古地理分析與編圖市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院郭英海沉積學(xué)與古地理學(xué)E-mail: guoyh第1頁(yè)第1頁(yè)第六章 古地理分析與編圖沉積學(xué)古地理分析與重建古地理研究與綜合編圖沉積作用控制原因第2頁(yè)第2頁(yè)第六章 古地理分析與編圖古地理分析與重建古地理綜合編圖沉積作用控制原因沉積學(xué)與古地理學(xué)第3頁(yè)第3頁(yè)第一節(jié) 古地理分析與重建 古地理分析是對(duì)地質(zhì)歷史時(shí)期中自然地理景觀再造，也就是再造沉積區(qū)和侵蝕區(qū)景觀。古地理分析內(nèi)容包括：擬定侵蝕區(qū)位置及母巖性質(zhì)、古地形起伏；擬定沉積區(qū)邊界，搬運(yùn)介質(zhì)及水動(dòng)力條件；擬定水物理-化學(xué)性質(zhì)等介質(zhì)條件。另外，古地理分析還要擬定古氣候及古結(jié)構(gòu)情況，擬定古火山噴發(fā)中心等。 古地理分析不但能夠擬

2、定當(dāng)初自然地理景觀，還可查明沉積礦產(chǎn)生成與分布規(guī)律性；闡明沉積作用與大地結(jié)構(gòu)之間關(guān)系，以進(jìn)一步理解地殼運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)發(fā)展史，作出礦產(chǎn)預(yù)測(cè)。 總之，古地理分析是在綜合各種地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，通過(guò)沉積學(xué)、古生態(tài)、古結(jié)構(gòu)、地球化學(xué)等分析辦法，再現(xiàn)當(dāng)初自然地理景觀。 古地理分析包括：定性分析、定量分析第4頁(yè)第4頁(yè)一、沉積相分析1、相分析單位確實(shí)定2、沉積相標(biāo)志建立3、巖性組合與相序分析4、沉積構(gòu)形與沉積體幾何形態(tài)5、沉積相對(duì)比橫剖面6、沉積相模式建立7、定量相圖應(yīng)用第一節(jié) 古地理分析與重建第5頁(yè)第5頁(yè)二、物源區(qū)別析1、判斷古陸或侵蝕區(qū)存在2、查明古陸地形起伏特性3、古河流體系恢復(fù)4、物源區(qū)母巖性質(zhì)確實(shí)定 古陸

3、確實(shí)定古流向、邊沿相、巖石成份成熟度、重礦物組合時(shí)空改變。巖屑類型、巖石類型與古陸區(qū)巖性組合，石英、長(zhǎng)石類型與源區(qū)大地結(jié)構(gòu)背景第一節(jié) 古地理分析與重建第6頁(yè)第6頁(yè)二、物源區(qū)別析古陸確實(shí)定古流向、邊沿相、巖石成份成熟度、重礦物組合時(shí)空改變。巖屑類型、巖石類型與古陸區(qū)巖性組合，石英、長(zhǎng)石類型與源區(qū)大地結(jié)構(gòu)背景第一節(jié) 古地理分析與重建第7頁(yè)第7頁(yè)來(lái)自各種大地結(jié)構(gòu)環(huán)境砂巖成份三角圖解（Dickinson等，1979）二、物源區(qū)別析第一節(jié) 古地理分析與重建第8頁(yè)第8頁(yè)物源區(qū)母巖性質(zhì)擬定二、物源區(qū)別析第一節(jié) 古地理分析與重建第9頁(yè)第9頁(yè)三、古水流分析1、古水流測(cè)量（1）古水流測(cè)量（2）古流向校正2、古水流

4、測(cè)量結(jié)構(gòu)（1）交錯(cuò)層理（2）波痕（3）底面結(jié)構(gòu)（4）碎屑和化石優(yōu)選方位礫石定向排列、古生物化石3、結(jié)果表示和矢量平均值計(jì)算4、古水流型式解釋 第一節(jié) 古地理分析與重建第10頁(yè)第10頁(yè)四、古氣候分析1、古生物標(biāo)志2、巖性特性標(biāo)志3、沉積結(jié)構(gòu)標(biāo)志4、古地磁法 五、古結(jié)構(gòu)分析第一節(jié) 古地理分析與重建第11頁(yè)第11頁(yè)第六章 古地理分析與編圖古地理分析與重建古地理綜合編圖沉積作用控制原因沉積學(xué)與古地理學(xué)第12頁(yè)第12頁(yè)一、巖相古地理研究基本原理 在進(jìn)行巖相古地理研究時(shí)，必須遵循一些法則，主要有相序遞變法則、沉降補(bǔ)償原理以及地層等時(shí)旋回對(duì)比法則等。 剖面相分析中應(yīng)注意：定期問(wèn)題、穿時(shí)問(wèn)題、地層旋回等時(shí)對(duì)比

5、法則。 Walther相律沉積相變規(guī)律：“只有那些相鄰發(fā)育相才干重疊地產(chǎn)出”，即只有順序發(fā)展著相才干上下重疊；一定相在水平飛行上必與相關(guān)相相鄰。 第二節(jié) 古地理綜合編圖第13頁(yè)第13頁(yè)二、巖相古地理編圖工作設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備1.全面搜集資料 地層剖面資料，包括150000和100區(qū)調(diào)圖幅中實(shí)測(cè)剖面資料，以及石油、地質(zhì)、普查勘探地層剖面、各類鉆孔、石油深井巖心資料(包括電測(cè)井、放射性測(cè)井和巖屑錄井資料等)； 用于分析解釋地層、結(jié)構(gòu)界面各種物探資料； 大地結(jié)構(gòu)專項(xiàng)研究資料，對(duì)于中、小百分比尺編圖工作尤為主要； 相關(guān)工作區(qū)及相鄰地域巖相古地理和地層古生物專門性研究結(jié)果； 沉積、層控礦床資料。第二節(jié) 古地理綜

6、合編圖第14頁(yè)第14頁(yè)二、巖相古地理編圖工作設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備2.統(tǒng)一地層劃分對(duì)比方案，擬定編圖單元 編制中、小百分比尺沉積相古地理圖，通常是以年代地層為單位，即研究同一時(shí)間范圍內(nèi)沉積環(huán)境變遷。這就要求所有地層剖面是近似等時(shí)。因此在工作之初就要注意地層等時(shí)、穿時(shí)和相變等問(wèn)題，正確選定地層對(duì)比時(shí)間界線和分層標(biāo)志，提出合理地層劃分對(duì)比方案，作為測(cè)制剖面、填制卡片和計(jì)算地層厚度準(zhǔn)則。在工作過(guò)程中也要隨時(shí)注意這一問(wèn)題。 在擬定地層劃分對(duì)比方案時(shí)，還應(yīng)考慮到成圖單元合理性。 第二節(jié) 古地理綜合編圖第15頁(yè)第15頁(yè)二、巖相古地理編圖工作設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備2.統(tǒng)一地層劃分對(duì)比方案，擬定編圖單元 編制中、小百分比尺沉積相古地

7、理圖，通常是以年代地層為單位，即研究同一時(shí)間范圍內(nèi)沉積環(huán)境變遷。這就要求所有地層剖面是近似等時(shí)。因此在工作之初就要注意地層等時(shí)、穿時(shí)和相變等問(wèn)題，正確選定地層對(duì)比時(shí)間界線和分層標(biāo)志，提出合理地層劃分對(duì)比方案，作為測(cè)制剖面、填制卡片和計(jì)算地層厚度準(zhǔn)則。在工作過(guò)程中也要隨時(shí)注意這一問(wèn)題。 在擬定地層劃分對(duì)比方案時(shí)，還應(yīng)考慮到成圖單元合理性。 第二節(jié) 古地理綜合編圖第16頁(yè)第16頁(yè)三、野外工作 野外工作是沉積相古地理研究與編圖基礎(chǔ)。 主要是通過(guò)測(cè)制沉積相剖面，系統(tǒng)研究剖面巖石成份、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、古生物組合和生態(tài)特點(diǎn)、遺跡化石等各種能夠判別沉積環(huán)境成因標(biāo)志，并搜集各種古流向數(shù)據(jù)，劃分巖石成因單元，綜合分

8、析剖面層序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步擬定沉積相類型。 同時(shí)，還應(yīng)采集必要樣品供室內(nèi)分析研究，為正確劃分沉積相類型，建立區(qū)域沉積相模式和綜合編圖工作奠定基礎(chǔ)。第二節(jié) 古地理綜合編圖第17頁(yè)第17頁(yè)三、野外工作1.沉積相剖面觀測(cè)（1）野外踏勘（2）剖面布署原則、類型和精度要求：控制剖面、輔助剖面、路線剖面。（3）剖面測(cè)制程序和樣品采集。 相剖面測(cè)制程序和辦法與地層剖面測(cè)量辦法同樣，但其觀測(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在相標(biāo)志研究和沉積環(huán)境分析上。普通包括踏勘、實(shí)測(cè)和定相成圖三個(gè)環(huán)節(jié)。 第二節(jié) 古地理綜合編圖第18頁(yè)第18頁(yè) 踏勘時(shí)還要初步確定剖面主要沉積相類型、相序列，是否含有韻律性特點(diǎn)，以及相標(biāo)志分布等。 實(shí)測(cè)過(guò)程中，除按照設(shè)

9、計(jì)要求逐層丈量，詳細(xì)觀測(cè)描述，按需要系統(tǒng)采集標(biāo)本、樣品外，還要注意抓住關(guān)鍵層段，加密觀測(cè)，甚至在剖面兩側(cè)追索，切忌平均使用力量。 在有韻律沉積特性剖面上，要對(duì)不同層位上韻律結(jié)構(gòu)特性等詳細(xì)觀測(cè)。 野外工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)依據(jù)觀測(cè)結(jié)果，歸納分析，確定其沉積相類型(野外定相)，并編制沉積相柱狀剖面草圖。 在剖面測(cè)制過(guò)程中，應(yīng)采集必要測(cè)試分析樣品供室內(nèi)研究用。樣品采集應(yīng)含有明確目標(biāo)性、代表性和廣泛合用性，同時(shí)要充分考慮經(jīng)濟(jì)效果和技術(shù)設(shè)備條件可能性，切忌貪多求全，平均攤派。 三、野外工作1.沉積相剖面觀測(cè)第二節(jié) 古地理綜合編圖第19頁(yè)第19頁(yè) 采集樣品種類，除普通古生物、光譜分析和化學(xué)分析樣品外，專門用于沉積

10、相分析樣品主要有兩類： 第一類是需要逐層分段系統(tǒng)采集必備樣品，比如巖石薄片樣、用于碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)研究巖石薄片(光片)樣以及碎屑巖粒度分析樣品。后兩種樣品能夠和巖石薄片樣品通用，或單獨(dú)采集。 第二類屬特殊測(cè)試分析樣品，包括人工重砂樣、物性樣、古地磁、穩(wěn)定同位素，以及用于電鏡、陰極發(fā)光、差熱分析、紅外光譜等方面樣品。這些樣品對(duì)于碳酸鹽巖、碎屑巖和粘土巖礦物成份研究，古地理恢復(fù)，沉積環(huán)境和成巖作用研究，都有一定意義。采樣時(shí)應(yīng)依據(jù)實(shí)際需要、測(cè)試條件及經(jīng)濟(jì)情況謹(jǐn)慎采集。同時(shí)注意采樣辦法科學(xué)性。 三、野外工作1.沉積相剖面觀測(cè)第二節(jié) 古地理綜合編圖第20頁(yè)第20頁(yè) 沉積相類型確實(shí)定，主要取決于沉積物結(jié)構(gòu)

11、、結(jié)構(gòu)、生物組合和生態(tài)特性等相標(biāo)志綜合分析，以及剖面結(jié)構(gòu)特性和相組合時(shí)空關(guān)系等特性研究。而這些標(biāo)志和特性識(shí)別主要是在野外或巖心觀測(cè)和研究中完成。 野外準(zhǔn)確定相要求純熟掌握不同沉積相類型主要特性、不同環(huán)境沉積模式，善于發(fā)覺(jué)和識(shí)別各種相標(biāo)志；要求在野外依據(jù)不同剖面特點(diǎn)，依據(jù)全部標(biāo)志和剖面結(jié)構(gòu)及相序改變特點(diǎn)，綜合分析，然后作出判斷。 主要包含：沉積相標(biāo)志觀測(cè)；剖面結(jié)構(gòu)研究；掌握相變規(guī)律性。三、野外工作2.野外沉積相分析第二節(jié) 古地理綜合編圖第21頁(yè)第21頁(yè)三、野外工作2.野外沉積相分析1）沉積相標(biāo)志觀測(cè) 不同巖石類型剖面，相標(biāo)志觀測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)不同。（1）對(duì)于以陸源碎屑巖為主剖面，應(yīng)該重視巖石粒度特性及其

12、組合關(guān)系、砂巖成熟度、層理層面特性、遺址化石和砂體形態(tài)這幾個(gè)方面。 陸源碎屑巖粒度特性是巖石命名基礎(chǔ)。也是判斷環(huán)境主要標(biāo)志。砂巖成熟度包含成份成熟度和結(jié)組成熟度兩個(gè)方面，是陸源碎屑巖定相主要標(biāo)志。 各種類型層理和層面結(jié)構(gòu)是碎屑巖中常見(jiàn)沉積結(jié)構(gòu)。砂體幾何形態(tài)，系指含有相同特性沉積砂體分布、延伸方向和形態(tài)特性。第二節(jié) 古地理綜合編圖第22頁(yè)第22頁(yè)三、野外工作2.野外沉積相分析1）沉積相標(biāo)志觀測(cè) 不同沉積環(huán)境中沉積砂體形態(tài)不同。比如河控三角洲砂體呈指狀垂直于海岸，浪控三角洲砂體平行于海岸，潮道或河道砂體呈底凸頂平，而遠(yuǎn)海砂壩經(jīng)常是底平頂凸。砂體形態(tài)研究不但對(duì)定相有用，而且對(duì)油氣資源和沉積礦產(chǎn)普查評(píng)

13、價(jià)也很故意義。（2）對(duì)于碳酸鹽巖剖面觀測(cè)，重點(diǎn)應(yīng)放在結(jié)構(gòu)、層理厚度、生物組合觀測(cè)上。第二節(jié) 古地理綜合編圖第23頁(yè)第23頁(yè)三、野外工作2.野外沉積相分析1）沉積相標(biāo)志觀測(cè) 根據(jù)沉積物中相標(biāo)志對(duì)沉積環(huán)境作出判斷時(shí)，無(wú)論是碎屑巖還是碳酸鹽巖，都應(yīng)當(dāng)既有重點(diǎn)研究又有綜合分析，不能只根據(jù)個(gè)別標(biāo)志作出判斷。 一個(gè)在物理上、化學(xué)上和生物上區(qū)別于其它地區(qū)獨(dú)立環(huán)境，必然在沉積物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和其它方面都留下其特有一系列烙印，而不僅僅是個(gè)別標(biāo)志。 另一方面，沉積巖中某些組構(gòu)特性，并不具有環(huán)境專屬性，例如潮坪中透鏡狀和波狀層理，在湖岸環(huán)境中也能出現(xiàn)。粒序?qū)永砜梢栽跐崃?、風(fēng)暴流、三角洲、決口扇等環(huán)境沉積物中出現(xiàn)。

14、第二節(jié) 古地理綜合編圖第24頁(yè)第24頁(yè)三、野外工作2.野外沉積相分析 2）剖面結(jié)構(gòu)研究 剖面結(jié)構(gòu)是指由特定巖性、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、生物等所表現(xiàn)出相關(guān)聯(lián)垂向順序，也稱為相序列或巖相組合。 在陸源碎屑巖中，向上變粗變厚序列有進(jìn)積型沖積扇、三角洲、堡島和海底扇模式。它們即使都是向上變厚變粗，但又具各自特點(diǎn)。 向上變薄變細(xì)序列則有砂質(zhì)辮狀河河道沉積、曲流河邊灘、潮坪和潮道等沉積相模式。 在碳酸鹽巖中向上變淺序列，經(jīng)常表現(xiàn)為潮下潮間潮上環(huán)境重復(fù)出現(xiàn)。第二節(jié) 古地理綜合編圖第25頁(yè)第25頁(yè)三、野外工作2.野外沉積相分析 2）剖面結(jié)構(gòu)研究 但在不同條件下表現(xiàn)出不同組合特點(diǎn)。比如灰泥序列、顆粒序列、疊層石序列、生物

15、礁序列以及海岸薩布哈序列。至于濁積巖中鮑瑪序列和風(fēng)暴巖序列更為大家所熟知。總之，純熟地掌握和利用已知序列和模式，對(duì)沉積相確實(shí)定很有幫助。 3）掌握相變規(guī)律性 野外擬定相類型時(shí)，應(yīng)按瓦爾特相律，注意沉積性相域或相序在平面上和剖面上相變規(guī)律性。 第二節(jié) 古地理綜合編圖第26頁(yè)第26頁(yè)四、室內(nèi)工作與綜合編圖 沉積相古地理研究室內(nèi)工作包括各種樣品分析鑒定、測(cè)試和資料綜合整理，各種基礎(chǔ)圖件、綜合圖件編制以及研究匯報(bào)編寫。 資料整理內(nèi)容包括巖石薄片鑒定及其結(jié)果分析和統(tǒng)計(jì)，碎屑巖粒度分析，巖石薄片中生物碎屑、種屬和生態(tài)特性鑒定和統(tǒng)計(jì)分析，部分沉積成巖礦物定性定量研究，各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)(包括光譜、化學(xué)分析、同位素

16、分析)綜合整理與解釋等。第二節(jié) 古地理綜合編圖第27頁(yè)第27頁(yè)2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件編制 沉積古地理研究中編圖通常是指基礎(chǔ)圖件和綜合圖件編制。 基礎(chǔ)圖件是描述性，以反應(yīng)某個(gè)方面或某個(gè)原因客觀實(shí)際材料為主，是編制綜合圖件基礎(chǔ)。常見(jiàn)有實(shí)際材料圖、沉積相柱狀圖、地層對(duì)比圖、沉積斷面圖、地層等厚圖、古生物相圖或生物分區(qū)圖、重礦物分布圖，以及各種單原因巖性圖、等值線圖或分區(qū)圖等。 綜合圖件是依據(jù)基礎(chǔ)圖件以及其它參數(shù)通過(guò)綜合分析后所得最后結(jié)果，是解釋性圖件。它所表現(xiàn)是某一時(shí)期自然地理面貌、結(jié)構(gòu)背景、沉積環(huán)境、沉積條件和沉積物分布規(guī)律等，包括沉積相古地理圖、結(jié)構(gòu)古地理圖、古結(jié)構(gòu)圖等。四、室內(nèi)工作與綜合編圖第

17、二節(jié) 古地理綜合編圖第28頁(yè)第28頁(yè)2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件編制1)巖性巖相（沉積相）剖面圖(展示相、層序劃分依據(jù)、以及相共生組合)2)地層（層序地層）對(duì)比圖(顯示地層劃分和對(duì)比依據(jù))；3)沉積斷面圖(反應(yīng)相縱、橫向改變特點(diǎn)和規(guī)律)；4)地層厚度等值線圖(反應(yīng)盆地輪廓、隆起和拗陷、凸起和凹陷，以及物源方向及河流流向等)；5)粒度分布曲線及平面分布圖(累積曲線、頻率曲線、概率曲線、C-M圖和粒度參數(shù)平面改變圖等)； 6)砂巖厚度等值線圖(反應(yīng)砂體、砂巖富集區(qū)，砂巖尖滅界線，以及古水流方向、物源方向和三角洲位置等)；四、室內(nèi)工作與綜合編圖第二節(jié) 古地理綜合編圖第29頁(yè)第29頁(yè)2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件編

18、制7)砂巖層數(shù)圖(推斷碎屑沉積與水位改變關(guān)系，反應(yīng)結(jié)構(gòu)性質(zhì)等)；8)砂泥比等值線圖(判斷岸線位置、古水深度和主要物源方向)；9)泥巖顏色圖(反應(yīng)陸上、過(guò)渡與水下三種沉積環(huán)境大致范圍，是劃分湖盆相帶和有利生油相帶主要依據(jù))；10)重礦物平面分布圖圖(反應(yīng)物源方向和沉積體系)；11)巖石類型、巖比圖(反應(yīng)物源方向和分布趨勢(shì)，是劃分相帶依據(jù))；12)有機(jī)碳、還原硫、三價(jià)鐵和二價(jià)鐵等值線圖(反應(yīng)不同沉積環(huán)境地球化學(xué)特性，并指示陸上或水下沉積標(biāo)志)；13)鍶鋇比、硼含量等特性地球化學(xué)指標(biāo)平面圖(反應(yīng)古鹽度改變，間接判斷盆地封閉情況)；四、室內(nèi)工作與綜合編圖第二節(jié) 古地理綜合編圖第30頁(yè)第30頁(yè)2、基礎(chǔ)圖

19、件和綜合圖件編制14)地層水礦化度圖(反應(yīng)古氣候條件)；15)化石（實(shí)體化石、遺跡化石）分布圖(劃分相帶和判別相標(biāo)志)；16)電測(cè)曲線特性圖(利用自然電位、自然伽瑪、電阻率、以及地層傾角測(cè)井等電測(cè)曲線綜合分析，劃分巖性和韻律特性，建立沉積模式)；17)砂體幾何形態(tài)圖(砂體成因類型，批示油氣匯集有利地域)；18)煤層、暗色泥巖、油頁(yè)巖厚度等值線圖(沉積環(huán)境類型，批示生油氣中心)； 19)碳酸鹽巖（石灰?guī)r）厚度等值線圖(沉積環(huán)境類型，批示海侵方向及沉積中心)；四、室內(nèi)工作與綜合編圖第二節(jié) 古地理綜合編圖第31頁(yè)第31頁(yè)2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件編制20)巖相古地理圖(綜合結(jié)果圖。反應(yīng)沉積邊界、母巖性質(zhì)

20、、古水流向、物源方向、海侵方向、沉積相帶、沉積中心、沉降中心、典型沉積相序列、砂體和砂巖富集區(qū)、以及生儲(chǔ)油有利地域等)； 編圖辦法巖比圖法、相比圖法、優(yōu)勢(shì)相法、單原因分析綜合作圖法21)沉積模式圖(綜合結(jié)果圖。沉積地質(zhì)體垂向改變及互相關(guān)系、與當(dāng)代沉積相模式對(duì)比、綜合新沉積模式)；22)勘探遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)圖(綜合結(jié)果圖。是勘探地層圈閉油氣藏和古地貌圈閉類型油氣藏依據(jù))；23)古結(jié)構(gòu)圖(表示沉積盆地結(jié)構(gòu)背景、性質(zhì)、盆地邊界、內(nèi)部結(jié)構(gòu))。 四、室內(nèi)工作與綜合編圖第二節(jié) 古地理綜合編圖第32頁(yè)第32頁(yè)第六章 古地理分析與編圖古地理分析與重建古地理綜合編圖沉積作用控制原因沉積學(xué)與古地理學(xué)第33頁(yè)第33頁(yè)第三節(jié) 沉積作用控制原因 控制沉積作用原因是各種多樣，主要大地結(jié)構(gòu)、海平面改變、氣候改變、沉積物供應(yīng)和生物演化。沉積學(xué)與古地理學(xué)第34頁(yè)第34頁(yè)第三節(jié) 沉積作用控制原因 一、大地結(jié)構(gòu)背景 大地結(jié)構(gòu)作用是控制沉積作用諸原因中最為主