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第3章地层形成的沉积环境沉积作用、古地理-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN幻灯片1第三章地层形成的沉积环境沉积作用、古地理第一节沉积古地理学的概念和定律一、沉积环境：一个具有独特的物理、化学和生物特征的自然地理单元。
二、沉积相：能够反映沉积环境的岩石及古生物特征的综合。
或者说，相是形成特定沉积环境的一套有规律岩石和生物特征的组合。
三、相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间（横向）上的变化。
相变：沉积相在空间上横向的变化。
幻灯片2三、相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间（横向）上的变化。
Sandstone faciesShale & coal faciesCarbonate faciesShale faciesFacies changes幻灯片3四、相分析(facies analysis)：综合地层的岩石特征和生物特征，推断其成因（沉积环境和沉积作用）相分析三要素1、基本素材M a t e r i a l2、基本原理P r i n c i p l e s3、模式M e t h o d o l o g yM u d c r a c k s+R a i n d r o p s 幻灯片4Induction（归纳）， Deduction（演绎）幻灯片5五、相对比定律：19世纪末期由德国学者瓦尔特（J.Walther，1894）提出，“只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在一起”。
并进一步研究认为：岩相类型在时、空分布上存在着内在的联系（相变）。
相对比定律又称瓦尔特定律即在垂向上整合叠置的相是在侧向上相邻的沉积环境中形成的。
幻灯片6相对比定律:只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在一起”。
并进一步研究认为：岩相类型在时、空分布上存在着内在的联系（相变）。
相对比定律又称瓦尔特定律幻灯片7六、均变论Uniformitarianism“The past history of our globe must be explained by what can be seen to be happening now” (James Hutton). It was named Uniformitarianism by Charles Lyell (1830; Hutton, 1795)幻灯片8Mars幻灯片9幻灯片10Deep biosphere热液喷口是最具化学多样性的微生物生长地. 地球化学梯度和热梯度提供了多种微生物（嗜冷、温、热、压、酸、碱、盐菌）聚集的小生境幻灯片11Uniformitarianism; 类比分析 The present is the key to the past 将今论古 将古论今 将古论古 将今论未来 将天论地 将地论天表层生物圈仅占生物生成空间的3%，深部生物圈则占生物生成空间的97%，深海极端条件下生活的极端生物，其2/3的基因与迄今科学上的已知基因不同。
沉积学及古地理学教程沉积环境是一个发生沉积作用的、具有独特的物理、化学和生物特征的地貌单元，并以此和相邻的地区相区别。
沉积相”看作是沉积环境的物质表现，即将“沉积相”理解为一个“沉积环境”中所有的原生沉积特征的总和，包括岩石、古生物和岩石地球化学等特征。
沉积模式(相模式或沉积相模式)是对沉积环境的沉积特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括。
是以图形或文字的方式表现的一种理想的、概括的沉积相格局，并能有助于了解复杂的自然现象和作用过程。
垂向层序通常是指某一沉积相内部随时间演化，沉积特征（粒度、沉积构造等）在垂向上的规律变化。
垂向序列通常是指几种成因上有联系的沉积相在垂向上的组合关系。
进积型垂向沉积序列：是指沉积物在不断向沉积盆地中心方向推进过程中，所形成的粗粒的或浅水沉积物覆于细粒的或相对深水沉积物之上的垂向序列。
退积型垂向沉积序列：是伴随沉积盆地水体的不断扩张，形成的细粒的或较深水沉积物覆于粗粒的或相对浅水沉积物之上的垂向序列。
相分析的过程通过察观沉积相寻找相标志得出沉积参数或沉积条件确定沉积环境相标志：存在于沉积岩（物）中对沉积环境具有指示意义的成因标志。
如水平层理、平行层理。
现实主义原则现在正在进行着的地质作用，也曾以基本相同的强度在整个地质时期发生过，古代的地质事件可以用今天所观察到的现象和作用加以解释瓦尔特相律在连续的地层剖面中，垂向上几种有成因联系的沉积相相互出现的次序，与它们在横向上所出现的顺序是一致的。
母岩：风化前的岩石（先成岩石）。
可以是岩浆岩或变质岩，也可以是先成的沉积岩。
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）。
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。
陆源碎屑是分析物源区母岩类型的直接证据。
如在河砂中淘金，下游是多条河流汇集，多物源；上游则容易找到物源区。
风化作用就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的一种作用。
第三节常见沉积相、岩相古地理及岩相古地理图一、大陆环境沉积1、山麓及山间盆地沉积类型特征：形成于山间和山前地带。
地势起伏悬殊，高差和坡度大，以快速堆积为特征。
如：洪积扇或冲积扇堆积，以粗砾为主，多呈棱角状，分选和磨圆极差，砾径大小混杂2、河流相分为河床、堤岸、河漫及牛轭湖亚相。
1）河床：可分为河床滞留、心滩或边滩微相。
河床滞留——砾石沉积，与下伏岩层呈冲刷侵蚀接触心滩——辫状河沉积，可见砾石；边滩——曲流河沉积，环流侧向加积。
2）堤岸亚相：主要细砂、粉砂和泥互层3）河漫：垂向加积。
发育层面构造和水平层理。
河漫滩（发育粉砂岩、泥岩）河漫湖（发育泥岩）河漫沼泽（泥炭沉积发育）4）牛轭湖：河流截弯取直留下废弃河道，发育粉砂和富含有机质粘土沉积，有化石河流沉积具有明显的二元结构：河床沉积（下）；河漫滩沉积（上）。
呈现间断正韵律，韵律底部常有冲刷面。
3、湖泊相湖水深度分为：滨湖、浅湖和深湖。
特点：水体封闭，沉沉积相分布基本上呈环带状分布。
3、沼泽相：发育在潮湿区，水体滞留。
低能环境，暗色泥岩为主，夹煤层或煤线。
4、冰川沉积：寒冷地区，冰碛物多为棱角状，混杂堆积，砾石表面具擦痕。
二、海陆过渡环境沉积相以三角洲环境为典型代表。
沉积体由相互连接的三部分组成。
1）、三角洲平原（顶积层）：是三角洲的陆上部分，陆生生物化石丰富；2）、三角洲前缘（前积层）3）、前三角洲（底积层）：海（湖）生生物化石增多由于三角洲沉积体不断向海（湖）方向推近，这时则以侧向加积为主，形成反旋回序列反旋回序列：在剖面上，沉积物自下而上呈现出由细到粗，是三角洲沉积的一个主要识别标志。
（三）海洋环境沉积分为滨海（潮汐带）、浅海（陆棚或陆架）、半深海（大陆斜坡）、深海（大洋盆地）1、滨海沉积相类型：也称滨岸沉积环境。
受潮汐和海浪的影响最为强烈a有障壁的海岸：潮坪环境（有沉积作用），无沉积作用的称为潮浦。
以潮汐作用为主。
潮坪可划分为潮上、潮间和潮下（亚浅海），0—50m 三个带。
沉积相一、基本概念1、相：沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。
2、相标志：沉积岩的岩性特征、古生物特征以及地球化学和地球物理特征是相应各种环境条件的物质记录，通常也成为相标志。
3、古地理：沉积环境中的古地理条件称为古地理。
4、岩相：岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。
5、相序：是指从一种相逐渐过渡到另外一种相的一系列相的关系或相的有序组合。
6、相序定律：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。
7、相模式：以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据，从大量的研究实例中，对沉积相的发育和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式，称为相模式。
8、洪积扇：在干热气候条件下，地壳升降运动较强烈地区的风化、剥蚀作用剧烈，其形成的产物被山区的暂时性水流或山区河流带走。
当水流出山口，地形坡度急剧变缓，水流向四方散开，流速骤减，水流携带的碎屑物质大量沉积，形成锥状或扇状堆积体，称为洪积锥或洪积扇。
9、山麓—洪积扇：随着冲积扇的沉积发育，其范围逐渐扩大，山前的冲积扇彼此逐渐联结起来，并掩埋和充填了山前的坡积和坠积物，形成了环绕山脉的山麓—洪积扇。
10、漫流（片流）沉积：携带沉积物的流水从冲积扇河床末端或两侧漫出，流速和水深的骤减，使携带的沉积物呈席状或片状沉积下来，形成席状砂岩、砾岩和泥岩堆积体，称为漫流沉积。
11、筛状沉积：当源区供给冲积扇的陆源物质主要为砾石而无或极少有其他粒级物质时，在冲积扇的表层便堆积了舌状砾石层。
因其粒粗、且细粒填隙物较少，而具极高的孔隙性和渗透性，当下次洪水尚未流到扇缘之前，就沿着像滤水筛子一样的砾石层渗滤到扇体中去了，因此不能形成地表水流，从而阻止了粗粒物质的搬运。
扇体表层的舌状砾石层就称为筛状沉积。
12、泥石流：当水携带的砾石和泥沙沉积物达到足够量时，就形成了密度大、粘度高、呈可塑性状态的流体，称为泥石流。
《岩相古地理学》课程笔记第一章：绪论一、岩相古地理学的概念与意义1. 岩相古地理学的定义岩相古地理学是一门综合性学科，它结合了岩石学和古地理学的研究方法，专注于分析地质历史时期沉积岩的形成环境、分布特征以及古地理格局的演变过程。
2. 岩相古地理学的意义（1）科学意义- 揭示地球表面环境演变的历史，为理解地球系统演化提供重要信息。
- 丰富和完善地质学理论，推动地质学科的发展。
（2）实际意义- 为矿产资源的勘探和开发提供科学依据，特别是在油气、煤炭、金属和非金属矿产的寻找中具有重要作用。
- 在水利工程、城市规划、环境保护等领域提供地质背景和风险评估。
- 对于理解气候变化和预测未来环境变化具有参考价值。
二、岩相古地理学的研究内容与方法1. 研究内容（1）岩相分析- 沉积岩的成分、结构、构造和沉积环境之间的关系。
- 沉积岩的成因类型和形成条件。
（2）沉积环境重建- 古气候、古水流、古生态等环境因素的识别和解释。
- 沉积相的识别和沉积序列的分析。
（3）古地理格局重建- 古大陆、古海洋、古河流、古湖泊等地理单元的分布和变迁。
- 古地理事件的识别和解释，如海平面变化、构造运动等。
（4）古地理演变过程- 地质历史时期古地理格局的演变序列。
- 古地理演变与全球地质事件的关系。
2. 研究方法（1）野外调查方法- 地质填图：系统地记录地表地质现象和地层分布。
- 露头观测：详细描述沉积岩的岩性、构造和化石特征。
（2）实验室分析方法- 粒度分析：确定沉积物的粒度分布，推断沉积环境。
- 地球化学分析：通过元素和同位素分析，揭示沉积岩的源区和沉积过程。
- 生物化石分析：利用生物化石确定地层年代和沉积环境。
（3）沉积相分析- 根据岩性和生物化石特征，划分沉积相类型。
- 建立沉积相模式，分析沉积环境的时空变化。
（4）古地理图编制- 整合野外调查和实验室分析结果，编制不同地质时期的古地理图。
- 利用地理信息系统（GIS）技术，进行古地理数据的可视化和分析。
沉积相与岩相古地理研究沉积相是指岩石中所包含的沉积物的特征和组合，包括颗粒大小、颗粒形状、颜色、细粒物质含量等。
通过对不同沉积相的研究，可以了解到岩石是在哪种沉积环境下形成的，比如河道、湖泊、波浪影响的海岸线等。
沉积相的研究方法主要包括沉积学观测、沉积物分析以及实验室研究等。
岩相是指沉积岩中的岩石成分和结构特征，包括岩石的种类、颗粒结构、颗粒间的结合方式等。
通过对岩相的研究，可以了解到岩石的成因以及古地理环境的一些特征。
比如在岩相研究中可以发现一些化石、矿物或者地球化学特征，这些特征可以用来判断古地理环境的类型和特征。
沉积相与岩相古地理研究的重要性在于它可以提供地球历史上不同地区古地理环境的细节信息。
通过对不同地质时期的岩石进行沉积相与岩相研究，可以了解到地球环境的演化历程，包括地质过程、气候变化以及生物演化等。
这些信息对于解读地球历史，理解地球系统中各个组成部分的互动关系具有重要意义。
沉积相与岩相古地理研究的方法多样，常用的方法包括地层剖面观察、野外采样、实验室分析和数值模拟等。
其中，地层剖面观察是最常用的方法之一，通过对地层不同层位的沉积相与岩相特征进行观察和描述，可以了解到不同时期地表环境的差异。
野外采样和实验室分析主要用于获取具体的沉积物样品，并通过对样品的颗粒分析、岩石成分分析以及化学分析等来获取更详细的信息。
数值模拟是一种基于数学模型的方法，可以模拟地质过程和沉积过程，通过与实际观测数据进行比较，可以验证模型的准确性。
总之，沉积相与岩相古地理研究是地质学中的重要分支，通过对岩石的沉积相和岩相特征进行研究，可以还原地球历史上不同地区古地理环境的细节信息。
这些信息对于理解地球系统的演化历程、地球表层的变化以及预测未来地质过程具有重要意义。
未来，随着技术的不断进步和研究方法的不断改进，沉积相与岩相古地理研究将进一步得到发展和应用。
