沉积学复习资料

沉积地质学复习重点
考试时间：星期一3-4节（23号）地点：教一A503 座位号：10
第一章：1.沉积岩石学是研究沉积岩的物质组成、结构构造、分类及其形成作用过程、沉积环境的一门学科。

侧重于岩类学研究。

沉积学是在沉积岩石学基础上发展起来的，主要研究沉积物的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用和成岩作用的一门学科。

侧重于成因研究。

2.沉积岩的形成过程:母岩的风化与剥蚀作用阶段;风化物质的搬运作用阶段;风化物质的沉积作用阶段;沉积物的固结（成岩）作用阶段
3.牵引流：以一定介质动力（推力或举力）导致流体运动并带动所携带碎屑颗粒迁移的流体。

流体力学性质：属牛顿流体；搬运方式：推移（滚动和跳跃）、悬浮.搬运力：作用于沉积物上的推力（牵引力），大小取决于介质流速；负荷力（载荷力），大小取决于流体流量的大小
4.重力流：是含大量沉积物、在重力作用下发生流动的高密度流体（密度流）。

如泥石流、浊流等。

流体力学性质：非牛顿流体；搬运方式：悬浮;搬运力：负荷力（载荷力）
5.在特定环境中形成的沉积物通常称为沉积相(相)，是沉积环境的物质表现。

6.通过现代沉积研究，对某些沉积环境和亚环境在横向上的分布以及沉积作用机理已有进一步的了解，并可用来解释古代沉积中亚环境的变化序列，从而可恢复和再现古代沉积作用的面貌。

这种古代沉积作用面貌的再现，并加以典型化和模式化，称为沉积模式。

对特定沉积环境和某种沉积作用的全面概括，称为相模式
7.沉积体系是指与沉积作用相关的沉积相的集合体(Scott和Fisher，1969)。

可以理解为有成因联系的相构成的三维地层单位。

沉积体系通常以其形成的环境命名。

8.沉积建造（sedimentary formation）泛指在一定构造背景条件下，当地壳发展到某一构造阶段时所形成的一套具有特定岩相组合的沉积岩系。

如碳酸盐岩建造、含煤建造、红色建造、潟湖建造、复理石建造、磨拉石建造等沉积旋回是指沉积作用和沉积条件按相同的次序不断重复沉积而组成的一个层序。

9.沉积旋回主要是由于地壳周期性振荡运动引起的，而韵律的形成则多与局部的地区性因素有关，由于地壳周期性振荡运动引起的。

10.沉积韵律（sedimentary rhythm）是指由两种以上的岩性单元组成的，有规则的和频繁重复的层序。

例如粉砂岩、泥岩与泥灰岩的互层，韵律层厚度薄的几厘米、几米，韵律层系厚达几百米，多与局部的地区性因素有关。

11.在没有沉积间断的地层剖面里，垂向上彼此邻接的沉积层，在横向上也一定彼此邻接－－称为瓦尔特相律。

基本含义：在连续的地层剖面中，垂向上几种有成因联系的沉积相相互出现的次序，与他们在横向上所出现的相带毗邻顺序是一致的。

第二章：沉积相标志沉积岩特征（包括岩性特征、古生物特征以及地球化学和地球物理特征）的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常称为相标志沉积相的鉴定标志：1.岩性(沉积)标志(包括颜色、成分、结构、沉积构造、沉积组合及相序、沉积体空间形态等)；2.古生物、古生态学标志；3.沉积地球化学标志；4.地球物理学标志
一、岩性(沉积)标志包括：
1.沉积岩的颜色：颜色也是沉积岩的—个重要待征。

对沉积岩颜色的研究有助于推断沉积岩形成的沉积环境和物质来源，可用来恢复古沉积环境水介质的氧化还原条件。

根据沉积岩颜色的不同成因，可将其颜色分为下列几种：继承色：碎屑岩的颜色常取决于其中碎屑颗粒的颜色，是母岩的机械风化产物，其颜色是继承了原生母岩的颜色；原生色：粘土岩和化学岩的颜色主要取决于在沉积物成岩阶段形成的矿物及其它杂质；次生色：沉积岩形成之后，如果长期暴露在地表环境经受风化，某些成分发生变化、形成新的矿物(又称次生矿物)，也会
导致岩石的颜色发生改变。

在对沉积岩的颜色进行观察时，应该寻找岩石的新鲜断面，观察岩石的原生色。

例如：红色一般代表干旱氧化环境，绿色代表弱氧化环境，灰色代表弱还原条件，灰黑色代表潮湿还原环境，尤其以泥页岩为关键。

2.沉积岩的碎屑成分和岩石类型：矿物成分标志研究主要是用显微镜和其它方法对岩石或矿物进行显微研究，提供环境分析、物源特征等标志;（1）、陆源碎屑成分：陆源碎屑成分主要包括石英、长石、岩屑及各种轻重矿物。

它们实质上是岩层物理风化和化学分解作用的残余物，同时也是分析物源区岩石类型的直接依据。

陆源碎屑成分研究的任务就是通过鉴定分析沉积物中的石英、长石、岩屑及各种轻、重矿物标型组合特征，研究它们的含量变化，以确定物源方向、源区的大致位置、搬运距离及母岩类型等,可以利用矿物的标型特征分析母岩类型，也可利用碎屑矿物组合分析母岩类型。

（2）、自生矿物：海绿石主要形成于远离大河口的陆棚区，其介质条件为弱咸性(pH=7-8)和弱氧化—弱还原(Eh=0)的正常海水，水温10-15℃左右，形成深度大于125m，在寒冷地区，水深30m就可形成。

大量原生海绿石的形成主要与海水有密切关系；鲕绿泥石：属海洋自生矿物，但和海绿石的形成温度和深度不同，鲕绿泥石形成于较温暖的浅海，水温大于20℃，其分布深度小于60m；粘土矿物：粘土矿物可以反映介质的pH值。

高岭石形成于酸性介质中，一般为大陆环境；伊利石、蒙脱石形成于中性或碱性介质中，多为海洋环境。

（3）、特殊岩石类型：碳酸盐岩在海洋和湖盆中均可产生出，但两者的特征不同，前者常大量产出，而后者常呈夹层或透镜体产出；红层：一般是大陆沉积物含铁矿物在潮湿—干燥的温暖气候；蒸发盐：一般反映气候干燥和闭塞环境。

内陆盐湖或半封闭的滨海泻湖是形成蒸发盐的有利环境；磷块岩：一般指环境是浅海；锰结核：锰结核中微量元素的浓度随着环境的改变而发生有规律的变化，因而其比值具有指示环境的意义礁灰岩：是浅海环境的良好标志
3、沉积岩的结构：粒度分选及粒度结构反映了水动力条件、流体力学性质；分选度、形状、圆度、球度反应搬运改造历史；支撑类型、结构成熟度判断水介质的流动性质。

4、沉积岩的构造:进行古水流方向的恢复；
5、沉积组合及相序：遵循“远观近取”原则；注意沉积成因组合的划分，综合研究岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列；对于砾岩层和交错层理测古流向；详细分层、逐层观察描述、寻找沉积标志、区分微相。

典型地质现象的拍摄；重点（骨架）岩层的横向变化、相变关系；沉积岩层厚度分析——沉积物供应丰度、速率、沉积区坳陷强度；沉积岩层之间接触关系分析——过渡、明显、冲刷。

区分自旋回和它旋回，层序界面的识别和层序划分；目的层的采样——目的、新鲜、编号。

二、古生物学标志
生物对环境的指示意义：指示沉积水体介质的温度、深度、压力、光照度、浑浊度、水体流动性质、基底性质、水体所处位置等。

1.遗迹化石及组合：从某种意义上讲，遗迹化石是生物适应环境的物质记录，在一定程度上，能够反映当时生物的生活环境。

例如：停息迹：为逆水流的方向；爬行迹：底栖生物生活在泼水环境中；居住构造迹：底栖生物生活在滨海地带环境中；觅食构造迹：底栖生物生活在浅海环境中；啮食迹：底栖生物生活在较深水环境中。

2．遗迹化石环境意义：(1)判断沉积时期水体底层的气体状况(2)判断沉积时期的沉积速度(3)判断水体流动与否及水流方向(4)判断沉积底层性质(5)判断沉积环境：在不同沉积环境中，由于环境因素的差异，底栖动物为了适应环境，也具有不同的生态特点。

三：沉积地球化学标志：包括元素地球化学和稳定同位素地球化学原理的应用。

1、元素地球化学在沉积环境分析中的应用,沉积岩中的元素含量取决于下列因素：陆源区性质(母岩成分)、古气候、沉积环境(包括水体等介质性质)、沉积岩的成分、生物作用、成岩及后生因素等，因此研究它就可以对再造古地理环境提供信息。

1）水体古盐度的测定：主要有硼含量法、微量元素比值法、沉积磷酸盐法、自生铁矿物法等等。

2)氧化还原条件
的标志：判断沉积环境的氧化还原条件主要是根据同生矿物组合，3)离岸距离（古水深）标志：近些年对现代沉积物元素地球化学的研究发现，元素的聚集和分散与水盆地深度也有一定的关系。

这一性质主要是元素在沉积作用中所发生的机械分异作用、化学分异作用和生物、生物化学分异作用的结果。

4)源区分析：母岩岩性基本决定了风化产物的元素组成。

所以母岩成分还是能在某些特征元素(稀土元素)含量的变化上体现出来。

2、稳定同位素在沉积环境分析中的应用
1）古盐度测定：δ13C 和δ14C 、δ16O和δ18O，一般认为，海相灰岩δ13C平均值为-5‰～±5‰，δ18O平均值为-10‰~±-2‰.2)古温度测定：碳酸盐岩的δ18O随水温增高而降低。

δc：25℃时碳酸盐与100％磷酸盐反应时产生的CO2的δ18O值；δw：25℃时所测试的CaCO3样品形成时与海水平衡的CO2的δ18O值3）古气候分析：δ18O /δ16O比值淡水低、海水高、随温度降低而降低。

四、地球物理学标志：常用的有沉积序列和沉积相相的测井响应、地震响应，根据测井曲线和地震反射资料解析出其中的基本相标志，进而鉴别沉积相类型。

沉积相的测井响应：自然电位、自然伽玛、视电阻率、声速、中子、密度、井径等。

反映岩性组合、沉积序列。

沉积相地震响应：地震反射剖面。

反映地质体的空间连续性、叠置关系、进而反映沉积相类型。

注意：各种相标志必须时原始成因的，反映原始沉积过程的信息；各种相标志要综合分析，是统计的，单一的相标志的解释要慎重，除非是过硬标志；野外宏观标志与微观标志相结合，多学科领域相结合，各种相标志相结合；沉积地球化学标志的运用是建立在野外基础上的；相分析必须考虑沉积背景，包括大地构造位置、古气候条件、物质供应或物源条件。

第三章：大陆相组
第一节：冲积扇：是一种自山口顺坡呈放射状的河流形成的扇形堆积物，是从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系。

多数是由许多扇体互相衔接起来形成巨大的冲积扇体系。

一、特点：在陆相沉积中，冲积扇是粒度最粗、分选最差、沉积速率高、最近物源区的沉积体系1.冲积扇的演变和沉积物的特点明显地受气候、物源和构造条件的控制；2.冲积扇是一个扇状的楔形堆积体。

通常将扇其划分为扇根、扇中和扇端三个部分； 3.冲积扇的堆积和保存需要长期相对沉降的构造条件；4.古冲积扇体系中往往赋存有丰富的沉积矿产资源。

常见有黄金、外生铀矿床、煤田、石油和天然气等。

二、沉积类型：(1)河道沉积--河床充填沉积主要由砾、砂沉积物组成，粒度粗，分选也差。

成层性不好，可见交错层理。

常具明显的切割-充填构造(2)漫流沉积--漫流沉积物主要由碎屑组成，可含有少量粘土和粉砂。

常呈块状，亦可出现交错层理或细的纹层。

形成席状或片状沉积体。

(3)筛状沉积--当源区供给冲积扇主要为砾石而无或极少其他粒级的物质时，在冲积扇的表层便堆积了舌状砾石层。

扇体表层的砾石层就称为筛状沉积。

筛状沉积主要由次棱角状的粗大砾石组成，分选较好，其间充填物较少。

（4)泥石流沉积--当水流携带的砾石和泥砂沉积物达到足够量时，就形成了密度大、粘度高、呈可塑性状态的流体，称为泥石流。

大量碎屑物质在泥石流中呈块状整体搬运，在扇体上堆积后，形成泥石流沉积。

洪积扇：干旱、半干旱地区暂时性山地水流出山口堆积形成的扇形地貌。

组成洪积扇的泥沙、石块颗粒粗大，磨圆度差，层理不明显，透水性较强，扇面上水系不发育。

由于山前构造断裂下降，洪积物厚度可达数百米。

从扇顶至扇缘高差也可达数百米。

一系列洪积扇互相联结形成洪积平原，又称山麓洪积平原。

洪积扇因山地不断抬升，山前平原不断下降，形成上叠式扇体。

当山地上升规模、幅度均较大时，老扇随之抬升，在其下方发育新扇体，形成串珠状洪积扇。

当山地前缘有不等量的新构造活动时，新扇体向相对下降的一侧移动，使新老扇体并列向一侧偏转，造成不对称形态。

可以看出,二者主要不同在于常年流水还是暂时性流水.干旱半干旱地区的季节性洪流引起的山前堆积为洪积扇，常年的水流引起山前堆积为冲积扇。

所以说成因基本相同，只是规模形态有差异而已！他们均在水处山口处。

洪积
扇形成快，短促，少有季节性或常年河流冲积扇则与季节性或常年河流的冲击有关
三、沉积亚相：(1)扇根：也称为扇头或扇首，分布于邻近断崖处的冲积扇顶部地带，其特征是沉积坡度角最大。

主要为河床充填沉积及泥石流沉积（2）扇中：位于冲积扇的中部，以沉积坡度角较小和辫状河道发育为特征。

以辫状分支河道和漫流沉积为主，砂岩、砾状砂岩为主。

可见平行层理和交错层理，河道冲刷-充填构造发育。

(3)扇端：也称扇缘，出现于冲积扇的趾部，地形平缓，沉积坡度角低，沉积类型以漫流沉积为主，沉积物较细，通常由砂岩夹粉砂岩、粘土岩组成，可见平行层理、交错层理、冲刷-充填构造等潮湿扇。

四、冲积扇类型：1.潮湿扇分布于年降水量较高的潮湿气候区。

潮湿扇主要受河流作用的控制，泥石流作用相对较弱。

在潮湿扇上，砾岩与砂岩的成熟度较高，煤和根土岩较发育。

(1)粗大砾石主要集中于扇根部分，且多为碎屑支撑的块状层，砾石磨圆较好，叠瓦状排列常见。

岩体呈透镜状或原始水平层叠覆，偶儿夹有平行层或交错层砂砾岩透镜体。

(2)扇中主要为砂岩、砂砾岩和砾岩的互层。

河道砂岩、砂砾岩具滞留沉积，槽状和板状交错层发育，砾石坝具平行层理及前积型交错层。

(3)扇端部分主要为辫状河道砂岩，槽状和板状交错层发育，砾石坝具平行层理及前积型交错层。

扇端部分主要为辫状河道砂岩，槽状及板状交错发育，局部见有平行层理和沙纹交错层。

2.旱地扇干旱扇规模较小，沉积物多呈红色。

扇体由泥石流沉积、筛状沉积、河道沉积和漫流沉积组成。

(1)扇根主要为泥石流成因的杂乱砾岩和碎屑支撑的槽洪砾岩与筛状沉积。

沉积物分选通常较差底部具侵蚀面，分选相对较好，可以有大型交错层和叠瓦状砾石组构。

(2)扇中主要由砂岩与砾岩的互层组成，砂岩与砾岩之比增大。

分选较好的河成交错层砂岩及砂砾岩透镜体增多，冲刷-充填构造发育。

(3)扇端以砂质沉积为主，常夹泥质和粉砂层。

泥岩具干裂，缺乏植物化石。

五、冲积扇沉积的鉴别标志：几何形态特征与盆地的构造演化和经受的作用营力有关。

(1)盆地下沉幅度大，扇体推进慢，沉积厚度大，形态呈楔状体；(2)盆地下沉幅度小，扇体推进快，沉积厚度小，呈分布广泛的席状。

(3)碎屑流发育的扇体多呈厚的楔状体，河流作用强的扇体则以席状形态为特征。

六、湖泊扇三角洲沉积(1) 扇三角洲平原--是扇三角洲的陆上部分，包括从扇端至岸线之间的近海平原地带。

在干旱半干旱地区的扇三角洲平原具有旱地冲积扇的沉积特征，在潮湿区的扇三角洲平原则以发育砾质辫状水系沉积为特征。

(2) 扇三角洲前缘--亦称过渡带，位于岸线至正常天气浪基面之间的浅水区。

河控型扇三角洲前缘是湖泊扇三角洲的特点，以各种粒级的砂和粉砂为主，也常有砾石沉积。

粒度变化向盆地方向变细。

砂层中交错层理发育。

(3) 前扇三角洲--是指扇三角洲的浪基面以下部分，向下与陆架泥或深水盆地沉积过渡。

发育在宽阔陆棚上的扇三角洲的前三角洲沉积主要为临滨-远滨的粉砂和泥质沉积，与陆棚泥呈互层产出。

4）我国的湖泊扇三角洲沉积特征：由于离物源区很近，是一个相带发育不完整的沉积体系沉积物粒度较粗，结构及矿物成熟度均很低，矿物成分与物源成分密切相关。

发育各种沉积构造，包括板状交错层理、平行层理、小型交错层理及冲刷面构造，含植物化石。

平原面积一般较小。

剖面上片状颗粒流砂、片状牵引流砂、碎屑流砂及河道砂频繁交替。

形态受沉积物的来源和水体搬运能力的大小控制，在沿流动方向的剖面上砂体呈楔形，在垂直流动方向的剖面上呈透镜状。

七、冲积扇沉积与煤油气资源：1、主要形成于湿润地区的扇端或扇间的泥炭沼泽环境，分布局限；2、煤系的岩性、岩相变化大、不稳定；可用于地层对比的标志层较少；煤层不易对比；3、煤层厚度不稳定，变化大；多数为薄层状-中厚层状煤层；4、煤层中一般含有较高的灰分，低硫份；5、煤系地层中多见植物化石。

第二节河流沉积环境
一、河流的侵蚀作用：河流的剥蚀作用按方向可分为下蚀(底蚀)作用、侧蚀作用1）河流的下蚀(底蚀)作用是以河流水体动力及其夹带的砂石，对构成河床底部的岩石进行冲击、磨
蚀、溶蚀等作用的过程。

结果导致河床逐渐降低、河谷加深。

2）河流的侧蚀作用是河谷加宽过程。

在河流的中下游地段或弯曲河段，河水在惯性离心力的作用下，偏向河湾的外测(凹岸)一侧，在拐弯处形成螺旋状前进的横向环流，使河床的凹岸受到冲蚀和侵蚀。

河流的侧蚀作用，由于河流的侧向侵蚀，河床凹岸处水下部分被掏空，使河床边坡上的岩石、泥土坍塌坠落，河床随之迁移、河谷拓宽，同时河床也变得更加弯曲，形成河流冲积平原。

河床迁移、河流改道是河流侧向侵蚀的结果！河流的侧蚀作用——河道裁弯取直与牛轭湖的形成。

随河流的侧向侵蚀，河流曲率增加，相邻的两个河曲之间逐渐靠拢。

最终因某次洪水的冲击，河水从上游河曲直接流入下游河曲(称河道的裁弯取直)；它们之间的河曲不再有河水通过，遭废弃的河曲两口逐渐被淤塞，形成牛轭湖。

二河流的分类.
1、按照河流搬运的沉积载荷类型、河道的几何形态和沉积类型，将平原河流分为：（a）富砂(推移载荷)的低弯度河（b）富泥(悬移载荷)的低弯度河c）混合载荷的曲流河
2、按河道的平面形态（a）辫状河（b）曲流河（c）交织河
（1）曲流河：环境特征--曲流河的突出特征是因河道侧向侵蚀呈明显的弯曲状。

河道凹岸遭受侵蚀，在凸岸发生堆积，形成曲流沙坝。

在河道强烈弯曲的地段，河流在洪水期可因截弯取直或决口发生改道，使部分老河道废弃。

河流沉积相特征：(1)河道沉积：①滞留沉积--河道底被侵蚀成起伏不平的冲刷面，砾石、植物干和泥砾等粗颗粒滞留其上②曲流沙坝沉积--在沙坝近主流线的较深水区，通常沉积大型槽状交错层的中-粗砂。

它们构成沙坝的下部单位。

在远离主流线的沙坝较高部位，水深变浅，沉积物粒度变细，主要形成小型交错层的细砂。

造成特征的向上变细的沉积序列③废弃河道沉积--曲流河道可因流槽截直逐渐废弃，也可因曲流颈部截直突然废弃。

河道口淤塞变成牛轭湖。

主要是一套很厚的泥质沉积物，通常称为泥质塞。

牛轭湖沉积的纹理发育，富含植物残骸河道边缘-天然堤和决口扇沉积分布于河道边缘，沉积物略粗。

（2）河道边缘：①天然堤沉积--天然堤是位于河道岸边的楔状沉积物突起。

主要为砂、粉砂和泥质沉积物构成的薄互层。

其中砂及粉砂层具有小型交错层和平行层理；泥质层具水平层理②决口扇沉积--决口扇是河水在洪水期冲决天然堤向泛滥盆地倾泻时形成的扇状或舌状砂质沉积体。

常含大量植物碎片及泥砾。

有小-中型槽状交错层、沙纹层理、流水波痕、粒序层、平行层理等。

（3）河漫滩沉积又称河道间，包括冲积平原上除了河道以外的广大地区。

主要是由溢岸洪水引起的垂向加积单元。

泛滥盆地沉积---主要为水平纹层状的泥质层夹细砂或粉砂质薄层，富含植物化石和根迹。

泛滥平原沉积---专指因河道迅速迁移, 河道间地区的所有溢岸沉积物. 主要为细砂、粉砂和粘土。

小型交错层及平行层理常见。

富含植物碎片、干裂等。

河道砂体的形态曲流河是一种河漫滩沉积比较发育的高弯度河流体系，将形成一系列曲流带为细粒的河漫滩沉积包围的条带状河道砂岩透镜体河道砂岩的横剖面形态呈上平下突的透镜状；基底冲刷面起伏明显；河道砂岩在等岩性图上呈串珠状的条带；
（2）辫状河由一系列宽而浅的河道.河道沙坝及河间冲积岛组成
1.沉积特征:辫状河有河床滞留沉积，出现在河床底部，以砂砾沉积为主，其上发育河道沙坝；因为辫状河河道迁移迅速，稳定性差，所以天然堤、决口扇、泛滥平原、河漫滩沉积不发育；河道沙坝沉积物一般较粗，成分复杂，成熟度较低，常为长石砂岩类或岩屑砂岩类；辫状河的垂向沉积序列该沉积层序的最底部为河床滞留沉积，以含泥砾的粗砂岩和砾质砂岩为主，与下伏层呈侵蚀冲刷接触(SS)其上为不清晰的大型槽状交错层理含砾粗砂岩(A)、具清楚槽状交错层理的粗砂岩(B)及板状交错层理砂岩(C)再向上主要由小型板块状交错层理砂岩(D)组成，偶见大型水道冲刷充填交错层理砂岩(E)顶部由垂向加积的波状交错层理粉砂岩和泥岩互层(F)及一些具模糊不清的、角度平缓的交错层理的砂岩(G)组成富泥低弯度河是指被泛滥平原分成若干条彼此分隔而又会合的持久河道系统，其中各条支流可以有不同的弯曲。