第一章—冲积扇

马东民,碎屑岩系油气储层,沉积环境与沉积相,冲 积 扇,第一章 冲积扇沉积体系,冲积扇（,Alluvial fan,）,是发育在山谷出口处，主要由暂时性洪水水流形成、范围局限、形状近似于圆锥状的山麓粗碎屑堆积物。它由山谷口向盆地方向呈放射状散开，其平面形态呈锥形、朵状或扇形；发育在那些地势起伏较大而且沉积物补给丰富的地区。通常是许多冲积扇彼此相连和重叠，形成沿山麓分布的带状或裙边状的冲积扇群。,第一章 冲积扇沉积体系,第一节 冲积扇的基本特征、分类及形态,第二节 冲积扇沉积作用的沉积物类型及其特征,第三节 冲积扇的沉积环境及其沉积序列,第四节 冲积扇沉积的鉴别,Alluvium,第一节 冲积扇的基本特征、分类及形态,一、基本特征,形成条件：,充足的陆源碎屑供应、山区向盆地过渡的高差悬殊的地形突变。,特点：,陆上沉积体系中最粗,分选最差,近源沉积，向下倾方向并入细粒、低坡度的河流体系；,其上发育辫状河与泥石流沉识。,二、分类,根据气候状况可以区分出两类冲积扇，干旱半干旱气候区的冲积扇称作旱地扇（,Arid alluvial fan,）；,潮湿亚潮湿气候区的冲积扇可称作湿地扇（,Wet alluvial fan or humid alluvial fan,）。通常简称旱扇和湿扇。,旱扇与湿扇平面特点,喜马拉雅山南麓柯西河冲积扇,三、扇体的几何形态,1,、盆地边缘断裂的控制,持续活动断裂：主要与走向滑动带有关，它导致沿相对窄的地带出现巨厚的加积。,有限后退断裂：在地堑或半地堑中，这类断裂常产生中等厚度的冲积扇体系。连续的抬升和下切可能产生碎屑型的,“,倒转地层,”,。,多次后退断裂：可产生阶梯状广泛分布、厚度不规则的冲积扇砾岩。,2,、流域面积与物源的影响,冲积扇的形态和规模大小除受构造因素控制外，还受到下列几种因素的影响，其中包括流域面积的范围，补给水系所携带沉积物的数量粒级，源区母岩的成分和地形以及气候条件等。,流域面积,较大的冲积扇，通常比较小源区的同样物质所形成的扇具有较低的坡度；,碎屑的粒级,和流体中,沉积物的浓度,增加时，冲积扇的坡度较陡；,在高降水量地区，冲积扇的坡度较缓，而在干旱地区则较陡，这可能是由于在干旱区泥石流沉积比河流沉积更为发育所致；,如果冲积扇所流经的地区为页岩或泥质母岩等细粒物质时，其面积和坡度就比流域为砂岩或结晶岩等较粗粒沉积岩的冲积扇要大和陡。,四、泥石流及其形成条件,气候潮湿（可形成于水下）泥质物供给量大，缺少砂、砾供给；,坡度陡（通常大于正常冲积扇）物源区以塑性岩体为主。,第二节 冲积扇的沉积作用与沉积物类型及其特征,冲积扇的沉积过程作用基本有二种类型：,一种类型起因于暂时性或间歇性水流作用，形成水携沉积物；主要有三类：片汜沉积，河道沉积，筛积物；,另一种类型起因于泥石流及其有关的重力与洪水作用，形成泥石流（也称碎屑流）沉积物。,前为低粘度液态流；后者则为高粘度块体流,。,一、泥石流沉积,泥石流是由沉积物和水混和在一起的一种高密度、高粘度的流体。,沉积物含量通常,40%,的（甚至可高达,80%,）称作,粘性泥石流；,在,10,40%,之间的称作,稀性泥石流。,泥石流因含有大量泥基，流体强度很大，可以将巨大漂砾托起并进行搬运。而稀性泥石流具有紊流性质。,泥石流沉积,二、片汜沉积,一种从冲积扇河流末端漫出河床而形成的宽阔浅水中沉积下来的产物，呈板片状的砂，粉砂和砾石质的沉积物。因此，片流的特点是水浅流急，为高流态的暂时水流。,三、河道沉积,冲积扇上的河道多分布在冲积扇的上半部（,Bull,，,1972,），是指暂时切入冲积扇内的河道充填沉积物：典型的扇根河道直而深，逐渐变浅，大多为辫状河道。,四、筛积物,当洪水携带的沉积物缺少细粒物质（粉砂和泥）时，便形成由砾石组成的沉积体，形成具双众数粒度分布特征的砂砾石沉积物。,筛积物,筛积物,河道沉积,筛积物,河道沉积,片汜沉积,苏格兰老红砂岩冲积扇沉积物中的四种砾石相（据,Dluck,，,1967,）,a,一泥石流沉积的副砾岩；,b,一片流沉积的砾岩；,c,一水道沉积的槽状文错层理砂砾岩；,d,一水道沉积砾岩,泥石流副砾岩,片流砾岩,水道槽状砂砾岩,水道砾岩,第三节,冲积扇的沉积环境及其沉积序列,一、沉积环境,一）扇根,扇根分布在邻近冲积扇顶部地带的断崖处，其特点是沉积坡角最大，并发育有单一的,2,3,个直而深的主河道，其沉积物由分选差的、无结构的大小混杂砾岩或具叠瓦状的砾岩、砂砾岩所组成。由于,流速衰减,而形成的,逆变层理,。,二）扇中,以具有中到较低的沉积坡度和发育辫状河道为特征。,三）扇端,以片汜沉积的砂岩和粘土沉积为主。,C,D,A,B,二、垂向沉积序列,一）正旋回冲积扇层序形成过程及特点,二）分布规律,三）主要影响因素,向上变粗变厚的大层序是由于物源区周期性抬升或盆地沉降，从而引起河流返老还童，冲积扇向盆地进积，使近源粗粒沉积相向扇缘迁移并盖在远源细粒沉积相之上所形成；即：,周期性物源区上升或盆地沉降形成的向上变粗变厚,大层序；,如果在,物源区抬升或盆地沉降过程中速度减缓或出现短期停顿,，在向上变粗变厚的层序之上将随着物源区变缓或被夷平将产生一个向上变细变薄的层序，这时可形成对称的或近于对称的旋回；,简单的向上变细变薄的层序，往往是由于断层活动引起断崖后退及剥蚀区逐渐夷平所产生。,得克萨斯州范霍恩,湿地扇沉积,A-,扇根，其中巨砾直径可达,1m,，砾石是主要组分；,B-,扇中，砾岩和交错层理含砾砂岩互层；,C-,扇端，具板状、槽状交错层理的砂岩。,扇根,扇中,扇端,构造演化阶段所造成的理想冲积扇层序,a,大规模的向上变粗的层序是由于持续断裂和冲积扇的进积所致（,1,3,阶段）；,b,大规模的向上变细层序是由于物源区陡崖的后退和地形高差的下降所引起（,4,5,阶段）或扇体的侧向移动或迁移；,c,、,d,小规模的向上变粗的旋回单个扇朵叶的进积所产生；,e,小规模的向上变细的旋回则随着辫状河道的充填与砂坝的迁移而形成。,第四节 冲积扇沉积的鉴别,声波时差剖面粗粒碎屑层理混乱,/,角度相交于细粒沉积,岩石,依不同的形成方式，可粗略分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。,火成岩,火山岩,流纹岩,；,粗面岩,；,响岩,；,英安岩,；,安山岩,；,粗安岩,；,玄武岩,浅成岩,斑岩,；,霏细岩,；,细晶岩,；,伟晶岩,；,玢岩,；,粒玄岩,；,煌斑岩,深成岩,花岗岩,；,正长岩,；,二长岩,；,花岗闪长岩,；,闪长岩,；,辉长岩,；,斜长岩,；,橄榄岩,；,辉石岩,；,角闪石岩,；,蛇纹岩,；,蛇纹大理岩,；,碳酸岩,沉积岩,碎屑岩,碎屑岩,；,砾岩,；,角砾岩,；,砂岩,(,又分为,长石砂岩,、,杂砂岩,),；,泥岩,；,页岩,；,板岩,火山碎屑岩,集块岩,；,凝灰岩,生物岩,石灰岩,；,燧石,；,硅藻土,；,叠层岩,；,煤炭,；,油页岩,化学岩,石灰岩,；,白云岩,；,燧石,变质岩,接触变质岩,角页岩,；,大理岩,；,石英岩,；,硅卡岩,；,云英岩,区域变质岩,千枚岩,；,片岩,；,片麻岩,；,混合岩,；,角闪岩,；,麻粒岩,；,榴辉岩,动力变质岩,糜棱岩,正常砾岩,