14-4湖泊相(沉积岩与沉积相)

沉积岩与沉积相沉积岩与沉积相是沉积学的重要内容，它们反映了沉积物的形成环境、条件和特征，对于理解地质历史、恢复古地理、探索矿产资源等都有重要意义。

本文将从以下几个方面介绍沉积岩与沉积相的基本概念、分类、特征和应用。

沉积岩的概念和分类沉积岩是由沉积物经过压实、胶结、成岩作用等形成的一类岩石，它们占地壳上层的约75%的面积，但只占地壳总体积的约5%。

沉积岩的形成过程包括以下几个阶段：风化作用：指基岩在大气、水和生物等因素的作用下，发生物理破碎和化学分解，产生碎屑物质和溶解物质。

搬运作用：指风化产物被流水、风、冰川、重力流等流体或固体介质搬运到其他地方的过程。

沉积作用：指搬运介质的动力不足时，风化产物在一定区域内堆积或沉淀形成沉积物的过程。

成岩作用：指沉积物在地下受到压力、温度、流体和生物等因素的影响，发生压实、胶结、重结晶、置换等变化，最终转变为坚硬的岩石的过程。

根据沉积物的来源和成分，沉积岩可以分为以下三大类：碎屑岩：由碎屑物质（如砂砾、粘土等）组成的沉积岩，如砂岩、页岩、砾岩等。

化学岩：由溶解物质（如碳酸盐、硫酸盐等）在水中发生化学反应或生物作用而沉淀形成的沉积岩，如灰岩、白云岩、石膏岩等。

生物岩：由生物遗骸或分泌物（如碳酸钙、硅酸盐等）组成的沉积岩，如珊瑚礁、硅藻土、煤等。

沉积相的概念和分类沉积相是指具有相似生成环境和特征的一组或一套沉积物或沉积岩。

它是反映沉积环境和条件的综合标志，包括以下几个方面：沉积物组分：指沉积物中所含有的不同类型和比例的颗粒、杂基（基质）、胶结物等。

沉积物结构：指沉积物中颗粒或杂基之间的排列方式和联系方式，如层理、颗粒支撑性质、孔隙结构等。

沉积构造：指由于不同类型和强度的营力作用，在沉积过程中或之后形成的各种形态特征，如层面构造（波痕、槽模等）、变形构造（褶皱、断层等）、生物构造（生物遗迹、生物痕迹等）等。

沉积物组合：指在一定空间和时间范围内，不同类型和性质的沉积物或沉积岩的叠置关系和变化规律，如岩性组合、层序组合、相带组合等。

海相沉积与湖相沉积的特征及其经济意义摘要：一个地区的沉积层受到该区物理、化学和生物等方面的综合影响，使其具有独特的特征。

由于环境和外营力作用有序地变化，沉积物的综合特征也随之发生变化，称为相变。

早在1894年，德国J.瓦尔特就提出“相的连续定律”来阐述沉积相在横向上变化与垂向上变化的关系。

他指出：垂向上所见到的沉积相序列也可在横向上见到。

在连续沉积的情况下，只有那些现在并列出现的相和相区,才能在垂向剖面中互相叠置,而没有间断。

这种相序关系使人们在勘探中，可以从垂向上出现的沉积相序列来推断相邻地区横向上的类型和系列，为勘探油气、煤炭、地下水和其他沉积矿床服务。

沉积相的研究，也能推动地貌学、古地理学和沉积学研究的深入。

不同的沉积相的经济和工程意义不经相同，近期阅读了一些关于海相沉积和湖相沉积的文章，故本文将叙述一下两者的特征及其对人类的经济意义。

关键词：海相沉积；湖相沉积；特征；经济意义1 海相沉积海相沉积指海洋环境下，经海洋动力过程产生的一系列沉积，包括来自陆上的碎屑物，海洋生物骨骼和残骸，火山灰和宇宙尘等。

具有海洋环境的一系列岩性特征和生物特征。

其特点是颗粒较细而分选好，且在海水温度比大陆温度低而变化小的环境下沉积。

海相沉积易产石油，生成的石油十分广泛，一般情况下也最丰富。

海相沉积又可细分为：滨海相沉积（水深0～20米），又称海岸带沉积，位于正常浪基面以上，沉积成分中粘土占80%。

浅海相沉积（水深20～200米），有的达500m，主要为陆架环境下陆源型沉积，又分大陆架滩、大陆架盆、递变大陆架、碳酸盐大陆架与礁、蒸发盆等沉积环境，其成分主要为砂、软泥、生物与碳酸盐，沉积结构具有斜层理和冲蚀、生物碎屑等海水剧烈运动的痕迹，以及鲕粒结构和周期性多变的沉积层。

半深海相沉积（200～2000米），又称大陆坡沉积，基本以陆源物质沉积终点为界，沉积物为蓝色、红色等暗色软泥及灰质软泥。

深海相沉积（水深>2000m），主要为抱球虫软泥、红色粘土、硅藻软泥、放射虫软泥，沉积速度仅1～0.5毫米/年。

沉积相研究（单井划相）沉积相研究的目的是分析油藏范围内储集体所属的沉积环境、沉积相和微相类型及其时空演化，进而揭露储集砂体的几何形态、大小、展布及其纵、横向连通性的非均质特征，建立沉积模式，并深入探讨沉积微相对油气的控制关系。

正确识别沉积相和微相类型及其相互关系，是进行油田勘探和开发研究的重要内容。

沉积相的概念沉积相是指沉积环境及其在该环境中所形成的沉积物（岩）特征的总和。

相和环境的含义是有区别的。

沉积相是特定沉积环境的产物，是沉积环境的物质表现。

沉积相研究的重要性在于，它可以根据某沉积物的空间分布情况判断其上下左右存在的沉积物类型及其储渗特征。

沉积物空间变化的这种规律性，称为“相序递变规律”。

沉积相的分类沉积相按其规模大小一般分为以下四级：一级相——相组：如海相、陆相、海陆交互相。

二级相——大相：如陆相中的河流相、湖泊相、三角洲相等。

三级相——亚相：如三角洲相中的三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相、前三角洲亚相等。

四级相——微相：如三角洲前缘亚相中的分支河道微相、河口砂坝微相等。

沉积相分为碎屑岩沉积相和碳酸盐沉积相。

由于碎屑岩储集层比较常见，因此，重点介绍碎屑岩沉积相的分类。

表1是冯增昭等（1993）的分类方案。

由于亚相和微相的划分方案比较复杂，在此不在一一介绍。

表1 碎屑岩沉积相的分类相分析就是根据“将今论古”的现实主义原则，运用比较岩石学的方法，根据沉积岩的各种特征即相标志来分析形成时的各种环境条件，从而最终达到恢复古地理的目的。

相分析的过程一般可以分为三个阶段：单井剖面相分析、剖面对比相分析和平面相分析。

由于相分析在地质研究中的重要性及复杂性，本期主要讨论单井剖面分析，剖面对比相分析和平面相分析将在后续的文章中进行讨论。

单井剖面相分析1．相标志的研究能够反映古代沉积条件和环境特征的标志，通常称为相标志或环境成因的标志。

沉积体系分析是从详细观察和描述相标志开始的。

确定沉积体系的标志主要包括：岩石学、沉积构造、剖面结构、古生物学、自生矿物、颗粒结构和测井相等标志作为沉积相划分的主要依据，地震相仅作为沉积相判别的辅助标志。

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。

沉积岩与沉积相沉积岩：是在地壳表层的条件下，由母岩风化产物，火山质，有机质，宇宙物质等沉积岩的原始物质成分经过搬运作用，沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。

风化作用：是指地壳最表层的岩石在温度变化，大气，水，生物等因素作用下发生机械破碎和化学变化。

层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分，结构，颜色的变化和渐变而显现出来。

交错层理：在层系的内部有一组倾斜的细层（前沉积层）与层面或层系界面相交。

杂基：是碎屑岩中细小的机械成因组成，其；粒级是泥级的为主。

胶结物：是碎屑岩中以化学沉积方式形成于粒间空隙中自生矿物。

沉积相的分类：1，陆相组（残积相，坡积一坠积相，风成相，冰川相，冲积相，湖泊相，沼泽相）2河相组/(滨岸相，浅海陆棚相，半深海相，深海相)3过度相（三角洲相，河口湾相，泻湖相，障壁岛相，湖坪相）沉积构造：指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积时期或沉积以后由物理作用，化学作用，生物作用在沉积物内部或沿着沉积物与流体的界面的形成的。

二元结构：底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的所谓“二元结构”。

化学风化作用：在水，氧和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化，水解等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。

重力流：是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物由高密度流体。

沃尔索相律：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上一次叠加出现而没有间断。

平行层理与水平层理的异同：水平层理产于西碎屑岩和微晶灰岩中，细层平直并与层面平行，细层可连续或断开，形成于弱的水动力条件下。

平行层理产于砂岩中，外貌与水平层理相近，形成于强的水动力条件。

相同点：平行层理与水平层理均属于层理结构，细层和层系平行并平行与岩层面。

不同点：平行层理是强水动力条件，主要是由中砂岩组成，水平层理是弱水动力条件，是由粉砂岩和泥组成。

叠层构造及其成因：是由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂，粉砂，泥级颗粒或晶体组成的一种纹层构造。

沉积相有关概念1. 4.1沉积作用(沉积)从供给区母岩的离解，碎屑物的搬运，到沉积场所的沉积和沉积物所发生的各种物理、化学作用，直到固结成岩的全过程称为沉积作用，简称沉积。

1.4.2沉积间断在沉积过程中，沉积作用停止期叫沉积间断，或称沉积的不连续性。

1.4.3 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、物理及化学条件等。

1.4.4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)田开发都有重要的指导意义。

1.4.5 沉积体系指在一定的沉积环境和沉积作用条件下形成的不同沉积相类型的组合体。

1.4.6 一级相(相组)与二级相（相)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。

如陆相组可分为残积相、坡积相、山麓——洪积相、河流相、湖泊相、风成相、冰川相、沼泽相等；海相组可分为滨海相、浅海相、半深海相、深海相等;海陆过渡相组可分为三角洲相、（？）湖相、障壁岛相、潮坪相、河口湾相等。

1.4.7三级相（亚相)与四级相(微相)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沙洲微相、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。

1.4.8 相序（相层序、沉积层序)亦称相层序或沉积层序，是指几种成因上有联系的沉积相(或环境)在垂向上的组合关系。

1.4.9 相变指沉积相在纵向上与横向上的变化。

它反映沉积环境及沉积体特征的改变。