沉積學與沉積相講義

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1、第一部分:分析原理PartOneAnalysisPrinciple第一節(jié):沉積作用(SedimentaryProcesses)物理作用(PhysicalProcesses),生物作用(BiologicalProcesses),化學作用(ChemicalProcesses)第二節(jié):沉積構(gòu)造(SedimentaryStructure),物理構(gòu)造(PhysicalStructure),生物構(gòu)造(BiologicalStructure),化學構(gòu)造(ChemicalStructure)第三節(jié):原理與概念(PrincipleandConcepts)第一節(jié)沉積作用Sectio

2、noneSedimentaryProcesses§1.1物理作用（PhysicalProcess）物理作用主要討論搬運介質(zhì)與固體顆粒間的關(guān)系。一、搬運介質(zhì)(TransportingMedia)按照搬運方式不同，把搬運介質(zhì)分為重力流和牽引流兩種類型。1、牽引流（Fluidflow）搬運介質(zhì)運動帶動固體顆粒運動，水和空氣是牽引流搬運的主要介質(zhì)。（1）運動方式（Fluidmovingfashions）：層流（Laminarflow）:流體分子呈直線運動。紊流（Turbulentflow）:流體分子運動軌跡不規(guī)則（2）流態(tài)（FlowRegime）弗勞德常數(shù)Frouden

3、umber(F):F=V╱v:流速（velocityofflow）；g:重力加速度（gravitationalacceleration）；d:水深（depthofwater）低流態(tài)（Lowerflowregime），F(xiàn)<1,:流體阻力較大，搬運能力弱，水面波動和沉積物表面的起伏不同相。過度流態(tài)（Transitionalflowregime）：F=1，流態(tài)不穩(wěn)定。高流態(tài)（Upperflowregime）：F>1，流體阻力較小，搬運能力大，水面波動和沉積物表面的起伏同相。（3）底形（Bedforms)底形是固體顆粒在松散沉積物表面運動所形成的，具有規(guī)則幾何形態(tài)。大部

4、分沉積構(gòu)造是由于底形的遷移而形成的。底形與流態(tài)之間有密切的關(guān)系，隨水流動態(tài)的變化，底形發(fā)生有規(guī)律的變化。低流態(tài)下，隨著水流動態(tài)變強（F值增加），底形出現(xiàn)的次序為：下平底（lowerplanebed，沒有顆粒移動)T小波痕（smallripples）T小波痕疊加的大波痕（megaripplessuperimposed）T大波痕（megaripples）隨著水流動態(tài)變強（F值增加），波痕的脊由直線變?yōu)椴詈蜕嘈?。過度流態(tài)下，底形不穩(wěn)定，波痕受到?jīng)_刷。高流態(tài)下，常見的底形為上平底（upperplanebed）和逆行沙丘(antidunes)。2、重力流（Gravity

5、Flow）通常稱為高密度流,在重力作用下，沉積物不穩(wěn)定而移動T帶動水介質(zhì)運動T水介質(zhì)與沉積物充分混合，進而形成富含沉積物的流體—重力流(denseflow)。按照沉積物的支撐機理，重力流可分為四種類型：濁流（Turbiditycurrent）：流體內(nèi)的沉積物由湍流的向上分力所支撐，并使沉積物持續(xù)地懸浮于流體中。液化流（Liquefiedflow）：沉積物顆粒間孔隙流體的向上流動而支撐沉積物。在富含液體（水）的松散沉積物中，當孔隙流體壓力超過靜水壓力時，顆粒保持懸浮狀態(tài)，就象流沙一樣，“液化了”。顆粒流（Grainflow）：由于沉積物顆粒之間的相互碰撞作用而支撐

6、顆粒呈懸浮狀態(tài)，在重力作用下流動。碎屑流（Debrisflow）:基質(zhì)支撐沉積物顆粒，使砂、礫級懸浮于其中而在重力作用下進行搬運。.二、沉積物顆粒（Sedimentgrains）當流體流動所產(chǎn)生的上舉力與牽引力超過沉積物顆粒的重力和吸附力時，顆粒開始移動。在細粒沉積物中，顆粒主要受吸附力的作用；在粗粒沉積物中，顆粒主要受重力的作用。細粒沉積物中顆粒的啟動速度比粗粒沉積物中顆粒的啟動速度大；但細粒顆粒的沉降速度比粗顆粒的沉降速度小?！?.2生物作用BiologicalProcesses生物作用范圍很廣，這里只討論其結(jié)果保存在沉積巖中的生物作用。由生物作用所引起的化

7、學作用，如沉淀等在這里不討論。大化石（生物骨骼）由于是傳統(tǒng)地層學的重要內(nèi)容，由于時間關(guān)系，僅作簡要介紹。1.潛穴與鉆孔（BurrowingandBoring）潛穴（Borrowing）：生物因生存或?qū)ふ沂澄锒谒缮⒊练e物內(nèi)（未固結(jié)的沙和泥內(nèi)）所形成的孔洞。鉆孔（Boring）：生物因生存或?qū)ふ沂澄锒趫杂矌r石內(nèi)（即固結(jié)的沙和泥內(nèi)）所形成的孔洞。2.生物擾動（Bioturbation）生物活動過程中，對原有的沉積物和沉積構(gòu)造進行改造，致使沉積紋層發(fā)生斷裂和位移。3.團?；≒elletization）生物將消化后的沉積物呈團粒狀產(chǎn)出。團粒大小為1mm~1cm。由于

8、團粒容易遭破壞，因此團粒