第二章-沉積相及巖相古地理課件

第二章沉積相及巖相古地理第二章沉積相及巖相古地理1第一節(jié)沉積相的有關概念1.沉積環(huán)境指一個具有獨特的物理、化學和生物條件的自然地理單元。2.沉積相是沉積物的巖性特征、古生物特征及其形成環(huán)境特征的綜合。是特定環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。如淺海珊瑚礁灰?guī)r。2008-4-92第一節(jié)沉積相的有關概念1.沉積環(huán)境2008-4-922沉積相的有關概念3.巖相反映一定沉積環(huán)境的巖性特征。如石灰?guī)r相反映一種水淺清澈的沉積環(huán)境。4.生物相反映一定沉積環(huán)境的生物特征。如筆石相反映一種水流不暢的海灣環(huán)境。2008-4-93沉積相的有關概念3.巖相2008-4-933沉積相的有關概念5.相變同一時期，不同地區(qū)，反映沉積環(huán)境的巖性特征、生物特征的變化。同一地區(qū)，時代不同的地層，由于環(huán)境伴隨時間的縱向變化所產(chǎn)生的地層的巖性特征、古生物特征的縱向變化叫做相演變。由相演變形成的沉積相在縱向上的連續(xù)疊加，就構(gòu)成相序。2008-4-94沉積相的有關概念5.相變2008-4-944Carbonatefacies

Shalefacies

Sandstonefacies

Shale&coalfacies

2008-4-95CarbonatefaciesShalefacies5 在連續(xù)沉積的地層中，相鄰沉積相在縱向上的依次變化和在橫向上的依次變化是一致的，這就是相對比定律也稱相律或瓦爾特定律。2008-4-96 在連續(xù)沉積的地層中，相鄰沉積相在縱向上的依次變化和在橫向上6沉積相的有關概念6.相分析對地層中的沉積特征進行綜合分析，確定沉積相，恢復沉積環(huán)境條件。命名：沉積環(huán)境＋巖石＋相如淺海砂巖相、湖泊泥頁巖相。將今論古的現(xiàn)實主義原則。2008-4-97沉積相的有關概念6.相分析2008-4-977第二節(jié)沉積環(huán)境的主要識別標志——顏色原生色——它是指沉積巖在沉積和成巖過程中形成的顏色。煤系地層中炭質(zhì)頁巖的黑色——沼澤環(huán)境。油頁巖的黑褐色——深水還原環(huán)境。淺色——淺水動蕩氧化的環(huán)境。紅、紫紅、棕紅等顏色——氣候干燥炎熱氧化環(huán)境。2008-4-98第二節(jié)沉積環(huán)境的主要識別標志——顏色2008-4-988沉積環(huán)境的主要識別標志

——沉積物結(jié)構(gòu)粒度粗、圓度高、分選好、顆粒支撐的巖石 ——能量較高的沉積條件。粒度細、磨圓度低、分選差的巖石 ——較低能的水體中。2008-4-99沉積環(huán)境的主要識別標志

——沉積物結(jié)構(gòu)粒度粗、圓度高、分選好9沉積環(huán)境的主要識別標志

——巖礦標志有些礦物和巖石在特定條件下形成——指相意義。例如，海綠石和鮞綠泥石是海相沉積標志;鮞狀赤鐵礦多數(shù)形成在水體動蕩較淺的淺海環(huán)境；磷塊巖的出現(xiàn)指示水深30m到300m左右的海洋環(huán)境；石膏、巖鹽等是濱海瀉湖和內(nèi)陸鹽湖在干旱氣候條件下沉積的；鮞狀灰?guī)r形成于溫暖動蕩碳酸鈣飽和的淺海中；竹葉狀灰?guī)r是在溫暖濱海環(huán)境中形成的；礁灰?guī)r則是在溫暖的，含鹽度正常的，清澈的淺海中形成的。純凈的石英砂形成于淺水高能條件。2008-4-910沉積環(huán)境的主要識別標志

——巖礦標志有些礦物和巖石在特定條件10沉積環(huán)境的主要識別標志

——原生沉積構(gòu)造泥裂、雨痕、食鹽假晶是暴露環(huán)境的標志。水平層理一般反映深水靜水環(huán)境；微細的紙狀水平層理是靜水湖泊或冰川湖泊沉積的重要標志波痕。交錯層理是水流、波浪和風形成的。遞變層理：濁流沉積塊狀層理：1.迅速沉積2.底棲生物的擾動2008-4-911沉積環(huán)境的主要識別標志

——原生沉積構(gòu)造泥裂、雨痕、食鹽假晶112.層理的基本類型板狀層理楔狀層理槽狀層理（1）水平層理

（2）波狀層理

（3）交錯（斜）層理

（4）遞變層理（5）透鏡狀層理（6）韻律層理2008-4-9122.層理的基本類型板狀層理楔狀層理槽狀層理（1）水平層理212板狀交錯層理層系界面彼此平行。順水流方向傾斜；紋層內(nèi)常呈下粗上細的粒度變化，有的紋層向下收斂。河流沉積中最典型。2008-4-913板狀交錯層理層系界面彼此平行。順水流方向傾斜；紋層內(nèi)常呈下粗13楔狀交錯層理層系之間的界面為平面，但不互相平行。層系厚度變化明顯呈楔形：垂直水流或平行水流方向?qū)酉甸g常被此切割，紋層的傾向及傾角變化不定。常見于海、湖淺水地帶和三角洲沉積區(qū)。2008-4-914楔狀交錯層理層系之間的界面為平面，但不互相平行。層系厚度變化14槽狀交錯層理層系底界為槽形沖刷面，紋層在頂部被切割；在橫剖面上．層系界面是槽狀，紋層與之一致也是槽狀；在順水流的縱剖面上，層系界面呈弧狀，紋層向下傾方向收斂并與之斜交。大型槽狀交錯層理層系底界沖刷面明顯，底部常有泥礫，多見于河流環(huán)境中。2008-4-915槽狀交錯層理層系底界為槽形沖刷面，紋層在頂部被切割；在橫剖面15沉積巖中的風成交錯層理2008-4-916沉積巖中的風成交錯層理2008-4-91616

交錯層理2008-4-917

17湖相的水平層理2008-4-918湖相的水平層理2008-4-91818遞變層理又稱粒序?qū)永?，是由粒度的有?guī)律的變化形成的。其特點是由底向頂粒度逐漸變細，最后變?yōu)槟噘|(zhì)沉積物。2008-4-919遞變層理又稱粒序?qū)永?，是由粒度的有?guī)律的變化形成的。其特點是19同一層內(nèi)碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細。若從下向上逐漸變粗者，稱為反遞變層理。遞變層理2008-4-920同一層內(nèi)碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細。若從下向上逐漸變粗者，稱為20遞變層理2008-4-921遞變層理2008-4-92121對稱波痕的形成與不對稱波痕的形成2008-4-922對稱波痕的形成與不對稱波痕的形成2008-4-92222浪成波痕、流水波痕與風成波痕2008-4-923浪成波痕、流水波痕與風成波痕2008-4-92323浪成波痕2008-4-924浪成波痕2008-4-924242.泥裂2008-4-9252.泥裂2008-4-92525

現(xiàn)代干裂頁巖中的干裂泥裂2008-4-926現(xiàn)代干裂263.滑塌構(gòu)造滑塌構(gòu)造：水下斜坡上未固結(jié)的沉積物，在重力作用下發(fā)生滑動而形成的變形構(gòu)造稱為滑塌構(gòu)造。多見于大陸斜坡較深水沉積物中，滑動使原生層理強烈擺皺、變形、斷錯?？勺鳛樽R別濁積巖或沉睡碳酸鹽的重要標志。2008-4-9273.滑塌構(gòu)造滑塌構(gòu)造：水下斜坡上未固結(jié)的沉積物，在重力作用下27沉積環(huán)境的主要識別標志

——古生物標志珊瑚、腕足類、頭足類、棘皮類、放射蟲，以及已滅絕的古杯類、三葉蟲、軟舌螺、筆石、竹節(jié)石、菊石、牙形石、層孔蟲等都是典型的海洋生物。陸生爬行動物，哺乳動物和陸生高等植物化石的地層是在大陸環(huán)境中形成的。大量植物化石、昆蟲化石的煤系地層是在沼澤環(huán)境中形成的。2008-4-928沉積環(huán)境的主要識別標志

——古生物標志珊瑚、腕足類、頭足類、28有浮游生物化石無底棲生物化石的地層是在深水且底部缺氧的環(huán)境中形成的。完整的古生物化石，說明水動力條件較弱，相反說明水動力條件較強。2008-4-929有浮游生物化石無底棲生物化石的地層是在深水且底部缺氧的環(huán)境中29第三節(jié)沉積相類型及其特征一、海相沉積的主要特征地球表面可以劃分為海洋和陸地兩部分。根據(jù)海水深度、海洋環(huán)境可進一步劃分為濱海沉積環(huán)境、淺海沉積環(huán)境、半深海和深海沉積環(huán)境。海洋環(huán)境分帶圖2008-4-930第三節(jié)沉積相類型及其特征一、海相沉積的主要特征2008-430海洋環(huán)境分帶陸緣海陸表海2008-4-931海洋環(huán)境分帶陸緣海陸表海2008-4-93131大洋中脊大洋盆地海溝大陸坡大陸架濱海帶大陸

2008-4-932大洋中脊大洋盆地海溝大陸坡大陸架濱海帶32海洋環(huán)境分帶2008-4-933海洋環(huán)境分帶2008-4-93333（一）濱海沉積濱海區(qū)是位于高漲潮線和低退潮線之間的地帶，其寬度隨沿岸地形坡度而變化。2008-4-934（一）濱海沉積濱海區(qū)是位于高漲潮線和低退潮線之間的地帶，其寬34濱海次一級環(huán)境示意圖2008-4-935濱海次一級環(huán)境示意圖2008-4-93535(一）濱海沉積1.海岸砂波浪作用為主。以陸源碎屑為主，主要是砂巖。最常見的是海岸砂，主要由細至中粒砂組成，分選和磨圓度均較好，常具緩斜的交錯層理和拍岸浪波痕，化石稀少。常見垂直于層面的生物潛穴、生物碎屑和植物碎片。砂壩2008-4-936(一）濱海沉積1.海岸砂2008-4-936361沙嘴2沙壩3瀉湖4三角洲5潮坪6波筑臺7泥炭層2008-4-9371沙嘴2沙壩3瀉湖4三角洲5潮坪6波筑臺37(一）濱海沉積2.潮坪沉積潮汐作用為主。砂、泥巖沉積，以及碳酸鹽巖沉積。沉積物中可有完整化石。（1）平面上構(gòu)成潮上泥坪、潮間砂——泥混合坪和潮下砂坪的沉積系列。由陸向海沉積物由細到粗的變化——重要鑒別標志之一2008-4-938(一）濱海沉積2.潮坪沉積2008-4-93838（2）濱海碳酸鹽主要是泥屑灰?guī)r，在干旱地區(qū)發(fā)育有白云巖、石膏等。疊層石及鳥眼構(gòu)造是濱海碳酸鹽的重要特征。2008-4-939（2）濱海碳酸鹽主要是泥屑灰?guī)r，在干旱地區(qū)發(fā)育有白云巖、石膏39潮上帶，泥巖發(fā)育泥裂、陸生動物的足跡、爬痕，砂巖中可有波痕、雨痕等構(gòu)造特征，可能有陸生動植物化石和海生動物化石共同保存的特征。潮間帶，是雙向流水波痕和雙向交錯層理，無完整化石。潮下帶，沉積物表面常見浪成波痕，可以有完整化石保存。2008-4-940潮上帶，泥巖發(fā)育泥裂、陸生動物的足跡、爬痕，砂巖中可有波痕、40（二）淺海淺海區(qū)是最低退潮線到海深200m之間的地帶。根據(jù)海水深淺又分為亞淺海區(qū)和深淺海區(qū)。淺海區(qū)上部亞淺海區(qū)(水深0——50m)，相當潮下帶。2008-4-941（二）淺海淺海區(qū)是最低退潮線到海深200m之間的地帶。根據(jù)海41亞淺海區(qū)由于簸選作用，沉積物主要是粗粒的，且分選性和磨圓度均較好。如石英砂或砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等。生物大量繁殖，化石豐富，可有生物礁的形成。常有波狀層理或平緩交錯層理。2008-4-942亞淺海區(qū)由于簸選作用，沉積物主要是粗粒的，且分選性和磨圓度均42珊瑚礁和礁上的海蝕凹槽2008-4-943珊瑚礁和礁上的海蝕凹槽2008-4-94343深淺海區(qū)沉積物主要是細粒的，如頁巖、或泥灰?guī)r、泥屑灰?guī)r，或它們的互層。一般具水平紋或波狀層理。含較完整的底棲生物化石以及浮游、游泳生物化石。學生總結(jié)規(guī)律2008-4-944深淺海區(qū)沉積物主要是細粒的，如頁巖、或泥灰?guī)r、泥屑灰?guī)r，或它44（三）半深海、深海沉積半深海區(qū)主要分布在大陸斜坡上，這里有海底峽谷，其中常有巨大的角礫堆積。深海區(qū)主要有濁流沉積和遠洋盆地沉積。2008-4-945（三）半深海、深海沉積半深海區(qū)主要分布在大陸斜坡上，這里有海45大陸斜坡與濁流沉積模式2008-4-946大陸斜坡與濁流沉積模式2008-4-94646

濁流的形成環(huán)境2008-4-947

471．濁流沉積濁流經(jīng)由海底峽谷把淺海中堆積的大量碎屑物質(zhì)搬運到深海區(qū)沉積，形成濁積扇。韻律結(jié)構(gòu)：粗粒——細粒，每個層序一般僅厚十至幾十厘米，但整套巖系往往厚達幾百米，甚至幾千米，橫向延伸幾公里到幾百公里。巖性單調(diào)、厚度巨大。有時會有深水浮游生物化石與淺海底棲生物化石共同保存的特點。復理石建造2008-4-9481．濁流沉積濁流經(jīng)由海底峽谷把淺海中堆積的大量碎屑物質(zhì)搬運到48濁流形成的遞變層理2008-4-949濁流形成的遞變層理2008-4-94949鮑馬序列2008-4-950鮑馬序列2008-4-950502．遠洋沉積以遠洋泥(生物殘骸含量＜30％)和生物，半深海和深海軟泥(生物殘骸含量＞30％)為主。鈣質(zhì)軟泥——含有孔蟲等生物軟泥。褐色軟泥——主要由褐色粘土組成。硅質(zhì)軟泥——含硅藻和放射蟲。2008-4-9512．遠洋沉積以遠洋泥(生物殘骸含量＜30％)和生物，半深海和51二、陸相沉積的主要類型及其特征主要特征1.環(huán)境復雜，沉積類型多。2.相變大3.多為碎屑巖和粘土巖。4.一般分選和磨圓較差，層理多種多樣。5.含陸生動植物及淡水動物化石。2008-4-952二、陸相沉積的主要類型及其特征主要特征2008-4-95252（一）風化殼(殘積相)風化殼——由風化作用形成、分布于大陸表面的風化產(chǎn)物所組成的不連續(xù)薄殼。殘積物——巖石經(jīng)風化作用所產(chǎn)生的碎屑和化學風化的殘余物質(zhì)堆積在原地形成?；鶐r的風化帶是由許多不同成因的殘積層組成。殘積物——殘積相——風化殼

鐵、鋁、鎳、錫等。2008-4-953（一）風化殼(殘積相)風化殼——由風化作用形成、分布于大陸53

完整的風化殼剖面從下到上可分為以下幾層風化殼示意圖4土壤。3殘積層2為半風化巖石碎塊組成的半風化層1基巖2008-4-954

完整的風化殼剖面從下到上可分為以下幾層風化殼示意圖4土壤。54風化殼的形成受母巖性質(zhì)、地形、氣候的影響。地形高差大，不易形成風化殼，地形越低平，風化殼越易殘留原地。不同的母巖形成的風化殼常不相同，花崗質(zhì)巖石風化的最終產(chǎn)物是鋁土礦和石英；而鐵鎂質(zhì)巖石風化的最終產(chǎn)物是褐鐵礦，其風化殼常形成鐵帽。2008-4-955風化殼的形成受母巖性質(zhì)、地形、氣候的影響。地形高差大，不易形55（二）山麓堆積山麓帶——高山與其毗連的低山或平原之間。山間河流在出山口形成沖積扇主要是由礫、砂等粗碎屑物組成，分選差、無層理、呈塊狀構(gòu)造，厚度巨大。橫向上相變大，一般扇頂沉積物最粗，兩側(cè)和前端變細。2008-4-956（二）山麓堆積山麓帶——高山與其毗連的低山或平原之間。2056（三）河流沉積河流水系在大陸上廣泛分布，可分為山間河流和平原河。山間河流沉積以礫巖為主。流速大、切割深。出山口處形成以碎屑巖為主的沖積扇。一般無化石。2008-4-957（三）河流沉積河流水系在大陸上廣泛分布，可分為山間河流和平原57（三）河流沉積平原河流以砂巖、粉砂巖、泥巖為主。平原河流的特點是流速小，河谷寬，河曲發(fā)育，經(jīng)常改道。2008-4-958（三）河流沉積平原河流以砂巖、粉砂巖、泥巖為主。2008-458（三）河流沉積——曲流河沉積1.河床沉積（河流底層沉積）：包括河床滯留礫石沉積，邊灘（點砂壩）及心灘（河道砂壩）的砂巖沉積。在河流沉積的連續(xù)剖面上，河床滯留礫巖常位于底部，向上逐漸過渡為砂巖的邊灘或心灘沉積。河床沉積的砂礫圓度分選較好，具單向斜層理無動物化石。2008-4-959（三）河流沉積——曲流河沉積1.河床沉積（河流底層沉積）：包59（三）河流沉積——曲流河沉積河漫灘沉積（河流頂層沉積）：包括天然堤、決口扇和牛軛湖、沼澤等泛濫平原沉積物。主要是細砂巖、粉砂巖和泥巖，具水平或微斜層理。可見植物和動物化石。河流經(jīng)常改道，河床沉積物與河漫沉積物常會疊加。2008-4-960（三）河流沉積——曲流河沉積河漫灘沉積（河流頂層沉積）：包60泛濫平原與曲流河沉積環(huán)境圖2008-4-961泛濫平原與曲流河沉積環(huán)境圖2008-4-96161（四）湖泊沉積淡水湖泊沉積物主要是細砂巖、粉砂巖和粘土巖，化學成因的石灰?guī)r、泥灰?guī)r和介殼灰?guī)r、油頁巖等。具水平層理，僅在濱湖區(qū)可見交錯層理、波痕、泥裂、生物足跡和爬痕。淡水生物化石豐富，有雙殼類、腹足類、介形蟲、淡水魚類和兩棲類。在湖岸地帶植物、昆蟲和其他陸生脊椎動物也很多。2008-4-962（四）湖泊沉積淡水湖泊2008-4-96262（四）湖泊沉積在湖水較深、湖底平靜缺氧的還原條件下，形成含黃鐵礦的黑色生油泥巖，濱湖區(qū)的砂巖為重要的儲油巖系。湖泊沉積常有自濱湖到湖心的分帶現(xiàn)象：濱湖區(qū)的砂巖巖帶。淺湖區(qū)的細砂巖、粉砂巖和粘土巖帶。深湖、半深湖區(qū)的粘土巖、泥灰?guī)r、石灰?guī)r、油頁巖帶。生油層2008-4-963（四）湖泊沉積在湖水較深、湖底平靜缺氧的還原條件下，形成含黃63（四）湖泊沉積咸水湖沉積物以粉砂巖、粘土巖為主，常有鹽類礦物巖鹽、石膏、芒硝等，有時有白云巖。層理以水平層理為主含有雙殼類、腹足類、葉肢介等化石。2008-4-964（四）湖泊沉積咸水湖2008-4-96464(五）沼澤沉積沼澤沉積黑色粘土巖為主，含煤及炭質(zhì)泥巖。含豐富的植物化石，有時也有昆蟲化石等。常有黃鐵礦和菱鐵礦。2008-4-965(五）沼澤沉積沼澤沉積2008-4-96565（六）冰川沉積大陸冰川（大陸冰蓋)，終年不化的冰雪覆蓋大陸形成的。如現(xiàn)代的南極洲冰蓋和格陵蘭冰蓋。山岳冰川，高山地區(qū)發(fā)育。如喜馬拉雅山、天山等地都有山岳冰川發(fā)育。冰川攜帶大量巖塊、礫石、砂和泥，在重力作用下緩慢地向下移動，到雪線之下消融，所攜帶的石塊、礫石、砂、泥等碎屑物質(zhì)同時混合堆積在一起，無分選，形成冰磧礫泥。沒有任何層理，一般無化石?？捎斜刹梁?。2008-4-966（六）冰川沉積大陸冰川（大陸冰蓋)，終年不化的冰雪覆蓋大陸形66

山岳冰川

大陸冰川2008-4-967山岳冰川67

冰川湖泊2008-4-968冰川湖泊2008-4-68三、海陸過渡環(huán)境沉積相1.三角洲沉積海陸過渡相主要為三角洲沉積三角洲是河流在入海處形成的大型扇形沉積體。以陸源碎屑沉積為主常含有石油、天然氣等礦產(chǎn)2008-4-969三、海陸過渡環(huán)境沉積相1.三角洲沉積2008-4-96969現(xiàn)代三角洲立體模型圖2008-4-970現(xiàn)代三角洲立體模型圖2008-4-970702008-4-9712008-4-97171三角洲沉積體包括：(1)頂積層陸上頂積層（水上三角洲平原）是三角洲的陸上部分，包括分支河道砂質(zhì)沉積，泛濫平原上的湖泊、沼澤中的粉砂、粘土和泥炭沉積，海陸混生生物。2008-4-972三角洲沉積體包括：2008-4-97272(1)頂積層水下頂積層：（水下三角洲平原）包括水下支流河道砂壩、自然堤等。沉積物主要是細砂和粉砂，分選性好，具交錯層理等，生物群為海陸混生。2008-4-973(1)頂積層2008-4-97373(2)前積層(三角洲前緣)位于三角洲向前推進的斜坡上，是三角洲的水下主體部分。以砂和粉砂為主，分選性好，常發(fā)育大型交錯層理和波痕，生物群海陸混生現(xiàn)象。2008-4-974(2)前積層(三角洲前緣)2008-4-97474(3)底積層(前三角洲)，是三角洲前緣的前方，大多在波基面以下沉積的。以粘土為主，含大量有機質(zhì)，具水平層理，含海生生物為主，暗色，可成為良好的生油層。2008-4-975(3)底積層(前三角洲)，是三角洲前緣的前方，大多在波基面75河流相——三角洲相——淺海相橫向上粘土——砂——粘土在垂向?qū)有蛏?，沉積物自下而上呈現(xiàn)從細到