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第2章 沉积相标志

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中国矿业大学资源与地球科学学院郭英海沉积学与古地理学积相标志• 沉积相标志• 古地理重建• 综合图件编制第一节 古沉积环境恢复的基本思路“ 将今论古 ”“ 现在是了解过去的钥匙 ”——现实主义原则“ 以古论今、论未来 ”一、基本思想二、基本理论“ 沃尔特( 律 ” —— 沉积相变规律: “ 只有那些相邻发育的相才能重叠地产出 ” ,即只有顺序发展着的相才能上下重叠;一定的相在水平飞行上必与有关的相相邻 。根据研究的目的和获取资料的精度不同,研究的方法有一定的差异。• 沉积岩石学方法• 古生物学、古生态学方法• 地球物理学方法• 沉积地球化学方法但不论哪种方法,首先要获取相标志。第一节 古沉积环境恢复的基本思路三、基本方法沉积相标志沉积学第六单元 沉积相研究方法• 研究思路• 古地理重建• 综合图件编制第二节 沉积标志 )(1)沉积岩的颜色(2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型(3)沉积岩的结构(4) 积标志)(1)沉积岩的颜色:主要反映沉积环境的古气候和氧化还原性质 。(2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型:如原生的自生矿物可指示沉积环境 , 碎屑岩的岩屑可直接看出陆源区的母岩性质 , 重矿物组合和某些轻矿物特征也可指示母岩性质 。 岩石类型在一定程度上可指示沉积环境 ,还可反映陆源区或沉积盆地的大地构造状况和古气候条件等 。(3)沉积岩的结构:不同沉积环境下形成的岩石结构是有差异的 , 如岩石的支撑性 、 杂基及颗粒的含量 、 颗粒的分选磨圆 、 粒度分布特征等 ,均可反映沉积环境的某些特征 。(4)沉积岩层的构造:主要是原生的层理和层面构造,是不同沉积相最重要的标志。生态学标志古生物的种类和生态不仅可确定海相与非海相,而且还可指示水域的深度、盐度、温度和浊度等。近年来不仅重视遗体化石,而且还用遗迹化石资料来判断沉积环境。第二节 应用岩石中或生物介壳中的 微量元素 (如 B、 B/a、 r/ 、同位素 (O、 C、 S、 及有机地球化学 资料来判断沉积环境。自然电位、自然伽玛、视电阻率等 )曲线和地震地层学 (地震相 )标志。体形态、接触关系及剖面结构 (即剖面层序 )、相序相模式等方面来判断沉积相。其中,最重要的是剖面结构 —它是综合研究岩性、粒度、沉积构造和厚度等在剖面上的变化层序。不同沉积相在剖面上的变化层序是一样的,如向上变细的剖面结构见于河流相、潮坪相、河口湾相、浊积岩相、风暴岩相等。而向上变粗的剖面结构见于三角洲相、湖泊相、无障壁海岸相、海滩亚相等。应该指出,以上几方面的判别标志,应综合考虑,不能仅据某一点作结论,因某些不同的相可出现一些相似的特征。第三节 岩性(沉积)标志(1)沉积岩的颜色(2)沉积岩的碎屑成分和岩石类型(3)沉积岩的结构(4)沉积岩层的构造颜色也是沉积岩的 —个重要待征。对沉积岩颜色的研究有助于推断沉积岩形成的环境和物质来源。根据沉积岩颜色的不同成因,可将其颜色分为下列几种:继承色 :碎屑岩的颜色常取决于其中碎屑颗粒的颜色。碎屑物质是母岩的机械风化产物,其颜色是继承了原生母岩的颜色,所以又称继承色。例如长石砂岩常呈肉红色,这是由于其中的长石颗粒来自原生花岗岩中的肉红色长石的结果。原生色: 粘土岩和化学岩的颜色主要取决于在沉积物成岩阶段形成的矿物及其它杂质。例如,作为煤层夹矸或顶底板的页岩或泥岩往往是黑色成深灰色,这是由于富含碳质的缘故。有些石灰岩由于富含沥育质,所以常呈黑色、灰黑色。第三节 岩性(沉积)标志一 、 沉积岩的颜色次生色: 沉积岩形成之后,如果长期暴露在地表环境经受风化,某些成分发生变化、形成新的矿物 (又称次生矿物 ),也会导致岩石的颜色发生改变,这种颜色称为次生色。在对沉积岩的颜色进行观察时,应该寻找岩石的新鲜断面,这样才能观察到岩石的原生色。描述岩石的颜色时,如果用 —种颜色无法恰当地表述,则可采用复合色,如灰绿色、灰黄色等,其中后者为岩石的主要颜色色调。此外还应指出,岩石表面受湿后,其颜色较干燥状态时深得多。第三节 岩性(沉积)标志一 、 沉积岩的颜色沉积岩的物质成分包括化学成分和矿物成分。组成沉积岩的物质主要是母岩 (主要是岩浆岩 )的风化产物,因此,沉积岩的化学成分和矿物成分与母岩有着不可分割的联系。但经过风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用对母岩物质的改造,沉积岩的化学成分和矿物成分具有自己的特征。第三节 岩性(沉积)标志二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型矿物成分标志的研究主要是用显微镜和其它方法对岩石或矿物进行显微研究,提供环境分析、物源特征等标志,主要包括以下几个方面:陆源碎屑成分、自生矿物、特殊岩石类型等。1、 陆源碎屑成分根据碎屑成分和矿物标型特征来研究沉积物来源方向及物源区岩石类型 。 陆源碎屑成分主要包括石英 、 长石 、 岩屑及各种轻重矿物 。 它们实质上是岩层物理风化和化学分解作用的残余物 , 同时也是分析物源区岩石类型的直接依据 。 陆源碎屑成分研究的任务就是通过鉴定分析沉积物中的石英 、 长石 、 岩屑及各种轻 、 重矿物标型组合特征 , 研究它们的含量变化 , 以确定物源方向 、 源区的大致位置 、 搬运距离及母岩类型等 。利用矿物的标型特征分析母岩类型 、 利用碎屑矿物组合分析母岩类型 。第三节 岩性(沉积)标志1、 陆源碎屑成分( 1) 利用矿物的标型特征分析母岩类型矿物标型特征是指不同成因的同种矿物 , 由于形成时物理 、 化学条件的不同 , 因而在化学组成 、 晶形和物性上就存在差异 , 其中具明显特征并可作为成因标志者即为矿物标型特征 。 如沉积岩中最丰富的矿物石英 , 可以据其包裹体 、 消光类型 、 晶体形态和多晶现象等标志区分母岩类型 。 阴极发光显微镜的发明和应用 , 使原来认为是无标型特征的单晶石英颗粒 , 也可确定其成因类型 。( 2) 利用碎屑矿物组合分析母岩类型每一类岩石都有其特定的矿物组合,经风化剥蚀、搬运、沉积成岩,故在形成的碎屑中,仍然保留其组合特征。二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型第三节 岩性(沉积)标志(1)海绿石: 现代海绿石主要形成于远离大河口的陆棚区,其介质条件为弱咸性 (弱氧化 — 弱还原 ()的正常海水,水温 10左右,形成深度大于 125m,在寒冷地区,水深 30量 原生海绿石的形成主要与海水有密切关系。(2)鲕绿泥石: 据现代沉积学研究,它也属海洋自生矿物,但和海绿石的形成温度和深度 不同,鲕绿泥石形成于较温暖的浅海,水温大于 20℃ ,其分布深度小于 60m。(3) 粘土矿物: 粘土矿物可以反映介质的 岭石 形成于酸性介质中,一般为大陆环境;伊利石、蒙脱石形成于中性或碱性介质中,多为海洋环境。2、 自生矿物二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型第三节 岩性(沉积)标志(1)碳酸盐岩: 尽管在海洋和湖盆中均可产生出,但两者的特征不同,前者常大量产出,而后者常呈夹层或透镜体产出,生物成因的可依据生物化石区别海相与陆相沉积,碳酸盐岩沉积反映介质为弱碱性,某些特殊的碳酸盐岩的岩性可指示环境或介质条件。如:藻叠层石碳酸盐岩一般形成于潮坪环境,鲕粒灰岩形成于滨海或碳酸盐台地的高能带,具水平纹层的泥晶灰岩形成于静水环境。(2)红层: 一般是大陆沉积物含铁矿物在潮湿 —干燥的温暖气候条件下风化后成赤铁矿而显红色,可通过化石与海相红色页岩相区别。3、 特殊岩石类型二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型第三节 岩性(沉积)标志(3)蒸发盐: 是含盐度较高的溶液或卤水通过蒸发作用产生的化学沉积物 , 它们的出现一般反映气候干燥和闭塞环境 。 内陆盐湖或半封闭的滨海泻湖是形成蒸发盐的有利环境 。(4)磷块岩: 磷块岩并非是区别海洋与大陆沉积的特征矿物 , 在大陆地层中 , 自生磷酸盐矿物也较常见 , 但大量的磷质在海洋 , 大量形成磷酸盐的环境是浅海 。 大量磷块盐出现可指示海洋环境 , 特别是 50(5)锰结核: 锰结核中微量元素的浓度随着环境的改变而发生有规律的变化 , 因而其比值具有指示环境的意义 。 如在湖泊和浅海中形成的铁锰结核中 (6)礁灰岩: 是由固着的造礁生物形成的一种突起的抗浪构造,造礁生物主要有珊瑚、层孔虫、苔藓虫、海绵等,是浅海环境的良好标志。3、 特殊岩石类型二 、 沉积岩的碎屑成分和岩石类型第三节 岩性(沉积)标志包括粒度、分选度、形状、圆度、球度、石英表面结构、支撑类型、结构成熟度等。1、粒度分选及粒度结构 反映了水动力条件、流体力学性质粒度大小是受流水作用营力强度控制的,与沉积物形成的环境关系极为密切,碎屑岩的粒度特征是判断自然地理环境和水动力条件的良好标志之一。因此,粒度分析的资料广泛地运用来研究沉积岩的成因,作为研究沉积环境的方法之一 。 50年代末期以来,应用粒度分析解释成因环境的方法很多,比较有效的是概率成因图解、 度参数离散图以及因子分析、判别分析等方法 。值得指出的是,利用粒度分析资料分析沉积环境的方法,目前还不够完善,有些问题还存在多解性。因此,必须同其它地质资料,如沉积构造、剖面成因层序等相配合,才能得出比较符合实际的结论。三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志十进制 2的几何级数制颗粒直径, 级划分 颗粒直径, 0001000~ 100100~ 1010~ 2巨砾粗砾中砾细砾砾巨砾中砾砾石卵石>256256~ 6464~ 44~ 28常用的碎屑颗粒粒度分级表粒度十进制与 2的几何级数制的关系: φ= 性(沉积)标志1、粒度分选及粒度结构 反映了水动力条件、流体力学性质三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志2、形状、圆度、球度三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志2、形状、圆度、球度三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志3、支撑类型、结构成熟度颗粒的支撑类型 ——判断介质水体的流动性质:颗粒支撑 ——牵引流;杂基支撑 ——密度流、重力流。碎屑颗粒支撑 泥质杂基支撑三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志4、粒度分析1)粒度分析方法 -直接测量、筛析、薄片测量2)粒级划分-伍登 度曲线-直方图、频率图、累积曲线图、概率累积曲线图4)粒度参数-平均粒度、标准偏差、偏度、峰态5)粒度参数散点图6) 度参数的环境判别公式第三节 岩性(沉积)标志三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志4、粒度分析三 、 沉积岩的结构第三节 岩性(沉积)标志4、粒度分析第三节 岩性(沉积)标志84 16 95 51 4       95 5( )    Φ 84-累积曲线上 84%处对应的颗粒直径,以 Φ值为单位标准偏差偏度峰度16 84 50 95 5 50184 16 95 52S) 2( )                 第三节 岩性(沉积)标志沉积旋回 薄片号 标准偏差( σ1) 偏度( 峰度( Ⅰ 旋回4# 选较好 偏 等 (正态 )5# 选较好 态 等 (正态 )7# 选好 偏 平坦第 Ⅱ 旋回8# 选中等 偏 等(正态)9# 选较好 偏 等(正态)第 Ⅲ 旋回 10# 选中等 偏 锐第 Ⅳ 旋回 12# 选中等 偏 等(正态)第 Ⅴ 旋回 13# 选较好 偏 等(正态)第 Ⅵ 旋回 15# 选中等 偏 锐第 Ⅶ 旋回 18# 选较好 偏 等(正态)第 Ⅷ 旋回 20# 选中等 偏 尖锐第 Ⅸ 旋回 21# 选中等 偏 等(正态)第 Ⅹ 旋回 22# 选中等 偏 平坦1)机械成因构造 ——流水成因、同生变形、暴露成因层理构造 ——交错层理与古流向恢复层面构造 ——波痕、雨痕底面构造 ——沟模、槽模冲刷充填构造、侵蚀面构造2)生物成因构造 ——叠层石、3)化学成因构造 ——结核4)复合成因构造 ——泻水构造四 、 沉积岩的构造第三节 岩性(沉积)标志沉积岩成层性,即层状构造是沉积岩最主要要的构造特征,是区别于岩浆岩、变质岩的主要标志之一。沉积岩的成层性1、机械成因的沉积构造( 1)层理构造第三节 岩性(沉积)标志四 、 沉积岩的构造机械成因的沉积构造水平层理南京东郊湖山地区三叠系下青龙组第三节 岩性(沉积)标志交错层理青海湖现代滨岸湖滩沉积机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理宁夏乌海卡布其下石盒子组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理山西临县招贤太原组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理山西保德扒楼沟太原组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志板状交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志交错层理机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志楔状交错层理 内蒙阿拉善左旗呼鲁斯太山西组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志槽状交错层理 山西柳林成家庄山西组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志向湖方向冲洗交错层理 青海湖现代湖滩沉积机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志冲洗交错层理 重庆石柱打风撬小河坝组机械成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志波痕1、机械成因的沉积构造 ( 2)层面构造第三节 岩性(沉积)标志机械成因的沉积构造——层面构造流水波痕 青海湖现代滨岸湖滩沉积第三节 岩性(沉积)标志流水波痕 重庆武隆县江口龙马溪组机械成因的沉积构造——层面构造第三节 岩性(沉积)标志流水波痕 内蒙乌达五虎山羊虎沟组机械成因的沉积构造——层面构造第三节 岩性(沉积)标志浪层对称波痕,日本九州岛 (刘焕杰摄, 1992)机械成因的沉积构造——层面构造第三节 岩性(沉积)标志流水波痕山西柳林县成家庄,山西组机械成因的沉积构造——层面构造第三节 岩性(沉积)标志第三节 岩性(沉积)标志四 、 沉积岩的构造古水流向判别与恢复1、 指向构造-交错层理 、 波痕 、 砾石的组构 、碎屑成分粒度圆度的空间变化等 。2、 古流向恢复-野外测量法缝合线构造压溶构造结核构造晶体印痕与盐岩假晶泥裂构造鸟眼构造2、化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志四 、 沉积岩的构造化学成因的沉积构造缝合线构造 陕甘宁气田叠锥构造 山西保德桥头太原组化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志钙质结核 山西保德县扒搂沟太原组化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志菱铁矿结核,日本九州岛 (刘焕杰摄, 1992)化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志泥裂 青海湖现代河流沉积化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志泥裂 青海湖现代河流沉积化学成因的沉积构造第三节 岩性(沉积)标志第三节 岩性(沉积)标志鸟眼构造(窗格构造)出现在泥晶、粉晶石灰岩或白云岩。( 1)收缩作用( 2)气泡作用( 3)藻类腐烂分解作用2、化学成因的沉积构造四 、 沉积岩的构造硅化木叠层石第三节 古生物学、古生态学标志3、生物成因的沉积构造四 、 沉积岩的构造生物成因的沉积构造炭化植物树干,日本九州岛第三系 (刘焕杰摄, 1992)第三节 沉积岩的构造植物树干, 山西保德扒楼沟山西组生物成因的沉积构造第三节 沉积岩的构造叠层石生物成因的沉积构造第三节 沉积岩的构造一 、 古生物学标志1、 生物化石及组合类型: 生物化石不仅可以鉴定地层的地质年代 , 而且是进行沉积环境分析的重要标志 。 根据对现代沉积环境中生物的观察 , 生物群的分布及其生态特点严格地受环境控制 , 在一定的沉积环境内均有与之相适应的特殊的生物组合 。2、 生物对环境的指示意义 :指示沉积 水体介质的温度 、 深度 、 压力 、 光照度 、 浑浊度 、 水体流动性质 、 基底性质 、 水体所处位置等 。 书 87第四节 古生物学、古生态学标志二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志遗迹化石也称痕迹化石 , 是地史时期生物生活活动的遗迹和遗物的总称 。 也可以说是生物成因的各种构造 , 反映生物的存在 。 包括生物生存期间的居住 、 运动 、 捕食 、 代谢 、 生殖等行为所遗留下来的痕迹 。从某种意义上讲 , 遗迹化石是生物适应环境的物质记录 , 在一定程度上 , 能够反映当时生物的生活环境 。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志根据对现代海洋生物 (蠕形动物 、 软体动物 、甲完纲等 )的活动痕迹研究表明: “ 不同门类的生物在相同的生活环境里 , 由于有相似的习性和行为 , 可以产生相似的活动痕迹类型 , 而同一类的生物在不同的生活环境 , 可以产生不同的活动痕迹类型 ” 。 同样 , 在各地史时期不同门类的生物在相同的生活环境 , 可以产生大致相似的遗迹化石类型 。遗迹化石形态分布与沉积环境关系 ( 1967)遗迹化石组合类型分布与沉积环境关系许多遗迹化石分布的范围郎比较狭窄,因而对岩相分析和古生态的研究,甚至对小区域内的地层划分对比都有一定的意义。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志1.遗迹化石形态类型非连续性足迹,分布在层面 —— 排状排列:塔斯曼迹。 束状排列:古拖拉迹。连续性的爬迹,分布在层面 —— 自由弯曲形态:单一形状的爬迹,戈迪迹。二分形状的爬迹,类沙蚕迹。 曲线相互连续形态:呈迷路形的爬迹,蠕虫迹放射状对称酌遗迹,分布在层而上 —— 五角形状 (中心无构造 ),似海足迹;花辩形状 (小心有构造 ),轮叶迹。通道及纵孔,分布在层内和层面上 ——直径不变 —— 与层面垂直,呈直管形,针管迹;呈 海蚯蚓迹;直径有变化 —— 与层面平行:呈 海藻迹。横摸构造通道 (通道之间且有相同形状的连续页理),与层面垂直: 杯迹; 与层面平行; 形菌迹与层面垂直一料交一平行: 螺旋潜穴,裳状的遗迹,分布在层面上。单个袋状: 洛克迹; 双个袋状: 躺迹网格状遗迹,分布在层面上。 六边形:古网迹二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志2. 遗迹化石行动方式类型根据生物生活习性特征确定出五种行动方式遗迹类型:停息迹 : 游动生物生活在漏水环境中停息时,或侧面的一部分形蕊其凹形迹有明显的倾斜方向性时,为逆水流的方向。爬行迹 : 底栖生物生活在泼水环境中,在沉积物表面上移动时,形成了呈连续性线形或断续性点形迹。居住构造迹 : 在沉积物表面上移动时,形成了呈连续性线形或断续性 底栖生物生活在滨海地带环境中,为保护生存兔道水流波浪冲击,种长期永久性通道潜穴,呈直管形、分岔形、 食构造迹: 底栖生物生活在浅海环境中,为了摄食而在沉积物中挖掘的通道。啮食迹: 底栖生物生活在较深水环境中,为了摄食在沉积物表面上有规律地食泥痕迅呈卷曲形、蛇曲彩排列。第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义生物不论有无硬体骨舵,都能形成遗迹化石。尤其是上述形态类型中的各种遗迹化石,都是动物为适应特定环境,在沉积层表面或内部所留下或构筑的构造,并随沉积物固结成岩,都是原地形成不会被迁移,能够反映动物生存期间的原始环境。因此,遗迹化石是判断沉积环境的良好标志。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(1)判断沉积时期水体底层的气体状况如在沉积层内非常缺乏实体化石而有遗迹化石,特别是有丰富的遗迹化石时,说明当时水体底层有较多的生物存在,并非缺氧环境。只是这些生物不具有硬体,或是由于种种原因这些生物硬体不易形成实体化石。相反,如在沉积层内既没有底栖生物的实体化石也非常缺乏遗迹化石时,就可能说明当时水底底层是缺氧环境。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(2)判断沉积时期的沉积速度某些底埋底栖生物生活于沉积表层以下一定深度,随着沉积速度或加积的快慢,或者侵蚀,其居住位置在垂直方向上,可向上或向下移动,这些都可根据潜穴内部构造来判明。当潜穴顶部被截去只留下潜穴下部时,表明侵蚀作用加强甚或有侵蚀间断;大量出现钻蚀底栖生物的钻孔遗迹时,往往也表明有侵蚀间断的存在。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(3)判断水体流动与否及水流方向许多底栖动物部有向流性的特点。因为水流可携带来丰富的悬浮物,所以食悬浮物的底栖动物的潜穴、栖息印痕等多有向流性。在地层中也常常可以见到成行成排的潜穴、孔道和栖息印痕等遗迹化石。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(4)判断沉积底层性质富含水分的松软底层,是大量潜穴动物的生活场所。沉积物成岩后,潜穴周围常有变形带;坚硬底层不适宜潜穴动物生存,往往只有钻蚀底栖动物所留下的钻孔,孔道周围无变形带。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(5)判断沉积环境在不同沉积环境中,由于环境因素的差异,底栖动物为了适应环境,也具有不同的生态特点。 在滨海地区,影响环境的因素变化大(温度、盐度变化大,潮汐和波浪作用大 ),生活在这里的绝大多数底栖动机不是挖掘很深的近垂直的潜穴,就是在岩底或岩岸上钻孔; 在浅海地区,影响环境的因素变化小,底埋底栖动物的潜穴较没多倾斜或水平; 在半深海地区,由于环境安定,底栖动物不再需要简单的潜穴或钻孔来保护,而是需要系统地寻找食蜘因而留下各种弯曲的、网状的、树枝状的或螺旋状的觅食和啮食痕迹及复杂的潜穴系统。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志3.遗迹化石环境意义(5)判断沉积环境遗迹化石的分布,主要由底栖动物食物的不同所决定。水流强的浅海砂相,滤食动物居住通道多呈垂直形或 “ U”字形;水流弱的泥相,主要有食泥动物的摄食痕迹;陆相 —— 泻彻相的泥质岩中,以爬迹、足迹为特征。随着海水深度的增加,宜立的通道或觅食构造,明显地依次为水平蜿蜒的食迎所代替。二 、 遗迹化石及组合第四节 古生物学、古生态学标志4.遗迹相模式赛拉赫 (赫克尔 (人先后根据不同环境中的遗迹,划分出下述各种遗迹相 :斯戈阳迹相: 分布于滨海 (期间带 )以上的非海相沉积地带,多为红层;系陆生脊椎动物脚印。针管迹相: 分布于滨海期间带,温度、接度变化允波浪或潮汐作用强烈,沉积或侵蚀作用迅速,通道多垂直或 “ U”形潜穴,而潜穴深 [比浅海地区的潜穴滦三倍 ).舌形菌迹相: 在滨海岩岸侵蚀地区,多为古海岸的侵蚀面,环境恶劣,仅有钻蚀生物留下的钻孔利洞穴。克鲁兹迹相: 浅海内线,有波松影响,环境较滨海稳定。生物种类多,可形成各种栖息痕迹和爬行觅食痕迹。潜穴较浅,倾斜或近水平。螺旋潜迹相: 在浅海外线或迅速沉积的浅海环境中常有各类食沉积物生物的觅食构造和潜穴系统痕迹。类沙蚕迹相: 半深海和深海区,有远洋和浊流沉积物。常有食沉积物生物的网状、螺旋状、弯 枝状等女层晒食痕迹。二 、 遗迹化石及组合遗迹相模式( 恐龙足迹生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志遗迹化石,美国西部绿河组 (刘焕杰摄, 1989)生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志遗迹化石宁夏乌海卡布其太原组生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志遗迹化石 重庆南川三泉小河坝组生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志遗迹化石 —— 动藻迹 山西保德扒楼沟太原组生物成因的沉积构造第四节 古生物学、古生态学标志地球化学在古环境分析中的应用,主要包括元素地球化学和稳定同位素地球化学原理的应用。1、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用沉积岩中的元素含量取决于下列因素: 陆源区性质 (母岩成分 )、 古气候、沉积环境 (包括水体等介质性质 )、 沉积岩的成分、生物作用、成岩及后生因素 等,因此研究它就可以对再造古地理环境提供信息。目前,元素地球化学在 划分海陆相地层,分析物源区岩石成分,恢复沉积古气候条件,确定沉积水介质地球化学环境,划分地球化学相(氧化与还原、水盆深度、盐度、离岸距离等 )等方面都能取得较满意成果。第五节 沉积地球化学标志1) 水体古盐度的测定主要有 硼含量法 、 微量元素比值法 、 沉积磷酸盐法 、 自生铁矿物法 等等 。( 1) 硼含量方法硼含量与岩石中的伊利石有关 , 并反映古水介质的古盐度 。 一般认为 , 正常海水中 00淡水环境中小于 100咸水环境 100超过 4001、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志1) 水体古盐度的测定( 2) 微量元素比值法1、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用B/海水> 7;近岸 5咸水 水< r/海水> 1;淡水< 1a : 海相 高;陆相 低 :< 2 海相; > 2 陆相;e:海相 高;陆相 低、 V/a、 海相 相 各种形态硫 (包括黄铁矿硫 含量可以区分煤层的形成环境 , 全硫 含量对水体的水介质条件有很好的指示作用 。第五节 沉积地球化学标志1) 水体古盐度的测定( 3) 沉积磷酸盐法1、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志2)氧化还原条件的标志判断沉积环境的氧化还原条件主要是根据同生矿物组合 , 如对介质 低反映灵敏的铁 、锰矿物组合 。铁在海盆中沉积具有明显的 规律性 , 随着 铁矿物呈不同的相依次分布 , 铁的化合价态也相应变化 , 因而 可用来反映环境的地球化学相 。1、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志3)离岸距离 ( 古水深 ) 标志近些年对现代沉积物元素地球化学的研究发现 , 元素的聚集和分散与水盆地深度也有一定的关系 。 这一性质主要是元素在沉积作用中所发生的机械分异作用 、 化学分异作用和生物 、 生物化学分异作用的结果 。4)源区分析母岩岩性基本决定了风化产物的元素组成。所以母岩成分还是能在某些特征元素含量的变化上体现出来。1、 元素地球化学在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志1) 古盐度测定δ13C 和 δ14C 、 δ1618964)根据 504个灰岩和化石样品的分析。一般认为,海相灰岩 δ135‰ ~ ± 5‰ , δ1810‰~ ± 。964)提出的区分侏罗纪以来的海相灰岩和淡水灰岩的公式:Z=(δ13C+50)+18O+50)Z> 120为海相灰岩, Z< 120时为淡水灰岩2、 稳定同位素在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志2、 稳定同位素在沉积环境分析中的应用2)古温度测定长期以来 , 人们一直不断地研究碳酸盐和海水之间的氧同位素的分馏作用 , 利用海水沉积碳酸盐和海水之间氧同位素的分馏作用解释古温度 。碳酸盐岩的 δ181965)提出了计算古水体温度的经验公式:T(℃ )=c- δw)+c- δw )2δc: 25℃ 时碳酸盐与 100% 磷酸盐反应时产生的 1825℃ 时所测试的 18积地球化学标志( 三 ) 古气候分析δ18O /δ16 海水高 、 随温度降低而降低 。温带淡水中比值比海水中低 7 ‰高纬度或高海拔地区淡水中比值低 30‰( 四 ) 硫同位素与环境氧化还原条件的分析( 五 ) 硫 、 锶同位素与沉积环境分析2、 稳定同位素在沉积环境分析中的应用第五节 沉积地球化学标志地球物理学标志常用的有沉积序列和沉积相相的测井响应、地震响应,根据测井曲线和地震反射资料解析出其中的基本相标志,进而鉴别沉积相类型。沉积相的测井响应: 自然电位、自然伽玛、视电阻率、声速、中子、密度、井径等。反映岩性组合、沉积序列。沉积相地震响应: 地震反射剖面。 反映地质体的空间连续性、叠置关系、进而反映沉积相类型。第六节 地球物理学标志潮道-潮坪沉积组合潮道沉积概率累积粒度曲线雀儿沟剖面,太原组潮道沉积组合测井曲线特征伊 16井,羊虎沟组第六节 地球物理学标志第六节 地球物理学标志辫状河流沉积体系的测井响应、概率粒度曲线特征河流沉积体系 —— 辫状河第六节 地球物理学标志河流沉积体系 —— 曲流河曲流河沉积序列的测井曲线特征伊 3井,山西组顶部1 009080706050403020100 1 2 3 4 50 0 1 5 1 0. 002 0. 003 0. 004 0. 005 0. 006 0. 007 0. 008 0. 009 0. 009 5. 009 9. 009 9. 909 9. 99Φ值3 65 5 . 0 0井,上石盒子组下部第六节 地球物理学标志三角洲沉积序列及测井响应第六节 地球物理学标志河流砂体露头剖面形态横向变化第七节 岩性组合及相序标志1、遵循 “ 远观近取 ” 原则。2、注意沉积成因组合的划分,综合研究岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列。确定沉积相类型。3、对于砾岩层和交错层理测古流向。4、详细分层、逐层观察描述、寻找沉积标志、区分微相。典型地质现象的拍摄。第七节 岩性组合及相序标志5、露头上主要重点岩层的横向变化、相变关系。6、沉积岩层厚度分析 ——沉积物供应丰度、速率、沉积区坳陷强度。7、沉积岩层之间接触关系分析 ——过渡、明显、冲刷。区分自旋回和它旋回,层序界面的识别和层序划分8、目的层的采样 ——目的、新鲜、编号。第七节 岩性组合及相序标志障壁砂坝 — 泻湖沉积体系障壁砂坝沉积序列和相组合 (沙巴台剖面,羊虎沟组 )障壁砂坝沉积概率累积粒度曲线特征 (雀儿沟剖面,太原组 ) 第七节 岩性组合及相序标志泻湖—潮坪沉积组合第七节 岩性组合及相序标志辨状河曲流河曲流河决口扇露头剖面形态横向变化第七节 岩性组合及相序标志各种相标志必须时原始成因的,反映原始沉积过程的信息各种相标志要综合分析,是统计的,单一的相标志的解释要慎重,除非是过硬标志野外宏观标志与微观标志相结合,多学科领域相结合,各种相标志相结合沉积地球化学标志的运用是建立在野外基础上的相分析必须考虑沉积背景,包括大地构造位置、古气候条件、物质供应或物源条件注 意 的 问 题
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本文标题:第2章 沉积相标志
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