《沉積巖石學(xué)》本科筆記

《沉積巖石學(xué)》本科筆記第一章沉積巖石學(xué)概論1.1

沉積巖的定義與特征定義：沉積巖是由先前存在的巖石經(jīng)過風(fēng)化、侵蝕后形成的碎屑物質(zhì)，或由化學(xué)沉淀及生物活動產(chǎn)生的物質(zhì)，在地表或接近地表條件下經(jīng)過搬運、沉積和壓實作用而形成的巖石。主要特征：層狀構(gòu)造：大多數(shù)沉積巖具有明顯的層理結(jié)構(gòu)，反映了沉積時水動力條件的變化。成分多樣：可以是礦物顆粒（如石英砂）、生物遺?。ㄈ缟汉魉槠┗蚴腔瘜W(xué)沉淀物（如方解石）等?？紫抖雀撸合噍^于火成巖和變質(zhì)巖，許多沉積巖具有較高的孔隙率，這使得它們成為重要的地下水儲存介質(zhì)以及油氣儲集層。1.2

沉積巖在地殼中的重要性構(gòu)成地球表面的主要部分：據(jù)統(tǒng)計，地球上大約75%的地表被沉積巖覆蓋，特別是在大陸架區(qū)域，這一比例更高。記錄地質(zhì)歷史：沉積巖中保存了大量的古環(huán)境信息，包括氣候變遷、海平面波動等自然現(xiàn)象的歷史痕跡。經(jīng)濟價值巨大：作為礦產(chǎn)資源（例如石油、天然氣、煤炭等能源資源）以及建筑材料（如石灰石用于水泥生產(chǎn)）的主要來源之一，沉積巖對人類社會的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。1.3

研究方法與意義野外調(diào)查：通過實地考察收集第一手資料，包括觀察露頭、采集樣品等。實驗室分析：利用顯微鏡觀察薄片、進行粒度分析、X射線衍射測試等手段來確定巖石成分及其物理性質(zhì)。數(shù)值模擬：基于理論模型建立計算機程序以預(yù)測特定條件下沉積體系的行為模式。跨學(xué)科合作：結(jié)合地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、化學(xué)乃至生物學(xué)等多個領(lǐng)域知識共同探討沉積過程背后的機制。第二章沉積物來源與搬運2.1

沉積物質(zhì)的類型碎屑沉積物：由物理破碎而成的小顆粒組成，如礫石、砂子和泥。這些材料通常來源于巖石風(fēng)化過程?；瘜W(xué)沉積物：直接從溶液中沉淀出來的礦物質(zhì)，常見的例子有碳酸鈣（形成石灰?guī)r）和鹽類（如石膏）。生物沉積物：由生物體制造或改造過的有機/無機物質(zhì)聚集而成，比如珊瑚礁就是由無數(shù)珊瑚蟲分泌出的碳酸鈣骨架堆積而成。2.2

風(fēng)化作用概述物理風(fēng)化：不改變原有物質(zhì)化學(xué)成分的情況下將其分解為更小的單位，如冰楔作用、溫度變化引起的膨脹收縮?；瘜W(xué)風(fēng)化：涉及化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致原物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，生成新化合物的過程，例如溶解、氧化還原反應(yīng)等。生物風(fēng)化：植物根系生長破壞巖石結(jié)構(gòu)，微生物活動促進某些元素的遷移轉(zhuǎn)化等都屬于此類別。2.3

搬運機制水流搬運：河流是最常見也是最重要的搬運媒介之一，能夠?qū)⒋罅抗腆w顆粒從源頭帶到海洋深處。風(fēng)力搬運：適用于干旱地區(qū)，尤其是細小沙粒和塵埃可以通過強風(fēng)作用被遠距離輸送。冰川搬運：雖然速度較慢但力量極大，能攜帶巨大的石塊甚至整座山丘移動。重力作用：滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害亦可視為一種特殊的搬運方式。2.4

沉積物搬運距離與顆粒大小關(guān)系搬運能力：流體（水或空氣）的能量決定了其能攜帶多大的顆粒；一般而言，能量越大，則所能搬運的最大顆粒尺寸也越大。沉降速率：不同大小的顆粒在靜止狀態(tài)下落入底部的速度存在顯著差異，較大顆粒因受重力影響更強故而更快下沉。選擇性沉積：隨著距離增加，較小且輕盈的顆粒會逐漸沉積下來，最終只有那些最細小的部分才能到達最遠端位置。案例分析：通過對特定河流系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，上游區(qū)域往往以粗大礫石為主，下游則更多見細膩的淤泥質(zhì)地，這種分布規(guī)律很好地體現(xiàn)了上述原理的應(yīng)用。第三章沉積環(huán)境3.1

海洋沉積環(huán)境淺海區(qū)：位于海岸線附近至大陸架邊緣之間，此處水深較淺，光照充足有利于各種生物生存繁衍。深海平原：遠離大陸架的廣闊平坦地帶，這里幾乎沒有陽光照射，壓力極高，生命形式相對單一。海底峽谷與扇形體：類似于陸地上河流沖刷形成的地貌，不過規(guī)模更加宏大壯觀，是連接淺海與深海的重要通道。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)：特指熱帶海域中由多種珊瑚建造起來的復(fù)雜生態(tài)群落，不僅是生物多樣性熱點區(qū)域，也是重要的旅游資源。3.2

湖泊沉積環(huán)境淡水湖：根據(jù)地理位置分為高山湖、火山口湖等多種類型，其中蘊含豐富的動植物資源。咸水湖：由于蒸發(fā)量大于補給水量而導(dǎo)致鹽度升高，某些極端條件下甚至可以結(jié)晶析出固體鹽類。季節(jié)性湖泊：雨季時積水形成臨時水面，旱季則干涸消失，對于研究氣候變化具有重要意義。古湖泊遺跡：通過對古代湖泊沉積物的研究可以幫助科學(xué)家們重建過去數(shù)百萬年間當?shù)氐臍夂驙顩r。3.3

河流沉積環(huán)境河床與河漫灘：河水流動過程中不斷塑造著兩岸地形，形成寬闊平坦的泛濫平原。三角洲：當河流入?？谔幩鳒p速擴散開來時，攜帶的大量泥沙開始沉積，久而久之便形成了典型的三角洲形態(tài)。沖積扇：山區(qū)溪流流出山谷口后迅速鋪展開來的扇形堆積體，是了解山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化的重要窗口。3.4

其他特殊沉積環(huán)境沙漠地區(qū)：盡管水資源匱乏，但在偶爾發(fā)生的暴雨事件下也能產(chǎn)生局部范圍內(nèi)的快速侵蝕搬運過程。極地冰蓋：覆蓋南極洲及格陵蘭島的巨大冰體下方隱藏著復(fù)雜的沉積層序，揭示了遙遠年代里的氣候秘密。洞穴系統(tǒng)：地下溶洞內(nèi)特有的鐘乳石、石筍等景觀實際上是漫長歲月里碳酸鈣緩慢沉積的結(jié)果。熱液噴口：海底深處富含礦物質(zhì)的熱水柱噴發(fā)出來后冷卻凝固，形成獨特的“黑煙囪”結(jié)構(gòu)，并支持了一個完全獨立于太陽光合作用的食物鏈。第四章沉積作用過程4.1

沉降作用定義：當搬運介質(zhì)（如水或風(fēng)）的能量不足以繼續(xù)攜帶沉積物時，沉積物就會在介質(zhì)中沉降下來。影響因素：顆粒大小與形狀：較大的顆粒通常較早沉降，而細小的顆粒則可能懸浮更長時間。流體速度：流速減慢會促使更多物質(zhì)沉淀。密度差異：不同密度的顆粒在相同條件下會有不同的沉降速率。實例分析：河流入?？谔幮纬傻娜侵蘧褪堑湫偷睦?，這里水流速度顯著下降，導(dǎo)致大量泥沙堆積。4.2

分選與分異概念介紹：隨著沉積物從源頭向目的地移動，不同粒徑的顆粒按照其特性被分開的過程稱為分選；而根據(jù)成分的不同進行分離的現(xiàn)象叫作分異。自然選擇機制：物理分選：依據(jù)顆粒的尺寸、形狀和密度來進行。例如，在河流系統(tǒng)中，粗大的礫石往往留在上游區(qū)域，而細砂則可以被帶到更遠的地方?；瘜W(xué)分異：某些特定礦物由于溶解度或其他化學(xué)性質(zhì)上的差異，在搬運過程中會發(fā)生不同程度的富集或貧化。實際意義：通過研究沉積物的分選程度可以幫助我們了解當時的搬運條件以及環(huán)境特征。4.3

生物作用對沉積的影響生物建造結(jié)構(gòu)：珊瑚礁、藻丘等是由生物活動直接造成的地質(zhì)構(gòu)造。有機質(zhì)貢獻：植物殘骸、動物遺體等富含有機碳的材料成為許多類型沉積巖的重要組成部分。生物擾動：海底生物如蠕蟲、甲殼類動物的活動會對沉積層造成擾動，形成特有的痕跡化石。案例探討：古生代晚期至中生代早期廣泛分布于全球各大洋的放射蟲軟泥就是一個很好的例子，這種沉積物主要由微小海洋浮游生物的硅質(zhì)骨骼組成。4.4

化學(xué)沉淀過程原理說明：當溶液中的某種離子濃度超過其飽和點時，該物質(zhì)便會開始結(jié)晶并逐漸積累成固體形態(tài)。常見類型：碳酸鹽沉積：如石灰?guī)r和白云巖，多發(fā)生在溫暖淺海環(huán)境中。蒸發(fā)巖沉積：包括石膏、巖鹽等，主要見于封閉盆地內(nèi)水分蒸發(fā)強烈的條件下。控制因素：溫度變化：對于一些溶解度隨溫度升高而降低的化合物來說，降溫有利于沉淀發(fā)生。pH值波動：酸堿度的變化同樣會影響某些礦物質(zhì)的穩(wěn)定性。離子濃度梯度：局部地區(qū)如果存在高濃度的特定離子，則更容易促進相應(yīng)物質(zhì)的沉淀。第五章沉積結(jié)構(gòu)5.1

層理構(gòu)造定義與識別：層理是指沉積巖內(nèi)部由一系列平行或近似平行的層面所組成的結(jié)構(gòu)，反映了沉積期間水動力條件的變化。類型劃分：水平層理：各層界面基本保持水平狀態(tài)，指示穩(wěn)定且均勻的沉積環(huán)境。交錯層理：相鄰層面之間呈一定角度相交，表明沉積過程中存在周期性的水流方向改變。波狀層理：表現(xiàn)為連續(xù)彎曲的層面，常見于湖泊邊緣地帶。形成機理：層理的形成是多種因素綜合作用的結(jié)果，包括水流速度、沉積物供給量及外部干擾事件等。5.2

粒度分析重要性：粒度是描述沉積物物理性質(zhì)的基本參數(shù)之一，對于理解沉積環(huán)境具有重要意義。測定方法：篩析法：利用一系列標準篩孔將樣品按大小分級。激光衍射技術(shù)：基于光散射原理快速準確地測量顆粒尺寸分布。應(yīng)用范圍：除了基礎(chǔ)科學(xué)研究外，粒度數(shù)據(jù)還廣泛應(yīng)用于石油勘探、礦產(chǎn)評估等領(lǐng)域。5.3

結(jié)構(gòu)成熟度概念解釋：指沉積物經(jīng)歷搬運、磨圓等一系列改造過程后達到的狀態(tài)級別。評價指標：磨圓度：顆粒棱角被磨平的程度。分選性：同一樣品中顆粒大小的一致性。演化趨勢：一般而言，越成熟的沉積物其磨圓度越高、分選性越好，反映出較長距離的搬運歷史。5.4

物理與化學(xué)標志物理標志：顏色：受礦物成分、有機質(zhì)含量等因素影響。硬度：反映巖石抵抗外力破壞的能力。化學(xué)標志：元素組成：XRF等儀器可用來測定巖石中各種元素的比例。同位素比值：提供關(guān)于沉積年齡、溫度等信息的關(guān)鍵線索。綜合運用：結(jié)合多種標志能夠更全面地解析沉積巖的成因背景及其演化歷程。第六章沉積構(gòu)造6.1

斜層理定義：指沉積層面與原始水平面之間存在一定夾角的層理現(xiàn)象。形成原因：水流作用：如河道遷移、洪水泛濫等情況都可能導(dǎo)致斜層理出現(xiàn)。重力滑動：在斜坡上，松散沉積物容易沿坡面向下滑移形成傾斜層面。研究價值：通過對斜層理的研究不僅可以揭示古水流方向，還能推測出當時地貌特征及氣候狀況。6.2

波痕概述：波痕是由水面波動引起的沉積物表面起伏不平的痕跡。分類：對稱型：兩翼傾角相近，常出現(xiàn)在湖岸附近。不對稱型：一側(cè)陡峭另一側(cè)平緩，指示了單向水流的存在。保存條件：為了使波痕得以保留，必須有快速覆蓋的新沉積物將其掩埋起來，否則很容易被后續(xù)水流抹平。6.3

生物擾動構(gòu)造定義：由生物活動（如覓食、筑巢等行為）引起的沉積物內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。種類多樣：軌跡：動物行走留下的印記。穴道：挖掘出來的通道網(wǎng)絡(luò)。糞便團塊：某些生物排泄物聚集而成的小結(jié)核?？茖W(xué)意義：這些構(gòu)造不僅記錄了古代生態(tài)系統(tǒng)的信息，也是恢復(fù)古地理環(huán)境的重要證據(jù)之一。6.4

構(gòu)造特征與沉積環(huán)境的關(guān)系關(guān)聯(lián)性分析：流水環(huán)境：快速流動的河水容易產(chǎn)生明顯的交錯層理。靜水環(huán)境：湖泊底部通常以水平層理為主。風(fēng)暴事件：突發(fā)性強風(fēng)會導(dǎo)致特殊的風(fēng)暴沉積序列。重建模型：結(jié)合現(xiàn)代觀測資料與古沉積構(gòu)造特征，科學(xué)家們可以建立較為精確的古地理重建模型，幫助我們更好地理解地球過去的歷史。第七章礫巖與砂巖7.1

礫巖的定義與特點定義：礫巖是由直徑大于2毫米的碎屑顆粒（即礫石）組成的沉積巖。這些顆粒通常經(jīng)過搬運和磨圓，然后在河床、海灘或山麓等環(huán)境中沉積下來。成分多樣：礫巖中的礫石可以是任何類型的巖石碎片，包括花崗巖、石灰?guī)r、片麻巖等。結(jié)構(gòu)特征：支撐結(jié)構(gòu)：根據(jù)顆粒間的接觸方式，可以分為基底支撐型和顆粒支撐型。分選性：良好的分選意味著礫石大小較為均勻；較差的分選則顯示出粒徑變化較大。磨圓度：從棱角分明到高度磨圓不等，反映了搬運距離和時間。7.2

砂巖的定義與特點定義：砂巖主要由直徑在0.0625至2毫米之間的砂粒組成，是一種常見的沉積巖類型。礦物成分：石英砂巖：以石英為主要成分，耐風(fēng)化性強，分布廣泛。長石砂巖：含有大量長石，常見于靠近造山帶的地區(qū)。巖屑砂巖：含有大量的巖石碎片，反映了復(fù)雜的來源背景。膠結(jié)物：砂巖中砂粒之間的空隙通常被其他物質(zhì)填充，如硅質(zhì)、鈣質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)物，這會影響其物理性質(zhì)。7.3

成因類型河流沉積：快速流動的河水能攜帶較大的礫石，并在流速減緩時將其沉積下來形成礫巖；而較慢的水流則更適合砂巖的形成。海岸沉積：海浪作用下的侵蝕和搬運過程可產(chǎn)生礫巖和砂巖，特別是在風(fēng)暴期間更為顯著。冰川沉積：冰川運動能夠?qū)⒕奘徇\到遠處，并在其融化后留下堆積物，其中就包含了礫巖。風(fēng)成沉積：沙漠地區(qū)的強風(fēng)可以搬運細小的沙粒，在適當條件下沉積為砂巖。7.4

地質(zhì)意義古環(huán)境重建：通過對礫巖和砂巖的研究，科學(xué)家們可以推斷出古代的地貌特征、氣候條件以及水動力狀態(tài)。資源勘探：許多油氣田儲層就是由砂巖構(gòu)成的，因此對砂巖的研究對于能源開發(fā)至關(guān)重要。工程應(yīng)用：由于其較好的機械強度和穩(wěn)定性，砂巖常被用作建筑材料。第八章泥巖與頁巖8.1

定義與物理特性定義：泥巖是由極細小的黏土礦物顆粒組成的沉積巖，而頁巖則是具有明顯層理構(gòu)造的泥巖。物理特性：質(zhì)地細膩：肉眼難以分辨單個顆粒。易分裂：沿層理面容易裂開，這是頁巖的一個重要特征。顏色多變：從灰色、綠色到紅色不等，取決于所含礦物質(zhì)及有機質(zhì)含量。8.2

形成條件低能量環(huán)境：泥巖和頁巖通常在靜水環(huán)境下形成，如深海底部、湖泊中心或沼澤地帶。長期穩(wěn)定沉積：需要相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境，使得細小顆粒得以緩慢沉降并積累。有機質(zhì)富集：某些情況下，豐富的有機質(zhì)會參與其中，導(dǎo)致黑色頁巖的形成。8.3

地球化學(xué)特征微量元素：通過分析微量元素的比例，可以了解沉積時期的海水成分及其變化。同位素組成：碳、氧等元素的同位素比值提供了關(guān)于古氣候、古海洋循環(huán)等方面的重要信息。有機地球化學(xué)：頁巖中的有機質(zhì)含量及其類型對于評估烴源巖潛力具有重要意義。8.4

經(jīng)濟價值能源資源：富含有機質(zhì)的黑色頁巖是重要的烴源巖，近年來隨著水平鉆井技術(shù)的發(fā)展，頁巖氣和頁巖油開采成為新的能源熱點。陶瓷原料：部分粘土礦物含量高的泥巖可用作制陶原料。建筑材料：雖然不如砂巖堅固，但在一些地區(qū)仍被用于建造房屋或制作磚瓦。第九章碳酸鹽巖9.1

方解石與白云石礦物學(xué)方解石（CaCO3）：是最常見的碳酸鹽礦物，無色透明或呈白色，硬度較低。白云石（CaMg(CO3)2）：含有鎂離子，晶體結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，通常呈現(xiàn)灰白色。識別方法：滴加稀鹽酸會產(chǎn)生氣泡反應(yīng)，但白云石的反應(yīng)速度較慢。9.2

碳酸鹽巖分類石灰?guī)r：主要由方解石組成，根據(jù)成因可分為生物礁石灰?guī)r、鮞粒石灰?guī)r等多種類型。白云巖：當石灰?guī)r中的一部分方解石被白云石替代時就形成了白云巖，這一過程稱為白云石化作用。混合型：在自然界中還存在方解石與白云石共存的情況，這類巖石被稱為混積巖。9.3

生物礁發(fā)育珊瑚礁：由珊瑚蟲分泌的碳酸鈣骨架構(gòu)成，是熱帶海域中最典型的生物礁之一。藻礁：某些大型綠藻類植物也能形成類似結(jié)構(gòu)，尤其是在淺水區(qū)域。生態(tài)功能：生物礁不僅是眾多海洋生物的棲息地，也是重要的天然屏障，保護著海岸線免受侵蝕。9.4

碳酸鹽平臺模型概念介紹：指一種平坦且廣闊的淺海區(qū)域，其上覆蓋著厚厚的碳酸鹽沉積物。演化階段：初始期：平臺邊緣開始形成生物礁，中心部位則以泥晶沉積為主。成熟期：整個平臺逐漸抬升，露出水面的部分遭受風(fēng)化侵蝕。衰退期：最終可能被新的沉積物掩埋或被海水淹沒。實例分析：白堊紀時期特提斯海中的巨大碳酸鹽臺地就是一個經(jīng)典案例，它記錄了長達數(shù)百萬年的沉積歷史。第十章蒸發(fā)巖10.1

鹽類礦物定義：蒸發(fā)巖是由水體中溶解的礦物質(zhì)在水分蒸發(fā)過程中沉淀形成的巖石，主要包括各種鹽類。主要類型：巖鹽（石鹽）：化學(xué)成分為NaCl，是地球上最常見的一種蒸發(fā)巖。石膏：CaSO4·2H2O，常形成于含硫酸根離子的水體中。硬石膏：無水石膏，即CaSO4，通常由石膏脫水形成。鉀鹽：如鉀鎂礬K2Mg(SO4)2·6H2O，含有豐富的鉀元素。物理特性：蒸發(fā)巖通常具有較高的溶解性，質(zhì)地較軟，顏色多變，從白色到灰色、紅色不等。10.2

形成條件與分布封閉盆地：蒸發(fā)巖的形成需要一個相對封閉的環(huán)境，以便水分可以持續(xù)蒸發(fā)而不被新水源補充。干旱氣候：高溫和低降水量有利于加速水分蒸發(fā)過程。高鹽度水體：初始水體必須含有足夠高的鹽分濃度，以保證在水分減少時能夠達到飽和狀態(tài)并開始結(jié)晶。全球分布：蒸發(fā)巖廣泛分布在沙漠地區(qū)、內(nèi)陸湖泊以及古代海洋退縮后的殘留水域。例如，死海周邊就有大量的蒸發(fā)巖沉積。10.3

蒸發(fā)巖序列概念介紹：隨著水分不斷蒸發(fā)，不同鹽類會按照特定順序依次析出，形成一個有序的沉積序列。典型序列：碳酸鹽階段：首先析出的是易溶于水但不易過飽和的碳酸鹽礦物，如方解石。硫酸鹽階段：隨后是石膏或硬石膏，它們比碳酸鹽更難溶解。氯化物階段：最后析出的是最難溶解且最穩(wěn)定的巖鹽。研究意義：通過分析蒸發(fā)巖序列，科學(xué)家可以重建古氣候條件，了解過去某一時期的干旱程度及其變化趨勢。10.4

古氣候指示氣候變化記錄：蒸發(fā)巖的形成與特定的氣候條件密切相關(guān)，因此它們成為了研究古氣候變化的重要指標。干濕交替周期：在地質(zhì)歷史上，蒸發(fā)巖的出現(xiàn)往往標志著一段干燥期，而其消失則可能表明濕潤氣候的到來。地球化學(xué)證據(jù)：同位素分析可以幫助確定蒸發(fā)巖形成時的溫度和濕度狀況。案例分析：地中海地區(qū)的蒸發(fā)巖記錄了中新世末期至更新世早期的一系列干濕變化事件，為理解該區(qū)域的古環(huán)境提供了寶貴信息。第十一章有機質(zhì)富集沉積11.1

有機質(zhì)來源生物來源：包括浮游植物（如藻類）、浮游動物（如放射蟲）以及底棲生物（如細菌）等。陸源輸入：來自陸地植被的碎屑物質(zhì)，如樹葉、樹枝等，在河流作用下被帶入海洋或湖泊。微生物活動：某些微生物在缺氧條件下分解有機物時會產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)。重要性：有機質(zhì)不僅是生命活動的基礎(chǔ)，也是油氣資源生成的關(guān)鍵原料之一。11.2

富有機質(zhì)沉積的特點黑色頁巖：富含有機質(zhì)的細粒沉積巖，顏色深黑，有時帶有金屬光澤。總有機碳含量：TOC值通常超過1%，甚至高達20%以上。層理構(gòu)造：由于有機質(zhì)的存在，這些沉積巖常常表現(xiàn)出明顯的層理特征?？紫督Y(jié)構(gòu)：有機質(zhì)分解后可產(chǎn)生微孔隙，有助于提高儲層的有效孔隙度。11.3

石油和天然氣生成潛能生油母質(zhì)：主要是Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，這類有機質(zhì)富含脂類和蛋白質(zhì)，易于轉(zhuǎn)化為石油。氣源母質(zhì)：主要是Ⅲ型干酪根，富含木質(zhì)素，適合生成天然氣。成熟度：有機質(zhì)必須經(jīng)歷一定的埋藏深度和溫度才能轉(zhuǎn)化成烴類化合物，這一過程稱為熱裂解。儲層條件：良好的蓋層（如泥巖）和圈閉構(gòu)造是保存油氣資源不可或缺的因素。11.4

生物標志化合物定義：指能夠在地質(zhì)時間尺度上保持穩(wěn)定，并能反映原始生物組分特性的有機分子。種類多樣：正構(gòu)烷烴：來源于高等植物蠟質(zhì)。類異戊二烯烴：來自藻類和其他微生物。甾醇和萜類：分別代表了不同的生物群體。應(yīng)用價值：通過分析生物標志化合物的組成和比例，可以追溯烴源巖的來源、成熟度及沉積環(huán)境等信息。第十二章沉積盆地12.1

沉積盆地的概念定義：沉積盆地是指地殼中因構(gòu)造下沉而形成的接受沉積物堆積的區(qū)域。基本要素：邊界：限定盆地范圍的地質(zhì)構(gòu)造線。基底：盆地底部的古老巖石。充填物：填充在盆地中的沉積物及其固結(jié)產(chǎn)物。分類：克拉通內(nèi)盆地：位于大陸內(nèi)部穩(wěn)定區(qū)。造山帶前緣盆地：伴隨山脈隆起而在其前方發(fā)育。伸展盆地：由地殼拉伸導(dǎo)致的下沉所形成。擠壓盆地：在板塊碰撞過程中產(chǎn)生的凹陷區(qū)域。12.2

發(fā)展階段初期階段：盆地開始下沉，初期接受粗粒沉積物。擴張階段：盆地繼續(xù)下沉，沉積速率增加，沉積物變得更為細膩。成熟階段：沉積速率減緩，盆地趨于穩(wěn)定，沉積物以細粒為主。衰退階段：盆地停止下沉，沉積作用減弱直至終止。12.3

對能源資源勘探的意義烴源巖：許多沉積盆地內(nèi)的深部地層富含有機質(zhì)，成為重要的烴源巖。儲層與蓋層：砂巖、石灰?guī)r等滲透性較好的巖石適合作為儲層，而泥巖則是優(yōu)良的蓋層材料。圈閉構(gòu)造：斷層、背斜等地質(zhì)結(jié)構(gòu)可以形成有效的圈閉，阻止油氣逃逸?？碧椒椒ǎ航Y(jié)合地震勘探、鉆井取樣等多種技術(shù)手段來定位潛在的油氣藏。12.4

實例分析波斯灣盆地：世界上最大的石油產(chǎn)區(qū)之一，擁有厚達數(shù)千米的沉積序列，其中包含多個重要的烴源巖層。北海盆地：位于歐洲西北部海域，是一個典型的伸展盆地，自20世紀中期以來一直是重要的油氣生產(chǎn)區(qū)。四川盆地：中國境內(nèi)著名的沉積盆地，不僅蘊藏著豐富的天然氣資源，還是重要的煤炭產(chǎn)地。第十三章沉積相分析13.1

沉積相的概念定義：沉積相是指特定地質(zhì)時期內(nèi)，在一定地理區(qū)域內(nèi)，由相似的沉積環(huán)境所形成的沉積物（巖）及其特征的綜合。關(guān)鍵要素：沉積物類型：包括碎屑沉積、化學(xué)沉積和生物沉積等。沉積結(jié)構(gòu)與構(gòu)造：層理、波痕、生物擾動痕跡等。古生物群落：反映當時生態(tài)環(huán)境中的生物種類及其分布。13.2

主要沉積相類型河流相：河道沉積：砂質(zhì)為主，交錯層理明顯。泛濫平原沉積：泥質(zhì)沉積，富含植物殘骸。湖泊相：深湖沉積：細粒沉積物，如粘土和粉砂。淺湖沉積：砂質(zhì)和泥質(zhì)混合，可能含有碳酸鹽成分。海洋相：濱岸沉積：砂質(zhì)海灘、潮間帶沉積。淺海沉積：碳酸鹽巖、生物礁等。深海沉積：軟泥、遠洋浮游生物遺骸。三角洲相：前緣沉積：砂質(zhì)沉積，交錯層理。平原沉積：泥質(zhì)沉積，水平層理。風(fēng)成相：沙丘沉積：大型砂粒，有明顯的風(fēng)成層理。黃土沉積：細粒沉積物，具有良好的分選性。冰川相：冰磧物：雜亂無章的大塊巖石和礫石。冰水沉積：分選良好，從粗到細依次排列。13.3

沉積相識別標志物理標志：顆粒大小與形狀：不同沉積環(huán)境下的顆粒特征各異。層理類型：如交錯層理指示水流方向，水平層理表明靜水環(huán)境?；瘜W(xué)標志：礦物組成：特定環(huán)境下形成特有的礦物組合。地球化學(xué)指標：如微量元素比值、同位素組成等。生物標志：化石記錄：不同環(huán)境中生存的生物種類差異顯著。遺跡化石：生物活動留下的痕跡，如蟲跡、爬行痕跡等。13.4

應(yīng)用于古地理重建沉積序列分析：通過研究不同層位的沉積相變化，可以重建區(qū)域內(nèi)的古地理格局。沉積環(huán)境演化：結(jié)合年代學(xué)數(shù)據(jù)，揭示某一地區(qū)在地質(zhì)歷史時期的環(huán)境變遷過程。古氣候重建：利用沉積物中的有機質(zhì)含量、氧同位素等信息推斷古氣候條件。實例分析：通過對白堊紀時期的沉積相分析，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)當時的全球氣候溫暖濕潤，導(dǎo)致廣泛發(fā)育的石灰?guī)r和煤層沉積。第十四章沉積巖后生變化14.1

埋藏過程壓實作用：隨著上覆沉積物的不斷增加，下部沉積物受到的壓力逐漸增大，導(dǎo)致孔隙度降低，密度增加。膠結(jié)作用：溶解于地下水中的礦物質(zhì)沉淀填充在顆粒間的空隙中，使松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂驳膸r石。重結(jié)晶作用：某些礦物在壓力和溫度的作用下發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的變化，形成新的礦物形態(tài)。14.2

成巖作用壓實階段：初期的機械壓縮使得沉積物緊密接觸，但尚未完全固結(jié)。早期成巖階段：伴隨著膠結(jié)物質(zhì)的沉淀，沉積物開始部分固結(jié)。晚期成巖階段：進一步的壓實和膠結(jié)，以及可