[科普中國]-沉積相

簡介

沉積相是反映一定自然環(huán)境特征，具有一定巖性和古生物標(biāo)志的地層單元。從沉積物(巖)的巖性、 結(jié)構(gòu)、 構(gòu)造和古生物等特征可以判斷沉積時的環(huán)境和作用過程。沉積相概念首先由瑞士A·Gressly于1838年提出。他認(rèn)為具有相似的巖性和古生物兩方面特征的巖石單元才能作為同一個“相”。以后由于從不同角度運用“相”這個術(shù)語，出現(xiàn)了不同的提法。表示巖性特征的，如“砂巖相”；表示沉積物與大地構(gòu)造關(guān)系的，如造山后期“磨拉石相”；表示沉積時的作用過程的，如“濁積相”；表示沉積環(huán)境的，如“淺海相”?，F(xiàn)今一般學(xué)者主要從沉積環(huán)境和作用過程來理解相的涵義。沉積環(huán)境主要指海、陸、河、湖、沼澤、冰川、沙漠等分布及其地勢高低。因此，它是地貌學(xué)研究的重要內(nèi)容。3

分類陸相組①殘積相（eluvial facies）是陸相沉積類型之一，是基巖經(jīng)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化作用后，殘留在原地的風(fēng)化產(chǎn)物。沿剖面向下，它逐漸過渡為基巖。主要由基巖碎屑及鐵質(zhì)、紅土質(zhì)（鐵鋁質(zhì)）、粘土質(zhì)沉積物組成。無分選性，層理也不清楚；

②坡積—墜積相：坡積相（slope wash facies）是陸相沉積類型之一，是高地基巖的風(fēng)化產(chǎn)物，由于雨雪等的作用，借助于重力沿斜坡滾動，堆積在山坡上形成的沉積物。坡積相主要由砂礫巖、粉砂巖等組成，碎屑物分選差，呈棱角狀，常具與斜坡平行的層理；

③沙漠（風(fēng)成）相：沙漠相按成因可劃分為巖漠沉積物、戈壁沉積物、風(fēng)成沙沉積物、旱谷沉積物、沙漠湖及內(nèi)陸鹽堿灘沉積物等。其中風(fēng)成沙是沙漠環(huán)境的最主要沉積物，它的特征是分選好，風(fēng)成交錯層理（巨型板狀或槽狀交錯層理）廣泛發(fā)育，生物化石稀少（尤其是植物化石），有時在分選差的粗粒砂巖中可找到風(fēng)棱石；

④冰川相（glacial facies）是陸相沉積類型之一，是由冰川作用堆積形成的沉積物，形成于年平均溫度很低的地區(qū)。它是通過冰川攜帶各種大小不同的巖石碎屑，如巨礫、礫石、砂、粘土等在冰川運動時或消融時直接堆積而成；

⑤沖積扇相：沖積扇（alluvial fan）是發(fā)育在山谷出口處，主要由暫時性洪水水流沖刷形成，范圍局限、形狀近似于圓錐狀的山麓粗碎屑堆積物；

⑥河流相：指由陸上河流或其它逕流作用沉積的一套沉積物或沉積巖形成的沉積相；

⑦湖泊相：湖泊是大陸上地形相對低洼和流水匯集的地區(qū)根據(jù)洪水面、枯水面和浪基面，把湖泊相劃分為濱湖亞相、淺湖亞相、半深湖亞相和深湖亞相，平面上它們大致呈環(huán)帶狀分布，另外，還可劃分出湖灣亞相；

⑧沼澤相（swamp facies）是陸相沉積類型之一，是在沼澤環(huán)境形成的沉積物。

過渡相組①三角洲相：三角洲是海（湖）陸交互地帶近河口處，河流攜帶沉積物傾瀉入海（湖）形成的沖擊平原，它在平面上呈頂尖朝向陸地的三角沉積體，其上有錯綜分布向海（湖）三開的分支河道：

②河口灣相：河口灣又稱三角港。潮汐作用強(qiáng)烈、海洋動力為主的喇叭形河口。通常分布在海岸沉降帶潮汐動力強(qiáng)、河流沙量小的濱海地區(qū)。

海相組①濱岸相：又稱海岸相或海灘相，位于潮上至波基面之間，包括無障壁海岸相和障壁型海岸相（障壁島相、瀉湖相、潮坪相等）；

②淺海陸棚相：位于波基面以下的陸棚區(qū)，向陸方向與濱岸相銜接，向海與半深海相毗鄰；

③半深海相：半深海又稱次深海，位置和深度相當(dāng)于大陸坡，是淺海陸棚與深海環(huán)境的過渡區(qū)；

④深海相：深海分布于深海平原或遠(yuǎn)洋盆地中，通常是一些較平坦的地區(qū)，水深在2000米以下，平均深度4000米。

研究內(nèi)容①沉積體的幾何形態(tài)、產(chǎn)狀和分布；②沉積相的識別標(biāo)志，沉積物組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和生物組合等特征；③沉積物特征與動力條件、氣候因素、大地構(gòu)造之間的關(guān)系；④沉積相內(nèi)部及其與相鄰沉積相之間的橫向、垂向演化規(guī)律和層序、接觸關(guān)系，不同環(huán)境下形成的沉積相模式等。沉積相模式是指在古今沉積層中反復(fù)出現(xiàn)的相變組合系列。各地或各層類似的相變組合在細(xì)節(jié)上可以各有差異，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。沉積相模式在判斷地層的沉積相時，具有標(biāo)準(zhǔn)化的作用。

分類 與沉積環(huán)境分類一致。按規(guī)模大小和不同成因分為以下類型（見表）。 表中所示的二級相是目前研究得較為深入的。

研究方法普遍運用“將今論古”的現(xiàn)實主義原則和比較巖石學(xué)方法。由于現(xiàn)代環(huán)境中復(fù)雜的營力作用可以直接觀察和記錄，作用的結(jié)果在沉積物的特征上能如實反映出來，因此現(xiàn)代沉積的研究是判斷古代沉積相的依據(jù)。20世紀(jì)60年代以來，沉積學(xué)界對現(xiàn)代沉積的研究頗為重視。

研究沉積相要注意綜合運用地層古生物學(xué)的、礦物巖石學(xué)的、物理化學(xué)的、數(shù)學(xué)的、地球物理學(xué)的、地球化學(xué)的、水力學(xué)的等方法。值得重視的是：應(yīng)用地球物理勘測所獲得的資料研究古代沉積相；應(yīng)用電子資料處理技術(shù)，對資料進(jìn)行儲存、檢索、整理和統(tǒng)計；開展低溫、低壓下常見礦物熱力學(xué)原理的研究；有關(guān)大地構(gòu)造對沉積作用與沉積盆地發(fā)育的控制作用研究；以及同位素地質(zhì)學(xué)、古地磁學(xué)、掃描電鏡等研究和使用。

研究意義一個地區(qū)的沉積層受到該區(qū)物理、化學(xué)和生物等方面的綜合影響，使其具有獨特的特征。所謂沉積相，就是能夠反映沉積環(huán)境的巖石特征和古生物特征的總和。包括巖性特征(巖石的顏色、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖石類型與組合)、古生物特征(生物的種屬和生態(tài))和地球化學(xué)特征。這些特征就是相標(biāo)志。根據(jù)這些相標(biāo)志可以重塑古環(huán)境，研究古地理。

由于環(huán)境和外營力作用有序地變化，沉積物的綜合特征也隨之發(fā)生變化，稱為相變。早在1894年，德國J.瓦爾特就提出“相的連續(xù)定律”來闡述沉積相在橫向上變化與垂向上變化的關(guān)系。他指出：垂向上所見到的沉積相序列也可在橫向上見到。在連續(xù)沉積的情況下，只有那些并列出現(xiàn)的相和相區(qū)，才能在垂向剖面中互相疊置，而沒有間斷。這種相序關(guān)系使人們在勘探中，可以從垂向上出現(xiàn)的沉積相序列來推斷相鄰地區(qū)橫向上的類型和系列，為勘探油氣、 煤炭、 地下水和其他沉積礦床服務(wù)。沉積相的研究，也能推動地貌學(xué)、古地理學(xué)和沉積學(xué)研究的深入。

以相序遞變規(guī)律為基礎(chǔ)對某沉積環(huán)境歸納出的帶有普遍意義的沉積相的空間組合形式，稱為相模式。相模式和相標(biāo)志是恢復(fù)和再現(xiàn)沉積環(huán)境的兩把鑰匙。4