沉积学原理讲义.docxVIP

PAGE

1-

沉积学原理讲义

第一章沉积学基本概念

第一章沉积学基本概念

(1)沉积学是研究地球表层物质运动和沉积作用的一门学科，它关注岩石、矿物和有机物质在地表、海洋、湖泊、河流等不同环境中的形成、分布和变化。沉积学的研究对象包括沉积岩、沉积矿物、沉积有机物以及相关的沉积过程和沉积环境。沉积学的研究方法包括野外调查、采样、实验室分析以及数值模拟等，通过这些方法，沉积学家能够揭示地球表层物质的演变历史和地质过程。

(2)沉积作用是指物质从源区搬运到沉积环境后，通过物理、化学和生物作用沉积下来，并形成沉积物的过程。沉积过程可以进一步分为物理沉积作用、化学沉积作用和生物沉积作用。物理沉积作用是指通过水流、风力等物理力量将物质搬运并沉积的过程；化学沉积作用是指通过化学反应使溶解的物质沉淀形成沉积物的过程；生物沉积作用是指生物体及其活动产生的物质沉积形成沉积物的过程。沉积物的类型和性质受到沉积环境和沉积过程的影响。

(3)沉积岩是构成地球表层的主要岩石类型之一，它由沉积物经过压实、胶结等成岩作用形成。沉积岩的种类繁多，包括砂岩、页岩、石灰岩、白云岩等。这些沉积岩记录了地球历史上各种地质事件和环境变化，如气候变迁、海平面升降、生物演化等。通过对沉积岩的研究，沉积学家能够重建古地理、古气候和古生物环境，为理解地球的历史提供重要信息。沉积学的研究在石油勘探、水文地质、工程地质等领域具有重要应用价值。

第二章沉积过程与沉积环境

第二章沉积过程与沉积环境

(1)沉积过程是沉积学研究的核心内容，它涉及到物质从源区到沉积环境的搬运、沉积和成岩过程。以河流为例，河流搬运物质的能力与流速、坡度和河床组成密切相关。例如，黄河的平均流速约为1.5米/秒，年输沙量约为16亿吨，其中约90%的沙土在下游沉积。河流沉积物的大小分布可用谢乐公式（$D_{50}=0.015S$）来描述，其中$D_{50}$为平均粒径，$S$为坡度。在黄河流域，沉积物粒径分布呈现明显的分选性，粒径较小的泥沙主要在下游平原沉积。

(2)沉积环境是指沉积物形成的场所，它受到多种因素的影响，如气候、地貌、生物和地球化学条件等。例如，海洋沉积环境可以划分为浅海、大陆架、深海等不同区域。在浅海区域，沉积速率约为0.1至1毫米/年，沉积物类型以黏土、粉砂和细砂为主。以南极洲为例，其周边海域沉积速率较低，沉积物以冰碛物和冰川沉积为主。而在大陆架区域，沉积速率较高，可达10至100毫米/年，沉积物类型以碳酸盐、硅质和有机质沉积为主。

(3)沉积过程与沉积环境之间的关系错综复杂。以湖泊沉积为例，湖泊沉积速率受湖泊水位、气候和流域来沙量等因素影响。例如，中国青海湖的沉积速率约为0.1至0.5毫米/年，沉积物类型以黏土、粉砂和有机质为主。湖泊沉积物中，有机质含量与湖泊生产力密切相关，有机质含量高的沉积物往往指示湖泊生产力较高。此外，湖泊沉积环境的变化对湖泊生态系统和周边地区的水文循环具有重要影响。例如，湖泊水位下降会导致湖泊面积缩小，进而影响湖泊沉积速率和沉积物类型。

第三章沉积岩类型与沉积相

第三章沉积岩类型与沉积相

(1)沉积岩类型丰富多样，主要包括砂岩、页岩、石灰岩、白云岩、泥岩等。砂岩主要由石英、长石和岩屑等碎屑颗粒组成，其粒径分布范围广，从细砂到粗砂不等。以美国德克萨斯州的奥斯汀群为例，该群砂岩粒径以中砂为主，平均粒径约为0.25毫米。页岩主要由黏土矿物组成，质地细腻，具有良好的渗透性。中国四川盆地的侏罗系页岩，其厚度可达数百米，是重要的油气储层。

(2)沉积相是指沉积物在特定沉积环境中的分布特征和组合。常见的沉积相包括河流相、湖泊相、三角洲相、浅海相、深海相等。河流相沉积物以砂、砾石为主，具有明显的层理和交错层理。例如，中国黄河三角洲的沉积物以细砂和粉砂为主，沉积速率约为每年0.5至1米。湖泊相沉积物以黏土、粉砂和泥岩为主，沉积速率相对较慢。以中国青海湖为例，其沉积速率约为每年0.1至0.5毫米。三角洲相沉积物以砂、粉砂和泥质为主，沉积速率较高。例如，美国密西西比河三角洲的沉积速率约为每年1至2米。

(3)沉积相的识别对于油气勘探和资源评价具有重要意义。以浅海相沉积为例，其沉积物以碳酸盐岩为主，包括石灰岩、白云岩等。中国南海的珠江口盆地，沉积厚度可达数千米，其中石灰岩和白云岩是重要的油气储层。深海相沉积物以硅质岩和黏土岩为主，沉积速率较低。例如，北大西洋的深海沉积速率约为每年0.1至0.5毫米。沉积相的研究有助于揭示古地理、古气候和古生物环境，为油气勘探和资源评价提供重要依据。

第四章沉积学应用与沉积记录研究

第四章沉积学应用与沉积记录研究

(1)沉积学在油气勘探领域的应用至关重要。通过分析沉积岩的岩性、结构、构造和地球化学特征，沉积学家能够预测油气藏的分布和规模。例如