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5-湖泊沉积岩沉积相相

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湖泊 沉积岩 沉积相
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第一节 环境特点和沉积作用第二节 陆源碎屑湖泊沉积模式第三节 碎屑湖泊沉积相组合第四节 碎屑湖泊沉积的鉴别标志第五节 湖泊沉积与油气的关系,第五章 湖泊相,第一节 环境特点和沉积作用,1、环境特点 (1)水动力特征 主要表现为波浪、岸流作用,与海洋相比,缺乏潮汐作用。,(2)物理化学条件 湖泊对大气的温度变化较为敏感。湖水会出现温度分层现象。,湖水的含盐度变化较大,1~25%。 湖水中的化学成分变化较大。,(3)生物学特征 淡水湖泊中常发育良好的淡水生物群,如淡水腹足类、双壳类、介形虫、叶肢介、鱼类等。,2、湖泊的分类,(1)按含盐度分,可分为淡水湖泊、咸水湖泊,,淡水湖,含盐度<0.1%,微(半)咸水湖,含盐度0.1%-1%,咸水湖,含盐度1%-3.5%,盐湖,含盐度>3.5%,⑵按沉积物特征,碎屑沉积湖泊,化学沉积湖泊,,⑶按湖泊所处位置,近海湖泊,内陆湖泊,,,高原湖泊,平原湖泊,2、湖泊的分类,⑷按湖泊的成因,构造湖(断陷湖、坳陷湖),,河成湖(如鄱阳湖、洞庭湖),火山湖(如长白山的天池),岩溶湖,冰川湖,2、湖泊的分类,⑸库卡尔(Kukal, 1971)的分类,湖泊,,永久性湖泊,暂时性湖泊,,陆源碎屑沉积型,化学沉积型,生物沉积型,湖沼沉积型,干盐湖沉积型,盐沼沉积型,,2、湖泊的分类,第二节 陆源碎屑湖泊沉积模式,永久性湖泊按洪水期、枯水期湖面的位置及水体深度分为滨湖区、浅湖区、深湖区。 在此基础上,再根据沉积特征、砂体类型及所处位置,将陆源碎屑湖泊相分为湖成三角洲、扩张湖、滨湖、浅湖、半深湖、深湖、滩坝、湖湾和湖泊重力流等亚相。,一个理想的陆源碎屑湖泊的沉积模式具有沉积物绕湖盆呈环带状分布的特点,即从湖岸至湖盆中央大致依次出现砂砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩。,实际情况要比理想的湖泊沉积模式复杂得多,第二节 陆源碎屑湖泊沉积模式,,,1、湖成三角洲亚相 在河流入湖的河口处,流速降低,水流携带的沉积物便在河口处堆积下来,形成平面上呈三角形或舌状,剖面上呈透镜状的沉积体,称湖成三角洲。 湖成三角洲在形成过程中,河流作用居于主导地位,沉积类型以砂岩和粉砂岩为主。 湖成三角洲砂体极为发育,可居湖泊沉积砂体之首。与湖泊沉积的其他类型砂体相比,面积和厚度大,向湖盆延伸远,是油气聚集的良好场所。,第二节 陆源碎屑湖泊沉积模式,湖成三角洲可分为三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三个部分。,1、湖成三角洲亚相,湖成三角洲常发育三层结构,即顶积层、前积层和底积层,亦称吉尔伯特式三角洲。,1、湖成三角洲亚相,湖成三角洲的垂向层序自下而上为前三角洲泥-三角洲前缘-三角洲平原组成的反旋回层序。,1、湖成三角洲亚相,湖成三角洲的另一种特殊类型为扇三角洲。 霍尔姆斯(Holmes, 1965)和梅戈温(Megowen, 1970)认为扇三角洲是从邻近高地推进到海、湖等稳定水体中的冲积扇。,吴崇筠认为扇三角洲系指邻近山地的冲积扇推进到湖中滨-浅湖地区形成的扇状砂体。,1、湖成三角洲亚相,2、扩张湖亚相,扩张湖亚相或称洪水漫湖亚相,是指枯水期湖面与洪水期湖面之间的沉积地带。 扩张湖沉积物主要在洪水期发生堆积。,,,3、滨湖亚相,滨湖位于湖盆边缘、最高湖面与低湖面之间。 开阔湖岸的滨湖区,可形成砂质湖滩沉积; 湖岸较陡,可形成砾质湖滩沉积; 湖滨地形平缓,可形成滨湖泥滩或泥坪。,4、浅湖亚相,位于滨湖亚相至波基面之上的地带,水体较滨湖区深,沉积物受波浪和湖流作用的影响较强。 岩石类型以粘土岩和粉砂岩为主。可夹少量化学岩薄层或透镜体。 层理类型多以水平、波状层理为主,水动力较强时可形成小型交错层理。 生物化石丰富,保存完好,以薄壳的腹足类、双壳类等底栖生物为主。 若湖底地形平缓,砂质供应充分,在宽阔的浅湖地带可形成具席状展布的砂质浅滩或局部砂质堆积加厚的砂坝沉积。,5、滩坝沉积,陆相湖盆中发育的滩坝可分为四种成因类型:,① 位于湖岸线拐弯处的砂质滩坝及生物滩、鲕粒滩,② 水下古隆起处的生物滩、鲕粒滩及砂质滩坝,③三角洲侧缘的砂质滩坝,④开阔浅湖地区的砂质滩坝及生物滩、鲕粒滩,6、湖湾亚相,在滨、浅湖地区,由于砂嘴、砂坝、水下隆起的障壁遮挡作用,使近岸水体受到限制而形成半封闭的湖湾。,湖湾内水体浅而安静,沉积物主要为暗色粉砂质泥页岩,中夹薄层白云岩或油页岩。,7、半深湖亚相,位于波基面以下水体较深部位,地处乏氧的弱还原-还原环境,沉积物主要受湖流作用影响,波浪作用已很难影响沉积物表面。 岩石类型以粘土岩为主,常具有粉砂岩、化学岩的薄夹层或透镜体。 水平层理发育,间有细波状层理。 化石较丰富,浮游生物为主,保存较好,底栖生物不发育。 可见菱铁矿和黄铁矿等自生矿物 。,8、深湖亚相,位于湖盆中水体最深部位,水体安静,地处乏氧的还原环境,底栖生物完全不能生存。 岩性粒度细、颜色深、有机质含量高。以质纯的泥岩、页岩为主,亦有灰岩、泥灰岩、油页岩。 层理发育,主要为水平层理和细水平纹层。 无底栖生物,常见介形石等浮游生物化石,保存完好。 黄铁矿是常见的自生矿物,多呈分散状分布于粘土岩中。 岩性横向分布稳定,垂向上常具连续的完整韵律,沉积厚度大。,9、湖泊重力流亚相,洪水型重力流,湖泊重力流沉积的形态呈扇状,形成所谓“湖底扇”或“深水浊积扇”,也可呈层状展布或沿深水区沟谷,断凹形成重力流水道的长形堆积体。,滑动滑塌型重力流,,湖泊重力流,第三节 碎屑湖泊沉积相组合,1.沉积相平面组合,湖泊是大陆上流水汇集的地带,故在平面上它总是与河流相沉积共生,并为河流相沉积所包围。,从盆地边缘至湖盆中央,沉积相序的组合大致依次出现冲积扇、河流—湖成三角洲、滨湖和浅湖—半深湖—深湖和重力流沉积。,断陷型湖泊深陷扩张期沉积相模式(吴崇筠等,1993),断陷型湖泊收缩期沉积相模式(吴崇筠等,1993),坳陷型湖泊深陷扩张期沉积相模式(吴崇筠等,1994),2、沉积相的垂向组合,湖泊相沉积的垂向组合受地壳升降运动的控制。 湖泊发展的总趋势,在多数情况下都是以退缩、充填而告终。 因此,湖泊相的垂向组合,往往是以较深湖或深湖亚相开始,向上递变为滨湖和河流相沉积,构成下细上粗的反旋回垂向层序。,在湖盆下陷扩张期,半深湖、深湖亚相及重力流沉积最为发育; 在湖盆抬升收缩期,滨浅湖、三角洲及滩坝沉积发育; 在一个地质时期内湖盆多次地沉降和抬升,构成了湖泊相发育的多旋回性,而且在每个一级旋回的背景上还可发育次级旋回。,2、沉积相的垂向组合,第四节 碎屑湖泊沉积的鉴别标志,1.岩石类型较单一,以粘土岩、砂岩和粉砂岩为主,砾岩少见,也可出现化学岩和生物化学岩,但分布较为局限。,2、沉积构造多样,层理发育,以水平层理最为发育。,可有较发育的波痕。,泥裂、雨痕、搅混构造亦常见到。,3.生物化石丰富,常见的生物种类有介形虫、双壳类、腹足类、藻类等,没有海相生物化石。,4、垂向层序多呈反韵律,多出现由深湖至滨湖的下细上粗的反旋回层序。,5、分布范围及沉积厚度,分布范围比河流相大,比海相小,相带、岩性和厚度大致呈环带状分布。,陆生植物的根、干、叶、孢子花粉等大量出现。,岩性和厚度横向变化比河流相稳定,比海相差。,第五节 湖泊沉积与油气的关系,碎屑湖泊相常具有油气生成和储集的良好条件,目前我国发现的绝大多数油气田,如大庆、胜利、辽河、大港、中原、南阳、江苏、江汉等油田都分布在碎屑湖泊相沉积中。,深湖和半深湖亚相水体深,地处还原或弱还原环境,适于有机质的保存和向石油的转化,是良好的生油环境。,在这种环境中形成的暗色粘土岩可成为良好的生油岩。,碎屑湖泊沉积中发育各种类型的砂体,如三角洲砂体、深水浊积扇砂体、滨浅湖滩坝砂体等。,它们具有分布广、厚度大、近油源、粒度适中、生储盖组合配套等特点,是油气储集的良好场所。,从湖泊的发育和演化来看,湖泊下陷扩张期,湖盆大幅度持续稳定下沉,有利于深湖、半深湖亚相的发育。,湖盆的抬升和收缩,有利于三角洲、滨浅湖滩坝等储油砂体的形成。,若湖泊的发育具有多旋回性,在垂向剖面上可出现多个生储盖组合。,思考与总结,1、试从水动力特征、生物特征及地球化学特征等方面说明湖泊环境的一般特点。 2、试述湖泊相的沉积类型及其划分原则。 3、试述淡水碎屑湖泊相的一般沉积特点、亚相类型及其划分标志。 4、试说明湖泊环境的沉积作用及其沉积模式的建立 ( 平面模型和垂向层序 ) 。 5、试说明湖泊相砂岩体的形成及其分布规律,并指明含油有利相带。,
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