沉积环境分析第1章概论

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1、沉积环境分析沉积环境分析 沉积环境与沉积相分析是沉积学领域的重要学科,主要是在第二次世界大战后随着石油工业的发展而迅速发展起来。古环境研究是一项综合性很强的工作，不仅要求研究者具有比较广泛的地质学基础，而且还要有活跃的学术思想。主要任务：重建地质历史时期的沉积环境，是沉积学研究的高度概括和最后总结。引言引言课程体系课程体系概论目录概论目录基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念基本概念 18301830年莱伊尔出版了他的划时代著作年莱伊尔出版了他的划时代著作地质学原理地质学原理，所确立的现实主义原则是岩相、，所确立的现实主义原则是岩相、古地理最重要的基础。古地理

2、最重要的基础。L.Agassiz(1840)L.Agassiz(1840)、瓦尔特、达尔文、瓦尔特、达尔文(1837-1842)(1837-1842)、C.O.Chsenius(1877)C.O.Chsenius(1877)、Murray and Renard(1981)Murray and Renard(1981)通过研究现代沉积环境解释古代沉积。通过研究现代沉积环境解释古代沉积。吉尔伯特发表了享利山吉尔伯特发表了享利山(1877(1877年年)和邦涅维尔湖和邦涅维尔湖(1890(1890年年)对大陆沉积作用研究的文章。对大陆沉积作用研究的文章。19021902年年H.H.ThomasH.H

3、.Thomas开始利用重矿分析的结果来判断物源区。开始利用重矿分析的结果来判断物源区。2020世纪初，出现了一些总结性著作，世纪初，出现了一些总结性著作，W.H.TwenhofelW.H.Twenhofel的的沉积作用原理沉积作用原理(1939(1939年年)、Trask(1939Trask(1939年年)的的现代海洋沉积现代海洋沉积，论述了现代沉积环境的特点，提供了解释古代地，论述了现代沉积环境的特点，提供了解释古代地质历史的工具。质历史的工具。沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法 J.A.Udden、C.K.Wentworth等人提出碎屑颗粒的粒度分级，符合

4、流体力学规律和颗粒等人提出碎屑颗粒的粒度分级，符合流体力学规律和颗粒的正态分布规律。的正态分布规律。二次世界大战以后，新技术、新方法不断被引入，裴蒂庄在二次世界大战以后，新技术、新方法不断被引入，裴蒂庄在19491949年出版了年出版了沉积岩沉积岩，研究了沉积岩分类，对地层与大地构造环境进行了论述。研究了沉积岩分类，对地层与大地构造环境进行了论述。19501950年以后，对岩相古地理学进入了现代研究阶段，年以后，对岩相古地理学进入了现代研究阶段，P.H.KuenenP.H.Kuenen提出了浊流理论。其后提出了浊流理论。其后A.H.BoumaA.H.Bouma提出了提出了“鲍玛层序鲍玛层序”模

5、式。这一阶段大量高水平的总结性专著出版。模式。这一阶段大量高水平的总结性专著出版。D.J.DeoglasD.J.Deoglas的的沉积岩石学到沉积学沉积岩石学到沉积学、特拉霍夫的、特拉霍夫的沉积成因理论基础沉积成因理论基础、裴蒂庄和波、裴蒂庄和波特的特的古水流和盆地分析古水流和盆地分析、H.Blatt et alH.Blatt et al的的沉积岩的成因沉积岩的成因、里丁的、里丁的沉积相与沉积环沉积相与沉积环境境等。等。沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法 20世纪世纪60年代以后，岩相古地理的分析研究有了飞跃发展。年代以后，岩相古地理的分析研究有了飞跃发展。S

6、imons and Richardson(1962)将水槽实验中水流动态的概念予以公式化，并用来解释沉积构造的层序，将水槽实验中水流动态的概念予以公式化，并用来解释沉积构造的层序，岩相古地理研究从此有了沉积动力学基础。岩相古地理研究从此有了沉积动力学基础。板块构造理论的提出为理解沉积相和生物组合的大范围展布，以及地球外壳物质的迁移板块构造理论的提出为理解沉积相和生物组合的大范围展布，以及地球外壳物质的迁移提供个基础。促使沉积学家和古地理研究者考虑构造作用和板块运动对沉积作用和古地理提供个基础。促使沉积学家和古地理研究者考虑构造作用和板块运动对沉积作用和古地理变迁的影响，发展了一个新兴的学科变迁

7、的影响，发展了一个新兴的学科-盆地分析。盆地分析。7070年代后期年代后期-80-80年代，层序地层学（年代，层序地层学（P.Vail,1978P.Vail,1978）、缺氧事件（）、缺氧事件（S.SchlangerS.Schlanger，19781978）、旋回）、旋回地层学（米兰科维奇旋回的研究）等的提出，为进行全球性研究提供了很好的基础和方法。地层学（米兰科维奇旋回的研究）等的提出，为进行全球性研究提供了很好的基础和方法。沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法 能源矿产、铝土矿、锰矿、盐矿、

8、钾盐矿等几乎为沉积矿产。极大部分铁矿、磷矿亦属于沉积矿产。放射性原料、有色金属(铜、铅、锌)、稀有元素、非金属(重晶石、萤石)等矿产中，沉积类型也占很大的比重。不少金、铂、钨、锡、金刚石等矿产也产出于沉积砂矿中。有些沉积岩本身就是工业的主要原料或辅助原料。如石灰岩和白云岩作为冶金的熔剂，石灰岩是制造水泥和人造纤维的主要原料；白云岩作为镁质耐火材料。纯净的粘土岩作为耐火材料、陶瓷原料、钻井泥浆原料、吸收剂、填充剂和净化剂；石英砂岩为玻璃原料。沉积环境分析的研究内容、意义、方法沉积环境分析的研究内容、意义、方法野外研究方法：利用遥感技术、钻探技术、测井技术、反射地震、航空摄影、声纳法等，研究沉积岩

9、的物质组分、结构、构造、产状、接触关系、厚度、古流向资料、各种成因标志，建立沉积相组合与分布特征，查明沉积岩的时空分布和演化特点。室内研究方法:显微镜薄片法是最基本的方法。(3)其它室内方法有：粒度分析、重矿物分析、不溶残渣分析、差热分析、化学分析、光谱分析等。基本分类：按照大的自然地理景观，人们通常把沉积环境分为大陆环境、过基本分类：按照大的自然地理景观，人们通常把沉积环境分为大陆环境、过渡环境和海洋环境三大类。过渡环境是兼受大陆和海洋两种营力作用的地带。而渡环境和海洋环境三大类。过渡环境是兼受大陆和海洋两种营力作用的地带。而次一级的环境划分则可因分类标准的不同而有某些差异。次一级的环境划分

10、则可因分类标准的不同而有某些差异。地质工作者是研究古环境的地质工作者是研究古环境的，为了便于研究，在次一级的环境划分中，除了，为了便于研究，在次一级的环境划分中，除了考虑地貌因素外，对于岩相、气候和大地构造条件也往往给予适当的强调。考虑地貌因素外，对于岩相、气候和大地构造条件也往往给予适当的强调。注意：环境的分类是注意：环境的分类是个比较复杂的问题，即使严格遵守环境的地貌定义，个比较复杂的问题，即使严格遵守环境的地貌定义，在分类中也会出现重叠现象。在分类中也会出现重叠现象。例如河流和湖泊在分类中本来和三角洲是同等级的地貌单元，可是在三角洲例如河流和湖泊在分类中本来和三角洲是同等级的地貌单元，可

11、是在三角洲环境中，它们却又成了次一级的亚环境，这样就引起了混乱。类似的现象在环境环境中，它们却又成了次一级的亚环境，这样就引起了混乱。类似的现象在环境的分类中还有不少，目前还没有找到的分类中还有不少，目前还没有找到个妥善的解决办法。但是并不影响我们对个妥善的解决办法。但是并不影响我们对沉积矿产的认识。沉积矿产的认识。沉积环境的分类沉积环境的分类3.3.三角洲三角洲沉积环境的分类沉积环境的分类 相的分类存在的问题更多。由于人们对相的概念理解不同，至今还没有相的分类存在的问题更多。由于人们对相的概念理解不同，至今还没有一个广为人们所接受的分类方案。我国的地质部门多采用环境相的概念，虽一个广为人们所

12、接受的分类方案。我国的地质部门多采用环境相的概念，虽然各家具体的分类不尽一致，但其共同之处却都是以相的生成环境命名，例然各家具体的分类不尽一致，但其共同之处却都是以相的生成环境命名，例如河流相、湖泊相、浅海陆棚相等。然后相内再按沉积条件的局部变异分为如河流相、湖泊相、浅海陆棚相等。然后相内再按沉积条件的局部变异分为若干亚相，例如，河流相可分为河道亚相、河漫滩亚相等。亚相内再分为若若干亚相，例如，河流相可分为河道亚相、河漫滩亚相等。亚相内再分为若干更次一级的单位，反映其内部的岩性差异。国外有关沉积体系的新著，对干更次一级的单位，反映其内部的岩性差异。国外有关沉积体系的新著，对于相的分类也不一致。

13、于相的分类也不一致。Miall(1984)将相分为以下等级：沉积体系域将相分为以下等级：沉积体系域沉积体系沉积体系岩相组合岩相组合岩相。关于沉积体系以下的相等级划分也不岩相。关于沉积体系以下的相等级划分也不致，有的在沉积体系下面分出致，有的在沉积体系下面分出相、亚相以至更小的单元（微相），有的则仅有岩相或岩相组合相、亚相以至更小的单元（微相），有的则仅有岩相或岩相组合(Galloway and Hobday，1983)。沉积环境的分类沉积环境的分类 (1)(1)沉积物成分沉积物成分以碎屑岩、粘土岩为主，碳酸盐岩和以碎屑岩、粘土岩为主，碳酸盐岩和盐岩一般少见盐岩一般少见 (2)(2)结构构造结构

14、构造碎屑物多具棱角状碎屑物多具棱角状,分选不好分选不好.层理极为多层理极为多样样,层面构造也多样化层面构造也多样化 (3)(3)颜色颜色陆相沉积物多在氧化条件下形成，故常为红陆相沉积物多在氧化条件下形成，故常为红色，或呈绿色、黑色色，或呈绿色、黑色 （4)4)生物化石生物化石陆相主要为淡水动物、陆上动物和陆地陆相主要为淡水动物、陆上动物和陆地植物植物大陆环境沉积物大陆环境沉积物(岩岩)的特征的特征(1)(1)地形地形陆相沉积物的特征和分布，明显地受地形条件的控制。由于地形的差异陆相沉积物的特征和分布，明显地受地形条件的控制。由于地形的差异性，决定了剥蚀和堆积作用的强度、破坏产物的分布，沉积物粒

15、度的变化等性，决定了剥蚀和堆积作用的强度、破坏产物的分布，沉积物粒度的变化等(2)(2)气候气候气候能间接影响剥蚀及堆积的性质和强度气候能间接影响剥蚀及堆积的性质和强度,故气候的分带性就使得大陆故气候的分带性就使得大陆沉积物呈带状分布沉积物呈带状分布(3)(3)侵蚀区母岩的成分侵蚀区母岩的成分不同成分的母岩在不同气候条件下，形成的破坏产物的性不同成分的母岩在不同气候条件下，形成的破坏产物的性质是各不相同的，这无疑会影响到沉积物的特征质是各不相同的，这无疑会影响到沉积物的特征(4)(4)构造运动构造运动构造运动能决定地形，从而决定了侵蚀和沉积区的位置。在不同构造运动能决定地形，从而决定了侵蚀和沉

16、积区的位置。在不同的构造单元有不同的构造特征，亦有不同类型的沉积物分布的构造单元有不同的构造特征，亦有不同类型的沉积物分布(5)(5)生物界生物界生物界具有陆相的特征：脊椎动物主要是陆生的，鱼类海陆相均有，生物界具有陆相的特征：脊椎动物主要是陆生的，鱼类海陆相均有，植物是陆相所特有的，轮藻是陆相的，蓝藻海陆相均有，而红藻、绿藻多属植物是陆相所特有的，轮藻是陆相的，蓝藻海陆相均有，而红藻、绿藻多属海相的海相的影响大陆环境沉积的因素影响大陆环境沉积的因素(1)(1)在正常浪基面在正常浪基面(一般在一般在20m20m以内以内)以上的滨海区域又称海岸带以上的滨海区域又称海岸带，其水动力条件、，其水动力

17、条件、水化学状况、以及海底地形地貌都是复杂的水化学状况、以及海底地形地貌都是复杂的(2)(2)正常浪基面正常浪基面(或波基面或波基面)以下的浅海带又称陆棚区以下的浅海带又称陆棚区，是一片地形简单的平坦海底，是一片地形简单的平坦海底，斜度只有几分到几度斜度只有几分到几度(3)(3)陆棚之外是陆棚之外是大陆斜坡大陆斜坡，即次深海地区，它具有较大的坡度，一般是，即次深海地区，它具有较大的坡度，一般是4 47 7，在，在大陆坡上几乎到处都被峡谷所切割大陆坡上几乎到处都被峡谷所切割(4)(4)大陆坡之外即大陆坡之外即陆隆陆隆，它，它分布于大洋底的周围，是陆源物质带来沉积的终点分布于大洋底的周围，是陆源物

18、质带来沉积的终点。陆。陆隆隆由一系列海底扇联结而成由一系列海底扇联结而成。(5)(5)通常把浅海分为陆缘海和陆表海两种类型通常把浅海分为陆缘海和陆表海两种类型:陆缘海是指大陆外缘的陆棚区，又称陆棚海。与陆表海相比，深度较大陆缘海是指大陆外缘的陆棚区，又称陆棚海。与陆表海相比，深度较大(最最大大200200300m)300m)。宽度小。宽度小(最宽最宽160160400km400km左右左右)，坡度陡，坡度陡(平均坡度在平均坡度在0.40.42m/km)2m/km)。陆缘海一边、一边为深海盆地，活跃的潮汐作用。陆缘海一边、一边为深海盆地，活跃的潮汐作用水动力条件较强。水动力条件较强。陆表海是在广

19、阔、稳定的大陆块陆表海是在广阔、稳定的大陆块(克拉通克拉通)上展开的水深很浅的平坦海区。其上展开的水深很浅的平坦海区。其水深小水深小(一般只有一般只有30m30m，很少有超过，很少有超过200m200m的的)，坡度缓，坡度缓(通常小于通常小于0.2m/km0.2m/km，平均，平均仅有仅有0.010.010.06m/km)0.06m/km)。陆表海由于水深很浅，缺乏潮汐作用，波浪作用很弱。陆表海由于水深很浅，缺乏潮汐作用，波浪作用很弱。海洋环境的基本特征海洋环境的基本特征知识点：知识点：沉积环境、沉积相和沉积体系的基本概念 相分析与相模式（相分析原则、相序分析、瓦尔特相律和相模式）沉积环境和相

20、的分类：大陆环境沉积物的特征及其影响因素 海洋环境的基本特征（海底地貌特征；陆缘海与陆表海）本章重点本章重点参考文献参考文献作 业：1.1.什么是沉积环境和沉积相什么是沉积环境和沉积相?二者有什么关系二者有什么关系?2.2.瓦尔特相律的含义是什么瓦尔特相律的含义是什么?何谓相模式何谓相模式?3.3.形成沉积岩的沉积环境是如何划分的形成沉积岩的沉积环境是如何划分的?4.4.陆源碎屑沉积岩的特征？陆源碎屑沉积岩的特征？每一次的加油，每一次的努力都是为了下一次更好的自己。23.1.723.1.7Saturday,January07,2023天生我材必有用，千金散尽还复来。7:27:107:27:10

21、7:271/7/20237:27:10AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。23.1.77:27:107:27Jan-237-Jan-23得道多助失道寡助，掌控人心方位上。7:27:107:27:107:27Saturday,January07,2023安全在于心细，事故出在麻痹。23.1.723.1.77:27:107:27:10January7,2023加强自身建设，增强个人的休养。2023年1月7日上午7时27分23.1.723.1.7扩展市场，开发未来，实现现在。2023年1月7日星期六上午7时27分10秒7:27:1023.1.7做专业的企业，做专业的事情，让自己专业起

22、来。2023年1月上午7时27分23.1.77:27January7,2023时间是人类发展的空间。2023年1月7日星期六7时27分10秒7:27:107January2023科学，你是国力的灵魂；同时又是社会发展的标志。上午7时27分10秒上午7时27分7:27:1023.1.7每天都是美好的一天，新的一天开启。23.1.723.1.77:277:27:107:27:10Jan-23人生不是自发的自我发展，而是一长串机缘。事件和决定，这些机缘、事件和决定在它们实现的当时是取决于我们的意志的。2023年1月7日星期六7时27分10秒Saturday,January07,2023感情上的亲密，发展友谊；钱财上的亲密，破坏友谊。23.1.72023年1月7日星期六7时27分10秒23.1.7谢谢大家！谢谢大家！