沉积旋回的成因类型

2024-12-05 14:20:00
推荐回答(1个)
回答1:

沉积记录中代表最下成因地层单元的韵律性或旋回性沉积,可有两种完全不同形成机 制的地层旋回,即自旋回和异旋回。在高分辨率层序地层分析中,对地层基准面旋回的识 别,主要是对构成地层记录的异旋回进行详细分析的基础上加以实现的,因此,要正确识 别与划分基准面旋回,必须要对自旋回和异旋回这两种不同成因的地层旋回加以识别和 了解。

2.4.1.1 自旋回

自旋回是指主要受发生于沉积盆地自身地层过程所控制的沉积旋回,这种地层过程常 局限于盆地内部或盆地内某一局部区域很小的范围内。自旋回形成的沉积地层通常连续性 较差,且延续时限很短(一般为数十至数百年),如非周期性的风暴沉积和浊流沉积作 用、冲积环境曲流河道的凹岸侵蚀和凸岸边滩的侧向加积,及洪水期辫状河道的心滩纵向 迁移作用等地质现象都属于地层的自旋回过程。以陆相盆地为例,可识别出以下几种常见 的自旋回沉积:

1)时限很短和缺乏粒度变化的高频沉积层,通常为自旋回沉积的产物,这种厚度较 小的高频沉积纹层可由诸如阵发性洪流所造成的沉积物供给速率变化引起,尽管这些沉积 纹层常具有明显的韵律性,如深-半深湖中远源沉积的泥质纹层和冲积平原中洪水泛滥沉 积形成的韵律性泥质纹层,但这种韵律性仅代表季节性洪水流的加积作用而并不代表基准 面的升降;

2)与搬运介质动力条件或沉积条件有关的某些沉积作用。如辫状河心滩和曲流河边 滩的纵向和侧向迁移所形成的正粒序沉积序列,或不断向前推进或侧向加积的单砂体,如 三角洲前缘的进积分流河道单砂体、河口坝单砂体,辫状河道中的进积心滩单砂体,曲流 河道中的侧积边滩单砂体,以及潮汐作用形成的潮道和潮坪单砂体,也都属于地层自旋回 过程的产物。以曲流河为例,它主要以河流自身的水流冲刷侵蚀凹岸而在凸岸发生沉积作 用,这种侧向侵蚀和加积作用如在基准面不发生变动的情况,将在同一空间范围内不断地 往复进行而不发生地层的叠加作用,显然,这种下部河道砂、上部泛滥平原的二元正韵律 结构并不代表基准面旋回的升降变化。

3)与事件沉积作用有关的沉积岩层:如风暴沉积、重力流沉积,包括浊流沉积等。这类沉积作用常由事件诱发,如风暴、地震、海啸等并非直接响应基准面变化的产物,具 有明显的偶发性和随机性,故其韵律性也不能代表基准面旋回的升降。

2.4.1.2 异旋回

异旋回对于所研究的沉积体系而言主要是指各种外部地质过程所引起的旋回性沉积记 录,包括物源区的构造运动、全球海平面变化、气候变化、天体运行的周期性等多种因素 都可引起异旋回沉积(Einscle,et al.,1991),其形成条件为具备充足的物源供给和可容 纳空间的持续增加或减少等条件。可以认为,当基准面处于静止状态时沉积作用以自旋回 为主,而当基准面处于上升状态时则以发育异旋回为主,由于基准面上升对异旋回沉积记 录的保存提供了连续增加的可容纳空间条件,因此,异旋回沉积层序的连续性和所延续的 时限都要比自旋回要大得多。而当基准面处于下降状态时,伴随可容纳空间的减少和基准 面穿越沉积界面的过程,不断调整着沉积与侵蚀作用的方式,因而也属于地层的异旋回过 程,但保存的沉积记录连续性和所延续的时限都要低于上升状态对异旋回的沉积记录。

综上所述,地层内的自旋回沉积作用可视为基准面上升或下降过程中瞬间稳定地层过 程的产物,如曲流河沉积在基准面上升或下降过程中的某一瞬间,曲流河道表面与基准面 是非常接近的,其上游至下游的剖面大体相当于河流的平衡剖面,为一类近似于平衡状态 的河流,也就是说,当基准面处于静止状态时曲流河的凹岸侵蚀与凸岸沉积处于平衡状 态,以发育侧向不断往复进行的侵蚀和迁移的边滩→漫滩地层过程的自旋回为主。若此时 基准面下降,河流就要发生垂向冲刷侵蚀作用,先前自旋回沉积下来的沉积物会遭受剥 蚀。只有在基准面上升的情况下,前期的自旋回沉积才会得以保存,并在其上叠加新的河 流沉积序列。由此可以说明在多个河流沉积连续叠加的沉积序列中,单个河流沉积序列一 般为自旋回沉积产物。因此,多个河流沉积序列在纵向上的连续叠置才可代表是基准面上 升或下降过程中的异旋回沉积产物。

显而易见,自旋回在基准面的升、降过程中每一个瞬间都可形成,但其保存必须要有 连续增加的可容纳空间条件,因此,由多个自旋回叠加组成的异旋回可视为基准面升、降 变化过程中多个自旋回的连续响应,而在无基准面的升、降变化的过程中,即在无新增可 容纳空间产生的条件下,则自旋回仅在原地往复发生,如冲积平原中河道的往复摆动,最 终能得到保存的沉积记录,在厚度规模尺度上仅相当一个自旋回,而时间延续尺度上可相 当于多个原地往复发生自旋回。自旋回本身虽然与基准面升、降无直接的关系,但其沉积 序列和岩性组合特征却取决于环境的沉积坡度、水动力强度和物源供给条件等因素,由于 沉积环境和物质条件受控于基准面升、降运动和多因素影响的可容纳空间变化机制,因 此,伴随着基准面升、降过程发育的自旋回也具有指示基准面变化的意义。如地层中发育 的自旋回由下至上按照近物源到远物源的由粗变细顺序出现时,可以判断这是响应基准面 上升过程的自旋回产物,反之亦然。