经典沉积相，原来这样理解！

沉积相作为沉积物生成环境、

生成条件和其特征的总和，

对研究地层地貌学、岩石学以及

进行油气勘探开发工作等

有着重要的指导作用。

分布广阔，形态各异，

地球上的沉积相有着

属于其自身的

充满特色的壮观景象！

（图源@oceanbites.org）

（图源@Syed Mehdi Bukhari）

（图源@NASA）

那么经典的沉积相

都是什么样？

又有什么特征？

01

山麓—洪积相

山麓一洪积相由

众多冲积扇和充填其间的

山麓坡积、坠积物组合而成。

一般出现于大陆地区的山前带，

常环绕山脉沿

山麓大面积分布。

坡积堆积物（图源@维基百科）

冲积扇在空间上是一个

沿山口向外伸展的

巨大锥形沉积体，

锥体顶端指向山口，

锥底向平原延伸，

长度可达数百米至百余公里。

冲积扇（图源@www3.nd.edu）

根据现代冲积扇地貌及

沉积物的分布特征，

可将冲积扇相划分成扇根(顶)、

扇中和扇缘(端)3个亚相。

（图源@文献[1]）

冲积扇上的沉积物按成因

可分为水携沉积物和

泥石流沉积物两种类型。

前者可进一步按沉积的位置和

沉积物特征划分为河道沉积、

漫流沉积和筛状沉积。

冲积扇（图源@World History Encyclopedia）

河道沉积指暂时切入

冲积扇内的河道的充填沉积。

主要由砾、砂沉积物组成，

粒度粗，分选差，成层性不好，

向下游方向可见交错层理。

河道沉积（图源@Geological Digressions）

携带沉积物的流水从

冲积扇河床末端漫出，

流速和水深骤减使

携带的沉积物呈

席状或片状沉积下来，

形成席状砂岩、

砾岩和泥岩堆积体，

称为漫流沉积。

片流沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）

当源区供给

冲积扇的陆源物质

主要为砾石而无或

极少有其他粒级的物质时，

在冲积扇的表层便堆积了

舌状砾石层即筛状沉积。

它虽较为少见，

但却是冲积扇上

最富特色的沉积。

筛状沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）

大量碎屑物质在泥石流中

呈块状整体悬浮搬运，

在扇体上堆积后，

形成泥石流沉积。

泥石流常发育在

扇体根部和中部，

其特点是砾砂泥混杂，

分选极差。

泥石流通道及沉积（图源@AZGS）

根据气候条件不同，

可将冲积扇划分为

湿润型和干旱型两种类型。

润湿型冲积扇（湿地扇）

单个扇体大，

表面积可为干早型冲积扇

（旱地扇）的数百倍。

（图源@文献[1]）

泥石流沉积是

干旱型冲积扇的重要组成部分，

特别是在扇根处，

沉积厚度大，向下游方向

沉积厚度急剧减薄，

粗碎屑含量降低，

但粘土含量相对不变。

泥石流沉积（图源@The University of Arizona)

湿地扇可有较发育

植被和河流作用。

自扇根到扇缘的沉积特征

具有较明显变化，

即河流能量降低、

河道变浅、碎屑粒径变小、

席状沙坝经过渡带变化为

远端纵向沙坝等。

湿地扇（图源@文献[8]）

02

河流相

根据河道分岔弯曲情况，

可将河流分为

顺直河、曲流河、辫状河和

网状河四种。

其中曲流河作为

最常见最重要的河流类型，

是目前研究程度最详细的。

曲流河相可划分出

河床、堤岸、河漫、

牛轭湖4个亚相。

其中河床亚相的岩石类型以

砂岩为主，其次为砾岩，

碎屑粒度是河流相中最粗的。

曲流河沉积

河流可搬运携带

各种粒级沉积物。

粉砂和粘土呈悬浮状，

易于被带至远处，

或漫出堤岸沉积在泛滥平原内。

而砾石等粗碎屑物质

留在河床底部，

形成河道（床）滞留沉积。

边滩（点砂坝、曲流砂坝）

（point bar）是曲流河中

主要的沉积单元，

是河床侧向迁移和

沉积物侧向加积的结果。

（图源@文献[7]）

平面上，堤岸亚相发育在

河床沉积侧面。

垂向上，堤岸沉积常发育在

河床沉积上部。

与河床沉积相比，

其岩石类型简单，粒度较细，

发育小型交错层理。

天然堤（图源@SlideShare）

堤岸亚相可进一步分为

天然堤和决口扇微相。

天然堤主要由细砂、

粉砂和泥岩组成；

决口扇沉积主要由

细砂和粉砂岩组成，

粒度比天然堤沉积物稍粗。

决口扇示意图（图源@文献[3] ）

河漫亚相位于天然堤外侧，

地势低洼平坦，是洪水泛滥期，

水流漫溢天然堤后，

降低流速导致河流悬浮沉积物

大量堆积而成。

河漫亚相的3个主要微相

河漫滩（floodplain）

是河床外侧河谷底部

较平坦的部分。

洪水期水漫溢出河床，

淹没平坦河谷谷底，

形成了河漫滩沉积。

该沉积以粉砂岩为主，

亦有粘土岩沉积。

河漫滩形成动画

弯曲河流的截弯取直作用

使被截掉的弯曲河道废弃，

形成牛轭湖。

截弯取直作用可有两种情况：

“颈项截直”和“冲

（串）沟取（截）直”。

（图源@文献[1]）

牛轭湖主要发育

砂岩及粘土岩沉积，

砂岩中具交错层理，

粘土岩中发育水平层理，

其沉积序列取决于

河流截直的方式。

牛轭湖形成

03

湖泊相

湖泊是大陆上地形相对低洼

和流水汇集的地区。

不仅有大量碎屑物质倾入湖盆，

且河道在湖底可以继续延伸，

从而改变湖泊砂体分布状况。

根据沉积岩颜色、沉积构造、

厚度等沉积标志以及

洪水面、枯水面、浪基面位置

可将湖泊划分为深湖和半深湖、

滨浅湖、扩张湖等亚相类型。

（图源@文献[1]）

深湖和半深湖亚相位于

浪基面以下的水体较深部位，

为缺氧还原坏境。

岩性以灰黑色、

深灰色泥页岩为特征，

常见油页岩、薄层泥灰岩或

白云岩夹层。

泥页岩（图源@douglasfossils.com）

在长期稳定持续下降、

沉积中心与沉降中心

吻合的大型湖盆中，

深湖亚相沉积厚度大、分布广，

面积甚至超过整个湖盆的60%。

San Nicandro Fm厚粉质矿床剖面（深湖相）（图源@文献[4]）

浅湖沉积位于

滨湖亚相内侧至

浪基面以上的地带，

水体较滨湖区深，

基本位于水下，

沉积物受波浪和

湖流作用的影响较强。

（图源@文献[1]）

岩石类型以浅灰色、

灰绿色粘土岩和粉砂岩为主。

层理类型多以水平、

波状层理为主，

水动力强度较大的浅湖区

具小型交错层理。

湖相交错层理（图源@Outside The Interzone）

滨湖亚相位于湖盆边缘，

水位较浅，

常接受来自湖岸的粗碎屑物质。

其水动力条件复杂，

击岸浪和回流的冲刷、

淘洗对沉积物的改造作用强烈。

地形坡度决定了

滨湖沉积宽度，

若地形陡，则宽度窄。

对于古代湖相沉积来说，

很难将其与浅湖亚相完全分开，

故经常合称滨一浅湖亚相。

（图源@文献[1]）

扩张湖是指枯水期湖面与

洪水期湖面之间

宽缓的沉积地带。

扩张湖沉积物主要在

气候较干旱的洪水期发生堆积，

此时河水能量大，

输入大量泥砂沉积物。

（图源@Syed Mehdi Bukhari）

当湖水收缩至枯水期，

扩张期沉积物暴露于地表

受暴晒形成泥裂

并氧化成红色。

因此地层剖面上表现为

河流砂砾岩、泥质岩与

分布稳定的湖相杂色泥岩、

泥灰岩的频繁互层。

湖相泥岩与灰岩（图源@文献[5] ）

04

三角洲相

三角洲是河流与

海洋(湖泊)相互作用的结果。

河流、波浪、湖汐对

三角洲的形成起控制作用，

依据三种作用的相对强度

可对三角洲进行三端元分类。

三角形三个端元分别代表

以河流（河控三角洲）、

波浪（浪控三角洲）、

潮汐作用（潮控三角洲）

为主的三角洲。

前者属建设性三角洲，

后两者属破坏性三角洲。

（图源@文献[1]）

一个三角洲可以根据其

沉积环境和沉积相特征，

划分出三角洲平原、

三角洲前缘和前三角洲

3个亚相及多个微相。

三角洲平原是

三角洲的陆上沉积部分，

它与河流体系的分界是从

河流大量分叉处开始，

至海平面以上的广大河口区。

勒拿河三角洲（图源@NASA）

三角洲平原沉积

（delta plain）

的亚环境多种多样，

以分支流河道为格架，

分支流河道的两侧有

天然堤、决口扇，

而分支流间地区常发育有

沼泽、湖泊和分支间湾等。

三角洲前缘

（delta front）亚相

处于海平面以下，

呈环带状分布于

三角洲平原向海洋一侧边缘，

为河流和海水的剧烈交锋带。

（图源@scialert.net）

三角洲前缘是三角洲

最活跃的沉积中心。

进一步可划分出

水下分支河道、水下天然堤、

支流间湾、分支河口沙坝、

远沙坝、三角洲前缘席状砂等

沉积微相。

现代水下分流河道河流类型及划分（图源@文献[5]）

前三角洲（prodelta）

位于三角洲前缘前方，

是河控三角洲体系中

分布最广、沉积最厚的地区。

沉积物大部分在

波基面以下深度范围内形成。

（图源@Wiley Online Library）

岩性主要由暗灰色粘土和

粉砂质粘土组成，

常发育水平层理及

块状层理，

并常见有广盐性的生物化石，

如介形虫、瓣鳃类等。

前三角洲沉积实例（图源@文献[6]）

05

障壁岛、潟湖、潮坪和河口湾相

障壁岛、潟湖、潮坪和

河口湾属于海陆过渡相组。

障壁岛海滩体系沉积亚环境与

无障壁海岸相似，

发育临滨、前滨、后滨沙丘以及

越过障壁岛的漫冲积坪。

障壁岛海滩体系（图源@google.com）

障壁岛岩体形态呈

与海岸平行的狭长带状。

其长度一般

几公里至几十公里，

宽数百米至数千米，

厚数米至数十米，

剖面上呈底平顶凸的透镜状。 

障壁岛（图源@维基百科）

潟湖是为海岸所限制、

被障壁岛所遮拦的浅水盆地。

它以潮道与广海相通或

与广海呈半隔绝状态。

法国维克海岸潟湖（图源@SIEL）

潟湖中波浪作用较弱，

其环境相对安静低能，

沉积物以细粒陆源物质和

化学沉积物质为主。

含盐度高于或低于正常海水，

这是潟湖环境的一个重要特点。

潟湖（图源@eatsleepcruise.com）

潮坪多发育在波浪能量低、

具明显潮汐周期(大中潮差)的

平缓倾斜的海岸地区,

或形成于潟湖周缘、

河口湾和受潮汐影响的

三角洲沉积地区。

潮坪沉积的理想层序（图源@文献[1]）

一般来说，潮坪由

被潮道和潮沟

所切割的平原组成，

可分为潮上带、

潮间带和潮下带。

其中构成潮坪的主要部分是

潮间带，也称为潮间坪。

（图源@image.baidu.com）

河口湾发育于

潮汐作用强烈的海岸河口地区。

当海水大规模入侵，

海岸下沉，河流下游河谷

沉溺于海平面下，

在海岸河口区形成向海扩展的

漏斗或喇叭状狭长海湾，即河口湾。

河口的四种主要类型

06

海相组沉积相

滨岸相根据海岸环境特征，

可划分为障壁型和

无障壁型两类。

无障壁滨岸相的沉积环境是

无障壁岛遮挡、

海水循环良好的开阔海岸带。

进一步按照海岸水动力状况和

沉积物类型分为

砂质或砾质高能海岸及

粉砂淤泥质低能海岸两种类型。

高能海岸带（上）（图源@Andrew / CC BY）；低能海岸带（下）（图源@ Brian Spittles / CC BY）

浅海陆棚相

（shallow sea shelf facies）

与滨岸相相邻，

位于正常浪基面与陆架

（continental shelf）边缘之间，

深度一般10-200m，

宽度由数公里至百公里。

大陆边缘（图源@Britannica）

古代陆棚沉积多属

水体较浅、海底地形平缓的

陆表海沉积，

现代陆棚多属陆缘海性质。

现代陆棚沉积物主要是

粉砂质粘土或粘土质粉砂。

非洲东南部海流控制的陆棚沉积（图源@文献[1]）

半深海对应大陆坡沉积环境,

陆棚边缘坡折带沉积

水深一般为90~180m,

大陆坡底水深一般为2000m，

深者达3700m。

半深海相沉积主要由

泥质、浮游生物和

碎屑三部分沉积物组成,

来源主要是陆源物质和

海洋浮游生物,

其次为冰川和海底火山喷发物。 

半深海相沉积

深海相（abyssal facies ）

是海相沉积类型之一。

形成于大洋底部，

海水深度>2000--3000米。

海深相中的主要沉积物是

含抱球虫的石灰质软泥、

含硅藻和放射虫的

硅质软泥、红色软泥等。

深海沉积物（图源@smithsonian）

参考资料：

[1]朱筱敏. 沉积岩石学.第4版[M]. 石油工业出版社, 2008.

[2] 赵澄林, 朱筱敏. 沉积岩石学 (第三版)[M]. 石油工业出版社, 2001.

[3] Burns C E , Mountney N P , Hodgson D M , et al. Anatomy and dimensions of fluvial crevasse-splay deposits: Examples from the Cretaceous Castlegate Sandstone and Neslen Formation, Utah, USA[J]. Sedimentary Geology, 2017, 351(APR.15):21-35.

[4] Cosentino D , Giaccio B , Gliozzi E , et al. Lacustrine deposits of the late Piacenzian-Gelasian L'Aquila intermontane basin (central Italy)[M]// Field Trips - GUIDE BOOK, 34th IAS Meeting of Sedimentology, Rome (Italy) September 10-13 2019. 2019.

[5]马世忠, 张永清. 应用遥感信息图像研究现代水下分流河道河流类型[J]. 地学前缘, 2012(02):28-35.

[6] Birgenheier, Lauren & Horton, Brendan & McCauley, Andrew & Johnson, Cari & Kennedy, Angela. (2017). A depositional model for offshore deposits of the lower Blue Gate Member, Mancos Shale, Uinta Basin, Utah, USA. Sedimentology. 64. 10.1111/sed.12359. 

[7] Cardenas B T ,  Mohrig D ,  Goudge T A , et al. Anatomy of exhumed river-channel belts: Reconstructing bedform- to belt-scale kinematics from the Cretaceous Cedar Mountain Formation, Utah, USA.  2019.

[8] Song F ,  Su N ,  X  Kong, et al. Sedimentary characteristics of humid alluvial fan and its control on hydrocarbon accumulation: A case study on the northern margin of the Junggar Basin, west China[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 187:106729.

YouTube、NASA、BBC、GEOLOGY、维基百科、搜狐、百度百科等

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