沉积环境的分类
按照自然地理景观，人们通常把沉积环境分为大陆环境、三角洲环境（过渡环境）和海洋环境三大类。
（1）大陆环境
沉积相包括冲积扇相；河流相——辫状河沉积、曲流河沉积、富泥的低弯度河沉积、交织河沉积；湖泊相——碎屑型湖泊沉积、化学型湖泊沉积；沙漠相；冰川相。
（2）三角洲环境
包括扇三角洲沉积；辫状河三角洲沉积；曲流河三角洲沉积。
（3）海洋环境
包括海岸相——海滩与障壁岛沉积、潟湖沉积、潮坪沉积；浅海陆棚相——陆源碎屑沉积、碳酸盐沉积；大陆边缘深海环境——大陆边缘（大陆坡、陆隆和海底扇、盆地平原）、活动大陆边缘（深海沟、前弧盆地、弧后盆地）；深大洋——大洋脊、深大洋盆地、无震火山构造。
过渡环境是兼受大陆和海洋两种营力作用的地带。而次一级的沉积环境划分则可因分类标准的不同而有某些差异。地质工作者是研究古环境的，为了便于研究，在次一级的沉积环境划分中，除了考虑地貌因素外，对于岩相、气候和大地构造条件也往往给予适当的强调。沉积环境的分类是一个比较复杂的问题，即使严格遵守沉积环境的地貌定义，在分类中也会出现重叠现象。例如，河流和湖泊在分类中本来和三角洲是同等级的地貌单元，但是在三角洲环境中，它们却又成为次一级的亚环境，这样就容易引起混乱。类似的现象在沉积环境的分类中还有不少，目前还没有找到一个妥善的解决办法。
相的分类存在更多的问题。由于人们对相的概念理解不同，至今还没有一个统一的、为人们所接受的分类方案，我国地质部门多采用环境相的概念。虽然具体的分类不尽一致，但其共同之处是都以相的生成环境命名，例如河流相（图1-8）可分为河道亚相、河漫滩亚相；湖泊相（图1-9）可分为滨湖亚相、浅湖亚相、深湖亚相；海岸相可分为海滩（图版Ⅱ-11）与障壁岛亚相、潟湖亚相、潮坪亚相等。亚相内再分为若干次一级的单位，以反映其内部的岩性差异。国外有关沉积体系的新著，对于相的分类也不一致，如Miall（1984）将相分为以下等级：沉积体系域-沉积体系-岩相组合-岩相。关于沉积体系以下的相，等级划分也不一致，有的在沉积体系下面分出相、亚相以至更小的单元（微相）等，有的则仅有岩相或岩相组合。
图1-8 现代河流沉积（渭河）
图1-9 现代湖泊沉积（青海湖）
1.沉积环境
沉积环境就是发生沉积作用的一个地貌单元，按塞利(R.C.Selley，1970)的定义，沉积环境是“在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地球表面”。故环境的划分标志有三个方面:
物理标志 主要指搬运和沉积介质的动力条件，如介质的性质(水、空气或冰川)、流体的流动性质(流水、波浪、潮汐或风)、流动速度、方向和稳定性、流体的密度、黏度和能量、水深等，以及气候、雨量、湿度等。
化学标志 主要指沉积环境介质的pH、Eh、盐度等条件。
生物标志 包括动物或植物的门类、种属和生态特征等各个方面，也包括生物的生命活动留下的各种痕迹。
2.沉积相和沉积相的分类
人们很早就认识到沉积物(岩)特征与沉积环境有着密切的关系，一定的沉积环境形成一定特征的岩石类型和古生物组合。故沉积环境或相的概念，就是为了反映沉积物和沉积环境的关系而提出来的。按鲁欣(1953)的定义:“相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的、有规律的综合，因此，相是沉积物形成条件的物质表现。”也即沉积相是特定沉积环境的物质表现，或者说“相就是沉积环境的古代产物”。
沉积学者研究的是现代沉积物或古代沉积岩，沉积岩是古代沉积环境的产物或遗迹，而古代沉积环境已不能直接观察到，只能根据其沉积物或沉积岩特征间接推断。由此可知，沉积环境和沉积相的定义虽有不同，但却有因果关系和相似之处，故沉积环境和沉积相的分类基本上是一致的。
沉积相的分类主要根据自然地理条件进行的，可分为大陆相、海相及海陆过渡相，它们属于一级相，或叫相组。再根据自然地理条件的局部变化划分出二级相，或叫相，如大陆相组中可分出河流相、湖泊相等。二级相之下又可分出三级相，或叫亚相，如在湖泊相的内部可分出滨湖亚相、浅水湖泊亚相、深水湖泊亚相等。还可根据微地貌或岩性、古生物特征细分出四级相(微相)和五级相(相素)，但一般只划分到相或亚相。本教材采用的分类如表6－1所示。
表6－1 沉积环境和沉积相、亚相、微相综合划分表
3.沉积相的鉴定标志
沉积相的鉴定标志或古代沉积环境的判别标志，可归纳为以下几方面。
(1)岩石学标志
岩石的颜色和化学成分(包括微量元素) 如陆相，过渡相岩层多为黄、红等浅色，海相深水者多为灰、黑灰等深色，不同相的岩石中所含微量元素和色素元素也不相同。
矿物成分和岩石类型 岩石类型在一定程度上可指示沉积环境，如原生的自生矿物可指示沉积环境，重矿物组合和某些轻矿物特征，以及成分成熟度等不仅可指示陆源区母岩性质，同时可反映沉积盆地的构造状况和古气候条件。
岩石结构 不同沉积环境下形成的岩石结构是有差异的，如颗粒类型、大小及含量、支撑性、杂基含量和粒度分布特征等均可反映沉积环境的水动力状况和流体性质。
岩石构造 原生的层理和层面构造是最重要的沉积相标志(参看第四章)。
剖面结构 剖面结构亦可称之为剖面层序，是综合分析岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列，是沉积相分析最重要和最有效的技术方法之一。不同的沉积相类型在剖面上的沉积层序是不一样的，如向上变细的剖面结构见于河流相、潮坪相、河口湾相、浊积岩相等;而向上变粗的剖面结构见于三角洲相、湖泊相、无障壁海岸海滩相等。
沉积岩产状 沉积岩产状(如砂体形状、生物礁和滩体的形态)、接触关系等也是沉积相的重要标志。
瓦尔特相律 瓦尔特(J.Walther，1894)指出:“只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间隔。”这一规律通称为相序递变规律或相序递变法则，即瓦尔特相律(图6－1)，是相序分析中应遵守的基本法则。该相律对在剖面上和平面上进行沉积相分析是很重要的准则，当然会有一些与突发性事件有关的例外现象。
图6－1 瓦尔特相律
(2)古生物和古生态标志
古生物的种类、生态和形态特征，不仅可确定海相和非海相沉积环境，而且还可指示水介质的深度、盐度、温度和浊度等，如叠层石形态的宏观特征与沉积环境和水动力条件关系(图6－2)，可直接用于沉积环境的判断。
(3)地球化学标志
应用岩石或生物介壳中的微量元素(如B、B/Ga、Sr/Ba、Br、103Br/Cl等)、同位素(O、C、S、H、Sr)及有机地球化学资料来判断沉积相。
应该指出，上述三方面的判别标志，应综合考虑，不能仅看某一点就作结论，因某些不同的相可出现一些相似的特征，相同的相在不同地区的表现会有所差异。沉积相的研究对了解各地质时代的地表古地理特征和地壳地质历史的演变有着重大的理论意义，而且对沉积矿产的普查勘探，对查明含油气和含水层的分布规律、对规划和设计工程建设等都具有重要的实际意义。
图6－2 海进和海退序列中叠层石形态与沉积环境和水动力条件的关系
通常，沉积环境分为大陆环境、海陆混合环境和海洋环境三大类。大陆环境包括陆地环境（冰川及沙漠环境）、河流环境、湖泊和沼泽环境、洞穴环境。海陆混合环境又称海陆过渡环境，包括滨海、三角洲、边缘潟湖和河口湾环境。海洋环境分浅海、半深海和深海环境。也有分为5个环境组的:冲积环境组（包括冲积扇、辫状河、曲流河、三角洲等环境）、岸带环境组（包括海滩、潮坪、堡岛、堡礁、潟湖、河口湾等环境）、海洋环境组（包括浅海环境和浊流盆地环境，后者又分为海底扇、扇谷、天然堤、远基拦水区等亚环境）、内陆盆地环境组（包括淡水湖、盐湖、干盐湖、盐坪、砂丘原野等环境）以及冰川环境组（包括大陆冰川环境和冰海环境）。 现代湖泊的面积约占大陆表面的1%。湖是陆地上凹地蓄水形成的水体,是隔离的、无潮汐的水盆地,也是一个小的生态区。小的湖可小于1平方公里,而有些大湖甚至被叫作海,如里海、咸海。然而,海是有潮汐作用的连续水体，以有较一致的含盐度(35‰)和具一定特征的窄盐度生物而区别于湖。湖的含盐度不固定，但大部分属淡水湖，有微咸湖和盐湖，因而有不同的生物种属。世界上有的滨海湖与海连通，但湖水的化学性质及其中的生物群也不同于海。有些湖泊只是分布在陆地平缓或低洼处的暂时水体，而大湖则常常是较古老的构造湖盆，是长久性水体。一般，湖泊沉积物常发育清楚的、薄的年纹理。这是由于季节变化为主导因素形成的。在 1厘米厚的湖泥沉积中常可有数条、乃至上百条薄纹理。湖沉积物因湖泊所处地理位置和大小等可以很不相同，在有些地形较复杂，基岩出露较多的地区，湖滨带可形成沙堤和窄的砂砾滩等，湖中心为泥质沉积，过渡的浅湖、半深湖多砂泥混合沉积。在温暖潮湿气候条件下，如地势平缓，碎屑物供给少，湖滨还可发育介壳滩和鲕滩，湖中心可发育灰泥沉积。有些湖泊近滨发育藻和软体动物，而湖中心沉积腐泥，这类沉积在以后的地质时代可形成油页岩。干旱区的盐湖沉积虽然也有多种多样的碎屑和生物沉积，但常主要为蒸发成因的化学沉积，有各种碳酸盐、硫酸盐、氯化物等沉积；但也常显有年理，具湖沉积的特点。
沼泽是陆地上饱含水的、常长满植物的过湿地区。它是一种特殊水体，常常发育在滨海，湖泊和潟湖边缘。有时湖泊或潟湖可完全转化为沼泽。沼泽也有咸水和淡水之分，滨海和潟湖边缘的沼泽为咸水沼泽，内陆的沼泽均为淡水沼泽。沼泽植物死后为带入的泥砂掩埋或为水体覆盖可形成泥炭沼泽。沼泽地的破裂还可形成大面积分布的黑色泥土的溢流沉积物。沼泽沉积物中富生物扰动构造，纹理不发育，一般多为不厚的块状层理。沼泽沉积物富有机质，呈暗色，并以常富植屑和植物根为特征。 是大陆至滨海区由雨水或融化的冰雪水、泉水等汇集成各种地表径流和部分片流或漫流携带推移质和悬浮质的沉积环境。其中河流及其流域盆地是分布最广的冲积环境。冲积环境按地势高低大体分为山区河流和山麓冲积扇带、曲流河和冲积平原带、滨海的三角洲带。冲积扇是发育在山麓区的半圆锥状或扇状富粗碎屑沉积体的地貌单元，属洪水沉积物，主要为辫状水道和漫流沉积的沉积物。在干旱、半干旱区冲积扇较典型，常发育泥石流。冲积扇一般形体较小，多锥形，扇面积2～100平方公里,每公里坡降可达100米。潮湿区冲积扇面积常较大,比干旱扇可大数百倍,甚至达10000～15000平方公里以上。但潮湿区冲积扇，以辫状河沉积占优势，因向河流沉积过渡而冲积扇沉积物不甚典型，泥石流常被稀释渐成冲积物，或泥石流沉积多砂质而不典型。一般较典型的冲积扇，近基扇部分常含巨砾，富砾石，有时还有由基岩破裂物形成的粗碎屑沉积体，富孔隙，有滤掉细物质的筛滤作用，富粗碎屑的冲积层常和富泥质基质的泥石流层成厚层互层。远基扇则主要为河成冲积砂层，粗碎屑粒径减小，含量降低，基本上没有泥石流沉积，但面积大，坡度变小，逐渐过渡为冲积平原。
河流为有狭窄和限定路线和常含有泥砂的地表水流。有较大汇水面积的河流常形成永久河或常流河，汇水面积小或干旱区的河流则多成间歇河。河流类型主要有曲流河或蛇曲河和辫状河，还有少见的交织河和顺直河。河道内弯侧常发育点砂坝又称内弯坝或边滩，河岸常发育天然堤，洪水期可形成决口扇和漫岸沉积。辫状河一般发育在河流中、上游较陡处，水流浅急，流量变化大，输砂量大。辫状河道不断分叉而又汇合，河床不断迁移，属游荡性河。辫状河道汊道间还夹有许多沙岛，又称心滩,组成辫状沙坝。顺直河为弯曲度近于1.0的单一河道河流。交织河为两个或多个弯度多变的河道组成的河系，伴有大而稳定有植被的岛或粘结性的滩。河流中、下游常发育冲积平原环境，主要由曲流河沉积及其泛滥沉积物所组成，其中还发育与河道连通的湖、废弃曲流河道形成的牛轭湖以及一些沼泽。河流下游流入湖、海处都可形成三角洲。河流进入三角洲环境时首先形成多条分流河道，发育成三角洲平原亚环境。分流河道也发育天然堤，也有决口扇和漫岸沉积，河道废弃期广泛发育沼泽和泥炭沼泽，是地质时期成煤的重要环境。在海或湖的岸坡带还发育由分流河口沙坝，侧翼席状砂，远沙坝等组成的三角洲前缘亚沉积环境。在三角洲坡脚处形成富泥质、有水平纹层，有时有滑塌块和滑塌褶曲的前三角洲亚沉积环境。但在较强的潮汐或波浪发育的海岸带，河成三角洲还不同程度地被改造成潮控或浪控具潮汐海岸或波浪海岸沉积特点的破坏型三角洲。如发育在海、湖沿岸的冲积扇，有高坡降和发育辫状水道时，则可发育成扇三角洲环境。扇三角洲平原亚环境常为多发洪水沉积环境，也发育辫状分流河道及漫流沉积，也有泥石流沉积，其废弃阶段如为潮湿气候可大面积发育沼泽和泥炭沼泽。水下斜坡部分则常形成富砂砾质的扇三角洲前缘亚沉积环境，以及在坡脚处形成富泥质的前三角洲亚沉积环境。 是由正常浪基面以下的岸坡带到-200米深的海域；可有陆棚、海湾、海峡等不同地貌区。有些人把浅海定义为低潮滨线至-200米深的海域，这就包括了潮下带或广义的滨外海域。实际上，各地的陆棚宽度和陆棚边缘的深度不一。现代海湾类型的浅海环境称陆表海，坡度平缓，深度一般在-30米以内,现代分布不广，地质时期可能有广泛分布。大陆边缘常有大量沉积物沉积的海域称陆缘海，属陆棚浅海区。
滨海和浅海沉积环境中，不但广泛沉积有陆源碎屑和粘土物质，还常发育有碳酸盐质、硅质、铁质、磷质等沉积物，其中碳酸盐沉积物分布很广。这一环境的沉积作用很多是有生物参加的，因而还有主要由生物生长形成的生物礁、叠层石等。此外，在干热蒸发条件下还形成超盐度的潮坪和潟湖的蒸发沉积物，如石膏，石盐，钾镁盐岩等。陆棚中广泛分布的砂砾质沉积物，可能和地质历史上冰期时海平面降低有关。陆棚海床上常有底流因风暴浪作用而形成的砂砾沉积。 海洋环境中的主要沉积环境是陆缘区,或称海面下的大陆,包括浅海陆棚和与陆棚相连、坡度变大（4°～7°，有时达13°以上）的大陆坡，大陆坡前面的陆隆等3个部分。它们都是大洋中的陆壳,陆隆是陆壳的最外部边缘。陆缘区沉积物占海洋沉积物总量73%，也多于陆地沉积物总量。而陆缘区面积只相当大陆的一半，占海洋面积15.3%。陆缘区沉积除滨海、浅海和三角洲等沉积外，在大陆坡坡脚处及陆隆区还分布有大量浊流和滑塌等沉积物，形成浊流盆地环境。大陆坡平均深度约为1200～1300米，大陆坡和陆隆一般属半深海环境。海洋中最广阔的部分是深度多大于2000米属深海的远洋环境，也可有浊流盆地，但一般不是重要的沉积环境，而常有大面积的近似平衡的环境。大量的滑塌沉积、水下泥石流沉积和浊流沉积集中在浊流盆地的海底扇环境中。内扇发育滑塌沉积和主水道的具递变层理的砂砾沉积；中扇形成分流水道，主要为块状的砂层和含砾砂层形成的叠置朵叶，中扇下部到外扇区水道渐消失，形成大面积低密度浊流沉积（见浊积岩）。有时补给来源中断,水道为泥质充填,形成泥质海底扇。也有全体成砂质的海底扇，但不再分叠置朵叶。大西洋近底部有一种来自北冰洋区沿等深线流动的等深线流，或称平流,常为含雾状细悬浮物质的低密度流性质的流体,不但可形成细粒平流沉积物，还常常改造陆隆区的各类浊流沉积使其具平流性质。深湖也可有浊流盆地环境，但不典型，规模小。
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