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沉积学及古地理学论述题

2021-04-18 来源:步旅网


三、 论述题(任选4题,每题10分,共40分)

1. 曲流河沉积的垂向序列基本特征及其与辫状河沉积的区别。

2. 论述退积型淡水碎屑湖泊的沉积序列特征。

3. 简述进积型河控三角洲的沉积序列的主要特征。

4. 论述浊积岩鲍马序列特征及其流体动力机制。

5. 简述无障壁陆源碎屑海岸(滨海)环境的亚环境划分及其特征。

6. 简述碳酸盐岩的横向沉积相模式特征。

4.试述浊流沉积的形成环境及沉积特征。

5.试述三角洲的类型及其沉积特征。

6.试对比曲流河和辩状河沉积特征的异同。

二、 简述题(任选2小题,每题10,共20)

1. 阐述水平层理和平行层理的特征和各自的形成条件。

水平层理是细粒沉积物的层理类型,由彼此平行的纹层组成,纹层呈水平状,厚度1-2mm,纹层可因粒度变化和有机质含量不同或颜色差别而显示出来,是低能或静水环境

的标志之一。分布环境主要为湖泊、河滩、潮坪、泻湖、浅海、半深海、浊流等。

平行层理是由强水动力条件下形成的相互平行的、水平或近水平的、由中粗砂岩、砾岩组成的层理,一般认为是在水流能力比形成大型交错层理更强的高流态条件下的平坦底床上形成的,其特点是颗粒粗,伴生剥离线理,与大型交错层理共生。形成环境主要为河流、海滩、浊流等环境。

2. 什么是雷诺数?按流动状态,流体的分类?

雷诺数:是无量纲数,表示流体的流动状态;是判别层流和紊流的定量准则;Re=贯性力粘滞力=Vdρμ=Vdυ。层流:Re<2320(明渠条件下Re<500),缓慢的流动,流体质点作有条不紊的平行的线状运动,彼此不相掺混。临界流:Re=2320(明渠条件下Re=500),流动状态介于层流与紊流的转换点,其对应的是临界流速(VK)。紊流:Re>2320(明渠条件下Re>500),充满了游涡的急湍的流动,流体质点的运动轨迹极不规则,有纵向运动,其流速大小和流动方向随时间而变化,彼此相互掺混。

3. 简述碎屑颗粒在牵引流介质中的搬运方式及其特征。

搬运方式的划分,按载荷方式,颗粒在牵引流中以床沙载荷和悬移载荷方式。

床沙载荷:指颗粒在流体下部(在床面上)作滚动、滑动和跳跃状态被搬运。有两群颗粒,较粗的颗粒(砾、较粗砂)在水床面上呈滑动或滚动搬运(基本上不离开床面);较细的颗粒(较细砂、粉砂)呈跳跃搬运(只离床面(2-3)d(粒径)高度以内的颗粒)。悬移载荷:细小颗粒不与床面接触,在流体上部,总是呈悬浮状态被搬运。

搬运方式的划分,按颗粒与流体的力学关系,有3种搬运方式:滚动、跳跃、悬浮。A.滚动搬运:颗粒停留在床面上,水力作用于颗粒向上游的一面,因为底部有摩擦阻力,所以作用于其顶部的流水比其下部的流水速度更快,推力更大,故颗粒趋向于滚动。B.跳跃搬运:碎屑颗粒顺流一边跳跃一边向前(时沉时浮),称跳跃搬运。引起颗粒跳跃的条件是:①底部不平,使颗粒碰撞底部障碍物或其它颗粒而激发的向上弹跳力;②主要由流速引起的顺流推力;③水流引起的上举力(浮力)。C.悬浮搬运:颗粒(细粒)被水流带起,在长期内很难下沉(低能、静水),呈悬浮状态搬运。

三、 论述题(任选3小题,,每题15分,共45分)

1. 论述曲流河沉积的垂向沉积相模式及其主要特征。

河床沉积(河道滞留沉积):由粗砾岩和底部河床滞留砾岩组成。可发育平行层理。

边滩沉积:是河床侧向迁移作用的产物。在边滩下部(靠近河心),沉积较粗的颗粒(以砂粒为主);上部离河心较远,沉积较细物质。层理主要以大中型槽状交错层理和板状交错层理为主,在较细的沉积物中出现各种中型交错层理。一般自下而上由大型交错层理逐渐变为小型交错层理。

河漫滩沉积:主要是泥岩、粉砂岩以及薄层泥质灰岩。层理一般不发育或水平层理。在气候干燥地区,可见泥裂、钙质结核;在潮湿条件下,可发育沼泽,形成泥炭或煤层。

A.以陆源碎屑岩为主。从下到上依次为砾岩、砂岩和泥岩。岩性变化频繁,极不稳定,上部偶见薄层泥质灰岩。

B.沉积构造向上变小,交错层理类型由大型变到小型,向上逐渐出现波状交错层理和爬升波状层理,夹有水平层理,发育泥裂、雨痕等。

C.有泥炭和煤,常见植物化石和植物根,少量淡水软体动物,如腹足类和双壳类等。

2. 简述进积型河控三角洲沉积序列及其主要特征。

进积型河控三角洲的形成是不断地从陆地向海盆方向推进,形成总体向上变粗(的反旋回)沉积序列:

主体是:三角洲平原的较粗粒分支流河道沉积和细粒的沼泽沉积;三角洲前缘沙和粉沙沉积;前三角洲泥。现自下而上描述如下:

第6层:泥岩、粉砂岩、细砂岩互层,夹炭质泥岩或煤层。块状层理、水平层理和透镜状层理。含大量植根和植屑化石,属沼泽沉积。

第5层:槽状和板状交错层理砂岩。含炭化植茎和泥砾,为分支流河道沉积。

第4层:生物扰动构造发育的泥岩和泥质粉砂岩。透镜状层理,含半咸水生物化石和介壳碎屑,属分支间湾沉积。

第3层:由较纯净的砂岩和粉砂岩组成。楔状交错层理、波状交错层理、浪成波痕、水流波痕。含丰富的生物碎屑,属分流河口沙坝沉积。

第2层:泥岩、粉砂岩、极细砂岩互层。水平层理、波状交错层理、潜穴、生物扰动构造。含植屑和炭屑,为远沙坝沉积。

第1层:暗色水平层理和块状层理的泥岩和粉砂质泥岩。生物扰动构造,含化石少,属前三角洲沉积。其下伏地层为正常浅海的大陆架泥岩沉积,含较多海生生物化石,并具有强烈的生物扰动构造。

3. 简述无障壁陆源碎屑海岸(滨海)环境的亚环境划分及其特征。

(1)海岸砂丘:指海平面之上的海滩砂经风的改造作用而形成的沙丘带,位于特大风暴潮以上,基本是风成作用。

沉积物(成分、结构):成分单一,主要由石英组成,缺乏泥级物质和生物化石。石英砂分选极好,以细到中砂为主。石英砂表面常发育因颗粒撞击而形成的碟形坑,表面多呈毛玻璃状。

海岸砂丘是海滩砂经风的改造而成,所以分选好,圆度高,中粒砂数量增加,重矿物相对集中。

沉积构造:风成砂丘大型槽状交错层理。砂丘内部常有大量弯曲的侵蚀面。沙丘之间常有植被生长,植物腐烂后可形成泥碳层和根系层的透镜状夹层。

(2)后滨:海岸沙丘带下界与平均高潮线之间,特大风暴和异常高潮时才能被水淹没,受到波浪和弱水流的作用。

沉积物:主要是砂,常有生物介壳,有时可以由风暴浪带来大量介壳堆积形成介壳层。在浅的洼地中可发育纹层泥和藻席。由于蒸发作用,可发育盐壳。沉积物中常发育动物潜穴和足迹,但一般不易保存下来。主要发育水平层理、块状层理和小型交错层理。常发育

有海滩砂脊和海沼砂岭。

(3)前滨:平均高潮线与平均低潮线之间。是海滩下部逐渐向海倾斜的平缓斜坡地带。前滨带的发育与海岸地形和潮汐作用有关。前滨带以波浪的冲洗作用为特征,沉积物主要是纯净的中、粗石英砂,有时有丰富的生物碎片,重矿物可局部富集。沉积物分选和磨圆极好。平行层理和冲洗交错层理。海滩沉积中常见的四种交错层理。常发育对称或不对称浪成波浪、逆行砂丘和暴露构造。生物化石贫乏,多见生物碎片。生物潜穴和扰动构造发育,一般为垂直潜穴和U形潜穴。

(4)临滨:平均低潮线与正常浪基面之间,总是在水下。主要是砂质沉积。与前滨相比,也存在一个或多个与海岸线平行的不对称沿岸砂坝。上部以大型楔状或板状交错层理为主,下部为以水平层理为主。沉积颗粒变细,生物扰动程度增强。向下逐渐过渡为过渡带的细粒沉积。

4. 简述威尔逊碳酸盐岩的横向沉积相模式的相带划分及其沉积条件。

1、盆地:氧化界面以下—200m,低能静水条件,滞流缺氧和过咸化,暗色薄层粉砂岩,页岩,泥晶灰岩,硅质岩,薄层石膏层,浮游生物残骸。水平层理、韵律层理、块状层理。不利于底栖生物生长,浮游生物为主,不利于碳酸盐的形成。

2、陆棚:氧化界面—最大浪基面,正常浅海(内陆棚),开阔低能,几十米-100m,沉积作用相当均匀:粉屑灰岩,粒泥灰岩,灰泥岩。水平层理,小型交错层理少量风暴影响,生物丰富,保存完整,远源风暴岩。

3、深陆棚边缘:碳酸盐台地斜坡脚,斜坡末端,最大浪基面—正常浪基面,低能,来

自远洋浮游生物及相邻的碳酸盐台地的细物质组成。水平层理,小型交错层理。有风暴影响,生物丰富,保存完整,近源风暴岩。

4、台地前斜坡:深水陆棚边缘与台地的过渡地带,斜坡,角度可达30度。从浪基面之上到平均低潮线之下。生物十分丰富,发育有广海生物,但保存多不完整。生物碎屑灰岩,角砾灰岩,礁前塌积角砾灰岩。块状层理,变形层理,滑塌构造。

5、台地边缘生物礁:从浪基面之上到平均低潮线左右,高能条件,下斜坡碳酸盐泥和生物碎屑沉积,有生物碎屑的圆丘礁缓坡和生物骨架建筑的礁环,块状层理。

6、台地边缘浅滩:从浪基面之上到平均低潮线左右,高能条件。盐度正常,海水循环良好,氧气充足。主要是碳酸盐砂,呈砂洲、海滩、扇状或带状的滨外坝。亮晶砂屑灰岩。交错层理,平行层理。但由于底质常变动,因此不利于海洋生物生活。

7、开阔台地:台地边缘的海峡、泻湖及海湾,潮下带为主(台地上的平均低潮线与浪基面一带)。水几米到几十米。但处于较低能状态,盐度近于正常或略偏高。海水循环中等适合各种生物生长,但无窄盐度生物。沉积物中含有相当数量的灰泥,结构变化不大。含完整贝壳泥灰岩,生屑粒泥灰岩,柱状叠层石灰岩等。水平层理,小型交错层理。白云岩化明显。

8、局限台地相:泻湖相,潮间带为主。海水循环受到限制,海水一般比较浅,盐度变化较大,淡化和咸化均有。潮间坪和泻湖中为灰泥、白云岩,藻席灰岩(白云岩)。粗沉积物出现在潮汐水道或海滩上。淡水和海洋植物均有发育。化石均很少。沉积物的成岩变化显著。发育纹理、鸟眼、藻叠层石,交错层理。可暴露于水面上,氧化和还原环境均可产生。白云岩化。

9、台地蒸发岩:潮上带为主,在特大高潮或特大风暴时才被海水淹没。水动力弱,强氧化条件,白云岩、石膏、硬石膏,它们常与红层共生。陆源碎屑极为普遍,主要为风成及红层沉积。原地生长的生物很少。发育纹理、泥裂、藻叠层、同生及成岩变形构造(结核、肠状构造等)。干热地区的潮上盐沼或萨布哈沉积是该相的典型代表。

二、 简述题(任选2小题,每题10,共20)

1. 阐述脉状层理和透镜状层理的特征和各自的形成条件。

2. 简述深海粘土与深海软泥的概念及其意义。

3. 什么是福劳德数?按流动强度,流体的分类?

三、 论述题(任选3题,每题15分,共45分)

1. 简述曲流河沉积与辫状河沉积的主要区别。

2. 论述浊积岩鲍马序列特征及其流体动力机制。

3. 简述无障壁陆源碎屑海岸(滨海)环境的亚环境划分及其特征。

4. 简述生物礁的相带划分及其主要沉积特征。

二、 简述题(任选3题,每题20分,共计60分)

1. 简述层理的主要类型及其环境意义。

2. 试述曲流河(蛇曲河)的微相划分及其沉积特征。

3. 简述进积型无障壁砂质海岸沉积序列特征。

4. 简述被动大陆边缘的沉积作用特征。

二、 简述题(任选3题,每题20分,共计60分)

1. 简述层理的主要类型及其环境意义。

层理构造主要类型包括:

(1)交错层理:是由一系列与层理面斜交的内部纹层所组成的沉积单位,它主要分布于碎屑岩和颗粒碳酸盐岩中,它是在介质能量较强的情况下形成的,在河流、三角洲、滨海等环境中均常见。

(2)爬升波痕层理:是由水流波痕或波浪波痕的迁移而产生的,由向上生长的一系列相互叠覆的波痕层理组成。其形成条件是悬浮沉积物丰富,使波痕不仅向前迁移,而且向上叠覆形成一个相互叠覆的波痕序列。爬升波痕层理的形成环境主要为浊流。

(3)递变层理:也称为粒序层理,它是以粒度递变为特征的沉积单位。递变层内除了粒度递变之外,一般无任何层理。常见于浊流环境中,在潮坪、河滩、三角洲、陆棚等处亦可见零星分布。

(4)平行层理:是由强水动力条件下形成的纹层相互平行的并由中粗砂、砾组成的层理,是在水流的搬运能力比形成大型交错层理更强的高流态条件下的平坦底床上形成的。

主要形成于河流、海滩、浊流环境。

(5)水平层理:是细粒沉积物(粉砂、泥)中主要的层理类型,由彼此平行的呈水平状的纹层组成,纹层厚度1-2mm,纹层可因粒度变化和有机质含量不同或颜色差别而显示出来,是低能或静水环境的标志之一。主要见于湖泊、河滩、潮坪、澙湖、浅海、半深海、浊流等环境。

(6)块状层理:又称均匀层理,是肉眼甚至借助仪器也辨认不出层内纹理的沉积层,在砾岩、砂岩和泥质岩中都有分布。均匀层理的成因包括:快速堆积无分选成因,如洪水、浊流、液流沉积形成;静水和深水环境成因,如深海泥岩;生物扰动成因使原始层理被彻底改造。

(7)脉状层理、波状层理和透镜状层理:这三种层理经常共生,是在有泥、砂供应,水动力条件强弱交替的情况下形成的。主要发育于潮汐环境中,在湖滨、三角洲前缘、河流等环境中也可见到。

(8)砂泥互层水平层理:水平的砂质层和泥质层相间重复出现,砂泥质层单层厚度数毫米至数厘米,等厚或不等厚,形成的动力条件比波状层理弱,主要见于潮汐、三角洲、湖泊等环境。

(9)韵律层理:在砂泥互层的水平层理中由不同颜色、不同成分、不同粒度的单层在厚度较薄时(小于4-5mm)所形成的纹层状互层,称为韵律层理,由潮汐变化、季节变化、气候变化、冰川作用等形成。

2. 试述曲流河(蛇曲河)的微相划分及其沉积特征。

(1)河道沉积:包括河床沉积和边滩沉积。

A.河床沉积:由粗砾岩和底部河床滞留砾岩组成,砾石呈叠瓦状定向排列,最大扁平面倾向河流上游,砾石成分一般较复杂;以粗砾岩和含砾粗砂岩为主,中细粒砂岩较少;向上颗粒逐渐变细过渡为边滩沉积。呈透镜状产出,底界与下伏地层之间为一个明显的侵蚀面。

B.边滩沉积:下部(靠近河心),沉积较粗的颗粒(以砂粒为主);上部离河心较远,沉积较细物质。成分成熟度较低(岩屑砂岩和长石砂岩为主)。粒度变化范围很大,可以由分选不好的砂、粉砂和泥等混合而成。层理非常发育,主要以大中型槽状交错层理和板状交错层理为主,在较细的沉积物中也常出现各种中型交错层理。在垂向上,一般自下而上由大型交错层理逐渐变为小型交错层理。

(2)河漫滩沉积

沉积的岩石有泥岩、粉砂岩以及薄层泥质灰岩。层理一般不发育,有时见水平层理。在气候干燥地区,可见泥裂构造和钙质及铁质结核。在潮湿条件下,植物生长茂盛,进一步可发展成沼泽,形成大量有机物质堆积,甚至出现泥岩或煤层。

(3)堤岸沉积包括天然堤和决口扇沉积。

A. 天然堤沉积物质比边滩细,主要是粉砂岩和泥岩,二者常呈薄互层,其中粉砂岩层一般厚几十厘米,泥岩层从几厘米到几十厘米。

B. 决口扇是是一种舌状沙体,呈透镜状,厚度不大,从十几厘米到几米,由细砂和部

分粉砂级物质组成。此外尚见各种小型交错层理,常见冲刷构造以及植物或其它生物化石。

(4)牛轭湖沉积平面上牛轭形,沉积物小范围分布。主要是洪水期带来的细粒物质,如粉砂和泥质等。

3. 简述进积型无障壁砂质海岸沉积序列特征。

一个完整进积型无障壁砂质海岸沉积序列,自下而上包括过渡带、临滨、前滨、后滨和海岸沙丘。

(1)过渡带沉积

为泥质粉砂到细砂沉积,生物扰动强烈,潜穴发育,致使原生层理遭受破坏。生物扰动很强烈时,可形成均匀层理。

(2)临滨沉积

临滨沉积物主要由细砂组成,以水平层理和波状交错层理和大型楔状交错层理为特征。生物扰动程度自上而下逐渐加强。

(3)前滨沉积

沉积物的粒度较临滨沉积为粗,主要为中细粒砂岩,以冲洗交错层理的普遍发育为主要特征,有时亦可见波状交错层理和平行层理等,发育不对称的浪成波痕、菱形波痕、削顶波痕、双脊波痕以及细流痕等。

(4)后滨沉积

以水平层理为主,局部见小型板状和槽状交错层理。沉积物主要由细砂组成,有时亦可见到介壳夹层。

(5)海岸沙丘沉积

沉积物主要由分选好和圆球度高的中、细粒砂组成。发育特征的风成交错层理。有时因植物根系破坏而显示块状层理,常见植物根痕。

4. 简述被动大陆边缘的沉积作用特征。

被动大陆边缘是构造上长期处于相对稳定状态的大陆边缘。它缺失海沟俯冲带,位于板块的内部,被动地随着板块而移动,故无强烈的地震、火山和造山运动。

被动大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆麓组成。

陆架上,在不同环境可接受陆源沉积(特别是三角洲沉积)或含丰富生物碎屑碳酸盐岩沉积。生物碎屑碳酸盐岩沉积主要见于热带和温带;寒带海域不利于碳酸盐岩的沉积,而是硅藻土较为常见。陆架上还有少量自生矿物沉积,如海绿石、磷钙石等。由于陆架多处于波浪、潮流活动的高能环境,故以砂质沉积多见。

陆坡上,与陆源沉积作用有关的营力主要有:①浊流,大部分浊流沉积沿海底峡谷被带过大陆坡,输往大陆麓,可能有部分浊流沉积停留在陆坡上;②滑塌和滑坡,其发生常与斜坡过陡或沉积物堆积过快有关,也可能受到风暴浪、海啸、地震、火山等触发而引起。

陆麓上,除浊流、滑塌和滑坡带来大量沉积物外,等深流也相当活跃。等深流具连续作用性质,常沿大陆麓活动。等深流可搬运粘土和粉砂,偶而还有细砂,也可以把携带的沉积物搬运至另一地区停积下来。这样,陆麓上既有浊流和滑塌沉积,也包含分选良好的细粒的等深流沉积。向大洋一侧,逐渐过渡为深海平原。

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