沉积古地理(3)沉积学相关的流体力学基础

CH1绪论沉积环境：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，并以此与相邻地区相区别。

沉积相：一个沉积环境中所有原生沉积特征的总和，包括岩石、古生物和岩石地球化学特征。

沉积模式：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，是以图形或文字方式表现的理想的、概括的沉积相格局。

沉积序列：沉积相在垂相上的反映。

瓦尔特相律：相的纵向相序也是它的横向相带。

或在没有沉积间断的条件下，只有横向上相邻的相，才能在纵向上互相叠覆。

CH2沉积物的来源1、沉积物的组成物质来源：陆源物质（母岩的风化产物）、生物源物质（生物残骸和有机物质）、深源物质（火山碎屑物质和深部卤水）、宇宙源物质（陨石）2、沉积物的抗风化能力CH3、沉积学相关的流体力学急流：Fr>1，惯性力作用大于重力作用的水流。

缓流：Fr<1，惯性力作用小于重力作用的水流。

层流：流体质点的运动有条不紊，呈不混杂并分层流动的状态。

紊流：流体质点的运动所呈现的分层流动状态被破坏，发生互相混杂，并且有纵向脉动的流动状态。

重力流：含有大量沉积物，并在重力作用下发生流动的高密度流体。

牵引流：以一定介质动力导致流体运动并带动碎屑颗粒迁移的流体。

PS：福劳得数：雷诺数：CH4沉积环境的主要判别标志1、典型的沉积构造（水平层理、平行层理、交错层理、鸟眼构造等）2、粒度分析的常用方法：直接测量法、筛选法、薄片粒度法。

3、如何利用自生矿物判断沉积环境：海绿石：一种绿色沉积矿物，可具有鲜绿-黄绿色-暗绿色调，其成分为富铁、富钾的含水层状铝硅酸盐矿物。

唯一的海相沉积指示矿物。

鲕绿泥石：呈绿色的鲕状或球粒状，其主要成分为铁质硅酸盐矿物，形成于较温暖的浅海，水温大于20。

C，深度小于60m。

4、古水流的判别方法指向构造和组构：交错层理、底痕、波痕、冲刷充填构造以及生物化石和碎屑颗粒的定向排列非定向标志：碎屑颗粒的粒度、圆度、形状、成分以及厚度等变化特征CH5大陆环境极其相模式1、冲积扇由洪水从山区带出，在山口的山麓地带因坡降减小堆积而成的沉积物。

流体的沉积学和沉积力学在地球表面的各个角落，我们可以看到大量的沉积物，如沙子、泥浆和岩石。

这些沉积物是由各种各样的流体运动形成的，例如河流、海洋和风。

流体的沉积学和沉积力学是研究这些沉积物形成的科学领域，涉及到流体的运动原理、沉积物的形成以及岩石的变化过程。

1.流体的运动原理流体可以是气体或液体，在自然界中以不同的形式存在。

流体的运动受到牛顿力学和流体力学的基本原理控制。

基于质量守恒定律和动量守恒定律，我们可以理解流体在不同环境下的运动特性。

例如，在河流中，水的流动速度和方向受到重力、水体的粘性以及地形的影响。

快速流动的河水能够携带大量的固体颗粒，如岩石碎片和沙子。

这些固体颗粒在流体的作用下不断被运动和重新堆积，最终形成沉积物。

在海洋中，潮汐、浪涌和洋流是主要的流体运动形式。

这些运动会对海底的沉积物产生冲刷和堆积的效应。

海浪的冲击力可以将碎石和贝壳带上岸，而海洋的洋流则可以将细粒的沉积物沉积在海底。

2.沉积物的形成和特点沉积物是由流体携带的固体颗粒在静止或低速流动时沉积下来形成的。

根据固体颗粒的大小和粒度分布，沉积物可以分为不同的类型，如粗砂、泥浆和粉状物。

沉积物的形成受到多种因素的影响，包括流体的速度、密度和粘性，以及固体颗粒的形状、密度和颗粒大小。

当流体速度减小或停止时，流体无法再将固体颗粒携带起来，颗粒逐渐沉积在底部。

由于不同类型的颗粒具有不同的密度和形状，它们在沉积过程中会分别分层。

另外，沉积物还会受到颗粒之间的相互作用和化学反应的影响。

固体颗粒在沉积过程中可能会发生重排和结晶，形成新的岩石或矿物。

3.岩石的变化过程沉积物在经历长时间的压实和水化作用后，可以变成岩石。

岩石是由不同类型的沉积物在地质时间尺度下通过物理、化学和生物过程形成的。

根据岩石的成因和组成，它们可以分为沉积岩、变质岩和火成岩。

沉积岩是由沉积过程中的沉积物经过压实和水化作用形成的。

例如，砂石经过压实可以形成砂岩，泥浆经过水化作用可以形成页岩。

一、名词解释1、沉积学:研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。

2、沉积岩：是组成岩石圈三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是在地壳表层条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩）的风化产物、火山物质、生物来源的物质、宇宙物质等沉积岩原始物质，经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。

3、牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体，服从牛顿内摩擦定律，是指在时间不变的条件下，随着流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。

牵引流属于牛顿流体。

[非牛顿流体]从流体力学性质来说，凡不服从牛顿内磨擦定律的流体称为非牛顿流体。

非牛顿流体在流速梯度变化时，流体动力粘度系数亦发生变化。

4、佛罗得数：惯性力和重力之间的一个比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg =，在明渠流中，一些科技人员定义为：12/()r F v Dg =，D 为明渠流水深。

1r F >，为水浅激流的情况，1r F <为水身缓流的情况。

5、风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用，指因温度压力的变化、水以及各种酸的溶蚀作用，生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等破坏作用，地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。

6、风化壳：指母岩风化残余物质构成的地表岩石的表层部分。

7、物理风化作用：指因温度的变化、晶体生长、重力作用、生物活动、水、冰及风等的破坏作用，母岩发生机械破碎，而化学成分不改变，形成新的岩石碎屑和矿物碎屑等碎屑物质的过程。

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

9、生物风化作用（书上无明确定义）：指因生物活动或生物分泌出的有机酸的破坏作用，岩石发生机械破坏、溶解形成新矿物的过程。

10、沉积分异作用：是指母岩风化产物及其他来源的沉积物，在搬运、沉积的过程中会按照颗粒大小、形状、相对密度、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象。

1、流体：从力学性质讲，流体是一种受任何微剪切力都能连续变形的物质。

2、内摩擦定律：内摩擦力与接触面积（A）和相对速度差（dv）成正比,而与垂直距离（dE）成反比3、牛顿流体：凡足服从内摩擦定律的流体称为中顿流体。

即在温度条件部变的条件下，随着流速梯度（dv/dz）和剪应力T的变化，n值保持常数。

4、非牛顿流体：不服从内摩擦定律的流体称为非十•顿流体。

沉积物重力流失水下由重力推动的一种含大量碎屑沉积物质的高密度流。

5、福劳得数：是判别流体流动强度的准则。

Fr= 惯性力/軍:力=V/＞。

6、雷诺数：是表示流体的流动状态的无量纲数；是判別层流和紊流的定量准则。

计算公式为：ReH®性力/粘滞力=Vdp/u=Vd/v其中: Re为雷诺数；V为流体平均流速；d为管道直径，P为流体密度；U或v为流体粘滞系数。

当雷诺数大于临界值（管道条件为2320、明渠条件下为500）吋流体为紊流，小干临界值时流体为层流。

7、牵引流：是以一定介质动力（推力或上举力）导致流体运动并帯动碎捫颗粒迁移的流动。

8、重力流：是一种含冇大fi沉积物的卨密度的在重力作用下发生流动的流体。

9、载荷：流体中被搬运的沉积物。

10、浊流:浊流是一种混合着大量A悬浮沉积物质的菇速紊流状态的浞浊菇密度流，是由重力推动流动的重力流的一种。

11、生物沉积的作用：生物不仅可使溶解物质大量沉淀，还可以使部分粘土物质和内源碎們发生沉积。

12、沉积分异作用：按沉积物的物理特性（颗粒人小、形状、比重）或化学成分，呈规律性依次沉积的现象。

13、机械沉积分异作用：指母岩风化的碎屑物质和粘土物质在搬运沉积过程屮，当沉积介质运动速度和位移能力降低吋，它们相应地按照颗粒大小形状比重在地表发生分异并以此沉积。

14、化学沉积分异作用：溶解物质山于溶解度和浓度的不同，以及溶液本身的化学成分，温度酸碱度等因素的影响，常有一•定的沉积顺序。

15、波痕指数：波痕指数是波痕的波长与波高之比（L/H） o16、瓦尔特相律：尔特相律的基木含意是：在连续的地层剖面屮，乖向上儿种奋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相带顺序是一致的。

沉积学及古地理学教程一、名词解释1.流体：流动的物质为流体，从力学性质则是一种受任何微剪切力都能连续变形的物质2.内摩擦定律：内摩擦力与接触面积和相对速度差成正比，而与垂直距离成反比3.牛顿流体：凡是服从内摩擦定律的流体称作牛顿流体4.非牛顿流体：把不服从内摩擦定律的流体称作非牛顿流体5.福劳德数：判别流体流动强度的准则，是一个无量纲数，是用于流体在明渠条件下的流动体制的无量纲数6.雷诺数：将平均流速，管道直径，黏滞系数和密度归纳为一个无量纲数，称为雷诺数，表示流体的流动状态的无量纲数，是判断层流和紊流的定量准则7.牵引流：是以一定介质动力导致流体运动并带动碎屑颗粒迁移的流体8.重力流：是一种在重力作用下发生流动的流体，其含有大量沉积物高密度流体9.机械沉积分异作用：指母岩风化的碎屑物质和黏土物质在搬运和沉积的过程中，当沉积介质运动速度和运移能力降低时，他们相应的按照颗粒大小，形态，比重在地表发生分异并依次沉积10.化学沉积分异作用：物质因其本身的化学性质的差异，从溶液中沉淀将按溶解度从小到大的先后顺序依次沉积的现象11.波痕指数：波长与波高之比12.瓦尔特相律：在连续的地层剖面中垂直向上几种有成因联系的沉积相互出现的顺序，与他们在横向上所出现的相带毗邻顺序是一致的13.沉积模式：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，是以图形或文字方式表现的一种理想的，概括的沉积相格局称为相模式14.沉积盆地：指岩石圈表面在三度空间内，容纳沉积物堆积和叠置的场所，其边界为各种不同性质构造活动带和自然地理障壁15.沉积古地理：反映海陆分布，各种古环境及沉积产物16.沉积体系：是与沉积作用和沉积环境有成因联系的三维岩相组合17.垂向加积作用：指沉积物在地球重力场作用下从沉积介质中自上而下的堆积过程18.侧向加积作用：沉积物在搬运营力的作用下沿搬运方向的堆积推移过程，他所形成的原始沉积层是斜列的。

1朵状三角洲是指三角洲前缘的指状砂体受到海水的冲刷、改造，再分配而形成席状砂层，使三角洲前缘变得较为圆滑而近似于半圆形的三角洲。

2鸟嘴状三角洲是指当海洋的波浪作用大于河流的作用时而形成的平而形态呈呵嘴状的三角洲。

3建设性三角洲是指在以河流作川为主,泥砂在河口堆积的速度远大于波浪所能改造的速度的条件下形成的三角洲。

其特点是增长速度快，沉积厚、面积人，砂/泥比值低。

4破坏性三角洲是指在海洋作用增强而超过河流作用时，河口区形成的泥砂堆积被海洋水动力改造，破坏时形成的三角洲。

其特点是形成时间短，分布而积小。

5港湾型三角洲是指河流流入三角港或其他形状的港湾所堆积的泥砂被潮汐作用破坏和改造，外形受港湾控制的三角洲。

6扇三角洲是指从邻近高地直接推进到海、湖等稳定水体中的冲积扇。

7深水三角洲是指曲流河注入水体深度一百米左右的蓄水盆地所形成的三角洲沉积体。

8浅水三角洲是指曲流河注入水体，深度一般儿米〜儿十米的蓄水盆地所形成的三角洲沉积体。

9三角洲平原是指从河流大量分叉位置至海平面以上的广大河口地区，是三角洲沉积的陆上部分。

10三角洲前缘是指位于三角洲平原向海方向一侧，处于海平面以下的河流与海水剧烈交锋的河口地区。

11分流间湾是指分流河道间相对低洼的与海（湖）相连的海湾地区。

12远砂坝是指位于河口坝前方较远部位，沉积物较河口坝细的主要为粉砂，并有少量粘土和细砂组成的沉积体。

13三角洲复合体rti于河流与海洋作用的消长以及河口的往返迁移，三角洲的成长、废弃多次重复出现, 形成多个单一的三和洲沉积体交错叠置，称为三和洲复合体。

14辫状河三角洲是指山冲积扇询的辫状河注入蓄水盆地所形成的沉积体。

15曲流河三角洲是指曲流河注入蓄水盆地形成的沉积体。

16浅水湖泊三角洲是指河流注入广阔的滨浅湖区形成的沉积体。

17潟湖是指滨浅海地带由于障壁地形的遮挡而形成的与广海呈隔绝或半隔绝的水域。

18障壁岛是平行海岸高出水面的狭长形砂体，以其对海水的遮拦作用而构成潟湖的屏障。

《沉积地质学》复习整理（一）1.压实作用压实作用或物理成岩作用是指沉积物沉积后，在其上覆水体或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。

在沉积物内部可发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。

在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。

压实作用的表现形式：○1颗粒接触方式:点接触、线接触、凹凸接触。

○2颗粒破裂：刚性颗粒易发生，产生微裂隙。

○3颗粒变形：塑性颗粒易发生，形成假杂基。

○4软性颗粒弯曲：云母等。

压实(溶)受控因素：颗粒（-孔隙水）的成分、填隙物的类型、胶结物的类型和胶结速率、地温梯度、埋藏速度、时间。

（1）内因：颗粒的成分(石英难)、粒度、形状、圆度(反，因为填积紧密孔隙度小)、分选性(反)、粗糙度(f影响压实作用的进程)。

（2）外因：沉积物的埋藏深度、埋藏过程、胶结类型及程度、溶解作用、异常高压。

早期快速深埋、胶结弱或溶蚀强、不存在异常高压时，有利于压实作用。

Eg:泥炭(假设厚度为100%)，在上覆沉积物的压实作用下变成褐煤(厚度20%)，变成烟煤(厚度10%)。

2.压溶作用：一种物理化学成岩作用。

随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(2~2.5倍)，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格的变形和溶解作用。

随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压处的形态：点接触---线接触---凹凸接触(砾石中的砾岩)---缝合接触(砂岩中的石英颗粒)。

3.白云岩化作用白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题之一。

古代地层中所见的白云岩大多具有交代的证据，它们是经白云石化作用所形成的。

白云石化作用的机制很复杂，并不是一种机理所能概括，学者们提出了许多白云岩化作用的机理来解释白云岩的成因。

亚当斯等(1960)在研究美国二叠纪白云岩的成因时，提出了蒸发泻湖渗透回流作用形成交代白云岩的假说。

2000年试题及答案（A）一、名词解释1.沉积学: 研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。

2.佛罗得数: 惯性力和重力之间的一个比值参数, 惯性力/重力= , 在明渠流中, 一些科技人员定义为: , D 为明渠流水深。

, 为水浅激流的情况, 为水身缓流的情况。

3.牛顿流体: 服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体, 服从牛顿内摩擦定律, 是指在时间不变的条件下, 随着流速梯度的变化, 流体动力粘度系数始终保持一个常数。

牵引流属于牛顿流体。

4.洪水沉积作用: 在山区, 阵发行的、瞬间的、短暂的洪水事件中, 洪水携带的大量的砂砾、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来, 形成了大小混杂的堆积物, 称为洪水沉积作用。

5.火山碎屑流: 由一些高粘度的富含挥发组分的岩浆, 在强烈的爆炸后, 大部分甚至全部的熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流, 在重力作用下, 迅速地沿着山坡流动而形成的。

6.等深流: 主要是由大洋温岩旋回驱动的大洋底流, 一般都是沿着大陆坡等深流动, 其规模甚至可以与某些海底扇相当, 可以搬运大量细粒沉积物形成沉积漂流。

7、网状河: 呈弯曲多河道的特点, 河道窄而深, 顺流而下呈现网状, 以悬浮负载为主, 沉积厚度与河宽变化成比例, 其河道间是由细粒物质和泥炭沉积组成的占河流沉积总面积的65%~90%的泛滥平原或湿地。

8、热气地浪沉积: 在火山爆发初期, 大量热蒸汽携带了火山碎屑以床砂载荷的形式进行的搬运和沉积作用。

具有大规模的低角度交错层理。

9、震积岩：由地震灾变引起的, 能记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。

10、生物礁：由造礁生物的生长形成的海底建隆, 具有格架的珊瑚礁有：岸礁、堡礁和环礁, 不同的类型代表不同的演变过程。

二、叙述题1.试述当代碳酸盐岩沉积学研究现状与发展趋势或者问试述碳酸盐岩沉积学的研究现状与展望从20世纪50年代以来碳酸盐岩岩石学和沉积学的发展主要表现在哪几个方面（第一张总论）答: （1）碳酸盐岩石学和沉积学的研究现状碳酸盐岩石学和沉积学重大的进展是以Folk(1959, 1962)关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观点以及石灰岩的重新分类方案的提出, 加上以后Dunham(1962)和Armstrong(1974)等人做了大量碳酸盐古代和现代沉积的研究工作, 使碳酸盐岩石学和沉积学发展到了一个全新的阶段。