沉积地质学试题

一、论述化学沉积作用

化学沉积作用

湖水化学沉积作用受气候条件的控制极为明显，不同的气候区化学沉积物差别很大。

潮湿气候区湖泊化学沉积作用

潮湿气候区降水充沛，湖泊多为泄水湖。溶解度大的组分如K、Na、Mg、Ca等的卤化物、硫酸盐很少发生沉淀，河流及地下水带入的Fe、Mn、Al等的胶体物质或盐类物质易受水质变化的影响，成为潮湿气候区湖泊化学沉积的主要组成部分。这些物质沉积后，常形成湖相的铁、锰、铝矿床，其中最常见的是铁矿床，矿物成分以褐铁矿、菱铁矿及黄铁矿为主。湖水中的钙质可以CaCO3的形式沉淀出来，并与湖底淤泥混在一起，形成钙质泥，成岩后形成泥灰岩，有时钙质沉淀较少，则形成钙质结核。

干旱气候区湖泊化学沉积作用

干旱气候区湖水很少外泄，主要消耗在蒸发上。蒸发作用使湖水的盐度逐渐增加，变成咸水湖甚至盐湖。在湖水逐渐咸化的过程中，溶解度小者首先沉淀，沉淀的顺序大致为碳酸盐、硫酸盐、氯化物，据此将盐湖沉积划分为四个阶段。

碳酸盐阶段湖水在咸化过程中，溶解度较低的碳酸盐先达到饱和而结晶沉淀。钙的碳酸盐沉淀最早，镁、钠碳酸盐次之，形成CaCO3（方解石）、MgCa（CO3）2（白云石）、Na2CO3·10H2O （苏打），Na2CO3·NaHCO3·2H2O（天然碱）。若湖水中含硼酸盐，则可出现硼砂（Na2B4O7s·10H2sO），此类湖泊称碱湖或苏打湖。

硫酸盐阶段湖水进一步咸化，深度变浅，溶解度较大的硫酸盐类沉淀下来，形成CaSO4·2H2O（石膏）、Na2SO4·10H2O（芒硝）、Na2SO4（无水芒硝）等矿物，这类盐湖又称为苦湖。

氯化物阶段湖水进一步浓缩，残余湖水便能成为可供直接开采的、以氯化钠为主的天然卤水。湖水继续蒸发，食盐（NaCl）、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）和钾盐（KCl）开始析出，此类湖泊称为盐湖。

沙下湖阶段当湖泊全被固体盐类充满，全年都不存在天然卤水，盐层常被碎屑物覆盖成为埋藏的盐矿床，盐湖的发展结束。

浅海的化学沉积

浅海是化学沉积的有利地区，形成了众多的化学沉积物，其中许多是重要的矿产。地质历史时期曾发育过大量浅海化学沉积，现代浅海化学沉积主要发生在中、低纬地区。浅海的化学沉积物主要有碳酸盐、硅质、铝、铁、锰氧化物和氢氧化物、胶磷石和海绿石等。

碳酸盐沉积在浅海化学沉积物中，碳酸盐类所占比重最大，主要为灰岩和白云岩。碳酸盐沉积的原因是温度升高或压力降低，这样引起海水中CO2含量减少，重碳酸钙过饱和形成CaCO3沉淀。在海水动荡的条件下，碳酸钙以一定的质点（如岩屑）为核心呈同心圆状生长，形成鲕粒状沉积物，成岩后形成鲕状灰岩。已固结或弱固结的碳酸钙被波浪冲碎并搓成扁长形团块，胶结成岩后，形成竹叶状灰岩。

硅质沉积海水中的硅质一部分来自大陆，它们以溶解硅（H3SiO4-）和悬浮硅两种形式搬运；另一部分硅质来源于海底火山作用、海水的溶解作用及生物活动。当硅胶进入海洋后，在温度较低、偏碱性的环境中，逐步凝聚而沉积下来，形成蛋白石，进一步脱水形成燧石。燧石常呈结核状、透镜状或条带状产出，颜色多样。

铝、铁、锰及海绿石沉积海水中的铝、铁、锰等主要来自大陆。湿热气候区强烈的化学风化作用，使Al、Fe、Mn以胶体状态随河流迁入海中，在近岸地带遇电解质而凝聚沉积，在

近岸区，因海水动荡，易形成鲕状结构或豆状、肾状结构。海成铝土矿是由铝的氢氧化物组成，铁质沉积物主要为赤铁矿和褐铁矿，而锰质沉积物则以水锰矿、硬锰矿的形式出现。海绿石是一种绿色粘土矿物，是由海水中硅、铝、铁的胶体吸附钾离子而成。

磷质沉积磷主要以HPO42-的形式存在于海水中，表层海水含磷量低，难以沉积。海洋的下层由于有机物体的分解富含磷质，当富含磷质的海水随上升洋流到达浅海区后，因压力减小，温度升高，CO2的含量降低，磷质发生沉积，形成胶磷石[Ca3（PO4）2]。胶磷石和其它沉积物共同组成磷灰岩。当含磷量较高时形成磷矿床。

二、试述沉积构造的类型、特征和环境意义

三、论述三角洲沉积模式及沉积相特征

三角洲沉积模式如下：

厚度大、面积广的大型三角洲，且在地质历史中能保存下来和识别。根据沉积环境和沉积特征，可将三角洲相分为三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相和前三角洲亚相。

（一）上三角洲平原亚相：1．分流河道微相2．天然堤、决口扇微相3．河漫微相（二）下三角洲平原亚相：1．水下分流河道微相2．天然堤、决口扇微相3．分流间湾微相

（三）三角洲前缘亚相：1．河口坝微相2．远沙坝微相

（四）前三角洲亚相

沉积特征如下：

（一）上三角洲平原亚相为三角洲的陆上部分，河流作用为主，因此沉积物大小不一，成分混杂，可见到砾岩、砂岩、含砾砂岩，粒度大的物质在水动力条件减小的情况下首先沉积，可见交错层理等。由分流河道到天然堤、决口扇，再到河流，呈现粒度逐渐变细的序列，即剖面上粒度由下向上逐渐变粗的序列。在下部可见细砂质沉积。

（二）下三角洲平原亚相为海平面以下平原部分，河流、海洋作用都有，水动力条件复杂，但仍呈现由下向上逐渐变粗的沉积序列。水下分流河道及天然堤与决口扇与上三角洲平原的沉积特征基本相同，分流间湾粒度进一步变细，可见泥砂互层，同时出现高角度的交错层理。（三）三角洲前缘亚相为海平面以下坡度逐渐变陡的地方，河口坝为砂质、粉砂质等沉积下来，有时可横向连续延伸很远，因此也叫做席状砂。远砂坝则为泥质、细粉砂质继续搬运至更远的地方沉积下来，基本为泥质，偶尔可见泥、粉砂互层。

（四）前三角洲亚相为三角洲靠海结束的地方，完全为细粒的泥质沉积，表示水动力条件已十分微弱。另外还有三角洲间湾，是指两三角洲朵体之间的部分，此处沉积受各方面因素影响均存在，因此应综合考虑。总而言之，三角洲的沉积为剖面上粒度由下到上逐渐变粗的序列。

四、论述障壁-泻湖沉积体系及沉积相特征

障壁岛沉积包括临滨、海滩、风成沙丘、冲越扇沉积等。障壁岛多为顺海岸延伸的砂体，起防止海水直接内侵的障壁作用。临滨和海滩沉积分布于其向海的一侧，多发育垂向的砂质层序，风成沙丘是对障壁沙的改造产物；冲越扇沉积是因风暴涌浪而使海水漫越障壁岛顶部，在其向陆一侧堆积的产物，砂体多发育交错层理和风暴沉积面。潮坪沉积在泻湖的周边地带是由潮汐作用沉积堆积形成的，潮差越大，潮坪分布越广。潮坪沉积一般可分为潮上、潮间和潮下带，其中，潮间沉积常为由浅而深的泥质、泥砂质混合及砂质沉积，分别形成泥坪、混合坪及砂坪，并相互交错形成复杂的层序。泻湖的淤浅过程总是伴随着潮坪地带的扩展并最终被取代，形成自上而下的泻湖潮坪沉积层序，在粒度上表现为向上变粗又变细。泥炭沼泽位于平均高潮线以上的潮上沉积区，该环境主要以泥质沉积为主，水动力弱，环境潮湿，有利于成煤植物的生长，并在海平面的升降变化下，聚煤物质保存较好。潮间泥炭坪为潮坪

环境下潮间带沼泽化的泥坪，位于潮坪中相对低洼处，泥炭坪一般由深灰色、灰黑色炭质泥岩和煤层组成，发育有条带状、透镜状潮汐层理和生物扰动构造，含大量植物碎片及海相动物化石。其垂向上与泥坪、混合坪和砂坪过渡。潮间泥炭坪具有良好的蓄水性，非常有利于植物生长和沼泽化，为重要的聚煤环境。泻后泥炭坪发育于泻湖近岸潮坪区，岩性主要以灰黑色、黑色泥页岩和煤层沉积为特征，发育水平及透镜状层理，含植物碎片化石。其垂向序列通常以障壁岛相开始，向上过渡为泻湖相、泥炭坪相，煤层顶板多为泻湖相或障壁岛相沉积。