沉積學教學課件

第一章：緒論

沉積學的概念、研究內容、研究意義。

1:沉積巖石學是研究沉積巖的物質組成、結構構造、分類及其形成作用過程、沉積環境的

一門學科。側重于巖類學研究。

沉積學是在沉積巖石學基礎上發展起來的，主要研究沉積物的來源、沉積條件、沉積環

境、沉積作用和成巖作用的一門學科。側重于成因研究。

古地理學(巖相古地理學)是對一定地質歷史時期形成的地層進行沉積相分析，研究不

同地區的沉積環境條件及其相互關系，再造當時的海陸分布、自然地理和氣候特征的一門學

科。

2：沉積學與古地理學的主要研究內容

(1)研究沉積物的來源；

(2)沉積物的沉積條件和沉積機理，特別是有益沉積礦產的形成機理與富集條件、賦存規

律；

(3)沉積相分析，恢嵬沉積巖(包括沉積礦產)形成時的古地理環境、古氣候條件、大地

構造背景、生物特征以及沉積物供應(物源)條件。

3：沉積學與古地理學的研究作用和意義

(1)沉積相分析是地質學領域的一門重要學科，主要任務是重建地質歷史時期的沉積環境,

是沉積學研究的高度概括和最后總結。

(2)古環境研究是一項綜合性很強的工作，不僅要求研究者具有比較廣泛的地質學基礎，

而且還要有活躍的學術思想。

(3)研究沉積礦床(包括煤、油、氣、油頁巖、油砂等能源礦床；金屬及非金屬等層控礦

床)的特征

(4)研究分析儲集體(石油、天然氣、水、包括砂巖、碳酸鹽巖、頁巖等)的性質

(5)可以記錄歷史。生命、有機質、熱、構造、盆地、氣候、海平面變化等演化歷史

(6)是地質學基礎

沉積巖的形成過程

(-)母巖的風化與剝蝕作用階段

地表和接近地表的巖石，在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下所發生的破壞作

用稱為風化作用

I：物理風化作用：巖石只發生機械破碎而化學成分未改變的風化作用。

引起物理風化的主要因素有：溫度的變化、晶體生長的應力、重力作用、生物的生活活

動，水、冰、風的破壞作用。

作用方式：溫度變化、冰劈作用、鹽巖結晶

物理風化的結果是使母巖崩解，形成各種碎屑物質。

2：化學風化作用：指巖石在氧、水和溶于水中的各種酸的作用下，遭受氧化、水解和溶濾

等化學變化，使其分解并產生新礦物的作用。

化學反應類型：主要有氧化作用、水解作用、水合作用、酸的作用、陽離子交換作用、

化學溶解作用、去硅作用、以及SiO2、Ai2O3、Fe2O3的化合作用等。這些化學反應往往以

復合交替的復雜形式進行，同時有相應的新礦物生成。

結果：化學風化作用不僅使母巖發生破碎，而且使其礦物成分和化學成分發生本質的改

變，并形成新礦物

3：生物風化作用：指巖石由于生物的生活活動引起的破壞作用。

生物對巖石的破壞方式，既有機械的，也有化學的，尤以后者更為重要。幾乎所有的化

學風化作用都與生物作用有關，在許多情況下，巖石的風化作用是由生物活動開始的。生物

分泌出的有機酸，促進了巖石的化學分解，而且生物還可以從中吸取某些元素并將其轉變成

有機化合物。生物產生的大量02、C02等，同樣影響著風化作用的進程。

4：風化作用的產物：風化作用的總趨勢是使被改造的母巖發生物理的和化學的變化，使母

巖解體并產生在地表條件下穩定的、新的物質成分。

①碎屑物質：是母巖機械破碎的產物，包括各種巖石碎屑和石英、云母、長石等礦物

碎屑。

②溶解物質：在化學風化過程中，母巖中活潑性較大的金屬元素(如K、Na、Ca、Mg

等）分解出來溶于水，呈離子狀態形成真溶液；而溶解度低的Al、Fe、Si等的氧化物和Fe、

Al的氫氧化物則多形成膠體溶液。它們在適當的條件下形成化學沉淀物質。

③不溶殘余物質：是母巖在分解過程中新生成的礦物，主要是粘土礦物，其次是氧化

硅礦物、氧化鋁礦物和氧化鐵礦物。

5：風化殼：地殼表層的巖石經過長期風化作用后，不穩定組分有不同程度的分解，可溶性

物質或多或少隨水而流失，部分穩定組分則殘留在原地形成殘積物。在有生物活動的地區殘

積物表層發育成土壤。殘積物和土壤在大陸地殼表層構成了一層不連續的薄殼,稱為風化殼。

（二）風化物質的搬運作用階段

1：沉積物搬運、沉積中的流體的基本類型

（1）牽引流：以一定介質動力（推力或舉力）導致流體運動并帶動所攜帶碎屑顆粒遷移的

流體。如河流、波浪流、潮汐流、洋流、等深流、大氣流等。

流體力學性質：屬牛頓流體（服從牛頓內摩擦定律的流體）；

搬運方式：推移（滾動和跳躍）、懸浮

搬運力：作用于沉積物上的推力（牽引力），大小取決于介質流速；負荷力（載荷力），大

小取決于流體流量的大小

（2）重力流：是含大量沉積物、在重力作用下發生流動的高密度流體（密度流）。如泥石流、

碎屑流（顆粒流）、液化流、濁流等。

流體力學性質：非牛頓流體；

搬運方式：懸浮

搬運力：負荷力（載荷力）

2：搬運作用：是將母巖的風化和剝蝕產物從其形成地區轉移到另一地方的過程。

（1）碎屑物質的搬運——機械搬運作用。是指由機械方式破壞形成的產物以機械方式進行

搬運。如礫石、砂、泥被流水、風、冰川搬運。流水搬運碎屑的方式（碎屑載荷方式）主要

有兩種：搬運載荷（或滾動、跳躍搬運）和懸浮載荷（或懸移載荷）。

（2）化學搬運作用——溶解物質的搬運由化學方式破壞形成的產物以真溶液或膠體溶液方

式進行搬運

（3）生物搬運作用：生物吸取介質中的化學營養物質建造其骨骼，當其死亡后在一定的地

方堆積下來，也起著搬運作用。

（三）風化物質的沉積作用階段：

沉積作用：是風化產物在搬運過程中，因為搬運介質能力的降低或物理化學條件的改變及生

物作用下，使被搬運的物質在不同的場所堆下來的過程。

1、機械沉積作用：碎屑物質在水、風、冰川、重力等作用下以機械方式沉積，主要受力學

定律支配。

2,化學沉積作用：化學方式搬運的溶解物質按化學方式沉淀，主要受化學反應規律支配。

3、生物沉積作用：（1）生物直接沉積作用：生物有機體直接發生堆積。如鈣質骨骼的生物

堆積成為石灰巖，植物被埋藏后轉變成煤。（2）生物化學沉積作用：生物作用與化學作用可

以共同作用所導致的物質沉積。主要是生物活動及生物遺體分解過程產生大量的如H2S、

NH3、02、H2、CH4、吸收C02,影響沉積介質的氧化一還原條件，促使某些物質的溶解

或沉淀，或促進某些金屬元素的富集。如C02的變化促使CaC03的沉淀；鐵細菌吸收水中

的鐵而沉淀出鐵礦等。（3）生物物理沉積作用：①藻類的捕獲和粘結作用：疊層石、核形

石的形成等。②生物障積作用：流水經過枝狀珊瑚、或枝狀藻類地區時，流速受阻，所攜帶

的沉積物沉積下來形成障積巖。

（四）沉積物的固結（成巖）作用：由松散的沉積物轉變為堅硬的巖石的作用稱為固結（成

巖）作用。

固結作用類型：

1、壓固作用：由于上覆沉積物的靜壓力而使松散沉積物的體積縮小、含水量減少、密度增

加的作用稱壓固（壓緊、壓實）作用。（孔隙和體積減少，礦物定向排列，有時有壓溶作用，

可導致縮小石英的次生加大）

2、膠結作用：松散的沉積顆粒由化學沉淀物質或其它物質粘結而變成堅硬也是的作用稱膠

結作用。（膠結物有：鈣質、硅質、鐵質、硫酸鹽質及泥質。膠結作用的結果是使沉積物固

結成巖，并減少其孔隙度。）

3、重結晶作用：沉積物的礦物成分由于溶解或局部溶解、固體擴散等作用，使物質質點發

生重新排列組合的現象稱重結晶作用。（不僅可以使松軟的沉積物轉變成為固結的巖石，同

時還破壞沉積物的原生結構構造，形成新的結構構造。）

4、交代作用：沉積物在成巖作用過程中，通過礦物之間的化學反應，已存在的礦物被另外

的礦物所取代的作用稱為交代作用。（出現在沉積巖形成的各變化階段。）

5、溶解作用：沉積物在成巖作用過程中，由于巖石中孔隙水的性質發生了變化，導致巖石

中易溶成分發生溶解的作用稱為溶解作用。（使巖石的孔隙增大，為地下的油氣水的儲存提

供了空間）

6、成巖礦物的形成：沉積物經過壓固作用、膠結作用、重結晶作用、交代作用等一系列成

巖作用過程，不僅發生緊密固結、變為堅硬的沉積巖，而且由于沉積物所處的環境條件發生

了變化、沉積物相應隨之發生化學反應或變化，并形成叮成巖環境物理化學條件相適應的新

的礦物及其礦物組合即成巖礦物。（常見的成巖礦物有：自生的石英、長石、黃鐵礦、海綠

石、菱鐵礦、方解石、白云石、以及粘土礦物、其它硫酸鹽和硫化物等。）

三、牽引流與重力流的概念、意義。

1、牽引流：以一定介質動力（推力或舉力）導致流體運動并帶動所攜帶碎屑顆粒遷移的流

體。如河流、波浪流、潮汐流、洋流、等深流、大氣流等。

2、重力流：是含大量沉積物、在重力作用下發生流動的高密度流體（密度流）。如泥石流、

碎屑流（顆粒流）、液化流、濁流等。

四、沉積分異作用及地質意義

1、機械沉積分異作用：受物理原理支配，主要影響因素有顆粒大小、形狀，相對密度以及

搬運介質的性質和速度。

2、化學沉積分異作用：由真溶液化學組分的類型和外界化學條件的變化使真溶液發生規律

性的沉積現象。

由沉積盆地邊緣向海盆:鋁土礦一酬粒赤鐵礦f酗粒氧化缽礦f二氧化硅f磷化f鈣海

綠石f鮑綠泥石一菱鐵礦f方解石一白云石，最后在鹽盆地中出現石膏，硬石膏以及鈉鹽、

鉀鹽和鎂鹽。簡化模式：氧化物一硅酸鹽一碳酸鹽一硫酸一物鹵化物

五、沉積環境、沉積相概念與關系

1、沉積環境：是沉積物形成時的自然地理環境。包括：自然地理環境，氣候環境，生物條

件，介質環境和構造環境。

2、沉積相：在特定環境中形成的沉積物通常稱為沉積相

相的概念主要有下述理解：（1）相是具有一定特征的巖性單位。例如紅色砂巖相、黑色

頁巖相等，稱為巖相。（2）相是某種沉積作用產物，如沖積相、洪積相，稱沉積作用相（3）

相是沉積條件或沉積環境的綜合物質表現。如河流相,稱為環境相。（4）相是指某種大地構

造背景下形成的沉積產物。如復理石相，稱為構造相，已被沉積建造所代替。（5）相是指某種

沉積環境的生物組合特征。如筆石相，稱為生物相或生態相。

3、二者關系：沉積相是沉積環境的物質表現，沉積環境是沉積相形成的條件

六、Walther相律、沉積模式概念與關系

1、Walther相律：在沒有沉積間斷的地層剖面里，垂向上.彼此鄰接的沉積層，在橫向匕也

一定彼此鄰接一一稱為瓦爾特相律。

2、沉積模式：通過現代沉積研究，對某些沉積環境和亞環境在橫向上的分布以及沉積作用

機理已有進一步的了解，并uj■用來解釋古代沉積中亞環境的變化序列，從而可恢復和再現古

代沉積作用的面貌。這種古代沉積作用面貌的再現，并加以典型化和模式化，稱為沉積模式。

即，對特定沉積環境和某種沉積作用的全面概括，稱為相模式。

3、關系：一個相模式除了本身是一個環境的概括之外，還必須起到以下作用：（1）可以作為

對比的標準；（2）可以作為進一步研究的提綱和指南；（3）可以對新區進行預測；（4）可以作為

環境或體系水動力條件解釋的基礎。

七：沉積體系、沉積建造，沉積旋回，沉積韻律概念。

1、沉積體系：是指與沉積作用相關的沉積相的集合體。可以理解為有成因聯系的相構成的

三維地層單位。（同期沉積體系聯接而成的等時地層體被稱為沉積體系域。）

2、沉積建造：泛指在一定構造背景條件下，當地殼發展到某一構造階段時所形成的一套具

有特定巖相組合的沉積巖系。（碳酸鹽巖建造、含煤建造、紅色建造、潟湖建造、復理石建

造、磨拉石建造等。)

3、沉積旋回：是指沉積作用和沉積條件按相同的次序不斷重復沉積而組成的一個層序。沉

積旋回主要是由于地殼周期性振蕩運動引起的。

4、沉積韻律：是指由兩種以上的巖性單元組成的，有規則的和頻繁重復的層序。韻律的形

成則多與局部的地區性因素有關。

5、沉積旋回和沉積韻律的關系：

(1)：沉積旋回主要是由于地殼周期性振蕩運動引起的，而韻律的形成則多與局部的地區性

因素有關。

(2)規模較大的“沉積韻律”常構成“沉積旋回”，但這時所強調的是沉積作用和過程的重復。

大多數沉積韻律與地殼運動、海平面與氣候以及沉積物變化引起沉積環境的周期性變化有

關。

(3)沉積旋回以規模較大，常表現為巖性巖相的交替變化而區別于“沉積韻律”。

第二章：沉積相標志

相標志：是指反應沉積相的一些標志，它是相分析及巖相古地理研究的基礎。

沉積相的鑒定標志一1.巖性(沉積)標志(包括顏色、成分、結構、沉積構造、沉積組合及相序、

沉積體空間形態等)；2.古生物、古生態學標志；3.沉積地球化學標志；4.地球物理學標志

一、.巖性(沉積)標志：

(一)、沉積巖的顏色：對沉積巖顏色的研究有助于推斷沉積巖形成的沉積環境和物質來源。

1、繼承色：碎屑巖的顏色常取決于其中碎屑顆粒的顏色。碎屑物質是母巖的機械風化產

物，其顏色是繼承了原生母巖的顏色，所以稱繼承色。

2、原生色：粘土巖和化學巖的顏色主要取決于在沉積物成巖階段形成的礦物及其它雜質。

3、次生色：沉積巖形成之后，如果長期暴露在地表環境經受風化，某些成分發生變化、

形成新的礦物(又稱次生礦物)，也會導致巖石的顏色發生改變，這種顏色稱為次生色。

4、注意事項：在對沉積巖的顏色進行觀察時，應該尋找巖石的新鮮斷面，觀察巖石的原

生色。描述巖石的顏色時，如果用一種顏色無法恰當地表述，則可采用復合色，如灰綠色、

灰黃色等，其中后者為巖石的主要顏色色調。此外，巖石表面受濕后，其顏色較干燥狀態

時深得多。

(二)、沉積巖的碎屑成分和巖石類型：礦物成分標志研究主要是用顯微鏡和其它方法對巖

石或礦物進行顯微研究，提供環境分析、物源特征等標志

1、陸源碎屑成分：主要包括石英、長石、巖屑及各種輕重礦物。它們實質上是巖層物理風

化和化學分解作用的殘余物，同時也是分析物源區巖石類型的直接依據。

陸源碎屑成分研究的任務就是通過鑒定分析沉積物中的石英、長石、巖屑及各種輕、重

礦物標型組合特征，研究它們的含量變化，以確定物源方向、源區的大致位置、搬運距離及

母巖類型等。

2、自生礦物：

(1)海綠石：現代海綠石主要形成于遠離大河口的陸棚區，其介質條件為弱咸性(pH=7-8)和弱

氧化一弱還原(Eh=O)的正常海水，水溫10-15℃左右，形成深度大于125m,在寒冷地區，水

深30m就可形成。大量原生海綠石的形成主要與海水有密切關系。

(2)新綠泥石：據現代沉積學研究，它也屬海洋自生礦物，但和海綠石的形成溫度和深度不

同，細綠泥石形成于較溫暖的淺海，水溫大于20℃,其分布深度小于60m。

(3)粘土礦物：粘土礦物可以反映介質的pH值。高嶺石形成于酸性介質中，一般為大陸環

境；伊利石、蒙脫石形成于中性或堿性介質中，多為海洋環境。

3、特殊巖石類型：

(1)碳酸鹽巖：盡管在海洋和湖盆中均可產生出，但兩者的特征不同，前者常大量產出，而

后者常呈夾層或透鏡體產出，生物成因的可依據生物化石區別海相與陸相沉積，碳酸鹽巖沉

積反映介質為弱堿性，某些特殊的碳酸鹽巖的巖性可指示環境或介質條件。如：藻疊層石碳

酸鹽巖一般形成于潮坪環境，鮑粒灰巖形成于濱海或碳酸鹽臺地的高能帶，具水平紋層的泥

晶灰巖形成于靜水環境。

(2)紅層：一般是大陸沉積物含鐵礦物在潮濕一干燥的溫暖氣候條件下風化后成赤鐵礦而顯

紅色，可通過化石與海相紅色頁巖相區別。

（3）蒸發鹽：是含鹽度較高的溶液或鹵水通過蒸發作用產生的化學沉積物，它們的出現般

反映氣候干燥利閉塞環境。內陸鹽湖或半封閉的濱海瀉湖是形成蒸發鹽的有利環境。

（4）磷塊巖：磷塊巖并非是區別海洋與大陸沉積的特征礦物，在大陸地層中，自生磷酸鹽礦

物也較常見，但大量的磷質在海洋，大量形成磷酸鹽的環境是淺海。大量磷塊鹽出現可指示

海洋環境，特別是50-200m海區更有利丁?其形成。

（5）缽結核：鎰結核中微量元素的濃度隨著環境的改變而發生有規律的變化，因而其比值具

有指示環境的意義。如在湖泊和淺海中形成的鐵錦結核中Co、Ni、Zn、Pb等元素要比大洋

中少的多。

（6）礁灰巖：是由固著的造礁生物形成的一種突起的抗浪構造，造礁生物主要有珊瑚、層孔

蟲、苔解蟲、海綿等，是淺海環境的良好標志。

（三）、沉積巖的結構：

1、粒度分選及粒度結構反映了水動力條件、流體力學性質

2、形狀、圓度、球度反映了水動力條件、搬運距離

3、支撐類型、結構成熟度：顆粒的支撐類型——判斷介質水體的流動性質：（顆粒支撐——

牽引流；雜基支撐一一密度流、重力流。）

4、石英表面結構

（四）、沉積巖的構造：

1、機械成因構造——流水成因、同生變形、暴露成因（層理構造——交錯層理與古流向恢

復。層面構造——波痕、雨痕。底面構造——溝模、槽模。沖刷充填構造、侵蝕面構造）

古水流向判別與恢復（1）、指向構造一交錯層理、波痕、礫石的組構、碎屑成分粒度圓

度的空間變化等。（2）、古流向恢復一野外測量法

2、生物成因構造——遺跡化石、生物擾動等。

3,化學成因構造——結核、鹽巖假晶等。（縫合線構造、壓溶構造、結核構造、晶體印痕與

鹽巖假晶、泥裂構造、鳥眼構造）

4、復合成因構造——瀉水構造

（五）、沉積組合及相序

1、遵循“遠觀近取”原則。

2、注意沉積成因組合的劃分，綜合研究巖性、粒度、沉積構造在剖面上的變化序列。確定

沉積相類型。

3、對于礫巖層和交錯層理測古流向。

4、詳細分層、逐層觀察描述、尋找沉積標志、區分微相。典型地質現象的拍攝。

5、重點（骨架）巖層的橫向變化、相變關系。

6、沉積巖層厚度分析——沉積物供應豐度、速率、沉積區坳陷強度。

7、沉積巖層之間接觸關系分析——過渡、明顯、沖刷。區分自旋回和它旋回，層序界面的

識別和層序劃分。

8、目的層的采樣——目的、新鮮、編號。

（六）、沉積體空間形態

二、古生物、古生態學標志及其沉積環境意義

（一）、古生物學標志：

1、生物化石及組合類型：生物化石不僅可以鑒定地層的地質年代，而且是進行沉積環境分

析的重要標志。

2、生物對環境的指示意義：指示沉積水體介質的溫度、深度、壓力、光照度、渾濁度、水

體流動性質、基底性質、水體所處位置等。

（二）、遺跡化石及組合

1、遺跡化石也稱痕跡化石，是地史時期生物生活活動的遺跡和遺物的總稱。也可以說是生

物成因的各種構造，反映生物的存在。包括生物生存期間的居住、運動、捕食、代謝、生殖

等行為所遺留下來的痕跡。

2、遺跡化石是生物適應環境的物質記錄，在一定程度上，能夠反映當時生物的生活環境。

許多遺跡化石分布的范圍郎比較狹窄，因而對巖相分析和古生態的研究，甚至對小區域內的

地層劃分對比都有一定的意義。

3.遺跡化石形態類型

非連續性足跡，分布在層面——排狀排列：塔斯曼跡。束狀排列：古拖拉跡。連續性的爬跡,

分布在層面——自由彎曲形態：單一形狀的爬跡，戈迪跡。

二分形狀的爬跡，類沙蠶跡。曲線相互連續形態：呈迷路形的爬跡，蠕蟲跡

放射狀對稱酌遺跡，分布在層而上——五角形狀（中心無構造），似海足跡；

花辯形狀（小心有構造），輪葉跡。

通道及縱孔，分布在層內和層面上——

直徑不變——與層面垂直，呈直管形，針管跡；呈U字形，似海蚯蚓跡；

直徑有變化——與層面平行：呈Y字形，似海藻跡。

橫摸構造通道（通道之間且有相同形狀的連續頁理）一一

與層面垂直：U字型，雙杯跡；與層面平行；U宇型，舌形菌跡

與層面垂直一料交一平行——螺旋潛穴，裳狀的遺跡，分布在層面上。

單個袋狀：洛克跡；雙個袋狀：躺跡

網格狀遺跡，分布在層面上——六邊形：古網跡

4.遺跡化石行動方式類型。根據生物生活習性特征確定出五種行動方式遺跡類型：

停息跡：游動生物生活在漏水環境中停息時，或側面的一部分形蕊其凹形跡有明顯的傾

斜方向性時，為逆水流的方向。

爬行跡：底棲生物生活在潑水環境中，在沉積物表面上移動時，形成了呈連續性線形或

斷續性點形跡。

居住構造跡：在沉積物表面上移動時，形成了呈連續性線形或斷續性底棲生物生活在

濱海地帶環境中，為保護生存兔道水流波浪沖擊，種長期永久性通道潛穴，呈直管形、分岔

形、u字形等通道潛穴跡。

覓食構造跡：底棲生物生活在淺海環境中，為了攝食而在沉積物中挖掘的通道。

嚙食跡：底棲生物生活在較深水環境中，為了攝食在沉積物表面上有規律地食泥痕迅呈

卷曲形、蛇曲彩排列。

5.遺跡化石環境意義

生物不論有無硬體骨舵，都能形成遺跡化石。尤其是上述形態類型中的各種遺跡化石，

都是動物為適應特定環境,在沉枳層表面或內部所留下或構筑的構造，并隨沉積物固結成巖，

都是原地形成不會被遷移，能夠反映動物生存期間的原始環境。因此，遺跡化石是判斷沉積

環境的良好標志。

（1）判斷沉積時期水體底層的氣體狀況。（如在沉積層內非常缺乏實體化石而有遺跡化石，特

別是有豐富的遺跡化石時，說明當時水體底層有較多的生物存在，并非缺氧環境。只是這些

生物不具有硬體，或是由于種種原因這些生物硬體不易形成實體化石。相反，如在沉積層內

既沒有底棲生物的實體化石也非常缺乏遺跡化石時,就可能說明當時水底底層是缺氧環境。）

（2）判斷沉積時期的沉積速度。（某些底埋底棲生物生活于沉積表層以下一定深度，隨著沉積

速度或加積的快慢，或者侵蝕，其居住位置在垂直方向上，可向上或向下移動，這些都可根

據潛穴內部構造來判明。當潛穴頂部被截去只留下潛穴下部時，表明侵蝕作用加強甚或有侵

蝕間斷；大量出現鉆蝕底棲生物的鉆孔遺跡時.，往往也表明有侵蝕間斷的存在。）

（3）判斷水體流動與否及水流方向。（許多底棲動物部有向流性的特點。因為水流可攜帶來豐

富的懸浮物，所以食懸浮物的底棲動物的潛穴、棲息印痕等多有向流性。在地層中也常常可

以見到成行成排的潛穴、孔道和棲息印痕等遺跡化石）

（4）判斷沉積底層性質。（富含水分的松軟底層，是大量潛穴動物的生活場所。沉積物成巖后，

潛穴周圍常有變形帶:堅硬底層不適宜潛穴動物生存，往往只有鉆蝕底棲動物所留下的鉆孔,

孔道周圍無變形帶。）

（5）判斷沉積環境。（在濱海地區，影響環境的因素變化大（溫度、鹽度變化大，潮汐和波浪

作用大），生活在這里的絕大多數底棲動機不是挖掘很深的近垂直的潛穴，就是在巖底或巖

岸上鉆孔。在淺海地區，影響環境的因素變化小，底埋底棲動物的潛穴較沒多傾斜或水平。

在半深海地區，由于環境安定，底棲動物不再需要簡單的潛穴或鉆孔來保護，而是需要系統

地尋找食蜘因而留下各種彎曲的、網狀的、樹枝狀的或螺旋狀的覓食和嚙食痕跡及復雜的潛

穴系統。）

6、遺跡相模式。賽拉赫（Seilacher）、赫克爾（Hekel）等人先后根據不同環境中的遺跡，劃分出

下述各種遺跡相：斯戈陽跡相：分布于濱海（期間帶）以上的非海相沉積地帶，多為紅層；系

陸生脊椎動物腳印。針管跡相：分布于濱海期間帶，溫度、接度變化允波浪或潮汐作用強烈，

沉積或侵蝕作用迅速，通道多垂直或“U"形潛穴，而潛穴深［比淺海地區的潛穴灤三倍）.舌

形菌跡相：在濱海巖岸侵蝕地區，多為古海岸的侵蝕面，環境惡劣，僅有鉆蝕生物留下的鉆

孔利洞穴。克魯茲跡相：淺海內線，有波松影響，環境較濱海穩定。生物種類多，可形成各

種棲息痕跡和爬行覓食痕跡。潛穴較淺，傾斜或近水平。螺旋潛跡相：在淺海外線或迅速沉

積的淺海環境中常有各類食沉積物生物的覓食構造和潛穴系統痕跡。類沙蠶跡相：半深海和

深海區，有遠洋和濁流沉積物。常有食沉積物生物的網狀、螺旋狀、彎rb狀、樹枝狀等女

層曬食痕跡。

三、沉積地球化學標志及其沉積環境意義

（一）、元素地球化學在沉積環境分析中的應用

沉積巖中的元素含量取決于下列因素：陸源區性質（母巖成分）、古氣候、沉積環境（包括

水體等介質性質）、沉積巖的成分、生物作用、成巖及后生因素等，因此研究它就可以對再

造古地理環境提供信息。目前，元素地球化學在劃分海陸相地層，分析物源區巖石成分，恢

復沉積古氣候條件，確定沉積水介質地球化學環境，劃分地球化學相（氧化與還原、水盆深

度、鹽度、離岸距離等）等方面都能取得較滿意成果。

1、水體古鹽度的測定：主要有硼含量法、微量元素比值法、沉積磷酸鹽法、自生鐵礦物法

等等。

2、氧化還原條件的標志：判斷沉積環境的氧化還原條件主要是根據同生礦物組合，如對介

質Eh值高低反映靈敏的鐵、缽礦物組合。鐵在海盆中沉積具有明顯的規律性，隨著pH值

的增大，Eh值的降低，鐵礦物呈不同的相依次分布，鐵的化合價態也相應變化，因而可用

來反映環境的地球化學相。

3、離岸距離（古水深）標志：元素的聚集和分散與水盆地深度也有一定的關系。這一性質

主要是元素在沉積作用中所發生的機械分異作用、化學分異作用和生物、生物化學分異作用

的結果。

4、源區分析：母巖巖性基本決定了風化產物的元素組成。所以母巖成分還是能在某些特征

元素（稀土元素）含量的變化上體現出來。

（二）、穩定同位素在沉積環境分析中的應用

1、古鹽度測定：513c和814C、6160和3180

2、古溫度測定：利用海水沉積碳酸鹽和海水之間氧同位素的分儲作用解釋古溫度

3、古氣候分析：6180/6160比值淡水低、海水高、隨溫度降低而降低。

4、硫同位素與環境氧化還原條件的分析

5,硫、鍋同位素與沉積環境分析

四、地球物理學標志及其沉積環境意義。

地球物理學標志常用的有沉積序列和沉積相相的測井響應、地震響應，根據測井曲線和

地震反射資料解析出其中的基本相標志，進而鑒別沉積相類型。

1、沉積相的測井響應：自然電位、自然伽瑪、視電阻率、聲速、中子、密度、井徑等。反

映巖性組合、沉積序列。

2、沉積相地震響應：地震反射剖面。反映地質體的空間連續性、疊置關系、進而反映沉積

相類型。

第三章：大陸相組

一、沖積扇的概念、沉積特征、鑒別標志，地質意義及與能源礦產的關系。

1、沖積扇：是一種自山口順坡呈放射狀的河流形成的扇形堆積物，是從山地峽谷向開闊平

原轉變地帶上的一種河流沉積體系。多數是由許多扇體互相銜接起來形成巨大的沖積扇體

系。

2,特點：在陸相沉積中，沖積扇是粒度最粗、分選最差、沉積速率高、最近物源區的沉積

體系。

3、沉積類型：

（1）河道沉積一河床充填沉積主要由礫、砂沉積物組成，粒度粗，分選也差。成層性不好，

可見交錯層理。常具明顯的切割-充填構造

（2）漫流沉積一漫流沉積物主要由碎屑組成，可含有少量粘土和粉砂。常呈塊狀，亦可出現

交錯層理或細的紋層。形成席狀或片狀沉積體。

(3)篩狀沉積一當源區供給沖積扇主要為礫石而無或極少其他粒級的物質時，在沖積扇的表

層便堆積了舌狀礫石層。扇體表層的礫石層就稱為篩狀沉積。篩狀沉積主要由次棱角狀的粗

大礫石組成，分選較好，其間充填物較少。

(4)泥石流沉積一當水流攜帶的礫石和泥砂沉積物達到足夠量時，就形成了密度大、粘度高、

呈可塑性狀態的流體，稱為泥石流。大量碎屑物質在泥石流中呈塊狀整體搬運，在扇體上堆

積后，形成泥石流沉積。(特點：泥石流經常發育在扇體的上部。其最大特點是礫、砂、泥

混雜，分選極差。層理一般不發育。粘度大的泥石流，其粗粒碎屑分布均勻，呈塊狀層理構

造，粘度不大者可具粒序層理，扁平狀礫石呈水平或疊瓦狀排列。)

4、沉積亞相：

(1)扇根：也稱為扇頭或扇首，分布于鄰近斷崖處的沖積扇頂部地帶，其特征是沉積坡度角

最大。主要為河床充填沉積及泥石流沉積

(2)扇中：位于沖積扇的中部，以沉積坡度角較小和辮狀河道發育為特征。以辮狀分支河

道和漫流沉積為主，砂巖、礫狀砂巖為主。可見平行層理和交錯層理，河道沖刷-充填構造

發育。

(3)扇端：也稱扇緣，出現于沖積扇的趾部，地形平緩，沉積坡度角低，沉積類型以漫流

沉積為主，沉積物較細，通常由砂巖夾粉砂巖、粘土巖組成，可見平行層理、交錯層理、沖

刷-充填構造等。

5、沖積扇類型

(1)潮濕扇：潮濕扇分布于年降水量較高的潮濕氣候區。潮濕扇主要受河流作用的控制，

泥石流作用相對較弱。在潮濕扇上，礫巖與砂巖的成熟度較高，煤和根土巖較發育。

潮濕扇特點：①粗大礫石主要集中于扇根部分，且多為碎屑支撐的塊狀層，礫石磨圓較好，

疊瓦狀排列常見。巖體呈透鏡狀或原始水平層疊覆，偶而夾有平行層或交錯層砂礫巖透鏡體。

②扇中主要為砂巖、砂礫巖和礫巖的互層。河道砂巖、砂礫巖具滯留沉積，槽狀和板狀交錯

層發育，礫石壩具平行層理及前積型交錯層。③扇端部分主要為辮狀河道砂巖，槽狀和板狀

交錯層發育，礫石壩具平行層理及前積型交錯層。扇端部分主要為辮狀河道砂巖，槽狀及板

狀交錯發育，局部見有平行層理和沙紋交錯層。

(2)干旱扇規模較小，沉積物多呈紅色。扇體由泥石流沉積、篩狀沉積、河道沉積和漫流

沉積組成。

干旱扇特點：①扇根主要為泥石流成因的雜亂礫巖和碎屑支撐的槽洪礫巖與篩狀沉積。沉積

物分選通常較差底部具侵蝕面，分選相對較好，可以有大型交錯層和疊瓦狀礫石組構。②扇

中主要由砂巖與礫巖的互層組成，砂巖與礫巖之比增大。分選較好的河成交錯層砂巖及砂礫

巖透鏡體增多，沖刷-充填構造發育。③扇端以砂質沉積為主，常夾泥質和粉砂層。泥巖

具干裂，缺乏植物化石。

6、沖積扇沉積的鑒別標志

⑴、巖性標志：沖積扇在巖性上差別較大，這主要是由于源區母巖性質不同造成的。大部分

沖積扇以礫巖為主，礫石間充填砂、粉砂和粘土級的物質，有些沖積扇也可由含礫的砂、粉

砂巖組成，扇頂部分以礫、砂巖為主，扇緣部分礫巖減少，砂、粉砂、泥質巖增多，層的厚

度變薄，扇體與平原過渡地帶，以粘土沉積為主。沖積扇沉積中常含有碳酸鹽、硫酸鹽等礦

物，如方解石、石膏等。它們是與碎屑同時沉積或是作為地表物質風化結果而堆積下來的。

⑵、結構標志：粒度粗、成熟度低、圓度不好、分選差是沖積扇沉積的重要特征，但不同沉

積類型，分選亦有較大差別

⑶、沉積構造及顏色：沖積扇層理發育程度較差或中等，細粒泥質沉積物可見薄的水平層理，

粗粒碎屑沉積有時可見不太明顯和不太規則的交錯層理。粗粒碎屑沉積中常見沖刷一充填構

造，主要發育在扇頂附近。砂質沉積局部可見水流波痕。礫石若有定向排列則呈“向源傾斜。”

泥質表層可發育泥烈、雨痕、流痕。

⑷生物化石：沖積扇中幾乎不含動植物化石，有機質較少。

(5)C—M圖特征(見沉積學P280,或拍的圖片)

⑹垂向層序：沉積扇在形成和發育過程中發生進積和退積作用，使其垂向沉積層序有明顯的

不同。當沖積扇向源區退積，形成下粗上細的退積正旋回層序；否則，相反，扇體的不同部

位，其沉積層序也不同。

⑺沉積相組合：在橫向上，向源區方向與殘積相、坡積相鄰接，向沉積區常與沖積平原組合

或風成一干鹽湖相相接，與河流或湖泊、沼澤沉積呈超覆或舌狀交錯接觸，有時也可直接與

濱海（湖）平原共生。甚至可以進入湖泊或海盆形成水下扇或扇三角洲。

7、沖積扇沉積與煤油氣資源關系

①泥巖沼澤發育的位置

扇間洼地扇中朵體間洼地扇尾地帶與扇前緣外側

煤層較厚煤層層數多，結構復雜煤層較薄，分布廣

側向連續性差單分層薄，灰分高側向連續性好

②儲油、氣層，形成次生油氣藏

③形成鈾礦資源

（1）、主要形成于濕潤地區的扇端或扇間的泥炭沼澤環境，分布局限；

（2）、煤系的巖性、巖相變化大、不穩定；可用于地層對比的標志層較少；煤層不易對比；

（3）、煤層厚度不穩定，變化大：多數為薄層狀-中厚層狀煤層；

（4）、煤層中一般含有較高的灰分，低硫份；

（5）、煤系地層中多見植物化石。

二、河流的概念、河流作用，河流分類、河流（亞、微）環境特點及沉積特征，河流沉積

的鑒別標志，不同河流沉積特征的異同，地質意義及與能源礦產的關系。

（一）、河流作用：

1、河流的侵蝕作用

（1）河流的下蝕（底蝕）作用：是以河流水體動力及其夾帶的砂石，對構成河床底部的巖石

進行沖擊、磨蝕、溶蝕等作用的過程。結果導致河床逐漸降低、河谷加深。

（2）河流的側蝕作用：是河谷加寬過程。在河流的中下游地段或彎曲河段，河水在慣性離

心力的作用下，偏向河灣的外測（凹岸）一側，在拐彎處形成螺旋狀前進的橫向環流，使河床

的凹岸受到沖蝕和侵蝕。

（二）河流的分類

1、按照河流搬運的沉積載荷類型、河道的兒何形態和沉積類型，將平原河流分為：

（a）富砂（推移載荷）的低彎度河（b）富泥（懸移載荷）的低彎度河（c）混合載荷的曲流河

2、按河道的平面形態：（a）辮狀河（b）曲流河（c）交織河

（三）曲流河沉積體系：環境特征一曲流河的突出特征是因河道側向侵蝕呈明顯的彎曲狀。

河道凹岸遭受侵蝕，在凸岸發生堆積，形成曲流沙壩。在河道強烈彎曲的地段，河流在洪水

期可因截彎取直或決口發生改道，使部分老河道廢棄。

1、曲流河的亞環境、微環境組成與沉積特征

（1）河道沉積（亞相）一河道滯留（微相）、曲流砂壩（邊灘）（微相）、廢棄河道（微相）

①河道滯留（微相）：它由粗礫巖和砂質巖組成，它是在河流流量最高峰時做短距離搬運

的產物。特點有a、礫石成分一般較復雜，有時還會有植物樹干、泥礫等沉積。b、以粗礫

巖和含礫粗砂巖為主，中細粒砂巖較少。c、由于穩定的水流作用，礫石呈明顯的定向排列，

構成疊瓦狀構造，礫石的最大扁平面傾向河流上游。d、呈透鏡狀產出，并位于河流沉積物

的底部，低界與下伏地層之間為一個明顯的侵蝕面。

②曲流沙壩（邊灘）沉積（微相）：在沙壩近主流線的較深水區域，通常沉積大型交錯交

錯層的中-粗砂；構成沙壩的下部單位。在遠離主流線的沙壩較高部位，水深變淺，沉積物

粒度變細，主要形成小型交錯層的細砂。造成特征的向上變細積序列

③廢棄河道沉積（微相）：曲流河道可因流槽截直逐漸廢棄，也可因曲流頸部截直突然

廢棄。河道口淤塞變成牛扼湖。主要是一套很厚的泥質沉積物，通常稱為泥質寒。牛姬湖沉

積的紋理發育，富含植物殘骸

（2）河道邊緣（亞相）：包括天然堤和決口扇，分布于河道邊緣，沉積物略粗。

①天然堤沉積（微相）：天然堤是位于河道岸邊的楔狀沉積物突起。主要為砂、粉砂和泥

質沉積物構成的薄互層。其中砂及粉砂層具有小型交錯層理和微平行層理；泥質層具水平層

理。

②決口扇沉積：決口扇是河水在洪水期沖決天然堤向泛濫盆地傾瀉時形成的扇狀或舌狀

砂質沉積體。常含大量植物碎片及泥礫。有小-中型槽狀交錯層、沙紋層理、流水波痕、粒

序層、平行層理等

(3)洪泛平原沉積(亞相)：洪泛平原又稱河漫灘、河道間，包括沖積平原上除了河道以外的

廣大地區。主要是由溢岸洪水引起的垂向加積單元。

①河漫灘(微相)：專指因河道迅速遷移，河道間地區的所有溢岸沉積物。主要為細砂、

粉砂和粘土。小型交錯層及平行層理常見。富含植物碎片、干裂等。

②河漫湖泊(洪濫盆地)沉積(微相)：為水平紋層狀的泥質層夾細砂或粉砂質薄層，富

含植物化石和根跡。

③漫灘沼澤(微相)：在濕潤地區，河漫湖泊充填變淺、形成的喜濕性植物叢生并有有機

質堆積的地段。

2、河道砂體的形態

(1)曲流河是一種河漫灘沉積比較發育的高彎度河流體系，將形成一系列曲流帶為細粒的

河漫灘沉積包圍的條帶狀河道砂巖透鏡體

(2)河道砂巖的橫剖面形態呈上平下突的透鏡狀

(3)基底沖刷面起伏明顯

(4)河道砂巖在等巖性圖上呈串珠狀的條帶

(四)辮狀河沉積體系：辮狀河由一系列寬而淺的河道、河道沙壩及河間沖積島組成。

1、沉積特征(參看課本P108)

(1)辮狀河有河床滯留沉積，出現在河床底部，以砂礫沉積為主。

(2)其上發育河道沙壩，河漫灘沉積不發育。

(3)河道沙壩沉積物一般較粗，成分復雜，成熟度較低，常為長石砂巖類或巖屑砂巖類

2、辮狀河的垂向沉積序列：

(1)沉積層序的最底部為河床滯留沉積，以含泥礫的粗砂巖和礫質砂巖為主，與下伏層侵

蝕沖刷接觸(SS)。

(2)其上為不清晰的大型槽狀交錯層理含礫粗砂巖(A)、具清楚槽狀交錯層理的粗砂巖(B)

及板狀交錯層理砂巖(C)。

(3)再向上主要由小型板塊狀交錯層理砂巖(D)組成，偶見大型水道沖刷充填交錯層理砂巖

(E)。

(4)頂部由垂向加積的波狀交錯層理粉砂巖和泥巖互層(F)及些具模糊不清的、角度平緩

的交錯層理的砂巖(G)組成。

(五)交織河(富泥低彎度河)沉積體系：

富泥低彎度河是指被泛濫平原分成若干條彼此分隔而又會合的持久河道系統，其中各條

支流可以有不同的彎曲度；分支河則是因原始河道快速加積淤塞、分支而成的。

1、沉積環境特征

(1)主要分布于地形平坦的濱岸平原，河流的河道狹窄。

(2)河流以垂向侵蝕為主，基底呈強烈的起伏狀，常具滯留沉積物。

(3)河道橫剖面一般為對稱或近于對稱的曲線狀。河道砂體形態呈伸長狀的狹窄條帶，橫

剖面為對稱或近于對稱的上平下昌的透鏡體。

(4)河道寬/深比一般小于10。砂/泥比大大小于1。河道砂體呈分支狀或交織狀銀嵌于漫

灘的泥質沉積之中，古流向分散。

(5)河道常為交織狀或網狀。河道被泛濫平原分隔，河道間常發育有沼澤和小型湖泊，植

物茂盛，排水不暢。常夾煤線或煤層，植物化石及根跡發育。

2、交織河沉積相特征

(1)河道沉積：主要為砂和礫組成的深而狹窄的條帶狀沉積。底部具有明顯的侵蝕面，周圍

被濕地環境的細粒沉積物所包圍。在平原區以砂質河道沉積為主，底部也可有薄的礫石層；

在山區則主要發育礫質河道。河道充填的砂層具板狀交錯層理，為多層向上變細的層序。

(2)天然堤沉積：發育在河道沉積的兩側，一般厚數米，寬數十米至數千米。沉積物由紋層

狀細砂和粉砂薄層組成，偶夾有機質透鏡體。

(3)決口扇沉積：砂質決口扇沉積在網狀河流體系中極為普遍，通常是細砂及粗粉砂組成的

葉狀沙席，扇底部為紋層狀粗粉砂和細砂，再上為一向上變粗的厚層序，具流水波痕和少量

高角度交錯層理的中粒砂及細礫沉積物。上部扇沉積物粒度變細為溢岸泥質沉積，其上植被

繁茂。

")泛濫湖泊沉積：在濕地環境普遍發育有大小不等的淺水湖泊次環境。主要為紋層狀粉砂

質粘土，但常因生物的擾動紋層完全破壞。

(5)沼澤沉積：沼澤沉積多為生物擾動的泥質沉積物，有時由薄紋層有機質和碎屑泥沉積(粉

砂質泥和泥質粉砂)所組成，含有大量水生植物群。

(6)泥炭沼澤沉積：?般為泥炭層，厚度多變，分布面積廣泛，可達數十平方千米。

交織河流的分支河道間的濕地長期發育的沼澤和泥炭沼澤可以形成巨厚的煤層。交織河流晚

期的廢棄河道和河道間淺湖均可演變為沼澤環境，也是很好的聚煤場所。

(六)不同類型河流的沉積特征

1、辮狀河沉積：心灘是辮狀河河道中的標志性地貌單元,河道與河道砂壩的頻繁遷移是辮狀

河流的最重要特點

以河道砂巖為主，河漫灘沉積不發育。整個剖面中，河道砂與漫灘沉積之比通常大于1,

最高可達4以上。河道沉積的突出特征為：

(1)主要為中一粗粒砂巖。

(2)具河道壩序列，但是在剖面上常常是不完整旋回反復疊置的巨厚層，最大厚度逾百米。

(3)垂向上粒序性較差，自然電位曲線形態多為箱狀。

(4)砂體呈寬闊的板狀，寬/厚比大。多河道充填的砂巖在側向上彼此連接成席狀。

(5)砂體基底沖刷面比較平坦，厚度在區域上變化小

2、曲流河沉積：

曲流河沉積具有較發育的河漫灘沉積，在整個相序中砂/泥比近于1。河道沉積特征為：

(1)主要由中一細粒砂巖組成。

(2)具曲流沙壩序列。在剖面上可以是完整的序列，也可以是不完整旋回疊置成的厚砂體。

砂體厚度一般在10-30mo

(3)正粒序發育，自然電位曲線多呈鐘狀。

(4)砂體橫剖面為上平下產1的透鏡體，四周為細粒的河漫灘沉積包圍，砂厚圖呈不規則的串

珠狀條帶。

(5)砂巖基底沖刷面起伏明顯，最大起伏可達3-4m。

3、交織河(富泥的低彎度河)沉積：主要分布了地形平坦的濱岸平原地區。泛濫平原發育、

植被繁茂；河道狹窄，常為交織狀或網狀，河道被泛濫平原分隔是其主要特點。

交織河的河道砂巖的百分數較低，但河漫灘的細粒沉積卻十分發育，其中常夾煤線及煤

層。砂/泥比通常大大小于1,一般為1/2或2/3。河道砂體具體的特征主要為：

(1)主要為細粒砂巖，局部為中一細粒砂巖。

(2)砂體具邊灘沙壩序列或河道充填序列，序列上部常見泥質塞。

(3)垂向上正粒序明顯或模糊，自然電位曲線呈鐘狀或塊狀。

(4)砂體呈上平下凸的透鏡體，橫剖面形態比較對稱，規模較小，厚度一般在5—12m,寬

度小于300m,寬/厚比小于20。砂厚圖等值線呈狹窄的條帶狀或豆莢狀。

(5)基底沖刷面起伏強烈。

(七)河流沉積的主要鑒別標志：

1.巖石類型及其組合

(1)河流沉積發育的巖石類型以碎屑巖為主，次為粘土巖，碳酸鹽巖極少出現；在碎屑

巖中，又以砂巖和粉砂巖為主，礫巖多出現在山區河流和平原河流的河床沉積中。

(2)碎屑巖的物質成分雜，它與源區以及河流流域的基巖成分有關。?般不穩定組分

高，成熟度低。礫巖多為復成分的，砂巖以長石砂巖、巖屑砂巖為主，個別也出現石英砂巖，

泥質膠結者居多，間或有鈣、鐵質膠結者。

(3)大多數河流的水介質是弱氧化的，并幾乎是中性至弱酸性的，故河流相沉積中不

出現海綠石，菱鐵礦等二價鐵礦物也常見。粘土礦物以高嶺右較多，伊莉石較少。

2結構

河流體系碎屑沉積物以砂、粉砂為主，分選差至中等，分選系數一般大于1。粒度頻率

曲線常為雙峰，粒度概率曲線顯示明顯的兩段型，且以跳躍總體為特征，其分布范圍為

1.75?3.0①之間，跳躍總體與懸浮總體之間的截點在2.75—3.58之間，懸浮總體的含量

為2?30%,通常缺乏滾動總體，如果有，也比1①粗。

3沉積構造

(1)河流相層理發育，類型繁多，但以大型板狀和大型槽狀交錯層理為特征。

(2)在河流沉積的剖面上，大型板狀、槽狀交錯層理發育在下部；小型者發育在上部，

波狀層理發育在剖面頂部。

(3)河流沉積中常見流水不對稱波痕，也可見礫石的疊瓦狀排列，扁平面向上游傾斜，傾

角約為10-30o。河流沉積的最底部常具明顯的侵蝕、切割及沖刷構造，并常含泥礫及下伏

層的礫石。

4、生物化石：河流體系生物化石一般保存不好，通常較難見到動物化石及較完整的植物化

石，所見者常是破碎的植物枝、干、葉等。河床亞相典型的指相化石為硅化木，它是植物的

干或莖在開放系統條件下硅化而成。河漫沼澤沉積中可見炭化植物屑袁完整的植物化石，它

們多是在封閉缺氧條件下保存下來的。在時代較新的河流地層中可見到有推動物化石。

5剖面結構：沉積剖面上，自下而上表現為下粗上細間斷性正韻律或正旋回，每個旋回底

部發育有明顯的底沖刷現象。典型的河流沉積剖面應具有完整的河流沉積層序，即具有完整

的“-^11勾”

6砂體形態：河流砂體的平面上多呈彎曲的長條狀、帶狀、樹枝狀等。在橫切剖面上，呈

上平下凸的透鏡狀或板狀嵌于四周河漫泥質機積之中。如辮狀河心灘砂體和曲流河邊灘砂

體，總是呈透鏡狀成群出現，交錯疊置，四周為泥質沉積所包圍，顯示河道的多次往復遷移。

7測井形態特征：河流沉積自然伽瑪、自然電位與視電阻率組成的測井響應呈圣誕樹狀或鐘

狀。

(八)河流沉積與煤油氣資源：

1、泥炭沼澤發育場所

2、石油、天然氣、水儲層良好的生儲蓋組合

三、湖泊與沼澤的概念，湖泊分類，湖泊亞環境及沉積特征，鑒別標志；地質意義及與能

源礦產的關系。

湖泊一是陸地上穩定的天然蓄水盆地

形成巨厚的碎屑沉積，膏鹽和巖鹽等化學沉積；

湖盆沉積在剖面上往往是一個向上變粗、變淺的序列；

水動力條件也往往是從邊緣向湖泊中心逐漸演變的；

湖泊沉積是煤的積聚、石油與天然氣生成與儲集的?種重要類型：

與湖泊沉積相關的粘土及鹽類礦床也是具有重大價值的資源。

(一)、湖泊的主要特征及分類

1、湖水的溫度分層：

(1)隨著深度的增加，溫度將逐漸降低，當達到某一深度時，水溫降低很快，這個水溫突

然變化的水層稱為溫躍層；

(2)在溫躍層以下，水體較冷，密度較大并處于停滯狀態，人們通常把該層稱為下部滯水

層；

(3)溫躍層以上為水體運動活躍、混合良好的暖水層，一般稱為上部溫水層。

2、湖泊的水動力條件：

湖泊潮汐作用很弱，湖浪的大小與湖泊的規模和風的吹程有關。在較淺的湖區，風暴浪

改造近岸沉積，可以產生類似于陸棚的風暴沉積

3、湖泊的水化學條件

(1)在溫暖潮濕氣候區的淡水湖中，生物的繁殖率很高。當這些生物死亡后沉積于湖底，

可使湖底的游離氧消耗貽盡，造成無氧帶。這種湖泊一一稱為富營養湖泊，其沉積物主要為

黑色的富含硫化物的有機質組成的腐殖泥。

(2)如果生物繁殖率低，或者水體保持良好的氧化條件，那么水體中因含游離氧較多，只

能沉積黃灰色的含植物和藻類的軟泥。軟泥中可以見到底棲動物化石。這種湖泊稱為貧營養

的湖泊。

4、湖泊的分類

(1)按湖水鹽度將湖泊分為淡水湖、咸水湖和鹽湖。鹽度＜0.1%者稱為淡水湖，鹽度＞3.5%

者稱為鹽湖，介于二者之間的稱為咸水湖。

(2)按湖泊的沉積物類型分為以陸源碎屑沉積為主的碎屑沉積型湖泊和以蒸發巖為主的化

學沉積型湖泊。

(3)按湖盆的成因分為構造湖、河成湖、火山湖、溶蝕湖和冰川湖等。

(4)我國石油地質工作者通常按湖盆地成因將其分為斷陷湖泊、坳陷湖泊和過渡型湖泊三

個主要類型

(二)碎屑湖泊沉積相

1、濱湖相

(1)在碎屑沉積的湖岸一湖灘:其組成可以是礫石質的，也可以是砂質的。砂質沉積中常

見波痕、小型交錯層以及沖洗交錯層

(2)地形平緩的泥質湖岸一泥灘：為粉砂質泥巖和泥質粉砂巖。常具水平紋層、透鏡狀層

理、韻律層理、沖刷面、干裂、直立蟲孔及植物根跡。

2、淺湖相

(1)水體透光性較好生物、特別是底棲生物十分發育。

(2)沉積物主要粉砂質泥巖夾薄的粉砂巖與細砂巖，或者呈互層狀產出。

(3)泥巖呈塊狀或具粉砂紋層。富含底棲生物化石，生物擾動構造發育。顏色以灰綠色居

多。

(4)砂巖和粉砂巖多為薄的下平上凸的透鏡體，內部具小型浪成交錯層。

3、深湖相

(1)無氧深湖泥巖。深灰-黑色的泥巖和頁巖。富含有機質和黃鐵礦，水平紋層發育，常含

保存完好游泳生物化石；

(2)氧化深湖相泥質巖：主要為韻律性的紋層狀泥巖，一般呈灰色。

(1)湖底濁積扇：可因河流直接注入或滑坡產生。

(a)內部扇為碎屑流沉積的雜亂礫巖和近基濁枳巖，序列上部的砂巖和泥巖為天然堤沉積

(b)中部扇為不夾泥巖的巨厚砂巖和砂巖復合層。單層具粗尾粒序或反-正粒序；砂巖具正

粒序或塊狀。為缺乏天然堤的辮狀水道反復遷移的結果。

(c)外扇是薄層粉砂巖與泥巖的互層。

(2)湖盆平原沉積：是指湖底地形平坦的地區。原以典型的濁積巖為特征，其主要巖相為

單調的砂巖與頁巖互層。

4、湖灣沉積：湖灣是指濱岸沙壩背后或者三角洲分流間形成的半封閉水域。沉積物以粉砂

質泥巖為主，偶爾夾有薄的砂及粉砂層

(1)在潮濕氣候區，湖灣沉積為黑色或深灰色的富含有機質粉砂質或砂質泥巖。常夾有

劣質油頁巖、薄煤層或煤線。其中植物化石豐富，根土構造發育；

(2)在干旱地區，湖灣主要為淺色的富含碳酸鹽的紋層狀泥巖或泥灰巖。白云巖化強烈，

也常見干裂及鹽類假晶。

5,湖泊三角洲沉積

(1)淺水型三角洲一特征是以分流河道砂體為骨架，河口壩沉積不發育。在多數情況下，

分流河道砂體直接與湖相泥巖呈沖刷接觸；

(2)深水型三角洲一特點是具有厚而完整的進積序列，骨架砂體呈厚的豆莢狀；

(三)鹽湖沉積相帶劃分及特征

1、深水鹽湖相

含鹽層系組合為石鹽、石膏和暗色泥頁巖或鈣質頁巖及油頁巖的互層。鹽類沉積和砂泥

沉積在平面分布上有明顯分帶性，從湖心向岸，依次出現膏鹽沉積區-膏鹽和泥質沉積區-

砂泥沉積區。

2、淺水鹽湖相

淺水鹽湖相多發育在某些盆地演化的坳陷階段和衰亡階段。由于受其所在自然地理環境

控制，入流量和降水量較少，一般湖水深度均比較小；在這些鹽湖中，不同成分鹽類的分布

狀況大多不呈同心環帶狀。

3,干鹽湖相

干鹽湖通常分布在鹽湖的外圍或鹽湖發育的晚期，它是鹽湖湖水被蒸干或基本蒸干而裸

露在地表的干鹽灘。邊緣相以含方解石結核和鈣質膠結物為特征；泥坪相以方解石和白云石

為特征；湖相則以天然堿(碳酸鈉)或油頁巖(方解石或白云石質)為特征。

(四)、湖泊沉積環境的鑒別標志

(五)、湖泊沉積與能源礦產的關系：參看課本P115和沉積學p307

(六)、沼澤及沼澤沉積：

1、沼澤：陸地表面充分濕潤、喜濕性植物叢生并有有機質堆積的地段。

2、沼澤成因：

(1)水體邊緣和附近地區(如海濱、湖濱、等)的沼澤化.

(2)由于地下水面提高，接近地面使陸地直接沼澤化

(3)湖泊被淤淺，最后成為演化成為沼澤。

3、沼澤生物沉積作用：

基本上就是沼澤的生物堆積作用。在沼澤地區生長的大量喜濕性植物死亡后，其遺體堆

積起來。在沼澤的積水和上覆植物遺體以及泥沙的掩覆下，通過一系列生物和化學作用，形

成含碳質較高的、質地疏松的棕褐或黑色物質，稱為泥炭。伴隨有地殼的緩慢下降，則可

形成巨厚的泥炭層。泥炭層在上覆沉積物壓實作用下，脫水，形成腐植煤，進而形成褐煤、

煙煤及無煙煤。

第四章：過渡相組

一、三角洲：

(一)、三角洲的概念、三角洲的作用與控制因素，三角洲的發育過程

1、當河水攜帶著大量沉積物流入一個相對靜止和穩定的蓄水盆地時，在二者的匯合處將沉

積物堆積下來，這個沉積體一一即三角洲。如果蓄水盆地是大陸內部的湖泊，這個三角洲被

稱為湖泊三角洲，如果是海洋則稱為海相三角洲。

2、三角洲具有巨大的經濟價值。現代三角洲的陸上部分是人口稠密的經濟發達區，古代的

三角洲沉積則因賦存有豐富的煤、石油和天然氣，受到人們的高度重視。

3、三角洲的的作用與控制因素：

(1)河流的作用：河流的流量和輸砂量是形成三角洲的物質基礎。

(2)蓄水體(海、湖水體)的密度與河水密度差異：

①河水密度〉蓄水體密度：為高密度流動，沿底部流動。

②河水密度=蓄水體密度：為等密度流動，屬軸狀噴流；

③河水密度〈蓄水體密度：為低密度流動，屬嚴格的平面噴流類型。通常發生在河流入海

處。

(3)蓄水體的水動力作用：波浪、潮汐、海流可對河流輸入的泥砂進行改造和再分配，改變

著三角洲發育的形狀。

(4)河口區海底地形：河口區海底坡度小，水體淺，有利于三角洲的形成。

(5)蓄水盆地的構造特征：水盆地相對穩定，或沉降緩慢，沉降速度小于或略等于沉積速度，

對三角洲的形成和保存有利。

4,三角洲的發育過程

(1)河口砂壩和河道分叉的形成：

(2)決口扇的形成與三角洲的延伸：

分支河道不斷向海延伸，河床淤高。洪水季節洪流沖決天然堤，沉積物逐漸淤積而成決

口扇。三角洲的廢棄和發育相互轉化，交替出現，結果各三角洲彼此連接和部分疊合，形成

三角洲復合體。

(二)、三角洲的分類，不同三角洲的亞、微環境組成與沉積特征：

1、三角洲的分類：

有人根據形成三角洲的水動力條件，分為河控三角洲、浪控三角洲和潮控三角洲等；

有人用鳥足狀三角洲、朵狀三角洲和尖頭狀三角洲來對三角洲命名；

也有人根據注人蓄水盆地沖積體的不同類型來對三角洲加以概括，如將沖積扇直接注入蓄水

盆地形成的沉積體稱為扇-:角洲，將辮狀河注入蓄水盆地形成的沉積體稱為辮狀河三角洲1；

還有人根據蓄水盆地水體深淺，將三角洲區分為深水三角洲和淺水三角洲。

還有人考慮蓄水盆地基底坡度，將三角洲區分為緩坡三角洲和陡坡三角洲。

⑴、GallowayWE(1975)三角洲分類：

a、河控三角洲一河控三角洲是在河流輸入泥砂量大，波浪、潮汐作用微弱：①鳥足狀三角

洲；②朵狀三角洲。

b、浪控三角洲一浪控三角洲的平面形態呈鳥嘴狀，海洋的波浪作用大于河流的作用，河

流輸入泥砂量少，形成平行于海岸的海灘、砂嘴、砂壩。

c、潮控三角洲一河流流入三角港或其他形狀的港灣，由于潮汐作用遠大于河流作用，在港

灣中堆積的泥砂受潮汐作用的強烈改造，僅形成小型三角洲。外形受港灣控制，發育的潮汐

砂壩。

(2)、GallowayWE和薛良清(1988)三角洲分類

Galloway和薛良清合作(1988),建立了一個包括扇三角洲、辮狀河三角洲和正常三角洲在

內的三角洲擴展分類。

賽7-1三雋洲體系的分類(據Galloway和靜良清,1988)

洲平原

沖積扇灣狀河平原分流平原

二角洲前瞟、

河控南三角洲河控辮狀河三角洲河控三角洲

浪控浪控?三甭洲浪控辮狀河三角洲浪控三角洲

潮控潮控扁三角洲潮控辮狀河三角洲潮控三角洲

2、河控三角洲亞環境級沉積特征

(1)三角洲平原沉積特征

①分流河道沉積一為砂和粉砂沉積物。橫剖面形態為近于對稱的透鏡體。為向上變細

的沉積序列：

②天然堤一發育在河道兩側，由細砂、粉砂和泥質組成。砂質沉積內部具沙紋交錯層和

流水波痕；

③泛濫盆地一沼澤及湖泊一排水不良，但植物繁茂，沉積物主要為富含有機質的喑色泥

巖夾泥炭和煤層。植物化石豐富，根上構造發育。湖泊的規模通常較小，沉積物主要為泥巖;

④決口扇沉積一發育在天然堤兩側和分流間海灣，呈扇狀分布，由細砂和粉砂組成。常

見粒序層、沙紋層和平行層理；

⑤分流河道間沉積、分流間灣沉積一分流間灣是指分流河道間與海洋相通的相對低凹

的地區。為泥質，含少量粉砂和細砂，具水平層理和透鏡狀層理。含海相動物化石。

(2)三角洲前緣沉積特征

①水下分流河道沉積一是陸上分流河道的延伸部分。沉積物中常含粘上碎塊，具交錯

層理、流水沙紋層理和侵蝕面等；

②水下天然堤沉積一由極細砂和粉砂組成。可見沙紋層理、浪成波痕、蟲孔和包卷紋

層等；

③河口砂壩沉積一由砂質沉枳物組成。質地純凈，分選良好，具多方向槽狀交錯層和

沖刷面。河口壩末端通常稱為末端壩，為細砂、粉砂和泥組成的交互層。具反粒序，有水平

紋層、波狀及透鏡狀層理，河口壩單元形成向上變粗的序列；

④前緣席狀砂一河口壩經海洋營力改造形成。

(3)前三角洲沉積特征

前三角洲位于前緣的向海一側，水深通常在浪基面以下。沉積物主要為泥和粉砂質泥，

富含有機質，可見海綠石等自生礦物；層理主要是水平紋層。在近前緣的部分可出現少數

粉砂薄層，其中有小型交錯紋層和波痕等構造。含海相動物化石，有較多的蟲孔及生物擾

動構造。

(4)沉積相組合、沉積旋回及演化

①平面相組合及垂向層序

當波浪作用稍強，三角洲前緣砂體被波浪和沿岸流所改造，使三角洲呈朵狀和鳥嘴狀，

碎屑物質被攜帶至三角洲側翼，形成海灘和障壁島相沉積，這種平面組合就形成了河流——

三角洲一灘壩沉積體系。

當河流碎屑物質供應充分時，三角洲向海推進至較深水，形成巨厚的三角洲前緣和前三

角洲堆積，并形成一定的坡度，由于事件性因素的影響，它們在重力作用下發生滑動，可在

三角洲前緣深水區形成重力流沉積，通常形成深水濁積扇。這種平面組合構成了河流一三角

洲一深水濁積扇沉積體系。

前種組合或沉積體系多出現在浪控三角洲或河控朵狀三角洲發育的地區，而后--種組

合出現在河控三角洲發育的地區。

三角洲在平面上依次鄰接而出現的相，在垂向上亦依次遞變。垂向層序為下細上粗的逆

粒序旋回。在層序上部局部出現三角洲平原分支河道下粗上細的間斷性正旋回，頂部出現夾

炭質泥巖和薄煤層的沼澤沉積。在河控三角洲垂向層序中，由下至上海相化石減少，而陸相

化石尤其植物化石增多，以至頂部出現炭質泥巖或薄煤層；波浪波痕及其產生的交錯層理向

上減少，流水波痕及其產生的交錯層理增多。

②三角洲沉積旋回

三角洲沉積旋回分為兩個時期：即建設期和破壞期：三角洲向海推進增長發育時期稱三

角洲的建設期；三角洲被海水淹沒遭受侵蝕破壞的時期稱三角洲的破壞期。

每個單一的三角洲沉積體在垂向上就代表了一個沉積旋回，每個旋回都是以三角洲的建

設