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沉积相

沉积相是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和。成分相同的岩石组成同一种相,在同一地理区的则组成同一组。沉积相主要分为陆相、海陆过渡相和海相,主要取决于这些岩石的生成环境。鉴定这些岩石不仅依靠其古代生成的环境,岩石的组成结构,还可以依据其中包含的生物、微生物的化石。 [1] 陆相一般包括沙漠相、冰川相、河流相、湖泊相、沼泽相、洞穴相等。海陆过渡相一般包括湖相、三角洲相、滨岸相。海相一般包括包括浅海相、半深海相、深海相。 [2]

沉积相是反映一定自然环境特征,具有一定岩性和古生物标志的地层单元。从沉积物(岩)的岩性、 结构、 构造和古生物等特征可以判断沉积时的环境和作用过程。沉积相概念首先由瑞士AGressly于1838年提出。他认为具有相似的岩性和古生物两方面特征的岩石单元才能作为同一个“相”。以后由于从不同角度运用“相”这个术语,出现了不同的提法。表示岩性特征的,如“砂岩相”;表示沉积物与大地构造关系的,如造山后期“磨拉石相”;表示沉积时的作用过程的,如“浊积相”;表示沉积环境的,如“浅海相”。现今一般学者主要从沉积环境和作用过程来理解相的涵义。沉积环境主要指海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等分布及其地势高低。因此,它是地貌学研究的重要内容。 [3]

①残积相(eluvial facies)是陆相沉积类型之一,是基岩经物理风化和化学风化作用后,残留在原地的风化产物。沿剖面向下,它逐渐过渡为基岩。主要由基岩碎屑及铁质、红土质(铁铝质)、粘土质沉积物组成。无分选性,层理也不清楚;

②坡积坠积相:坡积相(slope wash facies)是陆相沉积类型之一,是高地基岩的风化产物,由于雨雪等的作用,借助于重力沿斜坡滚动,堆积在山坡上形成的沉积物。坡积相主要由砂砾岩、粉砂岩等组成,碎屑物分选差,呈棱角状,常具与斜坡平行的层理;

③沙漠(风成)相:沙漠相按成因可划分为岩漠沉积物、戈壁沉积物、风成沙沉积物、旱谷沉积物、沙漠湖及内陆盐碱滩沉积物等。其中风成沙是沙漠环境的最主要沉积物,它的特征是分选好,风成交错层理(巨型板状或槽状交错层理)广泛发育,生物化石稀少(尤其是植物化石),有时在分选差的粗粒砂岩中可找到风棱石;

④冰川相(glacial facies)是陆相沉积类型之一,是由冰川作用堆积形成的沉积物,形成于年平均温度很低的地区。它是通过冰川携带各种大小不同的岩石碎屑,如巨砾、砾石、砂、粘土等在冰川运动时或消融时直接堆积而成;

⑤冲积扇相:冲积扇(alluvial fan)是发育在山谷出口处,主要由暂时性洪水水流冲刷形成,范围局限、形状近似于圆锥状的山麓粗碎屑堆积物;

⑥河流相:指由陆上河流或其它迳流作用沉积的一套沉积物或沉积岩形成的沉积相;

⑦湖泊相:湖泊是大陆上地形相对低洼和流水汇集的地区根据洪水面、枯水面和浪基面,把湖泊相划分为滨湖亚相、浅湖亚相、半深湖亚相和深湖亚相,平面上它们大致呈环带状分布,另外,还可划分出湖湾亚相;

⑧沼泽相(swamp facies)是陆相沉积类型之一,是在沼泽环境形成的沉积物。

①三角洲相:三角洲是海(湖)陆交互地带近河口处,河流携带沉积物倾泻入海(湖)形成的冲击平原,它在平面上呈顶尖朝向陆地的三角沉积体,其上有错综分布向海(湖)三开的分支河道:

②河口湾相:河口湾又称三角港。潮汐作用强烈、海洋动力为主的喇叭形河口。通常分布在海岸沉降带潮汐动力强、河流沙量小的滨海地区。

①滨岸相:又称海岸相或海滩相,位于潮上至波基面之间,包括无障壁海岸相和障壁型海岸相(障壁岛相、泻湖相、潮坪相等);

②浅海陆棚相:位于波基面以下的陆棚区,向陆方向与滨岸相衔接,向海与半深海相毗邻;

③半深海相:半深海又称次深海,位置和深度相当于大陆坡,是浅海陆棚与深海环境的过渡区;

④深海相:深海分布于深海平原或远洋盆地中,通常是一些较平坦的地区,水深在2000米以下,平均深度4000米。

①沉积体的几何形态、产状和分布;②沉积相的识别标志,沉积物组分、结构、构造和生物组合等特征;③沉积物特征与动力条件、气候因素、大地构造之间的关系;④沉积相内部及其与相邻沉积相之间的横向、垂向演化规律和层序、接触关系,不同环境下形成的沉积相模式等。沉积相模式是指在古今沉积层中反复出现的相变组合系列。各地或各层类似的相变组合在细节上可以各有差异,但由其共性足以概括出典型的相模式,如三角洲相、曲流河床相等。沉积相模式在判断地层的沉积相时,具有标准化的作用。

分类  与沉积环境分类一致。按规模大小和不同成因分为以下类型(见表)。 表中所示的二级相是目前研究得较为深入的。

普遍运用“将今论古”的现实主义原则和比较岩石学方法。由于现代环境中复杂的营力作用可以直接观察和记录,作用的结果在沉积物的特征上能如实反映出来,因此现代沉积的研究是判断古代沉积相的依据。20世纪60年代以来,沉积学界对现代沉积的研究颇为重视。

研究沉积相要注意综合运用地层古生物学的、矿物岩石学的、物理化学的、数学的、地球物理学的、地球化学的、水力学的等方法。值得重视的是:应用地球物理勘测所获得的资料研究古代沉积相;应用电子资料处理技术,对资料进行储存、检索、整理和统计;开展低温、低压下常见矿物热力学原理的研究;有关大地构造对沉积作用与沉积盆地发育的控制作用研究;以及同位素地质学、古地磁学、扫描电镜等研究和使用。

一个地区的沉积层受到该区物理、化学和生物等方面的综合影响,使其具有独特的特征。所谓沉积相,就是能够反映沉积环境的岩石特征和古生物特征的总和。包括岩性特征(岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型与组合)、古生物特征(生物的种属和生态)和地球化学特征。这些特征就是相标志。根据这些相标志可以重塑古环境,研究古地理。

由于环境和外营力作用有序地变化,沉积物的综合特征也随之发生变化,称为相变。早在1894年,德国J.瓦尔特就提出“相的连续定律”来阐述沉积相在横向上变化与垂向上变化的关系。他指出:垂向上所见到的沉积相序列也可在横向上见到。在连续沉积的情况下,只有那些并列出现的相和相区,才能在垂向剖面中互相叠置,而没有间断。这种相序关系使人们在勘探中,可以从垂向上出现的沉积相序列来推断相邻地区横向上的类型和系列,为勘探油气、 煤炭、 地下水和其他沉积矿床服务。沉积相的研究,也能推动地貌学、古地理学和沉积学研究的深入。

以相序递变规律为基础对某沉积环境归纳出的带有普遍意义的沉积相的空间组合形式,称为相模式。相模式和相标志是恢复和再现沉积环境的两把钥匙。 [4]


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