沉积环境与沉积相基础
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槽状交错层理砂岩，向上变细的沉积序列
网状河与曲流河、辫状河沉积特征对比
河型 水流特点 沉积作用 沉积物 岩性序列
曲流河 水深流缓 侧向加积 砂泥
对称二元结构， 砂泥间互或泥包砂
辫状河 水浅流急 垂向和侧 砾砂 向加积
网状河 水深流缓 垂向加积 砂泥
不对称二元结构， 砂包泥
不对称二元结构， 泥包砂
二、三角洲环境特点
下游方向
砾石多；颗粒支撑；向上过渡为卵石质砂岩。 紊乱砾石层 反、正递变砾石层 正递变砾石层
叠瓦构造砾石层
非典型浊积岩－杂基支撑砾岩 －杂基支撑砂砾岩
－杂基支撑砂岩
杂基含量5－25%; 可有递变层理； 颗粒悬浮状
非典型浊积岩－滑塌岩
泥沙混杂； 同生变形；
点
物
点物源
源
砂
泥
浊
积
扇
沉
积
多朵叶
浊 流 沉 积 受 断 阶 控 制
河道
3－10米
心滩沉积特征 上游侵蚀、沉积物粗； 下游沉积、沉积物细； 心滩向下游迁移。 心滩沉积物成分复杂， 粒粗、发育大型槽状 和板状交错层理，
其底可出现河道
滞留沉积
辨状河沉积
辨状河沉积 剖面，红色 为泥岩，灰 白色为砂岩， 典型的“砂 包泥”，而 且自下而上 砂岩增多。
辫状河垂向序列和自然电位曲线图
水道型
加拿大海沟重力流沉积模式
水道型
砂体分布的影响因素
• 盆地结构 • 水体深浅 • 水下地貌
– 构造抬升和断裂作用 – 水平面升降
沉积体系在盆地中的分布
断陷陡坡发育的砂体类型
+ ~
+ ~
N+Q Es1-Ed Es3上-Es2 ES3中- Es3下
Es4上
+
Es4下
~
扇三角洲
冲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扇
+
+~
~ +
3、岩相古地理＝岩相＋环境
相序定律
1）相序：指一种相过渡到另外一种相的、 一系列相的关系和相的组合。
2）相序定律 只有哪些没有间断的、现在能看到的
相互相邻的相和相区，才能在垂向上叠加在 一起
相的分类
• 相组：陆相组、海相组、海陆过渡相 • 陆相组：冲积相、河流相、湖泊相、沼泽
相
• 海相组：滨岸相、浅海相、半深海和深海
沙2 准噶尔盆地侏罗系冲刷面
塔里木盆地志留系波状和平行层理
塔里木盆地志留系楔状交错和递变层理
潮间带偏下部的青鱼剌层理 （羽状交错层理）
沙2 准噶尔盆地侏罗系平行层理和斜层理
沙2 准噶尔盆地侏罗系波状交错层理
主要沉积环境概述
• 河流 • 三角洲 • 重力流
一、河流类型
• 平直河 • 曲流河 • 辫状河 • 网状河
交错层理基本类型
板状交错层理
楔状交错层理
槽状交错层理
层理的规模
依据层系的厚度：
大型层理: 层系厚度大于10cm; 中型层理：层系厚度3－10cm; 小型层理：层系厚度小于3cm。
波痕与层理
现代河流砂质沉积中的波痕
印尼现代海滩
槽状交错层理,滦河
板状交错层理,滦河,爪村
新疆郝家沟冲刷面和大型板状交错层理
粒度
SP
网状河沉积特征
1）网状河：由窄而深以及顺直到弯曲的、相互 连接的低坡度稳定网状水道形成的交织河网水系。
2）沉积组成
河道、天然堤、心滩 边滩、决口扇、湖泊 湿地、沼泽、池塘等。
网状河道：多河道，但河道稳定，河道砂体厚 度很大（多在十几米以上），既有辨状河的特征 （多河道），也有曲流河的特征（河道稳定）。
1）较大的水深，海洋大于80m，低于风暴 浪基面；
2）足够的坡度角，大于3度； 3）一定的触发机制（洪水、地震、海啸、 风 暴潮、火山喷发
重力流的来源、搬运和沉积示意图
河流
波痕 滨外洋流
滨线 砂
浊流层
盆地
海底峡谷 陆棚边缘
沉积物重力流形成机制
滑塌 滑动
滑塌作用、碎屑流、浊流
三角洲－滑塌浊积扇沉积
成
因
关 系
深水浊积扇
模 式
断裂坡折带
图
层序
• 把沉积盆地充填物细分为有成因联系的地 层单元，这些地层单元以不整合面及其相 对应的整合面为界”。
• 层序地层学为沉积相的对比和制图以及地 层预测提供了一个等时地层框架。
层序地层学
层
序
凝缩段
可容纳空间 体系域
表 1 层序地层学常用术语 研究以不整合面或与之相关的整合面为界的年代地层学格架中 具 有 成 因 联 系 的 、 旋 回 岩 性 序 列 之 间 相 互 关 系 的 学 科 （ Van Wagoner,1990）。 一套相对整一的、成因上有关系的、其顶和底以不整合面或与 之可以对比的整合面为界的地层（Vail 等,1977）。 以 极 缓 慢 的 沉 积 速 度 (<1~10mm/ka) 为 特 征 的 一 种 薄 的 地 层 （Vail 等,1994）。海相中它由最大海面上升期和最大海进期 沉积的、贫陆源碎屑物质的半远洋和远洋沉积物相成。 可供潜在沉积物堆积的空间 一 连 串 同 期 沉 积 体 系 的 组 合 (Brown,1977) 。 根 据 层 序 边 界 类 型、地层几何形态、在层序中的位置以及准层序的叠置方式可 划出低位、海侵、高位和陆棚边缘体系域（海相）。
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
典型的浊积岩（鲍玛层序）
浊流沉积的扇形分布示意图
叠覆冲刷 粒度减小
序列不完整 1－10％
A-E
C-E D-E
E
B-E
非典型浊积岩的类型(Walker) －－不能用鲍马序列描述
沼泽
河谷及河漫滩的发育过程
河道迁移
晚
牛轭湖的形成
窜沟取直 颈项截直
曲流河垂向层序和自然电位曲线图
粒度
SP
大
港
930
明
化
镇
940
河
流
950
沉
积
辨状河
辫状河沉积不稳定，迁移快，故 不发育天然堤、决口扇和泛滥平 原沉积。也不易形成牛轭湖。
多河道、河床坡度大、 宽而浅、侧向迁移快、 发育心滩。
布拉马普特拉河心滩垂向序列
层理是沉积构造的一种，而且是很重要的沉积构造
层理分类：
据组分、结构的性质
层理
非均质层理 几何形态 均质层理 递变层理
水平层理 波状层理 交错层理 压扁、透镜状层理
韵律层理
层理类型及有关术语
纹层：在一定沉积条 件下，同时沉积的、 特征一致的毫米级 沉积物
层系：成分、结构、 厚度和产状相似的 纹层组合
相、重力流相
• 海陆过渡相：三角洲相、障壁岛相、潮坪
相、泻湖相和河口湾相
• 相(facies)：河流相、湖泊相，。。。
• 亚组(subfacies)：相的次级单元，形成于
相同的亚环境
• 微相(micrafacies):亚相的次级单元，形成
于相同的微环境
沉积构造
沉积构造是识别沉积相类型 的基础和关键标志
前缘
黄
河
三
平原
角
洲
前三角洲
河控三角洲 的形态：鸟 足状和朵状
美国密西西比河三角洲（河控型）
三角洲沉积序列
三角洲沉积 “同期异相”和“同相异期”
三角洲 向海前积
潮控三角洲
河流流入港湾，潮汐 作用大于河流作用， 河流提供的沉积物受到 破坏和改造，形成小型 三角洲。
潮汐砂坝是其重要特征
扇三角洲
体系域
升 湖平面
降
湖平面与体系域的关系图
C D
B
高位体系域
A
湖 侵 体
（具坡折带） E 低位体系域
F
G
系
（具坡折带）
域
湖退体系域（不具坡折带）
基准面上升
湖
基准面下降
退
体
基准面波动
系
域
冲积扇与河流体系 最高湖平面
平均湖平面
湖退体系域
低位体系域 高位体系域
湖退体系域 湖侵体系域
陆相层序地层学中体系域的划分
碎屑岩沉积环境与沉积相 基础
砂岩的成分分类
沉积相的概念
Selly,1970：沉积相是指具有特有的岩石学、岩 体几何形态、古生物、沉积构造古流向等特征的 沉积体
沉积环境的产物
指沉积环境及在该环境下形成的沉积岩 （物）特征的综合。
相关术语：
1、沉积相＝相 2、岩相＝相的一部分
某种特定环境条件下的岩石组合
三角洲：是河流在一个 稳定的水体中或紧靠水 体处，形成的、部分出 露水体的沉积体。
三角洲的主要类型
依据河流、波浪、潮汐能量： 1）建设性三角洲－河控三角洲 2）破坏性三角洲－浪控三角洲 潮控三角洲
依据入海河流类型、沉积物粗细及与物源区的关系： 1）扇三角洲、 2）辫状河三角洲 3）曲流河三角洲（河控、浪控和潮控三角洲）
~ + + +~滑塌浊+~积扇 ~ 水下扇 ++~ ~深~水浊积扇
断陷盆地“沟-扇对应”理论
东营凹陷北带沙四上沉积体系分布图
断陷湖盆陡坡带发育多种沉积体系及岩性圈闭，存在 “多沟多梁”，并且“逢沟必扇”。
坡折带与砂体分布
坡折带
断
裂
山间水道
“断裂坡折带” 控制“低位扇”的发育。
坡
折
带
低
位
丘陵
扇
近岸水下扇 补给水道
对比
正常三角洲 辫状河三角洲 扇三角洲
平原 流量变化 梯度变化 河道化 波浪影响 潮汐影响 近源性
分流平原
辫状河平原
冲积扇
高 高 低 弱 弱 高
三角洲沉积亚相
平原
前缘
前三角洲
湖海 平面
三角洲平原：分支河道、天然堤、沼泽等 三角洲前缘：水下分支河道、河口砂坝、远砂坝 前三角洲：前三角洲泥、滑塌浊积扇
由相邻高地进积到安静水体中冲积扇。 临近物源区、构造作用强， 地形坡度大、沉积作用较强。
辫状河三角洲
由辫状河进积到停 滞水体中形成富砂 和砾的三角洲
亚相划 分
三角洲平原 三角洲前缘 前三角洲
冲积扇
平原 前缘
三、重力流
重力流—沿（水下）斜坡或峡谷流动的、含 大量泥砂并呈悬浮状态搬运的高密度底流。
沉积物主要发生在海底或湖底的斜坡和盆地平原 地带。
1）块状砂岩； 2）叠覆冲刷粗砂岩； 3）卵石质砂岩； 4）颗粒支撑砾岩； 5）杂基支撑砾岩； 6）滑塌岩
非典型浊积岩－叠覆冲刷粗砂岩
多
AAA序列或ABAB序列
个
重
力
B
流
A
冲
B
刷
A
叠
B
加
A
非典型浊积岩－卵石质砂岩
厚度大； 叠覆递变； 砾质砂岩； 卵石较园； 可见交错层理
非典型浊积岩－颗粒支撑砾岩
现代曲流河
曲流河
辨 状河
不同河流类型的特征及异同
特征参数
(一) 分
形态特征
类
参 弯度指数 数 分汊指数
曲流河
>1.5 <1
辫状河
<1.5 >1
网状河
>1.5 >1
曲流河亚相、微相划分表
亚相类型 河床亚相
堤岸亚相 河漫亚相
牛轭湖亚相
微相类型 河床滞留沉积、边滩（点
坝）沉积 天然堤、决口扇 河漫滩、河漫湖泊、河漫
网状河与曲流河、辫状河沉积特征对比
河型 水流特点 沉积作用 沉积物 岩性序列
曲流河 水深流缓 侧向加积 砂泥
对称二元结构， 砂泥间互或泥包砂
辫状河 水浅流急 垂向和侧 砾砂 向加积
网状河 水深流缓 垂向加积 砂泥
不对称二元结构， 砂包泥
不对称二元结构， 泥包砂
二、三角洲环境特点
下游方向
砾石多；颗粒支撑；向上过渡为卵石质砂岩。 紊乱砾石层 反、正递变砾石层 正递变砾石层
叠瓦构造砾石层
非典型浊积岩－杂基支撑砾岩 －杂基支撑砂砾岩
－杂基支撑砂岩
杂基含量5－25%; 可有递变层理； 颗粒悬浮状
非典型浊积岩－滑塌岩
泥沙混杂； 同生变形；
点
物
点物源
源
砂
泥
浊
积
扇
沉
积
多朵叶
浊 流 沉 积 受 断 阶 控 制
河道
3－10米
心滩沉积特征 上游侵蚀、沉积物粗； 下游沉积、沉积物细； 心滩向下游迁移。 心滩沉积物成分复杂， 粒粗、发育大型槽状 和板状交错层理，
其底可出现河道
滞留沉积
辨状河沉积
辨状河沉积 剖面，红色 为泥岩，灰 白色为砂岩， 典型的“砂 包泥”，而 且自下而上 砂岩增多。
辫状河垂向序列和自然电位曲线图
水道型
加拿大海沟重力流沉积模式
水道型
砂体分布的影响因素
• 盆地结构 • 水体深浅 • 水下地貌
– 构造抬升和断裂作用 – 水平面升降
沉积体系在盆地中的分布
断陷陡坡发育的砂体类型
+ ~
+ ~
N+Q Es1-Ed Es3上-Es2 ES3中- Es3下
Es4上
+
Es4下
~
扇三角洲
冲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扇
+
+~
~ +
3、岩相古地理＝岩相＋环境
相序定律
1）相序：指一种相过渡到另外一种相的、 一系列相的关系和相的组合。
2）相序定律 只有哪些没有间断的、现在能看到的
相互相邻的相和相区，才能在垂向上叠加在 一起
相的分类
• 相组：陆相组、海相组、海陆过渡相 • 陆相组：冲积相、河流相、湖泊相、沼泽
相
• 海相组：滨岸相、浅海相、半深海和深海
沙2 准噶尔盆地侏罗系冲刷面
塔里木盆地志留系波状和平行层理
塔里木盆地志留系楔状交错和递变层理
潮间带偏下部的青鱼剌层理 （羽状交错层理）
沙2 准噶尔盆地侏罗系平行层理和斜层理
沙2 准噶尔盆地侏罗系波状交错层理
主要沉积环境概述
• 河流 • 三角洲 • 重力流
一、河流类型
• 平直河 • 曲流河 • 辫状河 • 网状河
交错层理基本类型
板状交错层理
楔状交错层理
槽状交错层理
层理的规模
依据层系的厚度：
大型层理: 层系厚度大于10cm; 中型层理：层系厚度3－10cm; 小型层理：层系厚度小于3cm。
波痕与层理
现代河流砂质沉积中的波痕
印尼现代海滩
槽状交错层理,滦河
板状交错层理,滦河,爪村
新疆郝家沟冲刷面和大型板状交错层理
粒度
SP
网状河沉积特征
1）网状河：由窄而深以及顺直到弯曲的、相互 连接的低坡度稳定网状水道形成的交织河网水系。
2）沉积组成
河道、天然堤、心滩 边滩、决口扇、湖泊 湿地、沼泽、池塘等。
网状河道：多河道，但河道稳定，河道砂体厚 度很大（多在十几米以上），既有辨状河的特征 （多河道），也有曲流河的特征（河道稳定）。
1）较大的水深，海洋大于80m，低于风暴 浪基面；
2）足够的坡度角，大于3度； 3）一定的触发机制（洪水、地震、海啸、 风 暴潮、火山喷发
重力流的来源、搬运和沉积示意图
河流
波痕 滨外洋流
滨线 砂
浊流层
盆地
海底峡谷 陆棚边缘
沉积物重力流形成机制
滑塌 滑动
滑塌作用、碎屑流、浊流
三角洲－滑塌浊积扇沉积
成
因
关 系
深水浊积扇
模 式
断裂坡折带
图
层序
• 把沉积盆地充填物细分为有成因联系的地 层单元，这些地层单元以不整合面及其相 对应的整合面为界”。
• 层序地层学为沉积相的对比和制图以及地 层预测提供了一个等时地层框架。
层序地层学
层
序
凝缩段
可容纳空间 体系域
表 1 层序地层学常用术语 研究以不整合面或与之相关的整合面为界的年代地层学格架中 具 有 成 因 联 系 的 、 旋 回 岩 性 序 列 之 间 相 互 关 系 的 学 科 （ Van Wagoner,1990）。 一套相对整一的、成因上有关系的、其顶和底以不整合面或与 之可以对比的整合面为界的地层（Vail 等,1977）。 以 极 缓 慢 的 沉 积 速 度 (<1~10mm/ka) 为 特 征 的 一 种 薄 的 地 层 （Vail 等,1994）。海相中它由最大海面上升期和最大海进期 沉积的、贫陆源碎屑物质的半远洋和远洋沉积物相成。 可供潜在沉积物堆积的空间 一 连 串 同 期 沉 积 体 系 的 组 合 (Brown,1977) 。 根 据 层 序 边 界 类 型、地层几何形态、在层序中的位置以及准层序的叠置方式可 划出低位、海侵、高位和陆棚边缘体系域（海相）。
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
典型的浊积岩（鲍玛层序）
浊流沉积的扇形分布示意图
叠覆冲刷 粒度减小
序列不完整 1－10％
A-E
C-E D-E
E
B-E
非典型浊积岩的类型(Walker) －－不能用鲍马序列描述
沼泽
河谷及河漫滩的发育过程
河道迁移
晚
牛轭湖的形成
窜沟取直 颈项截直
曲流河垂向层序和自然电位曲线图
粒度
SP
大
港
930
明
化
镇
940
河
流
950
沉
积
辨状河
辫状河沉积不稳定，迁移快，故 不发育天然堤、决口扇和泛滥平 原沉积。也不易形成牛轭湖。
多河道、河床坡度大、 宽而浅、侧向迁移快、 发育心滩。
布拉马普特拉河心滩垂向序列
层理是沉积构造的一种，而且是很重要的沉积构造
层理分类：
据组分、结构的性质
层理
非均质层理 几何形态 均质层理 递变层理
水平层理 波状层理 交错层理 压扁、透镜状层理
韵律层理
层理类型及有关术语
纹层：在一定沉积条 件下，同时沉积的、 特征一致的毫米级 沉积物
层系：成分、结构、 厚度和产状相似的 纹层组合
相、重力流相
• 海陆过渡相：三角洲相、障壁岛相、潮坪
相、泻湖相和河口湾相
• 相(facies)：河流相、湖泊相，。。。
• 亚组(subfacies)：相的次级单元，形成于
相同的亚环境
• 微相(micrafacies):亚相的次级单元，形成
于相同的微环境
沉积构造
沉积构造是识别沉积相类型 的基础和关键标志
前缘
黄
河
三
平原
角
洲
前三角洲
河控三角洲 的形态：鸟 足状和朵状
美国密西西比河三角洲（河控型）
三角洲沉积序列
三角洲沉积 “同期异相”和“同相异期”
三角洲 向海前积
潮控三角洲
河流流入港湾，潮汐 作用大于河流作用， 河流提供的沉积物受到 破坏和改造，形成小型 三角洲。
潮汐砂坝是其重要特征
扇三角洲
体系域
升 湖平面
降
湖平面与体系域的关系图
C D
B
高位体系域
A
湖 侵 体
（具坡折带） E 低位体系域
F
G
系
（具坡折带）
域
湖退体系域（不具坡折带）
基准面上升
湖
基准面下降
退
体
基准面波动
系
域
冲积扇与河流体系 最高湖平面
平均湖平面
湖退体系域
低位体系域 高位体系域
湖退体系域 湖侵体系域
陆相层序地层学中体系域的划分
碎屑岩沉积环境与沉积相 基础
砂岩的成分分类
沉积相的概念
Selly,1970：沉积相是指具有特有的岩石学、岩 体几何形态、古生物、沉积构造古流向等特征的 沉积体
沉积环境的产物
指沉积环境及在该环境下形成的沉积岩 （物）特征的综合。
相关术语：
1、沉积相＝相 2、岩相＝相的一部分
某种特定环境条件下的岩石组合
三角洲：是河流在一个 稳定的水体中或紧靠水 体处，形成的、部分出 露水体的沉积体。
三角洲的主要类型
依据河流、波浪、潮汐能量： 1）建设性三角洲－河控三角洲 2）破坏性三角洲－浪控三角洲 潮控三角洲
依据入海河流类型、沉积物粗细及与物源区的关系： 1）扇三角洲、 2）辫状河三角洲 3）曲流河三角洲（河控、浪控和潮控三角洲）
~ + + +~滑塌浊+~积扇 ~ 水下扇 ++~ ~深~水浊积扇
断陷盆地“沟-扇对应”理论
东营凹陷北带沙四上沉积体系分布图
断陷湖盆陡坡带发育多种沉积体系及岩性圈闭，存在 “多沟多梁”，并且“逢沟必扇”。
坡折带与砂体分布
坡折带
断
裂
山间水道
“断裂坡折带” 控制“低位扇”的发育。
坡
折
带
低
位
丘陵
扇
近岸水下扇 补给水道
对比
正常三角洲 辫状河三角洲 扇三角洲
平原 流量变化 梯度变化 河道化 波浪影响 潮汐影响 近源性
分流平原
辫状河平原
冲积扇
高 高 低 弱 弱 高
三角洲沉积亚相
平原
前缘
前三角洲
湖海 平面
三角洲平原：分支河道、天然堤、沼泽等 三角洲前缘：水下分支河道、河口砂坝、远砂坝 前三角洲：前三角洲泥、滑塌浊积扇
由相邻高地进积到安静水体中冲积扇。 临近物源区、构造作用强， 地形坡度大、沉积作用较强。
辫状河三角洲
由辫状河进积到停 滞水体中形成富砂 和砾的三角洲
亚相划 分
三角洲平原 三角洲前缘 前三角洲
冲积扇
平原 前缘
三、重力流
重力流—沿（水下）斜坡或峡谷流动的、含 大量泥砂并呈悬浮状态搬运的高密度底流。
沉积物主要发生在海底或湖底的斜坡和盆地平原 地带。
1）块状砂岩； 2）叠覆冲刷粗砂岩； 3）卵石质砂岩； 4）颗粒支撑砾岩； 5）杂基支撑砾岩； 6）滑塌岩
非典型浊积岩－叠覆冲刷粗砂岩
多
AAA序列或ABAB序列
个
重
力
B
流
A
冲
B
刷
A
叠
B
加
A
非典型浊积岩－卵石质砂岩
厚度大； 叠覆递变； 砾质砂岩； 卵石较园； 可见交错层理
非典型浊积岩－颗粒支撑砾岩
现代曲流河
曲流河
辨 状河
不同河流类型的特征及异同
特征参数
(一) 分
形态特征
类
参 弯度指数 数 分汊指数
曲流河
>1.5 <1
辫状河
<1.5 >1
网状河
>1.5 >1
曲流河亚相、微相划分表
亚相类型 河床亚相
堤岸亚相 河漫亚相
牛轭湖亚相
微相类型 河床滞留沉积、边滩（点
坝）沉积 天然堤、决口扇 河漫滩、河漫湖泊、河漫