陸相沉積環(huán)境及其識別依據(jù)

郭少婷

地質(zhì)填圖工作是地質(zhì)調(diào)查的重要手段，也是開展地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。沉積巖占地表總面積的70%，沉積學(xué)研究是地質(zhì)調(diào)查工作的主要內(nèi)容，掌握陸相沉積環(huán)境的識別方法顯得尤為重要。本文從沉積學(xué)的發(fā)展，結(jié)合野外工作中的地質(zhì)現(xiàn)象從沉積巖的顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造標(biāo)志等方面，分別闡釋陸相沉積環(huán)境及其識別依據(jù)。

1 沉積學(xué)的發(fā)展

沉積學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了萌芽階段（1830～1894年）、初步形成階段（1894～1931年）、專業(yè)研究階段（1931～1950年）、基本成熟階段（20世紀(jì)50～60年代）、總結(jié)提高階段（20世紀(jì)70年代）、理論升華階段（20世紀(jì)80年代）和學(xué)科滲透階段（20世紀(jì)90年代以來），時(shí)至今日，沉積學(xué)的理論已經(jīng)成熟。在沉積學(xué)的發(fā)展歷程中，相繼誕生了多種理論和事件，例如：濁流與牽引流、水槽實(shí)驗(yàn)、粒度分析[1]、相模式和相標(biāo)志、風(fēng)暴沉積、復(fù)理石、盆地分析、沉積體系、三角洲成因和層序地層學(xué)。這些理論和事件對沉積學(xué)研究的發(fā)展起了重要的推動作用。

2 沉積環(huán)境的分類

總體來講，沉積環(huán)境包括陸相沉積和海相沉積以及海陸交互相沉積。其中陸相組包括殘積相、坡積-墜積相、山麓-洪積相、河流、湖泊相（含湖相三角洲）、沼澤相和沙漠相和冰川相等；海相組包括濱岸相、淺海陸棚相半深海相和深海相[2]；海陸過渡相組包括三角洲相、瀉湖相、障壁島相、潮坪相和河口灣相。

3 利用巖性標(biāo)志判別沉積環(huán)境

沉積巖的巖性標(biāo)志主要包括：巖石的顏色、巖石的礦物成分和巖石類型、巖石的結(jié)構(gòu)和粒度分析、沉積構(gòu)造等方面。

3.1 利用顏色標(biāo)志進(jìn)行判別

巖石的顏色具有原生色和次生色之分，利用顏色進(jìn)行沉積環(huán)境判別時(shí)必須是巖石的原生色，不同的原生色具有不同的指示意義（表1），通常來講黃色、紅色常常代表氧化環(huán)境，灰色、綠色代表沉積時(shí)處于還原環(huán)境，但這些并不是絕對的，因?yàn)榧t色砂體在淋濾作用下也會發(fā)生灰綠蝕變（沿裂隙和滲透砂體）[3]，同時(shí)沉積巖中的碳化植物碎屑的殘骸、印模、黃鐵礦的氧化殘余等有時(shí)需要借助顯微鏡進(jìn)行觀察。

沉積巖的顏色與其沉積時(shí)的環(huán)境有一定的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)巖石顏色（原生色）為黃-棕-紅，其化學(xué)組成為氧化鐵、氫氧化鐵，沉積環(huán)境為強(qiáng)氧化、海底火山噴發(fā)、陸源紅色物質(zhì)；當(dāng)巖石顏色（原生色）為紫，其化學(xué)組成為氧化鐵、氫氧化鐵，沉積環(huán)境為氧化；當(dāng)巖石顏色（原生色）為白或很淺，其化學(xué)組成為高鈣，無鐵、鎂等雜質(zhì)，沉積環(huán)境為一般氧化；當(dāng)巖石顏色（原生色）為綠，其化學(xué)組成為低價(jià)鐵，沉積環(huán)境為半氧化-半還原；當(dāng)巖石顏色（原生色）為深灰-灰黑，其化學(xué)組成為有機(jī)質(zhì)，沉積環(huán)境為還原-強(qiáng)還原。

3.2 利用礦物標(biāo)志進(jìn)行判別

通過鑒定分析沉積物中的石英、長石、巖屑及各種輕、重礦物標(biāo)型組合特征，研究其含量變化，可以確定沉積物物源方向、源區(qū)的大致位置、搬運(yùn)距離及母巖類型等。利用巖石中片狀礦物（碎屑）的變化，尤其是云母片和植物葉片，判斷指示水動力的變化。例如：鐵白云石是晚成巖階段的典型標(biāo)志；來自深成巖漿巖的石英常含有氣液包裹體，而來自變質(zhì)巖的石英常具有波狀消光，無氣、液相包體，來自沉積巖的石英常具有自生加大邊殘余結(jié)構(gòu)。

巖石的結(jié)構(gòu)也是進(jìn)行沉積相判別的重要手段，例如沉積巖的顆粒支撐結(jié)構(gòu)代表了其形成于牽引流環(huán)境，雜基支撐結(jié)構(gòu)指示其形成于重力流或密度流環(huán)境。利用沉積巖的粒度分析進(jìn)行沉積環(huán)境判別時(shí)要注意，粒度分析不能準(zhǔn)確判別沉積相，但可以反映可反映沉積作用的流體力學(xué)性質(zhì)，概率累計(jì)曲線需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化才可比。另外粗細(xì)碎屑混雜堆積，是沖積扇（泥石流）的主要識別標(biāo)志。

3.3 利用沉積構(gòu)造進(jìn)行判別

在野外工作中，沉積巖的構(gòu)造是進(jìn)行沉積環(huán)境判別的主要依據(jù)。水平層理，代表了一種低流態(tài)、水動力條件較弱的沉積環(huán)境，平行層理，代表了一種水淺流急的高流態(tài)且水動力條件較強(qiáng)的沉積環(huán)境，常在中、細(xì)砂巖中發(fā)育，而脈狀、波狀、透鏡狀層理，反映水流動靜交替，泥沙供應(yīng)充足的河漫灘、濱湖、三角洲前緣以及潮汐環(huán)境沉積。下切型板狀交錯(cuò)層理的出現(xiàn)，通常反映砂壩（縱向砂壩、斜列砂壩、點(diǎn)砂壩、沿岸砂壩以及河口壩等）的遷移，下截型板狀交錯(cuò)層理多數(shù)是砂壩（橫向砂壩）的加積和疊加的產(chǎn)物，槽狀交錯(cuò)層里代表了河道的下切與充填；小型沙紋層理是水淺流緩下的產(chǎn)物。

4 結(jié)語

在地質(zhì)科學(xué)逐漸走向成熟的今天，各種技術(shù)、儀器的出現(xiàn)給地質(zhì)工作帶來了革命性的改進(jìn)，但掌握好野外巖石各種地質(zhì)特征仍然是地質(zhì)工作最重要的基礎(chǔ)工作，野外第一手資料的收集仍然是解決地質(zhì)問題的重要手段。因此，利用巖石的顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等進(jìn)行沉積環(huán)境判別時(shí)我們必須掌握的技能，沉積環(huán)境的判別通常也不是由某一項(xiàng)特征所確定的，它是多種地質(zhì)特征綜合分析的結(jié)果，必須具有全局思維，統(tǒng)籌考慮，才能更加準(zhǔn)確的判別其沉積環(huán)境。

[1]王鵬鳴，等.湘東新元古代沉積巖的地球化學(xué)和碎屑鋯石年代學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J].巖石學(xué)報(bào)，2012.

[2]楊仁超，等.陸源沉積巖物源分析研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].沉積學(xué)報(bào)，2013.

[3]張順，等.中國東部斷陷湖盆細(xì)粒沉積巖巖相劃分方案探討——以渤海灣盆地南部古近系細(xì)粒沉積巖為例[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2017.