第五章判別標(biāo)志其它2

應(yīng)用沉積學(xué)主講：杜振川研究生課程應(yīng)用沉積學(xué)—上篇沉積學(xué)基本原理

第五章沉積相（環(huán)境）的判別標(biāo)志第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志巖石結(jié)構(gòu)主要指碎屑巖的結(jié)構(gòu)對(duì)沉積環(huán)境的意義。碎屑巖的結(jié)構(gòu)包括碎屑顆粒的特征（粒度、形狀及顆粒表面結(jié)構(gòu)）、填隙物（包括雜基和膠結(jié)物）特征以及碎屑顆粒與填隙物之間的關(guān)系（即支撐和膠結(jié)類(lèi)型）。

應(yīng)用沉積學(xué)—上篇沉積學(xué)基本原理

第五章沉積相（環(huán)境）的判別標(biāo)志第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志1、碎屑顆粒特征

碎屑顆粒特征：圓度球度粒度分選性顆粒的表面結(jié)構(gòu)1、碎屑顆粒特征

圓度是指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度

經(jīng)長(zhǎng)距離搬運(yùn)或長(zhǎng)時(shí)間的磨蝕比短距離搬運(yùn)或短時(shí)間的磨蝕的磨圓度好。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志1、碎屑顆粒特征

球度是指顆粒近于球體的程度。球度與顆粒本身的性質(zhì)有關(guān)，如石英顆粒無(wú)解理，故搬運(yùn)愈遠(yuǎn)，球度愈大，而片狀的云母，雖經(jīng)遠(yuǎn)距離搬運(yùn)，其球度仍較低。球狀大的顆粒易滾動(dòng)搬運(yùn)，球狀小的片狀顆粒易懸浮搬運(yùn)。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志2、填隙物特征

填隙物包括雜基和膠結(jié)物

雜基是碎屑巖中與粗碎屑一起沉積下來(lái)的細(xì)粒填隙組分，粒度一般小于0.03mm，它們是機(jī)械沉積產(chǎn)物，而不是化學(xué)沉淀組分。雜基的含量和性質(zhì)可以反映搬運(yùn)介質(zhì)的流動(dòng)特性及碎屑組分的分選性，因而也是碎屑巖結(jié)構(gòu)成熟度的重要標(biāo)志。同時(shí)，雜基的含量也是重要的水動(dòng)力強(qiáng)度標(biāo)志，在高能中，雜基含量少，砂巖純凈；相反，在低能中，雜基含量高，表明分選能力差。第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志2、填隙物特征

填隙物包括雜基和膠結(jié)物

膠結(jié)物是化學(xué)成因物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)與化學(xué)巖的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，是由晶粒大小、晶體生長(zhǎng)方式及重結(jié)晶程度決定的。膠結(jié)物是顆粒沉積物沉積之后形成的，其成分與結(jié)構(gòu)特征主要反映沉積時(shí)的粒間溶液的成分和成巖期的物理、化學(xué)條件。3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類(lèi)型

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系膠結(jié)類(lèi)型

①基底膠結(jié)，填隙物含量較多，碎屑顆粒在其中互不接觸呈漂浮狀，填隙物主要為雜基，代表高密度流快速堆積的特征；②孔隙膠結(jié)，碎屑顆粒構(gòu)成支架狀，顆粒之間多呈點(diǎn)狀接觸，膠結(jié)物含量少，只充填在碎屑顆粒之間的孔隙中；③接觸膠結(jié)，顆粒之間呈點(diǎn)狀接觸或線(xiàn)接觸，膠結(jié)物含量很少，分布于碎屑顆粒相互接觸的地方；④鑲嵌結(jié)構(gòu)，在成巖的壓固作用下，特別是當(dāng)壓溶作用明顯時(shí)，砂質(zhì)沉積物中的碎屑顆粒會(huì)更緊密地接觸，顆粒之間由點(diǎn)接觸發(fā)展為線(xiàn)接觸、凹凸接觸。

3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類(lèi)型

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類(lèi)型

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系基底膠結(jié)

孔隙膠結(jié)接觸膠結(jié)

鑲嵌結(jié)構(gòu)

3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類(lèi)型

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)2）支撐結(jié)構(gòu)

①雜基支撐結(jié)構(gòu)：雜基含量高，顆粒在雜基中呈漂浮狀；基底膠結(jié)即時(shí)雜基支撐結(jié)構(gòu)。②顆粒支撐結(jié)構(gòu)：顆粒之間有接觸點(diǎn)，包括點(diǎn)接觸、線(xiàn)接觸、凹凸接觸、縫合狀接觸；孔隙膠結(jié)、接觸膠結(jié)為顆粒支撐結(jié)構(gòu)。3、膠結(jié)類(lèi)型和支撐結(jié)構(gòu)2）支撐結(jié)構(gòu)

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第五章沉積相（環(huán)境）的判別標(biāo)志第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

沉積物的顆粒大小稱(chēng)為粒度。研究碎屑沉積物和碎屑巖的粒度大小和各種粒級(jí)的分布特征的方法稱(chēng)為粒度分析。粒度大小及分布特征，可反映沉積介質(zhì)的流體力學(xué)性質(zhì)和能量，即可直接用來(lái)反映沉積時(shí)的水動(dòng)力條件。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

研究粒度可提供

①明確搬運(yùn)介質(zhì)性質(zhì)，如風(fēng)、水、冰川、泥石流、濁流等；②判斷搬運(yùn)介質(zhì)的能量條件，如流速、強(qiáng)度、起動(dòng)能力等；③明確搬運(yùn)方式，如滾動(dòng)、跳躍、懸??；④明確沉積作用的形式，如牽引流、濁流等。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

1、粒度分析的主要方法

1）直接測(cè)量法一般用于礫巖或礫石，其方法是用度量工具直接測(cè)量礫石的直徑或視直徑大??；一般測(cè)量一定面積內(nèi)的全部礫石（粒徑大于2mm的顆粒）不少于100個(gè)，用于河流、濱海、冰川、洪積等礫巖的分析。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

1、粒度分析的主要方法

2）篩析法用于未固結(jié)或膠結(jié)較差的含砂巖到粉砂巖，它是用一套篩孔直徑不同的篩子將砂樣過(guò)篩，以分成不同的粒級(jí)組分，一般篩孔直徑按1/4Φ間隔選擇，稱(chēng)出每層篩內(nèi)砂的重量，并求出其百分含量。

第二節(jié)巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

1、粒度分析的主要方法

3）薄片粒度法一般用于較致密的巖石，其方法是在顯微鏡下，用測(cè)微尺直接測(cè)量巖石薄片中顆粒的最大視直徑，并將測(cè)量值換算成Φ值，按1/4間隔分組，計(jì)算各組內(nèi)顆粒百分?jǐn)?shù)。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

2、顆粒粒級(jí)的劃分

一般采用伍登－溫特沃思標(biāo)準(zhǔn)，它是以毫米（mm）為單位的一個(gè)分類(lèi)方案，后來(lái)克魯賓（1934）提出了一種對(duì)數(shù)換算，稱(chēng)其為Φ值（Φ＝-log2D，其中D為顆粒直徑）。

粒級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)比較表

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

直方圖和粒度曲線(xiàn)都是沉積環(huán)境分析的參考標(biāo)志。常用的粒度曲線(xiàn)包括直方圖、頻率曲線(xiàn)、累積曲線(xiàn)、概率累積曲線(xiàn)。

三種常見(jiàn)的粒度曲線(xiàn)

1－頻率曲線(xiàn)；2－累積曲線(xiàn)；3－概率累積曲線(xiàn)

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

①直方圖和頻率曲線(xiàn)直方圖是最常用的粒度組分圖件，它由一系列相鄰的長(zhǎng)方塊構(gòu)成。各長(zhǎng)方形的底邊等長(zhǎng)，其長(zhǎng)度代表粒度區(qū)間；長(zhǎng)方形的高代表每種粒度的頻數(shù)，即表示各粒度區(qū)間的重量百分比。橫坐標(biāo)代表顆粒直徑值，縱坐標(biāo)是算數(shù)百分坐標(biāo)。

由直方圖所作頻率曲線(xiàn)

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

①直方圖和頻率曲線(xiàn)a直方圖；b頻率曲線(xiàn)；c累積曲線(xiàn)

將直方圖上各方塊的頂邊中點(diǎn)連接起來(lái)，繪制成一條圓滑曲線(xiàn)，這就是頻率曲線(xiàn)圖

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

累積曲線(xiàn):

是以累積百分含量為縱坐標(biāo)，以粒徑為橫坐標(biāo)，從粗粒一端開(kāi)始，在圖上標(biāo)出每一粒級(jí)的累計(jì)百分含量。將各點(diǎn)以圓滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，即成累積曲線(xiàn)。累積曲線(xiàn)一般呈S型，從圖上可看出其粒級(jí)分選的好壞，在計(jì)算粒度參數(shù)時(shí)也可由圖上讀出某些累計(jì)百分比對(duì)應(yīng)的粒徑值。累積曲線(xiàn)的形態(tài)，可用來(lái)區(qū)分不同的沉積環(huán)境。如濱海沉積和風(fēng)成沉積的碎屑物質(zhì)分選好，粒度范圍窄，因而累積曲線(xiàn)很陡；洪流及冰川沉積分選差，粒度分布范圍寬，累積曲線(xiàn)表現(xiàn)得平緩。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

累積曲線(xiàn)不同成因碎屑沉積的累積曲線(xiàn)

A一海濱礫石；B一海濱砂；C一冰川沉積物；D一頁(yè)巖；E一黃土3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

概率累積曲線(xiàn)：它是在正態(tài)概率紙上繪制的，橫坐標(biāo)代表粒徑；縱坐標(biāo)為累積百分?jǐn)?shù)，并以概率標(biāo)度，概率坐標(biāo)不是等間距的，而是以50％處為對(duì)稱(chēng)中心，上下兩端相應(yīng)地逐漸加大，這樣可以將粗、細(xì)尾部放大，并清楚地表現(xiàn)出來(lái)。概率曲線(xiàn)中碎屑沉積物的粒度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)正態(tài)分布，而是由幾個(gè)呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布的次總體組成，一般包含有三個(gè)次總體，在概率圖上表現(xiàn)為三個(gè)直線(xiàn)段，代表了三種不同的基本搬運(yùn)方式，即稱(chēng)為懸浮總體、跳躍總體和滾動(dòng)總體（牽引總體）；概率圖上除三個(gè)次總體之外的其他參數(shù)有：截點(diǎn)、混合度、次總體百分含量、分選性。3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

概率累積曲線(xiàn)：3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)1）直方圖和粒度曲線(xiàn)

概率累積曲線(xiàn)：截點(diǎn)：指兩個(gè)次總體直線(xiàn)的交點(diǎn)，以橫坐標(biāo)表示，細(xì)截點(diǎn)（S截點(diǎn)）是懸浮總體和跳躍總體的交點(diǎn)，表示能懸浮的最粗顆粒；粗截點(diǎn)（T截點(diǎn)）是跳動(dòng)總體和滾動(dòng)總體的交點(diǎn)，表示能跳躍的最粗顆粒。

混合度：指兩個(gè)次總體直線(xiàn)段相交時(shí)，在截點(diǎn)處有些點(diǎn)不在直線(xiàn)上，而是零散過(guò)渡的，也稱(chēng)為過(guò)渡帶，反映沉積分異情況。分選性：以各次總體直線(xiàn)段的斜率，即直線(xiàn)段傾斜角度表示。

概率累積曲線(xiàn)：不同類(lèi)型沉積環(huán)境砂質(zhì)沉積物粒度概率分布特征

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

常用的粒度參數(shù)有平均粒度（Mz）、標(biāo)準(zhǔn)偏差（σi）、偏度（Ski）、峰態(tài)（KG）過(guò)去多用特拉斯克（TrasK）公式計(jì)算，當(dāng)前應(yīng)用更廣的是用?？撕臀挚?FolkandWard）公式來(lái)計(jì)算相關(guān)粒度參數(shù)

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

平均粒度（Mz）：表示一個(gè)樣品的平均粒度大小，反映搬運(yùn)介質(zhì)平均動(dòng)能，計(jì)算公式為：Mz二（φ16＋φ50＋φ84）/3標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ1）：表示分選程度，即反映顆粒的分散和集中狀態(tài)，計(jì)算公式為：

將分選程度分為七級(jí)：①<0.35分選極好；②=分選好；③=0.50~0.70分選較好；④=0.70～1分選中等；⑤＝１～２分選較差；⑥＝２～４分選很差；⑦>４分選極差。3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

偏度（Sk）：用來(lái)表示頻率曲線(xiàn)對(duì)稱(chēng)性的參數(shù)按其對(duì)稱(chēng)形態(tài)可分為

①單峰對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)，以峰為對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)，曲線(xiàn)為正態(tài)分布；②不對(duì)稱(chēng)正偏態(tài)曲線(xiàn)，曲線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，主峰偏粗一側(cè)，即沉積物以粗組分為主；③不對(duì)稱(chēng)負(fù)偏態(tài)曲線(xiàn)，曲線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)，主峰偏細(xì)一側(cè)，即沉積物以細(xì)組分為主。

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

偏度（Sk）：用來(lái)表示頻率曲線(xiàn)對(duì)稱(chēng)性的參數(shù)正態(tài)頻率曲線(xiàn)及正偏態(tài)和負(fù)偏態(tài)曲線(xiàn)示意圖

3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

峰態(tài)或尖度（KG）：用來(lái)在與正態(tài)頻率曲線(xiàn)相對(duì)比時(shí)，說(shuō)明曲線(xiàn)的尖銳或鈍圓程度。峰態(tài)或尖度的計(jì)算公式為：3、粒度參數(shù)和粒度曲線(xiàn)2）粒度參數(shù)

峰態(tài)或尖度（KG）：用來(lái)在與正態(tài)頻率曲線(xiàn)相對(duì)比時(shí)，說(shuō)明曲線(xiàn)的尖銳或鈍圓程度。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

沉積巖的粒度是受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式及沉積環(huán)境等因素控制的，反過(guò)來(lái)這些成因特點(diǎn)，必然會(huì)在沉積巖的粒度性質(zhì)中得到反映，這正是應(yīng)用粒度資料確定沉積環(huán)境的依據(jù)。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

在利用粒度資料研究沉積環(huán)境時(shí)應(yīng)注意：

1)正確合理取樣，取樣時(shí)要考慮沉積成因單元；2)采用同一體系計(jì)算公式計(jì)算粒度參數(shù)并作圖；3)研究碎屑巖成巖作用歷史，了解碎屑顆粒是否比原始顆粒發(fā)生了粒徑增大或縮小的作用；4)采用標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)作累積概率圖，以便進(jìn)行對(duì)比研究；5)結(jié)合沉積構(gòu)造、沉積背景、沉積序列特征研究，考察粒度參數(shù)及圖形在垂向上的變化規(guī)律；6)注意采用多種粒度參數(shù)綜合研究分析沉積水動(dòng)力條件。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

l）粒度判別函數(shù)及成因圖解

薩胡（Sahu,1964)在碎屑沉積物研究中應(yīng)用了判別分析。他從世界各地采集大量碎屑沉積物樣品，其中有礫石、砂以及粉砂，采樣的環(huán)境類(lèi)型有：河道、泛濫平原、三角洲、海灘、風(fēng)坪、風(fēng)成沙丘、淺海以及濁流。在對(duì)這些樣品進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，求得了各類(lèi)沉積環(huán)境間的判別函數(shù)。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

l）粒度判別函數(shù)及成因圖解

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境沉積物存在著滾動(dòng)、跳躍和懸浮三種搬運(yùn)方式。前人研究表明，沉積物的三種搬運(yùn)方式可以在粒度概率曲線(xiàn)上產(chǎn)生響應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)理想的粒度概率曲線(xiàn)包含三個(gè)次總體，它們分別代表著樣品中的懸浮搬運(yùn)組分、跳躍搬運(yùn)組分和滾動(dòng)搬運(yùn)組分

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境

1)懸浮搬運(yùn)組分：最細(xì)的顆粒在水流中呈懸浮搬運(yùn)，其顆粒大小一般小于0.1mm。大多數(shù)沉積物中都包含一些從懸浮狀態(tài)沉積下來(lái)的細(xì)粒組分，它們?cè)诹６雀怕蕡D中形成一個(gè)獨(dú)立的懸浮搬運(yùn)次總體（即細(xì)粒尾部），居于圖的右上方。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境

2)跳躍搬運(yùn)組分：呈跳躍搬運(yùn)的顆粒，其大小一般0.lmm以上，最大可達(dá)lmm跳躍搬運(yùn)的方式在動(dòng)蕩的水中或流水中容易對(duì)顆粒進(jìn)行分選，因此跳躍次總體是沉積樣品中分選最好的組分，它往往作為主要部分構(gòu)成沉積物的格架。在幾種常見(jiàn)的河成、海成沉積中都是以跳躍次總體為主，懸浮次總體只作為次要組分填充于跳躍組分的顆粒間。在一般環(huán)境中，跳躍次總體在粒度概率圖上表現(xiàn)為一個(gè)直線(xiàn)段居于圖的中央，因常占最大的百分含量，所以線(xiàn)段最長(zhǎng)。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境

3)滾動(dòng)（或稱(chēng)牽引、推移）搬運(yùn)組分：這是最粗粒的組分，它只能沿底面滑動(dòng)、滾動(dòng)、拖曳前進(jìn)。在粒度概率圖上滾動(dòng)次總體居于左下方，是與上述兩個(gè)次總體在中值和分選上均不相同的粗粒次總體。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境直線(xiàn)段的斜率代表著分選性，線(xiàn)段越陡說(shuō)明分選程度越好。每一個(gè)直線(xiàn)段有一定的粒度區(qū)間和一定的斜率，表明了沉積物中每一個(gè)粒度次總體都具有一定的平均粒徑和標(biāo)準(zhǔn)偏差。有的樣品在兩個(gè)粒度次總體間有混合帶，在圖上表現(xiàn)為兩線(xiàn)段圓滑接觸。

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境①海灘和淺海海灘砂：由三個(gè)或四個(gè)粒度次總體構(gòu)成。在概率圖上，跳躍總體被分為兩個(gè)直線(xiàn)段，兩者斜率稍有差別但均較陡，說(shuō)明分選性很好。跳躍組分具有這一特點(diǎn)，是由于其中包括了沖流和回流兩種沉積作用。懸浮組分和滾動(dòng)組分含量都很少，相應(yīng)地在圖上線(xiàn)段很短，有些甚至缺少滾動(dòng)組分

二、粒度分布特征及其環(huán)境意義

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境①海灘和淺海海灘砂的粒度概率圖4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境①海灘和淺海海灘沙丘砂：在沙丘砂中跳躍組分的含量比海灘砂更高（一般占98%)，分選更好，在圖上表現(xiàn)為一個(gè)很陡的直線(xiàn)段。滾動(dòng)組分含量很少，這是因?yàn)轱L(fēng)的攜帶能力有限，很粗的砂粒不能搬至沙丘。懸浮組分的含量也少，形成細(xì)的尾部。海灘沙丘砂的粒度概率圖

①海灘和淺海波浪帶淺海砂：樣品發(fā)育有三個(gè)粒度總體，仍以跳躍總體為主要成分，分選很好。懸浮組分含量不多，其數(shù)量多少可能與物源性質(zhì)有關(guān)。由于缺乏強(qiáng)水流，滾動(dòng)組分常表現(xiàn)很差的分選性4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境②三角洲：三角洲是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)渡環(huán)境，它位于河流入海處，是由海與陸交替作用而形成的沉積復(fù)合體。從概率圖上看，其形式也是介于河流沉積與淺海沉積之間。但是由于物源性質(zhì)的不同、砂質(zhì)沉積的具體位置的不同以及水流強(qiáng)度上的差別等，使得三角洲砂的概率圖復(fù)雜多祥。在三角洲中包括了各種亞環(huán)境，不同亞環(huán)境的粒度分布特點(diǎn)也不一樣。

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境②三角洲：4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境③河道：河流沉積物粒度概率圖的主要特點(diǎn)是懸浮總體比較育，其含量可達(dá)30%懸浮總體與跳躍總體之間的交截點(diǎn)在（2.75--3.50)區(qū)間內(nèi)，跳躍總體的傾斜多在600-650范圍內(nèi)，一般不存在滾動(dòng)組分。

4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境現(xiàn)代河道：4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境④古濁流沉積：濁流沉積的粒度概率圖特點(diǎn)很突出，懸浮總體含量大，但是分選很差；懸浮總體與跳躍總體的交截點(diǎn)可在1以下；屬跳躍搬運(yùn)的粗組分，分選較好。4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用

2）用概率累積曲線(xiàn)區(qū)分沉積環(huán)境古濁流沉積：5、Ｃ一M圖解

C一M圖是帕塞加（Passega,1957）提出的綜合性成因圖解。他認(rèn)為C值和M值這兩個(gè)粒度參數(shù)，最能反映介質(zhì)搬運(yùn)和沉積作用的能力，故運(yùn)用這兩個(gè)參數(shù)分別作為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上的縱、橫坐標(biāo)，構(gòu)成Ｃ一M圖。C值為累積曲線(xiàn)上含量為1％的粒徑值；M值為累積曲線(xiàn)上含量為50％的粒徑值。C值與樣品中最粗顆粒的粒徑相當(dāng)，代表了水動(dòng)力攪動(dòng)開(kāi)始搬運(yùn)的最大能量；M值是中值，代表了水動(dòng)力的平均能量。對(duì)于每一個(gè)樣品都可以用其C值和M值，在以C值為縱坐標(biāo)、以M值為橫坐標(biāo)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上投得一個(gè)點(diǎn)。5、Ｃ一M圖解

5、Ｃ一M圖解

1）牽引流沉積的C-M圖：牽引流沉積的典型圖形可劃分為：

NO、OP、PQ、QR、RS各段和T區(qū)，不同區(qū)段代表不同沉積作用的產(chǎn)物。

①NO段代表滾動(dòng)搬運(yùn)的粗粒物質(zhì)，C值一般大于lmm（800um）

，常構(gòu)成河流的砂壩礫石堆積物。②OP段以滾動(dòng)搬運(yùn)為主，滾動(dòng)組分與懸浮組分相混合。C值一般大于800um，但由于滾動(dòng)組分中有懸浮物質(zhì)的參加，從而使M值有明顯的變化。③PQ段以懸浮搬運(yùn)為主，含有少量滾動(dòng)組分，Ｃ值變化而M值不變。

5、Ｃ一M圖解

1）牽引流沉積的C-M圖：④QR段代表遞變懸浮段，遞變懸浮搬運(yùn)是指在流體中懸浮物質(zhì)由下到上粒度逐漸變細(xì)，密度逐漸變低，C值與M值成比例變化，從而使這段圖形與C=M基線(xiàn)平行。⑤RS段為均勻懸浮段，Ｃ值變化不大，而M值變化大，是粒徑和密度不隨深度變化的完全懸浮，均勻懸浮的物質(zhì)主要為粉砂和泥質(zhì)的混合物。

⑥T區(qū)為遠(yuǎn)洋懸浮物，M＜10μm。

5、Ｃ一M圖解

2）濁流沉積的C-M圖

濁流沉積的C-M圖是很好的平行于C=M基線(xiàn)的圖形

5、Ｃ一M圖解

2）濁流沉積的C-M圖

濁流沉積的C-M圖是很好的平行于C=M基線(xiàn)的圖形

濁流為高密度流，沉積作用進(jìn)行很快，顆粒沉積后隨即被埋藏，因而組分中缺乏滾動(dòng)顆粒。其結(jié)果是，在C-M圖上濁流沉積物的C值與M值密切相關(guān)變化，形成與C=M基線(xiàn)平行的圖形。這一特點(diǎn)與牽引的遞變懸浮沉積（QR段）相似。但C值與M值的變化幅度均較大，這一點(diǎn)卻是濁流沉積C-M圖的獨(dú)有特征。應(yīng)用沉積學(xué)—上篇沉積學(xué)基本原理

第五章沉積相（環(huán)境）的判別標(biāo)志第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志沉積巖中各種組分（巖礦成分，地球化學(xué)成分等）常與其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細(xì)研究沉積巖的各種成分，可獲得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志沉積巖中各種組分（巖礦成分，地球化學(xué)成分等）常與其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細(xì)研究沉積巖的各種成分，可獲得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

1、陸源碎屑成分根據(jù)碎屑成分和礦物標(biāo)型特征，可以研究沉積物來(lái)源方向及物源區(qū)巖類(lèi)型。陸源碎屑成分主要包括巖屑及各種輕重礦物。它們是巖層物理風(fēng)化和化學(xué)分解作用的殘余物，同時(shí)也是分析物源區(qū)巖石類(lèi)型的直接依據(jù)。陸源碎屑成分研究的任務(wù)就是通過(guò)鑒定分析沉積物中的巖屑及各種輕、重礦物標(biāo)型組合特征，研究它們的含量變化，以確定物源方向、源區(qū)的大致位置、搬運(yùn)距離及母巖類(lèi)型等。

一、巖礦成分標(biāo)志

常見(jiàn)的陸源巖屑第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

2、自生礦物

指沉積期或同生期形成的原生礦物，可以用來(lái)說(shuō)明沉積時(shí)期水體介質(zhì)的物理、化學(xué)條件（如Eh值；pH值、鹽度等）及特殊環(huán)境類(lèi)型。

海綠石：沉積礦物，鮮綠一黃綠色一暗綠色調(diào)，成分為富鐵、富鉀的含水層狀鋁硅酸鹽礦物，外形常呈圓錐狀、腎狀、膠結(jié)物狀。現(xiàn)代海綠石主要形成于遠(yuǎn)離大河口的陸棚區(qū)弱堿性（pH=7~8）和弱氧化一弱還原（pH=0）的正常海水，水溫10~150C，深度大于125m，在寒冷地區(qū)，水深30m就可形成。第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

2、自生礦物

鮞綠泥石：

呈綠色的鮞狀或球粒狀，或是貝殼中的充填物產(chǎn)出，易于和海綠石混淆，但其主要成分為鐵質(zhì)硅酸鹽礦物，基本不含鉀。據(jù)現(xiàn)代沉積學(xué)研究，它也屬海洋自生礦物，但和海綠石的形成溫度和深度不同，鮞綠泥石形成于較溫暖的淺海，水溫大于200C，其分布深度小于60m。第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

2、自生礦物

粘土礦物：

粘土礦物是一種細(xì)小的結(jié)晶礦物，其粒經(jīng)小于2μm，屬于含水的鋁硅酸鹽類(lèi)，主要包括水云母和蒙脫石等。對(duì)于粘土礦物的環(huán)境意義存有較大爭(zhēng)議，但一般認(rèn)為絮凝作用形成的粘土礦物可以反映介質(zhì)的pH值。高嶺石形成于酸性介質(zhì)中，一般為大陸環(huán)境；水云母、蒙脫石形成于中性或堿性介質(zhì)中，多為海洋環(huán)境。第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

3、特殊巖石類(lèi)型

碳酸鹽巖：碳酸鹽巖沉積反映介質(zhì)為弱堿性，某些特殊的碳酸鹽巖的巖性可指示環(huán)境或介質(zhì)條件。如：藻疊層石碳酸鹽巖一般形成于潮坪環(huán)境，鮞?；?guī)r形成于濱海或碳酸鹽臺(tái)地的高能帶，具水平紋層的泥晶灰?guī)r形成于低能環(huán)境。第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

3、特殊巖石類(lèi)型

紅層：

一般是大陸沉積物。含F(xiàn)e礦物在潮濕－干燥的溫暖氣候條件下，風(fēng)化后成赤鐵礦而呈紅色。蒸發(fā)鹽：是含鹽度較高的溶液或鹵水，通過(guò)蒸發(fā)作用產(chǎn)生的化學(xué)沉積物，它們的出現(xiàn)一般反映氣候干燥和閉塞環(huán)境。內(nèi)陸鹽湖或半封閉的濱海潟湖環(huán)境是形成蒸發(fā)鹽的有利環(huán)境。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志

一、巖礦成分標(biāo)志

3、特殊巖石類(lèi)型

磷塊巖：

磷塊巖可出現(xiàn)于海洋與大陸沉積，但大量的磷質(zhì)分布于海洋，大量形成磷酸鹽的環(huán)境是在淺海。據(jù)現(xiàn)代海洋資料，P２O５在海水中的含量是隨著深度的增加而增加的，在平靜－攪動(dòng)交替的水動(dòng)力條件下，分散的磷質(zhì)可逐漸集中，形成鮞狀、團(tuán)粒狀、結(jié)核狀、生物骨骼形態(tài)或各種交代假象。因此，大量磷塊鹽出現(xiàn)可指示海洋環(huán)境，特別是在水深50～200m海區(qū)更有利于其形成。第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志二、地球化學(xué)標(biāo)志1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用沉積巖中的元素含量取決于陸源區(qū)性質(zhì)、古氣候、沉積環(huán)境、沉積巖的成分、生物作用、成巖作用、后生作用等，因此，可以對(duì)再造古地理環(huán)境提供信息。目前，元素地球化學(xué)在劃分海陸相地層、分析物源區(qū)巖石成分、恢復(fù)沉積古氣候條件、確定沉積水介質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境及劃分地球化學(xué)相等方面取得了好的成果。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志二、地球化學(xué)標(biāo)志1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用1）古鹽度的測(cè)定

古鹽度的測(cè)定B（硼）法元素比值法沉積磷酸鹽法自生鐵礦物法等。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志二、地球化學(xué)標(biāo)志1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用1）古鹽度的測(cè)定

B（硼）法：

正常海水中B含量為（300~400）×10-6小于100×10-6為淡水環(huán)境（200~300）×10-6為半咸水大于400×10-6為超咸水環(huán)境。

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用1）古鹽度的測(cè)定

B（硼）法：

元素比值法利用某些相關(guān)元素的比值，如，B/Ca、Sr(鍶)/Ba（鋇）等，可以幫助判斷沉積時(shí)水體的古鹽度。

B/Ca：B主要吸附于粘土礦物中，活動(dòng)性較強(qiáng)，在水中可長(zhǎng)距離遷移，而Ga在風(fēng)化作用形成的粘土礦中表現(xiàn)出明顯富集，Ca在淡水成因的巖石中較海洋條件下形成的巖石為高。故用該比值所反映的鹽度可區(qū)分海陸相地層，一些學(xué)者認(rèn)為B/Ca＜1.5為淡水相，5~6為近岸相，>7為海相。

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用1）古鹽度的測(cè)定

B（硼）法：

Sr(鍶)

/Ba：Sr、Ba化學(xué)性質(zhì)十分相似，它們均可以形成可溶性重碳酸鹽、氧化物和硫酸鹽進(jìn)入水溶液中，與Sr相比，Ba的化合物溶解度要低，河水中攜帶的Ba2+在與富含SO4-相遇時(shí)易形成難溶的BaS04，因而，多數(shù)近岸沉積物中富Ba，而Sr的遷移能力高于Ba，可遷移到大洋深處，在正常海中沉淀或形成蒸發(fā)巖礦物，加之碳酸鹽礦物對(duì)Sr的捕獲作用，一般認(rèn)為。Sr/Ba在淡水沉積物常<1，而海水沉積物中>1。

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用2）氧化還原條件的標(biāo)志

判斷沉積環(huán)境的氧化還原條件主要是根據(jù)同生礦物組合，如對(duì)介質(zhì)Eh值高低反應(yīng)靈敏的Fe、Mn等變價(jià)元素的礦物組合。鐵在海盆中沉積具有明顯的規(guī)律性，隨著pH值的增大，Eh值的降低，鐵礦物呈依次分布，鐵的化合價(jià)也相應(yīng)變化，因而可反映環(huán)境的地球化學(xué)相。

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用2）氧化還原條件的標(biāo)志

鐵的沉積地球化學(xué)相

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用3）古水深標(biāo)志

近年對(duì)現(xiàn)代沉積物元素地球化學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，元素的聚集和分散與水深度和離岸距離有一定關(guān)系。其原因主要是元素在沉積作用中所發(fā)生的機(jī)械分異作用、化學(xué)分異作用和生物化學(xué)分異作用的結(jié)果。由濱岸向深海，F(xiàn)e、Mn(錳)、P、Co（鈷）、Ni、Ca、Zn、Y（釔）、Pb、Ba增加，其中Mn、Ni、Co、Cu元素含量升高趨勢(shì)特別顯著。海洋沉積物中Mn的分布主要受pH值和Eh值的控制。一般隨pH值增大，Eh值降低，Mn+2礦物逐漸從海水中沉淀出來(lái)。此外，沉積速率也影響著Mn的分布，沉積速率低，從海水中沉淀出來(lái)的Mn被陸源和生物成因的沉積物的稀釋程度降低，故沉積物中Mn含量增高。

1、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用4）源區(qū)分布

母巖性質(zhì)基本決定了風(fēng)化產(chǎn)物的元素組成。盡管在不同古地理?xiàng)l件下，由于氣候、生物活動(dòng)、地形、水介質(zhì)的影響，風(fēng)化產(chǎn)物搬運(yùn)后的沉積物，已在很大程度上有別于風(fēng)化產(chǎn)物的原始元素組成，但母巖成分還是能在某些特征元素含量的變化上體現(xiàn)出來(lái)。

第三節(jié)礦物成分和地球化學(xué)標(biāo)志二、地球化學(xué)標(biāo)志2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

近些年來(lái)，運(yùn)用同位素地球化學(xué)標(biāo)志進(jìn)行沉積環(huán)境分析越來(lái)越多地引起人們的注意，在確定古環(huán)境的古鹽度、古水溫等方面尤為突出。2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

目前，應(yīng)用較多的、效果也較好的是O、C、S同位素：①O有三種同位素，即16O、17O、18O，它們的相對(duì)豐度分別為99.763%、0.0375%、0.1995%；②C有兩種同位素，即12C、11C，它們的相對(duì)豐度分別為98.89％和l.11%;③S有四種穩(wěn)定同位素，即32S、33S、34S、36S，它們的相對(duì)豐度分別為95.02%、0.75%、4.21%、0.02%。穩(wěn)定同位素的相對(duì)豐度用δ表示。2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

1）古溫度測(cè)定

許多研究表明，碳酸鹽的δ180值隨沉積溫度升高而降低；Craig（1965）提出了用碳同位素計(jì)算古水溫的經(jīng)驗(yàn)公式：t（0C）=16.9一4.2（δc－δw）+0.13（δc－δw）2式中δc為250C時(shí)碳酸鹽與100％磷酸鹽反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的CO2的δ18O值；δw為250C時(shí)所測(cè)試CaCO3樣品形成時(shí)與海水平衡的C02的δ18O

2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

2）古氣候分析

淡水中δ18O/δ16O值低于海水，而且氣溫越低該比值越低。溫帶地區(qū)淡水中δ18O/δ16O值較海水平均值的低7‰，高緯度區(qū)或高海拔區(qū)淡水中比值低30‰，

2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

3）古鹽度測(cè)定

海水中O、C同位素量略高于淡水，主要由于水蒸發(fā)時(shí)δ16O容易逸出，因而海水中δ18O/δ16O值高，陸地淡水主要來(lái)自大氣降水，故δ18O/δ16O值低。海水與淡水氧、碳同位素成分的這一差別，也反映在沉積物中。Keith等人（1964）在對(duì)數(shù)百個(gè)侏羅紀(jì)以來(lái)沉積的海相灰?guī)r和淡水灰?guī)r同位素測(cè)定的基礎(chǔ)上，提出了經(jīng)驗(yàn)公式：Z=2.048（δ13C+50）＋0.498（δ18O+50）Z值大于120時(shí)為海相灰?guī)r；小于120時(shí)為淡水（湖相）灰?guī)r。應(yīng)用沉積學(xué)—上篇沉積學(xué)基本原理

第五章沉積相（環(huán)境）的判別標(biāo)志第四節(jié)判別沉積環(huán)境的生物標(biāo)志生物化石不僅可以鑒定地層的地質(zhì)年代，而且是進(jìn)行沉積環(huán)境分析的重要標(biāo)志。根據(jù)對(duì)現(xiàn)代沉積環(huán)境中生物的觀(guān)察，生物群的分布及其生態(tài)特點(diǎn)嚴(yán)格地受環(huán)境控制，在一定的沉積環(huán)境內(nèi)均有與之相適應(yīng)的特殊的生物組合。因此，利用地層中生物化石的組合面貌和生態(tài)特征可以分析其沉積環(huán)境的鹽度、古水深、底層性質(zhì)、海水濁度等。

第四節(jié)判別沉積環(huán)境的生物標(biāo)志一、生物對(duì)鹽度的指示各種生物對(duì)鹽度的適應(yīng)能力是不同的，有的生物對(duì)生活環(huán)境的鹽度要求嚴(yán)格，鹽度稍微改變，生物就會(huì)死亡，這種生物稱(chēng)為狹鹽度生物。有的生物能適應(yīng)較大的鹽度變化，這種生物稱(chēng)為廣鹽度生物。狹鹽度生物是判別水體鹽度、區(qū)別海洋和非海洋環(huán)境的可靠標(biāo)志。

生物的耐鹽性與水體含鹽度的關(guān)系

第四節(jié)判別沉積環(huán)境的生物標(biāo)志一、生物對(duì)鹽度的指示①正常海水生物組合，包括鈣質(zhì)紅藻和綠藻、放射蟲(chóng)、硅質(zhì)鞭毛蟲(chóng)、鈣質(zhì)有孔蟲(chóng)、鈣質(zhì)和硅質(zhì)海綿、珊瑚、苔鮮蟲(chóng)、腕足類(lèi)、棘皮、軟體動(dòng)物中的頭足類(lèi)等；②半咸水生物組合，包括軟體動(dòng)物中的雙殼類(lèi)和腹足類(lèi)、介形蟲(chóng)、腮足亞綱、膠結(jié)殼有孔蟲(chóng)、硅藻、藍(lán)綠藻和蠕蟲(chóng)管等；③超咸水生物組合，一般與半咸水生物組合相似，但當(dāng)鹽度很高時(shí)，只有腮足亞綱中的