(二)次深海及深海环境沉积特征及识别标志
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发布时间：2022-05-09 23:36
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时间：2023-10-13 14:56
1.次深海环境沉积物特征
（1）灰色、灰绿色、紫红色等各种颜色的薄层软泥沉积物，包括陆源粉砂质泥岩，泥质粉砂岩，碳酸盐灰泥和硅泥质软泥等，可含石英、长石等陆源碎屑物质。各类软泥沉积物多为悬浮沉积物。由于沉积水体位于氧化还原界面之下，因此，沉积了还原环境下的黄铁矿、菱铁矿和鲕绿泥石等自生矿物。沉积物类型总体以硅灰泥质沉积建造为主。
（2）半深海环境沉积水动力较弱，沉积速率低，因此，沉积构造以中薄层状构造和水平层理或水平纹层理构造为主，有时也发育沙纹层理构造。在*斜坡的中上部，有时发育滑塌角砾构造，在*斜坡的中下部，有时发育滑塌变形层理构造，如包卷层理等。
（3）沉积物中生物化石一般不发育，局部可见分异度低，但丰度高的小个体浮游型生物化石，如放射虫、海绵骨针、有孔虫等。在*斜坡上有时可见均分潜迹等遗迹化石。
（4）除了正常的低能相硅-灰-泥质沉积建造之外，*斜坡环境沉积的最大特征就是发育滑塌沉积岩组合、海底峡谷浊积岩沉积组合和等深流沉积组合。其中海底峡谷及其浊流沉积可以横跨半深海和深海环境，沉积物分布面积巨大，理论研究和油气勘探意义重大。
（5）滑塌沉积是识别与判断*斜坡环境最直接也是最有效的手段之一。形成滑塌沉积的最主要因素是*斜坡的地形坡度大小，主要的地质营力是重力作用。当堆积在较陡的*斜坡上的不稳定的沉积物超过静止角和黏滞力时，沉积物就会在自身重力作用的影响下，向斜坡的下方移动甚至是滑动。斜坡上方的沉积物越重（越厚），斜坡地形越陡，沉积物表层的滑动速度越快。由于沉积物表层和底层的滑移速度的差异，沉积物形态会出现最初的沉积物整体位移-中期的沉积物内部塑性流动变形-后期的沉积物脆性滑塌，最终形成滑塌变形包卷构造和滑塌角砾状构造。在平面展布上，*斜坡中上部易形成滑塌角砾状构造沉积，中下部易形成滑塌变形构造沉积。
（6）等深流沉积（等深积岩，contourites）最早是由 Heezen等（1966）对北大西洋陆隆沉积物研究后提出的，是指由于地球旋转因素，在*斜坡坡脚或陆隆地区发育的一种水循环底流，这种底流平行于斜坡坡脚的等深线，流速较为稳定，但多为低速状态，流速大约为20cm/s。等深流沉积的性质是牵引流沉积，因此它与浊流沉积有本质区别。
通过对现代北大西洋陆隆等深积岩和我国*聂拉木地区上侏罗统维美组中的等深积岩的深入研究，可以总结出等深积岩的沉积特征及判别标志主要有：①地理位置一定是位于*斜坡坡脚或陆隆地带；②沉积物水动力条件比周边低能环境稍强，尤其是发育小型沙纹层理；③沉积物岩性以粉砂岩为主，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩次之，粉砂岩呈小的透镜体产出；④粉砂岩成分成熟度和结构成熟度较高，颗粒分选性和磨圆度良好，杂基含量低于10%；⑤粉砂岩单层厚度小于5cm，发育的沙纹层理单个层系厚度为1～3cm。
2.深海环境沉积物特征
（1）深海始终处于一种欠补偿沉积环境，沉积速率非常缓慢，沉积水动力能量非常低，因此，深海沉积物总厚度和单层厚度往往都很薄，以薄层、极薄层为主。
（2）深海沉积物岩性主要为深海软泥和铁锰结核，深海软泥的岩石类型包括：红色软泥、放射虫软泥、包球虫碳酸盐软泥和硅藻软泥等。其中含包球虫的碳酸盐软泥一般分布于1500～2000m海水深度范围，海洋水体再深的话，包球虫生物，以及碳酸盐软泥会逐渐被海水溶蚀分解掉。
（3）铁锰结核是深海环境分布最广的沉积物类型之一。因为在深海沉积环境中，沉积物中几乎所有的可溶性物质均被海水溶解和分解掉，只剩下代表还原环境的氧化铁和氧化锰结核。据统计，现代太平洋海底近10%的地方都被氧化铁和氧化锰结核所覆盖。其中氧化锰结核的形成速率非常缓慢，大约为1cm/Ma，说明深海沉积盆地处于欠补偿的极度饥饿状态。
（4）深海环境的生物化石稀少，仅发育小个体的浮游型包球虫、放射虫、海绵骨针和硅藻等，生物的分异度低，但生物丰度可以很高。
（5）深海环境沉积物除了远洋悬浮沉积物之外，还常见海底扇沉积，尤其是外扇或扇尾沉积物延伸进入深海平原，造成深海软泥沉积物中经常夹席状或毯状低密度浊流沉积物，分布面积巨大。这是深海平原最特殊的沉积物之一。
3.深水浊积岩及识别标志
1）概况
浊积岩（turbidite）是由浊流作用形成的沉积物，代表在特殊环境下形成的一套沉积物组合，常以砂泥岩互层产出为特征，具有特殊的沉积结构和构造。浊流及浊积岩是半深海和深海沉积环境判别标志之一。
浊流是一种重力流，也是一种密度流，是由于沉积物与上覆海水体之间有一定的密度差而产生的水体流动现象。鲍马（Bouma，1962）最早提出浊流的形成和运动方式分为滑动阶段、流动阶段和浊流阶段三个阶段。维赛尔（Weser，1978）则认为浊流的形成要有足够的水深和足够的地形坡度。绝大多数地质学家认为，浊流形成于深水环境，如美国加利福尼亚湾Neogeno浊积岩形成的水深在1500～1800m以下；Puerto Rico深海沟中的浊积岩形成于水深8200m处。形成浊流沉积的第二个必要条件是具有不稳定的斜坡。当然这个不稳定的斜坡的临界角是变化的，如美国密西西比河三角洲，当沉积物堆积达40m厚，就超过临界角1°，从而超过了它的剪切强度而滑到深海中；又如加利福尼亚湾的沉积物堆积在*坡上达到7°还是稳定的，所以沉积物的临界角是变化的，这种变化取决于颗粒的形态、大小和沉积速率。在一定的斜坡上，快速堆积的细粒沉积物比慢速堆积的粗粒沉积物更容易超过剪切强度。“有效的海退作用”是形成浊流沉积的第三个必要因素，有效的海退作用可由海平面的下降、构造运动、各种海岸地形的变化，以及快速的沉积作用等引起。由于海退，岸线向海方向推移，滨线移向原陆棚的外缘，陆棚外缘坡度大，容易使沉积物不稳定而滑到深水中去。形成浊流沉积第四个必要因素是触发浊流产生的事件，如地震、海啸、暴风浪等灾变事件的发生。
2）浊积岩类型及特征
浊积岩按形成环境可以划分为深水浊积岩、浅水浊积岩和湖泊浊积岩；按物质成分可以划分为陆源碎屑浊积岩、钙屑浊积岩和火山碎屑浊积岩。这里主要讨论自然界分布最广的深水环境下的陆源碎屑浊积岩。
陆源碎屑砂泥质浊积岩中的砂岩、粉砂岩的岩石类型常常是杂砂岩，陆源泥质杂基的含量一般超过15%，最高可达40%，杂砂岩的颗粒磨圆度和分选性较差，成分成熟度和结构成熟度均较低。经再沉积的浅水底栖生物化石（常位于细砂岩或粉砂岩中）与深水中的生物化石（常位于页岩、泥岩中）可相伴存在。浊积岩中常见的原生沉积构造，有流动形成的粒序层理、平行层理、沙纹层理、水平层理等；有滑塌、液化作用及泄水作用形成的变形构造，如包卷层理、重荷模、砂岩脉、砂火山和生物成因的生物遗迹构造。
在浊积岩正粒序砂岩中，一般都发育有不同的沉积构造组合——鲍马序列（图5-21）。沉积构造的组合中不出现大型的交错层理，不与暴露成因标志的构造（如干裂等）共生。完整的鲍马序列（图5-21a）由五个连续构造段组成，即A段（块状层理或粒序层理）-B段（平行层理）-C段（沙纹层理或包卷层理）-D段（水平层理）E段（泥岩或页岩层），详见第二章第三节。这一序列是鲍马根据许多剖面综合成的一个理想的“浊积岩相模式”，但在野外地质调查中，完整的鲍马序列是很少见的，鲍马推测浊积岩的各个段在平面上成舌状体展布，后一个舌状体比前一个范围更大。或者由于受到再一次浊流的侵蚀，第二次浊流发生在第一次浊流尾部沉积之前，这样就造成缺失底部或顶、底部都缺失的地层层序，亦或者A段与B段没有明显区别，D段不发育（图5-21b）。
图5-21 浊积岩中鲍马序列的构造划分
（据Boggs，2012）
浊流沉积砂岩的粒度分布特征，在粒度概率分布曲线上，直线具低斜率的密度流特征。在C-M图像上，直线平行于C-M基线，C值变化大，M值变化不大。
3）浊积岩识别标志
浊积岩识别标志主要有：①古地理位置分布于浅水陆棚沉积以外；②巨厚的、单调的砂泥质互层建造；③浅水生物（改造的）与深水远洋生物的交互；④单层稳定，几厘米厚的浊积岩单层可延伸数千至上万平方公里；⑤砂体中发育滑动及沉积物液化的证据-包卷层理、滑塌构造及重荷模等；⑥砂体底面通常发育高密度流动的侵蚀痕-槽模、沟模等；⑦存在正粒序层及鲍马层序；⑧注意寻找密度流沉积的反面特征，如簸选砂（席状砂）、浪成波痕（浅水波痕）、海滩岩、大型交错层理、泥裂构造（暴露标志）、根土岩、沼泽沉积等。当有上述这些浅水沉积标志时，就不会发育深水浊积岩。应该指出的是，并不是每一套浊积岩都包含上述所有的识别标志。
