沉积模式作用

沉积模式的作用是帮助人们去发现各种环境之间的内在联系，描绘人们预期可以在这些环境中发现的地质过程及所形成的产物。1984年，Roger G. Walke:以浊流模式为例，指出相模式可以起到四个方面的作用:

①在对比中起到标准的作用;②在观察中起到提纲与指导的作用;

③在新区起到预测作用;

④在水动力解释中起到基础作用。因此，建立和掌握不同环境下的沉积模式，不仅有助于对各种古代沉积物进行成因解释，而且在油气和其他沉积矿产的勘探与开发中具有预测矿产分布规律的指导作用。

在沉积学中还常用沉积模式(Depositional Model)这一术语。通常人们所说的模式是指帮助人们认识复杂自然现象和过程所理想的简化形式。沉积模式则有它特定的含义，1963年，F. J. Pettijohn与P. E. Potte:对沉积模式所下的定义是:“沉积模式实质上是描述和再现沉积作用的面貌。”1978年，Roger G. Walker认为沉积模式乃是对沉积特征的一种全面概括，更确切地说沉积模式“是对沉积环境的综合地质特征、发展演化及其空间组合形式进行的全面概括。”

这种概括通常应包括两个方面的内容:一是其沉积特征的总结;二是对其形成机理的概括。因此，沉积模式是对沉积环境下形成的沉积产物的综合解释，具有解释性的成因意义。

是对沉积环境的发展特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括，以图形或文字方式表现的一种理想的、概括的沉积相格局，并能有助于了解复杂的自然现象及其作用过程。包括沉积体的空间形态、岩性组合、沉积结构、生物特征、动力状况、构造背景等要素。

沉积模式冲积扇

冲积扇，是山麓—洪积相的组成部分之一。冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大锥形沉积体，椎体顶端指向山口，锥底向着平原，其延伸长度可达数百米至百余公里。冲积扇可以单个出现，但大多数情况下也可由多个冲积扇沿着山系的前缘在横向上彼此联结，形成冲积扇复合体系，其延伸可达数百公里。

根据气候条件的不同，可以将冲积扇划分为湿润型和干旱型两种类型。湿润性冲积扇单个扇体大，表面积可为干旱型冲积扇的数百倍山体中河流作用较明显，发育河流作用产生的沉积结构和构造。干旱型冲积扇呈面积较小的锥形体，山根处沉积厚度大，向扇缘处沉积厚度快速减薄。

冲积扇上的沉积物按成因可分为水携沉积物和泥石流沉积物两种类型。前者可进一步按沉积的位置和沉积物特征划分为河道沉积、漫流沉积和筛状沉积。

按照现代冲积扇地貌特征和沉积特征，可将冲积扇相进一步划分为扇根、扇中和扇缘三个亚相或称为近端扇、中扇和远端扇。

干旱型冲积扇的沉积特征:

扇根: 沉积宽度小、坡度陡。主要沉积物为泥石流沉积和河道冲天沉积。岩石类型为成分复杂、分选差、无组构的混杂砾岩、具叠瓦状构造的砾岩和砂砾岩。

扇中:发育河道沉积和漫流沉积。主要成分为复杂、分选差的砂岩、砾质砂岩和砾岩，砂岩和砾质砂岩可具有不明显的平行层理和交错层理。

扇缘: 位于冲积扇周边，缺少明显河流冲刷作用，沉积范围扩大、沉积物变细，主要沉积物为砂岩、粉砂岩和泥岩，分选相对较好，具有平行层理和交错层理。

湿润型冲积扇的沉积特征:

扇根: 由若干单元厚层格架砾岩组成。沉积单元呈长条状，与水流方向平行，两侧为具交错层理的砂岩。砾石主要为巨砾粒级，碎屑呈叠瓦状且磨圆良好。

扇中: 底部发育冲刷面，沉积物含砾不多，上部或过渡带为粗砾的斜长方形沙坝；下部为纵向沙坝。在坝的侧方或下游一侧，砂楔具板状交错层理，河道砂质砾石中具槽状交错层理。

扇缘: 砾石仅分散在具槽状、板状交错层理的一些薄层砂岩和透镜体砂岩中。远端扇中辫状河道发育。沙坝类型包括纵向、舌型、和横向形式。常见构造为板状交错层理和波纹层理。

沉积模式曲流河

曲流河又称蛇曲河，为单河道，河道较稳定，宽深比低.河水侧向侵蚀作用使河床向凹岸迁移，侧向加积作用在凸岸形成点沙坝。由于河道的不断弯曲，常发生河道截弯取直作用，形成牛轭湖和泛滥平原沉积。

根据环境和沉积物特征可将曲流河相划分为河床、堤岸、河漫、牛轭湖4个亚相。

河床是河谷中经常流水的部分，岩石类型以砂岩为主，其次是砾岩，碎屑粒度是河流相中最取得。可发育多种类型沉积构造，缺少动物化石，可见破碎的植物枝干等残体。

河床又可分为两个微相：河床滞留沉积和边滩沉积。

河床滞留沉积以砾石等粗碎屑物质为主，砂粉极少。一般呈透镜状分布于河床最底部，向上过度为边滩沉积。

边滩沉积的砂体为透镜状，中，细砂岩，向上变细。

堤岸亚相发育在河床沉寂的侧方，平行河流方向延伸。其岩石类型简单，粒度较细，发育小型交错层理。

堤岸亚相可分为两个微相即天然堤和决口扇。

天然堤沉积微相：岩性细（粉，砂，泥岩）呈薄互层状，多为水平层理和爬升交错层理，常位于边滩底部。

决口山沉积微相：其岩性细（细沙，粉砂）呈扇状，厚度小（<5mm）具有小型交错层理，水平层理。

河漫亚相：类型简单，主要为粉砂岩和粘土岩，沉积物粒度最细，层理类型简单主要为波状层理和水平层理。河漫亚相可以分为3个沉积微相分别是河漫滩，河漫湖泊，河漫沼泽。

河漫滩是河床外侧河谷底部较平坦的部分。沉积特征以粉砂岩为主，少量粘土岩沉积。粒度较细，以波状层理和斜波状层理为主，也有水平层理。

河漫湖泊以粘土岩沉积为主，可见粉砂岩出现，是河流相中最细的沉积类型。课件薄的水平层理。

河漫沼泽是在潮湿气候条件下，河漫滩上低洼积水地带植物生长繁殖并逐渐淤积而成。

牛轭湖亚相是由截弯取直一部分河道废弃蓄水而形成。沉积特征为暗色泥岩，泥质粉砂岩，透镜状直接覆盖于喝道砂岩之上。

沉积模式河控三角洲

河控三角洲是在河流输入泥沙量大，波浪、潮汐作用微弱，河流的建设作用远远超过波浪、潮汐破坏作用下形成的。按照三角洲的形态进一步可分为鸟足型三角洲和朵状三角洲。

根据沉积环境和沉积特征可将三角洲相分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3个亚相。

1、三角洲平原亚相

三角洲平原亚相范围包括河流大量分岔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海滨区的延伸。岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩。沙质沉积与泥炭、褐煤共生是该亚相的重要特征。层理构造复杂，视环境不同而异。见雨痕、干裂、足迹等层面构造。

三角洲平原亚相可进一步划分为分支河道、陆上天然堤、决口扇、沼泽、湖泊等沉积微相。

2、 三角洲前缘亚相

三角洲前缘亚相位于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，是三角洲沉积作用最为活跃的地带和三角洲砂体的主体。

三角洲前缘亚相可进一步划分出水下分支河道、水下天然堤、支流间湾、分支河口砂坝、远砂坝、三角洲前缘席状砂等6个沉积微相。

3、前三角洲亚相

前三角洲亚相位于三角洲前缘的前方，是河控三角洲沉积最厚的地区。主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成，可含少量细砂。常发育水平层理及块状层理，常见广盐性的生物化石。可作为良好的生油层。

沉积模式潮坪相

潮坪又称为潮滩，潮坪的陆源沉积物供应少，地处平缓，相带较宽。潮坪是有被潮道和潮沟锁切割的平原组成的。可分为朝上带，潮间带，朝下带。构成潮坪的主要是潮间带，也称潮间坪。潮坪环境中能量较高。潮坪沉积也分为浑水和清水两种沉积类型。前者以陆源沉积为主，后者以碳酸盐沉积为主。

沉积特征：浑水潮坪以粘土岩，粉砂岩，细砂岩为主，极少见砾岩。潮流作用强，能量高，沉积物以砂为主，形成水下沙坝，沙滩。

沉积构造：层理类型多样，多见水平纹层或水平波状纹层，混合坪上多具有脉状，波状透镜状层理。沙坪上常出现有多次涨潮造成的预装或人字形状交错层理，这是潮坪沉积交错层理的重要标志之一;在潮下带的潮汐通道内可见中-大型流水交错层理，羽状交错层理。

粒度特征：粒度偏细，分选好，环境能量低，水介质的流动与停滞状况周期性交替。

沉积模式滨岸相

滨岸相位于浪基面及最高潮线之间。根据海洋环境特征可分为障壁型和无障壁型。无障壁型按照海岸水动力状况和沉积物类型分为砂质或砾质高能海岸及粉砂淤泥质低能海岸。沉积物以粉砂为主，过渡带的外侧为滨外陆棚环境。物理化学环境是暴露的强氧化环境，波浪淘洗，剥蚀，改造作用强。

沉积特征：：砂岩、粉砂岩夹砾岩、泥岩，紫红、暗紫色、成熟度高，具强烈暴露标志，泥裂、雨痕、气泡。底栖生物难于生长，常有浅湖来的介壳形成滩、脊。

按照地貌特点、水动力状况、沉积物特征，可将滨岸相划分为海岸沙丘、后滨、前滨、临滨4个亚相。

1、海岸沙丘亚相

海岸沙丘亚相位于潮上带的向陆一侧，即特大风暴时潮水所到达的最高水位，它包括海岸沙丘、海滩脊、沙岗等沉积单元。

海岸沙丘中沉积物呈细—中粒，成熟度高，圆度和分选好，重矿物富集。具大型槽状交错层理。

海滩脊可呈平行海岸的单脊或成组出现，常由较粗的砂、砾石和介壳碎片组成，底部具冲刷面和平行层理，上部具交错层理。

2、后滨亚相

后滨亚相沉积物为具平行层理的砂，粒度较沙丘带粗，圆度及分选较好。平行层理砂岩可被小型交错层理中断。当后滨中有较浅的洼地并被充填时，可形成低角度的交错层理。

3、前滨亚相

前滨亚相位于平均高潮线与平均低潮线之间的潮间带，地形平坦，起伏较少。沉积物以中砂为主，分选较好。层系平直，冲洗层理发育。

4、临滨亚相

临滨亚相位于平均低潮线至浪基面之间的潮下带。临滨亚相常发育沿岸沙坝，波能越弱，沿岸沙坝越少。临滨上部发育有大量沙质沉积物，并发育较大规模的交错层理，越向岸越多，越向海的深水部位交错层理越渐少，而生物搅动构造增多，且出现水平纹层。

5、垂向层序

随着海进、海退的发生，可形成进积型和退积型的海岸垂向沉积层序。砂质高能海岸的垂向沉积层序特点：自下而上呈由细变粗的反旋回。

沉积模式重力流

沉积物重力流是指泥，砂，砾混杂的，重力驱动的，悬浮搬运的高密度底端。

沉积物重力流是阵发性，短暂性快速沉积，含大量悬浮物质的高密度流体，颗粒依赖于杂基支撑，成整体块状运动并对斜坡河峡谷产生侵蚀作用。形成沉积物重力流一般需要具备诸如构造背景，物源供给，沉积水深和地形坡度。即较大的水深，足够的坡度角和足够的密度差，充沛的物源，一定的触发机制。

沉积物重力流的类型：按沉积物支撑机理把重力流划分为四个类型，即：

泥石流（或碎屑流），颗粒流液化，沉积物流，浊流；

泥石流：粘土杂基支撑的块体流，可发育于山麓，也可分布在深水地区，多呈厚层块状，单期厚几-几十米，粒径范围变化大、杂基多、磨圆差，砾石直立或悬浮于杂基中；

颗粒流：含水砂级颗粒碰撞支撑的块体流，维持颗粒流流动需要较大的斜坡角（18 °），多见于沙丘、沙垅背流面，具有块状层理、底模，反向递变层理（动力筛）；

液化流：超孔隙压力支撑砂级颗粒的流体流粒间流，颗粒呈悬浮状态，具块状构造、流体逃逸构造、底模构造、沙火山和包卷层理，无牵引流沉积构造；

浊流 ：水泥砂近于均匀混合，由湍流支撑的水体底部浑浊流；由5个层段组成——鲍玛序列。

岩石类型：（1）经典浊积岩（鲍玛层序）（2）块状砂岩（3）叠复冲刷粗砂岩（4）卵石质砂岩（5）颗粒支撑砾岩（6）杂基支撑的岩层（7）滑塌岩。

鲍玛序列的结构特征：

1、 递变层理段（ A段）：底部含砾石，底面有槽铸型、沟铸型构造，冲刷侵蚀接触。

2、 平行层理段（B段）：

3、 交错层理段（C段）：、

4、 水平层理段（D段）：

5、块状泥岩段（E段）：块状泥岩，为浊流之后的悬浮沉积。可含深水有孔虫化石和遗迹化石。

重力流的结构特征：搬运方式：浊流——悬浮搬运或递变悬浮搬运；沉积方式：悬浮沉降；粒度：分布范围很广；分选：很差-较差。

构造特征：以递变层理或叠覆递变层理为主要鉴定标志。

重力流的沉积相模式：典型浊积岩相模式－鲍玛层序；非典型浊积岩相模式－海底扇相模式。

亚相类型：1、内扇（上部扇）亚相2、中（部）扇亚相3、外扇（下部扇）亚相

内扇亚相：位于大陆斜坡根部的狭谷出口处。发育滑塌层和紊乱层的泥石流、碎屑流沉积物。在水道堤或阶地外缘，由于漫溢作用可形成不同序次的典型浊积岩。内扇沉积物分布严格受地形、水道的限制。由于水道的迁移和加积作用可使砂砾质浊积岩分布的宽度和厚度更大。

中扇亚相：常呈叠覆舌状体，突出的地貌特征是辫状分支水道发育。

辫状沟道：卵石质砂岩（或含砾砂岩）和块状砂岩为主，有时见颗粒流和液化流沉积。辫状沟道间：以不同序次典型浊积岩分布的特征。辫状水道：迁移和加积作用，卵石质砂岩和块状砂岩连续，优质厚层油气储集层。

外扇亚相：地形平坦，基本无水道，沉积物分布宽阔而层薄，典型沉积是C-E序列和B一E序列的末梢相典型浊积岩和深水泥页岩。

沉积模式陆表海沉积相模式

碳酸盐沉积物主要发育与海洋环境，少见于非海洋环境。

碳酸盐岩沉积作用总体有如下特点：

1、温暖的气候，清洁并具有较高盐度的浅水动荡水体。

2、机械作用

3、碳酸盐岩沉积物在正向地貌区最发育。

4、现代碳酸盐岩沉积作用主要发生在两种类型台地，即与大陆毗连的镶边台地和孤立于大海中的浅水台地。

5、碳酸盐沉积沉积作用一方面速率较快，另一方面易受诸多因素抑制因而沉积作用具有间歇性。

6、半深海-深海环境的海底也发育着各种碳酸盐软泥和各种重力流沉积。

7、在古湖泊碳酸盐岩中，白云岩较发育。

8、白云岩的成因问题主要是白云石的形成机理问题。

沉积模式礁相

礁主要有礁核和礁翼组成，有时还有礁间。按形态礁可分为点礁，宝塔礁，马蹄形礁，环礁，丘礁，层状礁，岸礁，堡礁，边缘礁。

礁相主要分为礁骨架相，礁顶相，礁坪相，礁后砂相，泻湖相，礁斜坡相，近侧塌积岩相，远侧塌积岩相。

礁的典型特征：各类岩石和动物群落在礁块中有规律地分布，造成生物礁体岩相上的明显分带性，为礁相带的划分和模式的建立奠定了基本轮廓。

礁复合体或礁组合，是生物礁不同相的总称包括：礁骨架、礁顶、礁坪、礁后、泻湖、斜坡和塌积沉积。 2100433B

20世纪60年代，Allen（1963）提出的曲流河的沉积模式，至今仍被看作是曲流河的经典沉积模式，其特点可如下：

①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，上部偶见泥质灰岩薄层。

②沉积构造向上变小，交错层理类型由大型变到小型，向上逐渐出现波状和爬升波状层理，中间夹有水平层理，并可发育泥裂、雨痕等。

③常见植物印痕和植物根，可能有泥炭和煤，也见少量淡水软体动物，如腹足类和双壳类等。以上沉积模式反映曲流河宏观标志组合。在微观上，这些岩层特别是砂岩，在粒度分布、它生和自生矿物成分及其组合特点等方面都比较明显。 2100433B

沉积物在潮汐的作用下可以形成各种沉积底形。流态和底形序列的概念基本上可以应用于潮流沉积。但是，潮汐是周期性的双向水流运动，因此其沉积构造也往往具有韵律性和双向性的特点。这是鉴定潮汐沉积的充分标志。

潮流沙丘(dune)是潮汐作用带主要的底形类型。在主潮流的速度足以推动沙丘运动的情况下，形成交错层理。其中常有几乎等间距的不连续面，标志着反向的次潮流的存在。如果次潮流也足够强，就会侵蚀沙丘，形成微向潮流方向倾斜的再活动面，并推动沉积物向相反方向运动，形成反向的交错层理。潮流转向的拐点，流速为零。在潮流速度大幅度减缓的时期，在背流面形成泥皮，多为以粪粒形式出现的泥质(Dalrymple,1992)。由于被次潮流所搬运的沉积物为量少，故次潮流形成的泥皮与主潮流形成的泥皮十分接近，构成双黏土层。波浪作用较强或发生旋转潮流的地方，没有零速期，也就没有泥皮。在一个主潮期内形成的砂质细层系，上下界面由再活动面或泥皮限定，称为潮积束。

由周期性大潮引起的潮流速度的变化，势必导致沉积层厚度的旋回性变化，形成所谓的潮汐韵律。潮汐韵律层的砂层是由沙波或沙丘侧向迁移形成的潮积束，而泥层则是悬浮体垂向加积形成的泥皮。由砂层到泥皮通常为渐变过渡，没有截然的界限，而由泥层到砂层的转变通常为突变接触。

鱼骨形交错层理是一种比较典型的潮流沉积构造。呈板状双向交错，状似鱼骨。鱼骨形交错层理是判别潮流沉积的充分条件，但不是必要条件。在潮流有主次之分的情况下，一般都形成单向层理或以单向为主、逆向为辅的潮汐层理，鱼骨形层理并不多见。

在潮流较弱的情况下，底形规模较小，以波纹为主。潮流速度较高时形成的砂质波纹与潮汐转向期形成的泥皮在纵向上更迭，即形成压扁层理或透镜状层理。如果次潮流也较强，则在砂岩透镜体内可以见到反向的交错层理。砂泥比、砂泥层的厚薄和沉积物的粒度大小都取决于潮流的强弱。

潮汐层理在绝大多数情况下是鉴定潮汐沉积的充分必要条件。这种情况在其他的沉积物中并不多见。

障壁海岸沉积体系多为海岸伸展的砂体，起着防止海水直接内侵的障壁作用。由波浪建造起来的砂质沉积。障壁岛沉积体系沉积亚相组成：临滨、海滩、风成沙丘、冲越扇沉积等亦称障壁复合体。障壁岛沉积体系对能源资源形成的影响：障壁岛沼泽化形成的煤层，其长轴平行于沉积走向，即平行障壁岛砂体延伸方向，煤层分布较广泛，但由于成煤前的古地形及周期或成煤后期潮道的影响，厚度变化较大，煤层硫分含量较高。障壁岛后成煤模式，障壁岛间成煤模式。