1 绪论 沉积学及古地理学教程

“沉积环境”是指沉积物形成的自然环境条件；
“沉积相”则是指自然环境的产物，即沉积环境 的物质表现。
“沉积相” 是一种解释性（描述性）术语，在实际工作 中，一般在相分析初期或研究过程中，常使用“岩相”和 “生物相”这类具有描述性的术语 ；而对沉积相的形成环境 有了明确认识后，常使用“成因相”这类具有环境解释意义 的术语。
广义的沉积岩石学：研究沉积岩(物)的物质成分、结 构构造、分类及其形成作用、沉积环境、分布规律的一门 科学。实际就是“沉积学”的研究范畴。
沉积学：术语最早由特罗布里奇(Trowbridge,
1925)提出。 “沉积学” 研究沉积物的来源、沉积
条件、沉积环境、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的 一系列复杂的成岩作用变化。 “沉积岩石学”和“沉积学”的研究内容是相互 渗透和不可分割的，同时又存在不同的研究分工。
区内使用，对其它沉积条件的地区不能应用或只能参考。
2）从时间或空间变化的角度，分为： A. 静态模式(定时模式)：表示在特定时间内 的沉积环境特征和沉积物横向上的相变规律。 这种模式能用来预测物源的位置，预测资料 不足地区的古沉积环境，以及再造古地理。 B. 动态模式：表示特征沉积体的沉积作用全 过程的沉积模式，即在某地点随时间而变化 的纵向（垂向）特征的沉积模式。
五、垂向层序和垂向序列
1、垂向层序
垂向层序通常是指某一沉积相内部随时间演化，沉积特征 （粒度、沉积构造等）在垂向上的规律变化。 2、垂向序列 垂向序列通常是指几种成因上有联系的沉积相在垂向上的 组合关系。 也有人将垂向层序和垂向序列通用，泛指有成因联系的沉 积岩（物）在垂向特征上的规律变化。 如鲍马层序（序列）
理论意义：推断古地理面貌（古地理图）及演化、
“将今论古、将古论今”，预测全球环境变化。
1．重塑古地理，研究地质演化史； 2．为研究区域构造环境提供依据； 3．研究沉积矿产的形成条件、分布规律。
实际意义：指导沉积矿产的勘查、开发 例1，泥炭沼泽环境聚煤，但河流环境的泛滥盆地聚煤， 通常无大的工业意义。 例2，铁法煤田煤层冲刷带对采煤的影响。
岩相古地理
教学学时：40学时
任课教师：
考核方式：平时20%+试卷80%
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第一章 绪 论
引 言 第一节 沉积学及古地理学研究的意义 沉积环境和沉积相的概念 一、沉积环境 二、沉积相 三、沉积体系 四、沉积相模式 五、垂向层序和垂向序列 六、沉积环境的分类 第二节 沉积学及古地理学的研究内容和方法 一、研究内容 二、研究原则 三、研究方法 第三节 沉积学及古地理学发展简史
第一节
沉积环境和沉积相的概念
一、 沉积环境
环境是从地理学中引进的概念，地理学家把地球 表面划分为若干不同的地理学的单位，如山脉、河
流、湖泊、沙漠、海洋等，这就是所谓的自然地理
环境（地貌单元）。沉积学研究的是物质沉积时的
自然地理环境，称之为沉积环境。
沉积环境是一个发生沉积作用的、具有独特的 物理、化学和生物特征的地貌单元，并以此和相邻 的地区相区别。这些环境条件或特征亦称环境参数。
积特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括。
是以图形或文字的方式表现的一种理想的、概括的
沉积相格局，并能有助于了解复杂的自然现象和作 用过程。沃克(Walker. R. G. 1967)认为沉积模式是 “删除地方性的细节，而保留其纯粹本质上的东西 （理论模式）”，所以沉积模式就是对于沉积环境 及其产物及作用过程的高度概括。
(5)与大地构造环境相联系，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”。
目前国内外多数人的认识是把 “沉积相”看作是
沉积环境的物质表现，即将“沉积相”理解为一个
“沉积环境”中所有的原生沉积特征的总和，包括
岩石、古生物和岩石地球化学等特征。
本教材在名称的使用上采用词干相同而词尾不同 的方法来区别。如河流环境和河流相。 思考题：“沉积环境”和“沉积相”的区别？
现代的有代表性
的地区或古代的 沉积岩层的相组 合、相序为基础 建立的模式。
C. 模拟实验模式：以模拟实验所获得的 沉积特征为基础而做成的沉积模式，有助于 查明具特殊沉积特征的沉积物成因。
D. 数学模式：以数字方法模拟复杂的地 质作用过程的模式，例如用数学方法和计算 机技术模拟海平面上升、降雨量增加、沉积 物供应等与沉积作用的关系。
第一章 绪 论
引 言 第一节 沉积学及古地理学研究的意义 沉积环境和沉积相的概念 一、沉积环境 二、沉积相 三、沉积体系 四、沉积相模式 五、垂向层序和垂向序列 六、沉积环境的分类 第二节 沉积学及古地理学的研究内容和方法 一、研究内容 二、研究原则 三、研究方法 第三节 沉积学及古地理学发展简史
2、沉积模式的作用： （1）对比标准作用，如进积型三角洲沉积模式（海退 P127）。• （2）提纲和指南作用。• 如果掌握了各种沉积环境的 沉积序列模式，就可以更有目的地观察、收集和分析地层剖面
中的有关资料，以便建立某一地区的地方性沉积序列模式。
（3）“预测”作用。根据一般性的沉积序列模式，不仅可以 观测地层剖面中可能出现的沉积相和沉积环境，而且可以推断 它们在横向上可能出现的分布变化。 （4）对于沉积序列所代表的环境的水动力学解释来说，可以
条件及其相互关系，再造当时的海陆分布、自然地
理和气候特征的学科。它与沉积岩石学、沉积学和
地层学的关系最为密切。沉积古地理学又是一门自
然地理学与地史学之间的边缘学科。
沉积岩在地球表层多，占大陆地表面积75%，海底几乎全被
沉积物（沉积岩）覆盖。沉积圈蕴藏着丰富的矿产和能源。
据估计，沉积和沉积变质型矿床可占世界资源总储量的80%。 可燃性（能源）矿产(石油、天然气、煤和油页岩)、铝土矿、 锰矿、盐矿、钾盐矿等几乎全为沉积矿产。 极大部分铁矿、磷矿亦都属于沉积或沉积变质类型；
主要的环境参数有：
(1)物理参数 ①气候条件：如温度、压力、降水量、降雪量； ②搬运一沉积介质的性态：风、水、冰川； ③搬运介质的运动方式及其能量大小：牵引流、重力 流、风暴流 ④沉积环境的水体深度：海岸带、浅海、半深海 (2)化学参数：包括水圈、气圈和岩石圈的化学成分、 沉积介质的地球化学性质、pH值、Eh值、溶解度、化 学平衡程度、生物化学作用等。
①“岩（性）相”：反映沉积环境的综合岩石特征，如交 错层理砂岩相、黑色页岩相等。 ②“生物相”：反映沉积环境的综合生物特征，如生物礁 相、笔石相、壳相等。 ③“成因相”：形成特定沉积环境中的沉积相，如河流相、 三角洲相、浊积相等。 在我国地质界，广泛应用“岩相古地理”一词，泛指有关 沉积相及古沉积环境方面的内容。可以简单地理解为：
4、沉积模式的种类
1）根据建模资料的广泛性及其实用性，分为：
A、一般性（标准）模式：是在对现代和古代沉积环境进行大
量综合研究的基础上建立起来的，表现了某一沉积环境固 有沉积特征的理想化、典型化的模式，可以在全球范围内
各地质时代的沉积地层研究中作为比较或参照的标准。
• 曲流河沉积模式、河控三角洲沉积模式、浊流沉积的鲍马 层序是目前公认的标准沉积模式。 B、地方性模式：是根据某一地区的地质资料，归纳提炼而建 立起来的区域性沉积模式，它只适用于同类沉积条件的地
2）沉积体系相当于沉积环境组合。如：
• Allen（1990）定义：沉积体系是由沉积物 散布作用联系起来的沉积环境组合。 • 孙永传（1986）定义：沉积体系是指在成 因上有联系的几种沉积环境。
2、类别划分的不统一 • 由于定义的分歧，导致类型划分上的分歧。
四、 沉积相模式
沉积模式(相模式或沉积相模式)是对沉积环境的沉
引
言
---沉积学及古地理学研究的意义
当今世界面临四大问题：人口、资源、 环境、灾害，其中三个与地学有关
现代地学的主要任务：保证资源、 保护环境、 预防灾害
引
言
---沉积学及古地理学的概念
沉积学和古地理学是地球科学范围内具有较强综合性 和理论性的分支学科。与其关系最为密切的是沉积岩石学。 沉积岩石学是研究沉积岩(物)的物质成分、结构构造、 分类及其形成作用，以及沉积环境和分布规律的一门科 学。 狭义的沉积岩石学：研究沉积岩的物性(岩石成分、 结构构造、分类)的学科。
在放射性原料、有色金属(铜、铅、锌)、稀有和分散元素、
非金属(重晶石、萤石)等矿产中，沉积类型占很大的比重； 金、铂、钨、锡、金刚石等矿产也产出于沉积砂矿中；
有些沉积岩本身就是工业的主要原料或辅助原料。如
石灰岩和白云岩是冶金的熔剂，石灰岩是制造水泥和
人造纤维的主要原料；石英岩及石英砂岩作为玻璃原 料。 沉积物和沉积岩还是重要的地下蓄水层。 沉积学研究还有助于解决水库、港口河流的冲淤问题 和土壤的侵蚀问题。 寻找和勘探油气资源必不可少的重要手段。
起到一个基础的作用。（如鲍马层序P168）
3、沉积相模式的表现形式
A. 直观模式(图 示法)：以简化的 图式直观地表现 出沉积环境、作 用过程和最终产 物之间的复杂关 系。
立体图（P125 图7-11） 剖面图（P136） 平面图（P112 图6-19） 柱状图（ P108、P112）
B. 事实模式 (实际模式)：以
• 沉积体系是近20多年来流行的术语之一，但对其定 义和类型的划分存在分歧。 1、定义的分歧 1）沉积体系相当于沉积相组合或相当于大的相，如冲 积体系。如：
• 李思田（1992）定义：沉积体系是成因上被沉积环 境和沉积过程联系在一起的沉积相的三维组合。
• 张鹏飞（1993）定义：沉积体系是指同一物源和同 一水动力系统控制的、成因上有内在联系的沉积体 或沉积相在空间上有规律的组合。
形态、结 构、构造 等方面
如漂浮的、 底栖的
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(3)生物参数：①生物的种属、②类型、③丰度、 ④生物的生态特征（生理习性和生活习性）
⑤生物物理作用和生物化学作用。
植物光合作用引起的CaCO3 如藻类对碎屑物质的“粘捕”作用
环境单元主要就是根据上述三项参数进行划分的。
二、 沉积相 最初从地层学意义上用“相”来表示“时 期”和“阶段”。 最早赋于“相”沉积学含义的是瑞士学者 格列斯利(A. Gressly, 1838)，他发现瑞士西 北部侏罗纪地层在岩性和古生物面貌方面存在 极大的差异。他将这些不同的岩石特征和生物 特征称之为不同的相。
3、进积型、退积型垂向沉积序列
1）进积型垂向沉积序列：是指沉积物在不断向沉积
盆地中心方向推进过程中，所形成的粗粒的或浅水
沉积物覆于细粒的或相对深水沉积物之上的垂向序
“岩相”+“生物相”=“沉积相”
生物礁相：简称礁相，是以造礁生物为特征的生
物相。其中，以珊瑚礁为主的礁相，往往反映清
澈温暖的浅海环境。
笔石相：以富含笔石，而很少有底栖生物为特征
的生物相。笔石——海生，多为漂浮生活，少数 固着海底。 壳相：以含丰富的具厚重外壳的底栖生物为特征 的生物相。
三、 沉积体系
“沉积岩石学” 虽然也包括对现代沉积物特征和成
因的研究，但更多侧重于岩石学本身（岩类学）的研
究；虽然对宏观岩石学同样予以重视，但更多立足于
显微下和电子显微下的室内研究。
古地理学是研究地质历史时期的自然地理环境， 恢复古地理面貌及海陆分布和变化的科学分支。 沉积古地理学是对一定地质历史时期形成的地 层进行沉积相分析，研究当时不同地区的沉积环境
1、沉积模式的建立：选
择具有典型的现代沉积地
略去地方性变化
区，对该地区内沉积环境
的各种沉积作用及沉积特 征，进行全面和系统的研
地方实例是否与标准不同
究，通过去粗取精的详细
分析，略去次要的和地方
提纲和指南模式
集中共性，本质概括
对比标准模式 水动力环境解释模式 预测模式
性的细节特点，集中其共
有的具有代表性的特点， 进行本质的概括。
关于“相” 术语的的分歧： (1)指地层的岩石类型，如“海绿石砂岩相”、“灰 岩相”等； (2)指岩石的成因作用类型，如“浊积岩相”、“生 物礁相”等； (3)作为沉积环境的同义语，如“河流相”、“滨海 相”等； (4)认为“相是一定岩层生成时的古地理环境及其物 质表现的总和”，包括了沉积物形成条件（环境） 及其沉积特征，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；