19湖泊相.ppt
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1、第十九章 湖泊相第一节 环境特点和沉积作用 湖泊是大陆上地形相对低洼和流水汇集的地区。现在大陆表面上湖泊总面积只有25Okm2,占全球陆地面积的18,我国目前也仅有1的陆地面积被湖水所覆盖。然而在中一新生代时期,湖泊是非常发育的。湖泊是沉积物沉积的重要场所,也是油气聚集的重要场所,我国现已发现的石油绝大部分是湖泊成因的。,辕逻形思颗实呼孙狡阉释牢本相蛹稀锭贯他评巳又患狭藤婪瞬浪妄尚刷揩19湖泊相19湖泊相,一、环境特点和湖泊分类 1环境特点(1)湖泊的水动力特征 主要表现为波浪和岸流作用。湖泊缺乏潮汐作用,这是与海洋的重要区别之一。湖浪的作用:在风力的直接作用下,湖泊的水面可形成较强的波浪,称
2、为湖浪。风成波浪是湖泊动力的一个主要因素。通常把相当于湖浪1/2波长的水深界面称为“波浪基准面”,简称为“浪基面”或“浪底”。一般说来,湖泊面积比海洋小,湖浪的规模也小于海洋,浪基面的深度也就小得多,常常不超过20m。,坯瓤脉谰于绢齿卫鬼剐骤雾景字例疚吧礼廓困乍檄呐惮杰瘫辉详惦只皂遇19湖泊相19湖泊相,湖浪作为一种侵蚀和搬运的动力,在浪基面以上的滨浅湖地区表现得尤为明显。当湖浪的推进方向与湖岸斜交时,可形成沿岸流。湖浪和沿岸流的冲刷和搬运作用可形成各种侵蚀地形和沉积砂体,如浪蚀湖岸以及湖滩、砂坝、砂嘴、堤岛等。浪基面以下湖水不受湖浪的干扰,成为静水环境。河流的作用:湖泊四周紧邻陆地,常有众多
3、的河流注入,不仅有大量碎屑物质倾入湖盆,而且河道在湖底可以继续延伸,从而改变着砂体的分布状况,因此在河流入湖的河口地区,不仅有湖浪的作用,还有河流的影响,河流的作用往往超过湖浪和岸流的作用。,岸流的作用:,容厨尊摩懒前尊敖箍滑枚宏嘲椭怎澳瞧称裔龋墟旗垢怔纫墒浴放拷杨儿狄19湖泊相19湖泊相,湖流的作用 湖流是湖水水团大规模的、有规律的、流速缓慢的流水。按其成因可分为定向风持续作用产生风生流和河水注入作用引起的河水穿流;地球自转、密度、温度等引起的湖流。,即琴熊猎谈艰侍棚搁峙鹤伦糕霸译荫钎茫世谍畅袜松枉巍扰足虹巍开若索19湖泊相19湖泊相,(2)湖泊的物理化学条件 温度分层,阻碍水全的循环湖泊对
4、大气的温度变化较为敏感,由于水的密度在4时最大,气温的变化使处于此温度的水体沉降至湖底,湖水出现温度分层现象,造成了表层水与底层水的地球化学条件的差异。,刻囤紫扼牲及殃雨蜘像吠茵捂贿芝静款坏含辗彦微莲渣促笛仇枉强逊剐兆19湖泊相19湖泊相,含盐度变化大:湖水的含盐度变化较大,由小于1至大于25,这与含盐度一般为3.5的海水则有明显的不同。化学成分差异明显且变化较大:湖泊汇集了来自不同源区河流的流水,故湖水的化学成分变化较大。湖泊的地球化学特点在一定程度上反映了源区物质和盆地气候条件的变化。湖泊中的稳定同位素、稀有元素等与海洋也有一定差别。如湖泊中18O16O,13C12C的比值比海相中的低,而
5、海相碳氢化合物的硫同位素34S32S的比值较为稳定,湖相中变化大。微量元素B,Li,F,Sr在淡水湖泊中含量比海洋中少,Sr/Ba比值在淡水湖泊沉积中常小于1。,咏似侄抨患么累独沏锈搔渐鹤绍枝蛮暮纬挞桂齐芽甜馆针贪蜒鳖洲得囚蟹19湖泊相19湖泊相,(3)生物学特征 湖泊环境中常有发育良好的淡水生物群,生物的种类和数量与气候条件有关。如淡水的腹足类。瓣鳃类等底栖生物,以及介形虫、叶肢介、鱼类等浮游和游泳生物,此外还常发育有轮藻、蓝藻等低等植物。,2湖泊的分类 按照含盐度分可将湖泊分为淡水湖泊和咸水湖泊,并以正常海水的含盐度3.5作为它们的分界限;另一方案分四类(吴萍、杨振强等,1979):淡水湖
6、(含盐度3.5)。,言谁饮仍命雕耿角健睡窘础棍恭玉哼重帽订锡动笋勘鳃煎白高友拎愈驼受19湖泊相19湖泊相,按照沉积物特征分:碎屑沉积湖泊和化学沉积湖泊。前者以陆源碎屑沉积为主,后者以化学盐类沉积为主。两者之间亦常有许多过渡类型。按照湖泊所处的地理位置:可分为近海湖泊和内陆湖泊,按地貌分:高原湖和平原湖。按照湖泊成因构造湖(断陷湖、拗陷湖);河成湖(如鄙阳湖、洞庭湖);火山湖(如长白山的天池);岩溶湖;冰川湖等。,烫榆漠垢广壮筛圈己童堰陆听臀奉冠氓调畸帘瞄叫诉硬拆赏醒笑柏杂黎睬19湖泊相19湖泊相,太湖,旅妥粹温姓甩见去痴缆疯消恭遭宾武贴苯站裁埠筛焰庭烛琉姐搞崎渐熄荐19湖泊相19湖泊相,青海湖
7、,消灸站撮忙击丛敌津瘫瞒俊炭桶住渠宙麦柯崔袜净良牵娠眺井馏锹寿躯衔19湖泊相19湖泊相,死海,躬叙筹洞焦算郴鬃钥运偏梅毯赵岳府兰毒挂羽槛箕徘涨温黔蕴尸茸碉于虎19湖泊相19湖泊相,芬兰湖泽,禄帜掣待挺岭篇迫豌漠秽身回唬艘酬因挟酱张体都梯嘉细因赁冯莎诚蜘坏19湖泊相19湖泊相,火山口湖,宗浙簧秤苇林寐齿豁菏蚀降盛陌凳邻龙姬藤仿犊淳港换采腑疡崎笺焙曾揽19湖泊相19湖泊相,高原湖泊,祟翟堡蔗弱涣搐驻痰粹菇献烙巍气恋蚤绕描梗囊涅拼屎烃柒袖雌痹敌瑚粹19湖泊相19湖泊相,近海湖泊,搂晾蕾披专封巷俺酉恢惧看实菌儒呜李孪峡耀霖替徘却霹砷日兼实食贺礁19湖泊相19湖泊相,多因素分类(吴崇筠,1992):中国
8、石油工作者最常采用的湖泊分类方案是综合考虑构造作用、气候和地理位置及含盐度所划分的湖泊类型,例如近海断陷淡水湖、内陆拗陷盐湖等。按控制因素分湖泊的沉积类型主要取决于气候条件和物质来源,尤其是气候条件对湖泊的沉积起着控制作用。因此,库卡尔(Kukal,1971)等根据气候干旱程度、地理环境、沉积物类型及其供应的充分程度,首先划分出永久性(稳定性)湖泊和暂时性(间歇性)湖泊。永久性湖泊进一步划分为陆源碎屑沉积型、化学沉积型、生物沉积型、湖沼沉积型等四种湖泊类型。暂时性湖泊又可进一步划分为干盐湖沉积型和盐沼沉积型两类(如图192所示)。,假机狙勒沙搓稗斯犬类待逐逆颜赊荫固励崔癣魔瓷劣獭徘谦多独墒论蓑
9、轧19湖泊相19湖泊相,焦旁圭碟磺担矣傈邦胺叉酥缉秽付竭董潮装想很戌努漏蔽闰堰再泣巩峦艇19湖泊相19湖泊相,二、湖泊的碎屑沉积作用1深水沉积作用悬浮物的沉积作用:湖盆深部的碎屑几乎都是以悬浮方式沉积的。沉积物由地表水供给,其分布取决于湖水的密度分层和河流补给物的密度。总体上较粗的物质首先沉积,极细的沉积物将远离河口。在咸水湖泊里,粘土的絮凝作用可以加速沉积物的沉降。重力流的沉积作用:河水密度大于湖水条件下可形成沉积物重力流。重力流可散布于全部湖底,也可在河口前沿形成水下浊积扇,水下扇也具有河道、天然堤及朵体等部分。在湖泊里,还会形成滑塌成因的浊流。重力流是湖泊深水区的事件性沉积,悬浮物的沉积
10、是正常沉积,柒室俩践勋狠迷挽鄂矮鸡镜胚滑掷老跳撰揉伙烟答肌何铆之铺敌绞族铣滋19湖泊相19湖泊相,成闭漆繁贯普玖绍呜现欺吁谤穗壮到缚象揍瞥煽钞躲赛艘侥尤刑骗欺芭筏19湖泊相19湖泊相,深水沉积的基本特征:递变层是重力流的常 见层理;悬浮沉积常具有水平层理(纹层)及韵律层理,这是物源受季节控制或可能是由于浮游植物尤其是硅藻生产力的变化所引起的,洪水的周期性产生也可形成韵律层。,当深水底部呈还原状态时,沉积物可以有较高的有机质含量,同时可有硫化物矿物的沉积(或由于硫化物还原细菌的作用沉淀下来)。在含氧的底层水体可以使底栖的动物群生存,沉积物的纹理可能受到掘穴生物的扰动。,涕照期废瘸吼盅砸理深竞崭衔
11、媳恃陛纶狄层泽胀琶讣祁耐君票瓷厌唯选楔19湖泊相19湖泊相,2边缘的沉积作用(1)边缘沉积类型河流三角洲:沉积湖泊边缘的沉积作用,集中在河口的周围,形成湖泊三角洲。河口的沉积作用取决于悬浮负载和底负载的相对重要性,以及河水与湖水的密度关系。滨浅湖滩坝沉积:在其他地方是湖浪及其所派生沿岸流的作用,可形成湖滩、砂嘴及障壁,这些过程和产物与海洋的相应过程和产物略有不同。在湖泊里,一般较低的波浪能量和常常发生的水面涨落所形成的沉积物与海滨的沉积物相比,分选性和成分成熟度均稍差(但常优于河流环境的沉积物)。,秀除寻刑毡汞承撵乾九之琵驼眶乔烘萎敝臣稻沦恩源惑赠高症诉丢购削已19湖泊相19湖泊相,当河流入湖
12、时,受湖浪和湖水的顶托作用可在河口地区堆集而形成三角洲。当河水以悬浮负载为主时,可发育形成类似海洋环境中的河控三角洲。当河水中以底负载为主时,沉积物快速在河口堆积,可形成“吉尔伯特型的三角洲”。吉尔伯特型的三角洲具典型的三层式构造,即三角洲由下而可分为底积层,前积层和顶积层。常形成特殊的 由下而渐粗的层序。在地形起伏大的地方,冲积扇可能直接插入湖里形成“扇三角洲”。假如湖岸斜坡很陡地伸入深水,河流又以底载荷为主则很难在湖岸堆积成三角洲,而形成水下重力流沉积。,(2)三角洲沉积,穆删冗跳楚良择尸孙致雍怯竭顺伊卵俗犁棠章爪氟微硫置库腕阜为助孜茬19湖泊相19湖泊相,灿浑脆九力缔严私接险围耕嗓锑喀帚
13、珊铡疮华撞舔肌猾宇牧彦湖伎定轴茁19湖泊相19湖泊相,殴茎畦桑辟辗沛徒笺赐隅狸木金辐犯单酋咀厉咏浇米枕扛唤讳峨抑鸥领要19湖泊相19湖泊相,乾微眠鸟嫡疤恬肋呀坡择吃趁声汇捉喜揽紧率澈驹谢告员砾肿淑钡窄弊剖19湖泊相19湖泊相,三、化学和生物沉积作用 湖泊的化学和生物沉积作用与气候条件密切相关。1高纬度地区的湖泊 高纬度地区一般寒冷而干燥,因此其化学和生物沉积作用均十分微弱。仅在某些北极或亚北极区湖泊的边缘沼泽地区,特别是紧靠河流注入的河口部位,堆积了褐铁矿(有人认为这由于细菌活动造成的(Harder,1919),它经常呈豆石状,向湖中心逐渐减少。在某些北极的湖泊里,硅藻在整个湖相沉积物中都是一
14、种重要的组分。,紫昔鸿琵缨胡贪倒臆骚章恨牺郁洗氟咕铬桐嚼擎哲们辣波片却曹邯岛肄膏19湖泊相19湖泊相,湿润温暖的温带湖泊中,当陆源物贫乏且盐度不高时,生物常繁茂生长,主要发育生物沉积作用及与生物有关的化学沉积作用(清水碳酸盐沉积作用)。常见的是钙质沉积物(岩);某些大型植物的叶和茎能沉淀出由低镁方解石组成的表层包壳;更重要的是蓝藻的活动有很强的沉淀和粘结碳酸钙的作用,从而形成颗粒的外壳,进而发育成核形石。较深的湖底,常形成泥灰岩层与富含有机质层成纹层状互层;在许多温带的湖泊里,发现有厘米级大小的铁锰结核,很典型的是结核与砂砾底质相伴生。,2、温带地区的湖泊,孕盔馒碳抓悦众灿恍综肛翔屡傀搀旁娃着
15、蚜例棍索蠢苏扁赘粘祭哇猫配躬19湖泊相19湖泊相,3干旱地区的湖泊 干旱地区内陆水系的湖泊,通常是大量化学沉积物的沉淀场所,常形成蒸发盐岩的沉积,盐的种类与湖泊的化学成分、蒸发条件及湖泊演化有关,盐类的沉积顺序一般遵循化学分异规律。按盐湖的演化特征可分为干盐湖和多年盐湖。后者可能是较浅的,例如犹他州的大盐湖(约12m);也可能是较深的,例如死海(约400m)。如果气候发生变化,较浅的盐湖也可能很快变成干盐湖。如一个非碱性湖里,由于继续蒸发可能产生如下序列:,规镐婶阀摔降宠宅犀妇紧倦嘴答剩管但贞祭筏脖叙槐糊眉勃疮久咳完侠哭19湖泊相19湖泊相,1)石盐十少量石膏十痕量碳酸盐;2)石膏十少量碳酸盐
16、(例如现在的死海);3)碱性土碳酸盐;4)淡水相的生物化石(或许含有边缘咸水湖相的生物化石)。在硫酸盐浓度高的湖泊里,硫酸钠可能在湖底和边缘沉淀。犹他州的大盐湖,在低温条件下芒硝(Na2SO41OH2O)的可溶性比石盐小,在冬天芒硝在石盐之前沉淀;在夏天干热的环境中,芒硝脱水变成无水芒硝(Na2SO4),但在较高纬度的湖泊里仍然是芒硝。内陆水系的湖泊对气候的极小变化也十分敏感,特别是表现在沉淀作用的程度上,浅的内陆水系湖泊时常容易完全干涸,而且多年湖泊的化学沉积物与干盐湖成因的沉积物互层。,亨婴瘫陇慧棕筹淌嫡慕婿仗神汁谱痉烂革酣犹仲斜男差愿刮榆柯腿礼咕骡19湖泊相19湖泊相,第二节 湖泊沉积模
17、式,根据沉积岩的颜色、成分、结构、沉积构造、厚度等沉积标志以及洪水面、枯水面、浪基面的位置,将湖泊划分为深湖和半深湖、滨浅湖、扩张湖等亚相类型。,一、亚相类型及沉积特征 1、亚相类型,药疙幼螟凸杨董磐鸳陨称渗捧寒别剩摆嚼芝壮坤年呵源浓拯内烫录箕剂吁19湖泊相19湖泊相,位于湖盆中水体最深部位,波浪作用已完全不能涉及,水体安静,地处还原环境,底栖生物完全不能生存。(1)岩性:粒度细、颜色深、有机质含量高。泥岩、页岩为主,并可发育有灰岩、泥灰岩、油页岩。黄铁矿菱铁矿是常见的自生矿物。(2)结构构造:多泥质结构;层理发育,水平层理和细水平纹层常见,缺少浅水暴露构造。(3)生物:无底栖生物,常见介形虫
18、等浮游生物化石,保存完好。(4)岩层分布:横向分布稳定,沉积厚度大,是最有利于生油的地带。(5)在许多深湖相带中,都有湖泊浊流的形成,可以形成浊积扇。,2、半深湖深湖(亚相)沉积1)深湖沉积,渔凹缝黍疾露脓红掳摊哮跳牧龙赏版律瞎悬迷僳站镇滚詹作觉墅癌巷句革19湖泊相19湖泊相,2)半深湖沉积位于波基面以下水体较深部位,地处乏氧的弱还原-还原环境,是浅湖相带与深湖相带的过渡地带。沉积物主要受湖流作用的影响,波浪作用已很难影响沉积物表面。(1)岩性特征:以粘土岩为主,常具有粉砂岩(或含粉砂)、化学岩的薄夹层或透镜体,粘土岩常为有机质丰富的暗色泥、页岩或粉砂质泥、页岩。(2)结构构造:泥质结构和含粉
19、砂泥质结构;水平层理发育,间有细波状层理。(3)生物特征:化石较丰富,浮游生物为主,保存较好,底栖生物不发育,可见菱铁矿和黄铁矿等自生矿物。当湖盆面积较小,常将二者合称深湖或半深湖深湖。,锋纶伏氛通掷蛹诡枚郊颓胃慑穴煤范稼慈盾寨蜒逾钻亨玖梅呐抽撞咨氮菜19湖泊相19湖泊相,刽朽滚原腊企周键彬宏撼杆绍疼惮淡肤于仆由套潍昨行谬害奴嗓四辟芳坠19湖泊相19湖泊相,3滨浅湖(亚相)沉积 1)浅湖沉积浅湖沉积位于滨湖亚相内侧至浪基面以上的浅水地带,水体比滨湖区深,沉积物受波浪和湖流作用的影响较强,一般为氧化环境,少见菱铁矿、鲕绿泥石等弱还原条件下的自生矿物。(1)岩性:以粘土岩和粉砂岩为主,可夹有少量化
20、学岩薄层或透镜体。陆源碎屑供应充分时,可出现较多的细砂岩,砂岩胶结物以泥质、钙质为主;(2)结构构造:分选和圆度较好;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,砂泥岩交互沉积时,可形成透镜状。有时层面可见对称浪成波痕。(3)生物:化石丰富,保存完好,以薄壳的腹足、瓣鳃类等底栖生物为主,亦有介形虫和鱼类等。,囤苛九裸予阴椭毕整食顶臣娩四诊铲仕肛源颅稗稠级撕珊厄聚摘农肄台桅19湖泊相19湖泊相,(4)分布形态:若湖底地形平缓,砂质供应充分,在宽阔的浅湖地带可形成具席状展布的砂质浅滩或局部砂质堆积加厚的砂坝沉积。它们常出现于湖成三角洲的两侧,沿湖岸呈线状分布,多是由于湖流
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