沉积相标志

试述地层中沉积相的识别标志
杨其栋硕研2011-5 2011020529 当前，国内外多数人把沉积相看作是沉积环境的物质表现，即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。

因此识别沉积相时就要从最能反映沉积相的一些标志入手，主要包括：①岩性特征—岩石的颜色、成分、结构、构造、岩石类型及其组合；②古生物特征—生物的种属和形态；③地球化学特征。

按沉积环境不同，可划分出不同的沉积相类型，进而，还可根据各相类型中的亚环境、微环境及其沉积特征，确定出相应的沉积亚相和微相。

不同环境中的沉积相，沉积亚相和微相有不同的沉积特征，可根据对应的相标志对其进行识别。

1 大陆环境中沉积相类型及其识别标志
1.1 冲积扇相
冲积扇相是大陆沉积体系中颗粒最粗、分选最差的近源沉积物，以砾岩、砂砾岩和砂岩为主，夹粉砂岩和泥岩。

包括河道沉积、漫流沉积、筛积物及泥石流沉积。

其识别标志可从以下五个方面描述。

（1）岩性特征：以砂砾岩为主，含碳酸盐、硫酸盐等矿物。

（2）结构标志：成熟度低，粒度粗；扇根到扇缘分选和磨圆逐渐变好；粒度逐渐变细。

扇体与平原的过渡地带以粘土为主。

粒度曲线跳跃总体发育差或整体呈略向上拱弯弧状。

（3）沉积构造标志：泥石流沉积—块状、递变层理；河道沉积—砾石叠瓦状排列；筛状沉积—块状构造；漫流沉积—平行、交错、块状、水平层理、变形构造及暴露构造。

常见冲刷—充填构造。

（4）颜色标识：泥质沉积物多带有红、黄、棕红等氧化色。

（5）生物化石标志：几乎不含化石，很少含有机质。

1.2 曲河流相
1.2.1 河床亚相
（1）河床滞留沉积
沉积物以粗粒为主，多为砾石，时有垮塌或冲刷泥砾；发育明显的冲刷—充填构造，可有叠瓦状构造；横向上河床滞留沉积呈透镜状、席状；垂向上其位于河流沉积的最底部。

（2）边滩沉积
沉积物以砂为主，成分成熟度较低；分选中等，跳跃组分为主；发育大中型槽状、板状交错层理，平行层理；沉积物垂向上向上粒度变细，层理规模变小；横向上呈板状、透镜状而平面上呈带状。

1.2.2 堤岸亚相
（1）天然堤
沉积物为粉砂、泥的薄互层，向河道方向可有细砂，一般单旋回厚几厘米至几十厘米；发育小型波状、槽状、攀升层理、水平层理，顶部可有水平层理、暴露构造；天然堤位于边滩沉积之上，剖面呈楔形而平面呈豆荚状。

（2）决口扇
沉积物以细砂、粉砂为主，较天然堤粗；发育中小型交错、波状层理，冲刷—充填构造；垂向上上下均为河漫泥质沉积，单旋回厚十几厘米—几米；剖面上呈透镜状；平面上呈舌形或扇形；垂向上为正粒序。

1.2.3 河漫亚相
（1）河漫滩
沉积物以粉砂、粘土为主；发育水平层理、波状层理、各种暴露构造（干裂和雨痕、不对称波痕）；垂向上：垂向加积产物，位于河流相旋回的上部；化石稀少，见植物碎片。

（2）河漫湖泊
沉积物以粘土、粉砂为主，是河流相中最细部分；洪水期沉积层理不发育，湖泊沉积中具水平层理。

（3）河漫沼泽
沉积物与河漫湖泊多相似，特别的是其具有泥炭沉积；构造上以块状为主，粘土岩中有时可见水平层理
1.2.4 牛轭湖亚相
沉积物以粉砂、粘土为主；发育交错层理、水平/块状层理。

1.3 辫状河相
辫状河沉积以心滩为主，心滩是在多次洪泛事件不断向下游移动过程中，垂向加积而成。

沉积物以砂砾为主，少有泥质加积；分选中等—差，滚动组分为主；发育大型板状交错层理为主，不同时期沉积层间有冲刷面；平面上：上游沉积物较粗，遭受侵蚀，下游沉积物较细，发生沉积；垂向上：不明显的向上变细粒序；横向上：单个透镜状，多彼此冲刷相连，形成“砂包泥”。

1.4 网状河相
1.4.1 河道沉积
沉积物以砂为主；结构：跳跃组分；发育槽状交错层理；平面上呈带状、网状；剖面上砂体厚、窄，呈多层叠置的透镜状；垂向上：垂向叠加为主，少有侧向加积。

1.4.2 湿地沉积
沉积物为富含泥炭的粉砂、粘土；横向上呈现“泥包砂”。

1.5 湖泊相
1.5.1 滨湖亚相
沉积物以杂色砂岩、粉砂岩为主，有时具砾岩或生物介壳；成熟度较高；下部发育交错层理、浪成波痕，上部发育暴露构造；有生物化石碎片及植物根等。

1.5.2 浅湖亚相
沉积物为浅灰、灰绿色粘土岩、粉砂岩，可夹颗粒灰岩薄层或透镜体；结构成熟度较高；发育波状层理、水平层理、透镜状层理、浪成波痕；底栖生物化石丰富，多破碎，磨蚀。

1.5.3 半深湖亚相
沉积物为灰.、灰黑色粘土，有时含粉砂、碳酸盐薄层；发育水平层理；生物化石多为浮游生物。

1.5.4 深湖亚相
沉积物为暗色粘土岩，有机质含量高；发育水平层理；生物化石为浮游、游泳生物，保存较好；横向上分布稳定。

2 海陆过渡环境中沉积相类型及其识别标志
2.1 三角洲相
2.1.1 三角洲平原亚相
（1）分流河道
以砂为主，向上变细，为正韵律；层理构造：槽状或板状和波状交错层理；形态特征：砂体剖面透镜状；曲流砂坝不稳定。

化石及沉积特点：泥砾、植物干茎等残留沉积物。

（2）天然堤
以粉砂和粉砂质黏土为主，由河道向两侧变细和变薄；沉积构造：水平纹理和波状交错
层理发育，水流波痕发育，有时可见雨痕和干裂等暴露成因构造。

化石：植屑、植茎、植根和潜穴等较常见。

发育着钙质和碳酸盐结核。

（3）决口扇
以细砂和粉砂为主，比天然堤粗，稳定性差，发育块状层理和小型交错层理。

（4）沼泽
沉积物为暗色有机质泥岩、泥炭或褐煤沉积，常夹薄层粉砂岩，均匀层理和水平纹理。

化石：含植屑、炭屑、植根、介形虫和腹足类以及菱铁矿等。

（5）分流间湾
岩性为泥岩，中夹少量透镜状的粉砂岩和细沙岩。

岩石中水平纹理发育，生物扰动作用强烈，偶见海相化石。

2.1.2 三角洲前缘亚相
（1）水下分流河道
多层小韵律砂岩叠合在水下形成砂体，周围则是滨浅湖/海相泥岩；垂直流向剖面上呈透镜状，侧向变为细粒沉积物。

（2）水下天然堤
沉积物为极细的砂和粉砂。

流水形成的波状层理为主，局部出现流水的与波浪共同作用形成的复杂交错层理。

有时可见植物碎片。

（3）水下分流间湾
以黏土沉积为主，含少量粉砂和细砂，具水平、水平波状、块状层理。

具水平层理和透镜状层理，可见浪成波痕。

生物介壳和植物残体等，虫孔及生物搅动构造发育。

（4）分流河口坝
沉积物为砂及粉砂，分选好；发育楔形交错层理或“S”形前积纹理和水平纹理；化石稀少，存在部分介壳；平面长轴方向与河流方向相同，横剖面为透镜状。

（5）远砂坝
沉积物为粉砂和少量黏土，垂向为反韵律。

沉积构造：波状交错层理和脉状-波状-透镜状复合层理。

沿层面有植屑和碳屑，生物扰动构造和潜穴发育，贝壳零星分布。

（6）前缘席状砂
以砂为主；发育平行纹理和水流线理；长形三角洲：不易形成大面积砂体；朵状三角洲：易形成三角洲。

2.1.3 前三角洲亚相
岩性：暗灰色黏土和粉砂质黏土组成，仅含少量河流带来的细砂；沉积构造：不发育，主要为水平纹理和块状层理，偶见透镜状层理。

生物特征：存在生物扰动构造和潜穴，含广盐性的化石种属。

2.2 扇三角洲相
沉积物多砂砾混杂，泥质含量高，分选性和磨圆度较差，成熟度也较低。

沉积物粒度粗也是扇三角洲沉积的重要特点和标志。

（1）扇三角洲平原为近源的砾质辫状河沉积，以牵引流和重力流的粗粒沉积物为特征，没有曲流河段。

岩性是砂和砾互层，砾石层具不明显的平行层理或交错层理，分选差，具砂质基质。

（2）扇三角洲前缘（过渡带）具较陡前积相，牵引流构造很发育，见大中型交错层理。

（3）前扇三角洲（水下扇三角洲），为不规则分布的泥、砂和砾石的透镜状层。

沉积物为泥质支撑。

2.3 辫状河三角洲相
2.3.1 平原亚相
辫状河三角洲平原亚相主要由辫状河道和冲积平原组成。

辫状河道沉积以色杂、粒粗、分选较差、不稳定矿物含量高、底部发育冲刷充填构造为特征。

冲积平原由辫状河道的迁移摆动形成，一般范围较宽，以砂砾质沉积为主。

2.3.2 前缘亚相
（1）水下分流河道
沉积物粒度较细，整体上向上粒度变细，单砂体厚度减薄。

（2）河口坝
主要为砂岩，也可见含砾砂岩和粉砂岩，在垂向上一般呈下细上粗的反韵律，砂体中可见平行层理和交错层理。

（3）远砂坝
砂体厚度较薄，岩性较细，为细砂岩和粉砂岩。

（4）席状砂
砂体一般为粒度较细的砂岩、粉砂岩与泥岩互层，颗粒分选性和磨圆度较好，垂向上呈反韵律或均质韵律。

（5）水下分流河道间沉积
岩性一般为暗色泥岩，含粉砂泥岩及含泥粉砂岩，见水平层理及小型砂纹层理。

河道间泥岩中常夹一些漫溢成因的孤立砂体，其岩性变化较大，可从含砾砂岩至粉砂岩，结构成熟度较低。

2.3.3 前三角洲亚相
沉积物主要为泥岩和粉细砂质泥岩，颜色较深，有时见水平层理。

若辫状河三角洲前缘沉积速度快，可形成滑塌成因的浊积砂砾岩体包裹在前辫状河三角洲或深水盆地泥质沉积中。

3 海洋环境中沉积相及其识别标志
3.1 滨岸相
岩石特征：纯净、成分成熟度高的砂砾岩。

结构：成熟度高，跳跃组分常分两组。

构造：各种成因交错层理、波痕。

前滨：大型冲洗交错层理；近滨：板、槽状交错层理，向下出现水平层理；生物扰动强烈。

生物特征：各门类海相生物碎片。

砂体形态：平行海岸线，长条状。

垂向层序：下粗上细的反旋回。

3.2 浅海陆棚相
3.2.1 过渡带亚相
沉积物：泥质粉砂、粉砂质砂，砂泥近于等量产出。

构造：波状层理、浪成交错层理、生物扰动构造强烈。

生物：最为繁盛，底栖生物繁多。

3.2.2 滨外陆棚亚相
沉积物：粘土、粉砂，极少量细砂；碳酸盐、铁、锰、铝、磷等。

结构：较滨岸相稍差。

构造：水平层理、浪成交错层理，浪成波痕，生物扰动构造、虫孔、虫迹。

生物：种类和数量众多。

3.3 半深海相
沉积物类型：各类软泥、浮游生物和砂。

沉积物：富深海微体生物的粉砂、极细砂。

结构：分选好而纯净。

构造：小型交错层理、水平层理。

垂向上：正粒序或逆粒序，顶底清楚，单层较（<5cm）。

化石：多破碎。

3.4 深海相
沉积物：各种生物软泥（主要是钙质和硅质）；陆源沉积物（底流、冰川搬运、浊流、滑坡）；化学、生物化学沉积（锰、铁、磷）。

具有典型浊积岩。

济阳坳陷馆陶组辫状河三角洲相分析
研究发现，济阳坳陷馆陶组下段存在以浅水湖泊为背景的辫状河三角洲沉积体系。

辫状河三角洲由平原、前缘和前三角洲组成，水下分流河道为前缘骨架砂体，河口坝和远沙坝不甚发育，前三角洲发育较薄。

如图1。

图1 辫状河三角洲的相分析（大115井）
1 辫状河三角洲平原亚相
辫状河三角洲平原是辫状河三角洲的水上部分，分布于湖盆边缘侵蚀区与湖岸线之间，其结构特征和沉积构造表现为辫状河环境，由辫状河道、冲积平原和河漫沼泽组成。

其中占主导地位的是辫状河道沉积。

图2 辫状河三角洲前缘水下辫状河道及砂坝间沉积序列（据李东海等，2003）
（沾185，井深1160~1170）
①辫状河道微相
辫状河道沉积沉积物较粗，为颗粒支撑的砾岩、含砾砂岩及砂岩。

碎屑颗粒一般为次棱角一次圆状，分选磨圆都较差。

它们组成若干个向上变细的砂岩透镜体，在垂向上相互叠置。

沉积构造以冲刷一充填构造、槽状交错层理、波状交错层理以及河道沙坝侧向迁移加积而形成的“侧积交错层”为特征。

整个序列厚度最大可达30m,其中砂砾岩占地层厚度的90%以上。

辫状河道可细分为砾质和砂质两种类型。

前者砾岩底部具冲刷面，可见植物根化石，砾石砾径向上变细，可见大型冲刷充填构造以及槽状交错层理等。

砂质辫状河道沉积是在馆下段晚期构造抬升减弱或斜坡地带出现的以粉细砂岩为主的大套砂岩沉积，层序底部和层序之间常见冲刷面，粒度向上逐渐变细。

②冲积平原微相
该微相在整个地层中的厚度不及1000m，以紫红色泥岩、含砾泥岩、泥质粉砂岩等组成的不等厚互层为其特征。

③河漫沼泽微相
该微相发育在辫状平原上相对低洼的部位，为洪水期洼地积水而成。

岩性主要为灰绿色泥岩、含碳质泥岩以及薄的煤层。

碳质泥岩及煤层的多次出现表明水体的深度不稳定，湖平面动荡对之影响较大。

2 辫状河三角洲前缘一浅水湖泊沉积组合
辫状河三角洲前缘亚相十分发育。

该亚相以水下分流河道砂体为骨架砂体，占前缘沉积总量的90%以上，河口坝和远沙坝较为少见，往往是水下分流河道砂体直接与湖相泥岩呈冲刷接触。

①水下分流河道微相
沉积物粒度较粗，为颗粒支撑的砂质细砾岩、含砾砂岩、不等粒砂岩、粉细砂岩与浅灰、灰绿色泥岩组成不等厚互层。

碎屑颗粒中石英含量在45%左右，长石占38%，岩屑占17%
左右，分选磨圆中等。

结构成熟度和成分成熟度趋于中等。

沉积构造主要包括冲刷充填构造、大型板状、楔状交错层理、块状层理以及平行层理，总体反映了较强的水动力条件。

发育于中、粗砂岩中的平行层理常常发育剥离线理，表明当时的水流流速是相当大的。

水下分流河道常由若干个单河道复合而成，在垂向上表现为多个小韵律层叠置成较厚的复合韵律层，累计厚度可达30多米。

水下分流河道常常发生侧向迁移，使得多个相邻的河道在横向上连片而形成一个大的复合体。

由于水体较浅，水下分流河道以平面喷射的高密度流形式在入湖后能够沿着湖底继续进行着以推移为主的运动，形成富有特色的水下分流河道，一直到河流的推移作用为湖水拥阻抵消后，才会形成河口坝沉积，使得滨浅湖区相带狭窄而变得不突出。

②河口坝微相
正常的河口坝位于河道人湖处，与滨岸线相隔很近。

但是该辫状河三角洲只在距岸线的远端形成数量有限的河口坝沉积。

水上河道进人浅水湖泊后的能量很高，即使在河口附近形成一些砂质沉积，也会因河道的侧向迁移摆动而遭到破坏。

河口坝自下而上由泥质粉砂岩、粉细砂岩、含砾砂岩以及砂质细砾岩组成了下细上粗的反旋回。

单砂层厚度一般为3-8m，自然电位曲线呈漏斗形（如图3）。

河口坝砂岩中泥质含量低，分选、磨圆偏好，砂岩纯净，是良好的油气储集体。

③远沙坝微相
远沙坝位于河口坝的末端，实际上，河口坝与远沙坝是连续的砂体。

砂体较薄，一般为2-3m，岩性多为泥质粉砂岩和粉砂岩，在测井曲线上常表现为低幅的指状、漏斗状或微齿状（如图3）。

图3 辫状三角洲前缘近端砂坝及远端砂坝沉积的反旋回序列（据李东海等，2003）
（沾181井井深1 170- 1184 rn）
④席状砂微相
为三角洲前缘连片分布的砂体。

形成于波浪作用较强的沉积环境。

先期形成的水下分流河道、河口坝等砂体被较强的波浪改造，发生横向迁移并连接成片，便形成了席状砂。

砂体
为粒度较细的粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩的互层沉积，颗粒分选磨圆都较好。

单砂体厚度一般为1-2m，测井曲线上多呈指状叠加。

⑤水下河道间微相
分布在水下分流河道侧翼以外，沉积作用以悬浮沉积为主，岩性多为灰绿色、浅灰色泥岩、含粉砂泥岩以及泥质粉砂岩。

河道间泥岩中常夹一些孤立的薄层砂体，岩性不固定，可见到细砾岩，也可见到泥质粉细砂岩。

河道间呈均质韵律，发育小型的交错层理和微波状层理，泥质粉砂岩中可以见到大量的生物倾斜潜穴。

⑥浅水湖泊沉积(前三角洲沉积)
浅水湖泊与前三角洲不易分开。

主要由浅灰泥岩、粉砂质泥岩组成。

湖泊除桩西、煌北地区有较厚的湖相泥岩外，其余地区沉积较薄，有的仅有几米，很快向上过渡为三角洲前缘沉积。

泥岩中多发育水平层理、块状构造、微波状层理以及纹层状粉砂质泥岩。

图4 微量元素比值变化与相变的相关性（据李东海等，2003）。