陆相沉积环境及其识别依据

郭少婷

地质填图工作是地质调查的重要手段，也是开展地质工作的基础。沉积岩占地表总面积的70%，沉积学研究是地质调查工作的主要内容，掌握陆相沉积环境的识别方法显得尤为重要。本文从沉积学的发展，结合野外工作中的地质现象从沉积岩的颜色、矿物成分、结构构造标志等方面，分别阐释陆相沉积环境及其识别依据。

1 沉积学的发展

沉积学的发展经历了萌芽阶段（1830～1894年）、初步形成阶段（1894～1931年）、专业研究阶段（1931～1950年）、基本成熟阶段（20世纪50～60年代）、总结提高阶段（20世纪70年代）、理论升华阶段（20世纪80年代）和学科渗透阶段（20世纪90年代以来），时至今日，沉积学的理论已经成熟。在沉积学的发展历程中，相继诞生了多种理论和事件，例如：浊流与牵引流、水槽实验、粒度分析[1]、相模式和相标志、风暴沉积、复理石、盆地分析、沉积体系、三角洲成因和层序地层学。这些理论和事件对沉积学研究的发展起了重要的推动作用。

2 沉积环境的分类

总体来讲，沉积环境包括陆相沉积和海相沉积以及海陆交互相沉积。其中陆相组包括残积相、坡积-坠积相、山麓-洪积相、河流、湖泊相（含湖相三角洲）、沼泽相和沙漠相和冰川相等；海相组包括滨岸相、浅海陆棚相半深海相和深海相[2]；海陆过渡相组包括三角洲相、泻湖相、障壁岛相、潮坪相和河口湾相。

3 利用岩性标志判别沉积环境

沉积岩的岩性标志主要包括：岩石的颜色、岩石的矿物成分和岩石类型、岩石的结构和粒度分析、沉积构造等方面。

3.1 利用颜色标志进行判别

岩石的颜色具有原生色和次生色之分，利用颜色进行沉积环境判别时必须是岩石的原生色，不同的原生色具有不同的指示意义（表1），通常来讲黄色、红色常常代表氧化环境，灰色、绿色代表沉积时处于还原环境，但这些并不是绝对的，因为红色砂体在淋滤作用下也会发生灰绿蚀变（沿裂隙和渗透砂体）[3]，同时沉积岩中的碳化植物碎屑的残骸、印模、黄铁矿的氧化残余等有时需要借助显微镜进行观察。

沉积岩的颜色与其沉积时的环境有一定的对应关系，当岩石颜色（原生色）为黄-棕-红，其化学组成为氧化铁、氢氧化铁，沉积环境为强氧化、海底火山喷发、陆源红色物质；当岩石颜色（原生色）为紫，其化学组成为氧化铁、氢氧化铁，沉积环境为氧化；当岩石颜色（原生色）为白或很浅，其化学组成为高钙，无铁、镁等杂质，沉积环境为一般氧化；当岩石颜色（原生色）为绿，其化学组成为低价铁，沉积环境为半氧化-半还原；当岩石颜色（原生色）为深灰-灰黑，其化学组成为有机质，沉积环境为还原-强还原。

3.2 利用矿物标志进行判别

通过鉴定分析沉积物中的石英、长石、岩屑及各种轻、重矿物标型组合特征，研究其含量变化，可以确定沉积物物源方向、源区的大致位置、搬运距离及母岩类型等。利用岩石中片状矿物（碎屑）的变化，尤其是云母片和植物叶片，判断指示水动力的变化。例如：铁白云石是晚成岩阶段的典型标志；来自深成岩浆岩的石英常含有气液包裹体，而来自变质岩的石英常具有波状消光，无气、液相包体，来自沉积岩的石英常具有自生加大边残余结构。

岩石的结构也是进行沉积相判别的重要手段，例如沉积岩的颗粒支撑结构代表了其形成于牵引流环境，杂基支撑结构指示其形成于重力流或密度流环境。利用沉积岩的粒度分析进行沉积环境判别时要注意，粒度分析不能准确判别沉积相，但可以反映可反映沉积作用的流体力学性质，概率累计曲线需要进行标准化才可比。另外粗细碎屑混杂堆积，是冲积扇（泥石流）的主要识别标志。

3.3 利用沉积构造进行判别

在野外工作中，沉积岩的构造是进行沉积环境判别的主要依据。水平层理，代表了一种低流态、水动力条件较弱的沉积环境，平行层理，代表了一种水浅流急的高流态且水动力条件较强的沉积环境，常在中、细砂岩中发育，而脉状、波状、透镜状层理，反映水流动静交替，泥沙供应充足的河漫滩、滨湖、三角洲前缘以及潮汐环境沉积。下切型板状交错层理的出现，通常反映砂坝（纵向砂坝、斜列砂坝、点砂坝、沿岸砂坝以及河口坝等）的迁移，下截型板状交错层理多数是砂坝（横向砂坝）的加积和叠加的产物，槽状交错层里代表了河道的下切与充填；小型沙纹层理是水浅流缓下的产物。

4 结语

在地质科学逐渐走向成熟的今天，各种技术、仪器的出现给地质工作带来了革命性的改进，但掌握好野外岩石各种地质特征仍然是地质工作最重要的基础工作，野外第一手资料的收集仍然是解决地质问题的重要手段。因此，利用岩石的颜色、矿物成分、结构构造等进行沉积环境判别时我们必须掌握的技能，沉积环境的判别通常也不是由某一项特征所确定的，它是多种地质特征综合分析的结果，必须具有全局思维，统筹考虑，才能更加准确的判别其沉积环境。

[1]王鹏鸣，等.湘东新元古代沉积岩的地球化学和碎屑锆石年代学特征及其构造意义[J].岩石学报，2012.

[2]杨仁超，等.陆源沉积岩物源分析研究进展与发展趋势[J].沉积学报，2013.

[3]张顺，等.中国东部断陷湖盆细粒沉积岩岩相划分方案探讨——以渤海湾盆地南部古近系细粒沉积岩为例[J].地质学报，2017.