第四章 搬运和沉积.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章,沉积物的搬运,和沉积作用,第四章沉积物的搬运和沉积作用,第,一,节,概述,第,二,节,沉积物搬运和沉积的主要地质营力,第,三,节,搬运和沉积中流体的基本类型,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,第一节 概 述,沉积物的形成作用包括风化作用、搬运作用及沉积作用。,风化、搬运和沉积是,三个连续而又独立的阶段,，,但又是相互交替和重叠的,。,风化作用是先成岩石转化为新沉积岩物质的开始。随着介质搬运能力的减弱，被搬运的沉积物要发生沉积；沉积下来后可长期固定不再移动，也可由于地壳上升、侵蚀基准面下降等，使已沉积下来的沉积物又发生侵蚀而重新被搬运。,不同类型的沉积物有不同的搬运和沉积作用特点。,碎屑物质和粘土物质（在水和风介质中）服从于力学定律,，,而溶解物质则服从化学定律,。溶解物质在生物作用下可形成特殊的有机沉积物。,按沉积物被搬运和沉积的方式不同可,将,沉积物的搬运和沉积作用,类型,分为：,机械,搬运和沉积作用,化学,搬运和沉积作用,生物,搬运和沉积作用,沉积物的搬运和沉积作用类型：,(1),机械搬运和沉积作用：,碎屑物质、粘土物质及内源颗粒物质的搬运和沉积作用是受流体力学定律支配。如悬浮在介质中被搬运，称作,悬移搬运,；如在介质底部呈滚动或跳动方式被搬运，称为,推移搬运,。,(2),溶解物质的搬运和化学沉积作用：,溶解物质在水介质中以真溶液、胶体溶液的状态被搬运。其搬运和沉积作用是受化学和物理化学定律所支配。,(3),生物搬运和沉积作用：,生物的搬运作用相对来说意义不大，但其沉积作用意义巨大。通过,生物生理作用,、,生物物理作用,和,生物化学作用,可使大量溶解物质、内源颗粒物质以及部分粘土物质发生沉积。,第四章沉积物的搬运和沉积作用,第,一,节,概述,第,二,节,沉积物搬运和沉积的主要地质营力,第,三,节,搬运和沉积中流体的基本类型,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,第,二,节,沉积物搬运,和沉积的主要地质营力,地质作用：,造成地壳物质组成、结构、构造等发生变化的各种作用。,地质营力：,地质作用的能量。,介质：,传播能量的媒介物质。,风化、搬运和沉积作用的介质类型有三种（三态）：,液态,：水，包括地面流水、地下水、湖泊和海洋等,固态,：冰川,气态,：大气和风,一、液态,地面流水,是指陆地表面流动的水体，它是陆地上最主要的外力地质营力。地面流水通常按水源补给特点分为,暂时性流水,和,常年性流水,两种，前者包括片流和洪流，后者为河流。,地下水,是指埋藏在地表以下岩石和松散堆积物的孔隙、裂隙中的水。以化学作用为主，故在可溶性岩石地区，如碳酸盐岩等地区，这种地质作用,比较,发育。,湖泊与海洋,营力的特点很相似，只是前者在规模上小一些,。,湖泊是陆地上主要的积水盆地，常以沉积作用为主。海洋是地球上最大的沉积盆地。陆地上大多数碎屑物质最终都沉积在海洋中,所以海洋地质作用最显著的特点是以沉积作用为主。,河流与海洋,二、气态,大气,是通过气温的频繁变化、大气中水汽、,CO,2,气的存在等因素对地表产生地质作用。大气对流便形成,风,。风的地质作用是纯机械的，在干旱、半干旱地区,比较,盛行。,三、固态,冰川,是一种固体冰流，它分布于高寒地区，运动速度慢，而且是整体向前运动。所以，冰川的地质作用仅分布于寒冷地区，如高山、极地，且作用方式是纯机械的。,第四章沉积物的搬运和沉积作用,第,一,节,概述,第,二,节,沉积物搬运和沉积的主要地质营力,第,三,节,搬运和沉积中流体的基本类型,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,第三节,搬运和沉积中流体的基本类型,水和大气是两种最主要的搬运和沉积介质，它们都是流体。,自然界存在,的、,作为沉积物搬运和沉积的,流体有,两种基本类型,：,牵引流,与,重力流,。牵引流和重力流的流体力学性质、沉积物的搬运方式、流体与颗粒之间的力学关系等方面都有显著差异，从而形成的沉积物也有各自的特点。,牵引流,包括水流,(,包括河流、海流、波浪流、潮汐流、等深流等,),和大气流。,重力流,包括泥石流、颗粒流、液化流、浊流。,1,、牵引流,牵引流,(,tractive,current),:,是以一定的动力（,推力或上举力,）,拖曳（或牵引）导致流体运动并带动碎屑颗粒运动的流体,。,牵引流属于牛顿流体。牵引流对沉积物的,机械搬运,方式既有,推移方式,搬运，又有,悬移方式,搬运。,牵引流的搬运力,表现在两个方面：一是流体作用于沉积物上的,推力,(即牵引力)，,推力的大小主要取决于流体的流速,，推力愈大则能搬运的沉积物颗粒愈大；另一是,负荷力,(或称载荷力)，,负荷力的大小,主要,取决于流体流量,，负荷力愈大则能搬运的沉积物数量就愈多。,牵引流驱使沉积颗粒移动的动力是流体流动所产生的推力。,推力公式,P,x,=C,dx,(d,2,)/,4,(u,d,2,)/2,式中,u,d,为作用于颗粒上的流速，,为介质密度；,C,dx,为正面推力系数；,d,是颗粒,直径,。,推力大不一定负荷力就大,，反之亦然。例如，山间急流可以搬运达几十吨重的巨石，而浩翰的长江，尽管每年能搬运97010,6,t,物质，却不能推动一块大的砾石。山间急流的负荷力虽小而推力却很大；长江推力小而负荷力却很大。,流体中被搬运的沉积物称作,载荷,(,load)，,单位时间内流经某一横断面的沉积物总量(或称容量)称作,载荷量,。按沉积物搬运方式不同可分为,:,(1),溶解载荷,(,solutional load),(2),悬移载荷,(,suspended load),(3),推移载荷,(,tractional load),或床沙载荷(,bed load)。,当一流体不能再携带更多的沉积物时，那就是,满载,；随着流速降低，流量减小，流体的推力和负荷力就要减弱，成为,超载,，这时沉积物就会由粗到细依次发生沉积。,2.重力流,重力流,(,gravity flow),是,水,和悬浮颗粒的高密度混合体，,是,在重力作用下发生流动的高密度流体，属于非牛顿流体的宾汉流体。,重力流的流动以及驱使沉积物发生移动的,动力是重力,。它的流动主要是由于作用于高密度固态物质上的重力所引起，重力流的流动都是,沿斜坡向下移动,的，因此，重力流沉积物大量分布在大陆斜坡边缘的盆地深处。,重力流,属于非牛顿流体。,重力流,对沉积物的,机械搬运,方式以,悬移方式,搬运为主。,沉积物重力流是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的,高密度流体,。约翰逊(,Johnson,1930),曾将这类流体称作“浊流”(,turbidity,current)，,随着研究工作的深入，已发现浊流仅是沉积物重力流中的一种类型。,重力流因其密度较高，通常是在,盆地,的底部沿斜坡向下流动，到沉积盆地深处堆积下来。,随着搬运距离增大，浊流可与上覆水体混合而降低其密度，但这种混合作用是相当缓慢的，或者由于流速降低而使运载的悬浮物下沉,密度也就降低,。,重力流随着密度降低，可向牵引流转变,。,牵引流与重力流的基本特征对比,牵引流 重力流,实例,水流（河流、海流、,泥石流、颗粒流、,潮汐流、等深流）和,液化流和浊流,大气流,流体类型,牛顿流体 非牛顿流体（宾汉流体）,机械搬运方式,推移和悬浮搬运 悬浮搬运,第四章沉积物的搬运和沉积作用,第,一,节,概述,第,二,节,沉积物搬运和沉积的主要地质营力,第,三,节,搬运和沉积中流体的基本类型,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,沉积物呈床沙方式搬运主要见于牵引流中。所谓“,床沙载荷,”是指直接覆于床底上的有两个(被搬运的)颗粒直径那么厚的作层状运动的底部颗粒。随着流体流动强度的变化，在床沙表面会相应出现不同的几何形体，称为,床沙形体,(,bedform，,有人译作底形,或,床面形态)。,床沙形体,：随着流体流动强度的变化，在床沙表面出现的不同几何形态。,在明渠水流中，据流动强度（福劳德数）分为,急流,、,缓流,和,临界流,三种流态。随着流动强度的加大（缓流,临界流,急流），在床面上会依次出现不同的床沙形体：,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,无颗粒运动的平坦床沙,（,水体平静，无颗粒运动,）,沙纹(小波痕),（,波高小于5,cm，,波长小于30,cm）,沙丘,（,大波痕，,波高10-20,cm，,波长可达几米，水面出现汹涌的波浪)。,再进一步增大流速,，,形成,受冲刷的平坦床沙,逆行沙丘,（,同相波,）,冲槽和冲坑,。,沙纹和沙丘,都是在,Fr1,的条件下形成的，属低流态(缓流)的产物沙纹和沙丘,，,都是属,异相波,，即水面的波形与床沙波痕表面的位置不一致。,受冲刷的平坦床沙、逆行沙丘、冲槽和冲坑都是高流态下的底形，,Fr1。,当,Fr1,时的临界水流动态形成受冲刷的沙丘(受冲刷的大波痕)，波痕规模大，波长几米几十米，波高,波长。,归纳起来，随着水流强度的增大，底形出现的顺序为：,无颗粒移动的平坦床沙沙纹(小波痕)沙丘(大波痕)受冲刷的沙丘(受冲刷的大波痕)受冲刷的平坦床沙逆行沙丘冲槽和冲坑。,据实验，影响床沙形体最重要的因素是,流动强度,、,平均流速,、,颗粒大小,以及,水体深度,。索瑟德(,Southard,1975),分别以0.10,mm、0.50-0.55mm,以及1.15-1.35,mm,代表细、中、粗,颗粒,研究了,床沙形体,与,流速、粒度等参数,的关系。,第四章沉积物的搬运和沉积作用,第,一,节,概述,第,二,节,沉积物搬运和沉积的主要地质营力,第,三,节,搬运和沉积中流体的基本类型,第,四,节,沉积物的机械搬运方式和床沙形体,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,一、机械搬运和沉积作用,1.牵引流的机械搬运和沉积作用,2.重力流的机械搬运和沉积作用,3.,搬运过程中碎屑物质的变化,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,2.真溶液的搬运和沉积作用,三,、,生物的搬运和沉积作用,1.生物遗体直接沉积作用,2.生物化学沉积作用,3.生物物理沉积作用,一、机械搬运和沉积作用,1.牵引流的机械搬运和沉积作用,牵引流不但可以搬运碎屑物质，而且还可以搬运溶解物质；不仅有机械沉积作用，而且还有广泛的化学和生物沉积作用。,(1)碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式,按碎屑物质或颗粒与所在流体的力学关系，颗粒在流体中明显地具有,三种搬运方式,，即,滚动,、,跳跃,和,悬浮,。,碎屑在牵引流中的搬运方式,滚动,跳跃,悬浮,溶解,水流方向,A-1(,底载荷搬运方式,).,mov,(1)碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式,A.,滚动搬运,是底部牵引流产生的最简单搬运形式,。,假定颗粒是球粒的，停留在平滑的底面上，水力直接作用于颗粒向上游的一面。因为底部有摩擦阻力，所以作用于其顶部的流水比其下部的流水速度更快，推力更大，故颗粒趋向于滚动。,据推力公式计算，,如果两颗粒，一个直径为另一个的,2倍,，,那么作用于颗粒的推力,大颗粒是小颗粒的,4倍,，而大颗粒重量,8倍,于小颗粒。,结论：,推动更粗的砾石需要更大的力,。因此，流速一致的情况下，较细的砂比粗的砾更容易移动；而当河流的流速下降，最粗的颗粒因推力减小首先沉积。,(1)碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式,B.,跳跃搬运,碎屑颗粒顺流一边跳跃一边向前(时沉时浮)，称跳跃搬运。,引起颗粒跳跃的条件是,：,底部不平,，使颗粒碰撞底部障碍物或其它颗粒而激发的,向上弹跳力,；,由,流速,引起的,顺流推力,；,水流引起的,上举力,(或扬举力)，此种力一是起源于向上涡流，一是起源于颗粒附近流速变化引起的压力差。,(1)碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式,C.,悬浮搬运,颗粒被水流带起，在长期内很难下沉的状态称悬浮状态。呈这种状态的颗粒搬运方式称,悬浮搬运,。碎屑颗粒或沉积颗粒能否在静水中呈悬浮状取决于两种力的比率：,一是向下的力,，即,gm(g,是重力加速度，,m,是颗粒的质量)；一是反向的,向上摩擦阻力,(,f)，,这是由水的粘滞性产生的。如果颗粒较粗，其向下的力(,gm),向上的力(,f)，,不能悬浮；细颗粒不能很快克服向上的阻力，所以经常悬浮在水体中。,颗粒的沉降速度一般与颗粒的粒度、相对密度、形状以及水介质的性质有关,。,悬浮搬运,物质,的,沉降速度,下表为在澄清的静水中,悬浮,物质,的,沉降速度,实验结果：,极细砂沉降,30m,需要,2,小时，而细粘土需要,1,年；若在,3660m,深的,大洋底部，,极细砂,需,10,天，而细粘土需要,100,年以上。,(2)牵引流的搬运特点和载荷,由于流体运动(或流动)引起了碎屑颗粒的运动，或以一定水动力(推力或上升力)拖曳(或牵引)带动碎屑颗粒搬运的水流称为,牵引流,。河流、海流、波浪流、潮汐流等都是牵引流。,碎屑颗粒在牵引流中的,搬运方式,有,滚动,、,跳跃,和,悬浮,等。这些搬运方式与碎屑大小有关，而颗粒大小又与水体流速关系密切。据尤尔斯特隆图解(,Hjulstrom,1936),可以说明,。,尤尔斯特隆图解,(2)牵引流的搬运特点和载荷,（,1,）,颗粒开始搬运(侵蚀,）,的起动流速，因需克服其本身的重力和彼此间的吸引力，要比继续搬运的速度大；,（2）,大于2,mm,的砾级碎屑的起动流速比沉积临界流速大，但二者差较小（两个速度都较大），而且随流速增大,起动的,颗粒也同样增大，因此砾石很难作长距离搬运，多沿河底呈滚动式推移前进,。,(2)牵引流的搬运特点和载荷,(3),0,.,05-2,mm,砂级,碎屑颗粒所需的起动流速最小，与沉积临界流速相差,较小,。砂级颗粒易搬运、易沉积，最为活跃，故砂粒常常是呈跳跃式前进；,(4),小于0,.,05,mm,的泥级颗粒,，,两种流速相差很大，特别是更细的泥级颗粒，在流水中长期悬浮，大部分搬运到比较安静的水体中慢慢沉积下来。该图可以说明，,随着流速逐渐变小,，,碎屑颗粒从粗到细依次沉积,，或流速频繁变化可形成大小颗粒混杂堆积。,(3)牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物的分布规律,据实际观察，通过牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物服从于机械沉积分异规律。,沉积分异作用,-,按沉积物的物理特性(颗粒的大小、形状、比重)或化学成分，呈规律性依次沉积的现象,称为,沉积分异作用,。,划分为,：,机械沉积分异作用,化学沉积分异作用,(3)牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物的分布规律,机械沉积分异作用,，是指母岩风化的碎屑物质和粘土物质在搬运和沉积过程中，当沉积介质(如河水)运动速度和运移能力降低时，它们相应地按照,颗粒大小,、,形状,、,比重,发生分异并依次沉积,的,现象,。,机械沉积分异作用主要受物理因素支配或受力学定律控制。,影响,机械沉积分异作用,的,物理因素,主要有,：,颗粒大小、形状、,密度。,在机械分异时，碎屑颗粒的物理特性是内因，搬运介质的性质与速度是外因,。,(3)牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物的分布规律,A,、,颗粒大小,：,碎屑物质按颗粒大小(即粒度)进行机械分异的,情况如图示,。当河流流速逐渐降低时，碎屑颗粒按大小不同作有规律分异：近源处粗颗粒先沉积，细颗粒被搬运到远源处沉积，即按,砾石砂粉砂粘土,的顺序分布。这与多数河流从上游到下游碎屑颗粒的分布规律一致,。,(3)牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物的分布规律,B,、密度：,矿物相对密度与其沉速成正比,。故沿河流的流动方向，在碎屑粒度相近的条件下，矿物按相对密度不同进行分异，重者先沉积、轻的后沉积,（,砂金常和比其粒度粗的粗砂和细砾共生）,。,(3)牵引流沉积作用形成的碎屑沉积物的分布规律,C,、,颗粒形状,：,按,形状分异,即是,粒状颗粒近源沉降,，,片状矿物可以搬运到较远处,，与较细的粒状矿物共同沉积，故在细粒沉积岩层面上常富集较大的片状白云母,。,机械分异作用对于金属与非金属矿物富集有很大的影响。机械沉积分异愈完全，碎屑沉积物分异程度也就越高。,如果原来的矿物成分种类比较简单，常形成单矿物堆积,，,石英砂就是一例。如果是多种矿物组成的碎屑物质(包括一些有经济价值的矿物)，在机械分异作用下，往往是比重大而体积小的碎屑矿物同比重小而颗粒大的碎屑矿物混在一起。如很多,含金砾岩,，其中砾石可达3-5,cm，,而,自然,金,的,颗,粒却不过几毫米,。,由于机械沉积分异的结果，形成由粗到细的碎屑为主的岩石，如砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩等。同时这些碎屑沉积物(河流条件下)还可形成,重要的金属砂矿,，诸如金、铂、锡石、黑钨矿、独居石、金刚石、刚玉等。从母岩区由河流带出的碎屑物,，,从近源至远源按粒度作规律性变化，对于了解沉积物质的来源区,、,母岩性质、搬运条件以及恢复古地理和寻找有关的原生矿床，了解矿床分布规律，都有很重要的意义。,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,一、机械搬运和沉积作用,1.牵引流的机械搬运和沉积作用,2.重力流的机械搬运和沉积作用,3.,搬运过程中碎屑物质的变化,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,2.真溶液的搬运和沉积作用,三,、,生物的搬运和沉积作用,1.生物遗体直接沉积作用,2.生物化学沉积作用,3.生物物理沉积作用,2.重力流的机械搬运和沉积作用,沉积物重力流,(,gravity flow,),是水下由重力推动的一种含大量碎屑沉积物质(包括粘土)的高密度流体。,当这种流体在斜坡上聚积，其位能大于与底面或与水体界面的摩擦阻力时，便产生流动，逐渐形成高速的重力流。,重力流的沉积过程常常是在一定位置上整体沉积。在流动时,，,以整体形式搬运，并且有明显的边界，所以有人把重力流称为,整体流(,块体流,),。米德尔顿和汉普顿(,Middlton and Hampton,1973),对水底重力流进行了系统研究，,根据颗粒的,支撑机理,和堆积的,沉积物类型,，可分成四类，即,泥石流,、,颗粒流,、,液化流,和,浊流,。,水下重力流的四种类型,(1),泥石流（碎屑流,debris flow,）,定义,：是一种含有大量粗碎屑和粘土、呈涌浪状前进的粘稠流体。换句话说：,是一种砾、砂、泥和水相混合的高密度流体。,发育部位和条件,：在陆上山麓环境中常见。泥石流流动所需坡度大于牵引流，一般为,5,左右。在水体中也能形成泥石流，如峡谷的源头处，海底扇的顶部。但水体中的泥石流易被周围的水稀释，凝聚力减少，颗粒粒度变细，逐渐失去泥石流性质。,组成,：泥石流中含水量仅,40-60%,，密度为,2-2.4,，粘度可高达,100Pa,s(,纯水仅,0.001Pa,s),。,形成机理,:,由,“,基质凝聚力,”,支撑，即砂砾在块体内被填隙的粘土和水的基质起着支撑和搬运动力,（泥和水混合组成的杂基支撑着砂、砾使之呈悬浮状态被搬运）。,沉积特征,:,基质支撑结构的砾石质泥岩或含砾粗砂质泥岩。,(2),颗粒流,（,grain flow,）,定义,：颗粒之间没有粘结力或凝聚力的流体（,无凝聚力颗粒（砂、砾）所组成的重力流,）。,发育部位和条件,：未固结的颗粒沉积物,(,物质基础,),，斜坡,(,部位,),，地震、风暴（诱发因素）。颗粒的扩散应力是颗粒流能形成流体的基本因素，它促使沉积物,“,液化,”,，未固结的砂体是经过分选、冲洗较彻底的高能产物，因突然受地震、暴风浪的强烈作用，使局部斜坡变陡或沉积物不稳而崩落，并顺坡高速向深部流动，最后在坡脚散开而沉积。如果中途裹协有大量泥，则颗粒流向浊流转化。,形成机理,:,该流体由颗粒相互碰撞作用，传递剪切力，并产生扩散应力而支撑和搬运沉积物（,由于颗粒的相互碰撞所产生的向上支撑应力，阻止了颗粒从流动中沉积下来,）。,沉积特征,:,颗粒流沉积物中常常含有粗大的颗粒，砾石分散地“漂浮”在砂粒中，常形成砾状砂岩或砾岩。,(3),液化沉积物流,（,fluidized sediment flow,）,定义,：由颗粒间空隙中液体的向上流动而支撑颗粒，并在重力作用下呈块体运动的重力流。,发育部位和条件：,未固结的颗粒沉积物,(,物质基础,),，斜坡,(,部位,),，地震、风暴（诱发因素）。,形成机理,:,当沉积作用很缓慢时，沉积物的重量全由固态颗粒所支撑，这时空隙压力与流体静压力相等，颗粒与流体处于平衡状态；当快速堆积时（或沉积物受到振动时），可造成沉积物孔隙压力大于沉积物中的静水压力，使流体向上流动并使颗粒呈悬浮状，即沉积物发生,“,液化,”,。然后重力作用把沸腾化的沉积物顺坡向下推动，便形成了液化流。,沉积特征,:,在流动过程中，孔隙压力将很快消散，液化沉积物强度逐渐减小，于是就发生沉积作用。当然，液化沉积物流也可能向颗粒流或浊流转化。,(4),浊流,（,turbidity flow,）,定义,：是一种混合着大量自悬浮沉积物质的高速紊流状态的混浊高密度流，也是由重力推动流动的重力流。,发育部位和条件,：,未固结的颗粒沉积物,(,物质基础,),，斜坡,(,部位,),，地震、风暴（诱发因素）。,由于,诱发因素,引起液化沉积物流或沉积物滑移、滑塌体并沿斜坡由重力驱使向下流动，同时掀起和裹协周围水底沉积物而不断增大体积。沉积物在紊流情况下呈自悬浮状态，形成大规模突发的高速型浊流,(,即碎屑自身重力引起高速流动产生紊流出现上举力，又使自身悬浮,),。,实例,：,1929,年加拿大纽芬兰的格兰德海滩海底电缆，在地震后,24,小时期间，由北至南相继折断。它是由浊流所致。塞利和尤因,(1952),研究了这一现象，分别计算出浊流的速度为每小时,20-90km,。,形成机理,:,浊流的支撑和搬运机理是由流体内湍流的向上分力,(,上举力,),支撑并搬运沉积物。,沉积特征,:,浊积岩，,鲍马序列,。,浊流沉积的特征,B-4(,浊流,).,mov,Bouma,（,1962,）将,浊流的形成与活动分4个阶段：,A.,三角洲阶段,B.,滑动阶段,C.,流动阶段,D.,浊流阶段,浊流沉积的特征,浊流沉积的特征,浊流沉积的特征,-,鲍玛序列,重力流与牵引流的,对,比,主要类型,触发机制,表现特征,牵引流,河流、潮流、,沿岸流、等深流,水流活动,持续,重力流,碎屑流、液化沉积物流、,颗粒流、浊流,沉积物位能大于内部凝聚力或摩擦阻力,脉动,重力流与牵引流沉积作用的区别,（1）,从分布规律上看，浊流及其它,重力流,沉积不服从机械沉积分异顺序，只在深部沉积位置上沿流动方向出现由粗到细的变化，而且在完整的浊积物层内，自上而下也有相应的变化,。,（2）,在浊流内的碎屑颗粒(粗到细)几乎,全部呈悬浮状态,，并且是高浓度的。悬浮颗粒可以较粗。在,牵引流,中，随着颗粒粒度的粗细变化，,三种搬运方式,都存在，其中仅细颗粒(如泥质)具有悬浮搬运的特点，浓度也低。,牵引流和浊流在实际作用过程中是可以互相转化的,。例如，洪水期的牵引流(河水)常因悬浮泥砂，密度突然增高，通过三角洲以高速沿较陡斜坡向水下进入湖、海水盆地深部时，具有浊流性质。而典型的浊流疾驰到坡脚平坦地区,，,流速变小，大量悬浮颗粒不断沉积下来，使得浊流体变稀，密度降低，逐渐向牵引流转化,。,3.搬运过程中碎屑物质的变化,碎屑物质在长距离搬运过程中，由于颗粒间的碰撞和摩擦,，,流体对颗粒的分选作用，以及持续进行的化学分解和机械破碎，使得它们的矿物成分、粒度、分选性和外形都要发生变化。,(1)矿物成分的变化,由于搬运过程中的化学分解、破碎和磨蚀作用，随着搬运距离增长，不稳定组分如长石、铁镁矿物等就会逐渐减少，而稳定组分如石英、燧石等含量就会相对增加。,(2)粒度和分选性的变化,随着搬运距离的增长，沉积颗粒愈来愈细，分选程度愈来愈高，即颗粒大小愈趋向于一致。,(3)颗粒形状的变化,由于磨蚀作用，随着搬运距离的增长，颗粒的磨圆程度(圆度)与接近于球形的程度(球度)一般是愈来愈高。,3.搬运过程中碎屑物质的变化,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,一、机械搬运和沉积作用,1.牵引流的机械搬运和沉积作用,2.重力流的机械搬运和沉积作用,3.,搬运过程中碎屑物质的变化,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,2.真溶液的搬运和沉积作用,三,、,生物的搬运和沉积作用,1.生物遗体直接沉积作用,2.生物化学沉积作用,3.生物物理沉积作用,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,溶解物质可以呈,胶体溶液,或,真溶液,被搬运，这与物质的溶解度有关，,Al、Fe、Mn、Si,的氧化物难溶于水，常呈胶体溶液搬运；而,Ca、Na、Mg,的盐类则常呈真溶液搬运。在沉积盆地中沉淀形成各种自生氧化物和盐类矿物。,自然界中交替溶液与真溶液的分布情况,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,低溶解度的金属氧化物、氢氧化物和硫化物常呈胶体溶液被搬运，胶体溶液是介于粗分散系(悬浮液)和离子分散系(真溶液)之间的一种溶液，胶体粒子的直径介于1100,m,之间,，,在普通显微镜下不能识别。,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,在搬运过程中，当胶体溶液因两种带不同电荷的胶体相遇,，,或电解质作用，或浓度增大以及,pH,值的影响失去稳定时，胶体就发生,凝聚,，胶体物质即在溶液中集结成为絮状、团块状。在重力作用下，于合适的沉积环境里，逐渐沉积下来。,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,2.真溶液的搬运和沉积作用,母岩化学风化以及其它来源提供的化学物质中，,Cl、S、Ca、Na、Mg、K,等成分呈离子状态溶解于水中，即可呈真溶液状态搬运。有时,Fe、Mn、Si、Al,也可以呈离子状态在水中被搬运。这些可溶物质能否溶解而搬运或沉淀，与本身,溶解度,和,溶度积,有关，,而,影响溶解度和搬运及沉积的因素除,pH、Eh,值和含盐度外，还有温度、压力、,CO,2,的含量、离子的吸附作用等,。,由真溶液化学组分的类型和外界化学条件的变化使真溶液发生有规律性的沉积现象称为,化学沉积分异作用,。即形成的自生矿物或化学沉积物的分布，有一定的趋势或规律。,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,化学分异,的,模式,自沉积盆地边缘向海盆方向的,沉积顺序,是：,铝土矿鲕状赤铁矿鲕状氧化锰矿二氧化硅磷酸钙海绿石鲕绿泥石菱铁矿方解石白云石，,最后在盐盆地中出现石膏、硬石膏以及氯化钠、钾盐、镁盐。,简化顺序,则是：,氧化物硅酸盐碳酸盐硫酸盐卤化物,。影响化学沉淀的因素很多，所以该分异顺序是一般的模式，自然界的实际顺序比它复杂得多,。,普斯托瓦洛夫所提出的化学沉积分异,作用,示意图,第,五,节,沉积物的搬运方式和沉积方式,一、机械搬运和沉积作用,1.牵引流的机械搬运和沉积作用,2.重力流的机械搬运和沉积作用,3.,搬运过程中碎屑物质的变化,二,、,溶解物质的搬运和化学沉积作用,1.胶体溶液的搬运和沉积作用,2.真溶液的搬运和沉积作用,三,、,生物的搬运和沉积作用,1.生物遗体直接沉积作用,2.生物化学沉积作用,3.生物物理沉积作用,三,、,生物的搬运和沉积作用,生物作为一种搬运营力的意义较小，但生物的沉积作用却是很重要的。生物在沉积岩和沉积矿产形成中起着重要作用。,生物的沉积作用包括直接方式和间接方式,两种,：,(1),直接沉积作用,为生物遗体直接堆积形成岩石或沉积矿床，或通过生命活动和生理作用，例如通过光合作用或吸取养料形成有机体，还可吸取介质中钙、磷、硅等无机盐以及分泌作用形成外壳和骨骼。,(2)间接沉积作用,是生物的生命活动过程中或生物遗体分解过程中引起介质的物理化学环境的变化，从而促使某些溶解物质沉淀，或由于有机质的吸附作用而使得某些元素沉积，称为,生物化学沉积作用,。还可以在生物生命活动过程中通过捕获、粘结或障积等作用使沉积物发生沉积，即,生物物理沉积作用,。,1.生物遗体直接沉积作用,生物遗体包括两个,部分,，生物遗体中的,软体(有机质),和,生物硬体(生物骨骼和贝壳),。,生物的,有机质,部分埋藏下来经生物化学演化后，可形成石油、天然气和煤，以及油页岩等。,无机的生物外壳和骨骼,经富集堆积后可形成岩石或矿床，如生物骨屑石灰岩、生物磷块岩、硅藻土、白垩等。有些生物原来就营群体生活，在生活过程中通过生物分泌作用及生物粘结作用形成坚固骨架，不需要经过成岩作用即可直接成为岩石，如礁灰岩。,2.生物化学沉积作用,在生物生命活动过程中或生物遗体分解过程中能产生大量的,H,2,S、NH,3,、CH,4,、O,2,、H,2,等气体或吸收大量,CO,2,气体，这就影响沉积介质的氧化还原条件，从而促使某些物质溶解或沉淀或促进一些有用金属元素富集。,实例,：,CO,2,含量变化促使,CaCO,3,沉淀,。,植物的光合作用,，每生成1,g,糖类就有3.3,g,的,CaCO,3,沉淀,。,铁细菌,(,Ferrobacillus),能将二价铁氧化为三价铁，从而有利于铁的沉淀。,有机质的分解使,介质变成还原环境,，可促使某些物质沉淀或溶解，如含铜化合物在还原条件下即易于沉淀。,有机质的吸附作用,使得溶液中低浓度元素得以沉淀，煤及黑色页岩中往往富集有各种金属元素即与有机质有关。,3.生物物理沉积作用,(1)藻类的捕获和粘结作用,：蓝绿藻能分泌粘液，在蓝绿藻构成的藻席表面形成有机质薄膜，这种粘液,可,捕获和粘结水中的碳酸盐颗粒，使之沉积于藻体表面。当一层藻席被新的沉积物覆盖时，藻丝体就会穿过上覆沉积物并繁殖于其表面，重新形成新的藻席，如此周而复始，形成由生物物理沉积作用形成的富藻纹层和,非,生物成因,(机械沉积)的富屑纹层交替出现的叠层石及其他藻纹层沉积物。,(2)生物障积作用：,当流水流经丛生有枝状珊瑚或枝状藻类的地区时，流速受阻，流水中所携带的沉积物即沉积成障积岩。,第四章 小 结,主要概念：,牵引流 重力流 载荷 浊流 溶解载荷 悬移载荷,推移载荷 床沙形态 滚动搬运 跳跃搬运 悬浮搬运,生物沉积作用 机械沉积分异作用 化学沉积分异作用,思考题：,1,沉积物的搬运方式和沉积方式有哪些？,2,随着福劳德数的增大，沉积底形（床沙）的形态变化,顺序是什么？,3,碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式有那些？,4,牵引流与重力流的沉积特征及其区别,。,第四章沉积物的搬运和,沉积作用,结 束,谢谢大家,