海洋沉积学
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• 了解全球现代地质作用；解释古代海洋沉积形成 机制；地壳演化历史；寻找海洋矿产；解决工程 地质、灾害地质问题。
一 海洋沉积学的发展
• （1）沉积物调查初期 • （2）独立学科确立时期 • （3）蓬勃发展时期
研究简史
• （1）沉积物调查初期 1872～1876年英国“挑战者”号考察，揭开了海洋沉 积物调查研究的序幕，特别是有关深海沉积物的分类至今 仍有重要意义。1899～1900年，荷兰船“西博加”号进行 的调查在沉积物的分布及组成等方面也取得重要成果。 • 第二次世界大战后，随着军事的需求和海底石油等矿 产资源的勘探开发，海洋沉积物的研究获得长足进展。人 们开始对特定海域和重大理论课题开展专题调查研究。40 年代末期，F.P.谢泼德和M.B.克列诺娃的海洋地质学专著 相继问世，系统地总结了当时对海洋沉积的认识。
石 油 地 质
海相组的相带划分及沉积特征
1．滨岸相
SHORES AND COASTAL PROCESSES Very dynamic settings. Affected by tides, waves and nearshore currents. Change can be rapid and dramatic.
• 海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变 化历史的信息。
• 近年来的研究表明，占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的 变化与长期气候演变存在一定的关系，粘土周期性沉积响应与地球轨道 驱动因子作用有关，陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及 环流强度的控制，同时又受源区物理、化学风化程度的影响。 • 因此，粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷、暖周期性旋回， 记录了搬运、再沉积和环境演化的重要信息，为古环境再造、古季风变 迁以及海陆对比提供了有力证据，同时也为洋盆及其边缘海形成、地球 演化及重建中生代以来古海洋演变模式的研究提供了新思路。
三角洲的发育过程
三角洲的主要类型
1.河控三角洲
密西西比河鸟足状三角洲(据斯考特，1969)
1.河控三角洲
图
密西西比河全新世扇形三角洲(据斯考特，1969)
2.浪控三角洲
图 鸟嘴形三角洲 (据斯考特，1969)
3.潮控三角洲
图 巴布亚湾港湾形三角洲(据Fisher，1969)
三角洲相的亚相类型及沉积特征
Stratigraphy of the Atlantic Basin
The Pacific basin containsOcean 4-2 Sedimentation in the a “four-layer-cake” stratigraphy, because unlike the Atlantic its sea floor as it spreads crosses the equator where the CCD is lowered to the ocean bottom.
2．浅海陆棚相
浅海陆棚相：指从近滨外侧到大陆坡内边缘的宽阔海域，也可 称为陆架。深度一般为10～200m，宽度由数公里至数百公里不 等。 陆棚浅水区阳光充足，氧气充分，底栖生物大量繁殖。深水区 因阳光和氧气不足，底栖生物大为减少，藻类生物几乎绝迹。
Shelf Sedimentation Model
70年代以来，海洋沉积的研究更加深入全面， 并派生出一些新的研究方向。如沉积动力学的研究 已为很多国家所重视，它的主要目的是解决碎屑物 质在不同水动力条件下的搬运过程，以及海底的沉 积和侵蚀机制，强调现场观测，在海上使用沉积动 力球，可同时测定含砂量、底层流速、流向等多种 参数，使研究由静态阶段向动态方向发展。
三角洲相与油气的关系
• 石油勘探的结果表明，世界上许多油气田与三角洲相 有关，其中有不少是大型或特大型油气田。 • 前三角洲亚相粘土岩沉积厚度大、分布广，有机质丰 富，是具有良好生油条件的相带。 • 三角洲前缘亚相有河口沙坝、远沙坝和席状砂体，砂 质纯净，分选好，储油物性良好，与前三角洲亚相紧 密相邻，离油源区近，是储集条件有利的相带。 • 超覆在三角洲砂体之上的破坏相粘土岩和三角洲向海 推进时形成的水上平原沼泽沉积，可作良好的盖层。 • 三角洲相中有多种圈闭类型。
SHORES AND COASTAL PROCESSES The COAST is the entire region bordering a body of water. A SHORELINE is the precise border where a body of water meets adjacent dry land.
第六章 海洋沉积学 （marine sedimentology）
• 海洋沉积学是海洋地质学的最大分支,它是海 洋地质学各分支学科的基础，是研究海底构造、海 洋环境、矿产资源、古海洋学、古气候学及全球变 化。乃至一切与海底相关的学科研究的前提。 • 海洋沉积是一个巨大的信息库，它储存的地球 历史信息是无与伦比的；现代海洋地质学的研究都 在想方设法获得最完整和最精确的信息。
•
• 中国在20世纪50年代末开展了大规模的海洋调查，这是中国 海洋沉积研究的开端。
• 60年代以来，又先后对渤海、黄海、东海、南海的沉积类型，
物质组成，沉积速率以及陆架沉积模式和沉积发育历史进行 了深入的专题调查。
• 在海岸和海底沉积物的搬运及其动力过程的研究方面也有很 大进展，同时还开展了深海远洋沉积的调查研究。
Deep Marine Environments
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
DEPOSITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
Deep Marine Environments
4-2
Sedimentation in the Ocean
此外，由于粘土矿物具有较强的吸附性、离子交换性和膨 胀性，对水体中各种类型的污染物有良好的吸附性能，并使土 壤有一定的自净作用。所以在环境污染的防治中有广阔的应用 前景。
第一节
海洋沉积物学概论
• 海洋沉积学是研究现代海底沉积物（含沉积岩） 的特征、时空分布，及其形成和演变机制的科学， 是沉积地球科学的重要分支。
（2）独立学科确立时期
• 50年代末和60年代初期，由于大规模的国际合作和新技术、 新方法的运用，使海洋沉积物的研究提高到一个新水平。 • 尤其是海底沉积矿产、浊流沉积、现代碳酸盐沉积和陆架沉 积模式的研究取得了不少新认识。
（3）蓬勃发展时期
• 60年代末期开始实施的深海钻探计划，使海底沉 积的研究进入新的阶段，特别是在深海沉积物的类 型与分布以及成岩作用的研究方面获得了大量重要 资料。
Relict Sediment
Evolution of Coral Reefs
3．半深海相
半深海的位臵相当于大陆坡，是浅海环境与深海环 境的过渡区，沉积主要由泥质、浮游生物和碎屑三 部分沉积物组成。 半深海区无植物发育，生物群以腹足类为主，还可 见瓣鳃类、腕足类、放射虫、有孔虫等。由于生物 搅动，泥质沉积不显层理，可见有虫迹。在无生物 扰动的情况下，亦可出现纹层。
• 物质来源 • 海洋沉积物的来源分为以下几类： • ①陆源，主要是陆地岩石风化剥蚀的产物，如砾石、砂、粉 砂和粘土等,是典型的陆源沉积物。 • ②海洋组分,主要是从海水中由生物作用和化学作用形成的各 种沉积物，如海洋生物的遗体，海绿石、磷酸盐、二氧化锰 等自生矿物及某些粘土等。 • ③火山作用形成的火山碎屑，大洋裂谷等处溢出的来自地幔 的物质，以及来自宇宙的宇宙尘等。 •
Sedimentation in the Deep Sea
4-2
Sedimentation in the Ocean
• Deep-sea stratigraphy refers to the broad-scale layering of sediments that cover the basaltic crust. The stratigraphy of the deep sea is strongly influenced by sea-floor spreading.
Stratigraphy and Model of Pacific Basin
海相沉积与油气的关系
滨岸相中碎屑岩发育，有各种类型的砂 体，是油气储集的良好场所。海相组中可发育一 系列生、储、盖组合，其中： ①油源层主要为浅海相暗色粘土岩和碳酸 盐岩，含大量化石，有机质丰富。 ②储集层为海相砂岩体和具有孔隙、溶 洞、裂缝的海相碳酸盐岩，特别是生物礁石灰岩 其储油特点是储量大、产量高。 ③盖层为海相粘土岩、泥灰岩、石膏以 及巨厚的致密块状石灰岩等。
The Atlantic basin contains a “two-layer-cake” stratigraphy–a thick basal layer of carbonate ooze overlain by a layer of mud.
4-2
Sedimentation in the Ocean
4．深海相
深海相是指水深在2000m以下的大洋盆地，平均深 度为4000m。 深海海底阳光已不能到达，氧气不足，底栖生物 稀少，种类单调。 深海底层温度一般稳定在l℃左右。
SEDIMENTATION ITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
石 油 地 质
海陆过渡相组
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
DEPOSITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
Transitional Environments Occur at boundary between ocean and land. Some sediments are clastic, some are organic. Influenced by tides, currents, and breaking waves. Includes estuaries, deltas, beaches and lagoons.
Deep-sea Sedimentation has two main sources of sediment: external- terrigenous material from the land and internal-biogenic and authigenic from the sea.
二、沉积相划分
• 沉积相为某种特定的沉积环境里形成的，有着内 部联系的岩石组合。 • 相模式：一个特定的沉积环境的全面概括。
二、沉积相的分类
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
SEDIMENTARY FACIES
海相
与大陆环境不同，海洋环境在物理化学条件、水动 力状况、地貌特征等方面，都有其自身的特点。 海水的运动可概括为波浪、潮汐和海流三种形式，控 制着海洋中沉积物的分布。 海相组岩石类型极为多样，砾岩、砂岩、粉砂岩、粘 土岩和碳酸盐岩等在海相组中广为分布，并以厚度大、分 布广、岩性稳定、碎屑岩的结构成熟度和成分熟度高、圆 度及分选好为特征；沉积构造发育，类型多样，生物化石 非常丰富。
粘土矿物在沉积和埋藏作用过程中可发生转变,它的形成 和转化与其所处的环境有密切关系. 因此深入研究粘土矿物的组合与含量的变化、结构特点与 转化规律以及粒度分布等特征，可以推测其形成区和来源区的 风化作用类型和气候演变规律，有助于揭示全球性的环境演变 规律。
对粘土矿物的大量研究所揭示的古气候环境演变的信息， 已被用于重建古气候和恢复大陆古环境。
三、海洋沉积物类型
• 沉积学研究的分类以与水动力密切相关的粒度以 及物质成分作为分类的依据。
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS CLASSIFICATION OF SEDIMENTARY ROCKS
SANDSTONES
来源、搬运和沉积
是影响沉积作用和沉积类型的重 要因素
一 海洋沉积学的发展
• （1）沉积物调查初期 • （2）独立学科确立时期 • （3）蓬勃发展时期
研究简史
• （1）沉积物调查初期 1872～1876年英国“挑战者”号考察，揭开了海洋沉 积物调查研究的序幕，特别是有关深海沉积物的分类至今 仍有重要意义。1899～1900年，荷兰船“西博加”号进行 的调查在沉积物的分布及组成等方面也取得重要成果。 • 第二次世界大战后，随着军事的需求和海底石油等矿 产资源的勘探开发，海洋沉积物的研究获得长足进展。人 们开始对特定海域和重大理论课题开展专题调查研究。40 年代末期，F.P.谢泼德和M.B.克列诺娃的海洋地质学专著 相继问世，系统地总结了当时对海洋沉积的认识。
石 油 地 质
海相组的相带划分及沉积特征
1．滨岸相
SHORES AND COASTAL PROCESSES Very dynamic settings. Affected by tides, waves and nearshore currents. Change can be rapid and dramatic.
• 海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变 化历史的信息。
• 近年来的研究表明，占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的 变化与长期气候演变存在一定的关系，粘土周期性沉积响应与地球轨道 驱动因子作用有关，陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及 环流强度的控制，同时又受源区物理、化学风化程度的影响。 • 因此，粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷、暖周期性旋回， 记录了搬运、再沉积和环境演化的重要信息，为古环境再造、古季风变 迁以及海陆对比提供了有力证据，同时也为洋盆及其边缘海形成、地球 演化及重建中生代以来古海洋演变模式的研究提供了新思路。
三角洲的发育过程
三角洲的主要类型
1.河控三角洲
密西西比河鸟足状三角洲(据斯考特，1969)
1.河控三角洲
图
密西西比河全新世扇形三角洲(据斯考特，1969)
2.浪控三角洲
图 鸟嘴形三角洲 (据斯考特，1969)
3.潮控三角洲
图 巴布亚湾港湾形三角洲(据Fisher，1969)
三角洲相的亚相类型及沉积特征
Stratigraphy of the Atlantic Basin
The Pacific basin containsOcean 4-2 Sedimentation in the a “four-layer-cake” stratigraphy, because unlike the Atlantic its sea floor as it spreads crosses the equator where the CCD is lowered to the ocean bottom.
2．浅海陆棚相
浅海陆棚相：指从近滨外侧到大陆坡内边缘的宽阔海域，也可 称为陆架。深度一般为10～200m，宽度由数公里至数百公里不 等。 陆棚浅水区阳光充足，氧气充分，底栖生物大量繁殖。深水区 因阳光和氧气不足，底栖生物大为减少，藻类生物几乎绝迹。
Shelf Sedimentation Model
70年代以来，海洋沉积的研究更加深入全面， 并派生出一些新的研究方向。如沉积动力学的研究 已为很多国家所重视，它的主要目的是解决碎屑物 质在不同水动力条件下的搬运过程，以及海底的沉 积和侵蚀机制，强调现场观测，在海上使用沉积动 力球，可同时测定含砂量、底层流速、流向等多种 参数，使研究由静态阶段向动态方向发展。
三角洲相与油气的关系
• 石油勘探的结果表明，世界上许多油气田与三角洲相 有关，其中有不少是大型或特大型油气田。 • 前三角洲亚相粘土岩沉积厚度大、分布广，有机质丰 富，是具有良好生油条件的相带。 • 三角洲前缘亚相有河口沙坝、远沙坝和席状砂体，砂 质纯净，分选好，储油物性良好，与前三角洲亚相紧 密相邻，离油源区近，是储集条件有利的相带。 • 超覆在三角洲砂体之上的破坏相粘土岩和三角洲向海 推进时形成的水上平原沼泽沉积，可作良好的盖层。 • 三角洲相中有多种圈闭类型。
SHORES AND COASTAL PROCESSES The COAST is the entire region bordering a body of water. A SHORELINE is the precise border where a body of water meets adjacent dry land.
第六章 海洋沉积学 （marine sedimentology）
• 海洋沉积学是海洋地质学的最大分支,它是海 洋地质学各分支学科的基础，是研究海底构造、海 洋环境、矿产资源、古海洋学、古气候学及全球变 化。乃至一切与海底相关的学科研究的前提。 • 海洋沉积是一个巨大的信息库，它储存的地球 历史信息是无与伦比的；现代海洋地质学的研究都 在想方设法获得最完整和最精确的信息。
•
• 中国在20世纪50年代末开展了大规模的海洋调查，这是中国 海洋沉积研究的开端。
• 60年代以来，又先后对渤海、黄海、东海、南海的沉积类型，
物质组成，沉积速率以及陆架沉积模式和沉积发育历史进行 了深入的专题调查。
• 在海岸和海底沉积物的搬运及其动力过程的研究方面也有很 大进展，同时还开展了深海远洋沉积的调查研究。
Deep Marine Environments
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
DEPOSITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
Deep Marine Environments
4-2
Sedimentation in the Ocean
此外，由于粘土矿物具有较强的吸附性、离子交换性和膨 胀性，对水体中各种类型的污染物有良好的吸附性能，并使土 壤有一定的自净作用。所以在环境污染的防治中有广阔的应用 前景。
第一节
海洋沉积物学概论
• 海洋沉积学是研究现代海底沉积物（含沉积岩） 的特征、时空分布，及其形成和演变机制的科学， 是沉积地球科学的重要分支。
（2）独立学科确立时期
• 50年代末和60年代初期，由于大规模的国际合作和新技术、 新方法的运用，使海洋沉积物的研究提高到一个新水平。 • 尤其是海底沉积矿产、浊流沉积、现代碳酸盐沉积和陆架沉 积模式的研究取得了不少新认识。
（3）蓬勃发展时期
• 60年代末期开始实施的深海钻探计划，使海底沉 积的研究进入新的阶段，特别是在深海沉积物的类 型与分布以及成岩作用的研究方面获得了大量重要 资料。
Relict Sediment
Evolution of Coral Reefs
3．半深海相
半深海的位臵相当于大陆坡，是浅海环境与深海环 境的过渡区，沉积主要由泥质、浮游生物和碎屑三 部分沉积物组成。 半深海区无植物发育，生物群以腹足类为主，还可 见瓣鳃类、腕足类、放射虫、有孔虫等。由于生物 搅动，泥质沉积不显层理，可见有虫迹。在无生物 扰动的情况下，亦可出现纹层。
• 物质来源 • 海洋沉积物的来源分为以下几类： • ①陆源，主要是陆地岩石风化剥蚀的产物，如砾石、砂、粉 砂和粘土等,是典型的陆源沉积物。 • ②海洋组分,主要是从海水中由生物作用和化学作用形成的各 种沉积物，如海洋生物的遗体，海绿石、磷酸盐、二氧化锰 等自生矿物及某些粘土等。 • ③火山作用形成的火山碎屑，大洋裂谷等处溢出的来自地幔 的物质，以及来自宇宙的宇宙尘等。 •
Sedimentation in the Deep Sea
4-2
Sedimentation in the Ocean
• Deep-sea stratigraphy refers to the broad-scale layering of sediments that cover the basaltic crust. The stratigraphy of the deep sea is strongly influenced by sea-floor spreading.
Stratigraphy and Model of Pacific Basin
海相沉积与油气的关系
滨岸相中碎屑岩发育，有各种类型的砂 体，是油气储集的良好场所。海相组中可发育一 系列生、储、盖组合，其中： ①油源层主要为浅海相暗色粘土岩和碳酸 盐岩，含大量化石，有机质丰富。 ②储集层为海相砂岩体和具有孔隙、溶 洞、裂缝的海相碳酸盐岩，特别是生物礁石灰岩 其储油特点是储量大、产量高。 ③盖层为海相粘土岩、泥灰岩、石膏以 及巨厚的致密块状石灰岩等。
The Atlantic basin contains a “two-layer-cake” stratigraphy–a thick basal layer of carbonate ooze overlain by a layer of mud.
4-2
Sedimentation in the Ocean
4．深海相
深海相是指水深在2000m以下的大洋盆地，平均深 度为4000m。 深海海底阳光已不能到达，氧气不足，底栖生物 稀少，种类单调。 深海底层温度一般稳定在l℃左右。
SEDIMENTATION ITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
石 油 地 质
海陆过渡相组
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
DEPOSITIONAL or SEDIMENTARY ENVIRONMENTS
Transitional Environments Occur at boundary between ocean and land. Some sediments are clastic, some are organic. Influenced by tides, currents, and breaking waves. Includes estuaries, deltas, beaches and lagoons.
Deep-sea Sedimentation has two main sources of sediment: external- terrigenous material from the land and internal-biogenic and authigenic from the sea.
二、沉积相划分
• 沉积相为某种特定的沉积环境里形成的，有着内 部联系的岩石组合。 • 相模式：一个特定的沉积环境的全面概括。
二、沉积相的分类
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS
SEDIMENTARY FACIES
海相
与大陆环境不同，海洋环境在物理化学条件、水动 力状况、地貌特征等方面，都有其自身的特点。 海水的运动可概括为波浪、潮汐和海流三种形式，控 制着海洋中沉积物的分布。 海相组岩石类型极为多样，砾岩、砂岩、粉砂岩、粘 土岩和碳酸盐岩等在海相组中广为分布，并以厚度大、分 布广、岩性稳定、碎屑岩的结构成熟度和成分熟度高、圆 度及分选好为特征；沉积构造发育，类型多样，生物化石 非常丰富。
粘土矿物在沉积和埋藏作用过程中可发生转变,它的形成 和转化与其所处的环境有密切关系. 因此深入研究粘土矿物的组合与含量的变化、结构特点与 转化规律以及粒度分布等特征，可以推测其形成区和来源区的 风化作用类型和气候演变规律，有助于揭示全球性的环境演变 规律。
对粘土矿物的大量研究所揭示的古气候环境演变的信息， 已被用于重建古气候和恢复大陆古环境。
三、海洋沉积物类型
• 沉积学研究的分类以与水动力密切相关的粒度以 及物质成分作为分类的依据。
SEDIMENTATION AND SEDIMENTARY ROCKS CLASSIFICATION OF SEDIMENTARY ROCKS
SANDSTONES
来源、搬运和沉积
是影响沉积作用和沉积类型的重 要因素