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第4章 过渡相组


沉积学与古地理学
中国矿业大学资源与地球科学学院

郭英海
E-mail: gyhai@163.com guoyh@cumt.edu.cn

沉积学

第四章 过渡相组

? 三角洲环境及沉积相 ? 河口湾环境及沉积相

沉积学

第一节

三角洲
一、概 述 二、三角洲的作用与控 制因素 三、三角洲分类特征 四、三角洲的鉴定标志

一 概述
当河水携带着大量沉积物流入一个相对静止和 稳定的蓄水盆地时, 稳定的蓄水盆地时,在二者的汇合处将沉积物堆积 下来,这个沉积体----即三角洲。如果蓄水盆地是 ----即三角洲 下来,这个沉积体----即三角洲 如果蓄水盆地是 大陆内部的湖泊,这个三角洲被称为湖泊三角洲, 大陆内部的湖泊,这个三角洲被称为湖泊三角洲, 如果是海洋则称为海相三角洲 海相三角洲。 如果是海洋则称为海相三角洲。 三角洲具有巨大的经济价值。 三角洲具有巨大的经济价值。现代三角洲的陆 上部分是人口稠密的经济发达区, 上部分是人口稠密的经济发达区,古代的三角洲沉 积则因赋存有丰富的煤、石油和天然气, 积则因赋存有丰富的煤、石油和天然气,受到人们 的高度重视。 的高度重视。

黄 河 和 长 江 三 角 洲 (空 中 瞰 ) 鸟

一 概述
1、三角洲的的作用与控制因素 、 (1)河流的作用 河流的作用 (2)蓄水体 海、湖水体 的密度与河水密度差异 蓄水体(海 湖水体)的密度与河水密度差异 蓄水体 (3)蓄水体的水动力作用 蓄水体的水动力作用 (4)河口区海底地形 河口区海底地形 (5)蓄水盆地的构造特征 蓄水盆地的构造特征

一 概述
1、三角洲的的作用与控制因素 、 (1)河流的作用: (1)河流的作用: 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。 的物质基础。 (2)蓄水体( (2)蓄水体(海、湖 蓄水体 水体) 水体)的密度与河水 密度差异: 密度差异:
河水密度> ① 河水密度>蓄水体密 为高密度流动, 度:为高密度流动,沿底 部流动。 部流动。

一 概述
1、三角洲的的作用与控制因素 、 (2)蓄水体( (2)蓄水体(海、 蓄水体 湖水体) 湖水体)的密度 与河水密度差 异
河水密度= ② 河水密度=蓄 水体密度: 水体密度:为等密度 流动,属轴状喷流; 流动,属轴状喷流;

一 概述
1、三角洲的的作用与控制因素 、 (2)蓄水体( (2)蓄水体(海、 蓄水体 湖水体) 湖水体)的密度与 河水密度差异: 河水密度差异:
河水密度< ③ 河水密度<蓄水 体密度:为低密度流动, 体密度:为低密度流动, 属严格的平面喷流类型。 属严格的平面喷流类型。 通常发生在河流入海处。 通常发生在河流入海处。

一 概述
1、三角洲的的作用与控制因素 、 (3)蓄水体的水动力作用:波浪、潮汐、 (3)蓄水体的水动力作用:波浪、潮汐、海流可对 蓄水体的水动力作用 河流输入的泥砂进行改造和再分配, 河流输入的泥砂进行改造和再分配,改变着三角洲 发育的形状。 发育的形状。 (4)河口区海底地形:河口区海底坡度小,水体浅, (4)河口区海底地形:河口区海底坡度小,水体浅, 河口区海底地形 有利于三角洲的形成。 有利于三角洲的形成。 (5)蓄水盆地的构造特征:水盆地相对稳定, (5)蓄水盆地的构造特征:水盆地相对稳定,或沉 蓄水盆地的构造特征 降缓慢,沉降速度小于或略等于沉积速度, 降缓慢,沉降速度小于或略等于沉积速度,对三角 洲的形成和保存有利。 洲的形成和保存有利。

一 概述
2、三角洲的发育过程 、 (1)河口砂坝和河道分叉的形成: (1)河口砂坝和河道分叉的形成: 河口砂坝和河道分叉的形成
河流入海的河口区,水流展宽和潮流的顶托作用使流速骤减, 河流入海的河口区,水流展宽和潮流的顶托作用使流速骤减,河流底 负载下沉而堆积成水下浅滩。浅滩淤高、增大、露出水面, 负载下沉而堆积成水下浅滩。浅滩淤高、增大、露出水面,形成新月型河 口砂坝。水流从砂坝顶 口砂坝。 端分成两股, 端分成两股,形成两个 分支河道(分流河道) 分支河道(分流河道), 并向外侧扩展。 并向外侧扩展。分支河 道向前发展, 道向前发展,在河口处 又会出现新的次一级河 口砂坝。 口砂坝。

一 概述

一 概述
2、三角洲的发育过程 、 (1)河口砂坝和河道分叉的形成: (1)河口砂坝和河道分叉的形成: 河口砂坝和河道分叉的形成 (2)决口扇的形成与三角洲的延伸: (2)决口扇的形成与三角洲的延伸: 决口扇的形成与三角洲的延伸 分支河道不断向海延伸,河床淤高。洪水季节 分支河道不断向海延伸,河床淤高。 洪流冲决天然堤,沉积物逐渐淤积而成决口扇。 洪流冲决天然堤,沉积物逐渐淤积而成决口扇。三 角洲的废弃和发育相互转化,交替出现, 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。 角洲彼此连接和部分叠合,形成三角洲复合体。

二 三角洲的分类特征
1、三角洲的分类 、
不同学者根据自己的观点和研究的需要对三角洲从不同侧面加以概 对三角洲的命名亦各种各样,如建设性和破坏性三角洲等; 括。对三角洲的命名亦各种各样,如建设性和破坏性三角洲等; 有人根据形成三角洲的水动力条件,分为河控三角洲、 有人根据形成三角洲的水动力条件,分为河控三角洲、浪控三角洲 和潮控三角洲等; 和潮控三角洲等; 有人用鸟足状三角洲、朵状三角洲和尖头状三角洲来对三角洲命名; 有人用鸟足状三角洲、朵状三角洲和尖头状三角洲来对三角洲命名; 也有人根据注人蓄水盆地冲积体的不同类型来对三角洲加以概括, 也有人根据注人蓄水盆地冲积体的不同类型来对三角洲加以概括, 如将冲积扇直接注入蓄水盆地形成的沉积体称为扇三角洲, 如将冲积扇直接注入蓄水盆地形成的沉积体称为扇三角洲,将辫状河注 入蓄水盆地形成的沉积体称为辫状河三角洲; 入蓄水盆地形成的沉积体称为辫状河三角洲; 还有人根据蓄水盆地水体深浅, 还有人根据蓄水盆地水体深浅,将三角洲区分为深水三角洲和浅水 三角洲。 三角洲。 还有人考虑蓄水盆地基底坡度, 还有人考虑蓄水盆地基底坡度,将三角洲区分为缓坡三角洲和陡坡 三角洲。 三角洲。

二 三角洲的分类特征
1、Galloway W E(1975)三角洲分类 、 ( ) 最早的较为系统 的三角洲分类。 的三角洲分类。他收 集了近30个近代和古 集了近 个近代和古 代海相三角洲资料, 代海相三角洲资料, 并进行了系统研究, 并进行了系统研究, 最后提出了以河控的、 最后提出了以河控的、 浪控的、潮控的为三 浪控的、 个端元类型的三角图 解的分类体系。 解的分类体系。

二 三角洲的分类特征
1、Galloway W E(1975)三角洲分类 、 ( ) 在三角洲分类图 中,还给出了伸长 朵叶状、 状、朵叶状、弓形 尖头状) (尖头状)、河口湾 港湾状) (港湾状)三角洲的 位置。 位置。
这一分类着重考虑的 蓄水盆地的特征, 蓄水盆地的特征,即波浪 和潮汐能量的强弱, 和潮汐能量的强弱,对注 入蓄水盆地的冲积体只考 虑了曲流河,而没有考虑 虑了曲流河, 冲积扇和辫状河。 冲积扇和辫状河。

二 三角洲的分类特征
1、Galloway W E(1975)三角洲分类 、 ( ) 河控三角洲---河控三角洲是在河流输入泥砂 (1) 河控三角洲--河控三角洲是在河流输入泥砂 量大,波浪、潮汐作用微弱: 鸟足状三角洲; 量大,波浪、潮汐作用微弱:①鸟足状三角洲;② 朵状三角洲。 朵状三角洲。 (2) 浪控三角洲--浪控三角洲的平面形态呈鸟嘴 浪控三角洲---浪控三角洲的平面形态呈鸟嘴 海洋的波浪作用大于河流的作用, 状,海洋的波浪作用大于河流的作用,河流输入泥 砂量少,形成平行于海岸的海滩、砂嘴、砂坝。 砂量少,形成平行于海岸的海滩、砂嘴、砂坝。 潮控三角洲---河流流入三角港或其他形状的 (3) 潮控三角洲--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, 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改造, 积的泥砂受潮汐作用的强烈改造,仅形成小型三角 外形受港湾控制,发育的潮汐砂坝。 洲。外形受港湾控制,发育的潮汐砂坝。

二 三角洲的分类特征
2、Galloway W E和薛良清(1988)三角洲分类 、 和薛良清( 和薛良清 ) Galloway和薛良清合作 和薛良清合作(1988),建立了一个包括 和薛良清合作 , 扇三角洲、辫状河三角洲和正常三角洲在内的三角洲 扇三角洲、辫状河三角洲和正常三角洲在内的三角洲 扩展分类。 扩展分类。

二 三角洲的分类特征
2、Galloway W E和薛良清(1988)三角洲分类 、 和薛良清( 和薛良清 ) Galloway和薛良清合作 和薛良清合作(1988) 的三角洲扩展分类 和薛良清合作 综合考虑了冲积体和蓄水盆地两方面的特征, 综合考虑了冲积体和蓄水盆地两方面的特征,对三角 洲概括比较全面。 洲概括比较全面。 但是, 但是,这些分类所考虑的主要是海岸地带所发育 的三角洲, 的三角洲,有些三角洲在这些分类中仍找不到合适的 位置。如浅水三角洲和水下分流河道型三角洲, 位置。如浅水三角洲和水下分流河道型三角洲,这些 三角洲在许多大型坳陷湖盆中是常见的。也就是说, 三角洲在许多大型坳陷湖盆中是常见的。也就是说, 到目前为止,还没有十分完美的三角洲分类,这与决 到目前为止,还没有十分完美的三角洲分类, 定三角洲类型的因素十分复杂有关。 定三角洲类型的因素十分复杂有关。

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征
三角洲平原 三角洲前缘 前三角洲

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征
河口区环境
远沙坝 分流河口沙坝 河道 水下天然堤

陆上天然堤





0

5000ft

密西西比河西南分流河口三角洲前缘的环境 及相的分布( Coleman等 1965) 及相的分布(据Coleman等,1965)

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 1)三角洲平原沉积特征
分流河道沉积--为砂和粉砂沉积物。 分流河道沉积--为砂和粉砂沉积物。横剖面形态为近于对称的透镜 --为砂和粉砂沉积物 为向上变细的沉积序列; 体。为向上变细的沉积序列; 天然堤--发育在河道两侧,由细砂、粉砂和泥质组成。 天然堤--发育在河道两侧,由细砂、粉砂和泥质组成。砂质沉积内 --发育在河道两侧 部具沙纹交错层和流水波痕; 部具沙纹交错层和流水波痕;? 泛滥盆地-沼泽及湖泊--排水不良,但植物繁茂, 泛滥盆地-沼泽及湖泊--排水不良,但植物繁茂,沉积物主要为富 --排水不良 含有机质的暗色泥岩夹泥炭和煤层。植物化石丰富,根土构造发育。 含有机质的暗色泥岩夹泥炭和煤层。植物化石丰富,根土构造发育。湖 泊的规模通常较小,沉积物主要为泥岩; 泊的规模通常较小,沉积物主要为泥岩; 决口扇沉积--发育在天然堤两侧和分流间海湾,呈扇状分布, 决口扇沉积--发育在天然堤两侧和分流间海湾,呈扇状分布,由细 --发育在天然堤两侧和分流间海湾 砂和粉砂组成。常见粒序层、沙纹层和平行层理; 砂和粉砂组成。常见粒序层、沙纹层和平行层理; 分流河道间沉积、分流间湾沉积--分流间湾是指分流河道间与海洋 分流河道间沉积、分流间湾沉积--分流间湾是指分流河道间与海洋 -相通的相对低凹的地区。为泥质,含少量粉砂和细砂, 相通的相对低凹的地区。为泥质,含少量粉砂和细砂,具水平层理和透 镜状层理。含海相动物化石。 镜状层理。含海相动物化石。

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 2)三角洲前缘沉积特征
水下分流河道沉积--是陆上分流河道的延伸部分。 ① 水下分流河道沉积--是陆上分流河道的延伸部分。沉积物中常 --是陆上分流河道的延伸部分 含粘土碎块,具交错层理、流水沙纹层理和侵蚀面等; 含粘土碎块,具交错层理、流水沙纹层理和侵蚀面等; ② 水下天然堤沉积--由极细砂和粉砂组成。可见沙纹层理、浪成 水下天然堤沉积--由极细砂和粉砂组成。可见沙纹层理、 --由极细砂和粉砂组成 波痕、虫孔和包卷纹层等; 波痕、虫孔和包卷纹层等; 河口砂坝沉积--由砂质沉积物组成。质地纯净,分选良好, --由砂质沉积物组成 ③ 河口砂坝沉积--由砂质沉积物组成。质地纯净,分选良好,具 多方向槽状交错层和冲刷面。河口坝末端通常称为末端坝,为细砂、 多方向槽状交错层和冲刷面。河口坝末端通常称为末端坝,为细砂、粉 砂和泥组成的交互层。具反粒序,有水平纹层、波状及透镜状层理, 砂和泥组成的交互层。具反粒序,有水平纹层、波状及透镜状层理,河 口坝单元形成向上变粗的序列; 口坝单元形成向上变粗的序列; 前缘席状砂--河口坝经海洋营力改造形成。 --河口坝经海洋营力改造形成 ④ 前缘席状砂--河口坝经海洋营力改造形成。

三 三角洲沉积特征

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 3)前三角洲沉积特征 前三角洲位于前缘的向海一侧, 前三角洲位于前缘的向海一侧,水深通常在浪 基面以下。 基面以下。 沉积物主要为泥和粉砂质泥,富含有机质,可见 沉积物主要为泥和粉砂质泥,富含有机质, 海绿石等自生矿物; 海绿石等自生矿物; 层理主要是水平纹层。 层理主要是水平纹层。在近前缘的部分可出现少 数粉砂薄层,其中有小型交错纹层和波痕等构造。 数粉砂薄层,其中有小型交错纹层和波痕等构造。 含海相动物化石,有较多的虫孔及生物扰动构造。 含海相动物化石,有较多的虫孔及生物扰动构造。

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征

三 角 洲 前 缘

河口砂坝 分流间湾 河口砂坝

前三角洲

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 4)沉积相组合、沉积旋回及演化 沉积相组合、
(1)平面相组合及垂向层序
当波浪作用稍强,三角洲前缘砂体被波浪和沿岸流所改造,使三 当波浪作用稍强,三角洲前缘砂体被波浪和沿岸流所改造, 角洲呈朵状和鸟嘴状,碎屑物质被携带至三角洲侧翼,形成海滩和障壁 角洲呈朵状和鸟嘴状,碎屑物质被携带至三角洲侧翼, 岛相沉积,这种平面组合就形成了河流——三角洲 三角洲——滩坝沉积体系 滩坝沉积体系。 岛相沉积,这种平面组合就形成了河流——三角洲——滩坝沉积体系。 当河流碎屑物质供应充分时,三角洲向海推进至较深水,形成巨厚 当河流碎屑物质供应充分时,三角洲向海推进至较深水, 的三角洲前缘和前三角洲堆积,并形成一定的坡度, 的三角洲前缘和前三角洲堆积,并形成一定的坡度,由于事件性因素的 影响,它们在重力作用下发生滑动, 影响,它们在重力作用下发生滑动,可在三角洲前缘深水区形成重力流 沉积,通常形成深水浊积扇。这种平面组合构成了河流——三角洲 三角洲—— 沉积,通常形成深水浊积扇。这种平面组合构成了河流——三角洲—— 深水浊积扇沉积体系。 深水浊积扇沉积体系。 前一种组合或沉积体系多出现在浪控三角洲或河控朵状三角洲发育 的地区,而后一种组合出现在河控三角洲发育的地区。 的地区,而后一种组合出现在河控三角洲发育的地区。

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 4)沉积相组合、沉积旋回及演化 沉积相组合、
(1)平面相组合及垂向层序
三角洲在平面上依次邻接而出现的相, 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。对河控三角洲来说, 向上亦依次递变。对河控三角洲来说,自下而上 依次为:前三角洲泥、三角洲前缘砂和粉砂、 依次为:前三角洲泥、三角洲前缘砂和粉砂、三 角洲平原分支河道砂和细粒沼泽沉积, 角洲平原分支河道砂和细粒沼泽沉积,大致为下 细上粗的反旋回沉积垂向层序。 细上粗的反旋回沉积垂向层序。在层序上部局部 出现三角洲平原分支河道下粗上细的间断性正旋 顶部出现夹炭质泥岩和薄煤层的沼泽沉积。 回,顶部出现夹炭质泥岩和薄煤层的沼泽沉积。 在河控三角洲垂向层序中, 在河控三角洲垂向层序中,由下至上海相化 石减少,而陆相化石尤其植物化石增多, 石减少,而陆相化石尤其植物化石增多,以至顶 部出现炭质泥岩或薄煤层;波浪波痕及其产生的 部出现炭质泥岩或薄煤层; 交错层理向上减少, 交错层理向上减少,流水波痕及其产生的交错层 理增多。 理增多。

三 三角洲沉积特征
1、河控三角洲亚环境级沉积特征 4)沉积相组合、沉积旋回及演化 沉积相组合、
(2)三角洲沉积旋回
三角洲沉积旋回分为两个时期: 三角洲沉积旋回分为两个时期:即 建设期和破坏期:三角洲向海推进增长 建设期和破坏期: 发育时期称三角洲的建设期; 发育时期称三角洲的建设期;三角洲被 海水淹没遭受侵蚀破坏的时期称三角洲 的破坏期。 的破坏期。 每个单一的三角洲沉积体在垂向上 就代表了一个沉积旋回,每个旋回都是 就代表了一个沉积旋回, 以三角洲的建设相开始, 以三角洲的建设相开始,以破坏相的出 现而告终。 现而告终。 在垂向剖面上, 在垂向剖面上,建设相和破坏相周 期性地交替重复出现, 期性地交替重复出现,就形成了多旋回 三角洲复合体系。 三角洲复合体系。

三 三角洲沉积特征 波 浪 作 用 为 主 的 三 角 洲
尼 日 尔 河

上洪泛平原

下洪泛平原 红树林沼泽

500
河口沙坝 三角洲前缘台地 前三角洲斜坡 0 km 100

海滩脊坝岛

开放陆棚 无沉积区

尼日尔河三角洲环境和相的分布

三 三角洲沉积特征
2、浪控三角洲亚环境级沉积特征 浪控三角洲的垂 向层序通常仍为下细 上粗的反旋回层序, 上粗的反旋回层序, 但以具有浪蚀海滩脊 但以具有浪蚀海滩脊 序列为特征 为特征, 序列为特征,而且层 序顶部一般都出现三 角洲平原的沼泽和分 支河道沉积, 支河道沉积,以此区 别于海岸沉积的海滩 脊层序。 脊层序。

三 三角洲沉积特征
3、潮控三角洲亚环境级沉积特征

潮控三角洲沉积是三角洲沉积物被潮 汐水流破坏、改造的产物。潮汐沙坝、 汐水流破坏、改造的产物。潮汐沙坝、潮 汐河道沉积构成了潮控三角洲的骨架, 汐河道沉积构成了潮控三角洲的骨架,也 是砂质沉积物的主要营造单元; 是砂质沉积物的主要营造单元;潮汐水能 改造是主要水动力条件, 改造是主要水动力条件,潮汐沉积发育是 其典型标志。 其典型标志。

三 三角洲沉积特征
3、潮控三角洲亚环境级沉积特征
包括分流河道、 (1)潮控三角洲平原 包括分流河道、分流间 湾和泥炭沼泽沉积。 湾和泥炭沼泽沉积。

潮河道(水下分流河道) 潮河道(水下分流河道)沉积主要由多个 分流河道 相互叠置的单个砂体组成, 相互叠置的单个砂体组成,间夹泥质条带或透 镜体.单个砂体由中—粗粒石英砂岩及长石石 镜体.单个砂体由中 粗粒石英砂岩及长石石 英砂岩组成,粒度向上变细,底部具冲刷面及泥 英砂岩组成,粒度向上变细, 砾屑;发育板状交错层理和双向交错层理; 砾屑;发育板状交错层理和双向交错层理;古流 向为双向,表明分流河道具有潮汐河道性质。 向为双向,表明分流河道具有潮汐河道性质。 分流间湾沉积覆于潮河道沉积之上, 分流间湾沉积覆于潮河道沉积之上,由砂 沉积覆于潮河道沉积之上 质泥岩、泥岩夹粉砂岩组成;水平微波状层理、 质泥岩、泥岩夹粉砂岩组成;水平微波状层理、 透镜状层理及脉状层理发育, 透镜状层理及脉状层理发育,见破碎的碳化植 以垂向加积为主, 物化石碎片及根系化石 ;以垂向加积为主,并 随其充填变浅转而沼泽化并发生泥炭堆积. 随其充填变浅转而沼泽化并发生泥炭堆积.

三 三角洲沉积特征
3、潮控三角洲亚环境级沉积特征
(2)潮控三角洲前缘 包括潮汐砂坝、混合坪沉 包括潮汐砂坝、 积,潮汐砂坝是其沉积骨架,由河流携带的砂质沉积物 潮汐砂坝是其沉积骨架, 受潮汐作用改造而成。 受潮汐作用改造而成。 潮汐砂坝沉积层序由上、下两部分构成,下砂坝 潮汐砂坝沉积层序由上、下两部分构成, 沉积层序由上 沉积由细砂岩、粉砂岩和砂质泥岩互层组成,发育波 沉积由细砂岩、粉砂岩和砂质泥岩互层组成, 状、透镜状层理,常被生物掘穴,生物扰动构造发育; 透镜状层理,常被生物掘穴,生物扰动构造发育; 上砂坝沉积由砂岩夹泥质条带组成,单个砂体呈不连 上砂坝沉积由砂岩夹泥质条带组成, 续的透镜状相互叠置,再作用面发育,由粒度向上变细、 续的透镜状相互叠置,再作用面发育,由粒度向上变细、 成熟度较高的中—细粒石英砂岩组成 细粒石英砂岩组成; 成熟度较高的中 细粒石英砂岩组成;发育低角度板 状交错层理、双向交错层理,见生物潜穴、音叉状波 状交错层理、双向交错层理,见生物潜穴、 痕,古流向呈双模态,表征了以潮汐作用为主的水动力 古流向呈双模态, 条件。潮汐砂坝沉积自下而上泥质减少,粒度变粗。 条件。潮汐砂坝沉积自下而上泥质减少,粒度变粗。 混合坪沉积由暗灰色砂质泥岩、粉砂岩夹细砂岩 混合坪沉积由暗灰色砂质泥岩、 沉积由暗灰色砂质泥岩 及其互层组成,常夹有菱铁质细条带,潮汐层理及生物 及其互层组成,常夹有菱铁质细条带, 潜穴发育; 潜穴发育; 泥炭坪直接发育在潮汐沙坝之上,形成泥炭堆积 泥炭坪直接发育在潮汐沙坝之上, 直接发育在潮汐沙坝之上

三 三角洲沉积特征
3、潮控三角洲亚环境级沉积特征 (3)前三角洲 由灰、 由灰、灰黑色泥岩及砂质泥 岩组成,向上砂质含量增加; 岩组成,向上砂质含量增加;富 含菱铁质结核或薄条带, 含菱铁质结核或薄条带,见水平 及水平微波状层理, 及水平微波状层理,生物扰动构 造发育。 造发育。

三 三角洲沉积特征
3、潮控三角洲亚环境级沉积特征

四 三角洲的鉴别标志
三角洲沉积是河流注入蓄水盆地后, 三角洲沉积是河流注入蓄水盆地后, 在浅水地区快速建造的近岸碎屑沉 积体系4其突出特征是具有特定的剖面沉积序列和骨架砂体的几何形态。 积体系4其突出特征是具有特定的剖面沉积序列和骨架砂体的几何形态。不同 类型的三角洲体系,可以根据骨架砂体的成因特征 几何形态、定向习性、 骨架砂体的成因特征、 类型的三角洲体系,可以根据骨架砂体的成因特征、几何形态、定向习性、 进积砂体与分流河道的空间关系,以及河道充填物的特征等加以识别。 特征等加以识别 进积砂体与分流河道的空间关系,以及河道充填物的特征等加以识别。

四 三角洲的鉴别标志
不管三角洲沉积体系的成因类型如何, 不管三角洲沉积体系的成因类型如何,它们都是在浅水背景上发育 起来的, 垂向剖面序列自下而上依次为前三角洲泥——三角洲前缘 起来的 , 其 垂向剖面序列自下而上依次为前三角洲泥 三角洲前缘 三角洲平原的砂、 砂——三角洲平原的砂、泥互层夹煤层,其中水下沉积部分是一个向上 三角洲平原的砂 泥互层夹煤层, 变粗的沉积序列。三角洲前缘沉积是其最特征部分, 变粗的沉积序列。三角洲前缘沉积是其最特征部分,它不仅有别于其它 沉积单元,也是区分不同三角洲类型的重要依据。 沉积单元,也是区分不同三角洲类型的重要依据。 河控三角洲前缘以河口砂坝沉积为特征;交错层倾角较大, 河控三角洲前缘以河口砂坝沉积为特征;交错层倾角较大,古流向 比较集中(单峰态) 比较集中(单峰态); 浪控三角洲前缘砂具海岸沙坝沉积序列,交错层方向多变, 浪控三角洲前缘砂具海岸沙坝沉积序列,交错层方向多变,倾角较 小; 潮控三角洲前缘砂具双向交错层,再作用面和粘土纹层, 潮控三角洲前缘砂具双向交错层,再作用面和粘土纹层,其上三角 洲平原有潮坪及潮道沉积等; 洲平原有潮坪及潮道沉积等; 除了潮控三角洲和浪控三角洲的端元类型外, 除了潮控三角洲和浪控三角洲的端元类型外,几乎所有的三角洲骨 砂体形态在平面上均呈朵状或指状, 架砂体形态在平面上均呈朵状或指状,砂体的伸展方向垂直或斜交于岸 线。

四 三角洲的鉴别标志
三角洲体系的规模与演化
大型的河控三角洲主要发育在构造稳定下沉的地区。 大型的河控三角洲主要发育在构造稳定下沉的地区。因其沉积物供应 充足,沉速较大,所以比相邻的近岸沉积往往具有较大的厚度。 充足,沉速较大,所以比相邻的近岸沉积往往具有较大的厚度。 三角洲沉积的厚度和保存状况与水深和盆地的沉降速率有密切关系。 三角洲沉积的厚度和保存状况与水深和盆地的沉降速率有密切关系。 首先,在其它条件相似的情况下, 首先,在其它条件相似的情况下,水深是决定水下三角洲厚度和三角 洲向前生长速度的主要因素;在浅水条件下三角洲沉积薄,推进快, 洲向前生长速度的主要因素;在浅水条件下三角洲沉积薄,推进快,在深 水条件下三角洲沉积厚,推进慢。 水条件下三角洲沉积厚,推进慢。 其次,水深对三角洲的保存状况也有明显影晌, 其次,水深对三角洲的保存状况也有明显影晌,在基底稳定的浅水盆 地中:三角洲水下沉积的厚度小,压实沉陷作用微弱, 地中:三角洲水下沉积的厚度小,压实沉陷作用微弱,进积相易于被后继 河流冲刷破坏,有的河道甚至可以深切到盆地的基底。 河流冲刷破坏,有的河道甚至可以深切到盆地的基底。 在沉降速率和水深较大的盆地中,三角洲易于形成巨厚的前三角洲泥。 在沉降速率和水深较大的盆地中,三角洲易于形成巨厚的前三角洲泥。 如果前缘砂体推进到巨厚的前三角洲泥之上, 如果前缘砂体推进到巨厚的前三角洲泥之上,快速的压实与沉陷将有 利于完整进积序列和厚的前缘砂体的保存。 利于完整进积序列和厚的前缘砂体的保存。

四 三角洲的鉴别标志
浅水三角洲与深水三角洲
浅水型三角洲主要发育在基底稳定,水深较浅(数米至十余米) 浅水型三角洲主要发育在基底稳定 , 水深较浅 ( 数米至十余米 ) 的 克拉通盆地。由于在这种浅而广阔的水域中盆地营力较弱,河流作用显 克拉通盆地。由于在这种浅而广阔的水域中盆地营力较弱, 得特别突出。浅水型三角洲的突出特征是以河道砂体为骨架, 得特别突出。浅水型三角洲的突出特征是以河道砂体为骨架,垂向序列 薄而不完整。相的关系主要表现在侧向上。三角洲前缘及前三角洲沉积 薄而不完整。相的关系主要表现在侧向上。 规模小,发育差,三角洲平原相占居很大比例。 规模小,发育差,三角洲平原相占居很大比例。因此条带状的分支河道 砂体分支多,伸延远,有的甚至可以沿盆地倾向延伸数百千米。三角洲 砂体分支多,伸延远,有的甚至可以沿盆地倾向延伸数百千米。 形态呈不规则的分枝状。浅水三角洲分布很广, 形态呈不规则的分枝状。浅水三角洲分布很广,在地质记录中保存较好 的三角洲大都是浅水型三角洲。 的三角洲大都是浅水型三角洲。 深水型三角洲是在堆积有巨厚泥质沉积的深盆地背景上发育起来的。 深水型三角洲是在堆积有巨厚泥质沉积的深盆地背景上发育起来的。 现代的密西西比三角洲是其典型例子,但在古代沉积中发现的较少。这 现代的密西西比三角洲是其典型例子,但在古代沉积中发现的较少。 种三角洲的突出特征是具有厚而完整的进积序列, 种三角洲的突出特征是具有厚而完整的进积序列,骨架砂体呈巨厚的豆 荚状。 荚状。

四 三角洲的鉴别标志
浅水三角洲
1)形成于海退背景的陆表海背景,水体浅、沉积基底平缓、 1)形成于海退背景的陆表海背景,水体浅、沉积基底平缓、丰富的 形成于海退背景的陆表海背景 物源供给、沉积过程中构造活动的相对稳定,为其发育奠定了基础。 物源供给、沉积过程中构造活动的相对稳定,为其发育奠定了基础。 2)浅水三角洲沉积物中 三角洲平原及分流河道沉积发育, 浅水三角洲沉积物中, 2)浅水三角洲沉积物中,三角洲平原及分流河道沉积发育,三角洲 前缘以发育水下分流河道为特征。 前缘以发育水下分流河道为特征。分流河道及水下分流河道常强烈冲刷 下伏沉积物,切割河口砂坝沉积物乃至先期形成的海相沉积物。平面上 下伏沉积物,切割河口砂坝沉积物乃至先期形成的海相沉积物。 舌状三 角洲朵叶发育, 角洲朵叶发育,垂向上具自旋回 结构,河控作用特征显著。 结构,河控作用特征显著。 3)在三角洲废弃期 在三角洲废弃期, 3)在三角洲废弃期,三角洲 前缘沉积物常被潮汐作用改造。 前缘沉积物常被潮汐作用改造。 4)浅水三角洲沉积物中多见 4)浅水三角洲沉积物中多见 泥砾, 泥砾,层理构造以前积纹层倾角 低缓为特征,生物扰动构造发育; 低缓为特征,生物扰动构造发育; 5)河流与三角洲的过渡地区 5)河流与三角洲的过渡地区 是砂质沉积物相对发育的地带。 是砂质沉积物相对发育的地带。 浅水三角洲及相邻的滨海平原沉积模式
(据Donalson,1974) , )

四 三角洲的鉴别标志
浅水三角洲

桥头砂岩沉积模式

浅水三角洲及相邻的滨海平原沉积模式( 浅水三角洲及相邻的滨海平原沉积模式(据 Donalson,1974) , )

三 三角洲沉积特征
深水三角洲
河口区环境
远沙坝 分流河口沙坝 河道 水下天然堤

陆上天然堤

深水型三角洲是在堆积有巨厚泥质沉积的 深盆地背景上发育起来的。 深盆地背景上发育起来的 。 现代的密西西比三 角洲是其典型例子, 角洲是其典型例子 , 但在古代沉积中发现的较 少 。 这种三角洲的突出特征是具有厚而完整的 进积序列,骨架砂体呈巨厚的豆荚状。 进积序列,骨架砂体呈巨厚的豆荚状。





0

5000ft

密西西比河西南分流河口三角洲前缘的环境 及相的分布( Coleman等 1965) 及相的分布(据Coleman等,1965)

四 三角洲的鉴别标志
深水三角洲
河控三角洲是一种高建设性三角洲。 河控三角洲是一种高建设性三角洲。因其地层样式受水深和基底性质 的控制,所以随着盆底地形及底质性质的变化, 的控制,所以随着盆底地形及底质性质的变化,河流将建造出沉积样式不 同的三角洲体系。在古代大型的海盆或湖盆中; 同的三角洲体系。在古代大型的海盆或湖盆中;缓坡一侧往往存在有浅而 平坦的广阔浅水台地,其与深盆地往往以明显的斜坡过渡。 平坦的广阔浅水台地,其与深盆地往往以明显的斜坡过渡。在台地上形成 分布广泛的浅水型三角洲。 分布广泛的浅水型三角洲。 当三角洲推进到台地边缘的深盆地区, 当三角洲推进到台地边缘的深盆地区,浅水型逐渐为深水型三角洲取 代。深水型三角洲由于巨厚的前三角洲沉积的不稳定性和水下斜坡的存在, 深水型三角洲由于巨厚的前三角洲沉积的不稳定性和水下斜坡的存在, 易于引起三角洲沉积滑塌破坏,所以分布比较局限。 易于引起三角洲沉积滑塌破坏,所以分布比较局限。而滑塌破坏的产物也 可以沉积物重力流的方式进入盆地底,形成独立的浊积扇体系。 可以沉积物重力流的方式进入盆地底,形成独立的浊积扇体系。

五 辫状河三角洲
辫状河三角洲的分布较为普遍, 辫状河三角洲的分布较为普遍,但其形成仍然象扇三 角洲一样,需要在特定的地形和气候条件; 角洲一样,需要在特定的地形和气候条件;并与源区保持 一定的距离的条件下才能发育。 一定的距离的条件下才能发育。 扇三角洲往往形成在盆地断陷边界地带, 扇三角洲往往形成在盆地断陷边界地带,辫状河三角 洲往往发育在坳陷盆地徒坡边界地带, 洲往往发育在坳陷盆地徒坡边界地带,而曲流河三角洲往 往形成在坳陷盆地缓坡边界地带。 往形成在坳陷盆地缓坡边界地带。 只有盆地坳陷较陡边界最有利于辫状河三角洲发育。 只有盆地坳陷较陡边界最有利于辫状河三角洲发育。 这是因为较陡的盆地坳陷边界地带地形坡降大, 这是因为较陡的盆地坳陷边界地带地形坡降大,易于辫状 河人湖后形成独具特色的沉积体; 河人湖后形成独具特色的沉积体;随着进入盆地的沉积物 数量的增加,辫状河三角洲的向前推进, 数量的增加,辫状河三角洲的向前推进,冲积平原必然向 盆地方向扩展,冲积平原沿陡倾的盆地边缘向盆地内进积, 盆地方向扩展,冲积平原沿陡倾的盆地边缘向盆地内进积, 盆地的依次被充填表明沉积速率大于盆地沉降速率。 盆地的依次被充填表明沉积速率大于盆地沉降速率。

五 辫状河三角洲
古气候条件决定了一定区域的降水量、水系的特征、 古气候条件决定了一定区域的降水量、水系的特征、 决定了一定区域的降水量 风化的强度以及碎屑物的供应, 风化的强度以及碎屑物的供应,其对湖泊辫状河三角洲的 影响尤为重要。 影响尤为重要。 干旱气候向潮湿气候转化会引起沉积物数量的增加, 干旱气候向潮湿气候转化会引起沉积物数量的增加, 从而引起扇三角洲沉积向辫状河三角洲沉积转化。 从而引起扇三角洲沉积向辫状河三角洲沉积转化。因此最 适合辫状河三角洲形成的古气候是半干旱一半潮湿气候。 适合辫状河三角洲形成的古气候是半干旱一半潮湿气候。 在这种气候条件下,有一定的降水量,可形成稳定的水系, 在这种气候条件下,有一定的降水量,可形成稳定的水系, 同时物理风化亦较为强烈,可有大量的碎盾物供应。此外, 同时物理风化亦较为强烈,可有大量的碎盾物供应。此外, 海平面的升降也会影响三角洲沉积类型的变化。一般认为, 海平面的升降也会影响三角洲沉积类型的变化。一般认为, 扇三角洲沉积与海平面快速上升有关, 扇三角洲沉积与海平面快速上升有关,而辫状河三角洲沉 积仅见于海平面上升减缓的时期。 积仅见于海平面上升减缓的时期。

五 辫状河三角洲
? (1)辫状河三角洲平原? 辫状河三角洲平原? ? 辫状河三角洲平原主要包括辫状河道 、 泛滥平原 辫状河三角洲平原主要包括辫状河道、 及沼泽微相,并以辫状河道最具代表性。 及沼泽微相,并以辫状河道最具代表性。 ? 辫状河道由颗粒支撑的砂 、 砾岩组成 , 碎屑颗粒 辫状河道由颗粒支撑的砂、 砾岩组成, 一般为次棱角-次圆状,分选中等, 一般为次棱角-次圆状,分选中等, 填隙物以泥质 为主。 测井曲线表现为较高的视电阻率, 为主 。 测井曲线表现为较高的视电阻率 , 呈齿状 或尖峰状起伏, 自然电位曲线一般呈箱形或波状 或尖峰状起伏 , 起伏。泛滥平原主要为泥岩夹粉-细砂岩, 起伏。泛滥平原主要为泥岩夹粉-细砂岩,而沼泽 微相主要由煤层、 碳质泥岩夹粉砂岩组成。 微相主要由煤层 、 碳质泥岩夹粉砂岩组成 。 主要 以水平层理和波状层理为特征。 古植物化石丰富。 以水平层理和波状层理为特征 。 古植物化石丰富 。 ?

五 辫状河三角洲 ? (2)辫状河三角洲前缘? 辫状河三角洲前缘?
? ① 水下分流河道 --- 系平原辫状河道入湖后在水下的延续部 水下分流河道-----系平原辫状河道入湖后在水下的延续部 它在辫状河三角洲中所占的厚度是最大的。 分,它在辫状河三角洲中所占的厚度是最大的。岩性一般较 以砂岩和砂砾岩为主。从剖面上看, 粗,以砂岩和砂砾岩为主。从剖面上看,水下分流河道大都 从冲刷面开始。向上依次为具层理构造的砂、砾岩, 从冲刷面开始。向上依次为具层理构造的砂、砾岩,顶部为 薄层状泥质粉砂岩。河道砂频繁交互,形成多层楼式的正韵 薄层状泥质粉砂岩。 河道砂频繁交互, 律的砂、砾岩组成的叠合砂岩。 律的砂、砾岩组成的叠合砂岩。? ? ② 水下河道间 --- 主要为灰 、 灰绿色粉砂质泥岩 、 泥质粉砂 水下河道间--- 主要为灰、 灰绿色粉砂质泥岩、 ---主要为灰 岩夹薄层状砂岩。块状层理、小型交错层理及波状层理发育。 岩夹薄层状砂岩。块状层理、小型交错层理及波状层理发育。 由于水下分流河道冲刷力强,改道频繁,一旦发生改道, 由于水下分流河道冲刷力强,改道频繁,一旦发生改道,这 些沉积物就被冲刷减薄,甚至全被冲刷掉,因此常以碎屑岩 些沉积物就被冲刷减薄, 甚至全被冲刷掉, 夹层的形式出现。 夹层的形式出现。?

五 辫状河三角洲
? (2)辫状河三角洲前缘?
? ③ 河口砂坝 --- 岩性为分选 、 磨圆较好的细砂岩 、 中砂岩 , 河口砂坝--- 岩性为分选、 磨圆较好的细砂岩、中砂岩, ---岩性为分选 偶含泥砾。具板状、楔状及槽状交错层理。 偶含泥砾。具板状、楔状及槽状交错层理。与下伏席状砂沉 积过渡,并一起构成明显的反韵律,电测曲线形态呈漏斗型。 积过渡,并一起构成明显的反韵律,电测曲线形态呈漏斗型。 ? ④ 席状砂 --- 岩性一般为分选相对较好的细砂岩 、 粉砂岩与 席状砂--- 岩性一般为分选相对较好的细砂岩、 ---岩性一般为分选相对较好的细砂岩 泥岩互层。波状层理、小型交错层理及水平层理发育。 泥岩互层。波状层理、小型交错层理及水平层理发育。一般 与前辫状河三角洲沉积物呈薄互层。 与前辫状河三角洲沉积物呈薄互层。

? (3)前辫状河三角洲? 前辫状河三角洲?
? 沉积物粒度较细,多为灰、灰绿、深灰色泥岩、粉砂质泥岩 沉积物粒度较细,多为灰、灰绿、深灰色泥岩、 夹粉- 细砂岩组成, 在剖面上为砂泥岩薄互层。 水平层理、 夹粉 - 细砂岩组成 , 在剖面上为砂泥岩薄互层 。 水平层理 、 块状层理及沙纹交错层理发育。 块状层理及沙纹交错层理发育。

五 辫状河三角洲 我国中生界辫状河三角洲的主要沉积特征: 我国中生界辫状河三角洲的主要沉积特征:
? ① 辫状河三角洲大多发育在距物源区相对较近的地方 , 其间缺 辫状河三角洲大多发育在距物源区相对较近的地方, 失曲流河等陆上瓦1环境,是一个相带发育不完整的沉积体系; 失曲流河等陆上瓦1环境,是一个相带发育不完整的沉积体系; ? ② 沉积物粒度相对较粗 , 结构及矿物成熟度较低 , 矿物成分与 沉积物粒度相对较粗, 结构及矿物成熟度较低, 物源成分一致; 物源成分一致; ? ③ 发育各种沉积构造 , 包括板状及槽状交错层理 、 平行层理 、 发育各种沉积构造, 包括板状及槽状交错层理、 平行层理、 小型交错层理及冲刷面构造, 含动、 植物化石及生物遗迹构造, 小型交错层理及冲刷面构造 , 含动 、 植物化石及生物遗迹构造 , 在平原部分可见到一些水上暴露沉积构造标志; 在平原部分可见到一些水上暴露沉积构造标志; ? ④辫状河三角洲平原部分可发育成非常宽广的席状形体; 辫状河三角洲平原部分可发育成非常宽广的席状形体; ? ⑤ 由于水下分流河道不固定 , 常常侵蚀下伏沉积物 , 所以很少 由于水下分流河道不固定, 常常侵蚀下伏沉积物, 发育河口砂坝,剖面上河道砂频繁交替; 发育河口砂坝,剖面上河道砂频繁交替; ? ⑥ 辫状河三角洲主要形成在距高地不远的湖盆边缘 , 砂体呈席 辫状河三角洲主要形成在距高地不远的湖盆边缘, 范围可达数十至几百平方千米。 状,范围可达数十至几百平方千米。

六 三角洲沉积与煤油气资源
与煤层聚集的关系
淡水环境 三角洲平原 河 控 三 角 洲 倾向连续性好, 倾向连续性好,侧向中断 煤层分叉,灰分增多, 煤层分叉,灰分增多,硫分低 半咸水 过渡地带 走向连续性范围大 硫含量中等 三角洲前缘 半咸水 倾向连续性较好 硫含量较高 废弃三角洲、 废弃三角洲、三角洲间湾 浪控三角洲、 浪控三角洲、潮控三角洲

六 三角洲沉积与煤油气资源

适用于滨海地区聚煤模式图( 适用于滨海地区聚煤模式图(Horne等,1978) 等 )

六 三角洲沉积与煤油气资源
三 角 洲 的 废 弃 利 于 泥 炭 沼 泽 的 发 育

六 三角洲沉积与煤油气资源
与油气聚集的关系

沉积学

第二节 河口湾

一、环境特征 二、沉积特征

第二节 河口湾
一、环境特征 ? 河口湾是被海水 淹没的河口, 淹没的河口,也 可以看成是位于 河口的海湾。 河口的海湾。河 口湾的外形多呈 喇叭状; 喇叭状; ? 主要营力为潮汐 作用与河流作用; 作用与河流作用; 黄 河 和 长 江 三 角 洲

第二节 河口湾
一、环境特征 ? 淡水与盐水至少在部分时间内是呈相反方向流动的。 淡水与盐水至少在部分时间内是呈相反方向流动的。 在二者之间的混合带内, 在二者之间的混合带内,含砂量高于上层的淡水与 下层的盐水,因此又称最大混浊带。 下层的盐水,因此又称最大混浊带。混浊带是水流 循环的结果。河流挟带的泥砂逐渐沉降到混合带, 循环的结果。河流挟带的泥砂逐渐沉降到混合带, 而当泥砂下沉到海水层时,又随海水逆向搬运, 而当泥砂下沉到海水层时,又随海水逆向搬运,重 新进入淡水层; 新进入淡水层; ? 河口湾的沉积物来自海洋与河流。在河流挟沙量低 河口湾的沉积物来自海洋与河流。 的河口, 的河口,沉积物主要来自经风浪搅动的浅海悬浮载 荷,在河流挟沙量大的河口主要以砂质沉积为主。 在河流挟沙量大的河口主要以砂质沉积为主。

第二节 河口湾
一、环境特征

第二节 河口湾
二、沉积特征 ? 河口湾的主要沉积单元是潮道、浅滩及潮坪; 河口湾的主要沉积单元是潮道、浅滩及潮坪; ? 潮道的充填序列自下而上通常为: 基底冲刷面 - 含 潮道的充填序列自下而上通常为:基底冲刷面介壳的滞留沉积- 大型双向交错层的或浅滩砂岩介壳的滞留沉积 - 大型双向交错层的或浅滩砂岩 平行纹层或低角度交错纹层砂岩(潮汐砂坝) 平行纹层或低角度交错纹层砂岩(潮汐砂坝); ? 细粒河口湾沉积由砂泥薄互层组成 , 反映水流强 细粒河口湾沉积由砂泥薄互层组成, 度的周期性变化; 度的周期性变化; ? 特征的层理为透镜状层理 、 波状层理和压扁层理 特征的层理为透镜状层理、 以及大型双向交错层理。 以及大型双向交错层理。

第二节 河口湾

柞水石瓮子龙洞沟组底部河口湾相多阶冲刷面构造

沉积学


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