沉积古地理(3)沉积学相关的流体力学基础
沉积学
CH1绪论沉积环境：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，并以此与相邻地区相区别。
沉积相：一个沉积环境中所有原生沉积特征的总和，包括岩石、古生物和岩石地球化学特征。
沉积模式：是对沉积环境的沉积特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括，是以图形或文字方式表现的理想的、概括的沉积相格局。
沉积序列：沉积相在垂相上的反映。
瓦尔特相律：相的纵向相序也是它的横向相带。
或在没有沉积间断的条件下，只有横向上相邻的相，才能在纵向上互相叠覆。
CH2沉积物的来源1、沉积物的组成物质来源：陆源物质（母岩的风化产物）、生物源物质（生物残骸和有机物质）、深源物质（火山碎屑物质和深部卤水）、宇宙源物质（陨石）2、沉积物的抗风化能力CH3、沉积学相关的流体力学急流：Fr>1，惯性力作用大于重力作用的水流。
缓流：Fr<1，惯性力作用小于重力作用的水流。
层流：流体质点的运动有条不紊，呈不混杂并分层流动的状态。
紊流：流体质点的运动所呈现的分层流动状态被破坏，发生互相混杂，并且有纵向脉动的流动状态。
重力流：含有大量沉积物，并在重力作用下发生流动的高密度流体。
牵引流：以一定介质动力导致流体运动并带动碎屑颗粒迁移的流体。
PS：福劳得数：雷诺数：CH4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）2、粒度分析的常用方法：直接测量法、筛选法、薄片粒度法。
3、如何利用自生矿物判断沉积环境：海绿石：一种绿色沉积矿物，可具有鲜绿-黄绿色-暗绿色调，其成分为富铁、富钾的含水层状铝硅酸盐矿物。
唯一的海相沉积指示矿物。
鲕绿泥石：呈绿色的鲕状或球粒状，其主要成分为铁质硅酸盐矿物，形成于较温暖的浅海，水温大于20。
C，深度小于60m。
4、古水流的判别方法指向构造和组构：交错层理、底痕、波痕、冲刷充填构造以及生物化石和碎屑颗粒的定向排列非定向标志：碎屑颗粒的粒度、圆度、形状、成分以及厚度等变化特征CH5大陆环境极其相模式1、冲积扇由洪水从山区带出，在山口的山麓地带因坡降减小堆积而成的沉积物。
流体的沉积学和沉积力学
流体的沉积学和沉积力学在地球表面的各个角落，我们可以看到大量的沉积物，如沙子、泥浆和岩石。
这些沉积物是由各种各样的流体运动形成的，例如河流、海洋和风。
流体的沉积学和沉积力学是研究这些沉积物形成的科学领域，涉及到流体的运动原理、沉积物的形成以及岩石的变化过程。
1.流体的运动原理流体可以是气体或液体，在自然界中以不同的形式存在。
流体的运动受到牛顿力学和流体力学的基本原理控制。
基于质量守恒定律和动量守恒定律，我们可以理解流体在不同环境下的运动特性。
例如，在河流中，水的流动速度和方向受到重力、水体的粘性以及地形的影响。
快速流动的河水能够携带大量的固体颗粒，如岩石碎片和沙子。
这些固体颗粒在流体的作用下不断被运动和重新堆积，最终形成沉积物。
在海洋中，潮汐、浪涌和洋流是主要的流体运动形式。
这些运动会对海底的沉积物产生冲刷和堆积的效应。
海浪的冲击力可以将碎石和贝壳带上岸，而海洋的洋流则可以将细粒的沉积物沉积在海底。
2.沉积物的形成和特点沉积物是由流体携带的固体颗粒在静止或低速流动时沉积下来形成的。
根据固体颗粒的大小和粒度分布，沉积物可以分为不同的类型，如粗砂、泥浆和粉状物。
沉积物的形成受到多种因素的影响，包括流体的速度、密度和粘性，以及固体颗粒的形状、密度和颗粒大小。
当流体速度减小或停止时，流体无法再将固体颗粒携带起来，颗粒逐渐沉积在底部。
由于不同类型的颗粒具有不同的密度和形状，它们在沉积过程中会分别分层。
另外，沉积物还会受到颗粒之间的相互作用和化学反应的影响。
固体颗粒在沉积过程中可能会发生重排和结晶，形成新的岩石或矿物。
3.岩石的变化过程沉积物在经历长时间的压实和水化作用后，可以变成岩石。
岩石是由不同类型的沉积物在地质时间尺度下通过物理、化学和生物过程形成的。
根据岩石的成因和组成，它们可以分为沉积岩、变质岩和火成岩。
沉积岩是由沉积过程中的沉积物经过压实和水化作用形成的。
例如，砂石经过压实可以形成砂岩，泥浆经过水化作用可以形成页岩。
沉积学 知识点及试题汇总
一、名词解释1、沉积学:研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。
2、沉积岩：是组成岩石圈三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是在地壳表层条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩）的风化产物、火山物质、生物来源的物质、宇宙物质等沉积岩原始物质，经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。
3、牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体，服从牛顿内摩擦定律，是指在时间不变的条件下，随着流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。
牵引流属于牛顿流体。
[非牛顿流体]从流体力学性质来说，凡不服从牛顿内磨擦定律的流体称为非牛顿流体。
非牛顿流体在流速梯度变化时，流体动力粘度系数亦发生变化。
4、佛罗得数：惯性力和重力之间的一个比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg =，在明渠流中，一些科技人员定义为：12/()r F v Dg =，D 为明渠流水深。
1r F >，为水浅激流的情况，1r F <为水身缓流的情况。
5、风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用，指因温度压力的变化、水以及各种酸的溶蚀作用，生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等破坏作用，地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。
6、风化壳：指母岩风化残余物质构成的地表岩石的表层部分。
7、物理风化作用：指因温度的变化、晶体生长、重力作用、生物活动、水、冰及风等的破坏作用，母岩发生机械破碎，而化学成分不改变，形成新的岩石碎屑和矿物碎屑等碎屑物质的过程。
8、化学风化作用：在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。
9、生物风化作用（书上无明确定义）：指因生物活动或生物分泌出的有机酸的破坏作用，岩石发生机械破坏、溶解形成新矿物的过程。
10、沉积分异作用：是指母岩风化产物及其他来源的沉积物，在搬运、沉积的过程中会按照颗粒大小、形状、相对密度、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象。
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1、流体：从力学性质讲，流体是一种受任何微剪切力都能连续变形的物质。
2、内摩擦定律：内摩擦力与接触面积（A）和相对速度差（dv）成正比,而与垂直距离（dE）成反比3、牛顿流体：凡足服从内摩擦定律的流体称为中顿流体。
即在温度条件部变的条件下，随着流速梯度（dv/dz）和剪应力T的变化，n值保持常数。
4、非牛顿流体：不服从内摩擦定律的流体称为非十•顿流体。
沉积物重力流失水下由重力推动的一种含大量碎屑沉积物质的高密度流。
5、福劳得数：是判别流体流动强度的准则。
Fr= 惯性力/軍:力=V/＞。
6、雷诺数：是表示流体的流动状态的无量纲数；是判別层流和紊流的定量准则。
计算公式为：ReH®性力/粘滞力=Vdp/u=Vd/v其中: Re为雷诺数；V为流体平均流速；d为管道直径，P为流体密度；U或v为流体粘滞系数。
当雷诺数大于临界值（管道条件为2320、明渠条件下为500）吋流体为紊流，小干临界值时流体为层流。
7、牵引流：是以一定介质动力（推力或上举力）导致流体运动并帯动碎捫颗粒迁移的流动。
8、重力流：是一种含冇大fi沉积物的卨密度的在重力作用下发生流动的流体。
9、载荷：流体中被搬运的沉积物。
10、浊流:浊流是一种混合着大量A悬浮沉积物质的菇速紊流状态的浞浊菇密度流，是由重力推动流动的重力流的一种。
11、生物沉积的作用：生物不仅可使溶解物质大量沉淀，还可以使部分粘土物质和内源碎們发生沉积。
12、沉积分异作用：按沉积物的物理特性（颗粒人小、形状、比重）或化学成分，呈规律性依次沉积的现象。
13、机械沉积分异作用：指母岩风化的碎屑物质和粘土物质在搬运沉积过程屮，当沉积介质运动速度和位移能力降低吋，它们相应地按照颗粒大小形状比重在地表发生分异并以此沉积。
14、化学沉积分异作用：溶解物质山于溶解度和浓度的不同，以及溶液本身的化学成分，温度酸碱度等因素的影响，常有一•定的沉积顺序。
15、波痕指数：波痕指数是波痕的波长与波高之比（L/H） o16、瓦尔特相律：尔特相律的基木含意是：在连续的地层剖面屮，乖向上儿种奋成因联系的沉积相相互出现的次序，与它们在横向上所出现的相带顺序是一致的。
沉积学及古地理学教程
沉积学及古地理学教程一、名词解释1.流体：流动的物质为流体，从力学性质则是一种受任何微剪切力都能连续变形的物质2.内摩擦定律：内摩擦力与接触面积和相对速度差成正比，而与垂直距离成反比3.牛顿流体：凡是服从内摩擦定律的流体称作牛顿流体4.非牛顿流体：把不服从内摩擦定律的流体称作非牛顿流体5.福劳德数：判别流体流动强度的准则，是一个无量纲数，是用于流体在明渠条件下的流动体制的无量纲数6.雷诺数：将平均流速，管道直径，黏滞系数和密度归纳为一个无量纲数，称为雷诺数，表示流体的流动状态的无量纲数，是判断层流和紊流的定量准则7.牵引流：是以一定介质动力导致流体运动并带动碎屑颗粒迁移的流体8.重力流：是一种在重力作用下发生流动的流体，其含有大量沉积物高密度流体9.机械沉积分异作用：指母岩风化的碎屑物质和黏土物质在搬运和沉积的过程中，当沉积介质运动速度和运移能力降低时，他们相应的按照颗粒大小，形态，比重在地表发生分异并依次沉积10.化学沉积分异作用：物质因其本身的化学性质的差异，从溶液中沉淀将按溶解度从小到大的先后顺序依次沉积的现象11.波痕指数：波长与波高之比12.瓦尔特相律：在连续的地层剖面中垂直向上几种有成因联系的沉积相互出现的顺序，与他们在横向上所出现的相带毗邻顺序是一致的13.沉积模式：对沉积环境的沉积特征，发展演化及其空间组合形式的全面概括，是以图形或文字方式表现的一种理想的，概括的沉积相格局称为相模式14.沉积盆地：指岩石圈表面在三度空间内，容纳沉积物堆积和叠置的场所，其边界为各种不同性质构造活动带和自然地理障壁15.沉积古地理：反映海陆分布，各种古环境及沉积产物16.沉积体系：是与沉积作用和沉积环境有成因联系的三维岩相组合17.垂向加积作用：指沉积物在地球重力场作用下从沉积介质中自上而下的堆积过程18.侧向加积作用：沉积物在搬运营力的作用下沿搬运方向的堆积推移过程，他所形成的原始沉积层是斜列的。
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1朵状三角洲是指三角洲前缘的指状砂体受到海水的冲刷、改造，再分配而形成席状砂层，使三角洲前缘变得较为圆滑而近似于半圆形的三角洲。
2鸟嘴状三角洲是指当海洋的波浪作用大于河流的作用时而形成的平而形态呈呵嘴状的三角洲。
3建设性三角洲是指在以河流作川为主,泥砂在河口堆积的速度远大于波浪所能改造的速度的条件下形成的三角洲。
其特点是增长速度快，沉积厚、面积人，砂/泥比值低。
4破坏性三角洲是指在海洋作用增强而超过河流作用时，河口区形成的泥砂堆积被海洋水动力改造，破坏时形成的三角洲。
其特点是形成时间短，分布而积小。
5港湾型三角洲是指河流流入三角港或其他形状的港湾所堆积的泥砂被潮汐作用破坏和改造，外形受港湾控制的三角洲。
6扇三角洲是指从邻近高地直接推进到海、湖等稳定水体中的冲积扇。
7深水三角洲是指曲流河注入水体深度一百米左右的蓄水盆地所形成的三角洲沉积体。
8浅水三角洲是指曲流河注入水体，深度一般儿米〜儿十米的蓄水盆地所形成的三角洲沉积体。
9三角洲平原是指从河流大量分叉位置至海平面以上的广大河口地区，是三角洲沉积的陆上部分。
10三角洲前缘是指位于三角洲平原向海方向一侧，处于海平面以下的河流与海水剧烈交锋的河口地区。
11分流间湾是指分流河道间相对低洼的与海（湖）相连的海湾地区。
12远砂坝是指位于河口坝前方较远部位，沉积物较河口坝细的主要为粉砂，并有少量粘土和细砂组成的沉积体。
13三角洲复合体rti于河流与海洋作用的消长以及河口的往返迁移，三角洲的成长、废弃多次重复出现, 形成多个单一的三和洲沉积体交错叠置，称为三和洲复合体。
14辫状河三角洲是指山冲积扇询的辫状河注入蓄水盆地所形成的沉积体。
15曲流河三角洲是指曲流河注入蓄水盆地形成的沉积体。
16浅水湖泊三角洲是指河流注入广阔的滨浅湖区形成的沉积体。
17潟湖是指滨浅海地带由于障壁地形的遮挡而形成的与广海呈隔绝或半隔绝的水域。
18障壁岛是平行海岸高出水面的狭长形砂体，以其对海水的遮拦作用而构成潟湖的屏障。
《沉积地质学》复习整理
《沉积地质学》复习整理（一）1.压实作用压实作用或物理成岩作用是指沉积物沉积后，在其上覆水体或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。
在沉积物内部可发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。
在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。
压实作用的表现形式：○1颗粒接触方式:点接触、线接触、凹凸接触。
○2颗粒破裂：刚性颗粒易发生，产生微裂隙。
○3颗粒变形：塑性颗粒易发生，形成假杂基。
○4软性颗粒弯曲：云母等。
压实(溶)受控因素：颗粒（-孔隙水）的成分、填隙物的类型、胶结物的类型和胶结速率、地温梯度、埋藏速度、时间。
（1）内因：颗粒的成分(石英难)、粒度、形状、圆度(反，因为填积紧密孔隙度小)、分选性(反)、粗糙度(f影响压实作用的进程)。
（2）外因：沉积物的埋藏深度、埋藏过程、胶结类型及程度、溶解作用、异常高压。
早期快速深埋、胶结弱或溶蚀强、不存在异常高压时，有利于压实作用。
Eg:泥炭(假设厚度为100%)，在上覆沉积物的压实作用下变成褐煤(厚度20%)，变成烟煤(厚度10%)。
2.压溶作用：一种物理化学成岩作用。
随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(2~2.5倍)，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格的变形和溶解作用。
随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压处的形态：点接触---线接触---凹凸接触(砾石中的砾岩)---缝合接触(砂岩中的石英颗粒)。
3.白云岩化作用白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题之一。
古代地层中所见的白云岩大多具有交代的证据，它们是经白云石化作用所形成的。
白云石化作用的机制很复杂，并不是一种机理所能概括，学者们提出了许多白云岩化作用的机理来解释白云岩的成因。
亚当斯等(1960)在研究美国二叠纪白云岩的成因时，提出了蒸发泻湖渗透回流作用形成交代白云岩的假说。
沉积学与能源矿产 2第二章 实验沉积学
水流自由表面（水
面）形态不直接影
响到底形（床河底
冲蚀 沙丘
形）。
急流流速高， 惯性力大，水流自 由表面形态对底形 有较明显的影响， 构成同相位波。
第二章 实验沉积学 第二节 流体力学
因此内摩擦定律（τ），雷诺数（Re）和福劳德 数（Fr）是沉积学中三个重要的物理参数
内摩擦定律（τ）是区分牛顿流体和非牛顿流体 雷 诺 数（Re）是区分层流和湍流 福劳德数 （Fr）是区分缓流和急流的重要指标
（1）颗粒的搬 运方式和沉积方式
颗粒在水体作 用下主要是两种搬 运方式：悬浮搬运 和底负载搬运。
悬浮搬运指颗粒悬浮在流体中搬运，不与底床相 接触。悬浮搬运发生在湍流中，因湍流产生的漩涡流 具有向上的扬举作用。通常粉砂和泥级颗粒呈悬浮搬 运。但是当湍流强度增大时，所悬浮的粒度也增加。
第二章 实验沉积学 第二节 流体力学
第二章 实验沉积学 第二节 流体力学
据 此 ， 普 斯 托 瓦 洛 夫 （ П y c mовалов Л, В,1940）提出一个机械分异作用图解。
在机械搬运过程中，随着流速的减小和动能的减 弱，碎屑物质按大小、比重和形态依次沉积的现象。 这就有可能使比重大而粒度小的颗粒与比重小而粒度 大的颗粒堆积在一起。如含金砾岩。
第二章 实验沉积学 第二节 流体力学
（3）沉积与机械分异作用 随着水体流速的降低，底负载颗粒度会停止运动。
悬浮颗粒就会沉降下来，即产生了沉积作用。 斯托克斯（G.G.Stokes 1850）提出一个碎屑在
层流状态中下沉时的沉速公式：
第二章 实验沉积学 第二节 流体力学
υ－沉积速度； g －颗粒的比重； d －碎屑颗粒直径
介质的牵引力与介质的流速（u）、粘度（μ）、 密度（ρ）及水深（h）有关。
0-2沉积试题及答案(35页)+层序部分
2000年试题及答案（A）一、名词解释1.沉积学: 研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。
2.佛罗得数: 惯性力和重力之间的一个比值参数, 惯性力/重力= , 在明渠流中, 一些科技人员定义为: , D 为明渠流水深。
, 为水浅激流的情况, 为水身缓流的情况。
3.牛顿流体: 服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体, 服从牛顿内摩擦定律, 是指在时间不变的条件下, 随着流速梯度的变化, 流体动力粘度系数始终保持一个常数。
牵引流属于牛顿流体。
4.洪水沉积作用: 在山区, 阵发行的、瞬间的、短暂的洪水事件中, 洪水携带的大量的砂砾、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来, 形成了大小混杂的堆积物, 称为洪水沉积作用。
5.火山碎屑流: 由一些高粘度的富含挥发组分的岩浆, 在强烈的爆炸后, 大部分甚至全部的熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流, 在重力作用下, 迅速地沿着山坡流动而形成的。
6.等深流: 主要是由大洋温岩旋回驱动的大洋底流, 一般都是沿着大陆坡等深流动, 其规模甚至可以与某些海底扇相当, 可以搬运大量细粒沉积物形成沉积漂流。
7、网状河: 呈弯曲多河道的特点, 河道窄而深, 顺流而下呈现网状, 以悬浮负载为主, 沉积厚度与河宽变化成比例, 其河道间是由细粒物质和泥炭沉积组成的占河流沉积总面积的65%~90%的泛滥平原或湿地。
8、热气地浪沉积: 在火山爆发初期, 大量热蒸汽携带了火山碎屑以床砂载荷的形式进行的搬运和沉积作用。
具有大规模的低角度交错层理。
9、震积岩：由地震灾变引起的, 能记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。
10、生物礁：由造礁生物的生长形成的海底建隆, 具有格架的珊瑚礁有：岸礁、堡礁和环礁, 不同的类型代表不同的演变过程。
二、叙述题1.试述当代碳酸盐岩沉积学研究现状与发展趋势或者问试述碳酸盐岩沉积学的研究现状与展望从20世纪50年代以来碳酸盐岩岩石学和沉积学的发展主要表现在哪几个方面（第一张总论）答: （1）碳酸盐岩石学和沉积学的研究现状碳酸盐岩石学和沉积学重大的进展是以Folk(1959, 1962)关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观点以及石灰岩的重新分类方案的提出, 加上以后Dunham(1962)和Armstrong(1974)等人做了大量碳酸盐古代和现代沉积的研究工作, 使碳酸盐岩石学和沉积学发展到了一个全新的阶段。
《沉积学原理》八章-重力流
第一节 沉积物重力流形成的基本条件和类型 第二节 重力流沉积物（岩）的基本类型 第三节 浊积岩的相模式 第四节 古代重力流沉积的鉴别标志及油气关系 第五节 等深流沉积特征
第一节 沉积物重力流形成的基本条件和类型
一、重力流的概念
重力流—大量碎屑物质与流体的 混合物在重力作用下发生的流动。
四、沟（槽）相模式
海槽轴向搬运沉积模式
在长形海槽盆地中，重力流进入盆 地后沿轴向搬运和沉积。
湖盆轴向重力流水道砂体成因模式
东濮凹陷西部重力流水道沉积相模式
东濮凹陷西部重力流水道沉积层序
第三节 古代重力流沉积的鉴别标 志及与油气的关系
一、重力流沉积的鉴别标志
1、浅水陆源碎屑沉积与深水页岩（或泥灰岩） 共生或组成韵律层。碎屑成分是陆源的、浅水的， 可含浅水化石、植物屑和鲕粒等，但无浅水沉积 构造（如大型交错层理、浪或波痕、泥裂等）。
6、海底扇推进 式相层序
自下而上为变
厚变粗相层序， 如果扇的补给来 源渐趋中断或发 生海进，此时有 可能出现向上变 薄变细层序。
大陆斜坡、海底扇、深海平原相层序对比
二、湖底扇相模式
辽河西部凹陷第三系湖底扇相模式
辽河西部凹陷第三系湖底扇相层序
三、近岸水下扇相层序和相模式
泌阳双河镇近岸浊积扇的平 面与剖面形态和岩性示意图
三、沉积物重力流的基本类型
水泥砂近于均匀混合的混浊流
超孔隙压力支撑砂级颗粒的流体流
含水的颗粒碰撞支撑的块体流和流体流
水和粘土杂基支撑的块体流
（2）叠复冲刷含砾粗砂岩
叠复冲刷含砾粗砂 岩常表现为AAA 序 此处的 “A”指一 个递变层或一次重 力流事件，有时演 变为“ABABAB” 序，每一个递变层 之上均连续沉积有 薄厚不等的平行层 理砂岩。
3 流体力学基础 沉积学及古地理学教程
流动强度与底床形态（层理类型）
无 颗 粒 移 动 水体平静，无颗粒运动，底床平坦，即无沙纹 水平层理 的平坦床沙 及沙丘迁移 缓流 Fr＜1 沙 纹 ( 小 波 波高5cm，波长30cm，流速小，水面平静或具 小型交错 痕) 小型波浪现象 层理 沙 丘 ( 大 波 流速 50cm/s，波高 10-20cm，波长可达几米， 大型交错 痕) 水面出现汹涌波浪。沙纹和沙丘都是属异相波， 层理 即水面的波形与床沙波痕表面的位置不一致 临界流 受 冲 刷 的 沙 Fr≈1 丘（受冲刷的 波痕规模大，波长几米—几十米，波高波长 大波痕） 受 冲 刷 的 平 颗粒的移动平行于水的流动方向 坦床沙 急流 Fr＞1 逆行沙丘 海滩冲洗 交错层理 平行层理
急流和缓流的变化是受重力控制，故这种流态 变化只出现在明渠流中，管道流中不存在，因为 它不受重力影响。
明渠条件下，要使Fr值达到1，若水深10m，流速要求 达9.9m/秒，这样高的流速在自然界中极为罕见，在浅水 环境中，一般只有2m/s的速度。 惯性力 v
Fr = 重力 = gh
若Fr = 1，V = 2 m/s，得h =0.45 m
从上实验可知随着水流流速加大， 层流可以转变为紊流；反之，随着水流 流速减小，紊流也可以转变为层流，这 种流体形态转变时的平均流速(V)叫做临 界流速(Vk)。
流体的流动形态不仅与流速v有关，还与流体的粘滞系 数(η- 动力粘滞系数，单位为 pa· s；υ— 运动粘滞系数， υ=η/ρ，υ的单位为m2/s)、密度(ρ)，以及流体所通过 的管道直径(d)有关。当v、ρ、d愈大就愈易转变为紊流， η或υ愈大则愈不易转变为紊流。 临界流速也随ρ、η(υ)、d 值不同而变化，因此临 界流速不能作为流态的判别准则。
沉积古地理复习名词解释
沉积古地理复习名词解释第一章绪论小结主要概念：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。
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(Sedimentary paleogeography)：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。
沉积相：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。
沉积环境：是一个发生沉积作用的、具有独特的物理学、化学和生物学特征的地貌单元，并以此和相邻的地区相区别沉积相模式：是对沉积环境的沉积特征、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和概括的沉积相格局，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。
）瓦尔特相律：“相的纵向相序也是它的横向相带”，可理解为：“在没有沉积间断的条件下，只有在横向上相邻及相依的相，才能在纵向上互相叠覆”。
现实主义原则：现在正在进行着的地质作用，也曾以基本相同的强度在整个地质时期发生过，古代的地质事件可以用今天所观察到的现象和作用加以解释。
第二章沉积物来源小结主要概念：风化作用：地表岩石在温度变化、大气、水、生物等作用下，岩石发生机械破碎和化学变化的过程。
风化阶段是沉积岩形成过程的第一阶段。
母岩：沉积物风化前的岩石（先成岩石）称为母岩可以是岩浆岩或变质岩，也可以是先成的沉积岩。
物源区：供给沉积物的地区（母岩所在的地区），称为物源区（也称供给区或陆源区）。
沉积学及古地理学教程第二版
沉积学及古地理学教程第二版引言沉积学及古地理学是地质学的两个重要分支，通过研究沉积物和古地理环境，可以揭示地球历史的变迁和演化，对地质资源的勘探与利用也具有重要意义。
本教程将介绍沉积学及古地理学的基本概念、研究方法和应用领域，帮助读者全面了解这一学科，并在实践中运用相关知识。
第一章沉积学基础1.1 沉积学的定义和发展沉积学是研究沉积物形成、演化和变质规律的学科，它包括沉积物的起源、组成、结构和分类等内容。
沉积学的发展经历了地质学的不同阶段，从早期的观察和描述，到现代的实验和模拟，逐渐形成了一套完整的理论框架。
1.2 沉积物的分类和特征根据沉积物的成因和物质组成，可以将其分为碎屑岩、化学沉积岩和生物沉积岩三大类。
碎屑岩主要由碎屑颗粒堆积而成，化学沉积岩是通过溶解和沉淀作用形成的，生物沉积岩则是由生物体和其遗骸堆积而成。
1.3 沉积作用和沉积环境沉积作用是指沉积物形成的各种过程，包括沉积物的运输、沉积和成岩等。
不同的沉积环境会产生不同类型的沉积物，例如河流、湖泊、海洋和冰川等。
通过研究沉积作用和沉积环境，可以重建古地理环境，了解地球历史的演变。
第二章古地理学基础2.1 古地理学的定义和研究对象古地理学是研究地球历史时期地理环境和地理现象的学科，它通过对地层、化石和构造等地质记录的分析，揭示过去地球表面的形态和演化过程。
古地理学的研究对象包括古地理环境、古气候、古生物和古地理事件等。
2.2 古地理环境的重建方法重建古地理环境是古地理学的核心内容之一，它可以通过研究沉积物、地层和构造等地质记录，结合古生物学和地球化学等学科的方法，还原过去地球表面的形态和特征。
常用的研究方法包括地层对比、生物地理学和同位素分析等。
2.3 古地理学的应用领域古地理学的研究成果在很多领域都有重要应用价值。
例如，在石油和天然气勘探中，古地理学可以帮助确定油气藏的分布和形成机制；在环境保护和灾害防治中，古地理学可以提供过去的地质信息，评估自然灾害的风险和影响。
《沉积学原理》第八章 重力流及等深流沉积
由于漫溢作用可形成不同
序次的典型浊积岩。
内扇沉积物分布严 格受地形的控制， 特别是砾岩更严格 地受水道的限制。 水道宽度和深度因 地而异，其深度可 达100～150m，宽 度有2～3km。由于 水道的迁移和加积 作用可使砂砾质浊 积岩分布的宽度和 厚度更大。
3、中扇亚相 呈叠覆舌状体，突 出的地貌特征是辫 状分支水道发育。
（2）叠复冲刷含砾粗砂岩
叠复冲刷含砾粗砂 岩常表现为AAA 序 此处的 “A”指一 个递变层或一次重 力流事件，有时演 变为“ABABAB” 序，每一个递变层 之上均连续沉积有 薄厚不等的平行层 理砂岩。
2、内扇亚相 在地貌单元上这个相位于
大陆斜坡根部的狭谷出口 处。
在斜坡脚地带，发育滑
塌层和紊乱层的碎屑流沉 积物，在水道向下延伸方 向上，依次出现碎屑流沉 积（紊乱砾岩层、反粒序 至正粒序砾岩、有层理砾 岩等）。
第八章 重力流及等深流沉积
第一节 沉积物重力流形成的基本条件和类型 第二节 重力流沉积物（岩）的基本类型 第三节 浊积岩的相模式 第四节 古代重力流沉积的鉴别标志及油气关系 第五节 等深流沉积特征
第一节 沉积物重力流形成的基本条件和类型
一、重力流的概念
重力流—大量碎屑物质与流体的 混合物在重力作用下发生的流动。
砂岩和含砾砂岩；递变层理或块状层理。 底部含砾石，底面上有槽铸型、沟铸型构 造，与下伏为冲刷侵蚀接触。
E A E
完整的鲍马层序Байду номын сангаас
实例：鲍马层序 第几段？
各个层段在平面上呈舌状展布，较细的段 比其下较粗的段由更大的展布面积
浊流沉积中的构造
槽模
重荷模
包卷层理
沟模
沉积学总结
一、名词解释1、沉积学：研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。
2、佛罗得数：惯性力和重力的比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg =。
1r F >，水浅激流，1r F <为水深缓流。
3、牛顿流体：从流体力学性质而言，服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体，即在时间不变条件下，随流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。
牵引流属于牛顿流体。
4、洪水沉积作用：山区阵发性的、瞬间的、短暂的洪水事件中，洪水携带大量砾、砂、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来，形成了大小混杂的堆积物，该作用称为洪水沉积作用。
5、火山碎屑流：由一些高粘度富含挥发组分的岩浆，在强烈的爆炸后，大部分甚至全部熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流，在重力作用下迅速地沿着山坡流动而形成。
6、等深流：等深流是由地球旋转而形成的温盐环流，平行于海底等深线做稳定低速流动，主要出现在陆隆、陆坡区。
7、网状河：发育于坡度平缓的河流中下游，呈弯曲多河道的特点，河道窄而深，顺流而下呈网状。
沉积物搬运方式以悬浮负载为主，沉积作用则以垂向加积为主，沉积物类型主要为河道、冲积岛、泛滥平原沉积。
8、热气地浪沉积：火山爆发初期，大量热蒸汽携带的火山碎屑以床砂载荷进行的搬运和沉积作用。
具有大规模的低角度交错层理。
9、震积岩：由地震灾变引起且记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。
10、生物礁：狭义指由造礁生物原地生长形成的坚固的抗浪骨架，地形上具隆起的正性地貌特征；广义指厚的碳酸盐岩体。
生物礁主要由礁核和礁翼组成。
11、曲流沙坝：曲流河中最主要的沉积单元之一，又称“点沙坝”或“内弯坝”，是河流侧向迁移和沉积物侧向加积的结果。
（曲流河具有强烈的螺旋状单向环流，其横向分量在接近水表面处指向凹岸，在接近底部处指向凸岸。
随曲流河弯曲变化，螺旋的方向也发生改变。
因此，在弯曲河道的两侧和底部，其剪切力具有强烈的不对称性。
沉积古地理学PPT课件
类型的多样性和复杂性。
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各种沉积环境
1）潮湿气候平原沉积相类型
气候潮湿、地形起伏微弱、平原广布，
在热带和温带地区都有发育。多雨、生物繁
盛、河网密集，湖泊发育，沉积类型多样。
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。
河道（床）沉积
蛇曲河具二元结构
洪泛平原沉积（河漫滩）
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3、生物门类及其生态组合的环境意义
A、不同的生物门类生活于不同的自然环境之中。
因此，可以依据一些特有的生物种类及其保存特
征来鉴别其生存环境。如：珊瑚、腕足、菊石、
三叶虫等都生活在海洋环境；陆生植物和淡水软
体动物等生活在大陆环境。
B、还可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
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B、大洋盆地
大洋盆地中，水很深，无强大的水流活动，以
悬浮物缓慢的垂向加积而形成远洋沉积。
a、深海软泥：生物残骸含量大于30％。根据所含
生物成分可区分为：硅质放射虫软泥、钙质抱球
3
4
1 沉积环境— 一个具有独特的 物理、化学和生 物 特征的自然地理单元
2 沉积相——反映沉积记录成因（环境、条件和沉积作用）的岩
石特征和生物特征的综合。即沉积记录成因的物质表现。
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生物相
岩相
3 相变——地层的岩石特征和生物特征及其所反映的 沉积环境和沉积作用在空间（横向）上的变化。
Carbonate facies
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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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目录
o 第一章绪论
o 第二章沉积物的来源
o 第三章沉积学相关的流体力学基本原理o 第四章沉积物的搬运和沉积作用
o 第五章沉积环境的主要判别标志
o 第六章大陆环境及相模式
o 第七章海陆过渡环境及相模式
o 第八章海洋环境及相模式
o 第九章板块构造与沉积作用
o 第十章沉积盆地及古地理分析
本章内容
o 第一节概述
o 第二节流体的粘滞性和内摩擦定律
o 第三节急流、缓流与福劳德数
o 第四节层流、紊流与雷诺数
o 第五节空气的几个流体力学问题
动板实验：两块平行的平板，其间充满静止流体。
当下板固定不动，上板以匀速平行下板运动时，两板之间的流体便处于不同速度的运动状态，即呈现出：附。
在河道中的流水，因受固体边界影响，使得由河底往上流速逐渐增大，由于各水层的流速不同，各水层之间就要产生相对运动，从而产生成对的切力（拖
曳力、阻滞力）。
粘滞流体：
流体都具有一定的粘滞性。
当它沿容器器壁流动时，由于附着力的作用，与壁紧接的一层粘附其上(流动慢)，而邻层则相对于这层滑动(快)，这是因为,
流体流动受到阻力。
所以, 流体具有粘滞性。
流体的粘度对流动影响极大。
粘度小，流动性好，摩擦阻力小；
粘性大，流动性差，增加了流体摩擦阻力。
粘滞性：
粘滞性的概念：流体内部阻碍其相对流动的一种特性。
如上所述，平行于流动方向，相邻流层之间存在粘滞力。
粘度的表示: 相距1厘米的两层速度相差表示为:1cm／秒，则作用在1cm2上的粘滞力规定为流体的粘滞系数(单位：泊)。
表示流体粘滞性的大小。
粘滞系数随温度而变，当温区升高时，液体的粘滞系数减小，而气体则增加。
下表为几种流体的粘滞系数:
二、牛顿内摩擦定律(粘滞定律)
内摩察力、内摩擦定律、牛顿流体、非牛顿流体
内摩察力：一对大小相等, 方向相反的拖曳力和阻滞力。
内摩察力(F)与接触面积(A)和相对速度差(dv )成正比，而与垂直距离(dz )成反比，这一结论称为牛顿内摩擦定律(或粘滞定律)，表示为：
各种类型流体的粘滞系数(η) 与黏滞剪切应力(τ) 和流速梯度(du/dy)关系
值呈增大变化。
流体流动分为管道流和明渠流两种类型。
前者是流体充满了管道，为有压流；后者为液体表层与大气接触的自由表面，是在重力作用下的流动，为无压流。
按流动强度，流体可分为：急流、缓流和临界流三种流态。
急流和缓流表示流体的流动强度。
它们定性的区别可观察流水遇到障碍物时的表现(图3—2)。
急流在障碍物处激起浪花，一涌而过，只在障碍物处水面有所升高，对稍远的上游水面不发生任何影响。
缓流在障碍物处（下游方）发生水面跌落，而障碍物上游水面发生壅高，并延伸到上游相当远处。
福劳德数的概念：是无量纲数，表示流体的流动强度，是判别急流和缓流的定量准则，福劳德数（Fr）=贯性力（v ）/重力（g ）。
式中，h为水深。
急流、缓流、临界流的福劳德数标准：
缓流： Fr<1，惯性力小于重力，是重力起主导作用下的流动。
临界流：Fr=1，惯性力相于重力。
急流： Fr>1，惯性力大于重力，是惯性力起主导作用下的流动。
明渠流中，急流和缓流的变化是受重力控制，要使Fr值达到1，要求水深10m，流速9.9m/秒，这样高的流速在自然界中极为罕见。
在浅水的海洋环境中，一般只有2m/秒时速度。
因此，急流一般是局部地段或几厘米—几米的浅水条件下出现。
急流、缓流、福劳德数与波痕、交错层理的关系
第四节层流、紊流与雷诺数
层流、紊流与雷诺数
层流、紊流和雷诺数表示流体的流动状态。
流体有两种不同的流动状态：层流和紊流。
雷诺水槽实验：微开阀门A，再将阀门B打开，使红颜色水流入玻璃管中，观察显示红色液流质点的运动轨迹。
此时，由于管
内流速较慢，流体质点的运动有条不紊，呈不混杂并呈现分层流动的状态，这种流态称为层流（图3-4a）。
小开水龙头、细水长流。
阀门A开大，流束呈现波纹状，上下摆动，称此为过渡状态（图3-4b）。
阀门A继续开大，使管中流速增大，直到流体质点的运动呈分层流动状态被破坏，发生互相混杂，并且有纵向脉动，这种流动状态为紊流（图3-4c）。
大开水龙头的水
流状态、瀑布、洪水等。
可见，随着水流流速加大，层流可以转变为紊流；反之，随着水流流速减小，紊流可以转变为层流，这种流体形态转变时的平均流速(V)叫做临界流速(VK)。
雷诺通过实验表明，流动形态不仅与流速有关，还与流体的粘滞系数、密度、管道直径有关。
流速、密度、管道直径愈大就愈易转变为紊流，粘滞系数愈大则愈不易转变为紊流。
不论密度、粘滞系数、管道直径如何变化，其惯性力与粘滞力的比值却是固定不变的，而且是一个无量纲数。
将平均流速(v)、管道直径(d)、黏滞系数(η或υ)和密度(ρ)归纳为一个无量纲数，称为雷诺数。
雷诺数的概念：是无量纲数，表示流体的流动状态，是判别层流和紊流的定量准则，雷诺数是贯性力与粘滞力比值。
在管道条件下：
层流：Re<2320时为层流，一种缓慢流动，流体质点有条不紊的平行的线状运动，彼此不相掺混。
临界流：Re=2320时为临界流，流动状态介于层流与紊流的转换点，其对应的是临界流速
Re>2320时为紊流，紊流是一种充满了游涡的急湍的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，有纵向运动，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。
B-1(lamtoturb,层流与紊流). Mov－“见动画”
明渠流的临界雷诺数为：500
但是，在明渠条件下，层流与紊流的雷诺数值范围与管道条件是不同的(即临界雷诺数不等于2320)。
它应该用水力半径(R)代替管道直径(d)来计算临界雷诺数，因：R=1/4×d，为管道条
件下2320的1/4，其临界雷诺数应为500。
值约为地表沙
二、空气搬运能力低于流水的原因
是空气的密度低于流水，空气的粘度高于流水。
一颗石英相当于同体积水的重量的2.65倍；
一颗石英相当于同体积空气重量的2000倍。
要移动同一石英颗粒，风速要比水速大得多才行。
当风速为水速的28.3倍时，才能得到相同的推移力。
即在同一速度下
风所能移动的颗粒比水移动的颗粒小得多。
三、碎屑颗粒在空气中搬运时的起动条件
粒径0.1mm的颗粒，需要15cm/s才能启动，启动后，颗粒的增大与临界流速的增大成正比（呈线性关系）。