湖泊的古地理特征
4.3.1.1古地理特征(砂体形状)
湖泊毗邻陆源碎屑源区，砂体发育，分布广泛(图4.26438+0；表4。4)但由于湖底坡度、水深、距物源距离、水动力条件和形成机制等因素的影响，不同位置的砂体形态和规模是不同的。
表4。4湖盆主要砂体类型的沉积特征
继续的
(根据于兴河，2002年)
图4。21断陷湖盆砂体类型示意图(根据蒋再兴，2003)
4.3.1.2岩石类型及其组合特征
岩石类型主要为粘土岩、砂岩和粉砂岩。砾岩很少见，只分布在湖滨地区，多为海浪侵蚀所致。砂岩一般比海相复杂，出现了各种类型；与河流相相比，矿物成熟度高，应时含量可达70%以上。在中国东部中、新生代湖相沉积砂岩中，最常见的是长石砂岩、长石应时砂岩和岩屑长石砂岩。砂岩的粒度比河流相细，分选较好，很难与海相区分，其粒度概率曲线与海相相似。
粘土岩广泛分布于碎屑湖泊沉积物中，从岸边向中心逐渐增多。深水还原环境下形成的湖相粘土岩往往富含有机质，成为良好的烃源岩。中国油气田的烃源岩多为湖相粘土岩。
各种类型的化学岩和生物化学岩，如石灰岩、泥灰岩、硅藻土、油页岩等，也可出现在碎屑湖泊沉积物中，其沉积厚度和分布范围有限。
4.3.1.3沉积构造特征
层理类型很多，但水平层理最发育。由于湖的范围有限，波底深度较小，湖的广大面积多在波底以下，故该区粘土岩发育水平层理，有时也有块状层理。在沿海地区可见交错层理和斜波层理。
湖泊沉积物可以有发育良好的波痕。在过去，对称的波纹痕迹被认为是区分湖泊和河流的标志，但根据Picard的研究，波纹痕迹的对称性并不是湖泊所独有的。而且该湖也发育不对称波痕，但其波峰走向多与岸边平行，不对称波痕的陡坡向岸边倾斜。泥裂、雨滴印记、混合结构也很常见。
4.3.1.生物化石的4个特征
丰富的生物化石是碎屑湖泊沉积的一个重要特征。常见的生物种类有介形类、枝角类、腹足类等。，但没有海洋生物化石。
藻类也是湖泊中常见的生物。轮藻是淡水环境所特有的。蓝绿藻、硅藻和一些绿藻也是常见类型。其中，蓝绿藻在层状结构上不同于海洋，常呈树枝状或分离的结节状结构；在湖相中从未见过红藻。此外，陆生植物的根、茎、叶、孢子和花粉的大量出现也是湖相的一个重要特征。海相虽然也有植物化石，但可以通过其种类和数量离岸边越来越少的梯度变化来识别。
4.3.1.5结构特征
滨浅湖滩坝砂体颗粒圆度较好，以亚圆形-亚棱角状颗粒为主，棱角状颗粒少见。粒度概率图以跳跃种群为主，含量在70%以上，分为2 ~ 3个亚种群，坡度较大，反映了海岸浅湖区多组多向水流反复冲刷砂体的特征(图4。22).
4.3.1.6测井电特性
深湖相剖面的自然电位曲线在基线附近是一条平滑的直线。湖滨相泥浆具有高自然伽马和井塌的特征，湖滨砂坝测井曲线呈箱形，略呈锯齿状。浅水湖泊沙坝自下而上呈漏斗状(图4.23)。
图4。22滩坝砂体沉积粒度概率曲线(Pro 41-3井)
图4。23沂南2井滨浅湖沉积层序(根据顾家玉等，2003)
4.3.1.7地震反射特征
浅水湖泊地震相总体上呈楔形，近岸带顶部被侵蚀超调，底部被超调或超调，由连续性差-中等、中等-弱的发散同相轴组成，同相轴向斜坡边缘无系统地侧向终结，向湖中心频率和相位增加。浅水湖泊滩坝沉积地震反射特征一般为中等振幅、中等连续性、中频相位或中等振幅、中等高连续性、中频相位。由于水的湍流，会出现蠕虫状相，同相轴短而弯曲，连续性差(图4。24).
图4。惠民凹陷中央隆起带沙四上亚段滩坝沉积地震相特征。
深湖地震相外观呈席状，内部构造为平行反射，顶底接触关系完整。当沉积物为薄层泥岩夹粉砂岩时，分层好，反射强，频率高，振幅中强，连续性好。如果是厚层块状泥岩，层理差，则为低频、弱振幅、不连续弱反射或无反射。
4.3.1.8垂直沉积序列
湖相沉积的垂向组合受地壳运动控制，其发展的总趋势多数情况下以收缩和充填结束。因此，湖泊相的垂向组合往往从深湖或深湖亚相开始，逐渐向湖滨相和河流相沉积转变，形成底细顶厚的反旋回垂向沉积序列(图4。25).
湖盆发展演化的沉降扩张期，半深湖、深湖亚相和重力流沉积最为发育；在湖盆的隆升和收缩过程中，浅湖、三角洲和滩坝发育，湖盆在一个地质时期内多次沉降和隆升，构成了多旋回的湖相发育，在每个一级旋回的基础上还可以发育次级旋回。
4.3.1.9碎屑湖泊的沉积模式和岩相古地理特征
(1)沉积模型
根据沉积岩的颜色、成分、结构、沉积构造和厚度，以及泛滥面、干面和波浪基准面的位置，碎屑湖泊可分为深湖、半深湖、浅湖等次级环境单元。陆源碎屑湖泊的理想沉积模式是湖盆周围沉积物呈带状分布，从湖岸到湖盆中心依次出现砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩。
1)断陷湖:断陷湖所在的坳陷区构造活动以断陷为主，剖面为两侧陡的地堑式或一侧陡一侧缓的箕状。断陷湖离物源近，岩性和厚度变化快。深水区向陡坡侧倾斜，沉积中心往往与沉降中心一致。在断陷湖发育的不同时期，由于区域构造运动和其他沉积条件的变化，沉积特征是不同的。在初始裂陷阶段，受裂陷、气候和物源的影响，形成粗碎屑沉积，湖盆边缘发育冲积扇和扇三角洲，盆地方向出现浅水湖泊或石膏盐湖。中期深浸于扩张阶段，发育深水沉积，可形成极厚、富含有机质的烃源岩。陡坡中发育近岸水下扇和扇三角洲，缓坡中发育河流和三角洲，深湖中也可发育湖底扇和滑塌浊积岩(图4。21).
图4。25中国东部某凹陷古近系沉积相综合图(根据赵，2001b)。
2)坳陷型湖泊:坳陷型湖泊以坳陷型构造活动为特征，构造演化表现为整体起伏较为均匀，湖底地形起伏不大，沉积中心往往与沉降中心一致，位于湖盆中心。深湖扩张期，深湖区面积可大，但水体不一定深，滨浅湖相带狭窄，呈环状分布在深湖周围，该期砂体不发育。近岸水下扇和扇三角洲可能向短轴陡坡方向发育。短轴缓坡和长轴方向变化较大。如果有足够的陆源碎屑，就可以形成三角洲和滩坝，否则就会形成泥坪沉积，在深湖区就会发育一些滑塌浊积岩。湖盆收缩阶段，地形平缓，湖泊不深，沿海地区浅砂体发育(图4。26).
图4。26松辽盆地白垩系青山中组二段和三段沉积相图(根据田在义1983，蒋在兴2003年引用)。
3)断陷过渡湖:盆地兼有断陷性质。例如，柴达木盆地在侏罗纪-白垩纪只有北部和西部边缘的几个小断陷盆地，但在古近纪它发展成为具有双重结构的坳陷盆地(图4。27).
图4。27断陷过渡湖构造示意图(根据吴崇云，1992)
4)前陆湖:前陆湖盆早期的冲断带位于沉积基准面或湖平面以下，入湖水系及相应的碎屑特征主要来自克拉通方向的补给，碎屑物质中应时含量高。当冲断带持续上升并高于基准面时，进入湖泊的水系和相应的碎屑补给区是双向的，既有来自克拉通方向的，也有来自冲断带方向的，后者的碎屑物质富含岩屑和长石。冲断带一侧狭窄，主要发育扇三角洲砂体，靠近克拉通一侧，主要发育河流三角洲砂体。
(2)相带组合特征
湖泊是大陆上流水汇集的地区，所以在平面上，湖泊相总是与河流相沉积一起诞生并被河流相沉积所包围。在断陷湖盆的缓坡一侧，或者沿着湖盆的长轴，从陆地到湖盆，地势比较平坦，湖滨和浅湖沉积相带比较宽，河流湖泊比较发育。深水浊积扇也可能在三角洲前缘的深湖方向形成，从而形成河流三角洲-深水浊积扇沉积体系。在广阔的沿海和浅湖区，滩坝沉积也可沿三角洲侧或平行湖岸发育，形成三角洲-滩坝沉积体系。在断陷湖盆陡坡一侧或沿湖盆短轴方向，陆地和水下地形坡度较大，近岸和浅湖相带较窄，无三角洲和滩坝沉积，河流相缺失或少见。有时冲积扇直接进入湖中形成扇三角洲或海岸浊积扇。
早侏罗世，柴达木盆地北缘多为半地堑状断陷，具有边断内超的特点，形成湖泊相和湖沼相。但由于特殊的构造背景和古地理条件，扇三角洲和辫状河三角洲发育良好，主要是冲积扇或辫状河直接入湖。主要沉积相类型有河流-沼泽相、扇三角洲相、浅湖相和深湖-半深湖相，其中浅湖相分布最广(图4。深湖-半深湖相主要分布在昆特依断陷和冷湖4号构造的南部，在早侏罗世形成两个沉积中心。早侏罗世晚期至中侏罗世，在平缓的地层背景下主要发育扇三角洲、滨、湖、浅湖、半深湖和深湖(图4。29).在敖包梁断裂的南侧，胡亚、小秋林、优香等北部次凹形成了几个沉降中心。在中侏罗世沉积体系平面上，从赛什腾北端的迁西至优香为辫状河-曲流河-三角洲、浅水湖-半深湖和深湖。沉积沉降幅度小于早侏罗世，控制沉积的同沉积断层不发育，距离物源相对较远，粒度相对较细。晚侏罗世湖盆向东北退缩，主要发育河流和浅水湖泊沉积(图4。30).
图4。28柴达木盆地北缘早侏罗世A(早期)和B(晚期)岩相古地理图(根据王玉华等，2004)。
图4。29柴达木盆地北缘中侏罗统岩相古地理图(根据王玉华等，2004)。
图4。30柴达木盆地北缘晚侏罗世岩相古地理图(根据王玉华等，2004)。
4.3.2碳酸盐湖环境的古地理特征
湖相碳酸盐岩的结构成分复杂多样，总体上与海相碳酸盐岩一致。颗粒类型包括内部碎屑、鲕粒、藻粒、球粒、生物碎屑颗粒、陆源碎屑等。亮晶水泥、碳酸盐泥、颗粒和生物骨架也是重要的组分类型。颗粒、生物骨架和陆源碎屑等湖相碳酸盐岩具有独特的组分类型，可以用来识别湖相碳酸盐岩。
4.3.2.1个粒子
(1)内部碎片
内部碎屑以砂、粉砂为主，砾石少见，反映湖相碳酸盐岩的水能低于海相碳酸盐岩。它可以由泥晶方解石或泥晶白云石组成。砂屑表面有时被藻层覆盖，类似成核石。
(2)鲕粒
鲕粒分布广泛，不仅单独成岩，还作为重要组分分布于其他岩石类型中。鲕粒有多种类型，如正常鲕粒、表层鲕粒、放射性鲕粒、偏心鲕粒、多重鲕粒等。以浅表鲕粒和放射性鲕粒为主，高能环境下可见破碎鲕粒。鲕粒的核一般是砂、藻类或生物碎屑，也有陆源物质，如石英砂粒。湖鲕粒有一个很大的特点，就是多与藻类活动有关。部分颗粒可见鲕粒-藻粒-鲕粒的发育过程，即内部鲕粒外有藻管垂直生长的痕迹，此外，颗粒周围还有藻的同心层；此外，一些颗粒和藻类的活动结合了许多鲕粒和砂屑，形成藻类集合体。
(3)颗粒
小球是湖泊沉积物中常见的结构成分，大多小于0。直径2mm，圆形或圆形，大小相近，成串生产。其内部全为泥晶或微晶结构，颜色较深，富含有机质。粪便颗粒形状一致，分布密集，常与虫管有关。湖泊相沉积的球粒具有分布广、成因多样的特点。生物成因颗粒(粪便颗粒和藻类颗粒)多与生物或生物碎屑共生，或产于藻类石膏、藻类陆架孔隙甚至虫洞中；化学凝聚形成的球晶边缘更模糊，泥质成分明显增多，有时可形成泥质球晶。
(4)藻类颗粒
藻粒也广泛分布，富集时形成藻粒云(灰色岩石)，如冀中坳陷沙河街组二段上部的藻滩相。藻粒主要包括有核石(藻灰结节)、藻块和藻屑。藻粒往往具有清晰的内部结构，如房旺旺沙四段藻粒具有放射状藻管。
(5)生物粒子
生物颗粒是湖相碳酸盐岩中分布最广的颗粒类型，往往富含完整的生物或生物碎屑灰岩(白云岩)，构成湖相沉积物的化石颗粒主要是软体动物(如枝角类、腹足类、介形类、钙质藻类)。
4.3.2.2生物框架
骨骼生物有很多种。如济阳坳陷有蓝绿藻和红藻14种，分属10属，主要的支架生物有中国枝孢菌、山东枝孢菌和摇蚊。在手标本上，枝孢菌呈细管、平行或放射状簇状。在薄片中，横截面为圆形，纵剖面为拉普拉斯管。这些藻类是底栖固定的，可以固定软泥等碳酸盐沉积物，形成的碳酸盐地层具有抗风浪的作用。生物骨架成分分布于东营凹陷平房王沙河街组四段上部、沾化凹陷、义和庄凸起东部陡坡带和邵家凹陷沙河街组。
由支架生物组成或与生物(特别是藻类)沉积有关的湖相礁碳酸盐岩是中国东部湖盆沉积的重要特征。以三水和苏北盆地、黄骅、平邑、济阳坳陷和孤岛坳陷为代表，各沉积区均有多毛类管骨架、藻类和管礁等规模不等的藻礁。由于无礁碳酸盐岩在世界各地的新老湖泊沉积物中均有分布，而我国各湖泊中的造礁体多与翼手目动物的栖息地有关，且常有数量不等的海相介形虫、有孔虫等，许多学者认为这类礁碳酸盐岩的形成与近海湖盆的多次海侵密切相关。
4.3.2.3陆源碎屑
陆源碎屑的广泛混合是中国湖相碳酸盐岩的重要特征之一。除湖相生物礁外，各类碳酸盐岩中都不同程度地混有陆源碎屑。陆源颗粒的出现反映出湖泊碳酸盐岩的沉积环境与海相碳酸盐岩相比，更接近物源，更不稳定。
湖相碳酸盐岩的形成与生物活动密切相关。除内部碎屑和陆源碎屑外，上述所有颗粒类型都与生物活动密切相关，也形成了各种生物扰动结构。即使在沉积物形成后，在同生期，生物活动也能形成泥晶套，对后期成岩作用产生影响。
4.3.2.4地震反射特征
湖相碳酸盐沉积一般规模较小，砂体横向分布较大。它常用作强振幅连续反射的标准层。图4。31显示了冀中坳陷饶阳凹陷中部古近系碳酸盐岩的地震特征。剖面上有两组紧密的强反射，对应两期碳酸盐沉积。T4反射波连续稳定，振幅强，是沙河街组一段下部碳酸盐岩的反射。T5反射波也是一个连续的强反射，但波形出现混乱或波浪状的扭曲、分叉和合并，在剖面左侧还可以看到叠瓦状的前积反射特征，反映了沙河街组三段上部的碳酸盐岩沉积。
图4。31大王庄碳酸盐岩地震特征(据吕邦干1989)。
4.3.2.5碳酸盐湖沉积模式及岩相古地理特征
(1)沉积模型
碳酸盐湖沉积主要出现在干旱气候区，少数出现在温暖气候区。一般为内陆湖泊，沉积物缺乏陆源碎屑物质，但主要含有碳酸盐-石膏-盐类物质，或两者兼有。除钙质沉积外，碳酸盐湖在岩相分带和层序结构上与碎屑湖非常相似。总的来说，湖盆边缘相和湖盆相的沉积特征明显不同。碳酸盐沉积物主要发育在湖盆边缘的浅水区，沉积类型有
可能有浅滩、暗礁和叠层石等。，但在深水区很少。周等(1987)建立了湖相碳酸盐岩沉积相模型(图4。32)根据湖泊的相对深度、水动力条件和自然地理位置，并从全湖的沉积条件、沉积特征以及与陆源碎屑岩的组合关系分析。
图4。32湖相碳酸盐岩沉积相模式(根据周等，1987)
(2)岩相古地理特征
湖相生物礁是湖相碳酸盐岩中重要的骨架碳酸盐体，东营凹陷的房旺角体是发育在沙河街组四段上部的典型代表(图4。33).该区陆源碎屑岩分布于盆地东部和东北部的湖滨相，青坨子隆起和陈家庄隆起提供的大量硅铝变质岩形成浑水区，与藻礁沉积区被深湖隔开。礁体西部与林畈家构造相邻，由中生界或孔店组泥质粉砂岩组成，局部低凸起。为盆地提供了一些细小的陆源碎屑物质，但只能在盆地边缘的坳陷区原位沉积。生物礁北部的林斌县隆起存在下古生界海相灰岩，通过化学风化和溶解作用，使大量CaCO3进入湖中，有利于生物礁的形成。
图4。33藻礁发育期岩相古地理图(根据薛书浩，2002)
沙河街组四段上部沉积前，古湖盆自东向西分为盆地主体(砂砾岩-泥岩组合)、盆地内低凸起(生物礁碳酸盐组合)和边缘凹陷(泥岩和薄泥晶白云岩组合)三部分。藻礁发育在盆地的低隆起区及其斜坡带的上部。隆起被两组北西向和北东向的大断裂切断。
粒状碳酸盐岩可以在中国所有主要的湖相碳酸盐沉积盆地中找到。如黄骅坳陷古湖区位于孔店岛西端太平，孔店岛西坡(图4。34a)，以蜗牛灰岩和藻鲕灰岩为主，与砂堤灰岩和泥晶灰岩形成向上变细的海侵沉积序列。在古老的地形冲沟或坡度突然变陡的地方，厚度会增加。另一种是鲕滩，由鲕粒灰岩、泥晶灰岩和白云质灰岩按正旋回序列组成。
辽河坳陷的卵石滩分布在西部坳陷和盘山北麓的湖湾地区。湖底是由玄武岩形成的水下低隆起，其上覆盖有含鲕粒的卵石滩(图4。34b)。
图4。34黄骅坳陷和辽河坳陷颗粒碳酸盐岩沉积相及分布(据谢，1984，薛树浩2002年引用)。