第五章判別標志其它2

1、主講：杜振川主講：杜振川研究生課程第五章第五章 沉積相（環(huán)境）的判別標志沉積相（環(huán)境）的判別標志第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志巖石結(jié)構(gòu)主要指巖石結(jié)構(gòu)主要指碎屑巖的結(jié)構(gòu)對沉積環(huán)境的意義。碎屑巖的結(jié)構(gòu)包括碎屑顆粒的特征（粒度、形狀及顆粒表面結(jié)構(gòu)）、填隙物（包括雜基和膠結(jié)物）特征以及碎屑顆粒與填隙物之間的關(guān)系（即支撐和膠結(jié)類型）。 第五章第五章 沉積相（環(huán)境）的判別標志沉積相（環(huán)境）的判別標志第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志1、碎屑顆粒特征、碎屑顆粒特征 碎屑顆粒特征：圓度球度粒度分選性顆粒的表面結(jié)

2、構(gòu)1、碎屑顆粒特征、碎屑顆粒特征 圓度是指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度 經(jīng)長距離搬運或長時間的磨蝕比短距離搬運或短時間的磨蝕的磨圓度好。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志1、碎屑顆粒特征、碎屑顆粒特征 球度是指顆粒近于球體的程度。球度與顆粒本身的性質(zhì)有關(guān)，如石英顆粒無解理，故搬運愈遠，球度愈大，而片狀的云母，雖經(jīng)遠距離搬運，其球度仍較低。球狀大的顆粒易滾動搬運，球狀小的片狀顆粒易懸浮搬運。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志2、填隙物特征、填隙物特征 填隙物包括雜基和膠結(jié)物 雜基是碎屑巖中與粗碎

3、屑一起沉積下來的細粒填隙組分，粒度一般小于0. 03 mm，它們是機械沉積產(chǎn)物，而不是化學沉淀組分。雜基的含量和性質(zhì)可以反映搬運介質(zhì)的流動特性及碎屑組分的分選性，因而也是碎屑巖結(jié)構(gòu)成熟度的重要標志。同時，雜基的含量也是重要的水動力強度標志，在高能中，雜基含量少，砂巖純凈；相反，在低能中，雜基含量高，表明分選能力差。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志一、巖石結(jié)構(gòu)標志2、填隙物特征、填隙物特征 填隙物包括雜基和膠結(jié)物 膠結(jié)物是化學成因物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)與化學巖的結(jié)構(gòu)類似，是由晶粒大小、晶體生長方式及重結(jié)晶程度決定的。膠結(jié)物是顆粒沉積物沉積之后形成的，其成分與結(jié)構(gòu)特征主要

4、反映沉積時的粒間溶液的成分和成巖期的物理、化學條件。3、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類型 膠結(jié)類型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系膠結(jié)類型 基底膠結(jié)，填隙物含量較多，碎屑顆粒在其中互不接觸呈漂浮狀，填隙物主要為雜基，代表高密度流快速堆積的特征；孔隙膠結(jié)，碎屑顆粒構(gòu)成支架狀，顆粒之間多呈點狀接觸，膠結(jié)物含量少，只充填在碎屑顆粒之間的孔隙中；接觸膠結(jié)，顆粒之間呈點狀接觸或線接觸，膠結(jié)物含量很少，分布于碎屑顆粒相互接觸的地方；鑲嵌結(jié)構(gòu)，在成巖的壓固作用下，特別是當壓溶作用明顯時，砂質(zhì)沉積物中的碎屑顆粒會更緊密地接觸，顆粒之間由點接觸發(fā)展為線接觸、凹凸接觸。 3、膠結(jié)類型和支

5、撐結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類型 膠結(jié)類型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系3、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類型 膠結(jié)類型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系基底膠結(jié) 孔隙膠結(jié) 接觸膠結(jié) 鑲嵌結(jié)構(gòu) 3、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)1）膠結(jié)類型 膠結(jié)類型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系3、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)2）支撐結(jié)構(gòu) 雜基支撐結(jié)構(gòu)：雜基含量高，顆粒在雜基中呈漂浮狀；基底膠結(jié)即時雜基支撐結(jié)構(gòu)。顆粒支撐結(jié)構(gòu)：顆粒之間有接觸點，包括點接觸、線接觸、凹凸接觸、縫合狀接觸；孔隙膠結(jié) 、接觸膠結(jié) 為顆粒支撐結(jié)構(gòu)。3、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)

6、、膠結(jié)類型和支撐結(jié)構(gòu)2）支撐結(jié)構(gòu) 第五章第五章 沉積相（環(huán)境）的判別標志沉積相（環(huán)境）的判別標志第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 沉積物的顆粒大小稱為粒度。研究碎屑沉積物和碎屑巖的粒度大小和各種粒級的分布特征的方法稱為粒度分析。粒度大小及分布特征，可反映沉積介質(zhì)的流體力學性質(zhì)和能量，即可直接用來反映沉積時的水動力條件。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 研究粒度可提供 明確搬運介質(zhì)性質(zhì)，如風、水、冰川、泥石流、濁流等；判斷搬運介質(zhì)的能量條件，如

7、流速、強度、起動能力等；明確搬運方式，如滾動、跳躍、懸??；明確沉積作用的形式，如牽引流、濁流等。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 1、粒度分析的主要方法、粒度分析的主要方法 1）直接測量法）直接測量法 一般用于礫巖或礫石，其方法是用度量工具直接測量礫石的直徑或視直徑大小； 一般測量一定面積內(nèi)的全部礫石（粒徑大于2mm的顆粒）不少于100個， 用于河流、濱海、冰川、洪積等礫巖的分析。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 1、粒度分析的主要方法、粒

8、度分析的主要方法 2）篩析法）篩析法 用于未固結(jié)或膠結(jié)較差的含砂巖到粉砂巖，它是用一套篩孔直徑不同的篩子將砂樣過篩，以分成不同的粒級組分， 一般篩孔直徑按1/4間隔選擇，稱出每層篩內(nèi)砂的重量，并求出其百分含量。 第二節(jié)第二節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志巖石結(jié)構(gòu)和粒度標志 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 1、粒度分析的主要方法、粒度分析的主要方法 3）薄片粒度法）薄片粒度法 一般用于較致密的巖石，其方法是在顯微鏡下，用測微尺直接一般用于較致密的巖石，其方法是在顯微鏡下，用測微尺直接測量巖石薄片中顆粒的最大視直徑，并將測量值換算成測量巖石薄片中顆粒的最大視直徑，并將測量值換算成值

9、，按值，按1/4間隔分組，計算各組內(nèi)顆粒百分數(shù)。間隔分組，計算各組內(nèi)顆粒百分數(shù)。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 2、顆粒粒級的劃分、顆粒粒級的劃分 一般采用伍登溫特沃思標準，它是以毫米（mm）為單位的一個分類方案，后來克魯賓（1934）提出了一種對數(shù)換算，稱其為值（-log2D，其中D為顆粒直徑）。 粒級劃分標準比較表 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 直方圖和粒度曲線都是沉積環(huán)境分析的參考標志。常用的粒度曲線包括直方圖、頻率曲線、累積曲線、概率累積曲線。 三種

10、常見的粒度曲線 1頻率曲線；2累積曲線；3概率累積曲線 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 直方圖和頻率曲線 直方圖是最常用的粒度組分圖件，它由一系列相鄰的長方塊構(gòu)成。各長方形的底邊等長，其長度代表粒度區(qū)間；長方形的高代表每種粒度的頻數(shù)，即表示各粒度區(qū)間的重量百分比。橫坐標代表顆粒直徑 值，縱坐標是算數(shù)百分坐標。 由直方圖所作頻率曲線 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 直方圖和頻率曲線a

11、直方圖；b頻率曲線；c累積曲線 將直方圖上各方塊的頂邊中點連接起來，繪制成一條圓滑曲線，這就是頻率曲線圖 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 累積曲線累積曲線: 是以累積百分含量為縱坐標，以粒徑為橫坐標，從粗粒一端開始，在圖上標出每一粒級的累計百分含量。將各點以圓滑的曲線連接起來，即成累積曲線。累積曲線一般呈S型，從圖上可看出其粒級分選的好壞，在計算粒度參數(shù)時也可由圖上讀出某些累計百分比對應(yīng)的粒徑值。累積曲線的形態(tài)，可用來區(qū)分不同的沉積環(huán)境。如濱海沉積和風成沉積的碎屑物質(zhì)分選好，粒度范圍窄，

12、因而累積曲線很陡；洪流及冰川沉積分選差，粒度分布范圍寬，累積曲線表現(xiàn)得平緩。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 累積累積曲線曲線不同成因碎屑沉積的累積曲線 A一海濱礫石；B一海濱砂；C一冰川沉積物；D一頁巖；E一黃土3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 概率累積曲線：概率累積曲線：它是在正態(tài)概率紙上繪制的，橫坐標代表粒徑；縱坐標為累積百分數(shù)，并以概率標度，概率坐標不是等間距的，而是以50處為對稱中心，上下兩端相應(yīng)地逐漸加大，這樣可以將粗、細尾部放

13、大，并清楚地表現(xiàn)出來。概率曲線中碎屑沉積物的粒度不是一個簡單的對數(shù)正態(tài)分布，而是由幾個呈對數(shù)正態(tài)分布的次總體組成，一般包含有三個次總體，在概率圖上表現(xiàn)為三個直線段，代表了三種不同的基本搬運方式，即稱為懸浮總體、跳躍總體和滾動總體（牽引總體）；概率圖上除三個次總體之外的其他參數(shù)有：截點、混合度、次總體百分含量、分選性。3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 概率累積曲線：概率累積曲線：3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線1）直方圖和粒度曲線）直方圖和粒度曲線 概率累積曲線：概率累積曲線：截點截點：指兩個次總體直線的交點，以橫坐標表示，細截點（S截點

14、）是懸浮總體和跳躍總體的交點，表示能懸浮的最粗顆粒；粗截點（T截點）是跳動總體和滾動總體的交點，表示能跳躍的最粗顆粒。 混合度混合度：指兩個次總體直線段相交時，在截點處有些點不在直線上，而是零散過渡的，也稱為過渡帶，反映沉積分異情況。分選性：分選性：以各次總體直線段的斜率，即直線段傾斜角度表示。 概率累積曲線：概率累積曲線：不同類型沉積環(huán)境砂質(zhì)沉積物粒度概率分布特征 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 常用的粒度參數(shù)有平均粒度（常用的粒度參數(shù)有平均粒度（Mz）、標準偏差（）、標準偏差（i）、偏度（）、偏度（Ski）、）、峰態(tài)（峰態(tài)（KG）過去多用特拉斯克（過去多用

15、特拉斯克（TrasK）公式計算，當前應(yīng)用更廣的是用福克和沃）公式計算，當前應(yīng)用更廣的是用?？撕臀挚丝?Folk and Ward）公式來計算相關(guān)粒度參數(shù)）公式來計算相關(guān)粒度參數(shù) 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 平均粒度（Mz）：表示一個樣品的平均粒度大小，反映搬運介質(zhì)平均動能，計算公式為： M z二（165084）/ 3標準偏差（1）：表示分選程度，即反映顆粒的分散和集中狀態(tài)，計算公式為： 6 . 645951684將分選程度分為七級： 分選極差。 iiiiiii3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 偏度（Sk）：用來表示頻率曲線對

16、稱性的參數(shù)5955095516845084162222SK按其對稱形態(tài)可分為 單峰對稱曲線，以峰為對稱軸的對稱曲線，曲線為正態(tài)分布；不對稱正偏態(tài)曲線，曲線不對稱，主峰偏粗一側(cè)，即沉積物以粗組分為主；不對稱負偏態(tài)曲線，曲線不對稱，主峰偏細一側(cè)，即沉積物以細組分為主。 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 偏度（Sk）：用來表示頻率曲線對稱性的參數(shù)正態(tài)頻率曲線及正偏態(tài)和負偏態(tài)曲線示意圖 3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 峰態(tài)或尖度（KG）：用來在與正態(tài)頻率曲線相對比時，說明曲線的尖銳或鈍圓程度。峰態(tài)或尖度的計算公式為：257559544.

17、 2GK3、粒度參數(shù)和粒度曲線、粒度參數(shù)和粒度曲線2）粒度參數(shù)）粒度參數(shù) 峰態(tài)或尖度（KG）：用來在與正態(tài)頻率曲線相對比時，說明曲線的尖銳或鈍圓程度。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 沉積巖的粒度是受搬運介質(zhì)、搬運方式及沉積環(huán)境等因素控制的，反過來這些成因特點，必然會在沉積巖的粒度性質(zhì)中得到反映，這正是應(yīng)用粒度資料確定沉積環(huán)境的依據(jù)。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 在利用粒度資料研究沉積環(huán)境時應(yīng)注意： 1)

18、 正確合理取樣，取樣時要考慮沉積成因單元； 2) 采用同一體系計算公式計算粒度參數(shù)并作圖； 3) 研究碎屑巖成巖作用歷史，了解碎屑顆粒是否比原始顆 粒發(fā)生了粒徑增大或縮小的作用； 4) 采用標準坐標作累積概率圖，以便進行對比研究； 5) 結(jié)合沉積構(gòu)造、沉積背景、沉積序列特征研究，考察粒 度參數(shù)及圖形在垂向上的變化規(guī)律； 6) 注意采用多種粒度參數(shù)綜合研究分析沉積水動力條件。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 l）粒度判別函數(shù)及成因圖解 薩胡（Sahu, 1964)在碎屑沉積物研究中應(yīng)用了判別分析。他從世

19、界各地采集大量碎屑沉積物樣品，其中有礫石、砂以及粉砂，采樣的環(huán)境類型有：河道、泛濫平原、三角洲、海灘、風坪、風成沙丘、淺海以及濁流。在對這些樣品進行分析研究的基礎(chǔ)上，求得了各類沉積環(huán)境間的判別函數(shù)。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 l）粒度判別函數(shù)及成因圖解 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 沉積物存在著滾動、跳躍和懸浮三種搬運方式。前人研究表明，沉積物的三種搬運方式可以在粒度概

20、率曲線上產(chǎn)生響應(yīng)。一般來說，一個理想的粒度概率曲線包含三個次總體，它們分別代表著樣品中的懸浮搬運組分、跳躍搬運組分和滾動搬運組分 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 1)懸浮搬運組分：最細的顆粒在水流中呈懸浮搬運，其顆粒大小一般小于0.1 mm。大多數(shù)沉積物中都包含一些從懸浮狀態(tài)沉積下來的細粒組分，它們在粒度概率圖中形

21、成一個獨立的懸浮搬運次總體（即細粒尾部），居于圖的右上方。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 2)跳躍搬運組分：呈跳躍搬運的顆粒，其大小一般0.lmm以上，最大可達lmm 跳躍搬運的方式在動蕩的水中或流水中容易對顆粒進行分選，因此跳躍次總體是沉積樣品中分選最好的組分，它往往作為主要部分構(gòu)成沉積物的格架。 在幾種常見的河成、海成沉積中都是以跳躍次總體為主，懸浮次總體只作為次要組分填充于跳躍組分的顆粒間。 在一般環(huán)境中，跳躍次總體在粒度概率圖上表現(xiàn)為一個直線段居于圖的中央，因

22、常占最大的百分含量，所以線段最長。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 3)滾動（或稱牽引、推移）搬運組分：這是最粗粒的組分，它只能沿底面滑動、滾動、拖曳前進。 在粒度概率圖上滾動次總體居于左下方，是與上述兩個次總體在中值和分選上均不相同的粗粒次總體。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 直線段的斜率代表著分選性，線段越陡說明分選程度越好。 每一個直線段

23、有一定的粒度區(qū)間和一定的斜率，表明了沉積物中每一個粒度次總體都具有一定的平均粒徑和標準偏差。 有的樣品在兩個粒度次總體間有混合帶，在圖上表現(xiàn)為兩線段圓滑接觸。 二、粒度分布特征及其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 海灘和淺海海灘砂：由三個或四個粒度次總體構(gòu)成。在概率圖上，跳躍總體被分為兩個直線段，兩者斜率稍有差別但均較陡，說明分選性很好。跳躍組分具有這一特點，是由于其中包括了沖流和回流兩種沉積作用。 懸浮組分和滾動組分含量都很少，相應(yīng)地在圖上線段很短，有些甚至缺少滾動組分 二、粒度分布特征及

24、其環(huán)境意義二、粒度分布特征及其環(huán)境意義 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 海灘和淺海海灘砂的粒度概率圖4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境 海灘和淺海海灘沙丘砂：在沙丘砂中跳躍組分的含量比海灘砂更高（一般占98%)，分選更好，在圖上表現(xiàn)為一個很陡的直線段。 滾動組分含量很少，這是因為風的攜帶能力有限，很粗的砂粒不能搬至沙丘。 懸浮組分的含量也少，形成細的尾部 。海灘沙丘砂的粒度概率圖 海灘和淺海波浪帶淺海砂：樣品發(fā)育有三個粒度總體，仍以跳躍總體為主要成分，分選很好。懸

25、浮組分含量不多，其數(shù)量多少可能與物源性質(zhì)有關(guān)。由于缺乏強水流，滾動組分常表現(xiàn)很差的分選性 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境三角洲： 三角洲是一個復(fù)雜的過渡環(huán)境，它位于河流入海處，是由海與陸交替作用而形成的沉積復(fù)合體。從概率圖上看，其形式也是介于河流沉積與淺海沉積之間。但是由于物源性質(zhì)的不同、砂質(zhì)沉積的具體位置的不同以及水流強度上的差別等，使得三角洲砂的概率圖復(fù)雜多祥。 在三角洲中包括了各種亞環(huán)境，不同亞環(huán)境的粒度分布特點也不一樣。 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境

26、三角洲：4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境河道：河流沉積物粒度概率圖的主要特點是懸浮總體比較育，其含量可達30% 懸浮總體與跳躍總體之間的交截點在（2.75-3.50) 區(qū)間內(nèi)，跳躍總體的傾斜多在600 - 650范圍內(nèi)，一般不存在滾動組分。 4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境現(xiàn)代河道：4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境古濁流沉積： 濁流沉積的粒度概率圖特點很突出，懸浮總體含量大，但是分選很差； 懸浮總體

27、與跳躍總體的交截點可在1 以下； 屬跳躍搬運的粗組分，分選較好。4、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用 2）用概率累積曲線區(qū)分沉積環(huán)境古濁流沉積：5、一一M圖解圖解 C一M圖是帕塞加（Passega,1957）提出的綜合性成因圖解。 他認為C值和M值這兩個粒度參數(shù)，最能反映介質(zhì)搬運和沉積作用的能力，故運用這兩個參數(shù)分別作為雙對數(shù)坐標紙上的縱、橫坐標，構(gòu)成一M圖。 C值為累積曲線上含量為1的粒徑值；M值為累積曲線上含量為50的粒徑值。C值與樣品中最粗顆粒的粒徑相當，代表了水動力攪動開始搬運的最大能量；M值是中值，代表了水動力的平均能量。 對于每一個樣品都可以用其C值和

28、M值，在以C值為縱坐標、以M值為橫坐標的雙對數(shù)坐標紙上投得一個點。 5、一一M圖解圖解 5、一一M圖解圖解 1）牽引流沉積的C-M圖：牽引流沉積的典型圖形可劃分為： NO、OP、PQ、QR、RS各段和T區(qū)，不同區(qū)段代表不同沉積作用的產(chǎn)物。 NO段代表滾動搬運的粗粒物質(zhì)，C值一般大于lmm（800um） ，常構(gòu)成河流的砂壩礫石堆積物。 OP段以滾動搬運為主，滾動組分與懸浮組分相混合。C值一般大于800um，但由于滾動組分中有懸浮物質(zhì)的參加，從而使M值有明顯的變化。PQ段以懸浮搬運為主，含有少量滾動組分，值變化而M值不變。 5、一一M圖解圖解 1）牽引流沉積的C-M圖：QR段代表遞變懸浮段，遞變懸

29、浮搬運是指在流體中懸浮物質(zhì)由下到上粒度逐漸變細，密度逐漸變低，C值與M值成比例變化，從而使這段圖形與C=M基線平行。RS段為均勻懸浮段，值變化不大，而M值變化大，是粒徑和密度不隨深度變化的完全懸浮，均勻懸浮的物質(zhì)主要為粉砂和泥質(zhì)的混合物。 T區(qū)為遠洋懸浮物，M10m。 5、一一M圖解圖解 2）濁流沉積的C-M圖 濁流沉積的C-M圖是很好的平行于C=M基線的圖形 5、一一M圖解圖解 2）濁流沉積的C-M圖 濁流沉積的C-M圖是很好的平行于C=M基線的圖形 濁流為高密度流，沉積作用進行很快，顆粒沉積后隨即被埋藏，因而組分中缺乏滾動顆粒。其結(jié)果是，在C-M圖上濁流沉積物的C值與M值密切相關(guān)變化，形成

30、與C=M基線平行的圖形。這一特點與牽引的遞變懸浮沉積（QR段）相似。但C值與M值的變化幅度均較大，這一點卻是濁流沉積C-M圖的獨有特征。第五章第五章 沉積相（環(huán)境）的判別標志沉積相（環(huán)境）的判別標志第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 沉積巖中各種組分（巖礦成分，地球化學成分等）沉積巖中各種組分（巖礦成分，地球化學成分等）常與其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細研究沉積巖的各種成常與其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細研究沉積巖的各種成分，可獲得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料。分，可獲得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志沉積巖中各種組分（巖礦成分，地

31、球化學成分等）常與沉積巖中各種組分（巖礦成分，地球化學成分等）常與其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細研究沉積巖的各種成分，其形成環(huán)境有密切關(guān)系，詳細研究沉積巖的各種成分，可獲得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料?？色@得有關(guān)沉積環(huán)境的可貴資料。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 1、陸源碎屑成分、陸源碎屑成分 根據(jù)碎屑成分和礦物標型特征，可以研究沉積物來源方向及物源區(qū)巖類型。 陸源碎屑成分主要包括巖屑及各種輕重礦物。它們是巖層物理風化和化學分解作用的殘余物，同時也是分析物源區(qū)巖石類型的直接依據(jù)。 陸源碎屑成分研究的任務(wù)就是通過鑒定分析沉積物中的巖屑及各種輕

32、、重礦物標型組合特征，研究它們的含量變化，以確定物源方向、源區(qū)的大致位置、搬運距離及母巖類型等。 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 常見的陸源巖屑常見的陸源巖屑第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 2、自生礦物、自生礦物 指沉積期或同生期形成的原生礦物，可以用來說明沉積時期水體介質(zhì)的物理、化學條件（如Eh值；pH值、鹽度等）及特殊環(huán)境類型。 海綠石海綠石：沉積礦物，鮮綠一黃綠色一暗綠色調(diào)，成分為富鐵、富鉀的含水層狀鋁硅酸鹽礦物，外形常呈圓錐狀、腎狀、膠結(jié)物狀。 現(xiàn)代海綠石主要形成于遠離大河口的陸棚區(qū)弱堿性（pH = 7 8）和弱氧化一弱還

33、原（pH =0）的正常海水，水溫10150C，深度大于125m，在寒冷地區(qū)，水深30m就可形成。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 2、自生礦物、自生礦物 鮞綠泥石：鮞綠泥石： 呈綠色的鮞狀或球粒狀，或是貝殼中的充填物產(chǎn)出，易于和海綠石混淆，但其主要成分為鐵質(zhì)硅酸鹽礦物，基本不含鉀。 據(jù)現(xiàn)代沉積學研究，它也屬海洋自生礦物，但和海綠石的形成溫度和深度不同，鮞綠泥石形成于較溫暖的淺海，水溫大于200C，其分布深度小于60m 。第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 2、自生礦物、自生礦

34、物 粘土礦物：粘土礦物： 粘土礦物是一種細小的結(jié)晶礦物，其粒經(jīng)小于2m，屬于含水的鋁硅酸鹽類，主要包括水云母和蒙脫石等。 對于粘土礦物的環(huán)境意義存有較大爭議，但一般認為絮凝作用形成的粘土礦物可以反映介質(zhì)的pH值。 高嶺石形成于酸性介質(zhì)中，一般為大陸環(huán)境； 水云母、蒙脫石形成于中性或堿性介質(zhì)中，多為海洋環(huán)境。第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 3、特殊巖石類型 碳酸鹽巖碳酸鹽巖 ：碳酸鹽巖沉積反映介質(zhì)為弱堿性，某些特殊的碳酸鹽巖的巖性可指示環(huán)境或介質(zhì)條件。如：藻疊層石碳酸鹽巖一般形成于潮坪環(huán)境，鮞?；?guī)r形成于濱?；蛱妓猁}臺地的高能帶，具水

35、平紋層的泥晶灰?guī)r形成于低能環(huán)境。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 3、特殊巖石類型 紅層：紅層： 一般是大陸沉積物。含F(xiàn)e礦物在潮濕干燥的溫暖氣候條件下，風化后成赤鐵礦而呈紅色。蒸發(fā)鹽：蒸發(fā)鹽：是含鹽度較高的溶液或鹵水，通過蒸發(fā)作用產(chǎn)生的化學沉積物，它們的出現(xiàn)一般反映氣候干燥和閉塞環(huán)境。內(nèi)陸鹽湖或半封閉的濱海潟湖環(huán)境是形成蒸發(fā)鹽的有利環(huán)境。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志 一、巖礦成分標志一、巖礦成分標志 3、特殊巖石類型 磷塊巖：磷塊巖： 磷塊巖可出現(xiàn)于海洋與大陸沉積，但大量的磷質(zhì)分布于海洋，大量形成磷

36、酸鹽的環(huán)境是在淺海。 據(jù)現(xiàn)代海洋資料，PO在海水中的含量是隨著深度的增加而增加的，在平靜攪動交替的水動力條件下，分散的磷質(zhì)可逐漸集中，形成鮞狀、團粒狀、結(jié)核狀、生物骨骼形態(tài)或各種交代假象。因此，大量磷塊鹽出現(xiàn)可指示海洋環(huán)境，特別是在水深50200m海區(qū)更有利于其形成。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志二、地球化學標志二、地球化學標志1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 沉積巖中的元素含量取決于陸源區(qū)性質(zhì)、古氣候、沉積環(huán)境、沉積巖的成分、生物作用、成巖作用、后生作用等，因此，可以對再造古地理環(huán)境提供信息。 目前，元素地球化學在劃分海

37、陸相地層、分析物源區(qū)巖石成分、恢復(fù)沉積古氣候條件、確定沉積水介質(zhì)地球化學環(huán)境及劃分地球化學相等方面取得了好的成果。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志二、地球化學標志二、地球化學標志1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 1）古鹽度的測定 古鹽度的測定 B（硼）法元素比值法沉積磷酸鹽法自生鐵礦物法等。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志二、地球化學標志二、地球化學標志1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 1）古鹽度的測定 B（硼）法： 正常海水中B含量為（ 300400）1

38、0-6小于10010-6為淡水環(huán)境（200300）10-6為半咸水大于40010-6為超咸水環(huán)境。 1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 1）古鹽度的測定 B（硼）法： 元素比值法利用某些相關(guān)元素的比值，如，B /Ca、Sr(鍶)/ Ba（鋇）等，可以幫助判斷沉積時水體的古鹽度。 B/ Ca：B主要吸附于粘土礦物中，活動性較強，在水中可長距離遷移，而Ga在風化作用形成的粘土礦中表現(xiàn)出明顯富集，Ca在淡水成因的巖石中較海洋條件下形成的巖石為高。故用該比值所反映的鹽度可區(qū)分海陸相地層，一些學者認為B/ Ca1.5為淡水相，56為近岸相，7為海相。 1、元素地球

39、化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 1）古鹽度的測定 B（硼）法： Sr(鍶) / Ba ： Sr、Ba化學性質(zhì)十分相似，它們均可以形成可溶性重碳酸鹽、氧化物和硫酸鹽進入水溶液中，與Sr相比，Ba的化合物溶解度要低，河水中攜帶的Ba2+在與富含SO4-相遇時易形成難溶的BaS04，因而，多數(shù)近岸沉積物中富Ba，而Sr的遷移能力高于Ba，可遷移到大洋深處，在正常海中沉淀或形成蒸發(fā)巖礦物，加之碳酸鹽礦物對Sr的捕獲作用，一般認為。Sr/ Ba在淡水沉積物常1。 1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 2）氧化還原條件的標志 判斷沉積環(huán)

40、境的氧化還原條件主要是根據(jù)同生礦物組合，如對介質(zhì)Eh值高低反應(yīng)靈敏的Fe、Mn等變價元素的礦物組合。鐵在海盆中沉積具有明顯的規(guī)律性，隨著pH值的增大，Eh值的降低，鐵礦物呈依次分布，鐵的化合價也相應(yīng)變化，因而可反映環(huán)境的地球化學相。 1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 2）氧化還原條件的標志 鐵的沉積地球化學相 1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 3）古水深標志 近年對現(xiàn)代沉積物元素地球化學的研究發(fā)現(xiàn)，元素的聚集和分散與水深度和離岸距離有一定關(guān)系。其原因主要是元素在沉積作用中所發(fā)生的機械分異作用、化學分異作用和生物

41、化學分異作用的結(jié)果。 由濱岸向深海，F(xiàn)e、Mn(錳)、P、Co（鈷）、Ni、Ca、Zn、Y（釔）、Pb、Ba增加，其中Mn、Ni、Co、Cu元素含量升高趨勢特別顯著。 海洋沉積物中Mn的分布主要受pH值和Eh值的控制。一般隨pH值增大，Eh值降低，Mn +2礦物逐漸從海水中沉淀出來。此外，沉積速率也影響著Mn 的分布，沉積速率低，從海水中沉淀出來的Mn被陸源和生物成因的沉積物的稀釋程度降低，故沉積物中Mn含量增高。 1、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、元素地球化學在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 4）源區(qū)分布 母巖性質(zhì)基本決定了風化產(chǎn)物的元素組成。盡管在不同古地理條件下，由于氣候、生物活動、地形、水

42、介質(zhì)的影響，風化產(chǎn)物搬運后的沉積物，已在很大程度上有別于風化產(chǎn)物的原始元素組成，但母巖成分還是能在某些特征元素含量的變化上體現(xiàn)出來。 第三節(jié)第三節(jié) 礦物成分和地球化學標志礦物成分和地球化學標志二、地球化學標志二、地球化學標志2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 近些年來，運用同位素地球化學標志進行沉積環(huán)境分析越來越多地引起人們的注意，在確定古環(huán)境的古鹽度、古水溫等方面尤為突出。2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 目前，應(yīng)用較多的、效果也較好的是O、C、S同位素： O有三種同位素，即16O、17O、18O，它們的相對豐度分別為

43、99.763%、0.0375%、0.1995%； C有兩種同位素，即12C、11C，它們的相對豐度分別為98.89和l. 11% ; S有四種穩(wěn)定同位素，即32S、33S、34S、36S，它們的相對豐度分別為95.02%、0.75%、4.21%、0.02%。 穩(wěn)定同位素的相對豐度用表示。2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 1）古溫度測定 許多研究表明，碳酸鹽的180值隨沉積溫度升高而降低；Craig （1965）提出了用碳同位素計算古水溫的經(jīng)驗公式： t（0C）=16.9一4. 2 （cw）+0. 13（cw）2 式中c為250C時碳酸鹽與100磷酸鹽反應(yīng)時

44、產(chǎn)生的CO2的18O值；w為250C時所測試CaCO3樣品形成時與海水平衡的C02的18O 2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 2）古氣候分析 淡水中18O/16O值低于海水，而且氣溫越低該比值越低。溫帶地區(qū)淡水中18O/16O值較海水平均值的低7，高緯度區(qū)或高海拔區(qū)淡水中比值低30， 2、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用、穩(wěn)定同位素在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用 3）古鹽度測定 海水中O、C同位素量略高于淡水，主要由于水蒸發(fā)時16O容易逸出，因而海水中18O/16O值高，陸地淡水主要來自大氣降水，故18O/16O值低。 海水與淡水氧、碳同位素成分的這一差別，也反映

45、在沉積物中。Keith等人（1964）在對數(shù)百個侏羅紀以來沉積的海相灰?guī)r和淡水灰?guī)r同位素測定的基礎(chǔ)上，提出了經(jīng)驗公式： Z =2.048（13C +50）0.498（18O+50） Z值大于120時為海相灰?guī)r；小于120時為淡水（湖相）灰?guī)r。 第五章第五章 沉積相（環(huán)境）的判別標志沉積相（環(huán)境）的判別標志第四節(jié)第四節(jié) 判別沉積環(huán)境的生物標志判別沉積環(huán)境的生物標志 生物化石不僅可以鑒定地層的地質(zhì)年代，而且是進行沉積環(huán)境分析的重要標志。 根據(jù)對現(xiàn)代沉積環(huán)境中生物的觀察，生物群的分布及其生態(tài)特點嚴格地受環(huán)境控制，在一定的沉積環(huán)境內(nèi)均有與之相適應(yīng)的特殊的生物組合。因此，利用地層中生物化石的組合面貌和生

46、態(tài)特征可以分析其沉積環(huán)境的鹽度、古水深、底層性質(zhì)、海水濁度等。 第四節(jié)第四節(jié) 判別沉積環(huán)境的生物標志判別沉積環(huán)境的生物標志一、生物對鹽度的指示一、生物對鹽度的指示 各種生物對鹽度的適應(yīng)能力是不同的，有的生物對生活環(huán)境的鹽度要求嚴格，鹽度稍微改變，生物就會死亡，這種生物稱為狹鹽度生物。有的生物能適應(yīng)較大的鹽度變化，這種生物稱為廣鹽度生物。狹鹽度生物是判別水體鹽度、區(qū)別海洋和非海洋環(huán)境的可靠標志。 生物的耐鹽性與水體含鹽度的關(guān)系 第四節(jié)第四節(jié) 判別沉積環(huán)境的生物標志判別沉積環(huán)境的生物標志一、生物對鹽度的指示一、生物對鹽度的指示 正常海水生物組合，包括鈣質(zhì)紅藻和綠藻、放射蟲、硅質(zhì)鞭毛蟲、鈣質(zhì)有孔蟲、鈣質(zhì)和硅質(zhì)海綿、珊瑚、苔鮮蟲、腕足類、棘皮、軟體動物中的頭足類等； 半咸水生物組合，包括軟體動物中的雙殼類和腹足類、介形蟲、腮足亞綱、膠結(jié)殼有孔蟲、硅藻、藍綠藻和蠕蟲管等； 超咸水生物組合，一般與半咸水生物組合相似，但當