沉積體系

沉積體系是指在沉積環境和沉積作用過程方面有成因聯繫的三維岩相組合。

沉積體系概念和方法主要是在20世紀60～70年代研究墨西哥灣沿岸沉積時，根據瓦爾特相定律和相模式發展完善起來的。

基本介紹

• 中文名：沉積體系
• 外文名：depositional system
• 提出時間：20世紀60～70年代
• 依據：瓦爾特相定律和相模式
• 學科：沉積學
• 分類：沖積扇、河流沉積、三角洲等

定義

沉積體系這個概念意味著沉積相是具有空間聯繫的三維體，通過獲得的地下資料就可以對其進行描述，在有可能的情況下應增加岩心或露頭剖面的描述。而這種相分析方法在很大程度上依賴於盆地形態和層理構造的恢復、總體岩性的確定、骨架砂岩幾何形態的定量描述、垂向和側向序列及一般相組合的識別。國外通常將沉積體系劃分為沖積扇體系、河流體系、三角洲體系、海濱帶體系、湖泊體系及風成體系等。而我國則將沉積體系與沉積相等同，並進一步劃分出亞相和微相，即任何一個沉積相都可劃分出若干個亞相，亞相中又可劃分出多個微相，這樣更便於生產部門(油田等)的使用和操作。但在進行國際交流時，應注意國際上通用的概念及內涵。

海相沉積體系

沖積扇沉積體系

沖積扇沉積體系沖積扇是暫時性洪流或間歇性洪流流出山口時，由於地形急劇變緩,水流向四方散開，流速驟減,碎屑物質大量堆積而成的，形狀近扇狀的沉積體。從山地峽谷向開闊平原轉變地帶上的一種河流沉積體系，呈扇形或半圓錐狀、以粗粒碎屑占優勢的堆積物。

沖積扇沉積體系的沉積亞相特徵

沖積扇是陸地上最靠近物源區的沉積體系，粒度粗，分選差，沉積速率高。扇根分布在臨近沖積扇頂部地帶的古溝口附近,主要發育有古溝道、主水道和主水道間三種沉積微相。扇中位於沖積扇中部,為沖積扇的主要組成部分。它與扇根並不具有明顯的界限,以具有中到較低的沉積坡角和發育的辮狀河道為特徵。與扇根沉積相比較,砂與礫比率增加,沉積物偏細,成分成熟度和結構成熟度增高,礫石碎屑多呈疊瓦狀排列。扇中沉積由於未經過充分分選,加上土石流的存在,扇中沉積層內、層間和微觀非均質性極強。扇緣是整個沖積扇沉積物最細,流體能量最低的部分，呈環帶狀圍繞在沖積扇周圍。沉積物為細礫、含礫砂、砂及泥,細礫較為少見。其微相可分為水道徑流及片流兩種。

沖積扇沉積體系的分類

濕地沉積扇：沉積特徵，濕地沉積扇主要發育與潮濕氣候帶，最明顯的終年泄水，這些常年河對扇的沉積作用影響小，而由季節性氣候條件產生的巨大洪水起著控制作用。整個扇的面積大，有時為乾旱扇的幾百倍；扇面坡度一般較低，因此河流作用常常控制著濕地扇的整個扇面。自扇頂向扇尾濕地扇的最大碎屑粒徑逐漸變小。

沉積亞相分為：扇頂近源相、扇中中段相、扇尾遠端相。Ⅱ扇三角洲：沖積扇直接進入水體在濱湖或濱海地帶形成的粗碎屑扇狀體。沉積特徵：沖積扇直接進入水體在濱湖或濱海地帶形成的粗碎屑扇狀體。它是一種進積到穩定水體中的沖積扇沉積體系，它屬於在活動扇與穩定水體交界帶上的沉積。這種沉積一部分在陸上，但大部分在水下，有的幾乎完全在水下。扇三角洲出現於不同氣候和能量條件的各種濱海帶中，也常常沿冰緣地帶的山間湖濱分布。

扇三角洲的遠端相形成於濱岸帶、海洋或湖泊的水下環境，當有高速的粗粒沉積物注入水體時才能顯現出河流的影響。海岸帶的扇形體由於受到河流、波浪、潮汐及水面升降變化等的多種作用，因而形態和面貌呈多種多樣。沖積扇沉積體系與能源資源形成、賦存的關係在含煤沖積扇沉積體系中，煤的聚集往往集中於特定的部位，這主要決定於控制泥岩沼澤形成和發育的自然地理條件。在沖積扇體系分布的範圍內，有利於成煤的部位主要有扇間窪地、中扇朵葉體間窪地、扇尾地帶和扇前緣外側與河、湖、海環境的過渡地帶。對於油氣的生成，沖積扇體系是不利的沉積環境，但由於它所產生的沉積物大多岩性粗，可以構成很好的儲集層。

實踐證明，沖積扇沉積與儲層有著密切的關係，特別是砂礫岩沖積扇體儲層的油氣地質意義已被國內外很多油田證實。只要鄰接該砂體有生油層存在，往往可形成次生的油氣藏。由沖積扇體系充填的沉積盆地，如果周邊的物源區具有含鈾礦物的岩體出露，在適宜的氣候和沉積環境條件下，常為鈾礦的聚集提供了良好的形成條件。

河流沉積體系

河流環境內形成的一套有成因聯繫的沉積相組合。

河流沉積類型

順直河：少見，局部地段。辮狀河：河床坡降大，河身不穩定，河心灘極發育，寬度大，彎度低。曲流河：河床坡降小，側向加積明顯，彎曲度大邊灘發育，易形成牛軛湖，廢棄河道。網結河：河道坡度低，分支河道之間濕地和植被極發育，河流位置穩定，不宜遷移。

河流沉積亞相

Ⅰ河道亞相：心灘，邊灘（砂壩），河床滯留沉積；Ⅱ河岸亞相：天然堤，決口扇；Ⅲ泛濫盆地亞相：河漫灘，

河漫沼澤，河漫湖泊；Ⅳ牛軛湖：廢棄河道。

主要河流類型的沉積特徵

Ⅰ、辮狀河的沉積特徵：這種河道沉積物大部分粒度粗，以砂礫岩為主，是由彼此錯位疊置的砂質和礫質透鏡體形成的帶狀砂礫岩體，其中細碎屑沉積物含量極低，砂礫岩體地面平直，對下伏岩層侵蝕不明顯，多出現於山麓地帶，位於沖積扇沉積體系與沖積平原沉積的交界地帶。缺少明顯的天然堤，洪泛沉積不發育（縱向砂壩），具各種類型的河道壩沉積（橫向砂壩），心灘發育(側向砂壩)。

Ⅱ、曲流河的沉積特徵：主要有三部分構成，即：河道充填沉積（河道相）、河道邊緣沉積（河岸相）、洪泛盆地沉積（洪泛盆地相）。在曲流河沉積體系中，明顯地表現出平面上或剖面上的細粒沉積物包圍砂質沉積物的特徵。

Ⅲ、網結河的沉積特徵：網結河河道在平面上交織成網狀，河道十分穩定，河道間發育河心島或植被島的河流。河道坡度小，彎度多變，導致頻繁的溢岸洪泛。濕地環境占60~90%，河道環境分布局限。河流沉積體系與能源資源形成聚集的關係成為環境重要場所：沖積平原，岸後沼澤和廢棄河道充填沼澤，牛軛湖，這些沉積場所多存在於曲流河沉積體系，網結河沉積體系中，而辮狀河沉積體系成煤的條件是有限的，正在形成的辮狀河體系對於泥炭沼澤的形成和發育往往不利，因而難於出現有工業價值的可採煤層。河流沉積體系中河流相的砂體若離上覆和下伏的生油凹陷中心較近，就會形成有利的油氣儲集層。沉積相的平面分布控制著砂體的空間展布，進而影響著賦鈾砂體的空間分布。

湖泊沉積體系

湖泊沉積體系主要是以淡水湖泊為主，多為陸源碎屑充填的濱海或內陸湖泊。一些大型的內陸湖泊或各類斷陷盆地內的湖泊，都往往形成獨立的沉積體系。

1）湖泊沉積體系的沉積相特徵：

Ⅰ、湖泊的碎屑沉積速度比海盆要快；

Ⅱ、湖水波浪的影響範圍要小；

Ⅲ、湖泊對氣候因素的影響反應較快。

2）湖泊沉積體系的沉積亞相分類

Ⅰ、湖三角洲:三角洲平原（頂積層），三角洲前緣（前積層），前三角洲（底積層）；

Ⅱ、扇三角洲：砂礫混雜，粘土含量高，成熟度低，下傾方向為濁積物；

Ⅲ、濱岸沉積:多以砂岩、粉砂岩為主，陡岸前也可形成礫岩。碎屑顆粒分選、磨圓中等，交錯層理髮育，多為小型，有透鏡狀及不規則水平層理，多見各種層面構造（如泥裂、雨痕、蟲跡、沖跡等），與岸線平行可見殼屑層沉積；

Ⅳ、淺湖沉積:生物繁盛，湖泊沉積中淺湖沉積較多，保存有較好的生物化石。

Ⅴ、深湖沉積:沉積物由於還原環境而呈黑或深灰色，大部分為緻密均質泥岩，多為細薄水平層理，有時有明顯的季節紋理，無底棲生物化石，多浮游生物化石。

Ⅵ、重力流或濁流沉積:其又可分為碎屑流沉積，高密度流沉積，低密度流沉積。

3）湖泊沉積體系與能源資源形成、聚集的關係湖泊沉積體系與成煤作用的形成和發育具有非常密切的關係。通常湖泊沉積體系中湖泊三角洲地帶和濱湖地帶都是成煤的良好場所。例如我國雲南東部地區若干褐煤盆地，由於新生代第三紀時有利的構造環境及氣候條件，在山間湖泊沉積體系的環境下，形成了如先鋒、昭通、小龍潭等厚、巨厚的褐煤層。油頁岩的形成與聚集與湖泊沉積體系有密切的關係。油頁岩主要為還原環境的靜水沉積，大多形成於大型的內陸湖盆中。

三角洲沉積體系

由於河流作用沉積在水體（海、湖）中的陸上和水下連續的沉積體，稱為三角洲。

Ⅰ、河控三角洲沉積體系及沉積特徵是由三角洲平原沉積、三角洲前緣沉積、前三角洲沉積以及三角洲朵體之間的三角洲間灣沉積構成.三角洲平原沉積是三角洲陸上低平的地帶，主要是由活動的河道和廢棄的河道，以及河道兩側的天然堤、決口扇和泛濫盆地等沉積組成。三角洲前緣沉積是三角洲沉積體系的水下部分，分布於三角洲平原的向海一側。它是河流與海洋作用最活動的地帶，在三角洲沉積體系中沉積速度最快。由於海水波浪的篩選，沉積的砂質最純，含重礦物最多。前三角洲沉積主要由暗色含有機質的泥質組成，具水平層理，它是三角洲體系中最均勻且分布最廣泛的沉積。三角洲間灣沉積是大型三角洲朵體間微鹹水或近正常海水環境下的沉積。沉積物以泥質為主，可夾有石灰岩層或透鏡體，含海相或微鹹水化石。

Ⅱ、浪控三角洲沉積體系和沉積特徵：

①水下分流河道不發育；

②海灘脊的加積作用；

’③河口沙壩的進積作用。

’Ⅲ、潮控三角洲沉積體系及其特徵:河流流入強潮汐環境的海域，潮汐作用對三角洲的形成發揮了重要控制作用。沉積特徵：

①分流河道呈順直河道；

②砂體具有海成的沉積構造，雙相平面結構；

③ 三角洲平原受潮汐作用的影響.三角洲沉積體系與能源資源形成、聚集的關係在各種類型的三角洲沉積體系中，以河流作用為主的三角洲沉積體系往往為成煤提供了更有利的條件；在不斷推進的三角洲平原及三角洲前緣濱岸地帶，都是泥潭沼澤發育的良好場所；在三角洲朵葉廢棄之後，低平的地勢也成為良好的成煤場所。

地域遼闊的三角洲環境是河、海、湖交匯的地帶，氣候潮濕，生物的繁衍速度是極快的，由於沉積物源的豐盛、海岸線和構造沉降環境的持續，就為古代油氣的形成、聚集提供了良好的儲集場所。

障壁海岸沉積體系

障壁海岸沉積體系多為海岸伸展的砂體，起著防止海水直接內侵的障壁作用。由波浪建造起來的砂質沉積。障壁島沉積體系沉積亞相組成：臨濱、海灘、風成沙丘、沖越扇沉積等亦稱障壁複合體。障壁島沉積體系對能源資源形成的影響：障壁島沼澤化形成的煤層，其長軸平行於沉積走向，即平行障壁島砂體延伸方向，煤層分布較廣泛，但由於成煤前的古地形及周期或成煤後期潮道的影響，厚度變化較大，煤層硫分含量較高。障壁島後成煤模式，障壁島間成煤模式。

緩坡碳酸鹽岩沉積體系

緩坡碳酸鹽岩沉積體系指從濱海波浪作用的淺水地帶到逐漸過渡為低能的深水環境，沉積表面極緩，幾乎近水平，不存在明顯坡折的碳酸鹽沉積體系。

緩坡碳酸鹽沉積體系沉積亞相及其特徵：

Ⅰ、內坡相：位於上臨濱和正常浪基面之間的緩坡沉積作用帶。主要特點為瀉湖潮灘沉積、高能淺灘和障壁島沉積。

Ⅱ、中坡相：位於正常浪基面至風暴浪基面之間的緩坡沉積作用帶。主要特點為遞變層理風暴岩、丘狀交錯層理碳酸鹽。

Ⅲ、外坡相：位於風暴浪基面以下的緩坡地帶。主要特點為深水泥質沉積與紋層狀灰岩的互層。

Ⅳ、盆地相：位於大陸架明顯坡折處前面的淺水地帶。主要特點具生物擾動構造的鈣質泥岩。緩坡碳酸鹽岩沉積體系與能源資源礦產的聚集關係：與成煤有關的這種沉積體系不同的相帶大多是互相過渡的、漸變的。