沉積巖第一章.ppt

辛長(zhǎng)靜1350721077618879313xinchangjing 課程名稱 沉積巖石學(xué) SedimentaryPetrology 學(xué)時(shí) 80學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)30 時(shí)間 1 14周星期一星期二星期四 學(xué)分 5學(xué)分 沉積巖石學(xué) 是 資源勘查工程專業(yè) 一門 重要的專業(yè)基礎(chǔ)課 基本內(nèi)容 基本概念 沉積巖 沉積相 沉積作用的控制因素 沉積巖 沉積巖總論 沉積巖的形成與演化 碎屑巖 總論 成分 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 各論 礫巖 砂巖 粘土巖等 碳酸鹽巖 總論 成分 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 各論 石灰?guī)r 白云巖 其他沉積巖及礦產(chǎn) 沉積相 沉積相總論 概念及分類 碎屑巖沉積相 碳酸鹽巖沉積相 巖相古地理分析 國(guó)家 十一五 規(guī)劃教材 沉積巖與沉積相 何幼斌 王文廣主編石油工業(yè)出版社2007年1月 選用教材 主要參考書 馮增昭主編 曾允孚主編 趙澄林主編 其他主要參考書 馮增昭主編 中國(guó)沉積學(xué) 石油工業(yè)出版社 1994 沉積構(gòu)造與環(huán)境解釋 科學(xué)出版社 1984 于興河編著石油工業(yè)出版社2002年 其他主要參考書 劉寶珺 曾允孚主編 巖相古地理基礎(chǔ)與工作方法 地質(zhì)出版社 1985 吳崇筠 趙澄林 油區(qū)巖相古地理 石油工業(yè)出版社 1987 季漢成 趙澄林等 現(xiàn)代沉積 石油工業(yè)出版社 2004 學(xué)習(xí)要求 上課認(rèn)真聽(tīng)講 作筆記課后復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)課積極主動(dòng)勤于思考 善于綜合 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 第一章緒論 Introduction 第一節(jié)沉積巖的概念及基本特征第二節(jié)沉積巖石學(xué)的研究意義和研究方法 第一節(jié)沉積巖的概念及基本特征 一 沉積巖 sedimentaryrock 1 基本概念 沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石 巖漿巖 變質(zhì)巖 沉積巖 之一 它是在地殼表層的條件下 由母巖的風(fēng)化產(chǎn)物 火山物質(zhì) 有機(jī)物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分 經(jīng)過(guò)搬運(yùn)作用 沉積作用以及沉積后作用而形成的一類巖石 地殼表層 指大氣圈的下層 水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層 稱 沉積巖生成圈 或 沉積圈 大氣圈的下層水圈和生物圈巖石圈的上層 溫度 常溫 70 北極圈維爾霍揚(yáng)斯克 85 非洲中部 壓力 常壓 1 20atm 海平面至200m深的淺海底 水和大氣的作用 水和大氣是母巖風(fēng)化的主要營(yíng)力 也是母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及火山物質(zhì)等搬運(yùn)和沉積的主要介質(zhì) 絕大多數(shù)的沉積巖都是在水體中沉積的 生物作用和生物化學(xué)作用 沉積巖形成的重要影響因素 有的沉積巖是由生物遺體組成的 生物巖 如生物礁石灰?guī)r和煤等 重力作用 有一定的作用甚至很大的作用 如重力流沉積巖主要是在重力作用下形成的 地殼表層特征 母巖 sourcerock 主要是指早于該沉積巖而存在的巖漿巖 變質(zhì)巖和較老的沉積巖 從最根本的意義上說(shuō) 從地球發(fā)展歷史的角度來(lái)看 沉積巖的母巖應(yīng)該是巖漿巖 沉積巖是在地殼表層的溫度和壓力條件下 在水 大氣 生物 生物化學(xué)以及重力的作用下 主要由母巖的風(fēng)化產(chǎn)物 同時(shí)也有火山物質(zhì) 生物及宇宙物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分 經(jīng)過(guò)搬運(yùn)作用 沉積作用以及沉積后的成巖作用所形成的巖石 因此 從成因的角度來(lái)看 2 沉積巖的分布 面積 陸地面積的大約3 4為沉積巖或沉積物所覆蓋 而海底的面積幾乎全部為沉積物所覆蓋 體積 V 4 4億km3 Pettijohn 1975 約占巖石圈體積的5 厚度 變化很大 0 幾十公里 地槽區(qū)厚 地臺(tái)區(qū)薄 其平均厚度為735m Pettijohn 1975 類型 自然界分布最多的是粘土巖 頁(yè)巖 泥巖 其次是砂巖和石灰?guī)r 它們約占沉積巖總量的95 以上 3 沉積巖的基本特征 1 礦物成分的特點(diǎn) 高溫礦物少見(jiàn) 在巖漿巖中的鉀長(zhǎng)石 酸性斜長(zhǎng)石及石英等在沉積巖中也廣泛存在 沉積作用過(guò)程重新生成的自生礦物是沉積巖的主要礦物成分之一 Quartz Hornblende Calcite calcspar 沉積巖和巖漿巖的平均礦物成分 百分含量 沉積巖和巖漿巖的礦物成分有繼承性也有差異性 2 化學(xué)成分的特點(diǎn) 高價(jià)鐵居多 K2O比Na2O的含量低 富H2O和CO2 富含有機(jī)質(zhì) 沉積巖和巖漿巖的平均化學(xué)成分 按氧化物百分含量 沉積巖和巖漿巖的平均化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)十分接近 這是因?yàn)槌练e巖基本上是由巖漿巖的風(fēng)化產(chǎn)物所組成 但二者仍有若干差別 極大部分沉積物是在流體 水 空氣 中進(jìn)行搬運(yùn)和沉積的 因此在沉積巖中常常具有成層構(gòu)造 層內(nèi)構(gòu)造以及層面構(gòu)造 特別是層理構(gòu)造 在巖漿巖中除少數(shù)情況 層狀火成巖 外很少見(jiàn)到 所以層理構(gòu)造是沉積巖的基本特征構(gòu)造 此外 各種層面構(gòu)造 縫合線 疊錐 疊層構(gòu)造等也是沉積巖所特有的 3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造的特點(diǎn) 古近系 古近系 層理構(gòu)造 層理構(gòu)造 層面構(gòu)造 4 沉積巖與礦產(chǎn) 據(jù)19屆國(guó)際地質(zhì)學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)資料 世界資源總儲(chǔ)量的75 85 是沉積和沉積變質(zhì)成因的 石油 天然氣 煤 油頁(yè)巖等可燃性有機(jī)礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)幾乎均為沉積成因 鐵礦的90 鉛鋅礦的40 50 銅礦的25 30 錳礦和鋁礦的絕大部分以及其它許多金屬和非金屬礦產(chǎn)均為沉積或沉積變質(zhì)成因的 二 沉積巖石學(xué) sedimentarypetrology 1 概念 沉積巖石學(xué)是研究沉積巖 包括沉積礦產(chǎn) 的特征 生成及其在空間和時(shí)間上的分布規(guī)律的一門地質(zhì)科學(xué) 沉積巖石學(xué)是研究沉積巖 物 的物質(zhì)成分 結(jié)構(gòu)構(gòu)造 分類及其形成作用 以及沉積環(huán)境和分布規(guī)律的一門科學(xué) 沉積巖石學(xué) 巖石學(xué)的范疇 沉積學(xué) sedimentology 是在沉積巖石學(xué)基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的完整的獨(dú)立的地質(zhì)學(xué)科 是研究沉積物和沉積巖的成分 成因與形成機(jī)制 沉積環(huán)境的科學(xué) 沉積學(xué)基本上可以與巖石學(xué)并列 2 任務(wù) 全面研究沉積巖 物 的物質(zhì)組分 結(jié)構(gòu) 構(gòu)造 分類命名 巖體產(chǎn)狀和巖層之間的接觸關(guān)系 為闡明其成因和分布規(guī)律提供依據(jù) 探討沉積巖的形成機(jī)理 包括風(fēng)化作用 搬運(yùn)作用 沉積作用及沉積期后變化的機(jī)理 特別是要研究沉積巖 物 及其中的有用礦產(chǎn)的形成機(jī)理 富集和儲(chǔ)存規(guī)律 進(jìn)行沉積環(huán)境和沉積條件分析 根據(jù)沉積巖的原生特點(diǎn)以及時(shí)空分布和變化特點(diǎn) 用以恢復(fù)沉積巖形成時(shí)的古氣候條件 古地理環(huán)境以及大地構(gòu)造環(huán)境 3 研究意義 1 對(duì)各種礦產(chǎn)資源的工業(yè)發(fā)展起著很大的推動(dòng)作用 沉積圈蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)和能源資源 有些沉積巖本身就是多種工業(yè)的主要原料或輔助材料 沉積物和沉積巖是重要的地下蓄水層 2 沉積巖在地表分布廣泛 在地質(zhì)歷史時(shí)期中延續(xù)的時(shí)間極長(zhǎng) 成為研究地球發(fā)展和演化歷史的重要材料 沉積巖 含沉積物 是地球上出露最多的巖石 均變論 或 現(xiàn)實(shí)主義原理 以 將今論古 作為其認(rèn)識(shí)論的基礎(chǔ) 但在當(dāng)代地球上 人們所能目睹并身歷其境的地質(zhì)作用過(guò)程并不多 只有沉積環(huán)境和沉積作用 才是人類認(rèn)識(shí)自然的天然實(shí)驗(yàn)室 因此 在地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史中 沉積巖石學(xué)一直占有十分重要的地位 4 研究方法 1 野外研究 常規(guī)方法 系統(tǒng)測(cè)制沉積相剖面 并進(jìn)行區(qū)域相剖面的分析和對(duì)比 其它方法 遙感技術(shù) 鉆探技術(shù) 深海鉆探及采取長(zhǎng)巖心 各種測(cè)井技術(shù) 反射地震波譜 地震地層學(xué) 層序地層學(xué) 航空攝影或地面攝影用的測(cè)雷達(dá)以及探測(cè)水下地形的測(cè)視聲納等 2 室內(nèi)研究 最基本的方法 顯微鏡薄片法 常用的其他方法 粒度分析 重礦物分析 不溶殘?jiān)治?熱分析 化學(xué)分析 光譜分析 陰極發(fā)光顯微鏡 同位素分析 掃描電鏡 X射線衍射分析 圖像分析 電子探針 原吸收光譜 紅外光譜 氣相色譜和古地磁等 本節(jié)要點(diǎn) 沉積巖的概念 重點(diǎn) 沉積巖石學(xué)的概念沉積學(xué)的概念與巖漿巖相比 沉積巖有哪些特征 第二節(jié)沉積巖石學(xué)的歷史 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 一 歷史與現(xiàn)狀 Historyandpresentstate 人類對(duì)于沉積巖的認(rèn)識(shí)和利用 早在石器時(shí)代就開始了 18世紀(jì)下半葉 近代地質(zhì)學(xué)建立的初期 發(fā)生了水成學(xué)派 德國(guó)WernerA G 1749 1817 與火成學(xué)派 英國(guó)HuttonJ 1726 1797 的大論戰(zhàn) 19世紀(jì)后半葉 沉積巖石學(xué)作為一門獨(dú)立的地質(zhì)學(xué)科出現(xiàn) 1850年英國(guó)地質(zhì)學(xué)家索比 Sorby 1826 1908 首先使用顯微鏡研究沉積巖 沉積巖的研究由宏觀 微觀 這是一個(gè)革命性的發(fā)展 20世紀(jì)上半葉 沉積巖石學(xué)有了較全面的發(fā)展 出現(xiàn)了一系列沉積巖石學(xué)的專著 1913年 Hatch的 沉積巖石學(xué) 標(biāo)志著沉積巖石學(xué)作為一門獨(dú)立的地球科學(xué)分支學(xué)科的誕生 1922年 Milner所著 沉積巖石學(xué)導(dǎo)論 問(wèn)世 1925年 由Twenhofel主編的 沉積作用教程 問(wèn)世 6年后 沉積作用教程 再版 以后又多次重版 1949年 Pettijohn編寫了 沉積巖 20世紀(jì)50年代 在沉積巖石學(xué)領(lǐng)域里有兩個(gè)重大的甚至可以說(shuō)是革命性的進(jìn)展 第一個(gè)進(jìn)展是KuenenandMiliorini 1950 關(guān)于濁流學(xué)說(shuō)的提出 第二個(gè)進(jìn)展是Folk 1959 1962 關(guān)于碳酸鹽巖中異化顆粒和異化沉積觀點(diǎn)以及石灰?guī)r新分類方案的提出 20世紀(jì)60 70年代以后出現(xiàn)的風(fēng)暴巖和風(fēng)暴流沉積 等深流沉積 震積作用 以及90年代出現(xiàn)的內(nèi)波和內(nèi)潮汐沉積等學(xué)說(shuō) 都是繼濁流沉積之后的重大進(jìn)展 板塊構(gòu)造觀點(diǎn)與沉積作用的結(jié)合對(duì)沉積盆地分析出現(xiàn)一個(gè)新的熱潮 國(guó)際性和區(qū)域性的學(xué)術(shù)討論會(huì)日趨頻繁 IAS InternationalAssociationofSedimentologists 總部設(shè)在荷蘭 SEPM SocietyofEconomicPaleontologistsandMineralogists 美國(guó) 國(guó)際性和區(qū)域性的沉積巖石學(xué)專業(yè)刊物和總結(jié)性專著大量出現(xiàn) JournalofSedimentaryPetrology Sedimentology SedimentaryGeology 二 我國(guó)沉積巖石學(xué)的歷史與現(xiàn)狀 我國(guó)的沉積巖石學(xué)及沉積學(xué)起步較晚 是在國(guó)外沉積巖石學(xué)及沉積學(xué)的影響下才逐步發(fā)展起來(lái)的 1949年以前 主要學(xué)習(xí)英美50年代以前的著作 成果不大 1949以后 解放初期 主要學(xué)習(xí)蘇聯(lián) 1961年北京石油學(xué)院巖礦教研室編寫出版了我國(guó)第一本沉積學(xué)方面的教科書 沉積巖石學(xué) 20世紀(jì)70年代初期 一些學(xué)者開始翻譯引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的沉積學(xué)專著 20世紀(jì)70年代后期開始 我國(guó)沉積學(xué)才開始快速發(fā)展并進(jìn)入國(guó)際沉積學(xué)界 1979年召開了第一次全國(guó)性沉積學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議 成立了中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)沉積學(xué)會(huì)和中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)沉積地質(zhì)專業(yè)委員會(huì) 1995年成立了中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)巖相古地理專業(yè)委員會(huì) 1988年在我國(guó)召開了國(guó)際沉積礦產(chǎn)學(xué)術(shù)會(huì)議 2001年在武漢召開了第二屆中國(guó)沉積學(xué)大會(huì) 2005年9月在成都召開第三屆中國(guó)沉積學(xué)大會(huì) 至今已召開了十一屆全國(guó)古地理學(xué)及沉積學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議 2010年10月24日在荊州召開了第十一屆全國(guó)古地理學(xué)及沉積學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議 1983年正式出版了 沉