刚性岩石圈板块内的过渡带，它没有海沟俯冲带，早期裂 开阶段位于板块内部，随后被功地随着裂开的板块移动，故无强 烈地震、火山和造山运动；它以生成巨厚的浅海相沉积、岩浆活 动微弱和地层基本上未遭变形而与活动大陆边缘形成鲜明的对照， 被动大陆边缘由宽阔的大陆架、较缓的大陆坡以及缓上坦的大陆 陆基组成。
三、沉积岩特征：包括岩性特征(如岩石的颜色、物 质成分、结构、构造、岩石类型及其组合)、古生 物特征(如生物的种属和生态)以及地球化学特征等。 沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物 质记录，通常构成最主要的相标志。 四、沉积环境与沉积相的关系：沉积环境是形成沉 积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境 的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本 原因，后者乃是前者发展变化的必然结果。这就 是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。
沉积环境沉积相期末复习提纲
第一章绪论
1、沉积环境、沉积相、沉积模式、瓦尔特相律
第二章沉积物的来源
1、沉积岩的组成物质来源
2、碎屑岩和碳酸盐岩的结构组分
3、主要造岩矿物和岩石在风化带中的稳定性和习性
4、福克和邓哈姆的碳酸盐岩的分类
第三章沉积学相关的流体力学基础
1、急流、缓流、弗劳德数
2、层流、紊流、雷诺数
3、牵引流和重力流
第四章、沉积环境的主要判别标志
1、典型的沉积构造（水平层理、平行层理、交错层理、鸟眼构造等等，不一一列出）
2、粒度分析的主要方法
3、如何用自生矿物判断沉积环境
4、古水流的判别方法
第五章大陆环境及其相模式
1、冲积扇：
（1）冲积扇的一般特征
（2）冲积扇沉积物类型、
（3）冲积扇的相模式
2、河流：
（1）河流的分类
（2）曲流河和辫状河的沉积模式
（3）曲流河和辫状河的垂向序列
（4）河流的二元结构
3、湖泊：
（1）湖泊沉积相特征
第六章海陆过渡环境及其相模式
1、三角洲、扇三角洲的概念
2、盖洛韦的三角洲分类
3、河控三角洲的沉积模式和沉积序列
第七章海洋环境及其相模式
1、海洋环境的分带
2、障壁岛、潮坪、浪基面、等深流、生物礁等等与海相沉积有关的概念
3、无障壁岛海岸沉积模式（对比记忆障壁岛海岸）
4、风暴流沉积和浊流沉积，各自的特点及区别
5、鲍马序列
6、欧文的碳酸盐岩沉积相模式
7、威尔逊沉积相模式
8、原地礁灰岩的类型。
地层的沉积相及沉积环境
地层的沉积相及沉积环境地层是地球表面不同岩石的堆积序列，其中沉积岩层是沉积岩和沉积物构成的。
地层的沉积相和沉积环境描述了这些沉积物的特征和形成背景。
了解地层的沉积相和沉积环境对于研究地质历史、资源勘探和环境保护都具有重要意义。
沉积相沉积相是指沉积物在沉积过程中所表现的不同特征，反映了沉积物的组成、结构、纹理和化学性质。
根据沉积物质的不同特征，可以将地层划分为不同的沉积相。
常见的沉积相包括：水下沉积相水下沉积相是指在水下环境中形成的沉积相，如海相、湖相和河相。
海相沉积物通常具有明显的海底沉积结构，如潮汐沉积、浪潮沉积和海底碎屑沉积。
湖相沉积物则呈现出平静水体的特征，如泥页岩和石灰岩。
河相沉积物则主要是由河流带来的碎屑颗粒构成的。
陆相沉积相陆相沉积相是指在陆地环境中形成的沉积相，如沙漠相、冲积扇相和盆地相。
沙漠相沉积物主要由风力作用形成的砂岩、页岩和泥岩组成。
冲积扇相沉积物是由山脉中的河流带来的碎屑颗粒在冲积扇上堆积而成的。
盆地相沉积物主要是在构造盆地中形成的，沉积物类型多样，包括泥岩、煤炭、盐岩和石灰岩等。
沉积环境沉积环境是指沉积物堆积的具体地理位置和特定环境条件，包括盆地、海陆界面和陆相地表等。
沉积环境不仅影响着沉积相的形成，还决定了沉积岩层的分布和性质。
海相沉积环境海相沉积环境主要包括近岸海域、大陆架和深海盆地等。
近岸海域是沉积物最活跃的区域，常见的沉积物有砂岩、页岩和泥岩。
大陆架是海底浅海区域，在这里形成的砂岩和碳酸盐岩通常与生物作用有关。
深海盆地是海水深埋的区域，常见的沉积物包括深海碳酸盐岩和热液沉积物。
陆相沉积环境陆相沉积环境主要包括河流、湖泊、沙漠和冰川等。
河流是地表水体流动的区域，河流带来的碎屑颗粒在这里堆积形成沉积岩。
湖泊是由于地形或气候变化而形成的静止水体，主要沉积物有泥岩和煤炭等。
沙漠是干旱地区的沉积环境，主要沉积物是风成沉积岩。
冰川是寒冷地区的沉积环境，主要沉积物有冰碛石和冰碛土。
沉积环境与沉积相PPT课件
2、真溶液的搬运和沉积作用
• 呈离子状态溶解于水中 • 影响因素：pH, Eh, 盐度，温度，压力，CO2，离子吸
附作用等 • 化学沉积分异
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• 按结晶程度分类 • 按晶粒相对大小
• 非晶质结构 • 隐晶质结构
（<0.001mm）
• 等粒结构 • 不等粒结构 • 斑状结构
• 显晶质结构
A、不可溶物质——干酪根 B、可溶物质——烃、沥青等
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海相烃源岩形成过程中有机质的变 化
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深部来源
• 火山作用带到地表的火山碎屑、伴生的气热液、沿深断裂流出的热卤水等 • ——金属矿床 • ——非金属矿床
宇宙来源
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第三章 沉积物的搬运和沉积作用
• 又称：相对比定律或相律 • 定律：
１ 在没有沉积间断的条件下，只有在横向上相邻的相、才能在纵向上互相叠覆． ２ 纵向相序=横向相带
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沉积相模式Sedimentary Models
• 简称“相模式Facies Models” • --删除地方性的细节，保留其纯粹本质的东西（理论模式）
3、风的搬运和沉积作用
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风的搬运作用
• 方式 1. 悬移：长期悬浮在空中（风沙，沙尘暴） 2. 跃移： 3. 推移（蠕移）：
风的沉积作用
风速↘→紊流上举↘→沙粒和尘土↓→风成沙和 黄土
分带性：戈壁，沙漠第，27黄页/共土37页
风的沉积作用
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3、冰的搬运和沉积作用
• 风化作用
沉积环境和沉积相概述
沉积环境和沉积相概述一、引言沉积环境和沉积相是地质学研究中非常重要的概念，它们不仅可以反映地球表面物质的沉积历史，还可以为矿物资源勘探和地质工程提供重要依据。
本文将针对沉积环境和沉积相做一综述性的介绍。
二、沉积环境的定义和分类1. 沉积环境的定义沉积环境是指沉积岩层形成时所处的物理、化学和生物环境的总和，是一种具有特定空间和时间属性的地球体系。
根据不同的载体，沉积环境可以分为陆相环境和水相环境两大类。
2. 沉积环境的分类•陆相环境：包括三角洲、河流、湖泊、冲积扇等。
•水相环境：包括海洋、浅海、深海、海岸线等。
三、沉积相的定义和类型1. 沉积相的定义沉积相是指一定条件下形成的具有一定外部特征和内部结构的岩相单位。
它包括颗粒度、结构、矿物成分等方面的信息。
2. 沉积相的类型•冲积相：由流水冲积物质形成，具有横向变化和纵向层次性。
•湖相：在湖泊中沉积形成的相，受湖泊环境控制。
•海相：在海洋中沉积形成的相，受海洋环境控制。
•陆相：在陆地上沉积形成的相，受陆地环境控制。
•湿地相：在湿地环境中沉积形成的相，受湿地特有环境控制。
四、沉积环境和沉积相的关系沉积环境和沉积相之间密切相关，沉积环境中不同的物理、化学和生物条件会导致不同的沉积相的形成。
沉积相可以反映出当时的环境条件，为地质学家研究地质历史提供了重要线索。
五、结论通过对沉积环境和沉积相的概述，我们可以更好地理解地球表面的演变过程和岩石的形成机理。
研究沉积环境和沉积相不仅可以为我们认识地球历史提供重要线索，还可以为勘探矿产资源和指导地质工程提供科学依据。
以上就是对沉积环境和沉积相的概述，希望能带给读者一定的启发和收获。
沉积环境与沉积相2
1、只有顺序发展的相才有可能上下重叠
2、一定的相在水平方向必与有关的相相邻
相序递变有两种基本类型： 由于海平面上升（或海进）所形成的退积型相层序，相 剖面自下而上由陆相—海陆过渡过相—海相叠覆组成。 由于海平面下降(或海退)所形成的进积型相层序，相剖 面自下而上由海相—海陆过渡过相—陆相叠覆组成。
②生物贝壳、在静水环境中生物贝壳凸面向上向下都无一定的规律， 在有水流流动的地方，贝壳的排列一般是凸面向上，故研究生物贝 壳的分布与排列有助于判断当时的水介质状况，确定地层顶底面等。 ③植物的茎和干、硅化木等，一般植物茎干的延伸方向平行于河流 水流方向。
五、层面定向构造
常见构造层面有波痕、干裂、擦痕、 剥离线理构造及各种印痕印模等。
波痕指数：RI= L/H，指示相对起伏 对称指数：RSI = L1/L2 ，不对称程度
波痕分类：流水波痕、浪成波痕、风成波痕。
A、流水波痕：单向水流在床沙表面形成的痕迹。形状通常不对称。 波痕垂直于水流方向。向流面缓，背流面较陡。波痕与水流及深度 有关。 RI<15; RSI>2.5 B、浪成波痕：对称波痕：RSI = 1。不对称波痕：RSI大于1;RI一 般为1—3.8。 C、风成波痕：具有平直的波脊，形状通常不对称。颗粒分布：波 峰粗粒，波谷细粒。 RI >15; RSI=2-4
四、厚度的意义：
1 、相分析单位厚度：指统或系、组、段（它 可包括许多层），它的厚度取决于物质供给的 丰度、沉积速率和沉积区拗陷强度。如三角洲 和洪积扇常位于构造上升与下降的接触带，沉 积厚度大；物质供给少、沉积区拗陷不强烈的 则形成薄层沉积，如深海泥质沉积。 2 、层厚：一个岩层上下层面的距离。说明单 位地质时间内沉积的速度。块状层、厚层、中 厚层、薄层、微层。 3 、层理厚度：指层系的厚度。反映成因和水 动力强度
沉积环境和相分析
一、名词解释1、沉积环境以沉积作用为主的地理环境,称沉积环境。
或表述为：发生沉积作用的，因具有独特的物理、化学和生物特征而有别于相邻地区的一块地球表面。
2、相标志相标志是指存在于沉积岩（物）中，对沉积环境具有指示意义的成因标志。
3、退积型垂向序列退积型垂向序列是伴随沉积盆地水体不断扩张，形成的远源的或较深水沉积物覆于近源的或相对水体较浅的沉积物之上。
4、辫状河道是指主河道总体弯度不大，宽度很大，且被众多的河道砂坝分为若干次一级河道，或者绕河道砂坝不断分叉和重新汇合而呈辫状。
5、潮坪潮坪是具有明显周期性潮汐活动（潮差一般大于2m），但无强波浪作用的十分平缓倾斜的海岸地区。
其主要部分位于潮间带。
6、扇三角洲由邻近高地推进到海、湖等稳定水体中的冲积扇。
7、前缘席状砂是由河口砂坝、远砂坝经海水冲刷作用重新分布而成，薄而面积大，砂质纯净、分选好，常见平行层理。
8、C—M图是在自下而上系统取自某同一成因岩层（砂体）的一套（20~30或更多）样品，并绘制出各样品的累积曲线的基础上绘制的图。
其方法为：在双对数坐标纸上，以纵标表示C值（即累积曲线上累积含量为1%处所对应的粒径值），下细上粗，以横标表示M值（即累计曲线上累积含量为50%处所对应的粒径值），左细右粗。
纵横坐标均以μm为单位标注，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。
二、简述下列问题9、沉积模式及其种类。
沉积模式是在对大量现代和古代的沉积环境和沉积相及室内模拟实验进行综合研究的基础上，对某种沉积环境及相应的沉积条件、沉积作用的演化进行规律性的总结后，概括出该沉积环境中具有普遍意义的沉积特征及其空间组合形式，并对其形成机理作出解释的模型。
沉积模式种类划分如下：1）根据建模资料的广泛性和适用性，分为：A．一般性（标准）模式是在对现代和古代沉积环境大量综合研究的基础上建立起来的，表现了某种沉积环境固有沉积特征的理想化、典型化模式，可在全球范围内各地质时代的沉积地层研究中，作为比较或参照的标准。
沉积环境和沉积相概论
沉积环境和沉积相概论一、引言沉积学是地质学中非常重要的一个分支，它研究地球表面和地下岩石中的沉积物以及它们的沉积过程。
沉积物主要由岩屑、生物残骸、化学沉淀物等组成，这些物质在不同的环境条件下堆积、沉积形成了各种不同的岩石类型。
沉积学通过对沉积环境和沉积相的研究，可以揭示地球历史和生物演化的信息，对资源勘探和环境保护也有着重要的意义。
二、沉积环境沉积环境是指沉积物形成的地理空间和环境条件，在不同的沉积环境下，沉积物的性质和组成会发生很大的差异。
主要的沉积环境包括陆相环境、浅海环境、深海环境、湖泊环境等。
1. 陆相环境陆相环境是指在陆地上或陆地附近形成的沉积环境，主要特点是水流缓慢、物质输送能力较弱。
在陆相环境下形成的沉积岩主要有砂岩、页岩、粘土岩等。
2. 浅海环境浅海环境是指在海岸线至浅海水深处形成的沉积环境，水深较浅、光照充足、生物活动较发达。
在浅海环境下形成的沉积岩主要有石灰岩、石英砂岩、海相页岩等。
3. 深海环境深海环境是指在海岸线以外深水区域形成的沉积环境，水深较深、水流速度较快、物质输送能力强。
在深海环境下形成的沉积岩主要有深海泥岩、玄武岩等。
4. 湖泊环境湖泊环境是指在陆地上形成的封闭水体，水体稳定性强、光照条件良好。
在湖泊环境下形成的沉积岩主要有湖相石灰岩、湖相泥页岩等。
三、沉积相沉积相是指在某一具体沉积环境下形成的特定类型的沉积物，反映了该沉积环境的特征。
沉积相可以按照颗粒大小、颗粒形状、颗粒组成、沉积结构等特征进行分类划分。
1. 水动力沉积相水动力沉积相是在水流作用下形成的沉积相，主要包括河流沉积相、河口沉积相、海滨沉积相等，其特点是颗粒粗大、沉积结构发育。
2. 洞穴沉积相洞穴沉积相是在溶蚀作用下形成的沉积相，主要包括溶洞沉积相、溶蚀孔隙沉积相等，其特点是溶解作用引起的空隙充填。
3. 生物沉积相生物沉积相是在生物作用下形成的沉积相，主要包括生物礁沉积相、生物粪礁沉积相等，其特点是有机质含量高、生物遗迹明显。
地层学第二章沉积岩相和古地理
咸化泻湖
• 在干旱地区，降水少，流入泻湖中的淡水 少，湖面常低于海平面，涨潮时常有海水 不断补给，盐度不断提高。
• 化学沉积与内陆的咸化湖相似，常有各种 盐类：
碳酸盐、硫酸盐、卤化物
• 只有适应咸水的生物生存，当盐度过高时 仅有个别细菌可生活在其中。
2.浅海带的沉积
位于滨海带与大洋之间 • 浅海带的机械沉积 • 浅海带的化学沉积 • 浅海带的生物沉积
淡化泻湖
• 淡化泻湖发育在气候湿润的地区。该地区降水 量大于蒸发量，使流入泻湖中的淡水不断把泻 湖中的海水冲淡。
• 淡化作用在泻湖的表层开始，这时泻湖中的水 常被分为两层，上部为密度小的淡水，下部为 密度较大的海水。
• 碎屑以沙砾为主；常有碳酸钙夹层，并含黄铁 矿、菱铁矿；无底栖生物。
• 淡化泻湖最终会 被沉积物淤塞变为滨海沼泽和 三角洲平原。
④坡上滑塌沉积；⑤深海底远洋沉积
浊流的地质作用
• 浊流虽然分布较为局限，但其剥蚀、搬运 能力较强，能把大量浅水的粗碎屑搬到大 陆坡脚附近的洋盆中。
• 浊流在运动过程中，对大陆坡形成强烈的 切割作用，在大陆坡上形成许多 “v” 形沟 槽。
4. 深海带的沉积
• 深海沉积主要是各种生物软泥。如抱球 虫软泥、硅藻软泥、放射虫软泥等。
(2)古地理图的分类
• 大于1/200万 称为大、中比例尺古 地理图。可用于沉积矿层找矿和含 矿远景区的圈定。
• 1/200~1/1000万 称为小比例尺古地 理图。主要表现大区沉积水体的性 质及构造轮廓。
(3) 古地理图的意义
• 按时代编制一系列岩相古地理图可 以有效地阐明某一地区沉积发展史， 是地史研究中一项重要的手段。
(1)气候分带对生物生态分布的影响
沉积环境与沉积相
沉积环境与沉积相
沉积环境：指沉积物在沉积时所处的自然地理环境，包括地形、气候、水流、构造、生物、物源、物理及化学变化。
沉积相：指在特定沉积条件下形成的具有某种特征的沉积体。
分海相、陆相、海陆交互相三大类，每一类中细分为：相、亚相、微相等不同级别。
沉积相的研究对石油勘探和油气田的开发都有重要的指导意义。
一级相（相组）：是指按沉积物及其沉积环境所划分的沉积相最大单元，分为陆相组、海相组、海陆过渡相组三大类。
二级相（相）：是相组中次一级相。
如陆相组可分为残疾相、坡积相、山麓—洪积相、河流相、湖泊相、风成相、冰川相、沼泽相等。
三级相（亚相）：是二级相的细分。
如河流相可细分为河道亚相、河漫滩亚相、堤岸亚相等；湖泊相可细分为湖泊三角洲亚相、滨湖亚相、浅湖亚相、半深湖亚相、深湖亚相等。
四级相（微相）：是三级相的进一步细分。
如河道亚相细分为边滩微相、心滩微相、滞留微相等；浅湖亚相细分为水下砂洲微相、席状砂微相、生物滩微相、及泥坪微相等。
细分沉积相对油田开发过程中认识油层非均质性及地下油水运动规律有重要意义。
5、流体
通常把容易流动的液体和气体统称为流体。
储层流体：指储层中所含的天然气、原油及地层水。
三者互相依存，形成一个统一的地下流体系统。
沉积环境沉积相
一沉积环境：沉积学研究的沉积物质沉积时的自然地理环境沉积相：沉积环境以及在该环境中形成的沉积岩（物）的特征的综合沉积模式：以相序递变规律为基础，在对一定环境中的现代沉积物的物理、化学、生物特征综合研究的基础上对沉积相的发育、演变加以高度概括，归纳出的带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
（包括沉积体的空间形态、岩性组合、沉积结构、生物特征、动力状况、构造背景等要素。
）——对特定沉积环境和某种沉积作用(沉积体系）的全面概括，称为沉积模式。
沉积序列：沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性。
瓦尔特相律：“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”相邻沉积相在纵向上的依次变化与横向上的依次变化是一致的。
层流：是一种缓慢流动的流体，流体的质点作有条不紊的平行的线状运动，彼此不相掺混。
紊流：是一种充满了漩涡的急湍流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间变化而变化，彼此相互掺混。
雷诺数：Re=惯性力/粘滞力=ρvd/μ,表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数值。
（1左右，层流型无背流尾迹，1~40，规则背流尾迹，>40，紊流不规则背流尾迹）缓流：Fr<1,在明渠中水流中受到干扰微波后，若干扰微波既能顺水流方向朝下游传播，又能逆水流方向朝上游传播，流水的性质为缓流。
急流：Fr>1,在明渠中水流中受到干扰微波后，向下游的流速大于向上游传播的波速，此时不可能有向上游移动的波，流水的性质为急流。
弗劳德数：Fr=惯性力/重力=v2/lg，表示惯性力与重力关系的一个数值，（=1临界流）重力流：由大小不一的碎屑物质与流体形成的高度混合的高密度流体，在重力作用下沿斜坡向下使混合的流体整体搬运。
牵引流：是指带动碎屑作牵引运动的流体，搬运能力主要体现在两方面，一是流体作用在沉积物上的推力(牵引力)，推力主要取决于流速，推力愈大则能搬运的沉积物颗粒愈大。
二是负荷力(或称载荷力)，主要取决于流量，负荷力愈大则能搬运的沉积物数量就愈多。
沉积环境沉积相
一沉积环境：沉积学研究的沉积物质沉积时的自然地理环境沉积相：沉积环境以及在该环境中形成的沉积岩（物）的特征的综合沉积模式：以相序递变规律为基础，在对一定环境中的现代沉积物的物理、化学、生物特征综合研究的基础上对沉积相的发育、演变加以高度概括，归纳出的带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
（包括沉积体的空间形态、岩性组合、沉积结构、生物特征、动力状况、构造背景等要素。
）——对特定沉积环境和某种沉积作用(沉积体系）的全面概括，称为沉积模式。
沉积序列：沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性。
瓦尔特相律：“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”相邻沉积相在纵向上的依次变化与横向上的依次变化是一致的。
层流：是一种缓慢流动的流体，流体的质点作有条不紊的平行的线状运动，彼此不相掺混。
紊流：是一种充满了漩涡的急湍流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间变化而变化，彼此相互掺混。
雷诺数：Re=惯性力/粘滞力=ρvd/μ,表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数值。
（1左右，层流型无背流尾迹，1~40，规则背流尾迹，>40，紊流不规则背流尾迹）缓流：Fr<1,在明渠中水流中受到干扰微波后，若干扰微波既能顺水流方向朝下游传播，又能逆水流方向朝上游传播，流水的性质为缓流。
急流：Fr>1,在明渠中水流中受到干扰微波后，向下游的流速大于向上游传播的波速，此时不可能有向上游移动的波，流水的性质为急流。
弗劳德数：Fr=惯性力/重力=v2/lg，表示惯性力与重力关系的一个数值，（=1临界流）重力流：由大小不一的碎屑物质与流体形成的高度混合的高密度流体，在重力作用下沿斜坡向下使混合的流体整体搬运。
牵引流：是指带动碎屑作牵引运动的流体，搬运能力主要体现在两方面，一是流体作用在沉积物上的推力(牵引力)，推力主要取决于流速，推力愈大则能搬运的沉积物颗粒愈大。
二是负荷力(或称载荷力)，主要取决于流量，负荷力愈大则能搬运的沉积物数量就愈多。
沉积环境与沉积相基础
网状河与曲流河、辫状河沉积特征对比
河型 水流特点 沉积作用 沉积物 岩性序列
曲流河 水深流缓 侧向加积 砂泥
对称二元结构， 砂泥间互或泥包砂
辫状河 水浅流急 垂向和侧 砾砂 向加积
网状河 水深流缓 垂向加积 砂泥
不对称二元结构， 砂包泥
不对称二元结构， 泥包砂
二、三角洲环境特点
下游方向
砾石多；颗粒支撑；向上过渡为卵石质砂岩。 紊乱砾石层 反、正递变砾石层 正递变砾石层
叠瓦构造砾石层
非典型浊积岩－杂基支撑砾岩 －杂基支撑砂砾岩
－杂基支撑砂岩
杂基含量5－25%; 可有递变层理； 颗粒悬浮状
非典型浊积岩－滑塌岩
泥沙混杂； 同生变形；
点
物
点物源
源
砂
泥
浊
积
扇
沉
积
多朵叶
浊 流 沉 积 受 断 阶 控 制
河道
3－10米
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。 心滩沉积物成分复杂， 粒粗、发育大型槽状 和板状交错层理，
其底可出现河道
滞留沉积
辨状河沉积
辨状河沉积 剖面，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。
辫状河垂向序列和自然电位曲线图
水道型
加拿大海沟重力流沉积模式
水道型
砂体分布的影响因素
• 盆地结构 • 水体深浅 • 水下地貌
– 构造抬升和断裂作用 – 水平面升降
沉积体系在盆地中的分布
断陷陡坡发育的砂体类型
+ ~
+ ~
N+Q Es1-Ed Es3上-Es2 ES3中- Es3下
沉积相与沉积环境
〔7〕Friedman, G.M. 和 Sanders, J.E. 著 ，徐 怀 大 等 译，1987，沉积学原理，科学出版社。
〔8〕Dickinsion, W.R. 等 著 ， 罗 正 华 、 刘 铭 铨 译 ， 1982，板块构造与沉积作用，地质出版社。
相的分类存在的问题更多。由于人们对相的概念
理解不同，至今还没有一个广为人们所接受的分类方 案。我国的地质部门多采用环境相的概念，虽然各家 具体的分类不尽一致，但其共同之处却都是以相的生 成环境命名，例如河流相、湖泊相、浅海陆棚相等。 然后相内再按沉积条件的局部变异分为若干亚相，例 如，河流相可分为河道亚相、河漫滩亚相等。亚相内 再分为若干更次一级的单位，反映其内部的岩性差异。 国外有关沉积体系的新著，对于相的分类也不—致。 Miall(1984)将相分为以下等级：沉积体系域—沉积体 系—岩相组合—岩相。关于沉积体系以下的相等级划 分也不—致，有的在沉积体系下面分出相、亚相以至 更小的单元（微相），有的则仅有岩相或岩相组合 (Galloway and Hobday，1983)。
按照大的自然地理景观，人们通常把沉积环境 分为大陆环境、过渡环境和海洋环境三大类。过 渡环境是兼受大陆和海洋两种营力作用的地带。 而次一级的环境划分则可因分类标准的不同而有 某些差异。地质工作者是研究古环境的，为了便 于研究，在次一级的环境划分中，除了考虑地貌 因素外，对于岩相、气候和大地构造条件也往往 给予适当的强调。环境的分类是—个比较复杂的 问题，既使严格遵守环境的地貌定义，在分类中 也会出现重叠现象。例如河流和湖泊在分类中本 来和三角洲是同等级的地貌单元，可是在三角洲 环境中，它们却又成了次一级的亚环境，这样就 引起了混乱。类似的现象在环境的分类中还有不 少，目前还没有找到—个妥善的解决办法。
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现代干裂+鸟类足迹
地史时期的泥裂
地史时期的泥裂
现代 “高强度”泥裂
地史时期 的“高强度”泥裂
(山西永济中元古界汝阳群砂岩)
现代雨痕(河南郏县)
地史时期的雨痕
世界上已知最长的恐龙足迹，玻利维亚， 距今70 Ma
帐篷构造 (tepee structure)
碳酸盐沉积中的帐篷构造： 是弱固结或半固结的碳酸岩盐
D、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。
3、生物门类及其生态组合的环境意义 (古生物标志)
2、沉积构造的环境意义 沉积构造是判别环境的重要标志，主要包括：层 理、波痕、底面构造(沟模、槽摸、工具模)、顶面构造 (生物遗迹、干裂)、结核等。 A、层理标志
层理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)、交错层理、平行层 理、递变层理和块状层理等。
2. 沉积构造
3. 古生物学标志 4. 地球化学标志
1、沉积岩组分和结构的环境意义 A、牵引流沉积作用
牵引流(tractive current)：又称拖曳水流，
是指带动碎屑作牵引运动的流体。属相
对弱水流或静水流作用的流体。能沿沉
积底床搬运沉积物的流体。包括河流、
海流、波浪流、潮汐流、等深流、大气
流等。
珊瑚化石：浅海
三叶虫：滨浅海
热带植物：棕榈、樟树等常绿阔叶植物，不显年轮。
棕榈；广西北海银滩
温带植物：松柏、银杏等落叶植物，年轮清晰。 银杏；西北大学校园
年轮
寒带植物：落叶松、云杉、苔藓、山桑子、冷杉等。 以苔原、针叶林为典型自然景观。
苔原
针叶林
遗迹化石相(ichnofacies)：良好的沉 积环境指示标志
渗流豆粒层：产于灰 岩中的低镁方解石豆粒， 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。
贵州中三叠统垄头组中的豆粒灰岩
葡萄状构造，安徽巢湖殷家山，埃迪卡拉系灯影组
3、相变：沉积相在横向或纵向上的变 化。
4、岩相分析：根据地层中岩性特征和 生物特征等来恢复地史时期的古沉 积环境。
相变实例：沉积相在横向上的变化
碳酸盐岩相
页岩相
砂岩相
页岩－煤相
5、相对比定律(瓦尔特定律) 使用条件：地层序列中不存在导致连 续相带明显缺失的沉积间断或突发性 地质作用事件(风暴、浊流、地震等)。 也就是说，必须在沉积环境连续渐变 的情况下才能应用这一定律。 内容：只有那些目前可以观察到是彼 此毗邻的相和相区，才能原生地重叠 在一起。岩相类型在时、空分布上存 在着内在的联系。
石榴子石硬度大，但易风化，仅在冰川成因 的重矿物中富集。
E、碎屑岩的结构标志 杂基很少，碎屑颗粒为点状接触， 粒间孔隙被成岩阶段的自生胶结物 所充填，形成孔隙式胶结结构或颗 粒支撑结构。——表明其为牵引流 搬运沉积的结果。 杂基很多，碎屑颗粒被杂基所包裹， 形成基底式胶结结构或杂基支撑结 构。——表明其为重力流搬运沉积 的结果。
介壳灰岩： 高能滨浅海 现代海滩介壳层
原地埋藏：通常为灾难性事件沉积。
美国始新统绿河组生物群；湖相事件沉积
美国始新统绿河 组生物群
原地活埋的大 量鱼化石
4、沉积地球化学标志及其环境意义
A、自生矿物(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。例如：海绿石和磷块岩一般 见于浅海陆棚区；鲕状赤铁矿、鲕绿泥石多见于亚 浅水区(海或湖)。
平行层理
递变层理
水平层理
交错层理
板状交错层理(产于砂岩中)
自然风化剥蚀后的砂岩：多种层理结构
美国犹他州侏罗系砂岩(Navajo sandstone)
B、层面构造
层面构造：指出现在沉积岩层面上的构造，
有时与沉积物同时形成。例如：波痕(包括对称 波痕和不对称波痕)。
波痕
不对称波痕
对称波痕
风成波痕
第二章 地层的沉积相 及沉积环境
一、沉积相及相对比定律
1、沉积环境(sedimentary environments)：一个具 有独特的物理、化学、生物特征的自然地理单元。
2、沉积相(sedimentary facies)：沉积 相是指形成于特定古沉积环境中的 一套有规律的岩石特征和古生物特 征组合。
陆地沼泽相芦木化石
海相蜓化石
湖相鱼鳞化石+植物碎片化石
狭盐度生物：珊瑚、菊石、腕足等。 广盐度生物：某些腹足类、双壳类等。
喜暖生物：造礁的珊瑚、多数藻类、海绵、层孔虫等。 水温大于20℃的热带、亚热带浅水海域。
冷温水区生物：某些小型单体珊瑚、厚壳的腕足动物 和双壳类，可见于高纬度冷-温水区。
由于在陆上暴露、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。
泥晶白云岩中的帐篷构造：澳大利亚南大洋现代滨岸潮坪
沉积岩中的帐篷构造：隆起状纵切面
鸟眼构造：在泥晶、微晶 或球粒灰岩或白云岩中成 群或单个出现的、一般为 几毫米大小的、大致平行 的、形似鸟眼的空洞。其 长轴平行层面排列，空洞 内充填有结晶程度较好的 方解石或石膏。 由于它们常成群密集 地出现在岩层的断面上， 所以有人称之为筛状、窗 格状或网格状构造。
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。
例如：铈(Ce)的含量变化可反应不同的沉积环境。 由大陆边缘(0.9-1.3)、洋盆(0.55)、至大洋中脊附近(0.29)， 铈(Ce)的含量逐步递减 。
缺氧+还原硫酸盐细菌发育，导致海水(硫酸盐)中S34/S32升高
辫状河 (具有多个心滩)
曲流河(蛇曲河)；中国新疆
辫状河(具有多个心滩)
A、蛇曲河(曲流河)沉积类型 在平原区，河谷宽，流速小，河床坡度 小，蛇曲现象发育。
蛇曲河的 二元结构
洪泛平原沉积(河漫滩)：砂泥为主 河道(床)沉积：粗砾为主
河漫滩沉积 河道砾岩
蛇曲河的二元结构
古河道砾岩
定向排列的河道砾岩
湖岸陡峭：沉积物多为 粗碎屑沉积，其中的砂 岩孔隙度高，是重要的 储油层。可见搬运的软 体动物(螺、蚌)壳体及 其碎片。
淡水湖泊沉积：发育波纹层理
湖岸平缓：沉积物多为 粉砂岩，可见泥裂、雨 痕、生物扰动构造及植 物叶碎片。
海平面下降，风化增强，87Sr/86Sr升高；火山-热液增强，87Sr/86Sr降低
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：
大陆环境的沉积相类型 过渡环境的沉积相类型
海洋环境的沉积相类型
冰川 湖泊
河流 三角洲 海滩 潮坪 障壁岛 浅海环境
沙丘
冲 积 扇
泻湖 大陆架 海底扇 生物礁 深海环境
滨海
浅海
半深海
深海
遗迹化石在地层中具有复杂 的表现形式
浅水相区遗迹化石：水动力条件强， 常见垂直生物潜穴。
垂直潜穴
水平遗迹
较深水相区遗迹化石：水动力条件弱，常见水平 方向的生物遗迹化石，垂直潜穴少见。
化石保存特征：判断水动力条件强弱以 及搬运距离远近
高能环境：以介壳灰岩为典型代表。
特征：粗细混杂、分选和磨圆较差。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、最为重要。
2003年宁陕县泥石流
冲积扇
浊流
C、常见岩矿标志
席状分布规模大且稳定的碳酸盐岩(滨浅海) 。
海绿石，鲕绿泥岩，磷块岩(浅海) 。
冰碛和冰川纹泥(寒冷) 。
煤/赤铁矿/铝土矿(潮湿) 。
风化壳
干旱气候区：钙质风化壳。浅色固结－半固结的钙
质－白云质古土壤层。外形多呈角砾状、瘤状、结核
状、渣状、纹层状或块状。
钙质风化壳
潮湿气候区：准平原剥蚀区形成显著的铁、铝质红
色风化壳；古地形低洼区以低镁方解石豆粒灰岩、
玛瑙状方解石栉壳构造和古溶洞坍塌角砾岩广泛发
育为特征。
铁铝风化壳
“天坑”
相对比定律(瓦尔特定律)的实质
相邻沉积相在纵向上的依次变化和横向上 的依次变化是一致的。
成因上相近且相邻的相才能在横向上或纵 向上依次出现，而截然不同的两个相或者 不是相邻的两个相绝对不可能毗邻。
例如：在没有沉积相“间断”和“侵入” 的状况下，以碳酸盐岩沉积为主的浅海陆 棚相中不可能突然出现山麓洪积扇(相)或 者河流(相)沉积。
A、不同的生物门类生活于不同的自然环 境之中。
B、根据某些生物判断海水的盐度及古气 候。 C、根据某些生物组合或者遗迹化石组合 判断海水的水体深度和透光性。 D、根据地层中化石保存的完好程度来判 断水动力条件。
海相生物：蜓、珊瑚、 层孔虫、腕足、菊石、 三叶虫、笔石等。
陆相生物：陆生植物、 陆生动物、淡水软体动 物等。
石膏和各种盐岩(干旱蒸发) 。
鲕粒结构岩矿(海浪强烈/高能环境) 。
富有机质和黄铁矿微晶的炭质/硅质/泥质岩类 等(深水或滞留还原海盆)。
地史时期碳酸盐岩沉积： 安徽巢湖下石炭统和州组 厚层生物碎屑灰岩
现代滨浅海底珊瑚
席状分布规模大且 稳定的碳酸盐岩(滨 浅海环境)
石膏和各种盐岩 (干旱蒸发环境)