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2024年6月29日发(作者：for函数和while函数)
第五篇 碎屑岩和碳酸盐岩沉积相
第十六章 沉积相概念及综合分类
第一节 沉积相概念
一、沉积相概念及相序定律
1、 沉积相的概念
相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引人地质文献，并认为相是在一
定地质时期内地表某一部分的全貌，但是，真正在沉积学领域赋予沉积相概念的还是瑞士地
质学家格列斯利（Gress1y，1838）。他认为：“相是沉积物变化的总和、它表现为这种或那种
岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和引用，同时，
也成为重要的争论议题。
二十世纪初至近几十年来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发展而广为流行，对
相的概念的理解也随之形成了不同的观点和学派。一派认为相是地层的概念，把相简单地看
作“地层的横向变化”；另一派把相理解为环境的同义语，认为相即环境；还有一派认为相是
岩石特征和古生物特征的总和。
塞利（Selly，1970）提出，应该从①沉积岩体几何形态、②岩石学特征、③古生物特征、
④沉积物构造特征和⑤古流向特征来限定相或沉积相。鲁欣（1953）将相定义为“相就是能
表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成条件的物质表
现。”
油气田勘探及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展。促进了相的研究，使人们对相这一概
念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个
方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。
鉴于上述，本教材把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。
这里所指的沉积环境系由下述一系列环境条件（要素）所组成：①自然地理条件，包括海、
陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；②气候条件，包括气候的冷、热、
干旱、潮湿；③构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；④沉积介质的物理
条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水
介质的温度和深度；⑤介质的地球化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）
以及介质的含盐度。上述条件的综合即为沉积环境。
我们所指的沉积岩特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类
型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征。沉积岩特征的这些要
素是相应各种环境条件的物质记录，通常也称相标志。
综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表
现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果，这就是相
的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。
与相的概念同时存在的还有沉积相、岩相等这些流行的术语。我们认为，在沉积学中，
相就是沉积相，二者是同义语。岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相
的主要组成部分。岩相和沉积相是从属关系而不是同义关系，为了突出沉积环境中的古地理
条件和沉积物特征中的岩性特征，通常把“岩相”和“古地理”这两个术语联系在一起，“古
地理”和“岩相”，以表示沉积相中最重要和最本质的内容。
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2、相序定律
相序是指从一种相逐渐过渡到另外一种相的一系列相关系或相的有序组合。相序定律，
也称之为沃尔索相律（wa1ther，1894），是指 “只有那些没有间断的，现在能看到的相互邻
接的相和相区，才能重叠在一起”。换句话说，只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的
相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断（图16-1）。这个相序定律指出，在整个垂向沉
积层序中产出的相，是在横向相邻的沉积环境中形成的，同时，垂向接触的相必须是地理上
相邻环境的产物，并且垂向序列中没有明显的间断。显然，相序定律为人们利用现代沉积环
境特征去研究古代沉积物垂向序列提供了良好的比较沉积学基本原理。
图16-1 沃尔索相律示意图
以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据，从大量的研究实
例中，对沉积相的发育和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形
式，称为“相模式”。相模式和相标志是恢复和再现古代沉积环境的两个重要手段和钥匙。
沉积模式或相模式就是根据现代沉积环境及古代沉积相研究，对于古代沉积作用机理所
作出的一种成因解释模型。沃克（Walker，1976）认为，沉积模式就是“删去其地方性的细
节，而保留其纯粹本质的东西”。所以，沉积模式就是对沉积环境及其沉积产物、沉积过程的
高度概括，它应具有广泛的概括性和代表性。沃克（Walker，1976）认为，标准相模式应起
到以下四个方面的作用：
（1）从比较的目的来说，它必须起到一个标准的作用；
（2）对于进一步观察来说，它必须起到提纲和指南的作用；
（3）对于新的研究地区来说，它必须起到预测的作用；
（4）对于所代表的环境或系统的水力学解释来说，它必须起一个基础的作用。
可以采用不同的表示方法来说明沉积相模式（Reading，H.G，1978）：
（1）直观模式（visual models）：以简化的图式直观地表现出沉积环境、沉积作用过
程和最终沉积产物之间的复杂关系。
（2）实际模式（actual models）：以现代具有代表性的地区或古代沉积岩层的相序为
基础而建立的模式。
（3）动态模式（dynamic models）：能表示形成特征沉积体的沉积作用全过程的沉积模
式，例如曲流河点砂坝向上变细序列模式。
（4）静态模式（static models）：表示在一个特定时间的沉积层内沉积环境特征和沉
积物的相变规律，用该模式能预测物源区位置和古沉积环境。
（5）比拟实验模式（scaled experimental models）：以模拟实验获得的沉积特征为基
础而制作的沉积模式。
（6）数学模式（mathematical models）：以数学方法模拟复杂的地质作用过程的模式。
二、沉积相序研究方法
通过研究岩性、沉积构造序列及其它相标志，将复杂地层序列简化为能够反映沉积物沉
积规律的简单形式，即沉积相模式，这对于沉积环境分析和古地理恢复均是十分有意义的。
通常，建立沉积相模式的方法是对地层剖面中的各种沉积相标志及其组合进行归纳总结，逻
辑性确定出一种简化的沉积序列。然而，由于不同学者思维方式和观察侧重点的差异，有时
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