《古地理分析與編》PPT課件.ppt

1、中國礦業(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: ,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 沉積作用的控制因素,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 沉積作用的控制因素,沉積學(xué)與古地理學(xué),第一節(jié) 古地理分析與重建,古地理分析是對地質(zhì)歷史時期中自然地理景觀的再造，也就是再造沉積區(qū)和侵蝕區(qū)的景觀。古地理分析的內(nèi)容包括：確定侵蝕區(qū)的位置及母巖的性質(zhì)、古地形的起伏；確定沉積區(qū)的邊界，搬運介質(zhì)及水動力條件；確定水的物理-化學(xué)性質(zhì)等介質(zhì)條件。此外，古地理分析還要確定古氣候及古構(gòu)造狀況，確定古火山噴發(fā)的中心等。 古地理的分析不僅

2、可以確定當時的自然地理景觀，還可查明沉積礦產(chǎn)的生成與分布的規(guī)律性；闡明沉積作用與大地構(gòu)造之間的關(guān)系，以進一步了解地殼運動與地質(zhì)發(fā)展史，作出礦產(chǎn)的預(yù)測。 總之，古地理分析是在綜合各種地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過沉積學(xué)、古生態(tài)、古構(gòu)造、地球化學(xué)等分析方法，再現(xiàn)當時的自然地理景觀。,古地理分析包括：定性分析、定量分析,一、沉積相分析,1、相分析單位的確定 2、沉積相標志的建立 3、巖性組合與相序分析 4、沉積構(gòu)形與沉積體的幾何形態(tài) 5、沉積相對比橫剖面 6、沉積相模式的建立 7、定量相圖的應(yīng)用,第一節(jié) 古地理分析與重建,二、物源區(qū)分析,1、判斷古陸或侵蝕區(qū)的存在 2、查明古陸地形起伏特征 3、古河流體系的

3、恢復(fù) 4、物源區(qū)母巖性質(zhì)的確定,古陸的確定古流向、邊緣相、巖石成分成熟度、重礦物組合的時空變化。巖屑類型、巖石類型與古陸區(qū)巖性組合，石英、長石類型與源區(qū)大地構(gòu)造背景,第一節(jié) 古地理分析與重建,二、物源區(qū)分析,古陸的確定古流向、邊緣相、巖石成分成熟度、重礦物組合的時空變化。巖屑類型、巖石類型與古陸區(qū)巖性組合，石英、長石類型與源區(qū)大地構(gòu)造背景,第一節(jié) 古地理分析與重建,來自各種大地構(gòu)造環(huán)境的砂巖成分三角圖解（Dickinson等，1979）,二、物源區(qū)分析,第一節(jié) 古地理分析與重建,物源區(qū)母巖性質(zhì)的確定,二、物源區(qū)分析,第一節(jié) 古地理分析與重建,三、古水流分析,1、古水流測量 （1）古水流測量 （

4、2）古流向的校正 2、古水流測量的構(gòu)造 （1）交錯層理 （2）波痕 （3）底面構(gòu)造 （4）碎屑和化石優(yōu)選方位礫石的定向排列、古生物化石 3、成果表示和矢量平均值的計算 4、古水流型式的解釋,第一節(jié) 古地理分析與重建,四、古氣候分析,1、古生物標志 2、巖性特征標志 3、沉積構(gòu)造的標志 4、古地磁法,五、古構(gòu)造分析,第一節(jié) 古地理分析與重建,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 沉積作用的控制因素,沉積學(xué)與古地理學(xué),一、巖相古地理研究的基本原理,在進行巖相古地理研究時，必須遵循一些法則，主要有相序遞變法則、沉降補償原理以及地層等時旋回對比法則等。 剖面相分析中應(yīng)注意：定時問

5、題、穿時問題、地層旋回等時對比法則。,Walther相律沉積相變規(guī)律：“只有那些相鄰發(fā)育的相才能重疊地產(chǎn)出”，即只有順序發(fā)展著的相才能上下重疊；一定的相在水平飛行上必與有關(guān)的相相鄰。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,二、巖相古地理編圖工作的設(shè)計與準備,1.全面收集資料 地層剖面資料，包括150000和1200000區(qū)調(diào)圖幅中的實測剖面資料，以及石油、地質(zhì)、普查勘探的地層剖面、各類鉆孔、石油深井巖心資料(包括電測井、放射性測井和巖屑錄井資料等)； 用于分析解釋地層、構(gòu)造界面的各種物探資料； 大地構(gòu)造專題研究資料，對于中、小比例尺編圖工作尤為重要； 有關(guān)工作區(qū)及相鄰地區(qū)的巖相古地理和地層古生物專門性研究成

6、果； 沉積、層控礦床資料。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,二、巖相古地理編圖工作的設(shè)計與準備,2.統(tǒng)一地層劃分對比方案，確定編圖單元 編制中、小比例尺沉積相古地理圖，通常是以年代地層為單位，即研究同一時間范圍內(nèi)的沉積環(huán)境變遷。這就要求所有的地層剖面是近似等時的。因此在工作之初就要注意地層的等時、穿時和相變等問題，正確選定地層對比的時間界線和分層標志，提出合理的地層劃分對比方案，作為測制剖面、填制卡片和計算地層厚度的準則。在工作過程中也要隨時注意這一問題。 在確定地層劃分對比方案時，還應(yīng)考慮到成圖單元的合理性。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,二、巖相古地理編圖工作的設(shè)計與準備,2.統(tǒng)一地層劃分對比方案，確定

7、編圖單元 編制中、小比例尺沉積相古地理圖，通常是以年代地層為單位，即研究同一時間范圍內(nèi)的沉積環(huán)境變遷。這就要求所有的地層剖面是近似等時的。因此在工作之初就要注意地層的等時、穿時和相變等問題，正確選定地層對比的時間界線和分層標志，提出合理的地層劃分對比方案，作為測制剖面、填制卡片和計算地層厚度的準則。在工作過程中也要隨時注意這一問題。 在確定地層劃分對比方案時，還應(yīng)考慮到成圖單元的合理性。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,三、野外工作,野外工作是沉積相古地理研究與編圖的基礎(chǔ)。 主要是通過測制沉積相剖面，系統(tǒng)研究剖面的巖石成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、古生物組合和生態(tài)特點、遺跡化石等各種能夠判別沉積環(huán)境的成因標志，并

8、收集各種古流向數(shù)據(jù)，劃分巖石的成因單元，綜合分析剖面的層序結(jié)構(gòu)特點，初步確定沉積相類型。 同時，還應(yīng)采集必要的樣品供室內(nèi)分析研究，為正確的劃分沉積相類型，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,三、野外工作,1.沉積相剖面的觀測,（1）野外踏勘 （2）剖面的布署原則、類型和精度要求：控制剖面、輔助剖面、路線剖面。 （3）剖面測制程序和樣品采集。 相剖面的測制程序和方法與地層剖面的測量方法一樣，但其觀察重點應(yīng)放在相標志的研究和沉積環(huán)境的分析上。一般包括踏勘、實測和定相成圖三個步驟。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,踏勘時還要初步確定剖面的主要沉積相類型、相序列，是否具有韻律性

9、特點，以及相標志的分布等。 實測過程中，除按照設(shè)計要求逐層丈量，詳細觀察描述，按需要系統(tǒng)采集標本、樣品外，還要注意抓住關(guān)鍵層段，加密觀察，甚至在剖面兩側(cè)追索，切忌平均使用力量。 在有韻律沉積特征的剖面上，要對不同層位上韻律結(jié)構(gòu)特征等詳細觀察。 野外工作結(jié)束時，應(yīng)根據(jù)觀察結(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。 在剖面測制過程中，應(yīng)采集必要的測試分析樣品供室內(nèi)研究用。樣品的采集應(yīng)具有明確的目的性、代表性和廣泛的適用性，同時要充分考慮經(jīng)濟效果和技術(shù)設(shè)備條件的可能性，切忌貪多求全，平均攤派。,三、野外工作,1.沉積相剖面的觀測,第二節(jié) 古地理綜合編圖,采集樣品的種類，

10、除一般的古生物、光譜分析和化學(xué)分析樣品外，專門用于沉積相分析的樣品主要有兩類： 第一類是需要逐層分段系統(tǒng)采集的必備樣品，例如巖石薄片樣、用于碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究的巖石薄片(光片)樣以及碎屑巖的粒度分析樣品。后兩種樣品可以和巖石薄片樣品通用，或單獨采集。 第二類屬特殊的測試分析樣品，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。這些樣品對于碳酸鹽巖、碎屑巖和粘土巖礦物成分的研究，古地理的恢復(fù)，沉積環(huán)境和成巖作用的研究，均有一定的意義。采樣時應(yīng)根據(jù)實際需要、測試條件及經(jīng)濟情況慎重采集。同時注意采樣方法的科學(xué)性。,三、野外工作,1.沉積相剖面的觀測

11、,第二節(jié) 古地理綜合編圖,沉積相類型的確定，主要取決于沉積物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、生物組合和生態(tài)特征等相標志的綜合分析，以及剖面結(jié)構(gòu)特征和相組合的時空關(guān)系等特征的研究。而這些標志和特征的識別主要是在野外或巖心的觀察和研究中完成的。 野外準確定相要求熟練掌握不同沉積相類型的主要特征、不同環(huán)境的沉積模式，善于發(fā)現(xiàn)和識別各種相標志；要求在野外根據(jù)不同的剖面特點，根據(jù)所有的標志和剖面結(jié)構(gòu)及相序變化特點，綜合分析，然后作出判斷。 主要包括：沉積相標志觀察；剖面結(jié)構(gòu)研究；掌握相變的規(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,三、野外工作,2.野外沉積相分析,1）沉積相標志觀察 不同巖石類型

12、的剖面，相標志的觀察要點不同。 （1）對于以陸源碎屑巖為主的剖面，應(yīng)該注重巖石的粒度特征及其組合關(guān)系、砂巖的成熟度、層理層面特征、遺跡化石和砂體形態(tài)這幾個方面。 陸源碎屑巖的粒度特征是巖石命名的基礎(chǔ)。也是判斷環(huán)境的重要標志。砂巖的成熟度包括成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度兩個方面，是陸源碎屑巖定相的重要標志。 各種類型的層理和層面構(gòu)造是碎屑巖中常見的沉積構(gòu)造。砂體的幾何形態(tài)，系指具有相同特征沉積砂體的分布、延伸方向和形態(tài)特征。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,三、野外工作,2.野外沉積相分析,1）沉積相標志觀察 不同沉積環(huán)境中沉積的砂體形態(tài)不同。例如河控三角洲的砂體呈指狀垂直于海岸，浪控三角洲砂體平行于海岸，潮

13、道或河道砂體呈底凸頂平，而遠海砂壩常常是底平頂凸。砂體形態(tài)的研究不僅對定相有用，而且對油氣資源和沉積礦產(chǎn)的普查評價也很有意義。 （2）對于碳酸鹽巖剖面的觀察，重點應(yīng)放在結(jié)構(gòu)、層理厚度、生物組合的觀察上。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,三、野外工作,2.野外沉積相分析,1）沉積相標志觀察,根據(jù)沉積物中的相標志對沉積環(huán)境作出判斷時，無論是碎屑巖還是碳酸鹽巖，都應(yīng)該既有重點研究又有綜合分析，不能只根據(jù)個別標志作出判斷。 一個在物理上、化學(xué)上和生物上區(qū)別于其它地區(qū)的獨立環(huán)境，必然在沉積物的成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和其它方面都留下其特有的一系列烙印，而不僅僅是個別標志。 另一方面，沉積巖中某些組構(gòu)特征，并不具有環(huán)境專屬

14、性，例如潮坪中的透鏡狀和波狀層理，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)境的沉積物中出現(xiàn)。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,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)是指由特定的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、生物等所表現(xiàn)出的有關(guān)聯(lián)的垂向順序，也稱為相序列或巖相組合。 在陸源碎屑巖中，向上變粗變厚的序列有進積型沖積扇、三角洲、堡島和海底扇模式。它們雖然都是向上變厚變粗的，但又具各自的特點。 向上變薄變細的序列則有砂質(zhì)辮狀河的河道沉積、曲流河的邊灘、潮坪和潮道等沉積相模式。 在碳酸鹽巖中向上變淺的序列，常常表現(xiàn)為潮下潮間潮上環(huán)境的反復(fù)出現(xiàn)。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,三、

15、野外工作,2.野外沉積相分析,2）剖面結(jié)構(gòu)研究 但在不同的條件下表現(xiàn)出不同的組合特點。例如灰泥序列、顆粒序列、疊層石序列、生物礁序列以及海岸薩布哈序列。至于濁積巖中的鮑瑪序列和風(fēng)暴巖序列更為大家所熟知?？傊?，熟練地掌握和運用已知的序列和模式，對沉積相的確定很有幫助。,3）掌握相變的規(guī)律性 野外確定相類型時，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的規(guī)律性。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,四、室內(nèi)工作與綜合編圖,沉積相古地理研究的室內(nèi)工作包括各種樣品的分析鑒定、測試和資料綜合整理，各種基礎(chǔ)圖件、綜合圖件的編制以及研究報告的編寫。 資料整理內(nèi)容包括巖石薄片的鑒定及其結(jié)果的分析和統(tǒng)計，碎屑

16、巖粒度分析，巖石薄片中生物碎屑、種屬和生態(tài)特征的鑒定和統(tǒng)計分析，部分沉積成巖礦物的定性定量研究，各項測試數(shù)據(jù)(包括光譜、化學(xué)分析、同位素分析)的綜合整理與解釋等。,第二節(jié) 古地理綜合編圖,2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制 沉積古地理研究中的編圖通常是指基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制。 基礎(chǔ)圖件是描述性的，以反映某個方面或某個因素的客觀實際材料為主，是編制綜合圖件的基礎(chǔ)。常見的有實際材料圖、沉積相柱狀圖、地層對比圖、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，以及各種單因素巖性圖、等值線圖或分區(qū)圖等。 綜合圖件是根據(jù)基礎(chǔ)圖件以及其它參數(shù)經(jīng)過綜合分析后所得的最終成果，是解釋性的圖件。它所表

17、現(xiàn)的是某一時期的自然地理面貌、構(gòu)造背景、沉積環(huán)境、沉積條件和沉積物的分布規(guī)律等，包括沉積相古地理圖、構(gòu)造古地理圖、古構(gòu)造圖等。,四、室內(nèi)工作與綜合編圖,第二節(jié) 古地理綜合編圖,2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制,1)巖性巖相（沉積相）剖面圖(展示相、層序劃分依據(jù)、以及相的共生組合) 2)地層（層序地層）對比圖(顯示地層劃分和對比的依據(jù))； 3)沉積斷面圖(反映相的縱、橫向變化特點和規(guī)律)； 4)地層厚度等值線圖(反映盆地輪廓、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)的平面變化圖等)； 6)砂巖厚度等值線圖(反

18、映砂體、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,2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制,7)砂巖層數(shù)圖(推斷碎屑沉積與水位變化的關(guān)系，反映構(gòu)造性質(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(反映陸上、過渡與水下三種沉積環(huán)境的大致范圍，是劃分湖盆相帶和有利生油相帶的主要依據(jù))； 10)重礦物平面分布圖圖(反映物源方向和沉積體系)； 11)巖石類型、巖比圖(反映物源方向和分布趨勢，是劃分相帶依據(jù))； 12)有機碳、還原硫、三價鐵和二價鐵等值線圖(反映不同沉積環(huán)境的地球化學(xué)特征，并指示陸上或

19、水下沉積的標志)； 13)鍶鋇比、硼含量等特征地球化學(xué)指標平面圖(反映古鹽度變化，間接判斷盆地的封閉狀況)；,四、室內(nèi)工作與綜合編圖,第二節(jié) 古地理綜合編圖,2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制,14)地層水礦化度圖(反映古氣候條件)； 15)化石（實體化石、遺跡化石）分布圖(劃分相帶和鑒別相的標志)； 16)電測曲線特征圖(利用自然電位、自然伽瑪、電阻率、以及地層傾角測井等電測曲線綜合分析，劃分巖性和韻律特征，建立沉積模式)； 17)砂體幾何形態(tài)圖(砂體成因類型，指示油氣聚集有利地區(qū))； 18)煤層、暗色泥巖、油頁巖厚度等值線圖(沉積環(huán)境類型，指示生油氣中心)； 19)碳酸鹽巖（石灰?guī)r）厚度等值線圖

20、(沉積環(huán)境類型，指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,2、基礎(chǔ)圖件和綜合圖件的編制,20)巖相古地理圖(綜合成果圖。反映沉積邊界、母巖性質(zhì)、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)、以及生儲油有利地區(qū)等)； 編圖方法巖比圖法、相比圖法、優(yōu)勢相法、單因素分析綜合作圖法 21)沉積模式圖(綜合成果圖。沉積地質(zhì)體的垂向變化及相互關(guān)系、與現(xiàn)代沉積相模式的對比、綜合新的沉積模式)； 22)勘探遠景預(yù)測圖(綜合成果圖。是勘探地層圈閉油氣藏和古地貌圈閉類型油氣藏的根據(jù))； 23)古構(gòu)造圖(表示沉積盆地構(gòu)造背景、性質(zhì)、盆地邊界、內(nèi)部構(gòu)造)。,四、室內(nèi)工作與綜合編圖,第二節(jié) 古地理綜合編圖,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 沉積作用的控制因素,沉積學(xué)與古地理學(xué),第三節(jié) 沉積作用的控制因素,控制沉積作用的因素是多種多樣，主要大地構(gòu)造、海平面變化、氣候變化、沉積物供給和生物的演化。,沉積學(xué)與古地理學(xué),第三節(jié) 沉積作用的控制因素,一、大地構(gòu)造背景,大地構(gòu)造作用是控