地质学基础(第六章沉积相1)

第六章沉积相海洋是生物的发源地。海洋总面积约3.6亿平方公里，占地球总面积的70.8％。世界上许多大型油气田出现于海相地层，我国四川的许多大气田多属海相沉积。海洋是沉积物堆积的重要场所。一、海相沉积的一般特征1、岩石类型：以碳酸盐岩及粘土岩为主，碎屑岩次之，而且碎屑岩成分单一。2、结构与构造：颗粒的分选和磨圆度好，从海岸到中心，粒度由粗变细，更远则是粘土沉积。从海岸到中心，层理由交错层理到水平层理。3、生物化石：生物丰富，种类繁多（从底栖生物到浮游生物），主要生活在100米以上，所以生物化石丰富（有孔虫、珊瑚、海百合、腹足类）。4、分布：海洋面积广大，海相沉积分布广，层位稳定，岩性变化小，容易对比。￭第五节海相第六章沉积相按照海底地形及海水深度，可将海相分为：滨海（岸）、浅海陆棚、半深海、深海相。￭第五节海相第六章沉积相￭第五节海相二、滨海相沉积一般特征：滨海相沉积发生在波基面以上和最高海水涨潮线间的狭长的海岸带。水深一般在10米以内，阳光和氧气充足，有利于生物生长。1）、岩石类型：以碎屑岩为主，主要是砂岩。偶见生物碎屑灰岩。2）、结构构造：由于波浪作用强烈，所以磨圆度和分选度较好，常见有交错层理、波痕、干裂等。3）、生物化石：含海生动物贝壳，但多为破碎，可见外来的陆地植物碎屑，区别于浅海相。第六章沉积相￭第五节海相海岸沉积环境可根据不同的原则进行分类：按沉积物的性质陆源碎屑沉积海岸碳酸盐沉积海岸碳酸盐与陆源碎屑混合沉积的海岸按水动力条件以波浪作用为主的海滩沉积海岸以潮汐作用为主的潮坪沉积海岸按地貌特征有障壁的海岸无障壁的海岸第六章沉积相￭第五节海相1、无障壁海岸沉积相一个典型的现代无障壁海岸沉积环境可分为海岸沙丘、后滨、前滨、近滨等几个次级环境：第六章沉积相￭第五节海相无障壁海岸沉积相的亚相类型及特征如下：海岸沙丘亚相成因：位于潮上带的向陆一侧，即特大风暴时洪潮所到达的最高水位。是指滨岸砂经风的作用改造而成的。形状：沙丘带宽达数公里，沙丘呈长脊状或新月形。在有植物生长的地带，可因植物对风的阻挡而使沙沉聚在丛生的植物之间。特征：海岸沙丘砂基本上是海滩砂被风改造的产物。所以与海滩砂相比，细粒的砂数量增加，分选变好，圆度变好，重矿物相对富集。海岸沙丘砂一般为细—中粒砂的粒度，除了石英砂外，在温暖气候条件下，海岸沙丘可由碳酸盐颗粒组成，并含有典型的海洋生物介壳。构造：海岸沙丘中的沉积构造主要是平行层理及大型交错层理。交错层理的细层较陡．可达30—40。。除此，还有风成波痕。第六章沉积相￭第五节海相后滨亚相(潮上带)形成：位于高潮线之上，只有特大风暴期时才被海水淹没，经常暴露在水面以上遭受风的改造。一般是一片平坦的地带。在陡岸海滩，后滨不发育或很窄。构造：后滨最主要的沉积物是具平行层理和小型交错层理的砂，在比较浅的洼地被充填时，可产生低角度的交错层理，坑凹的表面常因风吹走了细粒物质而集中大量的生物介壳，介壳凸面向上。在浅水坑里可以有藻类沉积物，并发育有虫孔及生物扰动构造。由于风暴期水的分选，在后滨上界附近可形成重矿物的砂矿床。形状：后滨地区的海滩经常遭受风暴期的改造，使海滩堆积物形成长条形的低脊，通常由粗砂、介壳组成。滩脊可单独出现，当海滩向海方向推进时，也可呈一系列平行排列的滩脊出现。在滨海沼泽及泥坪的向海方向，常发现高3—6m，宽约数十至数百米，长约数十公里的砂脊，这种砂脊可称为砂岗。第六章沉积相￭第五节海相前滨亚相(潮间带)基本特征：位于平均高潮线与平均低潮线之间，是海滩的主要部分。地形较平坦，一般为砂质海滩，而当海岸位于高能带时，可形成粗屑的砾海滩。海滩砂很纯净，分选和圆度都很好，粒度的变化是由陆向海由粗变细。海滩砂一般呈平行海岸的较宽条带状或席状砂体。在长期发展过程中随着海进或海退而向陆或海推进，在纵向上呈多层叠置席状砂，周围为泥岩包围。构造：由于主要遭受的是来回往复的冲洗作用，故形成的层理的主要特点是具有纹层的层系以低角度相交，即形成冲洗交错层理。在层面上有各种类型的波痕，还有冲刷痕。含大量生物碎屑和云母碎片，介壳凸面朝上(这样最稳定)。可以此作为鉴别古代海滩砂体的标志。前滨为无障壁海岸的特征沉积区。第六章沉积相￭第五节海相近滨亚相(又称临滨亚相、潮下高能带)位于平均低潮线以下至波基面之间。近滨中部地带恰位于破浪带，这个带是能量较高带，可形成沿岸砂坝。沉积物以细砂至中粒砂为主的纯砂，并含少量的介壳层，可见低角度的楔形交错层理及槽形交错层理、浪成交错层理。下近滨交错层理渐少，而出现水平纹层。越靠近近滨下部沉积物越细。再向下则属于正常浅海陆棚沉积物。总之，在无障壁海岸沉积中，推进的海岸沉积的层序从下向上为：近滨—前滨—后滨的沉积，其上覆海岸砂丘或河流沉积，粒度变化从下向上由细变粗，为反旋回性质。第六章沉积相￭第五节海相2、障壁海岸沉积相与广海隔绝或半隔绝的海水处于局限流通的状况，即造成障壁海岸。起障壁作用的有障壁岛、障壁滩等。障壁向海一侧：同无障壁海滩一样。主要受波浪的作用；障壁的后面（即朝陆的一面）：主要是遭受潮汐作用，为潮坪和泻湖。（潮坪可分布在泻湖的周围）从陆向海出现海岸平原—潮坪—泻湖—障壁—广海。第六章沉积相￭第五节海相泻湖亚相泻湖为平行海岸延伸的浅水盆地，由障壁岛等与广海相隔，又以入潮口与广海相连通，是一种低能环境，其最大特点是盐度大于或小于正常海水。淡化泻湖：当泻湖处于潮湿气候环境下，淡水注入泻湖，由于淡水注入量大大地超过蒸发量，使得泻湖内的水面高出海水面，泻湖水经入潮口流向外海，淡水不断补给，海水不断的外流，这就促使泻湖的淡化。淡化泻湖以暗色粉砂岩和粘土岩沉积为主，还有方解石、铁锰结核、硅质矿物及有机质。盆地被隔绝时可产生黄铁矿、鲕绿泥石。与浅海沉积物的区别是没有海绿石及磷块岩的沉积。生物种类单调，体小壳薄，常具畸形发展。由于泻湖中海水能量一般微弱，故交错层理不发育，常发育平缓的波状层理和水平层理。虫孔少见，偶见干裂。第六章沉积相￭第五节海相泻湖亚相咸化泻湖：是在干燥气候条件下产生的。由于区域内年蒸发量大于年降雨量，导致泻湖水面降低到广海海面以下，于是海水不断从入潮口流入泻湖。而泻湖内的水又不断蒸发，使泻湖水逐渐咸化。咸化泻湖以细粒碎屑沉积为主，并有盐渍化和石膏化的砂质粘土沉积，有时有石膏、硬石膏、芒硝、石盐等夹层，生物种属单调，以腹足类、介形虫等广盐性生物化石为主，随着盐度增高，生物趋于绝迹。交错层理不发育，有时见石盐假晶、干裂和波痕等层面构造。第六章沉积相￭第五节海相潮坪亚相潮坪发育在具有明显的周期性潮汐作用的平缓海岸区，泻湖的周围、海湾、障壁岛或砂坝的后面可有潮坪沉积。潮坪沉积平行于海岸线分带。潮上带：高潮线以上的潮上带属低能环境，常暴露，接受沉积少，即使有，也主要是以泥质为主的细粒沉积物或盐沼沉积。潮间带：可再划分为：高潮坪(潮上泥坪)：常可发育一片沼泽地，有泥炭沉积，在干旱气候带的潮上坪，则会沉淀出石膏和石盐。中潮坪(砂泥混合坪)：通常为泥、粉砂及细砂。偶尔有生物碎屑或砂质的沉积透镜体。低潮坪(砂坪)：能量较高，为以床沙载荷形式搬运的地带，常造成砂质沉积为主的砂坪。潮汐作用中能量最高的是潮汐通道和潮坪上的潮渠，主要由砂组成，常富含生物介壳、泥砾。潮下：受波浪作用较强，主要是砂质沉积。第六章沉积相￭第五节海相在潮汐沉积物中可见到许多特征的沉积构造。泥坪上常见水平纹层或水平波状纹层。常发育有干裂、雨痕、爬迹、虫孔等。混合坪上多为脉状、波状、透镜状层理。常发育有干裂、雨痕、爬迹、虫孔等。在砂坪上常出现羽状或人字形交借层理。潮汐通道内可见大型流水交错层理等。在潮坪上，尤其在砂坪和混合坪上，不对称波痕很发育，由于各种方向的流水或波浪同时或先后作用的结果，产生各种各样的叠加型波痕和改造的波痕(如多峰的波浪和尖的峰顶被削平或固化的波痕)。潮坪沉积常发育在海退层序内，因此在剖面上常出现向上变细的粒度变化。第六章沉积相￭第五节海相障壁岛(滩、砂坝)亚相障壁岛、障壁滩、障壁砂坝均可构成泻湖的屏障。它们的地理位置和形态基本相同，只是高低大小不同。障壁岛比较高大，障壁滩较短较低，障壁砂坝更短更低。它们都和海岸线平行，都是由比较纯净而分选好的砂级颗粒沉积而成。障壁岛是由水下砂坝或砂嘴发展而成。故其下部由砂坝或砂嘴构成底座，上部则由海滩、障壁坪、砂丘三部分组成。海滩位于障壁岛向海一侧，与前述海滩沉积特征相同。中间高起部分，为海滩砂被向陆吹的风改造后形成的风成砂丘，砂质纯净，颗粒表面毛玻璃状，圆度和分选很好，具大型的交错层理。障壁坪居于障壁岛向泻湖一侧，为一宽缓的斜坡带，粒度比砂丘砂细，常掺杂陆上吹来的粉砂，分选变差。在障壁岛之间的潮汐通道两侧，因潮汐作用形成的扇形沉积体称为潮汐三角洲，由较纯的砂组成，圆度和分选较好、偶夹泥质薄层。第六章沉积相￭第五节海相海岸沉积相与油气的关系在泻湖中，生物种类虽然单调但数量多，处在水体安静的低能环境，有利于有机质的堆积，泻湖底部因含H2S形成还原环境，有利于有机质的保存和向石油的转化。因此，泻湖是良好的生油环境。障壁岛、海滩、砂坝等各种海岸砂体粒度适中，分选好，岩性均一，横向上与泻湖、浅海等有利生油的相带相邻，有利于油气的储集。泻湖、潮坪广泛发育泥质岩类，可成为良好的盖层。由于海侵和海退的交替变化，使泻湖、潮坪、障壁岛相在垂向上有规律的变化，有利于形成完整的生、储、盖组合。第六章沉积相￭第五节海相三、浅海相沉积一般特征：在波基面以下水深200米的地带，其范围与大陆架相当，但二者并不完全吻合。一般大陆架的宽度较大，包括或等于整个浅海地带。1）、岩石类型：岩石类型比较多，由碳酸盐岩，也有碎屑岩和粘土岩。2）、结构构造：由海岸向中心粒度由粗变细呈带状分布，水平层理发育。3）、生物化石：由于阳光充足。环境稳定，生物繁盛，化石丰富。第六章沉积相￭第五节海相四、半深海相和深海相沉积一般特征：半深海相沉积发生在大陆斜坡，在海平面以下200—2000米。深海相是在2000米以下，发生在大洋底部。它们的特点是：1）、沉积物类型：由于海水深度大，水动力条件弱，沉积环境安静，主要沉积的是各种远洋软泥。深海以硅藻软泥、放射虫软泥为主，半深海以兰色软泥、红色软泥和绿色软泥为主。2）、生物化石：化石主要以浮游生物为主，缺少底栖生物。五、海相沉积与油气的关系：海相沉积与油气关系密切，海相地层发育一系列生、储、盖组合，为油气藏的形成提供了有利条件。浅海相的粘土岩和碳酸盐岩中含由丰富的有机质，具备了良好的生油条件，海相砂岩，常具有良好的孔隙性和渗透性，呈层状产出。分布广，层位稳定，是很好的储集层。海相碳酸盐岩，特别是礁灰岩，储集性能好，也是一种良好的储集层。泥质岩、泥灰岩和石膏层可作为好的盖层。截止目前为止，海相油田在世界大油田中仍然占大多数。我国海相地层广泛分布，尤其西南地区海相地层发育，对油气勘探来说，有着广阔的远景。第六章沉积相￭第六节三角洲相三角洲是指河流与海洋（或湖泊）汇合处所形成的锥形沉积体。它是以陆源碎屑沉积为主的大型沉积体，面积可达数十至数万平方公里，长达数十至数百公里。三角洲按蓄水盆地的性质可分为湖成和海成两种类型。湖成三角洲属于湖泊相。海成三角洲属于海陆过渡相组。通常所称三角洲大多是指海陆过渡地区的三角洲。三角洲相属海陆过渡相组，因此受以下因素的控制：•河流的流水作用•海洋波浪•潮汐作用第六章沉积相￭第六节三角洲相一、三角洲的分类由于河流、波浪、潮汐对三角洲的形成起直接控制作用，故很多学者主张按这三者的相对强度来划分三角洲的成因类型。建设性三角洲河控三角洲鸟足状三角洲(长形、舌形三角洲)以河流作用为主，泥砂在河口区堆积的速度远大于波浪所能改造的速度，这种情况下形成的三角洲称建设性三角洲。密西西比河三角洲朵状（扇状三角洲）黄河三角洲和滦河三角洲破坏性三角洲浪控(鸟嘴状三角洲)当海洋的作用增强，波浪、潮汐、海流的能量等于或稍大于河流输入泥砂的能力时，河流作用携带而来的泥砂，经海洋水动力的改造，和再沉积作用而成的三角洲法国的罗纳河、埃及的尼罗河、意大利的波河三角洲。潮控(港湾形三角洲)澳大利亚北部