沉积环境分析 第3章 大陆环境—4-5沙漠及冰川

沉积环境分析概论概述沉积环境分析是地质学和沉积学领域的重要分支，通过对地球表层沉积岩石的特征和沉积过程的认识，揭示了地球表层演化的历史。

该分析手段包括对沉积岩石组成、结构和沉积相等方面的研究，从而推断出岩石的沉积环境条件，如水深、氧化还原环境、海岸线位置等。

这些信息对于矿产勘探、油气勘探、环境保护等具有重要的指导意义。

沉积环境的分类根据沉淀物形成的物理、化学和生物过程以及环境条件，沉积环境可以被分为陆相环境、浅海环境、深海环境等多种类型。

每种沉积环境都具有特定的沉积特征和岩石组成，在地球历史的不同阶段形成了各种类型的沉积地层。

陆相环境陆相沉积环境是在陆地上形成的沉积环境，包括各种平原、湖泊、河流和冰川等。

在这些环境下，沉积物的特征受到地形、水文条件的控制，常见的沉积物有砂砾岩、泥岩和煤等。

浅海环境浅海沉积环境包括近海陆架、潮间带和浅海海底等，受到海浪、潮汐和海浪等波浪作用的影响。

在这些环境下，常见的沉积物是碎屑岩和碳酸盐岩等，生物作用也对沉积物的特征产生重要影响。

深海环境深海沉积环境是指海洋深部水域，受到水深、海底地形和大气环流等多种因素的影响。

在这些环境下，沉积物往往由有机质和钙质残壳组成，形成了深海泥、深海泥质岩等类型的岩石。

沉积相分析方法沉积环境分析的核心是对沉积相的研究，通过对沉积相的认识可以揭示岩石的形成过程和古环境条件。

常用的沉积相分析方法包括岩石薄片镜检、地层剖面观察、岩石化学成分分析等，这些方法结合起来可以全面地解读沉积环境的特征。

岩石薄片镜检岩石薄片镜检是沉积相分析的重要手段，通过观察岩石薄片的矿物组成、结构和生物成分等信息，可以揭示岩石的成因以及沉积相特征。

在镜下观察岩石薄片的颗粒大小、角质度、有无变色作用等特征，可以推断出沉积物的输运路径和沉积环境条件。

地层剖面观察地层剖面观察是通过对地层岩石的沉积序列、结构和岩相等方面的研究，来揭示地层的沉积特征和沉积环境条件。

通过对地层剖面不同地层的比较分析，可以推断出地层沉积序列的演化过程和古环境条件。

几种典型的沉积环境
1. 河流沉积环境：在河流中，水流速度较快，沉积物主要由细粒沉积物组成，如沙、淤泥和砾石。

2. 湖泊沉积环境：湖泊是相对封闭的沉积环境，沉积物主要由细粒沉积物和有机物组成，如湖泥和植物残骸。

3. 滨海沉积环境：在海岸线附近，因为潮水和海浪的作用，沉积物通常包含沙、贝壳和砾石。

4. 海洋沉积环境：在开阔海洋中，沉积物主要由细粒沉积物和有机物组成，如淤泥和钙质残骸。

5. 沙漠沉积环境：在干旱地区，风吹动碎屑物质，形成沙丘和沙漠沉积物。

6. 冰川沉积环境：在冰川地区，冰川运动形成的碎屑物质沉积在冰川边缘和冰川下方。

7. 湿地沉积环境：如沼泽和泥炭地，沉积物主要由有机物质和细粒沉积物组成。

第一章小结主要概念：风化作用母岩物源区陆源碎屑牵引流重力流载荷浊流溶解载荷悬移载荷推移载荷床沙形态滚动搬运跳跃搬运悬浮搬运生物沉积作用机械沉积分异作用化学沉积分异作用1．风化作用：地表岩石在温度变化、大气、水、生物等作用下，岩石发生机械破碎和化学变化的过程。

风化阶段是沉积岩形成过程的第一阶段。

2．母岩：沉积物风化前的岩石（先成岩石）称为母岩。

母岩可以是岩浆岩或变质岩，也可以是先成的沉积岩。

3．物源区：供给沉积物的地区（母岩所在的地区），称为物源区（也称供给区或陆源区）。

4．陆源碎屑：母岩经过风化作用后的残余碎屑物质。

包括岩屑和单矿物。

包括碎屑物质和不溶残余物质。

陆源碎屑是分析物源区母岩类型的直接证据。

牵引流(tractive current):是以一定的动力（推力或上举力）拖曳（或牵引）导致流体运动并带动碎屑颗粒运动的流体。

牵引流属于牛顿流体。

牵引流对沉积物的机械搬运方式既有推移方式搬运，又有悬移方式搬运。

重力流(gravity flow) :是水和悬浮颗粒的高密度混合体，是在重力作用下发生流动的高密度流体，属于非牛顿流体的宾汉流体。

重力流的流动以及驱使沉积物发生移动的动力是重力。

流体中被搬运的沉积物称作载荷(load)，单位时间内流经某一横断面的沉积物总量( 或称容量)称作载荷量思考题: 1、沉积物的四种来源？1、陆源物质—母岩的风化产物；2、生物源物质—生物残骸和有机质；3、深源物质—火山碎屑物质和深部热卤水；4、宇宙源物质—陨石、宇宙尘。

2、风化作用的类型及产物？按作用性质和因素的不同风化作用可分为：物理风化作用--机械破碎化学风化作用--岩石化学分解生物风化作用--生物物理、生物化学物理风化作用只造成岩石的机械破碎，没有成分上的变化。

化学风化作用则会使矿物发生分解，分解出来的元素有一部分被地表水和地下水带走，其余部分则成为在地表条件下稳定的新生矿物。

生物风化作用的表现形式既有机械的破碎，又有化学的分解，但后者是主要的。

沉积相的分类及详解
沉积相是指地球表面沉积物的形成环境，包括河流、湖泊、海洋、沙漠、冰川等。

根据不同的沉积环境和沉积物的性质，沉积相可分为多种类型。

1. 河流沉积相
河流沉积相是指河流水流作用下的沉积环境，包括河床、河岸、洪水平原等。

河流沉积物主要由砂、砾、泥等颗粒物质组成，河流沉积相的特点是沉积物粗粒度、层理发育、成岩作用弱等。

2. 湖泊沉积相
湖泊沉积相是指湖泊水体作用下的沉积环境，包括湖底、湖岸、湖滨等。

湖泊沉积物主要由泥、粉砂、石灰质沉积物等组成，湖泊沉积相的特点是层理发育、生物化学作用强、成岩作用弱等。

3. 海洋沉积相
海洋沉积相是指海洋水体作用下的沉积环境，包括海底、海岸、海滨等。

海洋沉积物主要由泥、粉砂、石灰质沉积物等组成，海洋沉积相的特点是层理发育、生物化学作用强、成岩作用强等。

4. 沙漠沉积相
沙漠沉积相是指沙漠环境下的沉积环境，包括沙丘、沙原、盐湖等。

沙漠沉积物主要由砂、砾、粉砂等组成，沙漠沉积相的特点是颗粒粗大、层理不发育、成岩作用弱等。

5. 冰川沉积相
冰川沉积相是指冰川作用下的沉积环境，包括冰川前缘、冰川侵蚀区、冰川冰碛区等。

冰川沉积物主要由冰碛物、泥、砾石等组成，冰川沉积相的特点是颗粒大小不一、层理不发育、成岩作用弱等。

综上所述，沉积相的分类主要是根据不同的沉积环境和沉积物的性质来划分的。

每种沉积相都有其独特的特点和成因机制，对于研究地质历史和地质资源具有重要的意义。

沉积环境分析第3章大陆环境—1冲积扇冲积扇是沉积环境中常见的一种类型，广泛分布于世界各地。

在第3章中，我们将详细介绍冲积扇的特征、形成机制以及其对沉积物分布和地貌演化的影响。

冲积扇是由冲积过程形成的扇状地形，由于水流冲刷和沉积作用的共同作用，冲积扇通常位于山谷或河道的河口位置。

在山区，高强度的水流和重力作用使得大量物质从高处运输到低处，形成冲积扇。

冲积扇通常呈现出广阔的三角形形状，高于周围地形，并且具有坡度平缓的特征。

冲积扇的形成主要受到控制的因素包括河流输沙能力、流量和沉积物质的供给。

当河流的输沙能力与供给的沉积物之间存在差异时，冲积扇的形成就会发生。

当河流的输沙能力大于供给时，河流会将多余的沉积物沉积在河谷中，形成扇形沉积物。

当输沙能力小于供给时，沉积物会堆积在河道中形成冲积扇。

这种不平衡的供给和输沙能力是冲积扇发育的基本原因。

冲积扇对沉积物分布和地貌演化具有重要影响。

首先，冲积扇是富含水源和土壤肥力的地区，对农业和城市发展有着重要意义。

其次，冲积扇的存在会导致水流的分散和淤积，改变了原本的河道走向和河口位置。

最后，冲积扇的演化还会对水系和附近地区的地貌产生影响，形成丰富多样的地貌类型，如河漫滩、湖泊和阶地。

总结来说，冲积扇是一种由冲积过程形成的扇状地形，通常位于山谷或河道的河口位置。

冲积扇形成的原因是河流的输沙能力与沉积物供给之间的差异。

冲积扇的沉积物主要由砾石、卵石和沙粒组成，其颗粒粒径较大。

冲积扇对沉积物分布和地貌演化有重要影响，对农业和城市发展具有重要意义。

冲积扇的存在改变了水流的走向和河口位置，还形成了丰富多样的地貌类型。

沉积环境在物理上、化学上和生物学上都有别于相邻地区的一块地球表面。

按自然地理条件可将地球表面分为大陆环境、海洋环境与过渡环境。

一、大陆环境陆相沉积在空间分布上是不稳定的，相变更为显著。

沉积物以碎屑物和粘土为主，湖泊有化学沉积，含淡水生物和陆生植物遗体。

类型主要有：残积、山麓堆积、河流沉积、湖泊沉积、沼泽沉积、冰川沉积等。

1、残积：地壳岩石经风化作用所产生的碎屑和化学风化的残余物质堆积在原地叫作残积物，这种岩相叫残积相。

其中化学风化的主要变化是硅酸盐矿物的破坏，可溶性碱金属钾、钠、镁等被淋滤，比较稳定的铁、锰、铝等则形成含水氧化物及氧化物的土状胶凝体残留在原地。

基岩的风化带由许多不同成因的残积层组成，称为风化壳，它的存在说明当时经历了一个长期风化剥蚀阶段，并能说明当时的地形和气候条件，同时风化壳本身蕴藏铁、铝、镍、锡石等多种矿产。

2、山麓沉积：在高山与其毗连的低山或平原之间，常可分出一个山麓带，在山麓带沉积了各种坠积物－坡积物和洪积物。

山麓沉积的特征：一般由砾岩和砂岩组成，砾岩厚度可这200－300m，很少分选。

在平面上呈扇状，在剖面上呈楔状。

3、河流沉积：分为平原河流和山区河流。

平原河流往往可分为河床冲积层和河漫滩冲积层两部分重叠构成的二元结构。

河床沉积又称河流底层沉积，包括河床滞留砾石沉积、边滩（点砂坝）及心滩（河道砂坝）的砂质沉积。

在河流沉积的连续剖面上，河床滞留砾石常位于底部，向上逐渐过渡为以岩屑砂岩、长石砂岩为主的边滩或心滩沉积。

河床沉积的砂、砾，其滚园圆度和分选性较好，具斜层理以及槽状交层理。

河漫滩沉积则代表洪水泛滥期的产物。

4、湖泊沉积：我国中、新生代有广泛的湖泊沉积。

根据含盐度不同，分为淡水源和咸水湖。

沉积物以细砂岩、粉砂岩和粘土为主，也有化学及生物成因的沉积，如石灰岩、泥灰岩、介壳灰岩和油页岩等。

由于湖水平静，底流微弱，故湖泊中心的沉积物常具较薄的水平层理。

鱼类、淡水软体类和植物、昆虫等共存是湖泊相生物标准组合。

寒武纪-震旦纪沉积环境与气候变化研究寒武纪-震旦纪是地球历史上的一个重要时期，也是生物进化的关键时期。

在这个时期，地球上发生了大规模的沉积环境和气候变化，这对于我们理解地球早期演化过程和生物多样性的形成具有重要意义。

本文将对寒武纪-震旦纪的沉积环境和气候变化进行研究和讨论。

一、寒武纪-震旦纪沉积环境1. 海洋环境：寒武纪-震旦纪是海洋生物多样性爆发的时期。

海洋环境的研究可以从海洋沉积物的特征入手，如沉积构造、泥沙组分、化石特征等。

寒武纪-震旦纪的海洋环境主要分为浅海环境和深海环境。

浅海环境主要包括沿海平原、礁湖和浅海盆地，其中泥沙岩、碳酸盐岩等是常见的沉积岩类型。

深海环境则主要由黑色泥岩和硅质泥岩组成。

另外，寒武纪-震旦纪的海洋环境还受到海平面变化的影响，由于海平面变化导致了不同区域的沉积环境演化，如海侵、海退等。

2. 湖泊环境：在寒武纪-震旦纪，湖泊环境在一些地区也有发育。

这些湖泊主要以淡水环境为主，沉积物以泥岩、石灰岩等为主要类型。

湖泊环境可以提供更多关于地球早期环境、气候和生物演化等方面的信息。

3.陆地环境：在寒武纪-震旦纪的陆地环境中，主要包括河流、沉积扇、洪积平原等。

这些环境主要受到河流的冲刷和沉积作用的影响，沉积物类型以砂砾岩、砂岩、泥岩为主。

通过研究陆地环境的沉积构造、岩性组合等，可以了解到当时的河流体系和陆地植被等信息。

二、寒武纪-震旦纪气候变化寒武纪-震旦纪气候变化是全球变暖的一个阶段，表现为温暖湿润的气候条件。

这一时期的气候变化与多种因素有关。

1. 古气候指标：通过研究化石和岩石等，可以间接推测寒武纪-震旦纪的气候环境。

例如，苔藓化石的出现和分布可以反映当时的温度和降水情况。

其中，由碳同位素比值、层序地层、孢粉组合等指标提供的信息进一步揭示了全球与区域尺度下的气候变化。

2. 气候机制：寒武纪-震旦纪的气候变化可能与多种气候机制有关。

例如，地球早期的温室气候条件可能与地球自身的构造和大气气候系统的变化有关。

冰川环境分为冰川、冰川河、冰川湖冰川沉积特征：非层状沉积：冰川消融直接引起的，有底碛、侧碛、终碛，砾岩分选磨圆差，砾石表面发育冰川擦痕。

层状沉积：冰川消融产生的冰水搬运、沉积而形成，也称为冰水沉积，包括冰川接触沉积（蛇丘、冰碛阜）、冰前沉积（冰川范围以外的冰水沉积，包括冰水平原、冰湖、冰海沉积等。

）冰川效应：引起某些生物的灭绝；；引起地壳升降；引起全球海平面升降。

冰期起因：大陆漂移、地球轨道变化。

沙漠沉积：沙漠的分布和成因：沙漠（干旱气候）、干旷草原（半干旱气候）低纬度沙漠成因（大气环流）、中纬度沙漠成因（高山屏蔽作用） 沙漠的沉积类型及特征：沙漠（广义）：岩漠、石漠（戈壁）、沙漠（狭义）、旱谷、沙漠湖、内陆盐碱滩湖泊沉积：1、湖泊环境的一般特点：（1）水动力特征：湖浪、岸流，无潮汐；（2）湖泊的物理化学条件：水温导致分层；盐度变化大；碳氧同位素；微量元素（B 、Li 、F 、Sr ）比海水低；（3）生物学特征：淡水生物发育。

2、湖泊的分类：（1）按盐度：淡水湖、微咸水湖、咸水湖、盐湖；（2）按沉积物类型：碎屑沉积湖泊、化学沉积湖泊；（3）按地理位置：近海湖泊、内陆湖泊；（4）按成因：构造湖、河成湖、火山湖、冰川湖、岩溶湖。

3、湖泊亚相类型：滨湖、浅湖、半深湖、深湖、湖湾、沼泽、湖泊三角洲。

（1）滨湖：滩（砂）坝、泥坪。

滩坝：发育于较陡的湖岸，岩性（砾岩、砂岩），结构（分选、磨圆好），成分成熟度高，构造（小型交错层理），砂体形态（席状、底平顶凸透镜状，平行湖岸），生物化石（贫乏，可见生物壳碎片）。

泥坪：发育于较缓的湖岸，岩性（泥岩、粉砂岩），颜色氧化色为主，构造（水平纹理、泥裂），生物化石（植物化石、遗迹化石）。

（2）浅湖：（如有砂质供应—滩坝砂岩；如无砂质供应--泥岩、粉砂岩）砂岩，结构（分选、磨圆好），成分成熟度高，构造（小型交错层理、浪成波痕），砂体形态（席状、底平顶凸透镜状，平行湖岸），生物化石常见。

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。