第四章 沉积物的搬运和沉积作用

地质沉积作用一、沉积作用及其分类沉积作用，指母岩风化剥蚀产物被搬运介质（河流水、风、海浪、潮流、洋流、浊流、冰川、地下水及生物等）搬运过程中，由于搬运条件（速度下降或搬运力降低等）发生改变，或到达适宜的场所后，发生沉淀、堆积的过程。

按沉积环境可分为陆相沉积与海相沉积两类。

按沉积作用方式可分为机械沉积、化学沉积和生物沉积三类。

广义而言，机械沉积指由于搬运条件（速度下降或搬运力降低等）发生改变，搬运物堆积和形成岩石的作用，狭义的机械沉积指介质（如水）中悬浮状物质的机械沉淀作用。

化学沉积，指水介质中以胶体溶液和真溶液形式搬运的物质，当物理、化学条件发生变化时，产生沉淀的过程。

生物沉积，指与生物生命活动及生物遗体紧密相关的沉积作用。

生物的沉积作用可表现为生物遗体直接堆积，还表现为在生物的生命活动过程中或生物遗体的分解过程中，引起介质物理、化学环境发生变化而导致的某些物质的沉淀或沉积。

按搬运动力形式可分为河流、洪流及片流、风、地下水、冰川、湖泊及沼泽和海洋的沉积作用。

二、沉积作用产物及其特征1.河流的沉积作用河流上游沉积：在河流上游，由于坡降大，河流具有较大的动能，河水搬运能力强，细粒物质被冲走，沉积物以河床砾石为主，成分复杂。

砾石呈叠瓦状排列，一般厚度不大，常呈透镜体分布于河道之中。

边滩与河漫滩沉积：河道在侧蚀弯曲的过程中，河水携带的碎屑物在凸岸一侧沉积，由浅滩而边滩。

边滩沉积物的成分复杂，常含有植物碎片，粒度变化范围大，规模较大河流的边滩沉积物，以砂为主，有少量的砾石和粉砂；较小河流的边滩沉积物，粒度可粗至砾石级；边滩沉积是单向环流侧向加积的产物。

在洪水期，水位增高，洪水中的细粒物质（粉砂、亚黏土等）沉积在淹没于水中的边滩面上，形成河漫滩。

因此，河漫滩沉积具有二元结构，即底部为边滩沉积，顶部为河漫滩沉积。

心滩沉积：心滩沉积形成于洪水期。

在洪水期，河流表流从中央向两侧流，底流从两侧向中心汇聚，然后上升，由于水流的相互抵触和重力作用，碎屑在河心发生沉积。

第四章沉积物的搬运和沉积作用4.1 搬运和沉积中流体的基本类型4.2 沉积物的搬运方式和沉积方式概念回顾—1、地质作用：造成地壳物质组成、结构构造发生变化的作用，包括外力和内力地质作用。

沉积物的风化、搬运和沉积作用主要受控于外力地质作用。

—2、地质营力：地质作用的能量。

地质营力一方面破坏着地壳岩石，同时又形成新的岩石。

—3、介质：传播能量的媒介。

风化、搬运和沉积作用的介质类型有三种（三态）：—液态（水）：—固态（冰川）：—气态（大气和风）—4.1.1 牵引流—4.1.2 重力流4.1 搬运和沉积中流体的基本类型4.1.1 牵引流—属静水流（弱水流）作用的流体，能沿沉积底床搬运沉积物的流体。

在自然状态下，包括河流、海流、波浪流、潮汐流、等深流、大气流等。

—沉积特征：沉积物颗粒呈明显的分层性，小的颗粒在上，大的颗粒在下。

—牵引流的搬运力：作用在沉积物上的推力(牵引力)，推力主要取决于流速，推力越大则能搬运的沉积物颗粒越大。

—牵引流的负荷力（或称载荷力)：主要取决于流量，负荷力越大则能搬运的沉积物数量就越多。

—实例：山间急流；长江。

4.1.2 重力流—由沉积介质与沉积物混为一体整体搬运（又称密度流和块体流，整体混浊度大）。

—沉积特征：沉积物颗粒在流体中均匀分布，无分层性，呈混浊状态。

—重力流的搬运力：由水与沉积物高度混合（高密度流体），在重力作用下，使混合的流体整体移动。

—思考：—易发生重力流的场所？—重力流的沉积发生在何时？牵引流与重力流的对比脉动沉积物位能大于其内部凝聚力或摩擦阻力泥石流、颗粒流、液化流、浊流重力流持续水流活动河流、潮流、沿岸流、等深流牵引流表现特征触发机制主要类型重力流的平均流速比相应规模的牵引流要小。

重力流随着密度降低，可向牵引流转变。

4.2沉积物的搬运方式和沉积方式—4.2.1 机械搬运和沉积作用—4.2.2 溶解物质的搬运和化学沉积作用—4.2.3 生物的搬运和沉积作用4.2.1 机械搬运和沉积作用1.牵引流的机械搬运和沉积作用（1）搬运方式：—悬浮（图4-2A）—跳跃（图4-2B）—滚动（图4-2C）碎屑在牵引流中的搬运方式（2）牵引流的搬运特点和载荷—牵引流的搬运方式与颗粒大小有关，而颗粒大小又与流速大小有关。

沉积作用与沉积物小结沉积作用与沉积物：物理沉积作用化学沉积作用生物沉积作用复合沉积作用一、物理沉积作用和碎屑沉积物1．牵引流的沉积作用——牵引流的分类：层流紊流——水动力类型：缓流Fr<1 急流Fr>1——牵引流碎屑的搬运方式：滚动跳跃悬浮——牵引流搬运方式的主控因素：自然粒级——颗粒在搬运过程中的磨蚀作用和细粒化作用——牵引流的分选作用总牵引力称为水动力（Hydrodynamic force），它的大小可用下面的状态函数来衡量：Fr=V/√gD , V为流速，g为重力加速度，D为水深。

Fr称为佛劳德数。

Fr的大小可将水流分为三种流动状态（Flow regime）:Fr＜1时为低流态，又称缓流（Tranguil flow），大致相当于河流下游（水深流缓）的状态；Fr＞1时为高流态，又称急流（Torrent flow），大致相当于河流上游（水浅流急）的状态；Fr=1时为临界流态。

在水深足够大的同一水流内，临界流态可能会出现在中间的某个深度上，在它之下和之上分别是低流态和高流态.所以低流态和高流态又分别称为下部水流动态和上部水流动态（或机制）。

颗粒被水流牵引时的具体搬运方式是滚（挪）动、跳跃还是悬浮主要受流速（或流态）和被搬运颗粒的大小、密度和形态的控制。

当流速一定时，较小、较轻或片状颗粒容易趋向于悬浮，较大、较重或粒状颗粒容易趋向于跳动，更大、更重的颗粒则更容易趋向于滚（挪）动。

在普通的天然水流中，象石英、长石这类粒状轻矿物（密度＜2.67）或密度相似的其它颗（如岩屑），其粒径大小与搬运方式间的实际关系是:超过2mm时多为滚（挪）动，2-0.05mm时多为跳跃，0.05-0.005mm时多为悬浮，小于0.005mm时则不仅易于悬浮，还有可能向胶体转化。

根据这一特点，地质学中常将这几个数量界线作为划分砾、砂、粉砂和泥的标准，这样的粒度级别就称为自然粒级。

颗粒在搬运过程中的磨蚀作用和细粒化作用搬运过程中，颗粒与颗粒，颗粒与水流边界会发生碰撞和摩擦，因而颗粒的搬运过程也是它经受物理改造的过程。

第二章 沉积物的搬运和沉积作用第一节 概述风化作用的产物及其它来源的沉积物质，少量残留原地，大部分进入搬运状态向沉积盆地中转移。

碎屑物质（主要是风化产物中的碎屑物质及新生矿物）在流体的作用下，将随流体发生运动和转移，此现象则称为“搬运”；在一定条件下，运动的碎屑还会从搬运状态转变为物质停积状态，此现象则称为“沉积”。

沉积下来的沉积物：长期固定下来不再移动；随着地壳上升、侵蚀基准面下降，流体的流速加快，会重新发生侵蚀并被再次搬运风化作用；风化产物的搬运作用；沉积作用既是三个连续又独立的阶段，但有时相互交替和重复，尤其是搬运和沉积作用，是一对矛盾在搬运过程中物质仍然可以发生机械破碎和化学分解，即使物质沉积下来以后，还可以由于条件的变化再次进入搬运状态。

沉积物搬运和沉积的地质营力：（搬运介质）水、风（大气）、冰川、重力、生物的搬运风化产物的搬运和沉积作用：（搬运方式）⎪⎩⎪⎨⎧生物搬运和沉积作用化学搬运和沉积作用机械搬运和沉积作用按沉积物被搬运和沉积的方式不同可分为：1）机械搬运与沉积作用碎屑物质和粘土物质多以机械方式在流水、海水、湖水、冰川、风及重力等营力下被搬运。

搬运方式：（1）滑动（2）滚动（3）跳跃（4）悬浮 （悬移搬运）其中滑动、滚动、和跳跃式统称为推移式搬运（或床沙搬运）。

2）溶解物质的搬运与化学沉积作用溶解物质以真溶液、胶体溶液或洛合物的状态被搬运；其搬运和沉积作用受化学和物理化学定律所支配。

3）生物搬运和沉积作用生物搬运作用意义不大，但是其沉积意义巨大；通过生物生理作用、生物物理作用和生物化学作用可以使大量溶解物质、内源粒屑物质和部分粘土物质发生沉积作用。

第二节有关流体力学的一些概念一、牛顿流体、非牛顿流体内摩擦定律：在温度不变的条件下，随着流速梯度变化，动力粘滞系数/运动粘滞系数始终保持一个常数。

牵引流服从内摩擦定律－－－属牛顿流体少量沉积物的流水（河流、海流、潮汐流、洋流等）和大气流。

沉积学Chap1. 绪论Chap2. 沉积结构Chap3. 搬运作用与沉积作用Chap4. 沉积构造Chap5. 沉积物分类Chap6. 冲积扇环境及沉积相Chap7. 河流沉积环境及沉积相Chap8. 湖泊沉积环境及沉积相Chap9. 冰川沉积环境及沉积相Chap10.风成沉积环境及沉积相Chap11.陆源碎屑型滨海环境及沉积相Chap12.陆源碎屑浅海环境及沉积特点Chap13.深海碎屑沉积环境与沉积相Chap14.三角洲沉积环境和沉积相Chap15.扇三角洲沉积环境及沉积特征Chap16.海洋碳酸盐沉积环境及沉积相特点Sediment transport and deposition 搬运介质：1.水坡面流（Overland flow）,渠道水流（channel flow）波浪（Waves）, 潮汐（tides）, 洋流（ocean currents）2.空气（Air）3.冰（Ice）4.重力（Gravity）岩崩（Rock falls） (无搬运介质)泥石流（Debris flows）, 浊流（turbidity currents）搬运作用沉积物有三种搬运作用：1.重力（Gravity）— 可能涉及流体2.沉积物重力流（sediment gravity flow）—3.流体流（Fluid flow）— 空气、水、冰流体凡服从牛顿内摩擦定律的流体称做牛顿流体，否则称为非牛顿流体牛顿粘性公式该定律可表述为——在很小的外力作用下即能流动的流体。

作用在流体上的力越大，则其流动速度也越大，并成正比例关系牵引流（靠自身能量携带载荷向前运动的一种牛顿流体 ）属牛顿流体，沉积物重力流属非牛顿流体牵引流牵引流的搬运力表现在两方面：一、流体作用于碎屑颗粒上的推力(即牵引力)，推力决定于流体流速，推力越大能搬运的碎屑颗粒越大；二、是载荷力(或称负荷力)，其大小决定于流体流量，流量越大。

负荷力越大，则能搬运的沉积物数量越多；三、牵引流搬运颗粒的动力主要是推力，搬运方式包括溶解、悬移、推移。

沉积作用名词解释
沉积作用是地质学中的一个术语，用于描述在地球表面或地壳内部，由于物质搬运和沉积过程形成的沉积物层的堆积过程。

这个过程包括物质的沉积、聚集和固化，最终形成岩石或岩层。

沉积作用是地球表面和地壳演化的重要组成部分，涉及多种沉积过程，如河流、湖泊、海洋等环境中的沉积，以及风、冰川等力量造成的沉积作用。

沉积作用的结果是形成沉积岩，包括砂岩、泥岩、炭岩、石灰岩等。

在沉积作用中，物质经历以下几个主要步骤：
1. 源区：物质来自于地球表面或地壳内部的源区，如山脉、河流等。

2. 运移：物质通过水流、风力、冰川等力量搬运到其他地方，向低能量的区域运移。

3. 沉积：当运移的能量减小时，物质会沉积下来，包括颗粒沉积和溶解沉积。

4. 堆积：沉积物逐渐堆积形成层状的沉积物堆，被称为沉积层或沉积岩层。

5. 固化：随着时间的推移，沉积物被固化为岩石，这通常发生在沉积物层上面的压力和渗透性流体的作用下。

沉积作用在地质学中具有重要意义，可以提供有关地质历史和环境演变的信息。

通过对沉积岩的分析和解释，可以了解地球过去的气候、地貌变化以及生物进化等重要信息。