大陆环境及其相模式Word格式文档下载.docx
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（小于10°
）,扇体半径自几百米到几百公里。
可由一系列冲积扇体组成冲积扇体系。
冲积扇的一般特征
窗体顶端
窗体底端
冲积扇实例
冲积扇（alluvialfan）山涧溪流流出峡谷后，在山口堆积的粗碎屑扇状沉积体。
洪水形成的山麓堆积物（洪积扇）
冲积扇形成的条件：
（1）有充足的陆源碎屑物质。
（2）特殊的地理位置：
被峡谷所限的山区河流携带着从源区剥蚀的大量碎屑物质，出谷口后，因地势变宽，坡降减缓，河道加宽变浅，流速降低，搬运能力减弱，大量底负载迅速堆积下来。
（3）主要形成于干旱和半干旱气候区，植被不发育，物理风化强烈，降雨量少，多降暴雨，洪水短暂而猛烈。
在潮湿地区、极地地区发育较差。
冲积扇上发育有河道，在扇顶只有一、二条主河道，在扇中和扇缘则分支成辫状河；
河道下切较深，但多为暂时性河道。
河道之间则为树枝状浅水沟。
在扇缘有时还可发育有湖泊或干盐湖。
冲积扇上洪水流动的性质主要为牵引流，但当物源区有大量泥质供给时（或洪水强烈时）也可出现泥石流（重力流）。
2.冲积扇相特点
冲积扇沉积物是大陆沉积中，颗粒最粗，分选最差的近源沉积（以砾岩、砂砾岩和砂岩为主）。
有泥石流时，泥、粉砂、砂、砾、漂砾堆积在一起，由扇顶到扇缘粒度呈变细趋势。
岩石多为红色、常含有碳酸盐和盐类矿物。
由于兼有牵引流和泥石流沉积，因而在C-M图上反映为“重力流型”。
冲积扇沉积物类型划分为四类：
（1）泥石流沉积、
（2）河道沉积、（3）漫流沉积、（4）筛积物
（1）泥石流沉积：
概念见第四章。
产生泥石流的主要因素是：
坡度陡,植被不发育；
供应大量的碎屑物；
季节性洪水，干旱或半干旱气候。
沉积特征：
砾、砂、泥混杂，粒级大小相差悬殊，分选和磨圆极差。
层理不发育。
泥石流顺水道轴向部分，在两侧可有天然堤。
（2）河道的沉积特征：
以砾石和砂为主（中粗粒为主）、向扇端方向，沉积物变细，分选差，层理不发育，有时发育不明显的板状交错层理，或不明显的水平层理，具叠瓦状构造。
典型的扇根河道直而深，至扇中和扇端地区则河道变浅，大多为辩状河道；
在沙体平面形态上一般为窄而长。
其单层厚度一般为5—60cm，有时可达200cm。
有时在剖面中也可见到明显的河道冲刷一充填构造。
（3）漫流的沉积特征：
辫状河沉积的席状砂、粉砂和砾石。
河流从冲积扇上的河道末端漫出，形成了宽阔的浅水带，水深一般不超过30cm。
由于水深和水流速度的同时减小，以及扇端地区坡度平缓，沉积物迅速地沉积下来。
浅的支流河道被很快地充填，然后向旁侧迁移，彼此相互叠加和切割，从而形成了席状的砂、砾沉积物。
砂、砾石为主，分选中等，块状层理、交错层理和水平层理。
常与河道充填沉积物相伴生（“河漫滩”）。
漫流沉积与河道沉积物相比较，其粒度较细，分选性变好。
（4）筛积物的沉积特征：
是冲积扇沉积所特有。
呈舌状的砾石沉积物，由棱角状－次棱角状的单成分砾石组成，分选中等，砾石之间可充填有砂，成岩前孔隙中泥质及粉砂质基质较少，呈“筛状”。
层与层之间的接触界线不清，故呈块状构造。
筛积物只是局部的堆积现象。
机理：
砾石层具有较好的渗透性，使洪水在冲积扇上完全渗漏到地下。
因为水是从砾石层中渗掉，而不是从上面流走，所以冲成了筛状砾石层，并阻止了砾石继续搬运并堆积下来，故称为筛积物。
3.冲积扇的相模式
（1）扇头（扇根）
扇头的沉积物主要为泥石流沉积和河道充填沉积。
位于冲积扇的尚有一侧，沉积坡角最大，有单一的或2-3个直而深的主河道。
由分选极差的，无组构的混杂砾岩或具叠瓦状的砾岩、砂砾岩组成。
无层理，块状构造，筛积物或砾石之间为粘土、粉砂和砂等基质所充填。
有时有不典型的平行层理、大型板状交错层理、递变层理。
（2）扇中
位于冲积扇的中部，是扇的主体。
坡度较平缓，发育辫状河道。
由砂、含砾砂和砾组成。
常见筛积物，与扇根相比，砂增多。
砾石呈叠瓦状排列，交错层理较发育（平行层理、板状交错层理、槽状交错层理、逆行沙丘交错层理。
河道冲刷-充填构造较发育。
与扇根相比，分选性相对较好，但仍属于分选差。
（3）扇端（扇缘）
在冲积扇的趾部，地形较平缓。
由砂和含砾砂组成，夹粉砂和粘土。
局部可见膏盐层。
分选性好。
可见平行层理、板状交错层理和冲刷-充填构造，细粒中可见块状层理、水平层理、变形构造和暴露构造。
冲积扇相序列的两种模式：
当堆积速度大于沉降速度时，冲积扇沙体逐渐向盆地方向推进，使扇根置于扇中沉积之上，而扇中又置于扇端之上，因而形成下细上粗的进积型层序。
相反，当堆积速度小于盆地的沉降速度时，冲积扇沙体则向源区方向退积，或者向侧向转移，其结果便形成下粗上细的退积型的正旋回沉积层序。
图6-6得克萨斯州范霍恩湿地冲积扇沉积的三种相组合（前寒武系）
A.
扇头相，巨砾直径可达1m，主要为砾石；
B.
扇中相，砾岩和交错层理含砾砂岩互层；
C.
扇端相，主要是具板状、槽状交错层理的砂岩
1-块状巨砾岩；
2-块状砂质泥岩；
3-粗—巨砾岩和薄层砂岩互层；
4-含中砾和粗砾的粗-极粗粒砂岩，具交错层理
二、河流环境及其相模式
1、河流的类型
大陆沉积环境中，河流作用是很重要的地质营力之一，它不仅是一种侵蚀和搬运的营力，而且是一种沉积营力。
在适宜的构造条件下，有时甚至可发育上千米厚的河流沉积，是陆相地层的主要组成部分。
河流沉积广泛分布于现代沉积和古代的地层中，是研究的较详细的沉积环境。
通过对现代河流的水动力学、水流动态、侵蚀、搬运与沉积作用、沉积物结构和构造等方面的深入研究。
大大促进了我们对古代河流的认识。
河流的中、上游
河流的历程
河流的类型：
按位置分为：
上游、中游、下游；
按河道的数量及其弯曲程度分为：
平直河、曲流河、辫状河、网状河。
2、曲流河的沉积模式
河流由河道和泛滥平原两部分组成：
河道：
主要发育河床、边滩（心滩）；
泛滥平原（河漫滩）：
河岸两旁的谷底平原。
枯水期高出水面，洪水期遭水淹，为汛期河水溢出河道淤积而成。
平原河流（中下游）的河漫滩很宽广，山区河流（中上游）的河漫滩很窄。
狭义泛滥平原指河漫滩；
广义泛滥平原包括天然堤、决口扇、河漫滩、牛轭湖。
曲流河的沉积模式
艾伦（1964）曾提出曲流河的沉积模式：
边滩、牛轭湖、天然堤、决口扇、河漫滩等。
曲流河沉积特征
（1）河道沉积：
包括河床沉积和边滩沉积。
①.河床沉积：
由粗砾岩和底部河床滞留砾岩组成。
在河流流量最高峰时（洪水期）作短距离搬运的产物，在正常期，由于流水冲刷与分选作用，细粒物质不断被带走，砾石则残留在河床底部。
河床沉积位于河道沉积的底部，向上颗粒逐渐变细过渡为边滩沉积。
河床沉积有以下四方面的特点：
A.成分：
砾石成分一般较复杂；
B.粒度：
以粗砾岩和含砾粗砂岩为主，中细粒砂岩较少；
C.结构构造：
砾石呈叠瓦状定向排列，最大扁平面倾向河流上游；
D.呈透镜状产出，位于河道沉积物的底部，底界与下伏地层之间为一个明显的侵蚀面。
②.边滩沉积：
是河床侧向迁移作用的产物。
随着河流不断迁移，浅滩不断增长，在河流内弯部分形成宽阔的边滩（外湾部分侵蚀）。
底流在侧向运动中强度逐渐减弱，因而引起了碎屑的沉积分异作用。
在边滩下部（靠近河心），沉积较粗的颗粒（以砂粒为主）；
上部离河心较远，沉积较细物质。
边滩沉积物厚度近似河床深度，其宽度取决于河流大小。
边滩沉积的特点如下：
A.水介质条件：
一般为中性或弱酸性、弱氧化条件，常生成高岭石，而不能形成海绿石、菱铁矿、绿泥石、伊利石。
B.沉积物特点：
成分成熟度较低（岩屑砂岩和长石砂岩为主）。
粒度变化范围很大，可以由分选不好的砂、粉砂和泥等混合而成。
分为两种:
大型河流边滩沉积以砂为主，含少量砾石和粉砂（细边滩）；
而较小河流则以砾石和砂沉积为主（粗边滩）。
C.层理特点：
层理非常发育，主要以大中型槽状交错层理和板状交错层理为主，在较细的沉积物中也常出现各种中型交错层理。
在垂向上，自下而上由大型交错层理逐渐变为小型交错层理。
（2）泛滥平原沉积（河漫滩沉积、堤岸沉积、牛轭湖沉积）
①.河漫滩（湖）沉积：
主要是泥岩、粉砂岩以及薄层泥质灰岩。
层理一般不发育或水平层理。
在气候干燥地区，可见泥裂、钙质结核；
在潮湿条件下，可发育沼泽，形成泥炭或煤层。
②.堤岸沉积：
属洪水期沉积，包括天然堤和决口扇。
天然堤是洪水期河水漫越河岸，流速降低时，携带的悬浮物质在岸边很快沉积下来，其沉积物比边滩细，主要是粉砂岩（几十厘米）和泥岩（几厘米到几十厘米）呈薄互层（透镜状）。
③.牛轭湖沉积：
属废弃河道沉积，平面上牛轭形，沉积物小范围分布。
主要是洪水期带来的细粒物质，如粉砂和泥质等。
小型湖泊淤积产物。
曲流河沉积模式实例
艾伦提出的典型沉积模式特点可概括如下：
A.以陆源碎屑岩为主。
从下到上依次为砾岩、砂岩和泥岩。
岩性变化频繁，极不稳定，上部偶见薄层泥质灰岩。
B.沉积构造向上变小，交错层理类型由大型变到小型，向上逐渐出现波状交错层理和爬升波状层理，夹有水平层理，发育泥裂、雨痕等。
C.有泥炭和煤，常见植物化石和植物根，少量淡水软体动物（腹足类、双壳类）。
3、辫状河的沉积模式
由一系列宽而浅的河道、河道砂坝（心滩）及冲积岛组成。
其边滩不发育，河漫滩发育较少。
心滩主要由粗粒物质组成。
如果在中下游，河流中负载含量高，沉积物虽细，但亦可表现为辫状河流性质，如印度的布拉马普特拉河及我国黄河中下游河段即属此例。
以下叙述由粗粒沉积物构成的辫状河流。
Expansion（扩展）
Avulsion（冲裂）
Sweepingavulsion（扫式冲裂）
Bargrowth（滩、坝生长）
A-5（xesbr,辫状河流作用）.mov-见动画
（1）河道沉积特征
为心滩，分为活动性心滩、河间冲积岛。
活动性心滩：
上游方向较陡，有深潭相伴，以侵蚀为主，下游一侧较缓，沉积明显。
河道沙坝是逐渐向下游迁移的。
沉积物上游以侧较粗，下游一侧较细。
底界为冲刷构造（冲槽、冲坑），底部为河床滞留沉积，主体发育心滩，心滩长轴多平行水流方向延伸。
与边滩比较，心滩沉积较粗（砂和含砾砂为主），粒度变化较大（自下而上由粗变细），成分较复杂，即成熟度较低。
发育不同类型的中、大型交错层理。
在低水位期、洪水期、河道废弃以后，可发生细粒悬浮物的加积作用，但不如曲流河发育。
缺乏天然堤和决口扇沉积。
河间冲积岛：
在河道中的位置较固定，岛链状，地势较高（常露出水面），大多有植被生长。
其表面常发育泛滥平原的细粒沉积，或沙坝遭受侵蚀以后遗留下的残余物所覆盖。
（2）心滩的形态分类
史密斯（Smith,1974）把心滩划分为4种类型：
纵向沙坝、横向沙坝、斜向沙坝、曲流沙坝。
①纵向沙坝：
与水流（河道）方向平行的长形沙体，是由平行于沙坝的单向水流形成的，常见于砾石质辫状河流的端部，其沉积物通常由粗粒的砂砾物质组成。
沙坝的上游端遭受侵蚀，下游边缘接受沉积。
主要由具板状交错层理的砾石和砂所组成。
②横向沙坝：
与水流方向垂直，位于河道变宽或深度部位，由水流发散和方向变化形成。
在砂质辫状河中更为常见。
上游一侧较宽，下游一侧为直的、朵状或弯曲的。
发育板状交错层理，其前积纹层往往是高角度的。
③斜向沙坝：
（上图中③处）
长轴延伸方向与主水流流向斜交。
在主河道弯曲、流量不对称时产生。
沙坝的横断面大致呈三角形，并具有由滑动面或浅滩组成的下游沉积边缘。
与纵向沙坝相似，当滑动面崩落或浅滩迁移时，可形成板状交错层理。
如果沉积物很粗，则产生不明显的水平层理和角度极低的板状交错层理。
④曲流沙坝：
辫状河中较少见，其典型特征与曲流河边滩沉积相似。
（3）辫状河沉积模式
自下而上由粗变细的正旋回层序，反映了能量逐渐减弱的沉积过程。
辫状河流与曲流河沉积特点的比较
曲流河“二元结构”
边滩大型板状交错层理
4．冲积环境沉积类型组成
冲积环境沉积是大陆环境中经常性水流冲积作用的产物。
通常有3种形式的组合：
①在上游，与暂时性水流作用形成的冲积扇相连接或位于冲积扇体系中，构成冲积扇组合；
②在中游，形成广阔的洪泛平原，构成洪泛平原组合；
③在下游，洪泛平原继续发展，可进入海（湖）岸平原及三角洲环境，构成海（湖）岸平原－三角洲组合。
5、网状河环境及其沉积相特征
①网状河流的概念
以斯密斯等人（1980）对加拿大西部几条现代网状河流的研究为代表。
指被植被岛（vegetated
is
lands）、天然堤、湿地（wet1ands）、洪泛平原、河道组成的河流体系。
具有细粒沉积物（粉沙和泥），稳定堤岸、低坡降、深而窄、顺直到弯曲的相互联系在一起的许多河道所形成的网状水系。
可看作是快速填积的低能河道和湿地的综合体。
与曲流河和辫状河有明显的区别。
②网状河流沉积相特点
包括6个沉积相：
河道相、天然堤相、决口扇相、泛滥湖泊相、岸后沼泽相和泥炭沼泽相。
前三个相主要与河道有关，后三个相为湿地环境。
可看成由曲流河组成的复合河流。
上部河漫滩发育大于下部边滩，或透镜状河道沙体被厚度很大的细粒沉积物和煤层（湿地组合）包围，“泥包砂”的面貌。
三、河流沉积与油气资源的关系
河流沙体是油气储集层。
河流沙体岩性变化大，内部储油物性的非均质性较为明显，河道、边滩、心滩的储油物性最好。
横向上透镜体中部储油物性较好，向两侧变差。
古河流沙体可形成岩性圈闭油藏、地层－岩性圈闭油藏以及构造－岩性圈闭油藏。
如美国怀俄明州下白垩统砂岩中的凯奥蒂溪油田、米勒溪油田，加拿大阿尔伯达省贝尔希尔油田都为河流相的岩性油藏和地层－岩性油藏。
我国鄂尔多斯盆地中生界的油田也属河流相成因；
渤海湾盆地上第三系馆陶组相继发现了河流相沙体储集层的大型油气田，如胜利油田的孤岛和孤东油田，是上第三系馆陶组河流相沙体作为储集层的大型高产油田。
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