定義
廣義的前積作用,是指碎屑物於一定環境下,不斷地向前沉積,故也稱順流加積(Downstream accretion)。通常文獻和教科書中的前積,主要是指河流所攜帶的沉積物在遇到地形突然開闊、坡度變陡時,所形成的順流向沉積作用,即沉積物在地形開闊和坡度增加的部位,開始卸載並逐漸向前推進或堆積的過程。它多見於三角洲環境,是形成各種三角洲沉積體系
砂體的主要沉積作用。其它環境也可發育,如:當河流從山間進入開闊平原時,辮狀河心灘的前端部位可出現前積或順流加積作用。
發展歷程
A.D.Miall1985年在研究河流砂體的空間特徵時,首次提出了構形(Architecture)的概念,並劃分出河流的八種構形要素,其中之一是前積大型底形(FM—Foreset macroforms),然而,到1988年他在AAPG上發表河流砂岩儲層非均質性一文中,則將FM改成了DA(Downstream accreting macroforms),即順流加積大型底形,而在圖上並沒有改動。這足以說明前積與順流加積的內涵有所判別,前者多指三角洲形成的沉積作用,但後者的外延則更廣。
特點
這種作用的沉積特點是,常常形成具向上變粗的反韻律結構特徵的前積層(Foreset);沉積構造以下切型板狀交錯層理為主,可見流水或浪成小型沙紋交錯層理及槽狀交錯層理。其代表層序為三角洲前緣的河口壩層序。粒度下細上粗,滲透率下小上大,多呈現出有規律的向上變化,其孔、滲的相應關係也為反韻律,是油氣田注水開發的良好儲集砂層。夾層一般出現於砂體的中下部,其側向連續性較好,往上出現的頻率急劇減少;無底積層伴生時,一般泥質夾層不發育。
該沉積作用形成的砂體在測井曲線上表現為倒鐘形或漏斗形(如圖)。其砂體在空間上的疊置形式表現出,受基準面規模大小變化的制約,橫向上多為多邊合併—多邊分叉式,而縱向上常呈梯狀延展式。
形成原因
水進
水進是指地殼下降,使水域不斷擴大,海(湖)岸線向陸地一側延伸的一種現象。水進時,地層呈超覆狀,屬正旋迴沉積。
相對水進應是海(湖)平面上升速率大於盆地抬升速率,或海(湖)平面下降速率小於盆地沉降速率,表現為退積,剖面上為下粗上細的正旋迴;
反之,相對水退應是海(湖)平面下降速率大於盆地沉降速率,或海(湖)平面的上升速率小於盆地的抬升速率,表現為進積,剖面上為下細上粗的反旋迴。
簡單一點說,就是相對水體上升,退積(可理解為砂體向陸地方向後退),下粗上細正旋迴;相對水體下降,進積(可理解為砂體向盆地方向前進),下細上粗反旋迴。
海進
在相對短的地史時期內,由於海面上升或陸地下降,造成海水面積擴大,陸地面積縮小,海岸線向陸地內部推進的地質現象,也稱海侵。一般認為,海進是海水逐漸向時代較老的陸地風化剝蝕面上推進的過程。因此,一個海進面就是一個不整合面,也是一個典型的穿時面,即由海洋向陸地方向海進面由老變新。如華南自西南向東北的海進,在桂中,下泥盆統與寒武系角度不整合接觸;在湘中,中泥盆統與前寒武系角度不整合接觸;在武漢,上泥盆統與志留系平行不整合接觸。由海進作用形成的地層記錄稱海進序列(如圖[地層海進超覆序列示意圖])。
海進序列由下到上一般是:沉積物由粗變細或由碎屑岩相變為碳酸鹽岩;沉積時的海水由淺變深;陸相沉積含陸相生物群逐漸演變為海陸互動相沉積含海陸相混生生物群以至海相沉積含海相生物群。在地層所含元素類型、豐度、相關元素的比值以及地層的物理性質和地層的含礦性均有明顯的演變特徵。如湘中中泥盆統海進序列:下部跳馬澗組,自下到上由含植物化石碎片的河流沉積演變為含植物化石碎片和腕足化石碎片的三角洲沉積或濱海、潮坪碎屑岩沉積;上部棋梓橋組為含腕足類、珊瑚、層孔蟲、海百合莖的碳酸鹽岩沉積。
海進常常具有周期性和旋迴性,在時間和空間上有不同級別和規模。在顯生宙,已識別出三次大規模的海進事件,即中奧陶世、早石炭世和晚白堊世。這三次海進事件在全球不同地區均有不同程度的反映,形成了廣布的海相沉積和碳酸鹽岩沉積,以及與之伴隨的海生生物群的繁盛。
海進有不同的成因,一般可歸為4種:
①氣候變化。特別是極地氣候變暖導致冰川融化,海平面上升,常常形成全球性的海進。反之,則形成全球性的。
②地球自轉速度的變化。地球自轉速度加快,赤道地區海進,兩極地區海退;地球自轉速度減慢,赤道地區海退,兩極地區海進。這一觀點是中國地質學家提出的。
③構造運動。不同級別和規模的構造運動可形成不同級別和規模的海進或海退。如洋中脊擴張加快、體積增大,可在兩岸地區發生海進。
④地球的膨脹或收縮。一般說來,地球膨脹導致全球性的海進,地球收縮則造成全球性的海退。
海進或海退可由一種因素引起,也可能由幾種因素的疊加(增強或減弱)引起。海進或海退可能起因於地內,也可能起因於地外或起因於地內和地外因素的綜合作用。