“相”分异作用

在基准面旋回及其伴随的可容纳空间的变化过程中，岩石记录的地层学和沉积学响应遵循能量守恒定律，由此导致沉积物体积分配作用，沉积物体积的变化又必然发生“相”的分异作用。相分异作用是指在基准面旋回中岩石的沉积学和地层学属性的变化（Cross，1998），具体指地层的几何形态、相组合和相序、岩石多样性、层理类型和岩石物性的差异，这些地层的差异存在于基准面旋回过程中相同相域的不同位置处。相分异反映了原始地貌要素保存的程度，以及存在于不同时间的沉积环境中的地貌要素类型的变化。相分异作用是同一地理位置相同沉积环境或沉积相几何形态、相类型、岩石内部结构的差异及岩石层间和层内非均质性产生的主要原因。

相分异作用有两种主要的类型。第一种是在基准面变化周期中的单个相属性的改变。例如，高可容纳空间与低可容纳空间形成的河道砂体，其几何形态（宽度与厚度比）、侧向连续性、相互截切程度、底形类别与保存程度、底部滞留沉积厚度与类型等均有明显差异（图1-11）。又如，同是辫状河流沉积，尽管原始地貌要素相同，但由于受沉积物沉积时可容纳空间的限制，在低可容纳空间时期堆积在辫状河流的沉积物相的多样性有限，与其相对照，在高可容纳空间时辫状河流的沉积物相的多样性增加（图1-12），表明其原始地貌要素以更多类型和更大比例地保存。

图1-11 不同可容纳空间条件下分支河道的相分异作用

图1-12 响应于可容纳空间与沉积物供给比值变化的辫状河的相分异作用

第二种相分异作用类型表现为在沉积地形剖面的相同位置相和/或相序的完全变化。这些相组合的变化反映了沉积环境的地貌组成的变化。常见的例子是基准面下降期以波浪为主的开阔海相临滨沉积环境与基准面上升期开阔海湾、河口湾环境以潮汐流为主的沉积环境的交替，地貌要素交替出现在沿地形沉积剖面的相同位置和相同的水深范围。实际上，面向开阔海、以波浪为主的平直海岸在基准面上升和可容纳空间增大期间暂时被海湾化了的海岸取代，在那儿波浪能量被减弱，潮流增强（图1-5）。

由上述分析不难看出，作为可容纳空间和沉积物供给（A/S）的函数，沉积物沉积时期，单位时间内沉积的地层厚度，即沉积物堆积的平均速率同地层不连续界面出现的频率成反比，同相分异程度成正比。相分异的程度反映了地层记录中原始地貌元素保存的数量和比例。上述关系可用图解的形式表示（图 1-13）。当 A/S 值很低时，可容纳空间是沉

图1-13 可容纳空间、沉积物供给、基准面旋回、沉积物堆积的时-空区域和地貌要素保存程度之间的关系图解

积物堆积和相分异的限制因素，如果不存在可容纳空间，也就没有沉积物堆积。地层记录表现为侵蚀面或沉积物路过冲刷面。向下坡位置，侵蚀面或路过冲刷面被缓慢沉积物堆积的地层带所代替。在这里，基准面位于地表上面较低的位置。由于可容纳空间低，只有那些具有最大保存潜力的地貌要素（例如，陆相环境中充填最深河道冲刷面之上的沉积物）才能在地层记录中保存下来；另外一些具有较低保存潜力的地貌要素重复出现，结果表现为低的相分异。在低的可容纳空间背景下，基准面上升时，沉积物堆积，基准面下降时，发生侵蚀作用或沉积物路过冲刷作用。当 A/S 值趋向于1，可容纳空间和沉积物供给速率均较高时，沉积物堆积速率和相分异程度逐渐增加，在沉积环境内逐渐有更多的地貌元素保存。此时，基准面上升和下降期间沉积物均可发生沉积作用，地层不连续界面较为罕见。由于上坡方向沉积物储存能力增强，向盆地方向的供给的沉积物逐渐减少，A/S 值增加，沉积物堆积速率减小。沉积物主要在基准面下降期间被搬运到该位置，非沉积作用间断面代表基准面上升时间。地层不连续面出现的频率的增加，地层旋回变薄。相均质性较强是由于沉积作用缓慢，以及物理作用和生物作用再改造的结果。