第12章 沉积作用的控制因素.pdf

长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 第十二章 沉积作用的控制因素第十二章 沉积作用的控制因素 （自学）（自学） 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 第第25章章第第9章章 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 第一节 地质历史中的沉积作用第一节 地质历史中的沉积作用 一、地质历史中的沉积作用 1. 沉积环境的演变 地质历史早期的沉积环境（大气圈和水圈） 与现在有很大的不同。早期的大气圈主要是由地 球内部排除的气体逐渐聚集而成的；早期的水圈 （海洋）比现代海洋的含盐度低、含碱度高。 在前寒武纪末，大气圈和海洋才接近现在的 情况。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 地质历史早期的沉积环境（大气圈和水圈） 与现在有很大的不同。早期的大气圈主要是由地 球内部排除的气体逐渐聚集而成的；早期的水圈 （海洋）比现代海洋的含盐度低、含碱度高。 在前寒武纪末，大气圈和海洋才接近现在的 情况。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 2. 沉积作用速率的演变 随着地质年龄的变 新，沉积作用速率在逐 渐增加。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 二、沉积记录特征与沉积旋回 1. 古生代古地理和气候 早古生代初期，全球存在五个彼此分隔的古 大陆冈瓦纳大陆、古北美大陆、古欧洲大陆、 古西伯利亚大陆、古中国大陆。这些古大陆不同 程度的遭受了海侵。北美、欧洲、西伯利亚等古 大陆处于低纬度地区，西伯利亚、中国华北和巴 基斯坦地区处于干旱带。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 晚古生代初，古北美大陆和古欧洲大陆联合 成古欧美大陆。泥盆纪后期开始，多次地壳运动 使各大陆相互靠近，联合为统一的“泛大陆”。晚 石炭世冈瓦纳大陆为高纬度寒带气候；石炭纪和 二叠纪北美、欧洲及中国为赤道低纬度热带、亚 热带气候；石炭纪、二叠纪时西伯利亚、冈瓦纳 大陆为中高纬度温带气候。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 2. 中新生代古地理和气候 中生代“泛大陆”解体、新海洋形成。大陆解 体始于晚三叠世，北美和非洲、欧洲分离，出现 原始的北大西洋，中生代的特提斯海西段也随着 大陆的分离而产生。三叠纪的特提斯海域为热带 亚热带气候，西伯利亚为北方温湿气候。侏罗纪 大陆进一步分裂漂移，气候比较潮湿。白垩纪大 西洋继续扩张，大陆分布接近现今轮廓，气候变 为干燥。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 新生代，特提斯洋封闭，大西洋继续扩张， 太平洋不断缩小，各大陆相对漂移，逐渐形成七 大洲四大洋的地理面貌。新生代大陆地区海水表 现出退却趋势。第三纪以炎热气候为主，第四纪 气候较寒冷。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 3. 沉积旋回特征 20世纪70年代，Vail等将沉积旋回的形成与 海平面变化联系起来。 全球海平面相对变化曲线（据Vail等，1977） 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 本节要点本节要点 地质历史时期中的沉积环境特征地质历史时期中的沉积环境特征 地质历史时期中的沉积速率的变化特征地质历史时期中的沉积速率的变化特征 地质历史时期中的沉积旋回特征地质历史时期中的沉积旋回特征 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 第二节 沉积作用控制因素分析第二节 沉积作用控制因素分析 一、沉积作用控制因素的类型 沉积作用的控制因素有构造运动和沉 降、海平面升降变化、沉积物的供给、气 候、米兰科维奇旋回和轨道作用力、内在沉 积过程、物理过程、生物活动、水化学性 质、火山活动等。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 二、构造运动和沉降对沉积的控制 构造运动和沉降决定了剥蚀区和沉积区 的分布，且沉积区类型的划分、不同沉积区 的沉积作用及沉积岩的特征、沉积物和沉积 岩的演化也与大地构造作用密切相关。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 三、全球海平面变化对沉积的控制 全球海平面变化导致沉积作用发生变化，包 括滨岸沉积物堆积方式的变化（进积式、加积 式、退积式）、河流性质的变化（游荡性河道、 限制性河道）、深水沉积的变化、沉积物类型 （陆源碎屑岩、碳酸盐岩）的变化。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 沉积物的堆积方式 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 海（湖）平面升降 对河流性质的影响 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 海平面升降作用对沉积物类型的影响 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 另外，短期海平面变化时间短、范围小，但可造 成较高沉积速率的沉积作用；长期海平面变化可以在 区域范围内对造山作用、沉积作用及沉积物压实、火 山活动等产生重要影响。 全球海平面相对变化曲线（据Vail等，1977） 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 四、沉积物的供给对沉积的控制 沉积物来源沉积物主要来自盆地之外的陆源碎 屑，也可来源于盆地内部的生物化学沉积物。 外源岩指其物质成分来自沉积环境以外。 内源岩指其物质成分来自沉积环境以内。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 供源地点浊积扇的沉积物来自陆棚或三角洲， 陆棚的沉积物来自海岸，三角洲的沉积物来自河 流，河流的沉积物直接受控于物源供给。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 供源形式单一点状物源、多点状物源、线状物 源。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 沉积体范围、坡度与沉积物粒度的关系粗粒的 冲积扇、三角洲、浊积扇范围小、坡度大，中粒 或富砂的沉积体范围和坡度均中等，大多数泥质 沉积体范围大、坡度小。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 沉积物供给与海平面升降、构造沉降相互作 用，造就沉积物类型和沉积序列的变化 陆源沉积物供给丰富，则盆地内主要充填硅 质碎屑沉积物；反之则主要形成碳酸盐岩、蒸发 岩等。 盆地沉降和海平面上升速度超过陆源碎屑物 质补给量时，形成海侵沉积序列；当盆地沉降和 海平面上升速度小于陆源碎屑物质补给量时，则 形成海退沉积序列。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 五、气候对沉积的控制 气候对沉积的控制作用主要体现在温度和降 雨量（年平均温度和年平均降雨量、温度和降雨 量的变化幅度和频率），局部地区风也是主要的 控制因素。 气候变化的周期性对沉 积作用的控制表现在冰水沉 积中形成的纹泥、含盐地层 中盐类沉积与非盐类沉积的 互层。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 气候是控制碎屑岩母岩风化、剥蚀、搬运和 沉积作用的主要因素，如干旱气候有利于风的搬 运和沉积，寒冷气候有利于冰川的沉积作用，潮 湿多雨的气候有利于流水的搬运和沉积。 气候对化学、生物化学和生物沉积作用的影 响甚为明显，如碳酸盐岩、蒸发岩、煤、红土等 的形成对气候条件有特殊的要求。 长江大学地球科学学院 School of Geoscience, Yangtze University 本节要点本节要点 构造运动、海平面变化、沉积物供给和气候 对沉积作用的影响与控制 构造运动、海平面变化、沉积物供给和气候 对沉积作用的影响与控制