沉積相分析方法論述

摘 要：沉積相的研究對(duì)沉積環(huán)境的分析和古地理的恢復(fù)均有十分重要的意義。文章論述了沉積相分析的思路和方法，并以遼河盆地曙一區(qū)館陶組濕地沖積扇沉積為例，通過(guò)分析，最終得出其為半干旱-潮濕環(huán)境下的沖積扇沉積，并提出了沉積相分析應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：沉積相；分析思路和方法；沖積扇

1 沉積相的分析思路及方法

沉積相研究的直接目的是恢復(fù)古地理，即以現(xiàn)代自然地理面貌等環(huán)境條件和沉積特征作為借鑒，進(jìn)行比較和推斷。當(dāng)然，古今自然地理及其他環(huán)境條件不盡相同，但其沉積環(huán)境的總輪廓和總特征確有許多共同之處。

1.1 沉積相的分析思路

先對(duì)相的控制因素進(jìn)行分析，包括沉積物供給、氣候、構(gòu)造、海平面變化、生物活動(dòng)及火山活動(dòng)。其中，沉積物供給控制沉積相的組成和厚度；氣候控制相類型與水介質(zhì)性質(zhì)；構(gòu)造控制古地理格局、沉積空間、沉積厚度、沉積物供給及盆地類型；海平面變化控制沉積邊界、沉積物供給、相變等；生物活動(dòng)控制有機(jī)物的堆積速率、沉積結(jié)構(gòu)等；火山活動(dòng)控制沉積物供給、水介質(zhì)性質(zhì)、古地理等。

觀察沉積相的空間形態(tài)，然后從相標(biāo)志下手分析沉積巖的特征，這包括巖性特征、古生物特征及地球化學(xué)特征。先找具有指相性的標(biāo)志，如海綠石指示的是海相地層。相標(biāo)志能反映出當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境狀況，例如，巖石的顏色為紅色則一般是干旱、氧化的環(huán)境；礦物成為主要為方解石的一般以海相為主，湖泊相為少數(shù)；巖石的顆粒大小反映水動(dòng)力的強(qiáng)弱，磨圓度反映物源的距離；沉積構(gòu)造中的波痕、泥裂反映環(huán)境更明顯。

先對(duì)相的控制因素進(jìn)行分析，進(jìn)而觀察沉積相的空間形態(tài)，然后從相標(biāo)志下手分析沉積巖的特征，先找具有指相性的標(biāo)志，如海綠石指示的是海相地層。以相序遞變規(guī)律為基礎(chǔ)，分析出沉積相的亞相及微相，將所研究的沉積相空間組合形式與沉積相模式進(jìn)行對(duì)比，最終確定沉積相具體類型。

1.2 沉積相的分析方法

沉積相的研究最重要的是相標(biāo)志的獲取，其次是確定沉積相模式，應(yīng)遵循相序遞變規(guī)律。相序遞變規(guī)律是只有那些沒(méi)有間斷的，橫向與縱向時(shí)間空間上的關(guān)聯(lián)為只有在橫向上緊密相鄰并且成因相近而發(fā)育著的相，才能在垂相上沒(méi)有間斷的依次疊覆出現(xiàn)。

1.2.1 相標(biāo)志的獲取。相標(biāo)志包括巖性特征、古生物特征地球化學(xué)特征及地球物理特征。其中，巖性特征包括巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖石類型及其組合；古生物特征包括生物的種屬和生態(tài)。

1.2.2 沉積相模式。通過(guò)相標(biāo)志對(duì)所研究的沉積相進(jìn)行綜合分析，將沉積相的橫向及縱向分布與相應(yīng)其他類似的沉積模式進(jìn)行對(duì)比，確定沉積相的具體模式。

2 沉積相的研究實(shí)例-遼河盆地曙一區(qū)館陶組濕地沖積扇沉積

遼河盆地西部凹陷成葫蘆狀北東-南西向展布，存在兩種不同性質(zhì)的沖積扇，即干旱環(huán)境下的和潮濕環(huán)境下的。

2.1 館陶組濕地沖積扇沉積特征

2.1.1 巖石類型及組分特征。研究區(qū)館陶組為粗粒質(zhì)的碎屑巖，通過(guò)顯微鏡薄片鑒定，碎屑巖全巖樣的定量分析結(jié)果與薄片鑒定結(jié)果類似。另外，通過(guò)對(duì)巖芯觀察，館陶組以灰白色色調(diào)為主的沉積物，局部地區(qū)含有灰綠色薄層砂質(zhì)泥巖，基本上不見(jiàn)紅色色調(diào)，同時(shí)未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)蒸發(fā)條件下的特征物質(zhì)，而粘土礦物組合特征為高嶺石-伊利石-蒙皂石-綠泥石組合，與潮濕-半潮濕氣候下的粘土礦物組合特點(diǎn)相同。

通過(guò)以上的資料，我們可以發(fā)現(xiàn)館陶組的沉積物以分選差的礫巖以及含礫砂巖互層為主，基本沒(méi)有泥巖出現(xiàn)，這說(shuō)明成熟度低；巖石成分以變質(zhì)巖和巖漿巖巖屑巖屑為主，也說(shuō)明結(jié)構(gòu)成熟度很低。巖芯的顏色基本無(wú)紅色色調(diào)證明沉積環(huán)境為還原環(huán)境，加上其粘土礦物組合可以推斷出該沉積時(shí)期氣候是以潮濕氣候?yàn)橹鞯慕镌磪^(qū)沉積。

2.1.2 重礦物組成特征。區(qū)內(nèi)重礦物主要有透明重礦物和不透明礦物兩類，通過(guò)其組合的含量來(lái)看，重礦物組合反映出的母巖則主要是超基性侵入巖、基性、變質(zhì)巖。重礦物類型比較豐富，不穩(wěn)定的重礦物種類比較多，穩(wěn)定系數(shù)很低，且含量非常高，表明了碎屑物質(zhì)接近物源沉積的特點(diǎn)。

2.1.3 粒度參數(shù)特征。通過(guò)對(duì)巖樣的粒度分析，其結(jié)果表明（以砂巖為主），大多數(shù)樣品落入河流相區(qū)，部分樣品落入冰磧（重力流）區(qū)，對(duì)粒度分布曲線分析表明，這種概率特征與現(xiàn)代近辮狀河流砂極為類似。分析以上資料可以看出，巖樣的分選比較差，粒度概率統(tǒng)計(jì)與現(xiàn)代近辮狀河流砂相似，反映出沉積相較為氣候條件下近源沉積的特點(diǎn)。

2.2 沉積相類型的確定

結(jié)合區(qū)內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的泥石流沉積，根據(jù)氣候特征等的分析，可確定館陶組是屬于半干旱-潮濕環(huán)境下的沖積扇。

在該區(qū)濕地沖積扇層序中可劃分為三種相，第一種相為近端相（扇根），其主要由礫巖組成，以坡面流沉積為主，偶爾有泥石流沉積。第二種相為中端相（扇中）以辮狀河流沉積為主夾有坡面流沉積。第三種為遠(yuǎn)端相（扇緣），以辮狀河道沉積為主。

研究區(qū)域大部分位于扇根下部和扇中，屬扇根-扇中亞相。該亞相可進(jìn)一步劃分為泥石流微相、坡面流微相及辮狀河流微相等三種微相類型。

據(jù)鉆井取芯詳細(xì)研究及測(cè)井曲線的對(duì)比，研究區(qū)沉積相的垂向組合類型主要有三種：一種是以塊狀礫巖為主的坡面流夾泥石流沉積。第二種是下部為坡面流夾泥石流沉積，上部是辮狀河道沉積。第三種是以含礫砂巖為主的辮狀河道沉積。這三種組合都具有明顯的正旋回特征。在平面上，辮狀河道微相和坡面流微相沉積特征較明顯，分布相對(duì)穩(wěn)定，厚度比較大。泥石流微相多是中、薄層狀，層數(shù)多，厚度小，分布不穩(wěn)定，夾于坡面流微相和辮狀河道微相沉積中，所以在平面上基本不能區(qū)分該微相的分布特征。

2.3 沖積扇的相模式

根據(jù)對(duì)該扇的縱橫向的沉積特征及沉積相的組合特點(diǎn)，館陶組濕地沖積扇的沉積模式可歸納為圖1所示的模式。

3 結(jié)束語(yǔ)

沉積相分析應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）各種相標(biāo)志要綜合分析，是統(tǒng)計(jì)的，單一的相標(biāo)志的解釋要慎重，除非是過(guò)硬標(biāo)志。在進(jìn)行相分析時(shí)，應(yīng)做到野外宏觀標(biāo)志與微觀標(biāo)志相結(jié)合，多學(xué)科領(lǐng)域相結(jié)合，各種相標(biāo)志相結(jié)合。正如實(shí)例館陶組濕地沖積扇沉積中，運(yùn)用巖性、粒度分析、構(gòu)造等多方面確定沉積環(huán)境。（2）瓦爾特法則在應(yīng)用時(shí)，一定要在連續(xù)沉積的地方，或是相對(duì)較整合的地層。（3）相分析必須考慮沉積背景，包括大地構(gòu)造位置、古氣候條件、物質(zhì)供應(yīng)或物源條件。

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