巖相古地理研究市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第17章 思考題 1、何謂相標(biāo)志？它可歸納為哪幾種主要類型？ 2、哪些巖石類型含有明確指相意義？主要指相自生礦物有哪些？ 3、復(fù)習(xí)教材中相關(guān)章節(jié)，掌握各種類型層理環(huán)境意義。 4、復(fù)習(xí)教材中相關(guān)章節(jié)，掌握出現(xiàn)在各種環(huán)境中波痕指相意義。 5、何謂廣鹽性生物？何謂狹鹽性生物？試舉例闡明它們指相意義。 6、為何說痕跡化石指相意義越來越大？復(fù)習(xí)教材中相關(guān)章節(jié)，闡明痕跡化石形態(tài)特性與沉積環(huán)境關(guān)系。第1頁(yè)第1頁(yè) 7、什么叫同期異相？什么叫同相異期？試舉例闡明。 8、什么叫側(cè)向堆積原理？什么叫穿時(shí)現(xiàn)象？什么叫等時(shí)界面？什么叫穿時(shí)體？試依據(jù)三角洲沉積、濱海沉積以及邊灘側(cè)向加積繪圖闡明巖石地層單位界面和等時(shí)沉積界

2、面關(guān)系。 9、試綜合闡明控制沉積盆地巖相古地理?xiàng)l件基本原因。 10、試述碎屑沉積盆地巖相古地理圖編制辦法和環(huán)節(jié)。依據(jù)哪些方面資料能夠擬定研究區(qū)生油有利相帶和較有利相帶、儲(chǔ)油有利相帶和較有利相帶。第2頁(yè)第2頁(yè)第十七章 巖相古地理研究Study of lithofacies paleogeography劉寶珺、曾允孚主編，1985，巖相古地理基礎(chǔ)與工作辦法，地質(zhì)出版社。第3頁(yè)第3頁(yè)巖相古地理研究是一門綜合性很強(qiáng)學(xué)科。它涉及到結(jié)構(gòu)地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、地球化學(xué)、應(yīng)用地球物理學(xué)、古生物學(xué)、水動(dòng)力學(xué)及地貌學(xué)等學(xué)科知識(shí)。如何利用上述各學(xué)科研究結(jié)果，并通過綜合分析，劃分沉積相和進(jìn)行巖相古地理研究，是一項(xiàng)很艱巨工作

3、。第4頁(yè)第4頁(yè)第一節(jié) 相標(biāo)志Facies markers 相標(biāo)志是指最能反應(yīng)沉積相一些標(biāo)志，它是相分析及巖相古地理研究基礎(chǔ)。巖性標(biāo)志古生物標(biāo)志地球化學(xué)標(biāo)志相標(biāo)志第5頁(yè)第5頁(yè)顏色巖石類型自生礦物巖性標(biāo)志碎屑顆粒結(jié)構(gòu)填隙物類型陰極發(fā)光原生沉積結(jié)構(gòu)巖性組合及其韻律電測(cè)曲線一、巖性標(biāo)志地震信息第6頁(yè)第6頁(yè)1、顏色顏色是沉積巖最直觀、最醒目的志。按成因可分為繼承色、自生色和次生色。 2、巖石類型與陸源碎屑巖共生碳酸鹽巖、硅巖、蒸發(fā)巖和紅色巖層等含有一定指相性。特定環(huán)境中形成巖石（如濁積巖等）含有良好指相性。第7頁(yè)第7頁(yè) 3、自生礦物自生礦物含有良好指相性。海綠石和鮞綠泥石，海相標(biāo)志。自生磷灰石或隱晶質(zhì)膠

4、磷礦，海相標(biāo)志。大量錳結(jié)核主要分布在深海和開放大洋洋底環(huán)境。第8頁(yè)第8頁(yè)4、碎屑顆粒結(jié)構(gòu)粒度參數(shù)顆粒形態(tài)和圓度顆粒定向支撐結(jié)構(gòu)顆粒表面結(jié)構(gòu)第9頁(yè)第9頁(yè)5、填隙物類型碎屑巖中膠結(jié)物和雜基。碳酸鹽巖中泥晶和亮晶。 6、陰極發(fā)光碎屑巖中石英紫色巖漿巖棕色變質(zhì)巖不發(fā)光沉積巖第10頁(yè)第10頁(yè)7、原生沉積結(jié)構(gòu)沉積巖沉積結(jié)構(gòu)是沉積時(shí)水動(dòng)力條件直接反應(yīng)，又較少受沉積后各種作用影響，故含有良好指相性。層理波痕底面結(jié)構(gòu)第11頁(yè)第11頁(yè)8、巖性組合及其韻律性沉積剖面上各種成因標(biāo)志有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)沉積作用韻律性或旋回性。相層序facies sequence第12頁(yè)第12頁(yè)9、電測(cè)曲線電測(cè)曲線幅度及形態(tài)特性是地下巖性特

5、性及其組合反應(yīng)，不但能作為地層劃分和對(duì)比標(biāo)志，也能夠用于相分析方面。利用電測(cè)曲線解釋沉積相主要是用自然電位曲線，電阻率曲線只起輔助作用。用高分辨率傾角測(cè)井和反應(yīng)沉積結(jié)構(gòu)處理辦法所得到傾角矢量圖可劃分砂巖中層理結(jié)構(gòu)。第13頁(yè)第13頁(yè)第14頁(yè)第14頁(yè)第15頁(yè)第15頁(yè)10、地震信息地震信息是沉積相在地震統(tǒng)計(jì)上反應(yīng)，地震相劃分主要依據(jù)地震反射參數(shù)（如地震反射振幅、連續(xù)性、反射強(qiáng)度等）。第16頁(yè)第16頁(yè)第17頁(yè)第17頁(yè)地震相在一些情況下并不相稱或不完全相稱。第18頁(yè)第18頁(yè)實(shí)體化石遺跡化石在不同沉積環(huán)境中都有與環(huán)境物理化學(xué)原因相適應(yīng)生物組合、生態(tài)特性，并伴隨環(huán)境條件改變而不停持改變和更替。二、古生物標(biāo)志

6、因此生物組合、生態(tài)特性是判別古沉積環(huán)境主要標(biāo)志。第19頁(yè)第19頁(yè)第20頁(yè)第20頁(yè)疊層石形態(tài)與水動(dòng)力條件相關(guān)第21頁(yè)第21頁(yè)第22頁(yè)第22頁(yè)微量元素穩(wěn)定同位素有機(jī)組分鑒于海水與淡水中溶解鹽度差別很大特點(diǎn)，故慣用巖石中易溶組分(粘土巖中Cl、Cl/Br、Br/I、Na/Ca)、難溶組分(碳酸鹽、磷酸鹽、Ca/Mg或鎂含量)、粘土質(zhì)點(diǎn)吸附陽(yáng)離子成份等，來擬定盆地古鹽度。三、地球化學(xué)標(biāo)志第23頁(yè)第23頁(yè)1、微量元素慣用作指相標(biāo)志，主要是粘土沉積物中微量元素，如Mn、B、Br、Cl、Na、Sr、P、Ni、Co、V、Cr、U、Cu、As、Zn、Ga等，以硼應(yīng)用最廣。 2、穩(wěn)定同位素 16O、 18O， 1

7、2C、 13C ，34S/32S、30Si/28Si。海水中18O和13C比淡水中要多。Z=2.048（13C+50）+0.48（18O+50）Z120，海相Z120，陸相（淡水）Z=120，不擬定第24頁(yè)第24頁(yè)3、有機(jī)組分異戊間二烯中植烷和姥鮫烷可作海相或陸相標(biāo)志。植烷陸相，姥鮫烷海相。沉積巖及石油中卟啉分子量窄范圍湖相。沉積巖及石油中卟啉分子量寬范圍海相。第25頁(yè)第25頁(yè)第二節(jié) 沉積相分析和巖相古地理研究基本原理 沉積相分析和巖相古地理各種條件分析中必須遵循一些法則。相序遞變法則沉降補(bǔ)償原理地層等時(shí)旋回對(duì)比法則基本原理第26頁(yè)第26頁(yè)相序連續(xù)性原理(相序遞變規(guī)律)(沃爾索相律(Walth

8、er, 1894)只有那些沒有間斷，現(xiàn)在能看到互相鄰接相和相區(qū)，才干重疊在一起。一、相序遞變法則第27頁(yè)第27頁(yè)相序遞變有兩種基本類型：由于海平面上升(或海進(jìn))所形成退積型相層序，相剖面自下而上由陸相海陸過渡過相海相疊覆構(gòu)成。由于海平面下降(或海退)所形成進(jìn)積型相層序，相剖面自下而上由海相海陸過渡過相陸相疊覆構(gòu)成。第28頁(yè)第28頁(yè)沉積盆地沉降和補(bǔ)償可概括為下述四種情況。二、沉降補(bǔ)償原理快速沉降、快速補(bǔ)償快速沉降、緩慢補(bǔ)償緩慢沉降、快速補(bǔ)償沉降補(bǔ)償原理緩慢沉降、緩慢補(bǔ)償?shù)?9頁(yè)第29頁(yè)依據(jù)工作進(jìn)展和資料豐富程度，相剖面分析可分為三個(gè)階段。三、剖面相分析單剖面相分析：依據(jù)相標(biāo)志研究，鑒定剖面中各組

9、、段、亞段乃至層相類型，其綜合結(jié)果用巖相柱狀剖面圖表示。剖面對(duì)比相分析：以巖相對(duì)比剖面圖表示。平面剖面相分析：利用相剖面研究區(qū)域巖相古地理辦法之一。第30頁(yè)第30頁(yè)商67井單井沉積相分析第31頁(yè)第31頁(yè)剖面對(duì)比相分析第32頁(yè)第32頁(yè)平面剖面相分析第33頁(yè)第33頁(yè)剖面相分析中應(yīng)注意下列幾種問題：1、定期問題主要處理同一時(shí)期、不同地域沉積相改變，選擇等時(shí)對(duì)比界面是首要問題。區(qū)域剖面相分析中，主要利用原則化石定期。第34頁(yè)第34頁(yè)2、穿時(shí)問題老式群、組、段這類巖石地層單位時(shí)常存在“時(shí)侵”或“穿時(shí)”問題，在以陸源碎屑沉積為主地層單元中尤其常見。第35頁(yè)第35頁(yè)在準(zhǔn)擬定期基礎(chǔ)上，相對(duì)比剖面中主要有“同期

10、異相”、“同相異期”丙種相變類型。3、相變問題第36頁(yè)第36頁(yè)第37頁(yè)第37頁(yè)第三節(jié) 沉積盆地巖相古地理?xiàng)l件分析 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，其內(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；擬定古氣候及古結(jié)構(gòu)情況、擬定古火山噴發(fā)中心等。物源區(qū)別析古水動(dòng)力條件分析水體深度及古地形分析古氣候條件分析水介質(zhì)物化條件分析巖相古地理圖編制第38頁(yè)第38頁(yè)1、判斷古陸或侵蝕區(qū)存在一、物源區(qū)別析某時(shí)代地層尖滅和較新地層超覆海進(jìn)組合下伏地層頂部為古風(fēng)化殼沉積相變同時(shí)代巖相組合中陸源碎屑礦物含量和粒度改變侵蝕區(qū)在相稱長(zhǎng)時(shí)期

11、內(nèi)，向沉積區(qū)供應(yīng)陸源碎屑和可溶性物質(zhì)剝蝕區(qū)。穩(wěn)定侵蝕區(qū)又稱為古陸。沉積尖滅線特殊巖屑、重礦物組合依據(jù)指向沉積結(jié)構(gòu)進(jìn)行古流向分析第39頁(yè)第39頁(yè)2、查明古陸地形起伏特性礫巖成份及分布砂巖成份重礦物組合及分布物源綜合圖3、古河流體系恢復(fù)4、物源區(qū)母巖性質(zhì)擬定第40頁(yè)第40頁(yè)古水動(dòng)力條件系指沉積時(shí)期波浪和水流運(yùn)動(dòng)情況。二、古水動(dòng)力條件分析1、依據(jù)定向結(jié)構(gòu)不同類型斜層理、波痕、濁流成因底面印模結(jié)構(gòu)、礫石排列、長(zhǎng)形顆粒定向排列。第41頁(yè)第41頁(yè)2、依據(jù)結(jié)構(gòu)及成份改變利用碎屑粒度、圓度、球度和成份改變。碎屑組分(尤其是重組分)分散暈也是古水流方向標(biāo)志。3、依據(jù)孢粉資料孢粉含量改變可作為搬運(yùn)距離標(biāo)志。4、編

12、制水流體系圖古水流條件對(duì)于古地理和古結(jié)構(gòu)研究都是必不可少，但難度較大，要從多方面進(jìn)行綜合分析。第42頁(yè)第42頁(yè)松遼盆地三肇地域姚一段水流體系圖第43頁(yè)第43頁(yè)三、水體深度及古地形分析1、依據(jù)沉積物分布規(guī)律 普通情況下，從岸線淺水到廣海深水，沉積物粒度呈有規(guī)律分布。一些特殊巖石類型形成于一定環(huán)境，如，蒸發(fā)巖：0幾m，鮞粒灰?guī)r：1015m，礁灰?guī)r：1050m，濁積巖：深水區(qū)。2、依據(jù)沉積結(jié)構(gòu) 暴露成因結(jié)構(gòu)，流動(dòng)成因結(jié)構(gòu)。3、依據(jù)古生物和遺跡化石 第44頁(yè)第44頁(yè)4、依據(jù)自生礦物海綠石，鮞綠泥石，磷酸鹽，錳結(jié)核。5、依據(jù)地球化學(xué)標(biāo)志Nicholls (1967) 認(rèn)為，Mo50ppm、Co40ppm

13、、Cu90ppm、Ba1000ppm、Ce100ppm、Pr10ppm、Nd50ppm、Ni150ppm、Pb40ppm，尤其是在伴隨含量1ppmU和3ppmSn時(shí)，則本來形成深度也許超出250m。第45頁(yè)第45頁(yè)6、依據(jù)地層厚度改變依據(jù)沉降補(bǔ)償原理，以地層厚度(如為殘厚要進(jìn)行恢復(fù))改變反應(yīng)湖底沉降幅度和古地形基本輪廓，以黑色泥巖厚度百分比改變反應(yīng)水體相對(duì)深度，也間接地表示古地形起伏。7、依據(jù)地層接觸關(guān)系古地形低凹處，多為深水區(qū)，普通為連續(xù)沉積，地層間為整合接觸。古地形隆起部位，水淺，常處于波基面以上，易受水下沖刷，地層間出現(xiàn)沖刷面或沉積相不連續(xù)。第46頁(yè)第46頁(yè)8、古地形與相特性沉積中心de

14、pocenter沉積盆地中，沉積速率最大部位，表現(xiàn)為該處有最大沉積厚度。沉降中心center of subsidence沉積盆地中基底沉降幅度最大部位，普通此部位有最大水深，充填有較大沉積物厚度。第47頁(yè)第47頁(yè)四、古氣候條件分析1、依據(jù)巖性特性古氣候直接影響各種地質(zhì)作用及沉積物和沉積礦產(chǎn)形成，尤其是古氣候再造有助于發(fā)覺和評(píng)價(jià)煤、鐵、錳、鋁土礦和鹽類等礦產(chǎn)。特殊巖石類型，如冰磧巖、冰川紋泥是嚴(yán)寒氣候標(biāo)志，蒸發(fā)巖是干旱氣候產(chǎn)物，煤系地層是溫暖潮濕氣候標(biāo)志等。在海相地層中，大套石灰?guī)r(尤其是生物石灰?guī)r、礁石灰?guī)r)、磷酸鹽巖、鐵、錳、鋁等沉礦產(chǎn)，均為潮濕氣候可靠標(biāo)志。第48頁(yè)第48頁(yè)一些沉積結(jié)構(gòu)特性

15、亦可批示古氣候。如季節(jié)性韻律層理、鹽類假晶、干裂、雨痕(干燥氣候標(biāo)志)，風(fēng)棱石、沙漠漆、霜面等(沙漠干燥氣候)。2、依據(jù)古生物及古生態(tài)最能反應(yīng)古氣候是古植物。對(duì)古氣候再造來說，孢粉資料最為主要。研究第四紀(jì)氣候改變采用草原指數(shù)(Steppe-index)。第49頁(yè)第49頁(yè)氣候也能在海生動(dòng)物群多樣性上造成極大差別。溫水中生物界有時(shí)比冷水中生物界豐富幾十倍。氣候差別往往可在近似型動(dòng)物大小上反應(yīng)出來(伯格曼或稱伯氏定律)，體內(nèi)含有穩(wěn)定高溫溫血?jiǎng)游?哺乳動(dòng)物、鳥類)，在嚴(yán)寒地域變大，在炎熱區(qū)變?。焕溲?jiǎng)游锱佬袆?dòng)物和兩棲動(dòng)物，則含有相反趨勢(shì)。第50頁(yè)第50頁(yè)3、依據(jù)穩(wěn)定同位素依據(jù)海水中氧含量改變，能夠判斷

16、各時(shí)期古水盆絕對(duì)溫度。 18O改變與海水溫度改變關(guān)系： 16O少動(dòng)性大，蒸發(fā)作用可使海水中16O減少， 18O相對(duì)增長(zhǎng)， 18O顯正異常。依據(jù)18O在剖面中改變，能較好取得第四紀(jì)冰川和古氣候改變資料。第51頁(yè)第51頁(yè)4、依據(jù)黃土及湖泊沉積黃土剖面中許多風(fēng)化層為間冰期產(chǎn)物，黃土層為冰期產(chǎn)物。依據(jù)第四紀(jì)冰川研究，用古地磁擬定期間，用孢粉恢復(fù)氣候改變，尤以湖泊紋層狀淤泥所獲效果最好。5、古地磁法依據(jù)一些含磁性礦物火山巖及沉積巖剩余磁化強(qiáng)度計(jì)算出緯度位置。環(huán)境磁學(xué)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來一門新興學(xué)科。第52頁(yè)第52頁(yè)總來說，當(dāng)前古氣候研究，對(duì)古近紀(jì)、新近紀(jì)理解較多，而對(duì)古生代氣候所知較少。第53頁(yè)第

17、53頁(yè)五、水介質(zhì)物化條件分析1、擬定還原程度標(biāo)志水盆中介質(zhì)物化條件，包括Eh值、pH值和含鹽度等。慣用標(biāo)志是含鐵自生礦物，由氧化環(huán)境至還原環(huán)境依次為：褐鐵礦赤鐵礦海綠石鱗綠泥石鮞綠泥石菱鐵礦白鐵礦黃鐵礦。鑒定生油巖系還原程度慣用指標(biāo)：S2-、三種鐵離子、Fe2+/Fe3+比值和鐵還原系數(shù)。第54頁(yè)第54頁(yè)第55頁(yè)第55頁(yè)2、擬定酸堿度標(biāo)志酸堿度劃分主要依據(jù)水介質(zhì)中氫離子濃度：pH為堿性介質(zhì)。直接標(biāo)志是依據(jù)常見批示礦物，如碳酸鹽礦物、含鐵礦物和粘土礦物等。第56頁(yè)第56頁(yè)3、古鹽度擬定直接測(cè)定海水中Cl-含量，經(jīng)換算可取得海水鹽度：S(%)=0.030+1.8050Cl-(%)碳酸鹽、硫酸鹽、磷

18、酸鹽、鹵化物、粘土礦物都可用來恢復(fù)古鹽度。穩(wěn)定氧、碳同位素也可用來擬定古鹽度。間接查明辦法以古生物法為主。第57頁(yè)第57頁(yè)六、沉積盆地巖相古地理圖編制依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法進(jìn)行巖相古地理研究，其最后是通過編制巖相古地理圖來完畢；或者說，巖相古地理圖編制是相分析及古地理研究總結(jié)。怎樣編制巖相古地理圖，要搜集和整理哪些資料，先作哪些基礎(chǔ)圖件，怎樣進(jìn)行分析，不同地域、不同層段、以及不同沉積相也不盡相同。編圖程序大體分為三個(gè)階段，基礎(chǔ)資料搜集和整理，主要基礎(chǔ)圖件編制和分析，巖相古地理圖編制和使用。第58頁(yè)第58頁(yè)1、基礎(chǔ)資料搜集和整理在地層劃分和對(duì)比基礎(chǔ)上，對(duì)露頭剖面、巖心錄井、巖屑錄井、古生物及古生態(tài)鑒定、分析化驗(yàn)、(薄片、重礦物、粒度分析、地化指標(biāo)等)、電測(cè)井及地球物理等方面資料進(jìn)行系統(tǒng)搜集和整理。2、制圖單位劃分和百分比尺選擇制圖單位主要是依據(jù)研究課題需要、資料豐富程度和地質(zhì)條件而決定。小百分比尺圖：1/300萬或1/1000萬，這種圖件是全國(guó)性或大區(qū)域，編圖單位時(shí)間間隔為代或紀(jì)。第59頁(yè)第59頁(yè)中百分比尺圖：1/300萬1/50萬，這種圖件范圍普