第二章 地层的沉积相与沉积环境
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地层的沉积相及沉积环境地层是地球表面不同岩石的堆积序列,其中沉积岩层是沉积岩和沉积物构成的。
地层的沉积相和沉积环境描述了这些沉积物的特征和形成背景。
了解地层的沉积相和沉积环境对于研究地质历史、资源勘探和环境保护都具有重要意义。
沉积相沉积相是指沉积物在沉积过程中所表现的不同特征,反映了沉积物的组成、结构、纹理和化学性质。
根据沉积物质的不同特征,可以将地层划分为不同的沉积相。
常见的沉积相包括:水下沉积相水下沉积相是指在水下环境中形成的沉积相,如海相、湖相和河相。
海相沉积物通常具有明显的海底沉积结构,如潮汐沉积、浪潮沉积和海底碎屑沉积。
湖相沉积物则呈现出平静水体的特征,如泥页岩和石灰岩。
河相沉积物则主要是由河流带来的碎屑颗粒构成的。
陆相沉积相陆相沉积相是指在陆地环境中形成的沉积相,如沙漠相、冲积扇相和盆地相。
沙漠相沉积物主要由风力作用形成的砂岩、页岩和泥岩组成。
冲积扇相沉积物是由山脉中的河流带来的碎屑颗粒在冲积扇上堆积而成的。
盆地相沉积物主要是在构造盆地中形成的,沉积物类型多样,包括泥岩、煤炭、盐岩和石灰岩等。
沉积环境沉积环境是指沉积物堆积的具体地理位置和特定环境条件,包括盆地、海陆界面和陆相地表等。
沉积环境不仅影响着沉积相的形成,还决定了沉积岩层的分布和性质。
海相沉积环境海相沉积环境主要包括近岸海域、大陆架和深海盆地等。
近岸海域是沉积物最活跃的区域,常见的沉积物有砂岩、页岩和泥岩。
大陆架是海底浅海区域,在这里形成的砂岩和碳酸盐岩通常与生物作用有关。
深海盆地是海水深埋的区域,常见的沉积物包括深海碳酸盐岩和热液沉积物。
陆相沉积环境陆相沉积环境主要包括河流、湖泊、沙漠和冰川等。
河流是地表水体流动的区域,河流带来的碎屑颗粒在这里堆积形成沉积岩。
湖泊是由于地形或气候变化而形成的静止水体,主要沉积物有泥岩和煤炭等。
沙漠是干旱地区的沉积环境,主要沉积物是风成沉积岩。
冰川是寒冷地区的沉积环境,主要沉积物有冰碛石和冰碛土。
1、沉积相:沉积环境及其在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。
2、沉积环境包括:自然地理环境和沉积环境。
3、相是沉积环境的物质表现,环境是原因,相是结果。
相包含沉积环境和沉积特征,不等同于环境,也不同于地层。
4、沉积环境与沉积岩特征的关系:沉积环境是沉积岩特征形成的决定因素,沉积岩特征是沉积环境变化的必然结果。
5、沃尔索相律:(相序连续性原理、相序递变规律):横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相,才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。
6、相模式的表现形式:1)直观模式2)事实模式3)静态模式4)动态模式5)比拟实验模式6)数学模式7、沉积体系:成因上相关的沉积环境和沉积体的组合,即受同一物源和同一水动力系统控制的、成因上有内在联系的沉积体或沉积相在空间上有规律的组合,其基本单元是相。
8、冲积扇:发育在山谷出口处,主要由暂时性洪水水流形成、范围局限、形状近似于圆锥状的山麓粗碎屑堆积物。
9、冲积扇形成条件:明显变化的地形和大量沉积物供应——构造背景、母岩性质和气候条件。
10、泥石流和筛状沉积主要在扇根,扇中到扇端主要是河道沉积与漫流沉积。
11、从扇根到扇端,粒度由粗到细,厚度由厚到薄12、冲积扇在发育过程中,由于沉积速率、盆地沉降速率的变化,使冲积扇体发生进积、退积或侧向移动13、分叉参数:在每个平均蛇曲波长中河道沙坝的数目。
(单河道≤1,多河道>1)14、弯曲度:河道长度与河谷长度之比。
(低弯度河≤1.5或1.3,高弯度河>1.5 )15、湖泊:大陆上地形相对低洼和流水汇集的地域。
是陆上沉积物堆积的重要场所,同时也是化学沉淀的主要场所。
16、湖成三角洲:在河流入湖的河口处,流速降低,水流携带的沉积物便在河口处堆积下来,形成平面上呈三角形或舌状,剖面上呈透镜状的沉积体。
湖成三角洲形成过程中河流起主导作用。
17、在湖泊沉积体中,湖成三角洲的砂体最为发育,以砂岩和粉砂岩为主。
18、从盆地边缘至湖盆中央,沉积相序大致依次为冲积扇、河流—湖成三角洲、滨浅湖、半深湖、深湖和重力流。
一沉积环境:沉积学研究的沉积物质沉积时的自然地理环境沉积相:沉积环境以及在该环境中形成的沉积岩(物)的特征的综合沉积模式:以相序递变规律为基础,在对一定环境中的现代沉积物的物理、化学、生物特征综合研究的基础上对沉积相的发育、演变加以高度概括,归纳出的带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
(包括沉积体的空间形态、岩性组合、沉积结构、生物特征、动力状况、构造背景等要素。
)--对特定沉积环境和某种沉积作用(沉积体系)的全面概括,称为沉积模式。
沉积序列:沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性。
瓦尔特相律:“只有那些没有间断的,现在能看到的相互邻接的相和相区,才能重叠在一起”相邻沉积相在纵向上的依次变化与横向上的依次变化是一致的。
层流:是一种缓慢流动的流体,流体的质点作有条不紊的平行的线状运动,彼此不相掺混。
紊流:是一种充满了漩涡的急湍流动的流体,流体质点的运动轨迹极不规则,其流速大小和流动方向随时间变化而变化,彼此相互掺混。
雷诺数:Re=惯性力/粘滞力=ρvd/μ,表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数值.(1左右,层流型无背流尾迹,1~40,规则背流尾迹,〉40,紊流不规则背流尾迹)缓流:Fr〈1,在明渠中水流中受到干扰微波后,若干扰微波既能顺水流方向朝下游传播,又能逆水流方向朝上游传播,流水的性质为缓流。
急流:Fr>1,在明渠中水流中受到干扰微波后,向下游的流速大于向上游传播的波速,此时不可能有向上游移动的波,流水的性质为急流.弗劳德数:Fr=惯性力/重力=v2/lg,表示惯性力与重力关系的一个数值,(=1临界流)重力流:由大小不一的碎屑物质与流体形成的高度混合的高密度流体,在重力作用下沿斜坡向下使混合的流体整体搬运。
牵引流:是指带动碎屑作牵引运动的流体,搬运能力主要体现在两方面,一是流体作用在沉积物上的推力(牵引力),推力主要取决于流速,推力愈大则能搬运的沉积物颗粒愈大。
二是负荷力(或称载荷力),主要取决于流量,负荷力愈大则能搬运的沉积物数量就愈多。
《沉积岩与沉积相》课程笔记第一章:沉积岩的基本概念及基本特征1.1 沉积岩的定义沉积岩,也称为沉积物岩,是指在地表或地表附近,由风化作用产生的碎屑物质、生物残骸或化学沉淀物,经过搬运、沉积、压实和胶结等地质作用形成的岩石。
沉积岩覆盖了地球表面约75%的面积,是地壳中最丰富的岩石类型之一。
1.2 沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个复杂的地质过程,主要包括以下几个阶段:(1)母岩的风化作用- 物理风化:由于温度变化、冰冻作用、植物根系的生长等物理因素导致岩石破碎。
- 化学风化:岩石与水、氧气、二氧化碳等化学反应,导致矿物成分发生变化。
- 生物风化:生物活动,如微生物、植物和动物,通过其代谢过程分解岩石。
(2)碎屑物质的搬运和沉积- 搬运介质:水流、风力、冰川、重力等自然力量。
- 搬运过程:侵蚀、携带、沉积、分选等。
- 沉积环境:河流、湖泊、海洋、沙漠等。
(3)沉积后作用- 压实作用:上覆沉积物的重量导致下伏沉积物排水、体积减小。
- 胶结作用:矿物质填充沉积物间隙,使之固结成岩。
- 成岩作用:包括化学沉淀、生物化学作用、矿物转变等。
1.3 沉积岩的基本特征(1)层理构造- 定义:沉积岩中的层状结构,反映了沉积环境的周期性变化。
- 类型:水平层理、波状层理、交错层理、递变层理等。
(2)化石- 重要性:提供了生物演化和古环境信息。
- 类型:植物化石、动物化石、微生物化石等。
(3)成分和结构- 碎屑成分:石英、长石、云母等矿物碎屑。
- 填隙物:泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。
- 结构:根据粒度分为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。
(4)颜色- 影响因素:沉积物成分、氧化还原条件、有机质含量等。
- 常见颜色:灰色、黄色、红色、绿色、黑色等。
1.4 沉积岩的分类沉积岩可以根据其成因、成分和结构进行分类:(1)碎屑岩- 砾岩:由直径大于2毫米的碎屑组成。
- 砂岩:由直径在0.0625毫米至2毫米之间的碎屑组成。
- 粉砂岩:由直径在0.0039毫米至0.0625毫米之间的碎屑组成。
《沉积岩石学》课程笔记第一章绪论一、沉积岩石学的定义与研究对象1. 定义:沉积岩石学是一门研究沉积岩的成因、成分、结构、构造、分布规律以及沉积环境的地质学科。
它涉及到岩石的形成过程、沉积环境的变化、地球表面的物质迁移和地质历史时期的气候变化等方面。
2. 研究对象:- 碎屑沉积岩:包括砂岩、砾岩、粉砂岩等,由机械破碎的岩石颗粒组成。
- 化学沉积岩:如石灰岩、白云岩、石膏岩等,由化学沉淀作用形成的矿物组成。
- 生物沉积岩:如泥灰岩、生物礁灰岩等,由生物遗体或生物活动产生的物质组成。
- 有机沉积岩:如油页岩、煤炭等,主要由有机质组成。
- 混合沉积岩:由上述几种类型混合而成的岩石。
二、沉积岩石学的研究内容与方法1. 研究内容:- 沉积岩的成分:研究岩石中各种矿物的种类、含量和分布。
- 沉积岩的结构:研究岩石颗粒的大小、形状、排列和胶结方式。
- 沉积岩的构造:研究岩石的层理、皱褶、断裂等构造特征。
- 沉积环境:分析沉积岩形成时的环境条件,如水深、气候、水流动力等。
- 沉积相:研究特定环境中形成的沉积岩的特征和分布。
- 沉积序列和旋回:分析沉积岩的地层序列和周期性变化。
- 成岩作用:研究沉积岩在埋藏过程中经历的物理、化学和生物变化。
2. 研究方法:- 野外考察:进行地质填图、露头观测、采样等。
- 室内分析:包括显微镜下薄片鉴定、X射线衍射、电子探针分析、地球化学分析等。
- 模拟实验:模拟沉积环境和成岩过程,以理解沉积岩的形成机制。
- 数值模拟:利用计算机模型模拟沉积过程和沉积盆地演化。
- 地球物理勘探:使用地震、重力、磁法等方法探测地下沉积岩体。
三、沉积岩石学的发展简史1. 古代阶段:- 早期人类对沉积岩的认识主要来源于采石、建筑和农业生产。
- 古希腊和罗马时期,开始有关于沉积岩的初步理论。
2. 近代阶段:- 19世纪,达尔文、莱伊尔等科学家提出了沉积岩的成因理论。
- 沉积相概念的形成和发展,如沃尔索的相律。
沉积环境与沉积相
沉积环境:指沉积物在沉积时所处的自然地理环境,包括地形、气候、水流、构造、生物、物源、物理及化学变化。
沉积相:指在特定沉积条件下形成的具有某种特征的沉积体。
分海相、陆相、海陆交互相三大类,每一类中细分为:相、亚相、微相等不同级别。
沉积相的研究对石油勘探和油气田的开发都有重要的指导意义。
一级相(相组):是指按沉积物及其沉积环境所划分的沉积相最大单元,分为陆相组、海相组、海陆过渡相组三大类。
二级相(相):是相组中次一级相。
如陆相组可分为残疾相、坡积相、山麓—洪积相、河流相、湖泊相、风成相、冰川相、沼泽相等。
三级相(亚相):是二级相的细分。
如河流相可细分为河道亚相、河漫滩亚相、堤岸亚相等;湖泊相可细分为湖泊三角洲亚相、滨湖亚相、浅湖亚相、半深湖亚相、深湖亚相等。
四级相(微相):是三级相的进一步细分。
如河道亚相细分为边滩微相、心滩微相、滞留微相等;浅湖亚相细分为水下砂洲微相、席状砂微相、生物滩微相、及泥坪微相等。
细分沉积相对油田开发过程中认识油层非均质性及地下油水运动规律有重要意义。
5、流体
通常把容易流动的液体和气体统称为流体。
储层流体:指储层中所含的天然气、原油及地层水。
三者互相依存,形成一个统一的地下流体系统。