陸相沉積環境及其識別依據

郭少婷

地質填圖工作是地質調查的重要手段，也是開展地質工作的基礎。沉積巖占地表總面積的70%，沉積學研究是地質調查工作的主要內容，掌握陸相沉積環境的識別方法顯得尤為重要。本文從沉積學的發展，結合野外工作中的地質現象從沉積巖的顏色、礦物成分、結構構造標志等方面，分別闡釋陸相沉積環境及其識別依據。

1 沉積學的發展

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

2 沉積環境的分類

總體來講，沉積環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 利用巖性標志判別沉積環境

沉積巖的巖性標志主要包括：巖石的顏色、巖石的礦物成分和巖石類型、巖石的結構和粒度分析、沉積構造等方面。

3.1 利用顏色標志進行判別

巖石的顏色具有原生色和次生色之分，利用顏色進行沉積環境判別時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境，灰色、綠色代表沉積時處于還原環境，但這些并不是絕對的，因為紅色砂體在淋濾作用下也會發生灰綠蝕變（沿裂隙和滲透砂體）[3]，同時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需要借助顯微鏡進行觀察。

沉積巖的顏色與其沉積時的環境有一定的對應關系，當巖石顏色（原生色）為黃-棕-紅，其化學組成為氧化鐵、氫氧化鐵，沉積環境為強氧化、海底火山噴發、陸源紅色物質；當巖石顏色（原生色）為紫，其化學組成為氧化鐵、氫氧化鐵，沉積環境為氧化；當巖石顏色（原生色）為白或很淺，其化學組成為高鈣，無鐵、鎂等雜質，沉積環境為一般氧化；當巖石顏色（原生色）為綠，其化學組成為低價鐵，沉積環境為半氧化-半還原；當巖石顏色（原生色）為深灰-灰黑，其化學組成為有機質，沉積環境為還原-強還原。

3.2 利用礦物標志進行判別

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、源區的大致位置、搬運距離及母巖類型等。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志；來自深成巖漿巖的石英常含有氣液包裹體，而來自變質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構。

巖石的結構也是進行沉積相判別的重要手段，例如沉積巖的顆粒支撐結構代表了其形成于牽引流環境，雜基支撐結構指示其形成于重力流或密度流環境。利用沉積巖的粒度分析進行沉積環境判別時要注意，粒度分析不能準確判別沉積相，但可以反映可反映沉積作用的流體力學性質，概率累計曲線需要進行標準化才可比。另外粗細碎屑混雜堆積，是沖積扇（泥石流）的主要識別標志。

3.3 利用沉積構造進行判別

在野外工作中，沉積巖的構造是進行沉積環境判別的主要依據。水平層理，代表了一種低流態、水動力條件較弱的沉積環境，平行層理，代表了一種水淺流急的高流態且水動力條件較強的沉積環境，常在中、細砂巖中發育，而脈狀、波狀、透鏡狀層理，反映水流動靜交替，泥沙供應充足的河漫灘、濱湖、三角洲前緣以及潮汐環境沉積。下切型板狀交錯層理的出現，通常反映砂壩（縱向砂壩、斜列砂壩、點砂壩、沿岸砂壩以及河口壩等）的遷移，下截型板狀交錯層理多數是砂壩（橫向砂壩）的加積和疊加的產物，槽狀交錯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物。

4 結語

在地質科學逐漸走向成熟的今天，各種技術、儀器的出現給地質工作帶來了革命性的改進，但掌握好野外巖石各種地質特征仍然是地質工作最重要的基礎工作，野外第一手資料的收集仍然是解決地質問題的重要手段。因此，利用巖石的顏色、礦物成分、結構構造等進行沉積環境判別時我們必須掌握的技能，沉積環境的判別通常也不是由某一項特征所確定的，它是多種地質特征綜合分析的結果，必須具有全局思維，統籌考慮，才能更加準確的判別其沉積環境。

[1]王鵬鳴，等.湘東新元古代沉積巖的地球化學和碎屑鋯石年代學特征及其構造意義[J].巖石學報，2012.

[2]楊仁超，等.陸源沉積巖物源分析研究進展與發展趨勢[J].沉積學報，2013.

[3]張順，等.中國東部斷陷湖盆細粒沉積巖巖相劃分方案探討——以渤海灣盆地南部古近系細粒沉積巖為例[J].地質學報，2017.