工程地质：第四纪沉积物成因及类型

一般把第四纪地层称为“沉积物”或“沉积层”，例如河流“冲积物”或“冲积层”、“残积物”或“残积层”等。第四纪沉积物主要有陆相和海相两大类。

1.第四纪陆相沉积物

与前第四纪岩层相比，第四纪沉积物形成时间很短，或正处于形成之中，普遍成松散或半固结状态。第四纪陆相沉积物分布于起伏不平的地表，处于不同气候带，受到各种地质营力影响，故其成因复杂，岩性、岩相、厚度变化大。地面上（除陡崖地形外）虽然都覆盖有一层厚薄不等的第四纪连续沉积物，但通常它的厚度只有几米到几十米（甚至只有几厘米），只是在地壳下降区才达到几百米。第四纪大陆沉积的岩性，主要有碎屑沉积、有机沉积和化学沉积，另有少量火山堆积物。第四纪碎屑沉积按粒径分为：砾石、沙、粉沙和黏土4类。具体的分类详见《土力学与地基基础》教材。在第四纪陆相沉积物中，各种粒径的比例变化范围较大，常表现为沙砾层、砾质沙土、砾质黏土、含泥质碎石和碎石土块等混合碎屑层类型。第四纪有机沉积物按形成条件分为原地沉积和异地沉积两类，这两类有机沉积又都可分为：泥炭、有机质淤泥和有机质碎屑沉积。

关于第四纪沉积物的成因分类，E·D·桑泽尔分类方案目前被广为采用（见表 3.3）。E·D·桑泽尔方案中提出了成因类型和成因系列两个概念。他认为成因类型是“一组特殊风化剥蚀作用所产生的堆积物”。而“成因系列”则是成因类型的共生组合，这些成因类型在剖面上相互更替。

表3.3　第四纪沉积成因类型综合表

注：据《工程地质手册》第三版，1992 年。

由第四纪沉积成因分类表可以看出，第四纪沉积物大致可分为：残积物、坡积物、冲积物、洪积物、湖积物、化学沉积盐、风积土、有机质和泥炭沉积物、混合沉积物等几种类型。除风积土外，其他类型的沉积物的特征，在前面已作过介绍。现就风积土的特征进行描述。

风积土是在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土。风积土包括风成沙和风成黄土。风成沙具有以下特征：分选良好，是陆相沉积中分选最好的一种，颗粒的粒径主要集中在 0.01～0.5 mm；矿物成分以石英为主；沙粒磨圆良好；颗粒受气候影响，被铁质染成黄、浅红或黑色；具有弧形斜层理（28°～24°）。风成黄土的特征有：颗粒以粉粒（0.05～0.005 mm）为主，含量达50%以上；矿物成分复杂（包括岩浆、沉积和变质矿物）；化学成分主要有SiO2（＞50%）、Al2O3（＞10%）、CaO（＞7.9%），其次为Fe2O3（4%～5%）、MgO（2%～3%）和K2O（2%）；富含钙质结核；垂直节理发育；多孔洞；具湿陷性。湿陷性是指黄土受水浸润后，粗粒变化小，细粒黏土：矿物和易溶盐类发生溶解和分散，使黄土强度降低，进而体积缩小，孔隙加大，出现空洞，造成地面塌陷的现象。(www.xing528.com)

2.第四纪海相沉积物

虽然第四纪海相沉积一般属于海洋地质学研究范围，但从第四纪地质研究角度，应当对第四纪海相沉积物有一个概括了解，以便对比那些陆地上发生的事件。

海洋随深度和地貌条件不同，其动力条件（潮汐、海流、海浪、浊流）、压力、光照和含氧量均不同。根据海洋地貌和动力条件，第四纪海相沉积可分为：近岸沉积、大陆架沉积和深海沉积。

近岸沉积 分布于从海岸到海底受波浪作用显著的水下岸坡部分。岩岸沉积宽带仅数十米，泥岸可达几十千米。由于此带动力多样性，形成沉积物具有复杂性，有砾石、沙、淤泥和生物贝壳堆积。碎屑物主要来自陆源。沙质沉积是近岸沉积中分布最广泛的一种，由于海岸沙受到波浪影响，具有很高的移动性，常分选堆积成有价值的沙质体，如石英沙、独居石等。泥炭也是海侵地区沿岸沼泽化地段和泻湖常有的堆积。

大陆架沉积 大陆架范围内有粗粒沉积，沙质沉积和淤泥沉积。粗粒碎屑沉积主要来源于水下岸坡破坏和河流或冰川搬运物质，通常分布于远离海岸几十千米，水深几十米处。沙质沉积主要是河流挟入物，世界上许多大油气田，都和这种水下冲积体有密切关系。淤泥质沉积分布极广，淤泥沉积中常含有有机质、硫化铁、氧化锰和绿泥石，而呈现不同颜色。

深海沉积 深海水深、低温、压力大，大型软体生物很少，河流挟入物不能到达，故其沉积以浮游性动植物钙质或硅质为主，其次为火山灰沉积、化学沉积（锰结核等）和局部的浮冰碎屑沉积。深海沉积缓慢广泛，由于气候和海洋水循环动力条件的不同，海洋沉积速率变化范围在 1～10 mm/ka 之间不等。故深海第四纪沉积厚度不大，一般几米或几十米就记录了几百万年的历史。

【专业词汇】风化作用、风化壳、阶地、岩溶