沉积环境与沉积相 1

2025-05-12

沉积环境与沉积相 尹涛 61110713 资源勘查工程 一、沉积环境的概念

“沉积环境这个术语技沉积学的意义通常是指沉积作用进行的自然地理环境。在地球表面不同的部分所发生的自然作用(物理的、化学的和生物的)都是不问的,因此可特地球表面区分为不同的自然地理单元,每一个单元即构成一种自然地理环境。暴露在地表的各种地质体,从遭受风化、剥蚀、搬运到沉积形成各种沉积物,自始至终都是在各种自然环境中进行的。虽然沉积作用也受地质构造控制,而已这种控制是极为重要的,甚至是具有决定意义的,但地质构造作用总是通过改变自然地 理条件间接地对沉积作用和沉积过程施加影响。所谓自然地理条件主要是地貌、气候、动植物、水深、水温、水动力和水化学等因素。在这些因素中地貌特点对限定各类环境的范围起着重要作用,所以人们习惯地根据地貌单元来划分沉积环境。例如河流环境、湖泊环境、三角洲环境、滨海环境、生物礁环境、海底扇环境等。二、沉积相的概念

沉积学中的“相”或“沉积相是地质学中的一个基本概念,然而也是—‘个长期有争议的概念。在地质学发展的早期,“相”这个术语就被丹麦学者斯丹诺引入列地质文献中来了。当时斯丹诺只是从地层学的意义上用“相”来表示“时期”和“阶段”。最早赋于“相”以沉积学含义的是瑞士学者格列斯利。当时格列斯利在研究瑞士西北部休罗纪地层时,发现该地层在岩性和古生物面貌方面有极大的变化。于是,格列斯利就用“相”来描述这种变化。他认为地层单位的“相”或“象”的种种变化具有两个主要特点:一是岩性相似的地层单位必然具有相同的古生物组合;另—‘点是不同岩性的地层单位不可能具有同一属种的生物群。然而,后来的他质学家在用“相”这个术语时却发生了混乱,出现了种种不同的理解。有的指地层的岩石类型,如“砂老相”、“灰岩相”等;有的指岩石的成因作用类型,如“浊积岩相”、“生物礁相”等;有的指沉积环境,如“河流相”、“滨海相”等,还有的与构造环境联系起来,如“磨拉石相”、“复理石相”等,而将“相”作为地层学中的一个地层单位来应用的观点则很少有人再使用了。由于“相”这个术语的含义比较混乱,有人曾主张在使用“相”的术语时,“只要明确指出这个词的含义,那末,64B’这个术语的各种用法都是可行的”。

近些年来,随着沉积学飞速的发展,人们对“相”的认识也逐渐趋向统一。当前国内外地质界多数人的认识是把“相”或沉积相看作是沉积环境的物质表现。在一定的沉积环境中进行着一定的沉积作用.并形成一定的沉积组合。沉积环境和沉积作用的各种特点,必然会在这些沉积产物中留下某些记录。这些记录芒要表现为岩石组分、几何形态、结构、构造、生物化石等方面的差异。所以“相”应是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的规律综合(。根据这个定义,“相”与“环境’’不是同一的概念。“环境”是条件、原因,而“相”是环境中诸作用的产物、结果。塞利曾用简暗的图解明确地表示出“环境”和“相”之间的这种因果关系(表1—1) 据上所述,“相”或“沉积相”对恢复古环境来说,应是一种解释性的术语。在实际工作中常遇到这样一些情况;或者由于地质记录的不完备和特征件的标志没有暴露,“相”的类型gZ法确定;或者由于人们认识上的差异,对同一现象常有不同的解释,从而导致在确定“相’絮型时常出现意见分歧。为此,曾有人主张引入“岩相”和”生物相’’两个术语为描述意义的相(呐,用以表示沉积岩体中可观察到的特征。“岩相’P5表示岩石综合待征的岩石单位,“生物相”则是表示生物持征的岩石单位。前者如“交错层砂岩相”、“纹层状泥灰岩相”等;后者如“笔石页岩相”、“壳相”等。作者认为,如将“岩相”及“生物相”作为描述性术语使用,那末,“沉积相”则可作为具有成因含义的术语。因此,在实际工作中,只有综合分析了所收集到的岩石的、生物的、化学的特征以及厚度,形态和接触关系等各种反映沉积环境的倍息,并对其形成约环境作出判断后才可使用“沉积

相”这个术语剧如“浅海砂岩相”意味着这套砂岩(或以砂岩为主的一段地层)是在浅海中形成的;“生物礁相’’意味着它们是在生物礁环境中形成的;其它如“浊积相”、“河流相”等。所以,“沉积相’’是具有解释性的术语。

此外,近二十年丰,随着在碳酸盐岩中油气勘探工作的需要及新的碳酸盐沉积学理论的发展,开创了根据岩石薄片进行微相分桥的新领域。早在1943年布鲁恩曾提出“微相比)”术语用以表示在显微镜下所显示出来的环境持征。埃里克·弗卢格、威尔逊等人都研究过一些微相类型。埃里克·弗卢格在总结前人研究的基础上对“微相”下了一个简明定义。他认为“微相”是在薄片、捐片和光面上表现出来的古生物的和沉积的标志的综合。术语“微相”首先是在碳酸盐岩石学的研究中得到广泛地应用,随后又扩展到碎屑岩领域。“微相”研究为环境分析提供了大量有价值的微观信息。。

二. 大陆环境中沉积相类型及其识别标志 1.1 冲积扇相

冲积扇相是大陆沉积体系中颗粒最粗、分选最差的近源沉积物,以砾岩、砂砾岩和砂岩为主,夹粉砂岩和泥岩。包括河道沉积、漫流沉积、筛积物及泥石流沉积。其识别标志可从以下五个方面描述。

(1)岩性特征:以砂砾岩为主,含碳酸盐、硫酸盐等矿物。

(2)结构标志:成熟度低,粒度粗;扇根到扇缘分选和磨圆逐渐变好;粒度逐渐变细。扇体与平原的过渡地带以粘土为主。粒度曲线跳跃总体发育差或整体呈略向上拱弯弧状。

(3)沉积构造标志:泥石流沉积—块状、递变层理;河道沉积—砾石叠瓦状排列;筛状沉积—块状构造;漫流沉积—平行、交错、块状、水平层理、变形构造及暴露构造。常见冲刷—充填构造。

(4)颜色标识:泥质沉积物多带有红、黄、棕红等氧化色。 (5)生物化石标志:几乎不含化石,很少含有机质。 1.2 曲河流相 1.2.1 河床亚相 (1)河床滞留沉积

沉积物以粗粒为主,多为砾石,时有垮塌或冲刷泥砾;发育明显的冲刷—充填构造,可有叠瓦状构造;横向上河床滞留沉积呈透镜状、席状;垂向上其位于河流沉积的最底部。

(2)边滩沉积

沉积物以砂为主,成分成熟度较低;分选中等,跳跃组分为主;发育大中型槽状、板状交错层理,平行层理;沉积物垂向上向上粒度变细,层理规模变小;横向上呈板状、透镜状而平面上呈带状。

1.2.2 堤岸亚相 (1)天然堤

沉积物为粉砂、泥的薄互层,向河道方向可有细砂,一般单旋回厚几厘米至几十厘米;发育小型波状、槽状、攀升层理、水平层理,顶部可有水平层理、暴露构造;天然堤位于边滩沉积之上,剖面呈楔形而平面呈豆荚状。

(26)决口扇 沉积物以细砂、粉砂为主,较天然堤粗;发育中小型交错、波状层理,冲刷—充填构造;垂向上上下均为河漫泥质沉积,单旋回厚十几厘米—几米;剖面上呈透镜状;平面上呈舌形或扇形;垂向上为正粒序。

1.2.3 河漫亚相

河漫滩

沉积物以粉砂、粘土为主;发育水平层理、波状层理、各种暴露构造(干裂和雨痕、不

对称波痕)

;垂向上:垂向加积产物,位于河流相旋回的上部;化石稀少,见植物碎片。 ( 2

)河漫湖泊 沉积物以粘土、 粉砂为主,

是河流相中最细部分; 洪水期沉积层理不发育, 湖泊沉积中 具水平层理。 ( 3

)河漫沼泽

沉积物与河漫湖泊多相似, 特别的是其具有泥炭沉积; 构造上以块状为主, 粘土岩中有 时可见水平层理 1.2.4

牛轭湖亚相

沉积物以粉砂、粘土为主;发育交错层理、水平 /

块状层理。 1.3

辫状河相

辫状河沉积以心滩为主,

心滩是在多次洪泛事件不断向下游移动过程中, 垂向加积而成。 沉积物以砂砾为主, 少有泥质加积; 分选中等—差, 滚动组分为主;

发育大型板状交错层理 为主,

不同时期沉积层间有冲刷面; 平面上:

上游沉积物较粗, 遭受侵蚀,

下游沉积物较细,

发生沉积;垂向上:不明显的向上变细粒序;横向上:单个透镜状,多彼此冲刷相连,形成

“砂包泥” 。

1.4

网状河相 1.4.1 河道沉积

沉积物以砂为主;结构:跳跃组分;发育槽状交错层理;平面上呈带状、网状;剖面上 砂体厚、窄,呈多层叠置的透镜状;垂向上:垂向叠加为主,少有侧向加积。 1.4.2 湿地沉积

沉积物为富含泥炭的粉砂、粘土;横向上呈现“泥包砂” 。 1.5 湖泊相 1.5.1 滨湖亚相

沉积物以杂色砂岩、 粉砂岩为主,

有时具砾岩或生物介壳; 成熟度较高; 下部发育交错

层理、浪成波痕,上部发育暴露构造;有生物化石碎片及植物根等。 1.5.2 浅湖亚相

沉积物为浅灰、 灰绿色粘土岩、 粉砂岩,

可夹颗粒灰岩薄层或透镜体; 结构成熟度较高;

发育波状层理、水平层理、透镜状层理、浪成波痕;底栖生物化石丰富,多破碎,磨蚀。 1.5.3

半深湖亚相 沉积物为灰 .

、灰黑色粘土,有时含粉砂、碳酸盐薄层;发育水平层理;生物化石多为 浮游生物。 1.5.4 深湖亚相

沉积物为暗色粘土岩,有机质含量高;发育水平层理;生物化石为浮游、游泳生物,保 存较好;横向上分布稳定。 2

海陆过渡环境中沉积相类型及其识别标志 2.1

三角洲相 2.1.1

三角洲平原亚相

( 1

)分流河道

以砂为主,向上变细,为正韵律;层理构造:槽状或板状和波状交错层理;形态特征: 砂体剖面透镜状;曲流砂坝不稳定。化石及沉积特点:泥砾、植物干茎等残留沉积物。 ( 2

)天然堤

以粉砂和粉砂质黏土为主, 由河道向两侧变细和变薄; 沉积构造:

水平纹理和波状交错层理发育,水流波痕发育,有时可见雨痕和干裂等暴露成因构造。化石:植屑、植茎、植根

和潜穴等较常见。发育着钙质和碳酸盐结核。 ( 3

)决口扇

以细砂和粉砂为主,比天然堤粗,稳定性差,发育块状层理和小型交错层理。 ( 4

)沼泽

沉积物为暗色有机质泥岩、泥炭或褐煤沉积,常夹薄层粉砂岩,均匀层理和水平纹理。 化石:含植屑、炭屑、植根、介形虫和腹足类以及菱铁矿等。 ( 5

)分流间湾 岩性为泥岩,

中夹少量透镜状的粉砂岩和细沙岩。 岩石中水平纹理发育, 生物扰动作用

强烈,偶见海相化石。 2.1.2

三角洲前缘亚相 ( 1

)水下分流河道

多层小韵律砂岩叠合在水下形成砂体,周围则是滨浅湖 /

海相泥岩;垂直流向剖面上呈 透镜状,侧向变为细粒沉积物。 ( 2

)水下天然堤

沉积物为极细的砂和粉砂。

流水形成的波状层理为主, 局部出现流水的与波浪共同作用

形成的复杂交错层理。有时可见植物碎片。 ( 3

)水下分流间湾

以黏土沉积为主,含少量粉砂和细砂,具水平、水平波状、块状层理。具水平层理和透 镜状层理,可见浪成波痕。生物介壳和植物残体等,虫孔及生物搅动构造发育。 ( 4

)分流河口坝

沉积物为砂及粉砂,分选好;发育楔形交错层理或“ S

”形前积纹理和水平纹理;化石

稀少,存在部分介壳;平面长轴方向与河流方向相同,横剖面为透镜状。 ( 5

)远砂坝

沉积物为粉砂和少量黏土,垂向为反韵律。沉积构造:波状交错层理和脉状 - 波状 - 透镜

状复合层理。沿层面有植屑和碳屑,生物扰动构造和潜穴发育,贝壳零星分布。 ( 6

)前缘席状砂 以砂为主;

发育平行纹理和水流线理; 长形三角洲:

不易形成大面积砂体; 朵状三角洲: 易形成三角洲。 2.1.3

前三角洲亚相

岩性:暗灰色黏土和粉砂质黏土组成,仅含少量河流带来的细砂;沉积构造:不发育, 主要为水平纹理和块状层理, 偶见透镜状层理。 生物特征:

存在生物扰动构造和潜穴, 含广

盐性的化石种属。 2.2

扇三角洲相

沉积物多砂砾混杂, 泥质含量高,

分选性和磨圆度较差, 成熟度也较低。 沉积物粒度粗

也是扇三角洲沉积的重要特点和标志。 ( 1

)扇三角洲平原为近源的砾质辫状河沉积, 以牵引流和重力流的粗粒沉积物为特征, 没有曲流河段。 岩性是砂和砾互层,

砾石层具不明显的平行层理或交错层理, 分选差, 具砂 质基质。 ( 2

)扇三角洲前缘 (过渡带) 具较陡前积相, 牵引流构造很发育, 见大中型交错层理。 ( 3

)前扇三角洲 (水下扇三角洲) ,

为不规则分布的泥、 砂和砾石的透镜状层。 沉积物

为泥质支撑。 2.3

辫状河三角洲相 2.3.1 平原亚相

辫状河三角洲平原亚相主要由辫状河道和冲积平原组成。辫状河道沉积以色杂、粒粗、 分选较差、

不稳定矿物含量高、

底部发育冲刷充填构造为特征。 冲积平原由辫状河道的迁移

摆动形成,一般范围较宽,以砂砾质沉积为主。 2.3.2 前缘亚相

( 1

)水下分流河道

沉积物粒度较细,整体上向上粒度变细,单砂体厚度减薄。 ( 2

)河口坝 主要为砂岩,

也可见含砾砂岩和粉砂岩,

在垂向上一般呈下细上粗的反韵律, 砂体中可

见平行层理和交错层理。 ( 3

)远砂坝

砂体厚度较薄,岩性较细,为细砂岩和粉砂岩。 ( 4

)席状砂

砂体一般为粒度较细的砂岩、 粉砂岩与泥岩互层,

颗粒分选性和磨圆度较好, 垂向上呈

反韵律或均质韵律。 ( 5

)水下分流河道间沉积 岩性一般为暗色泥岩, 含粉砂泥岩及含泥粉砂岩, 见水平层理及小型砂纹层理。 河道间

泥岩中常夹一些漫溢成因的孤立砂体, 其岩性变化较大,

可从含砾砂岩至粉砂岩, 结构成熟 度较低。 2.3.3

前三角洲亚相

沉积物主要为泥岩和粉细砂质泥岩, 颜色较深,

有时见水平层理。 若辫状河三角洲前缘 沉积速度快,可形成滑塌成因的浊积砂砾岩体包裹在前辫状河三角洲或深水盆地泥质沉积

中。 3

海洋环境中沉积相及其识别标志 3.1 滨岸相 岩石特征: 纯净、

成分成熟度高的砂砾岩。 结构: 成熟度高,

跳跃组分常分两组。 构造:

各种成因交错层理、波痕。前滨:大型冲洗交错层理;近滨:板、槽状交错层理,向下出现

水平层理;生物扰动强烈。生物特征:各门类海相生物碎片。砂体形态:平行海岸线,长条

状。垂向层序:下粗上细的反旋回。 3.2

浅海陆棚相 3.2.1

过渡带亚相

沉积物:泥质粉砂、粉砂质砂,砂泥近于等量产出。构造:波状层理、浪成交错层理、 生物扰动构造强烈。生物:最为繁盛,底栖生物繁多。 3.2.2

滨外陆棚亚相

沉积物:粘土、粉砂,极少量细砂;碳酸盐、铁、锰、铝、磷等。结构:较滨岸相稍差。构

造:水平层理、浪成交错层理,浪成波痕,生物扰动构造、虫孔、虫迹。生物:种类和数量

众多。 3.3

半深海相

沉积物类型:各类软泥、浮游生物和砂。沉积物:富深海微体生物的粉砂、极细砂。 结构:分选好而纯净。构造:小型交错层理、水平层理。垂向上:正粒序或逆粒序,顶底清

楚,单层较( <5cm )

。化石:多破碎。 3.4 深海相

沉积物:各种生物软泥(主要是钙质和硅质) ;陆源沉积物(底流、冰川搬运、浊流、 滑坡)

;化学、生物化学沉积(锰、铁、磷) 。具有典

型浊积岩

三;沉积环境与沉积相特征 2

、滨岸亚相类型及沉积特征

按照地貌特点、水动力状况、沉积物特征,可将滨岸相划分为海岸沙丘、后滨、前滨、 近滨四个亚相(图 22-3 , 22-10 )

。 ( 1

)海岸沙丘亚相

位于潮上带的向陆一侧,

即特大风暴时潮水所到达的最高水位, 它包括海岸沙丘、 海滩

脊、砂岗等沉积单元。

海岸沙丘系由波浪作用从近滨搬运至前滨和后滨而处于海平面之上的海岸砂, 再经风的

吹扬改造而成。

常呈长脊状或新月形, 宽可达数公里,

其沉积物的圆度和分选好, 细一中粒,

成熟度高,重矿物富集。具大型槽状交错层理(图 22-11 )

,细层倾角陡,可达 30 °~ 40 °,

层系厚数十厘米,也常出现层系界限为上凸形的前积交错层理。 在最大高潮线附近出现的线状沙丘称为“海滩砂脊”或“海滩脊” ,可高达数米,宽数 十米。

长达数百米至数十公里。

它可呈平行海岸的单脊或成组出现。常由较粗的砂、砾石和

介壳碎片组成,底部具冲刷面和水平层理,上部具交错层理,细层倾角 7 °~ 28

°,多双向

倾斜,较陡者倾向大陆,较缓者倾向海洋。

在滨海沼泽及泥坪的向海方向,发育着树木繁生的狭长海滩脊称“千尼尔砂岗” 。 “

Chenier

”一词源于法文,指被砾树覆盖的意思。其高达 3 ~ 6m

,宽数十至数百米,长数 十公里,

平行海岸延伸,

常由砂及介壳碎片组成。

与一般海滩脊的区别在于它位于滨海沼泽 地带的泥炭和粘土层中。 强烈风暴时(如飓风)

,海水携带滨岸砂冲越海岸沙丘,在其背后的陆地或盐沼内形成 砂质扇形堆积体,称为“冲溢扇”

。它可延伸数公里,厚数十厘米至数米。冲溢扇的砂质层

显水平纹层,砂层开始为富介壳层,与下伏沉积物呈侵蚀接触。 ( 2

)后滨亚相

位于海岸沙丘与平均高潮线之间, 平时暴露地表经受风的作用, 只有在特大高潮或风暴

浪时才被海水淹没,属潮上带。 后滨亚相沉积物是具平行层理的砂, 粒度较沙丘带粗, 圆度及分选较好。 可见小型交错 层理。

当后滨中有较浅的洼地并被充填时, 可形成低角度的交错层理。 坑洼表面因风吹走了

细粒物质而遗留和堆积了大量生物介壳,其凸面向上。坑洼边缘可形成小型逆行砂波层理。

浅水洼地内可见藻席,

并发育虫孔和生物搅动构造。

风暴期在后滨与海岸沙丘交界附近因水 的分选可使重矿物集中而成砂矿。 ( 3

)前滨亚相

位于平均高潮线与平均低潮线之间的潮间带,地形平坦,起伏较少,并逐渐向海倾斜前滨亚相的沉积以中砂为主,分选较好。层系平直,低角度相交的交错层理

-

冲洗层理发育 (图 22-12 ) 。

其纹层平行海岸延伸可达

30m ,

垂直岸线可达 10m ,

纹层倾角取决于颗粒粗细, 颗粒越粗,

海滩坡度越大,倾角愈陡。对称和不对称波痕以及菱形波痕大量出现。 极浅水的

其他标志如冲刷痕、流痕、变形波痕、流水波痕、生物搅动构造亦常见到。前滨下部沉积物

分选比上部差,

并含有大量贝壳碎片和云母等, 贝壳排列凸面朝上。 属于不同生态环境的贝

壳大量聚集,也可以作为鉴别古代海滩砂体的标志 ( 4

)近滨亚相

位于平均低潮线至波基面之间的潮下带, 也称为潮下浅海或临滨亚相。 近滨亚相常发育 沿岸砂坝, 波能愈弱, 沿岸砂坝越少, 在低能海岸区,

仅有一条沿岸砂坝发育于低潮线附近。 沿岸砂坝向陆一侧伴有凹槽,

其中发育浪成波痕和小型流水波痕。 近滨上部发育有大量砂质

沉积物,并发育较大规模的交错层理,愈向岸愈多,愈向海的深水部位交错层理渐少, 而生

物搅动构造增多, 且出现水平纹层。

愈向近滨下部沉积物越细, 并逐渐过渡为过渡带的更细 粒沉积(图 22-3 ) 。 ( 5

)垂向层序

在海岸发展的地史进程中,

随着海进、 海退的发生,

可形成进积型和退积型的海岸垂向

沉积层序。一般来说,在古代地层剖面中以进积型垂向层序最常见(图 22-13 ) 。

在进积海岸层序中,

根据海岸能量和沉积物组成的不同, 可划分为砂质高能海岸、 砾质

高能海岸及泥质低能海岸沉积层序。其中以进积砂质高能海岸最为常见(图 22-13 ) 。

砂质高能海岸的垂向沉积层序,

其特点是自下而上呈现由细变粗的反旋回。 进积型砾质

高能海岸垂向层序和砂质海岸类似,不同的是粒度稍粗,在近滨带出现砾岩或含砾粗砂岩。

进积型泥质低能海岸沉积是在海岸地形较为平缓的低能条件下形成的, 其特征是泥坪沉积发 育,次为粉砂沉积。 图

22-13

意大利加埃塔湾砂质海岸向上变粗的沉积层序(据赖内克等, 1973 )

图4风成沙丘交错层理

图5 风成沉积和水流沉积

二、浅海陆棚沉积特征

1

、一般特征

浅海陆棚位于以近滨过程为主的海区和以海洋过程为主的海区之间,深度一般 10-200m

,宽度由数公里至数百公里不等。浅海有两种主要类型,即①边缘海或陆缘海,例 如现代陆棚;②陆表海,是延伸到大陆内形成的浅海盆地,例如波罗的海、北海等。 陆棚浅水区阳光充足, 氧气充分,

底栖生物大量繁殖。

深水区因阳光和氧气不足,底栖 生物大为减少,藻类生物几乎绝迹。 Emery ( 1968

)认为现代陆架沉积物有六种主要类型, 即碎屑沉积物、 生物成因的沉积物、 原地基岩风化产物、 自生沉积物、

火山沉积物和较早期 沉积环境形成的残留物。

影响现代硅质碎屑沉积性质的主要因素是以下六种。 ①直接由大陆

向毗邻陆棚地区供给沉积物的类型和速度; ②陆棚水动力状态类型和强度; ③决定水深的海 平面波动;

④影响可供搬运沉积物类型的气候; ⑤生物作用与沉积物物理化学相互作用; ⑥

影响浅海陆棚沉积物的化学因素。 古代浅水陆棚相与现代不尽相同。 前者有长期的沉积发育

史,沉积厚度大,由于海岸线的迁移,沉积物分布面积广泛;后者发育历史短暂,沉积薄而

不广,且大部分为残留沉积物所占据。 浅海陆棚的水动力条件复杂而多样, 其中包括有海流、

正常的和风暴引起的波浪、 潮汐

流以及密度流等。

它们对沉积作用的影响常随深度而变化。 在陆棚浅水区, 潮汐作用的影响

虽已微弱,

但海流和波浪作用尚有一定影响, 仍可形成一定规模的波痕和交错层理。 强风暴

形成的巨波浪强烈地影响海底, 可使沉积物呈悬浮状态向海洋搬运, 形成风暴砂层。 在陆棚

较深水区,仅在风暴浪时海底沉积物才会受到影响,波痕、交错层理少见。 浅海陆棚相可分为过渡带和滨外陆棚两个亚相。 2

、过渡带

过渡带是指近滨与滨外陆棚之间的过渡地带, 位于波基面以下。 其深度变化较大, 具体

深度取决于海岸带的能量。

过渡带沉积比滨岸相沉积物细,比滨外陆棚沉积粗,一般为粉砂质砂及泥质粉砂沉积。 有时因强风暴而成风暴砂层。与滨外陆棚相比,砂层厚而数量多。

过渡带的生物发育特点是种类和数量众多,可集中堆积成贝壳层,生物扰动作用强烈, 常因此而破坏了原生层理而形成块状层。 3

、滨外陆棚

滨外陆棚位于过渡带外侧至大陆坡内边缘的浅海区,也常称为“陆架”或“陆棚” 。古

代滨外陆棚沉积主要为粘土岩、 粉砂岩、 细砂岩, 砾岩较少,

并有大量化学岩及生物化学岩,

如碳酸盐岩,部分铁、锰、铝、磷沉积岩等。碎屑矿物成分成熟度和结构成熟度高,不稳定

成分少,圆度及分选较好,但比滨岸相稍差,填隙物多为化学胶结物。海绿石、鲕绿泥石、

胶磷矿是常见的自生矿物。粘土岩可含有砂质、铝质、海绿石质、硅质、灰质、沥青质、黄

铁矿等。

滨外陆棚可发育对称或不对称波痕及交错层理, 水体较深处水平层理发育, 尤其粘土岩

中薄而清晰的水平层理发育。 生物搅动构造、 底冲刷、 虫孔、

虫迹常见。

但没有干裂和雨痕。 在较浅水的滨外陆棚区,发育着种类和数量众多的生物,如珊瑚、海绵、苔鲜、层孔虫、藻

类、腹足类、瓣鳃类、腕足类、棘皮类、有孔虫、头足类等。 古代滨外陆棚沉积多属水体较浅、 海底地形平缓的陆表海沉积, 现代滨外陆棚多属陆缘 海性质。

现代滨外陆棚沉积物主要是粉砂质粘土或粘土质粉砂。 在滨外陆棚的近岸浅水区, 泥质

沉积中常夹有粗粉砂或细砂的夹层, 为强烈风暴期形成的风暴砂层, 常发育在距海岸数十公

里处,并能向海岸追索。可见对称或不对称波痕及交错层理,生物扰动构造发育。 现代滨外陆棚沉积可分为现代的和残留的两种沉积物类型。 现代沉积物的来源, 其一是

河流携带的陆源物质越过滨岸带在此沉积而成; 其二是原地生成, 如生物沉积、 火山沉积和

自生沉积(主要是磷灰石、海绿石等)

。残留沉积物是古代地史时期中较老沉积物残留下来 的,

它是在世界最后一次冰期之后, 因冰川融化造成的世界性范围海侵, 使古代大面积滨海

砂在现今滨外陆棚区得以残存之故。据估计,现今滨外陆棚沉积的 70

%为残留沉积物所覆 盖。

据中国科学院海洋研究所的研究,

我国现代东海大陆棚的沉积物可分成粒度、 成因不同

的内陆棚和外陆棚两个沉积带。内陆棚接近海岸,沉积物为粉砂、粉砂质泥、软泥等,其分

布水深为 50 ~ 60m ,

主要由长江及沿岸诸小河流供给的陆源物质组成。

外陆棚沉积物由砾石、

粗砂、中砂、细砂等组成,以细砂分布最广,其分布水深为 10 ~ 100m

,它们都是古代残留

沉积物。晚更新世玉木冰期时(距今 15000 年)

,现今外陆棚是当时的海岸带,冰期后冰川 消融,

海面上升,海岸线向岸推进,

滨海逐渐浸人海底而成为现今之外陆棚,当时滨海砂质 沉积就在此被保存而成为现今滨外陆棚之残留沉积, 加之现代长江携带的泥砂人海时绝大部 分堆积于三角洲处, 而搬运至外陆棚者甚少,

故残留的砂质沉积物没有被现代沉积物所覆盖。 4

、浅海风暴沉积

风暴流沉积的形成与风暴掀起的巨浪密切相关。 当风暴巨浪强烈冲刷海岸沉积物时, 回

流将这些海岸沉积物带回海中, 形成砂泥含量很高的密度流。 当这些密度流在风暴浪基面之 下的安静水体中沉积时,

便形成具鲍玛序列的浊流沉积物。 当在风暴浪底与晴天浪底之间沉 积时,

触及海底的巨浪峰谷在这些沉积物表面经过时, 由于它的运动无固定方向, 从而形成

了具丘状交错层理的风暴沉积(图 22-9 , 22-14 , 22-15 ) 。 1

、半深海相 (

1

)一般特点

半深海相沉积主要由泥质、

浮游生物和碎屑三部分沉积物组成。 其来源主要是陆源物质

和海洋浮游生物,其次为冰川和海底火山喷发物。 在半深海相中泥质沉积物所占比重最大。 据认为洋流是搬运陆源泥质物在半深海沉积的 主要因素。

风暴浪对海底的扰动或重力滑动可使沉积于陆棚上的陆源粉砂沿海底以低密度流 的形式搬运,

并沉积于半深海而成为半深海相碎屑沉积物。 海底洋流或顺陆坡等深线流动的

等深流也可搬运粉砂物质并在陆坡或陆隆上堆积成透镜状粉砂质砂体。 半深海区阳光可传播到 400 ~ 500m

深,但光合作用最需要的红光和黄光传播深度却很

小,故此环境无植物发育,生物群以腹足类为主,还可见瓣鳃类、腕足类、放射虫、有孔虫

等。由于生物搅动,泥质沉积不显层理,可见有虫迹。在无生物扰动的情况下,亦可出现纹

层。 2

、深海相 ( 1

)一般特点

深海相发育于大洋盆地,水深在 2000m

以下,平均深度为 4000m 。

深海底阳光已不能到达,

氧气不足,底栖生物稀少,种类单调,故不能形成底栖生物的 显著堆积。 315

现代深海沉积物主要为各种软泥, 其中大部分属远洋沉积物, 即多半是繁殖于大洋上层

的微小浮游生物之钙质和硅质骨骼下沉堆积而成的软泥, 另一部为底流活动、 冰山搬运、

浊 流、

滑坡作用形成的陆源沉积物,

以及局部地区各种矿物的化学和生物化学沉淀作用形成的 锰、铁、磷等沉积物。此外尚有少量风吹尘、宇宙物质等。 深海底层温度一般稳定在 l

℃左右。现代深海的许多地区存在着流速达 4 ~ 40cm / s 的

强烈底流,它可引起沉积物的搬运,并在沉积物表面形成波痕、冲刷痕、水流线理、交错层

理等。深海相的波痕可以是对称的、舌形的、新月形的等,波长一般从十厘米至数米,波高

可达 20cm 或更高。 陆相沉积相

陆地环境下的沉积。出露陆上的岩石风化物经重力、水、风、冰川等作用,通过物理、化学和生物过程的侵蚀、搬运并沉积于陆面部分的物质。

相是指特定自然环境下,经某种过程所产生的表征环境特点的一系列沉积特征的综合。陆相沉积因环境与介质动力多变,岩性复杂,一般以碎屑为主,颗粒大小不定,类型多样,相变大。1948年桑采尔(E.V.Shan- tser)把陆相沉积分为残积、水、地下水、冰川、大气等5系列、6组、17类。一般认为,陆相沉积主要包括残积、坡积或重力堆积、洪积、河流沉积、湖泊沉积、沼泽沉积、冰川沉积、风积或沙漠相沉积、地下水沉积(含洞穴沉积)。其中以河流沉积最为普遍。其沉积物特点是:①具二元结构,常见透镜状砂体;②呈半韵律结构;③常含淡水生物;④常见泥裂等外露大气的遗迹;⑤有冲刷面、大型槽状交错层理、板状交错层理、平行层理、逆行沙波层理等水力与单向水流构造。 湖泊沉积主要是因波浪和湖流作用形 成,无明显潮汐作用,因湖浪比海浪小得 多,不易搬运湖底底砂,故主要是悬浮质的弥散性搬运沉积


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