1、,第二篇 沉积岩,中国矿业大学（北京）资源与地球科学系,主讲：鲁静 讲师,,第三章 沉积相,第一章 沉积岩总论（4学时）,沉积岩,第二章 沉积岩各论（10学时）,第三章 沉积相（10学时）,3.1 概述,3.2 大陆相组,3.3 过渡相组,3.4 海相组,3.5 碳酸盐沉积相,沉积相,3.1 概述,冲积扇相,3.3 过渡相组,3.4 海相组,3.5 碳酸盐沉积相,沉积相定义,沉积相分类,沉积相的鉴定标志,3.2 大陆相组,大陆相沉积特征,河流相,湖泊相,沼泽相,河口湾相,过渡相沉积特征,三角洲相,无障壁海岸相,有障壁海岸相,浅海陆棚相,次深海,深海相,现代碳酸盐沉积环境,碳酸盐沉积相模式,主要
2、碳酸盐沉积相特征,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1环境、相、模式的概念,3.1.2相分析与相鉴定,3.1.3 沉积相的分类,第三章 沉积相,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（1）沉积环境,自然地理环境 ：环境是从地理学中引进来的概念，地理学家把地球表面划分为若干不同的地理景观单位，包山脉、河流、湖泊、沙漠、海洋等。这就是所谓的自然地理环境。,沉积环境：沉积物沉积时的自然地理环境，称之为沉积环境。 按照R. C塞利（R.C. Selley，1976）的概念，沉积环境乃是“在物理学上、化学上和生物学上均有别于相邻地区的一块表面”。,沼泽,第三章 沉积相,3
3、.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（1）沉积环境,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（1）沉积环境,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（1）沉积环境,在划分环境时，要考虑以下因素： 物理学的：风、波浪和流水的速度、方向和变化，气候和风化作用，温度的变化，降雨量、降雪量。 化学的：覆盖着沉积环境的水的成分，汇集区的岩石的地球化学性质。生物的：包括动物和植物两类生物的作用。,（2）沉积相,人们很早就认识到沉积物（岩）特征和沉积环境有着密切关系，一定的沉积环境形成具有一定岩性特征和古生物特征的沉积物（岩）；沉积相的概念就是
4、为了反映沉积物和沉积环境的关系而提出的。相是能表明古代沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律组合，是沉积物形成条件的物质表现。沉积相是一定沉积环境的物质表现，是沉积环境的古代产物。,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（2）沉积相,“相”在生物学的综合表现即“生物相”， 在岩性方面的综合表现即“岩相”。岩相是环境的物质表现。 在碳酸盐岩或某些陆源沉积岩中，也常把一些岩石的成因类型称之为“相”或“微相”。 与相的概念同时存在的还有沉积相、岩相等这些流行的术语。在沉积学中，相就 是沉积相，二者是同义语。 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
5、分。岩相和沉积相是从属关系而不是同义关系。,水平层理粉砂岩,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（3）沉积模式,相模式本身除了一个环境的概括外，还必须起到下列四个方面的重要作用： 1） 对于比较的目的来说，它必须起一个标准的作用； 2）对于进一步观察来说，它必须起提纲和指南的作用： 3）在新的地质区，它必须起“预测”的作用； 4）对于所代表的环境或系统的水动力学解释来说，它必须起一个基础的作用。,波特和裴蒂庄（Potter and Pettijohn，1963）对沉积模式所下的定义是： “沉积模式实质上是描述了再现的沉积作用的面貌”；沃克（R.Walker，197
6、8）认为： 沉积模式乃是对沉积特征的一种全面的概括。 这种概括应包括其特征的概括，也包括对其形成机理的概括，,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（3）沉积模式,三角洲沉积模式,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（3）沉积模式,无障壁岛海岸沉积,有障壁岛海岸沉积,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.1 环境、相、相模式的概念,（3）沉积模式,海相碳酸盐岩沉积相,曲流河沉积模式,3.1 概述,3.1.1环境、相、模式的概念,3.1.2相分析与相鉴定,3.1.3 沉积相的分类,第三章 沉积相,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2
7、相分析与相鉴定,（1）相分析步骤,单露头剖面/单井沉积相分析,1）野外研究： 按精度要求布置控制性岩相分析剖面。 逐层描述岩石的基本特征。 收集物理的、化学的和生物的成因标志，并划分出微相。 剖面精度一般为1/500,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,2）室内分析 薄片鉴定。 化学分析。 确定微相-亚相-岩相类型。 建立地方性沉积模式。,（1）相分析步骤,单露头剖面/单井沉积相分析,薄片分析,地球化学分析,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（1）相分析步骤,连井（露头）沉积相分析,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（2）相
8、序,沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性称为“相序递变”。沃尔索（Walthcr，1894）曾经指出：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。这就是通常所说的相序连续性原理或相序递变规律。有人也称沃尔索相律。,具有几个旋回的含煤层序（Moore,1964）。,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积物沉积的动力学,1）地层的旋回性,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积物沉积的动力学,2）等时地层单元内有盆地边缘向盆地中心沉积物发生有规律的变化。,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析
9、与相鉴定,（3）沉积物沉积的动力学,3） 海（湖）平面变化的周期性与复合性。,图2.1 全球海平面相对变化周期及其成因,一级层序/巨层序,二级层序,三级层序,四级层序,五级层序,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积物沉积的动力学,3） 海（湖）平面变化的周期性与复合性。,海平面变化的复合性,复合海平面曲线,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积物沉积的动力学,4） 垂向地层旋回的形成。,海平面波动与沉积物供给控制了地层旋回的形成,向上变粗地层,向上变细地层,向上粒度不变地层,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,
10、（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,岩石颜色和化学成分：如陆相、过渡相岩层多呈黄、红等颜色，海相深水者为灰色、黑灰色等,水下贫有机质黄绿色细砂岩,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,矿物成分和岩石类型：如自生黄铁矿可指示强还原沉积环境；,岩屑砂岩反映了快速堆积、快速埋藏环境,条带石灰岩-频繁的海平面波动（京西下苇甸）,巨厚石灰岩-稳定的海平面（京西下苇甸）,海相碳酸盐沉积,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,沉积岩结构：如颗粒类型、大小、支撑性、胶结类型均
11、可反映沉积环境；,缝合接触,基底式胶结,冲积扇砾岩,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,沉积岩构造：原生层理和层面构造是不同沉积相的重要标志；,页理安静、稳定水体环境,雨痕暴露环境,平行层理强水动力环境,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,剖面层序：综合研究岩性、粒度和沉积构造在剖面上的变化是岩相分析极重要的方法。不同沉积相在剖面上变化层序是不一样的，如向上变细的层序见于河流相、潮坪相等；向上变粗的层序见于三角洲等。,三角洲前缘向上变粗层序,河道向上变细层序,第三
12、章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,1）沉积岩的岩性特征,沉积岩铲状、砂体形态、接触关系和相序等,远砂坝砂岩横向稳定砂体,河道砂岩透镜状,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,不仅可以确定海相和非海相，还可以确定水介质深度、盐度、温度和浊度等。,2）古生物、古生态标志,垂直层面虫穴反映强水动力环境,平行层面虫穴反映弱水动力环境,第三章 沉积相,3.1 概述,3.1.2 相分析与相鉴定,（3）沉积相鉴定标志,3）地球化学标志,应用岩石或生物介壳中微量元素（B、B/Ga、Sr/Ba、Br等）、同位素（O、C、S、H）
13、及有机地球化学资料来判断沉积相。,邢台矿区2-3#钻孔B含量、Sr/Ba、B/Ga比值纵向分布特征,3.1 概述,3.1.1环境、相、模式的概念,3.1.2相分析与相鉴定,3.1.3 沉积相的分类,第三章 沉积相,沉积相分类,冲积扇相,过渡相组,海相组,碳酸盐沉积相,大陆相组,河流相,湖泊相,沼泽相,河口湾相,三角洲相,无障壁海岸相,有障壁海岸相,浅海陆棚相,次深海,深海相,第三章 沉积相,沙漠相,冰川相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,沉积相分类,冲积扇相,过渡相组,海相组,碳酸盐沉积相,大陆相组,河流相,湖泊相,沼泽相,河口湾相,
14、三角洲相,无障壁海岸相,有障壁海岸相,浅海陆棚相,次深海,深海相,第三章 沉积相,沙漠相,冰川相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,沉积相分类,冲积扇相,过渡相组,海相组,碳酸盐沉积相,大陆相组,河流相,湖泊相,沼泽相,河口湾相,三角洲相,无障壁海岸相,有障壁海岸相,浅海陆棚相,次深海,深海相,沙漠相,冰川相,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,黄金海岸（秦皇岛）,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,浅海：浪基面至陆棚坡折带,深海：陆棚坡折带以下部分,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,海相碳酸盐岩沉积,海相碳酸盐岩沉积相,第三章 沉积相,3.1.3 沉积相分类,3.1 概述,第三章 沉积相,作业,论述沉积相分类与沉积相鉴定标志,
