海洋沉积学课件.pdf

1.学科定位海洋沉积学是海洋地质学的重要分支，是海洋学和沉积学之间的边 缘 学 科2.海洋沉积学的定义海洋沉积学是研究现代海底沉积物（及沉积岩）的组分、结构、分布规律、岩相、形成作用及形成机理的科学3.牛顿流体与非牛顿流体的区别1.流体的几个基本概念和基础知识（1）牛顿流体和非牛顿流体 内 摩 擦 定 律：笈 温 度 不 变 的 条 件 下，阻着流速梯度的变 化，动 力 粘 滞 余 数/运 动 枯 滞 京 教 始 终 保 持 一 带 教A 服 从 内 摩 擦 定 律 牛顿流体 率 引 流（含少量泥砂的流水：河流,波浪流 潮汐流、大 气 第）.不服从内摩擦定律一非 牛 顿 流 体 重力流（浊 添 泥 石 麻 风 豌 狂 风 流 等）.剪切应力4.牵引流与重力流的区别(2)牵引流和重力流的区别类别牵引流重力流流体性质牛顿流体非牛顿流体密度低高(1.08,海水比重)液固相分开不分搬运介质流水沉积物搬运动力推力、负荷力重力搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动搬运物质碎屑物质、溶解物质碎屑物质为主沉积作用流速、能量减小能量减小转化或稀释沉积环境地形变化较小山前或斜坡及其下游方向沉积构造各种类型层理粒序/递变层理5.弗劳德数飞)福劳德数(Fr)福 劳 德 数(Fr)一判断水流状态的参数Fr=惯性力/重力=(W l)/g=VV(lg)一标志惯性力与重力之间的关系、描述流体的运动强度明渠水流：河流、湖泊、海洋中的牵引流无压流Fr:缓流，水深流缓下部流动体制，低流态FE I:临界流，过渡状态Fri:急流，水浅流急上部流动体制，高流态床 沙(b e d)形 态(底 形)bedfonn流水在床沙表面流动时形成的几何形态，受流动强度(F r)控制,明渠水流随流动强度加大在床面依次出现下列床沙形态：无颗粒运动的平坦床沙沙 纹 一 沙 浪 一 沙 丘 一 _ 过渡型平坦底床逆行沙丘槽、坑。

6.雷诺数(4 )雷诺数判断层流和紊流的参数惯性力与粘度力的关系，描述流体的流动状态Re二惯性力/粘性力=Wc%/VdmVdr/mRe=1 土层流；Re=14 0临界流；Re40a)层流：缓慢流动，流体质点平行线状流动，彼此不相掺混b)紊流：充满旋涡的流动，流速大小和流动方式随时间变化，流体质点运动轨迹极不规则，彼此掺混层流 紊流-一7.机械沉积分异作用2、沉积分异作用(sedimentary differentiation)母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象，也叫地表沉积分异作用1)机械沉积分异作用碎屑物质在流水搬运和沉积的过程中，将按粒度、密度、形状、成分等差异发生有序沉积的现象2)化学沉积分异作用溶解物质由于化学活泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，将按一定的顺序依次从溶液中沉淀出来的现象8.化学沉积分异作用9 .瓦尔特相律“沃 尔 特(W a l t h e r)相律”沉积相变规律：“只有那些相邻发育的相才能重叠地产出”，即只有顺序发展着的相才能上下重叠；一定的相在水平飞行上必与有关的相相邻。

瓦尔特(Walther)相律”19世纪末，德国学者瓦尔特(Walther,1894)提出：“只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区，才能原生的重叠在一起“这就是著名的瓦尔特相律，也叫做相对比原理其大意是相邻沉积相在纵向上的依次变化与横向上的依次变化是一致的，即可以根据相邻的沉积相在纵向上或在横向上的变化预测其在横向上或纵向上的变化值得指出的是，相对比原理的应用前提是沉积环境是踏渐变的，地 层 为 连 频 积，沉积作用方式相同DOIlHil 中的充填“K I I瓦尔绮相律用解GBSbaw.19X)10.岩性相标志(1)沉积岩的颜色继承色：碎屑岩的颜色常取决于其中碎屑颗粒的颜色碎屑物质是母岩的机械风化产物，其颜色是继承了原生母岩的颜色，所以又称继承色例如长石砂岩常呈肉红色，这是由于其中的长石颗粒来自原生花岗岩中的肉红色长石的结果原生色：粘土岩和化学岩的颜色主要取决于在沉积物成岩阶段形成的矿物及其它杂质例如，作为煤层夹砰或顶底板的页岩或泥岩往往是黑色成深灰色，这是由于富含碳质的缘故有些石灰岩由于富含沥育质，所以常呈黑色、灰黑色2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型矿物成分标志研究主要是用显微镜和其它方法对岩石或矿物进行显微研究，提供环境分析、物源特征等标志，主要包括：陆源碎屑成分、自生矿物、特殊岩石类型等。

2、岩性标志包括：(1)沉积岩的颜色(2)沉积岩的陆源碎屑成分与岩石类型(3)沉积岩的结构(4)沉积岩层的沉积构造(5)岩性组合及相序(6)沉积体空间形态(3)沉积岩的结构包括粒度、分选度、形状、圆度、球度、石英表面结构、支撑类型、结构成熟度等4)沉积岩的构造1)机械成因构造一一流水成因、同生变形、暴露成因层理构造交错层理与古流向恢复层面构造波痕、雨痕底面构造沟模、槽模冲刷充填构造、侵蚀面构造2)生物成因构造遗迹化石、生物扰动等3)化学成因构造结核、盐岩假晶等4)复合成因构造泻水构造(5)沉积组合及相序(6)沉积体空间形态11.沉积结构（3）沉积结构：包括粒度、分选度、形状、圆度、球度、石英表面结构、支撑类型、结构成熟度等4）沉积构造：机械成因构造（层理构造、层面构造、底面构造、冲刷充填构造 侵蚀面构造）、生物成因构造、化学成因构造、复合成因构造1 2.沉积构造13.沉积体系1、基 本 板 念沉积体系（depositional system）是成因上密切相关的沉积相的组合（Davis,1983）因此，近岸环境中的三角洲、河口湾、潮坪、潟湖、海滩等都代表了不同的沉积体系近岸带（nearshore,或称海岸带）环境是指从特大高潮线至深度为浅水波半波长（水深约20m以内）的区域，包括三角洲、河口湾、海滩、障壁岛、潟湖、及潮坪等次一级单元。

1 4.近岸带近岸带（n e a r s h o r e,或称海岸带）环境是指从特大高潮线至深度为浅水波半波长（水深约2 0 m以内）的区域，包括三角洲、河口湾、海滩、障壁岛、潟湖、及潮坪等次一级单元在近岸带环境中海洋与非海洋过程相互作用o海洋过程受波浪、潮汐、海流、环流等因素所控制非海洋过程则主要受河流径流量、流速及固体载荷的性质、数量等因素所支配近 岸 带（狭义）：以海洋过程为主，不受大河直接影响的海滩、障壁岛（波浪作用为主）和潮坪、潟 湖（潮汐作用为主）进一步划分：后滨、前滨、临滨河口区：与大河口有关的河口湾和三角洲进一步划分：近口段、河口段、口外滨海1 5 .近岸带的分类表3-1海岸分类于2、级:二级:三级:近 岸 带的 分 类动 力气候岩 性形 态（Shm XichnC W.1991s”充 实 例）分类等一缰届“二 本岸三馒“四娘消分类原*动力或因气 候 成 因岩 性 成 因号 布一、水 动 力 左 岸1-M甘渔岸 海 0 海*海 恒一波上2.a 够 展 海 岸（海 惊一 电，向!双 城向 阵 北 步一0外3.电（W）专 呼 充“宽 平坪动4.三 京 利 岸彩 三 翕 洲*岛 爪 彩 三 命，尖 头 彩 三 鲁M海0 4*三 角 第M岸力5.三 角 港，“6.三角 湾 海 户 肌 彩 三 编N4彩 三角*三 龟 湾 海 岸奥海二、生 物 务 抵 纬 废 7.岸岸 0 海障6，微障环岸*8.虹丹 林 裤 岸O t x n u w*9三.*9.热 力惊障1 0.冰号。

给 力 恸m热 力，0-冰年1 1.嫉 湾海 岸iz.a a *口 岛，*内动力s.党 层 海*五、地 震 海 障大.火 山*岸1 3.赤 层岸M.坦 岸15.断 层鼻”地 量 海”分 络 岩 被 左 岸后 第 岩0（，*岸1 6.火山屏才障火 山 晔专，火山咬火山口,，1 6.三角洲类型三角洲（D e l t a）是指河流流入海洋或湖泊时一，在河口附近的陆上和浅水环境中形成的碎屑沉积体其平面形态为尖顶朝向陆地的三角形,或者呈朵状，故名曰三角洲I3、三角洲体系河控三角洲（1）三角洲的类型*三角洲的类型划分主要是根据其形态，而不同的形态主要是由于河流、波浪、潮 汐 作 用 触 的盖洛韦提出了三元分类方案其中有三种极端类型的三角洲：A河流作用为主的三角洲（河控三角洲）A波浪作用为主的三角洲（浪控三角洲）A潮汐作用为主的三角洲（潮控三角洲）浪控三角洲17.三角洲的相的类型（2）沉积相划分口三角洲平原：是三角洲的陆上沉积部分，其沉积相包括：分流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊三角洲前缘：是三角洲的水下沉积部分，呈环带状分布于三角洲向海洋一侧的边缘，即分流河道的前缘其沉积相包括：水下分流河道、水下天然堤、河口沙坝、远端坝、前缘席状砂。

前三角洲：位于三角洲前缘的前方、浪基面以下的区域前三角洲是三角洲体系中分布最广、沉积最厚的地区18.河控三角洲的沉积特征河控三角洲体系沉积特征小结:1.物 源:远 的、内陆的、大陆内部的;2.沉积物注入量大;海岸推进显著;3.建设相:发育良好的和广阔的建设性层序;4.破坏相:一般限于已建成的三角洲体的端部;5.共生体系:侧向上共生的体系一般是大型的;6.三角洲侧翼体系:作为独立体发育良好;7.前三角洲:厚,一般是三角洲体系中最厚的相;8.形态:朵状至伸长状,主轴垂直于区域沉积走向;9.砂/泥比:通常是低的,有泥底辟19.河口环流类型4、河口湾体系（1）河口环流（据Postm aJ煲4）盐水楔型（盐跃面）部分混合型强混合型盐水楔型弱潮河口,淡水在密度较大的咸水之上向海扩散;咸水呈楔状体位于下层,尖端朝向陆淡、咸水层之间存在盐跃面部分混合型在中等潮差的河口区,潮流产生的较强湍流使咸水、淡水分别向上、向下扩散,两者之间不存在明显的界面但整个河口区仍存在垂向和纵向的盐度梯度强混合型潮差和潮流流速都很大时,就完全破坏了水体的垂直盐度梯度,但纵向上的梯度仍然存在三种环流类型可以相互转化,如由于海岸侵蚀使河口湾横断面积加大（进潮量/径流量增大）,即可由盐水楔型转变为强混合型。

反 之,增加径流量,降低进潮量、河口湾宽度减小或深度加大,都可使强混合型转变为部分混合型或盐水楔型2 0 .盐跃面河口湾内从表层到底部也存在盐度梯度，在一定深度上出现明显的盐跃面以盐跃面为界，下层向陆流流速为5-l O c m/s；上层向海流流速取决于径流流速；两层之间的界面上的流速接近零2 1.絮凝作用粘土矿物胶粒常带负电荷，由于带相同电荷互相排斥而不下沉，保证了粘土水溶胶系的稳定性当进入阳离子（C a 2+、M g 2+、N a+）浓度极高的海水中，扩散层中的一部分反离子进入吸附层内，扩散层变薄,胶团的双电层被破坏，排斥力减弱，粘土质点就在范德华力的作用下相互靠近而发生絮凝悬浮粘土质点发生絮凝作用需要两个条件：（1）相互频繁的碰；（2）彼此能粘结在一起2 2.河口湾沉积判别标志此层序在剖面中常与陆相（海侵序列）或海相地层（海退序列）相接，并常和障壁层序共生单个旋回不厚，多由若干个旋回组合在一起，分布范围仅为数十或数百平方公里弱潮河口湾层序具有向上变细的趋势，粉砂、泥是最主要的沉积类型中、强潮河口湾层序此趋势不明显，且砂质沉积占有一定比例4）具有交错层理构造以及潮汐层理构造，以潮汐作用为主的河口湾常发育大型交错层理，交错层具有明显的双向性。

含有丰富的半咸水至正常海相生物，但门类有限23.强河口湾与弱河口湾区别低能河口湾又称静水河口湾弱湖差，以盐水模型河口环流为特征这种河口湾底部平坦，没有明显的潮流通道盐度的变化是决定沉积环境特征的最重要因素沉积物主要来自河流悬浮体的沉积作用，为纹层状粉砂和粘土，可夹薄层状或透镜状砂层颜色呈黑、灰、绿及褐色特征的沉积构造为由粗、细物质交互而成的水平纹层构造，或由于悬移载荷的季节性变化，或由于有机质种类、丰度的变化而造成亦可出现潮汐层理常见介壳和植物碎片，有时可富集成断续的层.或出现牡蛎礁潜穴、生物。