Question

地层的沉积作用

Answer 1

沉积作用分为物理的、化学的、生物的三种。从地层的形成方式来看，沉积作用可以归结为垂向加积作用和侧向加积作用两种最基本的方式。

1.垂向加积作用

垂向加积是指沉积物在地球重力场作用下从沉积介质中自上而下的堆积过程，它是以沉积物“雨”降落方式堆积沉积物的。因此，沉积层是垂向上加积的，这种沉积方式即形成所谓“千层糕式”的地层形式，地层的叠覆原理就是在这种理论的基础上建立起来的。大洋环境、深海、大型湖盆、封闭海盆、潟湖和爆发型火山沉积区是垂向加积作用的主要场所；浊积岩、风暴岩、洪泛岩等序列中的背景沉积、宇宙尘堆积、风成黄土等都是垂向加积的标志性地层记录。垂向加积作用所形成的地层具有以下特征：①未经构造变动和未发生倒转的地层序列，在任何时空尺度上总是上新下老；②连续延伸的岩层界面必然是等时面，主要由沉积速率、气候条件、物源类型、物理条件、化学条件等变化，导致沉积物成分、结构、构造和颜色等特征的变化，故岩石地层单位穿时普遍性原理不适用于垂向加积作用为主的地层；③地层的相变不服从瓦尔特相律，而服从其具体沉积作用的特有规律或具随机性，例如与界线粘土层相关的地层记录。

2.侧向加积作用

侧向加积作用是指沉积物在搬运营力作用下，沿搬运方向的堆积推移过程，它所形成的原始沉积层是斜列的，即等时面是倾斜的，常见的如曲流河道迁移过程中边滩向凸岸方向加积（图10-7A）、三角洲前缘向海方向的加积、砂坝向海推进过程中向海方向的加积（图10-7B）以及滨岸沉积在海平面上升时形成的向岸方向的加积，生物建隆在它的筑积速度和海平面上升幅度均衡时以垂向加积为主，而当海平面上升幅度小于筑积速度时就会出现侧向加积（图10-8）。由侧向加积作用形成的地层记录具有如下特征：①未经构造变动和未发生例转的地层序列，其沉积层是原始倾斜的，即其等时面是原始倾斜的；②在广大范围内连续延伸的相同属性岩层或岩性界面，其穿时性是绝对的，等时性是相对的；③地层的相变符合瓦尔特相律。

图10-7 曲流河侧向迁移形成的侧向加积（A）和障壁砂坝向海推进形成的前积（B）

（A据Davis，1983；B据H.A.Bernard等，1962，转引自杜远生、陈林洲，1994）

3.海进、海退与地层的形成

海进、海退是地层形成的重要动力过程，不同地史时期，不同环境条件形成了各具特色的记录（图10-9），其重要特征是若地层层序连续，相序必然连续，相的时空结构服从瓦尔特相律，但其相同属性的岩相界面在斜交和垂直海岸线方向上必定是穿时的，如我国华北地台南部河南、河北一带早古生代的三山子组白云岩就是典型的穿时岩石地层单位。

图10-8 生物建隆（礁）的垂向加积（A）和侧向加积（B、C）示意图

（据Langman，1981，转引自杜远生、陈林洲，1994）

图10-9 海进超覆（A）及海退退覆（B）与地层相变关系

（据王鸿祯、刘本培，1980）