沉积岩石学-三角洲相.

Delta思考题1、概述三角洲的形成条件及其沉积作用。2、绘图说明各类三角洲的平面模式和垂向层序。3、综述三角洲各亚相的主要沉积特征及其纵横向组合关系。4、试述三角洲相与滨岸相在沉积特征、纵向层序上的相同点和不同点，并用图表示。5、试根据三角洲沉积相变特征说明同相异期和同期异相的概念(要求会画图表示)。三角洲相Deltafacies教材第20章一、概述1、三角洲的定义巴雷尔(1912)认为“三角洲是河流在一个稳定的水体中或紧靠水体处形成的、部分出露水面的一种沉积物”。三角洲是在河流入海(湖)的近河口处，河流携带沉积物倾泻入海(湖)形成的冲积平原，它在平面上呈顶尖朝向陆地的三角形沉积体，其上有错综分布向海(湖)散开的分支河道。三角洲是陆源沉积物堆积的重要场所，它受河流、波浪、潮汐和海流等多种作用的影响，沉积环境复杂多变。三角洲岩性岩相多种多样，海陆相沉积交互穿插，富含有机质的泥岩和渗透性良好的砂岩都很发育，是油气生成和聚集极为有利的地带。三角洲的面积可达几十～几万km2，长达几十～几百km，沉积厚度可达几十～几km。如长江三角洲面积达5.18×104km2，黄河三角洲陆上面积达12.2×104km2。②决口扇和三角洲新叶状体的形成2、三角洲的发育过程①河口砂坝与河道分叉的形成河流入海(湖)→水下浅滩→河口砂坝→分支河道(分流河道)→次一级河口砂坝→……随着时间的推移，三角洲的废弃和发育相互转化，交替出现，结果各三角洲彼此连接和部分叠合，形成三角洲复合体。如密西西比河三角洲平原是由7个三角洲连接叠合而成，长江三角洲由6个三角洲连接叠合而成，黄河三角洲由9期亚三角洲依次叠置而成。3、三角洲形成的控制因素①河流的作用河流的流量和输砂量是形成三角洲的物质基础。河流的流量和输砂量越大，最大流量与最小流量的比值越高，越有利于泥砂在河口堆积，即有利于三角洲的形成。②蓄水体(湖、海)的密度与河水密度的差异贝茨(Bates，1995)将三角洲河口比拟为水力学的一个喷嘴。河流流入蓄水体可以形成轴状喷流和平面喷流两种自由喷流类型。河水密度＞蓄水体密度：高密度流动，沿底部呈平面喷流形式。河水密度=蓄水体密度：等密度流动，属轴状喷流。如河流进入淡水湖泊。河水密度蓄水体密度：为低密度流动，属严格的平面喷流类型，通常发生在河流入海处。③蓄水体的水动力条件波浪、潮汐、海(湖)流可对河流输入的泥、砂进行改造和再分配，影响或阻止三角洲向海方向推进，改变着三角洲发育的形状。④河口区海底地形：坡度⑤蓄水盆地的构造特征：主要是水盆地的稳定性和沉降速度二、三角洲的类型1、按蓄水盆地的性质划分三角洲2、按河流类型和沉积物粒度划分海成三角洲湖成三角洲①正常三角洲(曲流河三角洲)：沉积物细，砂泥比低，1②辫状(河)三角洲：沉积物较粗，砂和含砾砂为主，砂/泥比高，通常1③扇三角洲：沉积物很粗，富含砾石，泥石流等重力流沉积发育3、按河流和海洋作用的相对强弱划分三角洲建设性三角洲破坏性三角洲4、按河流、波浪、潮汐对三角洲形成的控制作用划分三角洲河控三角洲：鸟足状、朵状浪控三角洲：鸟嘴状潮控三角洲：港湾型三、河控三角洲的沉积特征1、河控三角洲的形态河控三角洲是在河流输入泥砂量大，波浪、潮汐作用微弱，河流的建设作用远远超过波浪、潮汐破坏作用的条件下形成的。按照三角洲的形态，可进一步分为鸟足状三角洲和朵状三角洲两种类型。鸟足状三角洲又称舌形或长形三角洲，是以河流作用为主的极端类型，是最典型的高建设性三角洲。朵状三角洲形态呈向海突出的半圆状或朵状。与鸟足状三角洲相比，此类三角洲在形成时泥砂输大量相对较少，砂泥比值较高，波浪作用有所增强，但河流输入沉积物的数量仍高于波浪和潮汐作用改造的能力。我国的黄河、滦河，欧洲的多瑙河，非洲的尼日尔河等形成的三角洲属于此类型。2、河控三角洲的亚相类型根据沉积环境和沉积特征，可将三角洲相划分为三个亚相。三角洲相三角洲平原亚相三角洲前缘亚相前三角洲亚相⑴三角洲平原(deltaplain)亚相三角洲沉积的陆上部分，其范围包括从河流大量分叉位置至海平面以上的广大河口区，是与河流有关的沉积体系在滨海区的延伸。岩性：砂岩、粉砂岩、泥岩(包括泥炭和褐煤等)。碎屑颗粒分选差。沉积构造：层理构造复杂，见雨痕、干裂、足迹等。生物化石：少见，淡水动物化石和植物残体。岩体呈透镜状，横向变化大。以分支河道和沼泽沉积为主体。三角洲平原亚相可进一步划分为5个沉积微相。三角洲平原亚相分支河道微相陆上天然堤微相决口扇微相沼泽微相淡水湖泊微相分支河道又称分流河床，沉积特征类似于河流中的河床沉积。砂质沉积为主，横剖面上呈透镜状，沿河床呈长条状，所以又称河道砂坝。它构成了三角洲平原亚相的骨架。沼泽沉积约占三角洲平原亚相沉积的90%。⑵三角洲前缘(deltafront)亚相三角洲平原外侧的向海方向，处于海平面以下。为河流和海水的剧烈交锋带，沉积作用活跃，是三角洲砂体的主体。三角洲前缘亚相水下分支河道微相水下天然堤微相支流间湾微相分支河口砂坝微相远砂坝微相三角洲前缘席状砂微相支流间湾微相水下分支河道之间相对凹陷的海湾地区。当三角洲向前推进时，在分支河道间形成一系列尖端指向陆地楔形泥质沉积体(泥楔)。沉积物以粘土为主，含少量粉砂和细砂。具水平层理和透镜状层理，可见浪成波痕及生物介壳、植物残体等，虫孔及生物扰动构造发育。在层序上，下部为前三角洲粘土沉积，向上变为富含有机质的沼泽沉积。板8-15-19井，3731.62米支流间湾沉积，下为水下分流河道，上为河口砂坝张8井，第6筒支流间湾沉积分支河口砂坝微相也称分流河口砂坝，位于水下分支河道的河口处，沉积速率最高。沉积物主要为细砂、粉砂，分选好，质纯。单层为中、厚层，具较发育的槽状交错层理，可见流水波和浪成波痕。生物化石稀少。扣49-2井，3079.71m,河口砂坝中下细上粗特征扣49-2井，3082.57m,河口砂坝中下细上粗特征远砂坝微相远砂坝位于河口砂坝前方较远部位，又称末端砂坝。沉积物较河口砂坝细，主要为粉砂，有少量粘土和细砂。可发育槽状交错层理、包卷层理、流水波痕、浪成波痕及冲刷-充填构造等。在层序上，位于河口砂坝之下，前三角洲粘土沉积之上，形成下细上粗的垂向层序。高建设性三角洲向海推进时，砂质堆积迅速，水下分支河道、水下天然堤、分支河口砂坝、远砂坝可连结组合成指状或鸟爪状砂体，称指状砂坝。砂坝沉积厚度大，向海方向变宽加厚，向陆方向变窄减薄，横剖面呈透镜状，下伏的前三角洲泥常被挤入指状砂坝而成为泥丘。指状砂坝的几何形态是确定古代三角洲的重要标志。张8井，第6筒，远砂坝前三角洲泥三角洲前缘席状砂微相在海洋作用较强的河口区，河口砂坝受波浪和岸流的淘洗和簸选，并发生侧向迁移，使之呈席状或带状广泛分布于三角洲前缘，形成三角洲前缘席状砂体。席状砂的砂质纯，分选好，发育交错层理，化石少。砂体向岸方向加厚，向海方向减薄。三角洲前缘席状砂是破坏性三角洲的沉积微相类型，在高建设性三角洲相中不发育。⑶前三角洲(prodelta)亚相位于三角洲前缘的前方，实际上为处于浪基面以下的正常海相沉积。主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成。常发育水平层理及块状层理。见有广盐性生物化石，如介形虫、双壳类等。前三角洲暗色泥岩富含有机质,可作为良好的生油层。上述各类三角洲亚相和微相在河控三角洲中发育最全最完整，因此在古代地质历史中能保存和鉴别出来的三角洲多属河控三角洲。3、平面相组合及垂向层序①平面相组合河流—三角洲—深水浊积扇沉积体系。三角洲内部的平面相结合由陆向海依次为三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲。这些亚相在三角洲沉积中处于同一时期的同一沉积界面上。河流—三角洲—滩坝沉积体系(河控朵状三角洲或浪控三角洲)两个概念：同期异相同相异期两个等时线间所限制的前积层都包含了同一时期形成的三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三个不同的亚相。在一个大的三角洲沉积中，同一亚相乃是不同时期形成的该亚相的叠加。②垂向层序三角洲在平面上依次邻接而出现的相，在垂向上亦依次递变。大致为下细上粗的反旋回沉积的垂向层序，在层序的上部局部下粗上细的间断性正旋回，顶部出现夹灰质泥岩和薄煤层的沼泽沉积。由下至上海相化石减少，而陆相化石尤其植物化石增多；波浪波痕及其产生的交错层理向上减少，流水波痕及其产生的交错层理增多。河控三角洲垂向层序惠民凹陷三角洲沉积序列黄骅拗陷古近系东三段三角洲沉积层序四、浪控和潮控三角洲沉积特征1、浪控三角洲沉积特征浪控三角洲的平面形态呈鸟嘴状，故又称为鸟嘴状三角洲。圣弗兰西斯科河鸟嘴状三角洲塞内加尔河掩闭型鸟嘴状三角洲2、潮控三角洲沉积特征河流流入三角港或其他形状的港湾，由于潮汐作用远大于河流作用，在港湾中堆积的泥砂受潮汐作用的强烈破坏和改造，仅形成小型三角洲。其外形受港湾控制，故又称为港湾型三角洲。澳大利亚巴布亚湾港湾型三角洲潮控三角洲一般发育于中高潮差、低波浪能量、低沿岸流的盆地狭窄地区。五、扇三角洲沉积特征Holmes(1965)、Megowen(1970)将扇三角洲定义为：“由相邻高地进积到安静水体中的冲积扇”。扇三角洲主要形成于构造活动较强烈的地区。根据扇三角洲的影响因素，将它划分为湖泊扇三角洲、波浪改造的扇三角洲和潮汐改造的扇三角洲。扇三角洲相扇三角洲平原亚相扇三角洲前缘亚相前扇三角洲亚相分流河道微相漫滩沼泽微相水下分流河道微相水下分流河道间微相河口砂坝微相前缘席状砂微相六、辫状河三角洲沉积特征辫状河三角洲是由辫状河体系前积到停滞水体中形成的富含砂和砾石的三角洲。辫状河三角洲通常是由湍急洪水控制，常为季节性的沉积作用产生。辫状河三角洲相辫状河三角洲平原亚相辫状河三角洲前缘亚相前辫状河三角洲亚相辫状河道微相废弃河道充填微相水下分流河道微相水下分流河道间微相河口砂坝微相远砂坝微相越岸沉积微相扣49-2井，3088.09米,水下分流河道沉积板8-15-19井：第三筒，3732.84m。水下分流河道中含砾砂岩张8井，第6筒，支流间湾沉积，上为水下分流河道沉积七、古代三角洲沉积鉴别标志1、岩石类型砂岩、粉砂岩、粘土岩为主。三角洲平原中常见有暗色有机质沉积，如泥炭或薄煤层等。2、粒度分布特征三角洲中由陆→海，砂岩中的碎屑粒度和分选有变细变好的总趋势。3、沉积构造流水波痕、浪成波痕、板状和槽状交错层理，水平层理，波状层理、透镜状层理、包卷层理、冲刷-充填构造、变形构造、生物扰动等。4、生物化石海生与陆生生物化石混生。5、垂向层序总体上为下细上粗反旋回序列，顶部为下粗上细正旋回。6、砂体形态平面上呈朵状或指状，剖面上呈发散的扫帚状。八、三角洲相与油气的关系世界上许多油气田与三角洲相有关，其中有不少是大型和特大型油气田。如科威特的布尔干油田和委内瑞拉马拉开波盆地玻利瓦尔沿岸油田，可采储量分别为94亿t和42亿t，为世界第2和第3特大型油田。前三角洲亚相是具有良好的生油条件的相带。三角洲前缘亚相是储集条件有利的相带。圈闭条件好：滚动背斜、岩性圈闭、地层圈闭等。九、练习题三角洲相前三角洲亚相三角洲前缘亚相三角洲平原亚相