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高级岩石学-4沉积地球化学_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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2016/11/6 1高级岩石学-沉积岩沉积地球化学主讲人:于炳松地球科学与资源学院2016/11/6 2沉积地球化学• 主要进展• 实例分析2016/11/6 3沉积地球化学的主要进展1、应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分方面得到了迅速发展 ( 985; 1993; 1995);2、 应用沉积岩的微量元素、稀土元素和 析源区性质方面日趋成熟 ( 985; 1980, 1991;, 1990; , 1994,1996,1998);3、应用地层记录中 据此探讨地壳演化和构造背景方面取得了长足进展 ( , 1999; 1995)4、 地球演化突变期(地史重大转折期)相对应的层位中沉积岩地球化学的研究取得重大进展;5、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究向着预测性方向发展。2016/11/6 4沉积地球化学主要进展一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分二、应用沉积岩的微量元素、稀土元素和用地层记录中 球演化突变期(地史重大转折期)相对应层位中沉积岩的地球化学研究五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究2016/11/6 51、微量元素地球化学特征一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分V 60 10 130 100 20 68 57 80 30 2 200 450 1 18 14 52 14 2 1 10 316 20 237 38 99 37 79 17 41 352 27 165 10 80 1600 1600 1500 40 60 120 Y 30 200 20 2 10 2 12 800 6 25 5 2 1 668 28 1 2 568 4 5 50 6 76 W U 2 1 20 11 17 3 10 1 18 12 7 38 99 某些元素在不同圈层中的含量具有明显的差异。2016/11/6 61、微量元素地球化学特征c、 比:这两对元素比值在上地壳中的平均比值为 1和 地壳中粘土岩中的平均比值为 两组比值偏低,说明了富铁镁质物源的存在。一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分2016/11/6 72、稀土元素地球化学特征一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分对于正常沉积的后太古代页岩通常具有非常一致的稀土分布模式 ,这种分布模式的典型特征是经球粒陨石标准化后轻稀土的明显富集 ,非常平坦的重稀土型和一定的 u*通常在 016/11/6 82、稀土元素地球化学特征在特殊条件下沉积的粘土岩和页岩 ,特别是在有深部幔源物质加入时 ,这些粘土岩和页岩的稀土元素分布模式将会明显不同于正常沉积岩石的稀土元素分布模式。其最大的特点是经球粒陨石标准化后的稀土元素分布曲线上 ,负 u*增大 ,接近于 1;重稀土段明显变陡 , 。一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分2016/11/6 9沉积地球化学一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分二、应用沉积岩的微量元素、稀土元素和用地层记录中 球演化突变期(地史重大转折期)相对应层位中沉积岩的地球化学研究五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究2016/11/6 10二、恢复沉积物源区的构造背景老的上陆壳: 大离子亲石元素高度富集,高的 c、 、 对低的 14344ε)。洋中脊玄武岩( 低大离子亲石元素,低的 c、的 比 ,高的 14344ε5)。2016/11/6 11沉积地球化学一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分二、应用沉积岩的微量元素、稀土元素和用地层记录中 球演化突变期(地史重大转折期)相对应层位中沉积岩的地球化学研究五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究2016/11/6 12三、应用地层记录中 在每个时期它的增长速率以及在每个大陆上在不同时期里幔源物质与再循环物质的比例大小等。2016/11/6 13沉积地球化学一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分二、应用沉积岩的微量元素、稀土元素和用地层记录中 球演化突变期(地史重大转折期)相对应层位中沉积岩的地球化学研究五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究2016/11/6 14四、地球演化突变期沉积岩的地球化学研究1、 Z\物暴发,全球性黑色页岩分布, 击坑;2、 球性生物属种的绝灭与新生( 黑色页岩,成矿作用;3、 P\色页岩,生物突变,陨击坑,地球化学异常;4、 K,全球性黑色页岩、生物绝灭,气候变化;2016/11/6 15沉积地球化学一、 应用沉积物的地球化学示踪大陆壳成分二、应用沉积岩的微量元素、稀土元素和用地层记录中 球演化突变期(地史重大转折期)相对应层位中沉积岩的地球化学研究五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究2016/11/6 16五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学2、埋藏成岩环境的地球化学判别2016/11/6 17五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用 长石的溶解 H++K+ 钾长石溶解2H++n+2H++a++斜长石溶解K+, 1/6 18五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用长石溶解-沉淀反应热力学相平衡关系++++====+-==221(ln;称正规溶体2016/11/6 19五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用钠长石溶解沉淀的热力学相图不同压力 不同成分2016/11/6 20五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用钙长石溶解沉淀的热力学相图2016/11/6 21五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用钾长石溶解沉淀的热力学相图2016/11/6 22长石 +流体次生孔隙自生石英( b)自生高岭石天然气储集空间再结晶,阻碍孔隙原地堆集大多数被搬运走,,,五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学1)长石的溶解作用2016/11/6 23五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学2)方解石的溶解与沉淀作用地下水碳酸系统的平衡方程+++H++ +++、 [[[ 代表初始浓度[反应后的浓度 1/6 24五、沉积岩埋藏成岩过程中的地球化学研究1、埋藏成岩作用的物理化学2)方解石的溶解与沉淀作用方解石溶解沉淀反应c)==+ + 2淀反应相关系: D=-=D 反应物自由能生成物自由能ΔG >0 反应向反方向进行 — 有利于矿物沉淀=0 反应达到平衡 — 矿物不沉淀也不溶解3970方解石与白云石平衡共生带,弱氧化 解石、黄铁矿、少量粘土矿物白云石 3670~3970方解石溶解,白云石化带,强矿物还原带, 岩化学作用强发生带白云石、铁白云石、大量自生粘土矿物( I/S, , 酸盐方解石白云石方解石2016/11/6 55方解石带早期方解石与白云石胶结白云石带方解石被溶解,增加孔隙同时有铁白云石次生加大储层白云石化深层方解石结晶与溶液中 高相关2016/11/6 561/6 571/6 581/6 591/6 602016/11/6 611/6 622016/11/6 631/6 642016/11/6 652016/11/6 66钠长石的溶解 择性溶解或沉淀 ,优先溶解富钙的斜长石,其次才是富钠斜长石的溶解。002016/11/6 67钙长石的溶解 井的钙质斜长石002016/11/6 68钾长石的溶解 +活度,致使绝大多数地层水完全处于钾长石沉淀区002016/11/6 69钾长石沉淀形成次生加大边斜长石的选择性不均匀溶解,形成粒间孔及粒内孔2016/11/6 702016/11/6 71克拉气田方解石溶解度2016/11/6 72方解石溶解 12016/11/6 73方解石溶解 22016/11/6 742016/11/6 75库车坳陷深层碎屑岩储层中次生孔隙发育模式骨架颗粒胶结物石英长石岩屑不溶 钙长石钠长石钾长石强烈溶解部分溶解几乎不溶粒内溶孔粒内溶孔方解石白云石其 它微弱溶解间溶孔2016/11/6 76谢谢!
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