通過研究沉積物（沉積巖）特征能揭示地球歷史上的氣候和構(gòu)造運(yùn)動信息，這種研究對解釋過去、當(dāng)前的環(huán)境變化和預(yù)測未來的趨勢至關(guān)重要。求真地理為您歸納了高考中可能出現(xiàn)的沉積物特征的指示作用。

沉積物是指由自然力（如風(fēng)、水、冰、重力等）搬運(yùn)和沉積的物質(zhì)。沉積物特征主要有沉積物粒徑大小、分選性、磨圓度、層理結(jié)構(gòu)、顏色、化學(xué)成分、分布形態(tài)、沉積物中的化石等，通過對這些信息的研究我們可以了解沉積物的沉積年代、沉積順序、沉積速率、沉積環(huán)境等。

一、沉積環(huán)境與沉積物特征

沉積物特征與沉積環(huán)境密切相關(guān)，而沉積環(huán)境又深受氣候和構(gòu)造運(yùn)動影響，不同沉積環(huán)境下沉積作用不同。

海相沉積：海相沉積是指海洋環(huán)境下，經(jīng)海洋動力過程產(chǎn)生的一系列沉積，反映了海洋環(huán)境特征。其特點是顆粒較細(xì)而分選好，海相沉積易產(chǎn)石油。

淺海特征：水淺、水動力強(qiáng)、風(fēng)浪大、氧氣足、水底光照充足、生物多、沉積物分選性，磨圓度好，有波痕。海灘泥沙來源：河流搬運(yùn)、海岸侵蝕、沿岸流的縱向搬運(yùn)、大陸架沉積物向岸搬運(yùn)、高緯冰川漂積物。石灰?guī)r層反映出該地曾經(jīng)是溫暖的淺海，石灰?guī)r上覆蓋有陸相沉積物反映沉積環(huán)境由海變陸（海退），深海因無法進(jìn)行光合作用，壓力大，溫度低，無石灰?guī)r分布。

湖相沉積：湖相沉積是指沉積物在湖泊中進(jìn)行的沉積，包括機(jī)械的、有機(jī)的和化學(xué)的沉積。湖泊的碎屑沉積速度比海盆要快，湖水波浪的影響范圍要小，湖泊對氣候因素的影響反應(yīng)較快。

河漫灘相沉積：河漫灘是河流洪水期淹沒的河床以外的谷底部分。早期階段凸岸水下淺灘形成顆粒較大的河床相沉積物，隨著沉積物不斷增多，枯水期大片露出水面成為河漫灘。洪水期淹沒形成河漫灘相沉積，因水淺、流速慢，沉積物粒徑細(xì)。于是，河漫灘沉積物形成上下二元沉積結(jié)構(gòu)：下層為粗顆粒河床相沉積物，上層為細(xì)顆粒河漫灘相沉積物。

沖積扇沉積：沖積扇是暫時性洪流或間歇性洪流流出山口時，由于地形急劇變緩,水流向四方散開，流速驟減,碎屑物質(zhì)大量堆積而成的，以谷口為頂點形狀近扇狀的沉積體，從頂端到邊緣地勢降低，堆積物由厚變薄，由粗變細(xì)。沖積扇是陸地上最靠近物源區(qū)的沉積體系，以粗粒碎屑占優(yōu)勢，分選差，沉積速率高。

三角洲沉積：河流攜帶的泥沙等沉積物在河流入?？诨蛉牒诔练e形成的大型沉積體。大多數(shù)河流與海洋或湖泊的匯合處受頂托作用都有發(fā)育，多成三角形，地勢平坦，其上河網(wǎng)稠密，河道由河口頂點向海洋呈放射狀。

風(fēng)力沉積：風(fēng)在搬運(yùn)過程中，因風(fēng)速減小或遇到各種障礙物，搬運(yùn)物便沉積下來形成風(fēng)積物。風(fēng)的沉積作用具有明顯的分帶性，干旱的風(fēng)源地區(qū)以風(fēng)成砂沉積（沙堆、沙丘）為主，在風(fēng)源外圍的半干旱地區(qū)則發(fā)育風(fēng)成黃土。風(fēng)力沉積分選性好，顆粒細(xì)，沙丘具有高孔隙度和滲透性。黃土是一種松散土狀沉積物，以粉砂和黏土為主，孔隙及垂直節(jié)理發(fā)育，其成因以風(fēng)成為主。

冰川沉積：冰川沉積作用是在冰川運(yùn)動中或消融時因搬運(yùn)能力降低，而將其攜帶的各種巖石碎屑沉積下來的堆積作用。冰磧物粒徑大，分選性、磨圓度差，棱角分明。冰水堆積地貌是冰川融水將原來冰川搬運(yùn)堆積的物質(zhì)經(jīng)過再搬運(yùn)堆積而成。

二、沉積物特征指示氣候變化

沉積物是研究氣候變化和構(gòu)造運(yùn)動的重要載體，通過分析沉積物的粒度特征、物質(zhì)組成、化石和同位素組成等信息，我們可以了解到過去的氣候變化和構(gòu)造運(yùn)動情況，為預(yù)測未來的氣候變化和地質(zhì)活動提供重要依據(jù)。

粒度、層理結(jié)構(gòu)：沉積物的粒度大小反映了搬運(yùn)和沉積過程中的動力條件，層理結(jié)構(gòu)是指沉積物在沉積過程中形成的層狀結(jié)構(gòu)。在氣候變化或構(gòu)造運(yùn)動的影響下，搬運(yùn)和沉積動力條件會發(fā)生變化，導(dǎo)致沉積物粒度在垂直層理結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化。

例如，在冰期，全球范圍內(nèi)的冰川活動導(dǎo)致大量的冰磧物沉積，形成了冰磧巖層。而在暖期時期，冰磧沉積逐漸減少，代之以湖相或海相沉積。通過分析上下巖層的性質(zhì)和分布，可以判斷出氣候環(huán)境的變化、冰川覆蓋的范圍和海陸變遷等。

一般流水、風(fēng)力、海水沉積部位動能越強(qiáng)，沉積物顆粒粒徑越大，動能越弱，沉積物顆粒粒徑越小。河流上游落差大流速快，可能沉積大量的石塊和砂礫，而下游則沉積了更多的細(xì)粒物質(zhì)如淤泥。同一河段不同時期，氣候濕潤期，河流流量大，流速快，挾沙能力強(qiáng)，可攜帶泥沙顆粒粒徑大，侵蝕作用強(qiáng)，細(xì)顆粒被帶走，河床沉積物顆粒粗，沉積物中礫石比例增加；氣候干旱期，河流流量小，流速慢，挾沙能力弱，可攜帶泥沙顆粒粒徑小，沉積作用強(qiáng)，河床沉積物顆粒細(xì)，沉積物中粉砂比例增加；洪水期物質(zhì)豐富，流速快，沉積物厚度大，顆粒粗，平水期流速慢，厚度小，沉積物顆粒細(xì)。同一次洪水過程中，大的顆粒先沉積，小的顆粒后沉積，沉積物往往是下粗上細(xì) ，這些河流水文信息都會表現(xiàn)在河床沉積物垂直剖面中，導(dǎo)致上下粗細(xì)顆粒成層分布。

同理，風(fēng)力沉積距沙源地近沉積顆粒粗，距沙源地遠(yuǎn)沉積顆粒細(xì)，黃土高原的黃土粒徑西北粗、東南細(xì)是黃土高原風(fēng)成說的有力證據(jù)。在氣候干旱、風(fēng)力增強(qiáng)的條件下，黃土堆積物、風(fēng)沙沉積物粒度會增大，氣候暖濕、風(fēng)力減弱時沉積物顆粒則較細(xì)。

湖泊海洋越深（離湖岸、海岸線越遠(yuǎn)），動能越弱，距沉積物來源越遠(yuǎn)，沉積物顆粒越細(xì)，反之越粗，而同一地點湖水或海水深度，往往與氣候變化密切相關(guān)，氣候濕潤，則同一地點湖水變深，沉積物變細(xì)。氣候變暖，冰川融化，海水受熱膨脹，則同一地點海水變深，沉積物變細(xì)。

流水、風(fēng)力、海水搬運(yùn)距離越遠(yuǎn)，時間越長，沉積物分選性越好，層理結(jié)構(gòu)越好，磨圓度越好。

沉積物成分：

風(fēng)沙沉積層、黃土層、鹽類沉積層指示干旱氣候環(huán)境，冰川層、冰緣層、冰川堆積物指示氣候寒冷，巖溶地貌、鈣華發(fā)育、紅色風(fēng)化殼、紅土層反映氣候溫暖濕潤，區(qū)域性洪泛層是洪水期沉積物，河流沉積物上覆蓋淺海相沉積物反映間冰期海侵過程，貝殼堤表示古海岸線的位置。

孢粉：沉積物中的孢子和花粉在風(fēng)力和水流的搬運(yùn)作用下，被匯聚并埋藏到湖泊、泥炭和其他沉積物中。不同的孢粉組合能夠代表不同的植被群落，所以通過分析沉積物中的孢粉，科學(xué)家們可以了解過去植被的組成和變化，從而分析當(dāng)時的氣候狀況及變化。

有機(jī)質(zhì)含量：沉積物中的有機(jī)質(zhì)主要來源于生物活動，通過分析沉積物中有機(jī)物的含量，可以了解古氣候下的生物活動水平，進(jìn)而推斷出當(dāng)時的氣候狀況。在溫暖濕潤的氣候條件下，植被繁茂，生物活動旺盛，因此沉積物中的有機(jī)質(zhì)含量會相對較高。反之，在寒冷干燥的氣候條件下，生物活動減弱，有機(jī)質(zhì)含量則會降低。

碳酸鹽含量：碳酸鹽是沉積物中常見的礦物成分之一，其含量受氣候變化影響顯著。在溫暖濕潤的氣候條件下，水體中的溶解二氧化碳減少，有利于碳酸鹽的沉積。因此，碳酸鹽含量較高的沉積物往往形成于溫暖濕潤的氣候環(huán)境。

粘土礦物：粘土礦物是沉積物中的一類細(xì)小礦物顆粒，其形成和變化與氣候變化密切相關(guān)。在溫暖濕潤的氣候條件下，化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)烈，巖石中的硅酸鹽礦物被分解形成粘土礦物。部分粘土礦物指示濕熱的氣候，如高嶺土，部分粘土礦物指示干冷的氣候，如伊利石。

沉積物的顏色：沉積物顏色也有重要的指示作用。比如，紅色的沉積物可能富含氧化鐵，而黑色的沉積物則可能含有較高的有機(jī)質(zhì)。這些成分的變化可以反映古環(huán)境的氣候和植被狀況。

在第四紀(jì)河流沉積物中，夏季物質(zhì)豐富，顆粒粗，氣溫高濕度大，氧化反應(yīng)速率快，形成淡紅色沉積物。冬季沉積物少，顆粒細(xì)，生物新陳代謝和有機(jī)質(zhì)腐爛分解慢，沉積物顏色較深，部分地區(qū)沉積物特征季節(jié)變化：

紅色（夏）--黑色（冬）--紅色--黑色

粗（汛期）--細(xì)（枯水期）--粗---細(xì)

化石：沉積物中的化石也可以提供關(guān)于氣候和構(gòu)造運(yùn)動的重要信息，化石是古生物的遺體或遺跡，它們被保存在沉積物中。通過研究化石，我們可以了解古生物的種類、形態(tài)和生活環(huán)境等信息，從而推斷出古環(huán)境的氣候、植被和地理狀況。

比如，煤層的存在指示了溫暖濕潤的氣候條件，而沙漠生物的化石則表明了當(dāng)時環(huán)境的干旱性質(zhì)。一些遠(yuǎn)古生物體型巨大，可能與當(dāng)時氣候溫暖，食物充足，氧氣含量高有關(guān)。

同位素、化學(xué)成份：沉積物中的同位素組成也是研究氣候和構(gòu)造運(yùn)動的重要工具。例如，通過分析海洋和冰芯中的同位素比例，可以推斷出過去的氣溫和降水量，在低溫條件下，海水中的O18會更容易與水分子結(jié)合,O18會相對富集在海水中。因此，冷的時候O18的水難以被蒸發(fā)，冰期海洋沉積物中O18/O16高，極地冰蓋中O18/O16低，間冰期海洋沉積物中O18/O16低，極地冰蓋中O18/O16高。通過分析深海沉積物中的氧同位素比值，可以推斷出過去的海洋溫度變化情況，從而了解古氣候變化。地質(zhì)學(xué)家通常會根據(jù)碳14同位素衰變速度來確定巖層年齡。冰期干旱半干旱區(qū)黃土中caco3高，間冰期干旱半干旱區(qū)caco3低（降水較多，化學(xué)遷移帶走）。

三、沉積物特征指示地殼運(yùn)動

沉積物的特征還可以反映出地殼的運(yùn)動情況。比如，在地震或火山活動區(qū)域，巖層可能會受到擠壓、拉伸或斷裂等變形作用，這些變形特征可以幫助我們了解構(gòu)造運(yùn)動的歷史和類型。高原抬升前沉積物顆粒細(xì)，高原抬升過程中高原邊緣沉積物顆粒變粗，反映了外力作用強(qiáng)度增大。盆地內(nèi)沉積物與周圍山地抬升和侵蝕有關(guān)，強(qiáng)烈的相對抬升作用使山地受到強(qiáng)烈侵蝕，導(dǎo)致盆地內(nèi)部堆積巨厚的粗粒沉積物。盆地內(nèi)沉積物越厚，表明沉降幅度（影響沉積速度）和沉積時間越長。

此外，地殼運(yùn)動引起的火山、地震等自然災(zāi)害會導(dǎo)致沉積物中有火山灰、火山巖，或含有大量斷層碎屑物。地震還能引發(fā)滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，造成沉積物的變化。

因為巖溶地貌通常形成于熱帶亞熱帶濕潤氣候條件下，青藏高原目前高寒干旱的環(huán)境不利于巖溶作用的發(fā)生，因此可以推測青藏高原上的巖溶地貌是在高原抬升前形成的，這也是青藏高原抬升的有力證據(jù)。

關(guān)于沉積物特征的高考題：

[2022湖南卷,19]閱讀圖文材料,完成下列要求。

 某研究小組調(diào)查發(fā)現(xiàn),在金沙江部分干熱河谷的緩坡上發(fā)育著一定厚度的黃土狀物質(zhì),其下部及附近谷底廣布古堰塞湖沉積物(如下圖)。在冬春季,常見谷風(fēng)裹挾著塵土從谷底吹向谷坡。即將建成的白鶴灘水電站位于金沙江下游。

(2)研究小組通過調(diào)查和實驗,認(rèn)為該地黃土狀物質(zhì)主要來源于附近古堰塞湖沉積物,推測其判斷的主要依據(jù)。(6分)

黃土狀物質(zhì)空間分布與古堰塞湖沉積物臨近;粒徑由谷底向山坡由粗到細(xì);物質(zhì)組成與古堰塞湖沉積物相似;沉積年代晚于古堰塞湖沉積物的沉積年代。

【2021湖南卷,19】閱讀圖文材料，完成下列要求。

關(guān)洲河段位于長江中游，上距三峽壩址約100千米，屬于彎曲雙分汊河型。關(guān)洲島把關(guān)洲河段分為南、北河道。某地理科研團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，1萬年以來關(guān)洲島地層沉積物顆粒從下部到上部呈現(xiàn)細(xì)—粗—細(xì)的分布，分別對應(yīng)了該河段河道變遷的三個階段。目前，關(guān)洲河段南、北岸分別為石質(zhì)和土質(zhì)河岸。圖a示意關(guān)洲河段河道變遷和地貌演化。圖b示意關(guān)洲河段南、北河道年內(nèi)流量分流比。

                                         圖a

                                          圖b

（1）根據(jù)關(guān)洲島地層沉積物顆粒分布特征，指出關(guān)洲河段三個階段的流速變化并分析該河段由單一型河道變?yōu)殡p分汊型河道的過程。（6分）

（1）流速變化：慢—快—慢（先由慢到快、再由快到慢）。

變化過程：（早期，河漫灘地處河灣凹岸，與陸地相連）隨著流速加快，長江加劇侵蝕南岸河漫灘，奪車陽河下游河道東流，原河漫灘殘余部分形成水下淺灘，長江河道繼續(xù)南遷，流速減慢，水下淺灘因泥沙沉積出露水面形成江心洲，使此河道變?yōu)殡p分汊型河道。