沉积作用

沉积作用

沉积作用是被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后，由于条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程。按沉积环境可分为大陆沉积与海洋沉积两类；按沉积作用方式可分为机械沉积、化学沉积和物质沉积三类。

广义指造岩沉积物质进行堆积和形成岩石的作用。包括母岩的解离（提供沉积物质）、解离物质的搬运和在适当场所的沉积、堆积，以及经物理的、化学的和生物的（成岩的）变化，固结为坚硬岩石的作用。狭义的指沉积物进行沉积的作用。更为狭义的指介质（如水）中悬浮状物质的机械沉淀作用。在沉积学中，常使用比较狭义的概念，把沉积作用定义为沉积物质在地表温度及大气压力下以成层方式进行堆积或形成的作用及过程，包括沉积物埋藏以前（即成岩作用开始以前）自风化、搬运以至堆积的全过程。很多人使用广义的沉积作用的概念，如矿床学中常把沉积演化过程中形成的矿床统称为沉积矿床，这是相对岩浆作用或变质作用等与内动力有关的作用而言的。

在流水的的搬运途中，由于水的流速、流量的变化以及碎屑物本身大小、形状、比重等的差异，沉积顺序有先后之分。一般颗粒大、比重大的物质先沉积，颗粒小、比重小的物质后沉积。因此，在不同的沉积条件下形成砾石、沙、粉沙、粘土等颗粒大小不同的沉积层。当河流携带大量泥沙流动时，由于流速降低、泥沙逐渐沉积，在河流的中下游常常造成宽广平坦的冲积平原和三角洲，如中国的长江中下游平原和长江三角洲、埃及的尼罗河沿岸平原和尼罗河三角洲等。

我国的黄土高原就是风力沉积的杰作。强劲的西北风从遥远的蒙古高原搬来粒粒沙尘，经过上百万年形成深厚的黄土分布区。

一、地面流水的沉积作用

地面流水的沉积作用以机械沉积作用为主，由于地面流水总是处于较快的运动与循环状态，其中的溶运物在搬运过程中一般不具备沉积条件，故化学沉积作用微弱。

（一）河流的沉积作用

河流的沉积作用，自上游至下游普遍存在。发生沉积作用的原因，归纳起来有三点：一是流速减小，二是流量减小，这二者都会使河流活力降低而发生沉积；三是进入河流的碎屑过多，超出河流的搬运能力而发生沉积。据此分析，河流发生沉积作用有三个主要场所：一是河流汇入其它相对静止的水体处，如河流入海、入湖以及支流入主流处；二是河床纵剖面坡度由陡变缓处，一般来说河流中、下游地势较平坦，沉积作用明显；三是河流的凸岸，由单向环流侵蚀凹岸，其产生的碎屑在凸岸沉积。

滞留砾石沉积在河流上游，由于坡降大，河流具有较大的动能。细粒物质被冲走，粗粒物质留下来成为滞留沉积。其沉积物以河床砾石为主，成分复杂，砾石呈叠瓦状排列，一般厚度不大，常呈透镜体分布于河道之中。

边滩沉积与河漫滩河流在迁移弯曲的过程中，所携带的碎屑物在凸岸一侧沉积下来。开始仅仅形成浅滩，随着河流不断侧向迁移，浅滩也不断增长，最后形成宽阔的边滩。边滩沉积物成分复杂，常含有植物碎片。粒度变化范围大，规模较大河流的边滩沉积，都是以砂为主，有少量的砾石和粉砂；较小河流的边滩沉积，粒度可粗至砾石级。边滩沉积中的层理以大型板状交错层理为主。边滩沉积是单向环流侧向加积的产物，当洪水期来到时，水位增高，边滩被没于水下，洪水中的细粒物质（粉砂、亚粘土等）就会叠积在边滩沉积物之上，形成河漫滩，并一般具有水平薄层层理。因此，河漫滩具有二元结构，即底部为边滩沉积，顶部为河漫滩沉积。

心滩沉积辫状河或网状河的特点是发育一系列心滩。心滩形成于洪水期，此期间形成双向环流，表流从中央向两侧流，底流从两侧向中心汇聚，然后上升，由于水流的相互抵触和重力作用，使碎屑在河心发生沉积（图6.7）。每一次洪水期，使心滩扩展、加高，最后露出水面，造成河流分叉。这种分叉过程在河道内

反复进行，即形成了心滩密布的、网状的游荡性河流。心滩沉积物成分复杂。粒度变化范围比边滩大得多，也更粗一些，可以有砾石、粗砂，有时还有粉砂和粘土夹层。心滩沉积物中的层理发育，常见大型槽状交错层理，层理的底界面常为明显的冲刷面，并有砾石分布。

天然堤与决口扇沉积洪水期河水漫越河岸，由于河水变浅、流速骤减，河水所携带的大量悬浮物质，很快在岸边沉积下来，形成天然堤。天然堤主要发育在蛇曲河流中，沉积物为粉砂和泥，两者常呈互层。决口扇是洪水冲决天然堤，在天然堤外侧斜坡上形成的扇状堆积物。它在剖面上呈透镜状，厚度自数十厘米到几米。沉积物的粒度比天然堤的粗，主要为细砂和粉砂。

牛轭湖沉积由河流的改道、截弯取直或由于河流衰老所形成的湖泊称为牛轭湖。其沉积物底部是侧向加积形成的河道沉积物，往上为垂向加积的粉砂和粘土，富含有机质，一般具水平层理。这些垂向加积的细粒物质是由洪水期河流所带来的。

山口沉积来自山区的河流，在流出山口时，由于坡降明显减小，水流无地形约束而散开，河流的搬运能力显著降低，所携带的大量碎屑物便堆积在山口开阔的平地上。沉积物堆积成半圆锥形或扇状地貌，称为冲积锥或冲积扇。山口沉积是在水位突然退落，动力变小过程中沉积的。因此在锥顶的沉积物粒度粗，以砾石、砂为主，向边缘逐渐变细。

河口沉积河流入海、入湖的地方叫河口，它是河流重要的沉积场所。当河流进入河口时，水域骤然变宽，再加上海水或湖水对河流的阻挡作用，流速减小，机械搬运物便大量沉积下来。所形成的沉积体形态，从平面上看像三角形，故称为三角洲。三角洲内部从纵剖面上看常具有三层构造，即顶积层、前积层和底积层。

前积层是河水到达河口后，最先在汇水盆地边缘沉积的较粗泥、砂沉积物，它向海洋（或湖泊）方向倾斜，近岸处较陡，随着离岸渐远而逐渐变缓。底积层是河流带来的悬浮物，在前积层的前方形成的水平沉积层，由粉砂和粘土组成，粒细、层薄。顶积层是前积层增长到河底高度时，随着三角洲向海推进，在前积层之上沉积的、近水平的冲积物。值得指出的是，三角洲处于海陆过渡地带，沉积环境较为复杂，既有河流的沉积作用，又有海水的沉积作用，很难把它们分开。

河流的沉积物统称为冲积物。对于正在形成的冲积物人们很容易认识，但在研究古河流沉积时，就有较大的困难。因为在漫长的地质历史中，这些冲积物经历了沧桑之变，因此，掌握冲积物一些最基本的鉴别标志显得尤为重要。冲积物的主要鉴别标志是：①砾石成分复杂，往往具叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中，不稳定组分较多。②碎屑物质的分选性较好。碎屑颗粒随水动力条件的改变，按大小、比重依次沉积。由于这种分选作用，一些比重大而稳定的矿物，如金、锡石、金刚石、钨砂等，便可富集形成冲积砂矿床。③碎屑颗粒的磨圆度较高。冲积物通常经过长距离和多次的再搬运，由于磨蚀和碰撞造成较高的磨圆度。④冲积物层理发育，类型丰富，层理一般倾向河流下游。⑤冲积物常呈透镜状或豆荚状，少数呈板片状。⑥冲积物往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩沉积。

（二）洪流及片流的沉积作用

洪流的沉积作用很普遍，特别是在干旱和半干旱地区，洪流是主要的地质营力。它不但具有强大的侵蚀能力，而且具有较强的搬运能力。当洪流携带大量碎屑物质，抵达冲沟口时，水流突然分散，碎屑物质便沉积下来。由洪流形成的沉积物叫洪积物。洪积物在冲沟口所形成的扇状堆积体叫洪积扇。大型的洪积扇中，洪积物具有明显的分带现象。在洪积扇顶部，堆积有粗大的砾石，这是由于水动力在此地带突然降低所致。在洪积扇边缘，地形较缓，水动力更弱，沉积物主要为砂、粘土，并具有层理。在扇顶与扇缘之间，沉积物既有砾石，又有砂及粘土。洪积物这种分带现象是粗略的，各带之间没有截然的界线。

洪积物具有如下特点：①洪积物分布有明显的地域性，其物质成分较单一，不同冲沟中的洪积物岩性差别较大；②洪积物分选性差，往往砾石、砂、粘土混积在一起；③洪积物的磨圆度较低，一般介于次圆状和次棱角状之间；④洪积物的层理不发育，类型单一；⑤洪积物不具二元结构，在剖面上，砾石、砂、粘土的