Chapter 10滨海与浅海沉积体系
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体系域(Brown and Fisher,1977)是指一系列同期沉积体系的组合(systems tract)。
体系域是一个三维沉积单元,体系域的边界可以是层序的边界、最大海泛面或首次海泛面。
可以通过地震反射终止关系,如上超、下超,以及沉积相的组合序列、体系域内部的几何形态来识别体系域类型。
体系域是进行层序地层划分的基本作图单元。
在一个海平面升降旋回中,在旋回的不同阶段发育了不同的体系域,即不同的体系域类型发育于某一沉积层序的特定部位。
在原先的定义中,基本的标注里不包括指示厚度,也没有任何时间的涵义。
体系域是基于地层的叠加模式,它在层序内的位置和其界面的类型常常与滨线沿着一条推断的基准面变化曲线的特殊位置相联系。
随着Galloway(1989),Hunt和Tucker(1992),Embry(1993,1995),Posamentier和James(1993),Posamentier和Allen(1999),Plint和Nummedal(2000)等人后来工作的进展,他们逐渐对早期Exxon公司科学家们(Vail,1987;Posamentier and Vail,1988;Van Wagoner,et a1.,1988,1990)关于体系域的定义进行了细化。
不同学者对体系域的分类及体系域界面的划分有不同的理解,甚至在体系域的发育和分布上,不同盆地都会得出不同的研究结论。
例如,部分研究者应用含油气盆地层序解释技术对塔里木盆地层序格架与沉积充填模式进行了探索,结合盆地发育情况和构造特征,建立了塔里木盆地石炭系层序地层格架。
通过地震层序分析及高分辨率的岩心和测井地层分析,将东河砂岩所在的下石炭统划分为4个标准的三级层序,认为沉积层序的最显著特点是低位体系域的缺失或至少没有明显的低位体系域沉积(吴因业等,2008)。
体系域模式提供了从重建沉积史开始的盆内基准面波动的第一手资料解释。
体系域和基准面关系的可预测性使得层序地层学成为一种寻找盆地内自然资源的极为有效的工具,通过它可以追踪盆地演化不同体系域阶段沉积相的横向变化。
海洋碎屑沉积物的分类海洋沉积物(marine sediments)是指各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称。
以海水为介质沉积在海底的物质。
沉积作用一般可分为物理的、化学的和生物的3种不同过程,由于这些过程往往不是孤立地进行,所以沉积物可视为综合作用产生的地质体。
传统上,按深度将沉积物划分为:近岸沉积(0~20米),浅海沉积(20~200米),半深海沉积(200~2000米),深海沉积(大于2000米)。
滨海带沉积物滨海沉积物(水深0~20米):主要是分布在海滩、潮滩地带的机械碎屑,即不同粒度的沙、砾石和生物骨骼、壳体的碎屑等。
在干旱气候下的潟湖中,因蒸发作用可以形成岩盐、石膏和钾盐等化学沉积物;在潮湿气候条件下,潟湖可变成滨海沼泽,堆积大量成煤物质。
浅海带沉积物浅海沉积物(20~200米):浅海带占海洋面积的25%,但这一海域的沉积物却占海洋全部沉积物的90%。
浅海沉积物有3类:碎屑沉积物主要是沙质级的,由于波浪随海深的增加而减弱,所以碎屑沉积物的粒径一般是从浅水往深水变小。
但是因潮流、洋流,以及海底的起伏和大陆的剥蚀强度等的影响,现代的浅海带的沉积物的粒度,并非都是近岸粗,远岸细。
生物沉积主要是生物遗体形成的沙和泥,它们成分主要为碳酸钙质。
在热带、亚热带的温暖海洋中,还有以珊瑚骨骼为主,其他生物的骨骼和壳体为辅所构成的生物礁堆积,叫珊瑚礁。
化学沉积物主要是来自大陆的铁、锰、铝、硅的氧化物和氢氧化物的胶体,与海水电解质相遇时,絮凝成鲕状或豆状的沉积物。
半深海沉积物半深海沉积物(200~2000米):通常以陆源泥为主,可有少量化学沉积物和生物沉积物。
在浊流和海底地滑发育区,可有来自浅海的粗碎屑物,局部地段可见冰川碎屑和火山碎屑。
大陆坡上分布最广的沉积物是形成于还原环境中的蓝色软泥;分布于热带、亚热带海岸大河口外的红色软泥和发育于大陆架与大陆坡接壤地带的绿色软泥。
深海沉积物深海沉积物(2000米以上):通常以浮游生物遗体为主,而极少陆源物质。
体系域(Brown and Fisher,1977)是指一系列同期沉积体系的组合(systems tract)。
体系域是一个三维沉积单元,体系域的边界可以是层序的边界、最大海泛面或首次海泛面。
可以通过地震反射终止关系,如上超、下超,以及沉积相的组合序列、体系域内部的几何形态来识别体系域类型。
体系域是进行层序地层划分的基本作图单元。
在一个海平面升降旋回中,在旋回的不同阶段发育了不同的体系域,即不同的体系域类型发育于某一沉积层序的特定部位。
在原先的定义中,基本的标注里不包括指示厚度,也没有任何时间的涵义。
体系域是基于地层的叠加模式,它在层序内的位置和其界面的类型常常与滨线沿着一条推断的基准面变化曲线的特殊位置相联系。
随着Galloway(1989),Hunt和Tucker(1992),Embry(1993,1995),Posamentier和James(1993),Posamentier和Allen(1999),Plint和Nummedal(2000)等人后来工作的进展,他们逐渐对早期Exxon公司科学家们(Vail,1987;Posamentier and Vail,1988;Van Wagoner,et a1.,1988,1990)关于体系域的定义进行了细化。
不同学者对体系域的分类及体系域界面的划分有不同的理解,甚至在体系域的发育和分布上,不同盆地都会得出不同的研究结论。
例如,部分研究者应用含油气盆地层序解释技术对塔里木盆地层序格架与沉积充填模式进行了探索,结合盆地发育情况和构造特征,建立了塔里木盆地石炭系层序地层格架。
通过地震层序分析及高分辨率的岩心和测井地层分析,将东河砂岩所在的下石炭统划分为4个标准的三级层序,认为沉积层序的最显著特点是低位体系域的缺失或至少没有明显的低位体系域沉积(吴因业等,2008)。
体系域模式提供了从重建沉积史开始的盆内基准面波动的第一手资料解释。
体系域和基准面关系的可预测性使得层序地层学成为一种寻找盆地内自然资源的极为有效的工具,通过它可以追踪盆地演化不同体系域阶段沉积相的横向变化。
一、滨海沉积滨海——是波浪和潮汐运动强烈的近岸水域,其下界为浪基面。
在基岩海岸区较窄,低平海岸区很宽,可达数公里以上。
根据海水运动的特点,滨海可分为三个带:滨海以机械沉积为主,只有在泻湖环境下才有较好的化学沉积。
1.机械沉积①基岩海岸的机械沉积特征:a.沉积物以砂、砾为主,形成砾石滩或砂滩,磨圆度和分选性较好。
b.砾石的长轴大致与海岸平行,砾石扁平面向着大海倾斜,显示出定向排列特点。
c.砂质成分教单一,通常以石英砂为主,少量贝壳砂。
有些化学性质稳定,密度较大的矿物可富集形成滨海砂矿,如钛铁矿、金、金刚石等。
d.砂质沉积物中常见的交错层理和不对称波浪等。
②低平海岸的机械沉积特征a.以泥质和炭酸盐沉积为主,形成泥滩,常见砂质透镜体,也有以砂质为主的砂滩。
b.具有水平纹层结构,常见交错层理。
c.可发展成为滨海沼泽,并形成大规模的煤田。
我国华北C-P繁荣煤矿多属于此类。
2.泻湖沉积——滨海的潮下带形成砂坝,在适宜的条件下,砂坝不断加宽、加高,使海的边缘或海湾与外海隔离或半隔离,则形成了泻湖。
泻湖沉积特点:①以泥砂质沉积为主,水平层理发育;②干旱地区的泻湖常形成盐类沉积夹在其中。
二、浅海沉积浅海——是指水下岸坡以下(以水下砂坝为标志),直至200米深度的海域,其海底为大陆架。
1.浅海的特点:①波浪、潮汐运动较强烈,有时能直接影响到海底,使浅海具有良好的通气条件及稳定的盐度、且阳光充足、海水温暖,有利于生物大量繁殖。
②浅海是最主要的沉积场所,接纳了陆上河流带来的大量碎屑物质和溶运物质。
2.浅海机械沉积特征①碎屑物质主要来源于陆地,部分来自海蚀作用产物;②沉积物颗粒比滨海沉积细,砾石极少见。
由近岸到浅海处,沉积物由粗到细:粗砂->中砂->细砂->粉砂(粉砂质粘土)。
③具有良好的水平层理,常含有较完整的动物遗体、贝壳等。
3.浅海化学沉积特征①化学沉积物来自海水溶蚀物质以及河流地下水带来的溶解物质和胶体物质。
第一章海洋沉积学导论第一节海洋概况1. 学科地位海洋学包括:(1)海洋物理;(2)海洋化学;(3)海洋生物;(4)海洋地质:海底地形、海洋沉积、海底构造、海洋矿产2. 定义❖海洋沉积学(marine sedimentology)是海洋地质学的重要分支,是海洋学和沉积学之间的边缘学科。
❖海洋沉积学是研究现代海底沉积物(及沉积岩)的组分、结构、分布规律、岩相、形成作用及形成机理的科学。
第二节海水运动及其沉积作用一、海水运动1.河流径流作用2.波浪作用3.潮汐作用4.大洋环流作用二、沉积作用1.机械搬运与沉积作用1)牵引流搬运介质运动带动固体颗粒运动,水和空气是牵引流的主要介质。
低流态,F<1, 是一种水深流缓的流动状态,水体搬运能力弱,水面波动和沉积物表面的起伏不同相。
过渡流态:F=1,水面波动与沉积物表面起伏不完全同相。
高流态:F>1,是一种水浅流急的流动状态,水体搬运能力大,水面波动和沉积物表面的起伏同相。
2)重力流通常称为高密度流, 在重力作用下,沉积物不稳定而移动⇒带动水介质运动⇒水介质与沉积物充分混合,进而形成富含沉积物的流体。
按照沉积物的支撑机理,重力流可分为四种类型:浊流:流体内的沉积物由湍流的向上分力所支撑,并使沉积物持续地悬浮于流体中。
液化流:沉积物颗粒间孔隙流体的向上流动而支撑沉积物。
在富含液体(水)的松散沉积物中,当孔隙流体压力超过静水压力时,颗粒保持悬浮状态,就象流沙一样。
颗粒流:由于沉积物颗粒之间的相互碰撞作用而支撑颗粒呈悬浮状态,在重力作用下流动。
碎屑流:基质支撑沉积物颗粒,使砂、砾级悬浮于其中而在重力作用下进行搬运。
2.化学搬运与沉积作用溶解物质可以呈胶体溶液或真溶液被搬运,这与物质的溶解度有关,Al、Fe、Mn、Si的氧化物难溶于水,常呈胶体溶液搬运;而Ca、Na、Mg的盐类则呈真溶液搬运。
在沉积盆地中沉淀形成各种自生氧化物和盐类矿物。
1)在搬运过程中,当胶体溶液因两种带不同电荷的胶体相遇,或电解质作用,或浓度增大以及pH值的影响失去稳定时,胶体就发生凝聚(絮凝作用),胶体物质即在溶液中集结成为絮状、团块状。
沉积体系概念及分类1.沉积体系概念沉积相分析测井相分析地震相分析物质组成、地质意义,微观→宏观细节。
但更大范围的规律(盆地分析),则前面只是基础,如何研究能否把多相带作为整体研究。
70 年代初期,首先在国外一些学者开始总结这样规律,相应出现适合盆地分析和沉积体系的概念。
Fisher (1967): 沉积体系是成因由现代或古代推测沉积过程和沉积环境联系的三维组合;Scott (1969): 沉积体系是指空间上关联的三维组合; Reading(1978): 沉积体系是成因上或环境上相互关系。
定义:强调空间组合,成因是提到,但却没有系统性,那么沉积体系类型。
(三维组合),我国陆相盆地,河流体系发育,固从水动力出发,建立能够进行成因分类的概念势在必行。
朱筱敏(1987):提出沉积体系,由同一水动力系统控制的多种沉积相(相、亚相、微相)的组合称为沉积体系。
2.沉积体系划分陆上体系域:河流体系、冲积扇过渡体系域:三角洲、扇三角洲、堡坝一.冲积扇沉积体系1.冲积扇形成条件及形态① 造山运动高地形:首要,存在大量碎屑物② 干旱、半干旱气候:潮湿长年河流,间歇性水流 ③ 地形陡降突变:陡—缓易使大量物质沉积④ 保有需要长期稳定沉降:地史保存下降,否则风化剥蚀尽 ⑤ 平面呈扇状,剖面透镜状、楔状 冲积扇沉积特征及沉积模式(相带) 2.冲积扇沉积相类型① 漫流沉积:河床渗出,席状或丘状沉积,细 ② 河床充填:间歇性河床,切割底床,粗③ 筛状沉积:特殊物源, 如石英岩,舌状大量砾石层,渗透性好,不能形成地表流,渗流,扇体表面的砾石层称筛状沉积。
④泥石流沉积:特殊物源,泥砂砾混合物源沉积3.冲积扇体系的沉积特征 二.河流沉积体系 1.河流形成及类型:条件:① 常年水流(间歇不断)潮湿气候可形成长年河流。
② 地史上可保存⇒长期稳定沉降按类型分:辫状河、平直河(不易保存)、曲流河(河流体系模式图)、网状河(注入三角洲系列)分为三种类型:2.河流沉积相类型边滩1)河床亚相心滩2)堤岸亚相决口扇河漫湖泊3)河漫亚相河漫沼泽4)牛轭湖亚相1)河床亚相:在主河道内部的全部沉积,(大石河)①滞留微相:主水流上较粗沉积②边滩微相:凹岸呈半月型砂体(曲流河③心滩微相:两河道夹持(江心洲)2)堤岸亚相:坚邻河道的特殊沉积①天然堤微相:堆积陡坝②决口扇微相:冲破陡坝形成小型扇体3)河流亚相:①河漫滩:②河漫湖:③河漫沼泽:潮湿浅水4)牛轭湖亚相:河流改道结果3.河流体系沉积特征河流自身水动力影响,单向水流造成,自身特征表现在地质相标志、沉积相、地质相有别于一.扇三角洲沉积体系 1.扇三角洲形成条件① 定义(Mcgowen )1970: 由相邻高地直接进积到安静水体的沉积体。
全球变化中的浅海沉积作用与物理环境演化——以渤、黄、东海区域为例高抒【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2002(9)2【摘要】以渤、黄、东海陆架区为例,综合评述入海沉积物通量、浅海沉积作用和人类活动影响下的物理环境变化.黄河、长江沉积物入海后主要堆积于河口附近,沉积速率为10~100 mm/a,部分物质输运至陆架区,形成泥质沉积体,其沉积速率为1 mm/a量级.但目前河流入海沉积物通量呈减小趋势,今后河口附近的堆积将会减缓,并在总体上转化为侵蚀状态.在过去的7 ka里,来自黄河、长江等河流的沉积物形成了河口三角洲、滨海平原、潮流脊和潮汐汊道沉积体系,其演化方式是双重的,既有常态边界条件和外力作用下的演化,又有边界条件和外力作用发生变异时的演化.边界条件和外力作用变异的原因包括入海通量变化、全球气候变化、海面上升和人类活动等.建议从中国海岸带城市化发展的现状和需求出发,对此进行深入研究.【总页数】7页(P329-335)【作者】高抒【作者单位】南京大学,海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】P7【相关文献】1.海平面上升导致渤、黄、东海潮波变化的数值研究Ⅱ——海平面上升后渤、黄、东海潮波的数值模拟 [J], 于宜法;刘兰;郭明克2.海平面上升导致渤、黄、东海潮波变化的数值研究Ⅰ——现有的渤、黄、东海潮波的数值模拟 [J], 于宜法;郭明克;刘兰3.渤、黄、东海冬季海表冷暖水舌的时空变化及机理分析 [J], 沈辉;黄大吉4.渤、黄、东海表层余流场的一种客观分析--应用物理模型法 [J], 郝志娟;王赐震;鲁海荣5.陆架和浅海环流的一个三维正压模式及其在渤,黄,东海的应用 [J], 朱耀华; 方国洪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。