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沉积岩与沉积相Sedimentary Rocks and Facies一、内容提要第一部分：前言第二部分：分析原理与方法第三部分：碎屑岩岩石学与沉积相第四部分：碳酸盐岩岩石学与沉积相二、主要内容1、古环境恢复方法与所用资料主要方法:垂直相序列（Vertical Facies Profile)沃塞尔相律（Walther's Law）沉积模式（Depositional Model）物源与古流分析（Provenance and Paleocurrent）地震地层（Seismic Stratigraphy）层序地层（Sequence Stratigraphy）构造—沉积体系分析（Tectonics-Depositional System）主要资料：野外露头资料（Outcrops)岩心资料（Cores)岩屑资料（Sieve residue log）地球物理测井资料（Geophysical Logging）地球物理勘探资料（Geophysical Exploration）实验室分析资料（Laboratory data）2、沉积环境解释参数物理参数（Physical parameters）:沉积构造（Sedimentary structures）, 颗粒特征及分布（Grain and grain size distribution）生物参数（Biological parameters）:生物成因构造（Biogenic structures), 生物化石及生态特征（fossils and Paleocology）化学参数（Chemical parameters）: 岩性（Lithology）, 岩矿（Minerals）, 氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential），酸碱度（Acidicity-Alkalinity），盐度（Salinity），温度（Temperature）3、主要沉积体系及相构成冲积扇体系河流体系扇三角洲体系三角洲体系碎屑海岸体系碳酸盐岩台地体系深水扇体系4、地质应用对于地质勘探:平面及剖面相关系；确定有利勘探目标；寻找隐蔽及岩性圈闭；储层评价；对于地质研究:了解古代及近代地理变迁；沉积盆地的充填样式及其对构造活动与气候变化的响应；湖泊及海洋的水介质特征；5、学习方法整体分析（Integrated analysis）:概括各种资料--岩心（cores）,录井（logging）,地震（seismic），露头（outcrops），化验资料（laboratory data)，古生物（paleontology)层次分析（Gradation of analysis）:盆地尺度（Basin scale）, 油藏尺度（Oil reservoir scale）, 油层尺度（Oil layer scale）6、课程目的及意义意义:一直作为地质研究的热点尽管沉积物与沉积岩只占岩石圈体积的5%,但地球表面的75%被沉积物与沉积岩覆盖。
一、名词解释沉积相（或相）：沉积环境及在沉积环境中形成的沉积物（岩）的综合。
相标志：沉积岩所具有的那些能反映其沉积环境的环境参数以及沉积过程的各种特征。
岩相：是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合。
沃尔索相律（或相序递变规律/相律）：只有在横向上成因相近并且紧密相临而发育着的相，才能在垂向上依次出现而没有间断。
相序：在一个连续地层剖面中出现的沉积相的排列。
相模式：带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
或：沉积模式，以图解、文字或数学等方法来表现的理想化的和概括性的沉积相。
洪积扇（冲积扇）：在气候干热、地壳升降运动较强烈的地区，风化、剥蚀作用剧烈，其形成的产物被山区的暂时性水流（雨水或洪水）或山区河流带走。
当水流流出山口，地形坡度急剧变缓，水流向四方散开，流速骤减，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。
它具有山区河流冲积成因的特点，故又称为冲积扇。
或：在干旱半干旱地区出现季节性暴雨时，山区河流携带大量碎屑物质进入平原，在出口处，由于坡度突然变缓，流速骤减，水流分散，搬运能力减弱，而使碎屑物质快速堆积下来，形成一种扇形沉积体，称为冲积扇。
河流的“二元结构”：河流沉积的下段是由河床亚相的滞留沉积和边滩沉积组成，是由于河道迁移而引起的沉积物侧向加积的结果，构成了河流沉积的底层沉积。
上段由堤岸亚相和河漫亚相组成，属泛滥平原沉积，主要是大量细粒悬浮物质在洪泛期垂向加积的结果，构成了河流沉积剖面的顶层沉积，底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的“二元结构”。
沉积体系：同一物源、同一水动力系统控制，成因上有联系，沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。
边滩：又称“点砂坝”，是曲流河中主要的沉积单元，是河床侧向迁移和沉积物侧向加积的结果。
边滩沉积构成：上部由河漫滩沉积构成，两者的厚度比接近1：1，层序具典型的向上变细、变薄的特点。
天然堤：洪水期河水溢出河床，粉砂、泥沿河床两岸迅速堆积所形成平行于河床的砂堤。
第十八章重力流沉积及沉积相第一篇：第十八章重力流沉积及沉积相沉积岩与沉积相教案——第十八章重力流沉积与沉积相第十八章重力流沉积及沉积相第一节概述一、浊流理论的意义浊流理论的提出，可算作碎屑岩研究的一场大革命（Walker,1973）。
明确提出浊流和浊流岩概念的是Johnson （1938），里程碑是1950年Kuenen and Migliorini的文章《浊流是形成递变层理的原因》以及1962年鲍玛发现鲍玛层序。
浊流理论解释了许多以前无法解释的现象，更找到了丰富的油气。
一方面，人们认识到深海（湖）中沉积的碎屑物质是由高密度浊流搬运和堆积，因而消除了认为砂泥间互的复理石沉积是由构造垂向频繁活动而引起深水和浅水交替沉积的产物的简单结论；另一方面，浊流理论还能解释某些反常现象，打破了多年来占统治地位的砾石在岸边，泥质沉积在深水的重力分异作用的概念。
二、重力流简介（一）浊积岩的广义概念广义的浊积岩是泛指形成于各种深水沉积环境的各种重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总和。
水下沉积物重力流包括泥石流、颗粒流，液化沉积物流和浊流，这些我们已在前面的章节中学习过。
在这里，浊流只是重力流的一种，这是浊流的狭义含义。
（二）重力流沉积作用简介沉积物重力流物质可以来自峡谷长轴向岸的上端，也可来自短轴方向，又可以是多方向的。
物质到达峡谷后，总是沿峡谷长轴下倾方向流动。
在峡第1页沉积岩与沉积相教案——第十八章重力流沉积与沉积相谷下部，有部分最粗的砂砾沉积下来；到了峡谷出口处，由于它处于大陆斜坡到深海平原的转折处，因斜坡变缓，重力流速度骤减，大量碎屑物质在这里堆积下来形成扇状堆积体，称为海底扇；细的碎屑物质再向前搬运，在海底平原上扩散开来，形成宽广平坦的席状浊积层。
可见，海底峡谷→海底扇→海底平原是重力流搬运所经的途径，也是它的不同沉积场所。
总之，无论是在海洋还是在湖泊中，重力流都是沿水下斜坡或峡谷流动的、含大量砂泥并呈悬浮搬运的高密度底流。
重力流沉积岩相划分及其发育规律张雷;李振海;张学娟;刘敏;申家年【摘要】在Tailling等分类的基础上建立基于沉积过程中的流变学特征和沉积物支撑机制的滑塌流-浊流-碎屑流三分(滑塌岩相、碎屑流岩相和浊积岩相)14个序列的重力流岩相划分体系；结合鄂尔多斯盆地合水地区长7段大量的岩心资料，并借助于测井曲线和录井数据，对合水地区长7段重力流沉积的岩相及岩相组合进行识别。
结果表明：合水地区主要发育5类重力流沉积岩相组合类型，即低密度浊流组合、高密度浊流组合、黏滞性碎屑流组合、弱黏滞性碎屑流组合以及滑塌岩组合；对比合水地区重力流沉积空间发现，滑塌岩相发育范围相对局限，主要发育于三角洲前缘失稳区，碎屑流沉积主要发育于斜坡带-坡折带处，浊流沉积的分布范围最广；“浅水凸形”坡折带位于三角洲前缘或三角洲平原附近，是重力流重要的触发区，主要控制正常牵引流三角洲前缘中松散的水下分流河道砂体沉积；“深水凹形”坡折带位于前三角洲深水区，是深水重力流砂体主要的卸载沉积区。
%Building upon prior investigations of Talling and others, a three-fold classification of gravity flow lithofacies was es-tablished based primarily on fluid rheological characteristics and sediment-support mechanisms of depositional processes. The new classification mainly contains slumps lithofacies, debris flow lithofacies and turbidite lithofacies, corresponding to the de-posits of slump, debris flow and turbidity current respectively, and can be further subdivided into 14 lithofacies. Using the a-bundant core data and logging data, lithofacies and lithofacies associations of gravity flows deposits were identified in Chang 7 Member of Heshui region, Ordos Basin. The results show that there are five types of lithofaciesassociations developed in Hes-hui region, including the low density turbidite association, the high density turbidite association, the viscous debris flow associ-ation, the weakly viscous debris flow association and the slumps association. The slumps lithofacies are located restrictively in the instable area of delta-front, the debris flow deposits are mainly developed in the slope to slope break zone, and the turbi-dites are on the other hand most widely distributed. The shallow water and convex slope break is located in the delta-front or the delta-plain, which is the initiating area of the gravity flow and mainly controls the distribution of loose sandy depositions of sub-sea distributary channels in delta-front caused by normal traction currents. The deep water and concave slope break is located in the deep water area of prodelta, which is the major unloading and deposition area of the gravity flows sand.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】8页(P17-24)【关键词】鄂尔多斯盆地;长7段;重力流沉积;岩相;岩相组合【作者】张雷;李振海;张学娟;刘敏;申家年【作者单位】东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318; 德克萨斯农机大学地质与地球物理系，美国德克萨斯州大学城77840;东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318;东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318;湖南省地质科学研究院，湖南长沙410007;东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE121.3近年来随着全球深水油气勘探的迅速推进,深水沉积已成为当前地质学领域研究的热点课题[1]。
第二十三章重力流沉积及沉积相§23-1 沉积物重力流形成的基本条件和类型一、形成条件●沉积物重力流属于非牛顿流体，其搬运和沉积作用不服从牛顿内摩擦定律。
●重力流搬运的驱动力——主要是重力；因此沉积物重力流属于再搬运沉积体系，●它的发生地点——主要是海底或湖底的斜坡地带。
沉积物重力流的形成条件1．足够的水深——是重力流沉积物形成后不再被冲刷破坏的必要条件。
▲一般认为1500～1800m，最小水深100m（Klein认为是80m）。
最深达8000m（美国加利福尼亚岸外蒙特里深海扇）。
▲足够的水深是相对的，海洋与湖泊有较大差异。
▲其形成水深必须在风暴浪基面以下。
2．足够的坡度角是造成沉积物不稳定和易受触发而作块体流运动的必要条件。
▲一般认为，最小坡度角为3°～5°。
但密西西比河三角洲的海底滑塌坡度角仅有0.5°；▲重力流的密度对坡度有明显的补偿作用（Lüthi，1981）。
我国中、新生代断陷湖盆陡岸或缓岸都有重力流沉积物形成。
计算结果表明，形成重力流的最小坡度角2°～3°即可，只要重力流与湖水之间有足够密度差，就具备了形成重力流的充分条件。
3．充沛的物源——是形成沉积物重力流的必要条件。
洪水注入的碎屑物质火山喷发的喷溢物质沉积物重力流物质来源浅水的碎屑物质碳酸盐岩物质物源成分——决定重力流沉积物类型。
随物源成分的变化，重力流沉积物类型也有规律地变化，如陕西洛南上张湾罗圈组重力流沉积物：上部的浊流碳酸盐减少下部的碎屑流和颗粒流陆源碎屑增多4．一定的触发机制▲重力流沉积物的形成——属于事件性沉积作用。
▲起因于一定的触发机制洪水地震海啸在巨浪等阵发性因素风暴潮火山喷发直接或间接诱发下块体流除洪水密度流直接入海或入湖外，大多数斜坡带沉积物→必须达一定厚度和重量→经滑动、滑塌等触发机制→才能形成大规模沉积物重力流。
二、基本类型1．海相沉积物重力流米德尔顿等(Middleton and Hampton，1973，1976)按支撑机理把沉积物重力流→泥石流(或碎屑流)、颗粒流、液化沉积物流和浊流4个类型。
●纳丁等(Nardin et al.，1979；kruit l975)认为，无论陆源碎屑型或内源碳酸盐型沉积物重力流，从岩崩、滑坡、块体流到流体流，在力学性质上均可构成弹性、塑性、粘性块体运动过程的连续统一体。
将沉积物重力流划分为：●泥石流——水和粘土杂基支撑的块体流；●碎屑流——含水的砾石级碎屑碰撞和杂基联合支撑的块体流；●颗粒流——含水的砂级颗粒碰撞支撑的块体流和流体流；●液化沉积物流——超孔隙压力支撑砂级颗粒的流体流；●浊流——水、泥、砂等近于均匀混合由湍流支撑的浑浊流。
它们是统一机制下的连续统一体，是沉积物重力流不同阶段的演化产物。
2．陆相沉积物重力流从不同角度可归纳如下各种类型（据赵澄林等，1988）：1）按物源：陆源碎屑型、碳酸盐碎屑型、火山碎屑型。
2）按机制：洪水型、滑塌型、火山喷发型。
3）按组构：泥石流、碎屑流、颗粒流、液化沉积物流、浊流。
4）按形态：扇形体系包括近岸水下扇、湖底扇。
5）沟道或槽谷体系包括横向、纵向、拐弯水道重力流。
6）层状或带状体系包括阶地、深水平原浊流沉积。
§23-2 重力流沉积物（岩）的基本特征一、岩石学特征●广义的浊积岩：指形成于深水沉积环境的各种类型重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总和。
●按成因和组构特征又将重力流沉积物→若干岩类，每一岩类又有其各自的成分、结构、构造特征。
●目前较为通用的分类方案是由沃克（Walker，1978）根据海洋深水碎屑岩相中提出来的，概括为：典型浊积岩和非典型浊积岩两类。
也适于湖泊深水碎屑岩相。
1.典型浊积岩指具有不同段数鲍玛层序或序列的浊积岩（Bouma，1962）。
一个完整的鲍玛层序是由五或六个段组成，自下而上顺序如下：F段—深水页岩段：为远洋深水沉积的页岩或泥灰岩、生物灰岩层，含深水浮游化石，显微细水平层理，与上覆层为突变或渐变接触。
实际上F段也已不属于浊流沉积。
但它是判断深水浊流沉积的重要标志，有时与E段难于区分，合并在一起统称E段。
E段—泥岩段：为块状泥岩，E、D段有时不好区分，两者均属低密度重力流沉积。
鲍玛没有划分出这个段，他的E段指的是深水非浊流沉积段，以及F 段。
D段—上平行纹层段：由泥粉和粉泥组成，具断续平行纹层。
若C段作底，则为清楚的界面。
它是由薄的边界层流造成的，厚度不大。
C段—流水波纹层段：粉砂为主，有细砂和泥质，呈小型流水型波纹层理和上攀波状层理，常见包卷层理、泥岩撕裂屑和滑塌变形层理，这表明流水改造和重力滑动的复合作用（有人认为A、B段后，浊流转为低密度流，出现了牵引流水流机制所致层理）。
C、D段连续过渡；C段作底，则突变，底具冲刷面及各种印模构造。
B段—下平行纹层段：比A细(多细、中砂)，含泥质显平行纹层(粒度、片状炭屑、长形碎屑定向分布所致，层面见剥离线理)，粒度递变不明显。
与A渐变；若B段作底，则突变，底具冲刷面及各种印模构造。
A段—底部递变层段：由砂岩组成，近底含砾。
下粗上细，正递变清楚。
反映浊流能量渐弱，递变悬浮。
底面有冲刷—充填构造和多种印模构造，如槽模、沟模等。
常比其他段厚。
鲍玛推断浊积岩：▲各层段在平面上——呈舌状展布；▲较细段比其下较粗段有更大的展布面积。
∵沿流动方向上流速和粒径都逐渐减小←┘▲浊积岩层序的完善程度由浊流的频率和强度所决定。
结果就形成了缺失底部层段、顶部层段被削蚀或者顶部底部层段均缺失浊流前侧缘←┘└→后次浊流对前次的削蚀└→前两种因素皆有的各种层序，如ABCDE，BCDE，CDE，DE，以及AB，BC，CD等各种层序。
有完整层序的浊积岩：仅占10％～20％（鲍玛）、＜1％（许靖华，1978）、5％（赵澄林）。
2．非典型浊积岩（1）块状砂岩指层内结构均一的砂岩或含砾砂岩。
▲较厚，其内部有时隐约显叠复递变特征。
▲块状砂岩中出现泄水管和碟状构造，指示液化流沉积作用。
▲块状砂岩指示重力流水道沉积环境。
（2）叠复冲刷粗砂岩▲常表现为“AAA”序，“A”是指一个递变层或一次重力流事件。
▲有时演变为“ABABAB”序，每一个递变层之上均连续沉积有厚薄不等的平行层理砂岩。
（3）卵石质砂岩是一种厚度较大、显叠覆递变的砾质砂岩层。
▲每个递变层含砾下多上渐少。
▲砾石属再沉积组分，故有一定磨圆度（图23-7）。
有时显优选方位；▲在以砂为主的部分有时也见交错层理和泄水构造。
故这类岩石指示高密度重力流向牵引流和液化流转化的特征。
卵石质砂岩也指示重力流水道沉积环境。
（4）颗粒支撑砾岩以再沉积砾石为主，细粒充填孔隙，并构成颗粒支撑结构；随细粒物质增加可过渡为卵石质砂岩（相）。
按组构特征可划分为紊乱砾岩层，反递变—正递变砾岩层、正递变砾岩层、具递变和叠瓦构造的砾岩层等四种微相。
这四种再沉积砾岩厚度大，但不稳定，底面清晰，主要分布在内扇主沟道或非扇深重力流水道环境中。
（5）杂基支撑的岩层杂基支撑的岩层由粉砂和粘土组成的杂基含量一般为25％～5％，可细分为杂基支撑砾岩、杂基支撑砂砾岩和杂基支撑砂岩等三种类型（图23-9），有时显递变现象，系水下泥石流沉积作用所致，反映扇根重力流水道环境。
（6）滑塌岩滑塌岩是指泥砂混杂并具有明显同生变形构造的岩层（图23-10）。
随着砂的减少，可过渡为具变形层理的页岩。
系未完全固结的软沉积物，因重力滑动一滑塌沉积所致，广泛见于重力流沉积体系、斜坡脚根部的补给水道末端及主沟道，在重力流沉积物中普遍可见。
二、结构特征从泥石流（碎屑流）→浊流，惟一或主要的搬运方式是悬浮和递变悬浮载荷搬运。
粒度基本特征是：▲颗粒／杂基低，分选性很差～较好；▲概率图：只有一条斜度不大的较平的直线或微向上凸的弧线。
说明只有一个递变悬浮次总体，粒度范围分布很广，分选差。
▲C－M图：点的分布平行C－M线，属于粒序悬浮区，亦反映递变悬浮沉积为主的特点（图23-12）。
三、构造特征重力流沉积物（岩）多样性→导致构造特征的复杂性。
●层理：无论那类重力流沉积物：▲都是以递变层理或叠覆递变层理为其最主要的鉴定标志；▲其次还有平行层理、波状层理、旋涡层理、滑塌变形层理等；▲有时伴有少量反映牵引流水流机制的交错层理和斜波状层理。
●其它：除层理类型外，诸如槽模、沟模、重荷模、撕裂屑、旋涡层、变形砾、直立砾、漂浮砾、液化锥、液化管、碟状构造、水下岩脉和水下收缩缝等特殊构造类型，分布虽然并不普遍，但一旦出现就具有良好的指相性（表23－3）。
除指示深水环境的实体化石（如有孔虫、放射虫、钙质超微化石）外，深水的遗迹化石（如平行层理的爬迹、网状迹和平行潜穴等）更具有良好的指相性。
●微观下所见的再沉积组分，诸如破碎鲕粒、化石碎片、晶体碎屑和植物屑以及泥晶包壳等，都在一定程度上反映重力流沉积作用。
§23-3 浊积岩的相模式一、海底扇相模式非典型浊积岩相模式（如海底扇相模式）。
1．补给水道(或海底狭谷)主要作用是将砂砾泥组成的重力流沉积相输送到深水环境中去。
高密度重力流具有侵蚀下切作用，使水道或峡谷不断向海底延伸。
2．内扇或上部扇亚相于大陆坡根部的峡谷出口。
▲斜坡脚—滑塌层和紊乱层的泥石流、碎屑流沉积；▲水道向下，依次泥石流、碎屑流沉积（紊乱砾岩层、反粒序至正粒序砾岩、有层理砾岩等）。
▲水道堤或阶地外缘—不同序次的典型浊积岩(漫溢)。
▲沉积物分布严格受地形的控制，特别是砾岩更严格地受水道的限制。
深可达100～150m，宽有2～3km。
水道迁移、加积，可使浊积岩更宽、更厚。
←┘3．中扇或中部扇亚相于内部扇外和外部扇内，▲常呈叠覆舌状体，突出地貌特征是辫状分支水道发育。
宽300～400m，深＜10m ←┘▲辫状分支沟道—以卵石质砂岩(或含砾砂岩)和块状砂岩为主(可连续出现，∵水道迁移、加积)，时见颗粒流和液化流沉积。
▲辫状分支沟道间—以漫溢沉积不同序列(B-E，C-E)的典型浊积岩分布为特征。
4．外扇或下部扇亚相与中扇亚相无水道部分相接，地形平坦，基本无水道，沉积物分布宽阔而层薄，典型沉积是C-E和B-E序列的末稍相典型浊积岩和深水泥页岩。
5．深海平原相以具有填平低洼但不爬高的低密度底流沉积为特点，故除局部因填平加厚外，在深海平原广阔面积上以远积典型浊积岩为特征。
厚度很稳定，有的薄粉砂层可以侧向追踪几十至数百千米。
6．深切扇指深切湖底扇叶表面形成的沟道，重力流在低洼处形成小型“深切扇”。
▲形成的沟道型浊积岩是一种与周缘沉积相反常的相类型，其包裹在暗色泥页岩中的浊积岩体含油气潜力很大。
7．海底扇推进式相层序为变厚变粗相层序。
如果扇的补给来源渐趋中断或发生海进，此时有可能出现向上变薄、变细层序。
二、湖底扇相模式渤海湾下第三系有较发育的扇相浊积岩，相模式和垂向层序为推进式复合叠置的向上变厚、变粗层序。
