沉积分异作用
沉积分异作用与河口海洋沉积
沉积分异作用与河口海洋沉积李玉中【摘要】沉积分异作用在解释表层沉积现象时具有重要意义.在水流辐聚或辐散区域,表层沉积物将因辐聚和辐散运移而分别呈细化和粗化状态.河口区细颗粒沉积区的形成,是因为河口区存在底层余流辐聚的滞流区现象;东中国海涡旋区泥质沉积现象的形成,是因为涡旋区存在指向涡旋中心的底层辐聚流;浙闽沿岸泥质沉积现象是近岸的浙闽沿岸流和远岸的台湾暖流之间存在余流辐聚带;英吉利海峡宽度最窄处的沉积物粗化现象,是因该处沉积物在水流作用下呈分离运移趋势所引起.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2014(038)004【总页数】5页(P556-560)【关键词】沉积分异作用;表层沉积物;河口;海洋;潮流【作者】李玉中【作者单位】上海市海洋规划设计研究院,上海200233【正文语种】中文【中图分类】P731.2;P736.2机械沉积分异现象是指沉积物按颗粒大小、形状和密度等出现的有规律分布现象。
前苏联学者普斯托瓦洛夫(Пустовалов)于1937—1940年提出沉积分异作用理论(鲁欣，1955；列兹尼科夫，1959)。
普斯托瓦洛夫将沉积分异作用分为主要受物理原理支配的机械沉积分异作用和主要受化学原理支配的化学沉积分异作用。
对机械沉积分异作用来说，主要决定因素是沉积物的颗粒大小、形状、密度以及搬运介质的性质和速度。
如在沉积物的搬运方向上，按粒度依次出现砾岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩的现象或按密度依次出现金、黄铁矿、铬铁矿、石英和石墨的现象(鲁欣，1955；列兹尼科夫，1959；曾允孚等，1986)。
机械沉积分异作用常被用以判断沉积物的物源地，即距物源地越远，通常沉积物的粒度越细。
将沉积物粒度变化与搬运距离联系起来，较早可追溯到1875年Sternberg的研究成果。
20世纪30年代以后，将沉积物中卵石大小的区域变化进行制图以推断古水流方向已十分普遍(波特等，1984)。
普氏提出沉积分异作用以后，引起了很大的反响和热烈的争论(列兹尼科夫，1959；曾允孚等，1986)。
沉积岩石学重点内容
1、沉积岩(sedimentary rock)是组成岩石圈的三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)之一。
它是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成份，通过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的一类岩石。
2、沉积岩石学(sedimentary petrology)是研究沉积岩(物)的物质成份、结构构造、分类及其形成作用，和沉积环境和散布规律的一门科学。
3、风化作用（weathering）是地壳最表层的岩石在温度转变、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学转变的一种作用。
4、阻碍造岩矿物风化稳固性的因素：与它们的结晶温度有关；与其化学成份的化学活泼性（主若是在水中的溶解能力）有关；与其晶体构造特点及化学键强度有关。
5、母岩风化的时期性：破碎时期(碎屑时期)；饱和硅铝时期；酸性硅铝时期(粘土型风化作用)；铝铁土时期(红土型风化作用)。
6、母岩风化产物的类型：碎屑残留物质，母岩的岩石碎屑或矿物碎屑，是碎屑沉积岩的要紧原始物质；新生成的矿物，是在化学风化作用进程中新生成的一些矿物，是组成粘土岩及其他沉积岩的要紧原始物质；溶解物质，主若是指在化学风化进程中被溶解的那些成份，形成化学岩、生物化学岩或生物岩。
7、层流（laminar flow）一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的平行线状运动，彼此不相掺混。
紊流（turbulent flow）一种充满了漩涡的急湍流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规那么，其流速大小和流动方向随时刻而转变，彼此彼此掺混。
雷诺数(Re) = 惯性力/ 粘滞力= V2d2ρ/Vdμ = Vdρ/μ V—水的流速，d—颗粒直径，ρ—水的密度，μ—动力粘滞系数佛罗德数Fr = 惯性力/ 重力= V2 / Lg8、牵引流(Traction current)—符合牛顿流体定律的流体。
其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一路运动，如河流、风流和波浪流等。
地质学沉积岩部分复习资料
以粉砂、细砂、泥沉积为主。有小型交错层理及水平层理。有冲刷构造，含有一些植物化石碎片。
(三)、河漫亚相
位于天然堤亚相的外侧，在河谷后总地势偏高。主要是粉砂岩和粘土岩。具有波状层理和水平层理。
1、 河漫滩微相
以粉砂岩，泥质粉砂和粘土岩沉积为主。具有层理构造以水平层理为主。粉砂岩和泥质粉砂岩中含有炭屑，有时可见炭质页岩。化石很少，一般见植物碎片。
（一）盆地边缘 （相当于X带）
2、 河漫湖泊微相
沿河漫分布的呈串珠状的小型常年的蓄水洼地。以黏土沉积为主，其次是粉砂。水平层理发育，泥岩红中含有泥裂、干裂等。可出现淡水生物化石，干旱地区课形成盐湖。
3、 河漫沼泽微相
在河漫湖泊后期充填淤塞满பைடு நூலகம்后形成的。
以泥炭沉积为主具有水平层理，炭屑、植物化石丰富。
七、鲍马序列及其沉积特征（由下到上）
A段 （底部递变层段）
是经直接悬浮沉积作用由高密度的浊流堆积成的。下粗上细由砾、砂组成的韵律层。具有递变层理，底部具有冲刷界面。岩层呈块状。
B段 （下平行纹层段）
二、影响沉积机械分异作用的因素
主要因素有颗粒大小、颗粒形状、相对密度、以及搬运介质的性质和速度。（1）沉积物按照颗粒大小和相对密度发生分异，使相对密度大的体积小的物质与相对密度小的体积大的物质堆积在一起。（2）颗粒形状也影响着物质分异，片状矿物医悬浮而搬运得远，等轴粒状搬运至近处；作滚动搬运的颗粒，圆度球度高者易滚动而有利于被搬运。（3）颗粒的相对密度和形状与矿物成分密切相关，大小与矿物物理性质有关，因此机械沉积分异在一定程度上是依矿物的成分分异的。（悬浮状态是片状的物质易沉积，滚动状态粒状物质易沉积）。
9、交错层理形成与（介质运动多变的环境）
岩石学 沉积岩岩石学 模拟试题及参考答案
《沉积学》模拟试题A参考答案一、名词解释（每题2分，共20分）1.沉积岩沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是它在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
2.机械沉积分异作用碎屑物质在搬运、沉积过程中按粒度大小、密度、形状以及矿物成分等物理性质进行分异并依一定顺序分别集中的沉积现象。
3.杂基杂基是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，其粒级一般以泥为主，可包括一些细粉砂。
4.结构成熟度是指碎屑物质经风化、搬运和沉积作用的改造，使之接近终极结构特征的程度。
结构成熟度愈高，表示碎屑物质分选性愈好，杂基含量越少。
5.沉积后作用沉积后作用是从沉积物到沉积岩，以及在沉积岩形成以后再到它遭受风化作用或变质作用即到其被破坏或发生质的变化以前，发生的一系列的变化或作用，是沉积岩的形成和演化的重要阶段。
6..叠层石构造主要是由蓝绿藻的生长活动所形成的沉积构造类型。
由亮暗基本组成：暗层富有机质，亮层富碳酸盐矿物。
这两种基本层交互出现，即成叠层石构造。
形态有柱状、层状、锥状、波状等。
主要出现在潮坪环境。
8.河流的“二元结构”河流沉积的下段是由河床亚相的滞留沉积和边滩沉积组成，是由于河道迁移而引起的沉积物侧向加积的结果，构成了河流沉积的底层沉积。
上段由堤岸亚相和河漫亚相组成，属泛滥平原沉积，主要是大量细粒悬浮物质在洪泛期垂向加积的结果，构成了河流沉积剖面的顶层沉积。
底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的“二元结构”。
9.沉积相沉积环境和该环境中所形成的沉积物（岩）特征的总和（综合）。
10.重力流在海洋或湖泊中，在重力作用下，沿水下斜坡或峡谷流动的，含大量泥砂并成悬浮搬运的高密度底流，是一种非牛顿流体。
三、简答题（共30分）3.白云石有哪些成因机理？白云石的主要成因机理有原生沉淀作用（1分）、毛细管浓缩白云化作用（蒸发泵作用）（1分）、回流渗透白云化作用（1分）、混合白云化作用（1分）、淡水白云岩（1分）、调整白云化作用（0.5分）和生物作用（0.5分）等。
沉积学 盆地沉积学 部分名词解释和概念题
1．沉积岩：是在地壳表层条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分经搬运、沉积及沉积后作用形成的岩石。
２．母岩：指早于该沉积岩而存在的岩浆岩、变质岩、以及较老的沉积岩。
３．物源区：母岩的物质来源区。
４．沉积圈：也就是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈它们相互重叠的范围。
５．表生带：也是沉积圈，是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互重叠的范围。
该带具有富含H2O，O2，CO2以及低温低压生物活动强烈的特点。
６．风化作用：在温度、压力及水、氧、二氧化碳的作用下以及生物活动的影响下，使岩石发生机械破碎和化学转化的一种作用。
７．物理风化作用：岩石只发生机械破碎，而没有成分上的变化，这种风化作用称为物理风化作用。
８．化学风化作用：岩石中有矿物的分解和化学成分的改变的风化作用。
９．生物风化作用：由生物作用引起的而使岩石发生变化的风化作用。
10．元素的风化分异：元素从母岩中迁移出有一定的顺序，这种现象称为元素的风化分异。
11．碎屑物质：由物理风化作用形成的岩石碎屑和矿物碎屑。
12．不溶残积物：沉积作用过程中形成的粘土矿物及氧化物。
13．溶解物质：化学风化过程中形成的，呈熔解状态被搬运的物质。
14．牵引流：靠自身能量携带载荷向前运动的一种牛顿流体。
15．重力流：在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。
16．牛顿流体：指服从牛顿内摩擦定律的流体。
17．非牛顿流体：指不服从牛顿内摩擦定律的流体。
18．载荷：流体中被搬运的沉积物。
19．载荷量：单位时间内流经某一横断面的沉积物的总量。
20．溶解载荷：呈溶解状态被搬运的沉积物。
21．悬移载荷：呈悬移状态被搬运的沉积物。
22．推移载荷：也称床沙载荷，指直接覆于床底上的有两个被搬运颗粒直径那么厚的做层状运动的底部颗粒。
23．满载：流体中的载荷量已经达到其流体所能搬动的最大限度。
24．超载：流体中的载荷量已经超过其流体所能搬动的最大限度。
25．床沙形体：也称为底形，底面形态。
岩石学 名词解释 最全版
名词解释：1、沉积岩（sedimentary rocks）是组成岩石圈得三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。
它是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分、经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
2沉积岩石学（sedimentary petrology）是研究沉积岩的物质成分、结构、构造、分类及其形成作用，以及沉积环境和分布规律的一门地质科学。
沉积学：是研究沉积物的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的一系列复杂的成岩作用变化。
3风化作用：地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。
4风化壳/风化带：由残余物质自称的地表岩石的表层部分，或者说已风化了的地表岩石的表层部分。
6紊流：是一种充满了漩涡的急流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流苏大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。
7雷诺数（Re）：判别层流和紊流的准则。
表示惯性力与粘带力之间的关系的一个数值，为一无量纲数。
（当Re为1左右时，流动呈层流型，当Re大于40时，则出现“卡门涡街”，这时的流动叫做紊流或涡流。
）8弗劳德数（Fr）：在明渠水流中，按流动强度的不同可出现急流、缓流和临界流3种流态，这3种流态的判别标准是弗劳德数。
表示惯性力与重力之间关系的一个数值。
9牵引搬运/牵引作用：能使碎屑物质作底负载移动的各种作用的总称。
牵引流的搬运力表现在两个方面，一个是流体作用于碎屑颗粒上的推力（即牵引力），另一个是载荷力（或负荷力）。
10牵引流:符合牛顿流体定律，属静水流作用的流体，能沿沉积床底搬运沉积物，其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流、波浪流等。
11沉积物重力流:非牛顿流体，在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度重力流。
等深流：是由于地球旋转的结果而形成的温盐环流，这种底流平行于海底等深线作稳定低速流动，主要出现在陆隆区。
沉积岩试题汇总
21.沉积岩原始物质来源主要包括：、、和等。
22.母岩的风化作用分为、和三种类型。
23.真溶液物质的搬运和沉积主要受控制。
24.碎屑岩矿物碎屑按比重可分为和两类。和是主要的轻矿物；在重矿物研究中，通常用，即、和占透明矿物的百分含量表示，其值，成熟度。
25.碎屑岩胶结类型包括、、和四类。
25.试述鲍马序列及其各相带的主要特征。
26.试述内波和内潮汐的特点以及内潮汐沉积的鉴别标志。
27.试比较曲流河沉积、潮坪沉积、风暴岩、浊积岩的相同点和不同点。
28.什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？
29.列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式。
30.试综合说明控制沉积盆地岩相古地理条件的基本因素。
准同生白云岩：
砂岩：
粉砂岩：
粘土岩：
火山碎屑岩：
碳酸盐岩：
蒸发岩：
硅岩：
油页岩：
煤系地层：
沉积相（或相）：
相标志：
岩相：
沃尔索相律（或相序递变规律/相律）：
相序：
相模式：
洪积扇（冲积扇）：
河流的“二元结构”：
沉积体系：
边滩：
天然堤：
决口扇：
网状河：
浪基面：
三角洲：
扇三角洲：
辫状河三角洲：
障壁岛：
无障壁海岸带：
50.冲积扇可以出现、、、等沉积类型。
三、简答题
1.试以物质来源为出发点对沉积岩进行分类。
2.碎屑颗粒粒级分类中Φ值的表达式是什么？试按十进制分类方案给出细砾岩、粗砂岩、中
3.简述三级分类命名原则并对具体岩石命名。一碎屑岩，粒度在1～0.5mm的碎屑占58%，
2 第一章沉积岩形成过程
1.2 碎屑的搬运与沉积
（4）碎屑物质在流水搬运过程中的变化
①矿物成分 随搬运距离增加，不稳定组分（长石、铁镁矿物等）减少，稳
定组分（石英等）相对增加。
②粒度和分选 随着搬运距离的增加，碎屑颗粒逐渐变小，并且颗粒的大小趋 向于一致，即，分选程度增加。
③ 颗粒形状 随搬运距离增加，颗粒的磨圆程度越接近于球形的程度，一般
重力流(gravity flow)： 浊流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 颗粒流(grain flow)、 液化沉积物流(fluidized sediment flow） 冰川、风
1.2 沉积物的搬运与沉积
1.2.1 机械搬运与沉积作用 1.2.1.1 牵引流的搬运与沉积作用
1）粒径小于0.1mm的砂，随流速 增加出现的底形依次为：无运动—波 纹—上平底—逆向沙丘；
2）粒径0.2—0.6mm的砂，随流速 增加出现的底形依次为：无运动—波
纹—沙丘—上平底—逆向沙丘；
3）0.6—2mm的砂，随流速增加出 现的底形依次为：无运动—下平底—
波纹—沙丘—上平底—逆向沙丘；
4）0.5—0.6mm区间关系复杂，表 现为波纹区与下平底区指状交叉，出 现无运动—波纹—下平底—沙丘—上 平底—逆向沙丘。
第一章 沉积岩的形成过程
1.1 沉积物的来源 1.2 沉积物的搬运与沉积 1.3 沉积分异作用 1.4 成岩作用 1.5 沉积岩的分类
1.1 沉积物的来源
陆源
深源
沉积物
宇宙源
生物源
1.1 沉积物的来源
形成沉积岩的物质基础——沉积物的四种来源 陆源物质—母岩风化的产物 生物源物质—生物残骸和有机物质 深源物质—火山碎屑和深部卤水 宇宙源物质—陨石
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沉积分异作用
沉积分异作用(depositation and disperse rét)是沉积物质在一定的地质环境中，经过物理、化学和生物化学作用，并与其他物质相互作用而形成新的岩石类型的过程。
主要研究内容包括：成岩作用、沉积作用和碎屑岩生成作用等。
“初生成岩”的岩石可以认为是由于化学风化等外力的破坏而发生形变，结晶而成。
这个过程实际上就是后来所说的沉积分异作用。
但是当沉积物质来源于围岩时，即使不考虑围岩的影响，也有可能出现沉积分异作用。
此外，当原岩性质不均匀或是受到压实作用，也可能会产生沉积分异作用。
在海洋、湖泊等浅水环境中，随着水位的升降，一般会形成由含盐水流、淤泥沉积、生物遗骸和植物遗骸堆积而成的水下扇沉积体。
水下扇的特点是成层状，因而从水下扇中获得的天然砂矿很多，一般都是重砂矿。
我国黄河下游近代沉积的各种陆相地层，以及前苏联北部库兹涅茨克附近深海沉积中广泛发育的各种陆源碎屑沉积，其中许多就是水下扇沉积。
相对于水下扇，在较深的水域中，还可能形成浊流、深海底流等沉积体系。
其中浊流沉积是在高速流动的水中由底栖生物的遗体和残留物质形成的厚层块状和层状
的沉积体，由于悬浮物颗粒大小在0.001～100μm之间，一般称作砾屑灰岩。
浊流是由高度紊动的泥浆携带的细粒物质(胶体物质)组成，没有固结成岩的过程，只有沉积物中混入了其他物质才转化为碎屑岩。
通常情况下，“层”的概念被限制在水平方向。
如果在水平方向
上存在某些明显的陡坡，则必然发生沉积物沿陡坡的垂直运动，这种
沉积物就可能构成“层序层”。
在斜坡上形成的具有重复意义的相带是指在沉积层序中形成的由不同颜色、不同成分、不同结构和不同厚度的岩层组成的条带。
与其它岩层相比，地层的差别主要是由地层的厚度、颜色、成分、结构等特征构成的。
此外，岩层中的夹石也是划分地层的重要标志。
不论在什么情况下，某一相的分布范围都是有限的。
但在特殊的情况下，例如单向山脊和山岭以及由于横向拉张的沉积盆地等，却可能造成岩层发育的连续性。
当海洋板块挤压成山脊时，山脊岩层可能被推挤而成为一个完整的复背斜。
这时山脊岩层受两个面的推挤，倾向侧翼的岩层发生水平方向的运动。