沉積環(huán)境的判別標(biāo)志

1、第二章 沉積環(huán)境的判別標(biāo)志 1第二章 沉積環(huán)境的判別標(biāo)志 第一節(jié) 概述第二節(jié) 顏色標(biāo)志第三節(jié) 沉積構(gòu)造標(biāo)志第四節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)與粒度標(biāo)志第五節(jié) 巖礦成分和地球化學(xué)標(biāo)志第六節(jié) 古生物標(biāo)志第七節(jié) 地球物理標(biāo)志 2第三節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)和粒度標(biāo)志一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志碎屑巖的結(jié)構(gòu)組分碎屑顆粒填 隙 物孔隙（派生組分）礦物碎屑巖石碎屑雜 基膠 結(jié) 物3碎屑巖的結(jié)構(gòu)碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)填隙物的結(jié)構(gòu)顆粒與填隙物之間的關(guān)系一、巖石結(jié)構(gòu)標(biāo)志41、碎屑顆粒的結(jié)構(gòu) 碎屑顆粒結(jié)構(gòu)特征粒度球度形狀圓度顆粒的表面特征5 結(jié)構(gòu)成熟度指碎屑沉積物經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積作用的改造，使之接近最終極結(jié)構(gòu)特征的程度。 終極結(jié)構(gòu)的碎屑巖應(yīng)是：碎屑為等大球體、

2、顆粒支撐、填隙物全為膠結(jié)物、無(wú)雜基。 結(jié)構(gòu)成熟度62、填隙物的結(jié)構(gòu) 填隙物雜基膠結(jié)物7 雜基的含量和性質(zhì)可以反映搬運(yùn)介質(zhì)的流動(dòng)特性，反映碎屑組分的分選性，也是水動(dòng)力強(qiáng)度的重要標(biāo)志，是碎屑巖結(jié)構(gòu)成熟度的重要標(biāo)志。 （1）雜基8（2）膠結(jié)物 膠結(jié)物是碎屑巖中以化學(xué)沉淀方式形成于粒間孔隙中的自生礦物。 膠結(jié)物是化學(xué)成因的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)與化學(xué)巖類(lèi)似，其特點(diǎn)是由晶粒大小、晶體生長(zhǎng)方式及重結(jié)晶程度等決定的。 在碎屑巖中，其含量50%，表現(xiàn)為孔隙充填結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的類(lèi)型有：9 碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物三種結(jié)構(gòu)組分在搬運(yùn)方式、沉積特點(diǎn)、水動(dòng)力條件上有何差異?10膠結(jié)類(lèi)型 1、基底膠結(jié)填隙物含量較多，碎屑顆粒在雜基中互

3、不接觸呈漂浮狀，填隙物主要為原雜基（或正雜基）。 代表高密度流快速堆積的特征 形成于沉積同生期 11雜基支撐的礫巖12孔隙膠結(jié)接觸膠結(jié)膠結(jié)類(lèi)型13鑲嵌膠結(jié)（亦稱(chēng)無(wú)膠結(jié)物式膠結(jié)）膠結(jié)類(lèi)型14 試對(duì)比四種膠結(jié)類(lèi)型在顆粒接觸關(guān)系、顆粒間連接方式、顆粒支撐性質(zhì)、填隙物數(shù)量及壓實(shí)壓溶強(qiáng)度的特征。15碎屑顆粒支撐類(lèi)型 16 試對(duì)比顆粒支撐和雜基支撐在流體性質(zhì)、搬運(yùn)方式、沉積特點(diǎn)、水動(dòng)力條件、沉積環(huán)境、顆粒接觸關(guān)系、粒間填隙物特征、油氣儲(chǔ)集性能等方面的差異。17二、粒度分布特征及環(huán)境意義 碎屑物質(zhì)以機(jī)械搬運(yùn)為主，其搬運(yùn)和沉積受水動(dòng)力條件控制。 碎屑顆粒的大小及分布特征，可直接反映沉積時(shí)的水動(dòng)力條件。18 明

4、確搬運(yùn)介質(zhì)的性質(zhì)：如風(fēng)、水、冰川、泥石流、濁流等 判斷搬運(yùn)介質(zhì)的能量條件，如流速、強(qiáng)度、起動(dòng)能力等 明確搬運(yùn)方式，如滾動(dòng)、跳躍、懸浮 明確沉積作用的形式，如牽引流、濁流等二、粒度分布特征及環(huán)境意義191、粒度分析方法 粒度分析方法的選擇因碎屑顆粒大小和巖石致密程度而異。 直接測(cè)量法篩析法沉速法(光學(xué)法和電法)薄片粒算法202、粒度資料圖解 21a直方圖b頻率曲線c累積曲線22含碎石的冰川砂；雨水沖刷斜坡上的沉積物；海岸細(xì)卵石層；砂質(zhì)卵石礫石。2324不同成因碎屑沉積的累積曲線頁(yè)巖、黃土、冰磧物、海濱沙、海濱礫石25概率值累積曲線26海灘砂的粒度概率圖海灘沙丘砂的粒度概率圖27波浪帶淺海砂的粒度

5、概率圖密西西比河三角洲河口砂壩及河道砂的粒度概率圖28現(xiàn)代河道砂的粒度概率圖濁流沉積的粒度概率圖2930粒度參數(shù) 31幾種常用沉積類(lèi)型的粒度特點(diǎn)32CM圖解C-M圖是應(yīng)用每個(gè)樣品的C值和M值繪成的圖形帕塞加(Passega,l957,1964) 的C-M圖 QR遞變懸浮沉積RS均勻懸浮沉積PQ懸浮沉積為主OP滾動(dòng)搬運(yùn)為主NO滾動(dòng)組分 1牽引流沉積2濁流沉積3靜水沉積33濁流沉積的C-M圖 34第二章 沉積環(huán)境的判別標(biāo)志 第一節(jié) 概述第二節(jié) 顏色標(biāo)志第三節(jié) 沉積構(gòu)造標(biāo)志第四節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)與粒度標(biāo)志第五節(jié) 巖礦成分和地球化學(xué)標(biāo)志第六節(jié) 古生物標(biāo)志第七節(jié) 地球物理標(biāo)志 35第五節(jié) 巖礦成分和地球化學(xué)標(biāo)

6、志一、巖礦成分標(biāo)志陸源碎屑成分輕礦物重礦物巖屑碎屑成分和礦物標(biāo)型特征沉積物來(lái)源方向和物源區(qū)巖石類(lèi)型36巖石礦物礦物組合（包括部分巖屑） 花崗巖花崗閃長(zhǎng)巖 重礦物 鋯石、榍石、磷灰石、黑云母 輕礦物 石英、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石 安山巖玄武巖 重礦物 輝石、角閃石 輕礦物 安山巖或玄武巖巖屑、中性和基性斜長(zhǎng)石 橄欖巖輝長(zhǎng)巖 重礦物 尖晶石、鉻鐵礦、橄欖石、紫蘇輝石 輕礦物 基性巖巖屑、基性斜長(zhǎng)石、蛇紋石 變質(zhì)巖 重礦物 藍(lán)晶石、十字石、硅線石、石榴石 輕礦物 具波狀消光和鑲嵌結(jié)構(gòu)的石英 沉積巖 重礦物 鋯石(圓)、金紅石、石榴石、電氣石(較圓) 輕礦物 顆粒圓滑或具次生加大邊的石英 37

7、自生礦物具有良好的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)膠磷礦，海相標(biāo)志大量錳結(jié)核主要分布在深海和開(kāi)放大洋洋底環(huán)境，湖泊、淺海、深海錳結(jié)核微量元素差異大3839不同沉積環(huán)境自生礦物分布40 大陸環(huán)境主要是酸性介質(zhì)，以高嶺石為主 海洋環(huán)境粘土沉積多以伊利石和蒙皂石為主 自生長(zhǎng)石、自生沸石是湖相標(biāo)志，鉀長(zhǎng)石次生加大是海相標(biāo)志； 天青石、螢石和重晶石是咸化澙湖環(huán)境標(biāo)志。自生粘土礦物可反映水介質(zhì)條件41有些特殊巖石可指沉積時(shí)的能量條件，有些可作為古氣候的標(biāo)志。與陸源碎屑巖共生的碳酸鹽巖、硅巖、蒸發(fā)巖和紅色巖層等具有一定的指相性。42碳酸鹽巖：海洋、湖盆，特征？ 海洋碳酸鹽巖：常大量產(chǎn)出 湖

8、相碳酸鹽巖：常呈夾層或透鏡體產(chǎn)出 生物化石的差異 碳酸鹽巖：沉積介質(zhì)弱堿性 藻疊層石碳酸鹽巖：潮坪 鮞?；?guī)r：濱?；蛱妓猁}臺(tái)地的高能帶 礁灰?guī)r：淺海 具水平紋層的泥晶灰?guī)r：低能環(huán)境特殊巖石類(lèi)型與沉積環(huán)境43紅層：大陸沉積物，注意與海相紅色頁(yè)巖的區(qū)別？（化石）蒸發(fā)巖：氣候干燥、閉塞環(huán)境，如，內(nèi)陸鹽湖、半封閉澙湖、開(kāi)闊海盆磷塊巖：大量形成于海洋，特別是在水深50-200m的海區(qū)特殊巖石類(lèi)型與沉積環(huán)境44特殊的巖石類(lèi)型與氣候 冰磧巖、冰川紋泥是寒冷氣候標(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 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

9、氣候的可靠標(biāo)志。45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的鹽度差異很大的特點(diǎn)，故常用巖石中易溶組分(粘土巖中的Cl、Cl/Br、Br/I、Na/Ca)、難溶組分(碳酸鹽、磷酸鹽、Ca/Mg或鎂的含量)、粘土質(zhì)點(diǎn)吸附陽(yáng)離子的成分等，來(lái)確定盆地的古鹽度。二、地球化學(xué)標(biāo)志461、元素地球化學(xué)在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用沉積巖中的元素含量陸源區(qū)性質(zhì)、古氣候、沉積環(huán)境、沉積巖的成分、生物作用、后生作用等。劃分海陸相地層分析源區(qū)巖石成分恢復(fù)沉積古氣候條件確定沉積水介質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境劃分地球化學(xué)相47(1) 古鹽度的測(cè)定硼(B)法元素比值法沉積磷酸鹽法自生鐵礦法48硼(B)法：粘土中的硼伊利石鹽度淡水中的

10、B：40010-649元素比值法w(B)/w(Ga)、w(Sr)/w(Ba)等古鹽度7，海相w(Sr)/w(Ba)1，海水沉積物50沉積磷酸鹽法沉積磷酸鹽中的Ca鹽與Fe鹽的相對(duì)比值鹽度51(2) 氧化還原條件的標(biāo)志同生礦物組合，如對(duì)介質(zhì)Eh值高低反映靈敏的Fe、Mn等變價(jià)元素的礦物組合。52(3) 古水深標(biāo)志一般方法：古生態(tài)法和遺跡化石標(biāo)志原理：元素的聚集和分散與水深和離岸距離有一定的關(guān)系。由濱岸向深海，F(xiàn)e、Mn、P、Co、Ni、Ca、Zn、Y、Pb、Ba 、Cu增加，其中Mn、Ni、Co、Cu元素含量升高趨勢(shì)特別顯著。532、穩(wěn)定同位素在分析沉積環(huán)境中的應(yīng)用確定古環(huán)境的鹽度、古水溫 應(yīng)用

11、較多、效果較好的是O、C、S同位素 16O、 18O， 12C、 13C ，34S、32S ，30Si、28Si穩(wěn)定同位素的相對(duì)豐度用表示=w(R樣品-R標(biāo)樣) / wR標(biāo)樣1000 同位素國(guó)際標(biāo)樣PDB，即白堊系Pee Dee層的箭石54(1) 古溫度測(cè)定 18O的變化與海水溫度變化的關(guān)系：16O活動(dòng)性大，蒸發(fā)作用可使海水中的16O減少，18O相對(duì)增加，18O顯正異常。55Craig(1965)提出了用同位素計(jì)算古水溫的經(jīng)驗(yàn)公式：t()=16.9 4.2(c w) + 0.13(c w)2 c 為25 時(shí)碳酸鹽與100%磷酸鹽反映時(shí)產(chǎn)生的CO2的18O值；w為25 時(shí)所測(cè)試CaCO3樣品形成

12、時(shí)與海水平衡的CO2的18O值(1) 古溫度測(cè)定56(2) 古氣候分析淡水中18O/ 16O值低于海水，而且氣溫越低，該比值越低。溫帶地區(qū)淡水中18O/ 16O值較海水平均值低7；高緯度地區(qū)或高海拔區(qū)淡水中比值低30。有孔蟲(chóng)的氧同位素組成受冰川控制的海水同位素成分變化和海水溫度的變化57根據(jù)18O在剖面中的變化，能較好的獲得第四紀(jì)冰川和古氣候的變化資料。(2) 古氣候分析58(3) 古鹽度測(cè)定海水中的C、O同位素量略高于淡水，海水中的18O/16O值高，淡水中18O/16O值低Keith等人(1964)在研究了數(shù)百個(gè)侏羅紀(jì)以來(lái)沉積的海相灰?guī)r和淡水灰?guī)r同位素測(cè)定的基礎(chǔ)上，提出來(lái)出了經(jīng)驗(yàn)公式：Z

13、= 2.048(13C+50) + 0.498(18O+50)Z 120，海相灰?guī)rZ 120，淡水（湖相）灰?guī)rZ = 120，不確定593、有機(jī)組分異戊間二烯中的植烷和姥鮫烷可作海相或陸相的標(biāo)志。植烷陸相，姥鮫烷海相。沉積巖及石油中卟啉分子量的窄范圍湖相沉積巖及石油中卟啉分子量的寬范圍海相60第二章 沉積環(huán)境的判別標(biāo)志 第一節(jié) 概述第二節(jié) 顏色標(biāo)志第三節(jié) 沉積構(gòu)造標(biāo)志第四節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)與粒度標(biāo)志第五節(jié) 巖礦成分和地球化學(xué)標(biāo)志第六節(jié) 古生物標(biāo)志第七節(jié) 地球物理標(biāo)志 61第六節(jié) 判斷沉積環(huán)境的生物標(biāo)志生物化石組合和生態(tài)特征鹽度古水深底層性質(zhì)生物化石鑒定地層的地質(zhì)年代、沉積環(huán)境分析海水濁度沉積環(huán)境分析

14、62一、生物對(duì)鹽度的指示6364二、生物對(duì)水體深度的指示6566二、生物對(duì)水體深度的指示67三、生物對(duì)底質(zhì)的指示68四、生物對(duì)海水濁度的指示紅藻和綠藻清水環(huán)境海綿、珊瑚、苔蘚蟲(chóng)清水環(huán)境食沉積物的生物，如蛇尾類(lèi)、蛤、腹足類(lèi)等，能忍受濁度較大的海水。底棲生物的攝食類(lèi)型幫助確定是清水還是濁水69第二章 沉積環(huán)境的判別標(biāo)志 第一節(jié) 概述第二節(jié) 顏色標(biāo)志第三節(jié) 沉積構(gòu)造標(biāo)志第四節(jié) 巖石結(jié)構(gòu)與粒度標(biāo)志第五節(jié) 巖礦成分和地球化學(xué)標(biāo)志第六節(jié) 古生物標(biāo)志第七節(jié) 地球物理標(biāo)志 70地球物理標(biāo)志測(cè)井曲線地震剖面沉積相分析第七節(jié) 沉積相分析中的地球物理標(biāo)志71測(cè)井曲線 在含油氣盆地的鉆井地質(zhì)研究中，非取芯段的鉆井測(cè)井

15、曲線為沉積相和層序地層分析的主要對(duì)象，因而建立和分析不同沉積相和層序類(lèi)型的測(cè)井相模型至關(guān)重要。72 由電測(cè)曲線的幅度、形態(tài)類(lèi)型、接觸關(guān)系和組合特征，作為判別非取芯段地層的巖性、巖性組合及沉積相和層序特征的主要依據(jù)，但這種判別必須建立在取芯段的巖電轉(zhuǎn)換關(guān)系基礎(chǔ)上，由此所確定的測(cè)井曲線變化規(guī)律和測(cè)井相模型，可非常準(zhǔn)確地反映地層巖性、粒度變化、接觸關(guān)系及垂向沉積層序等特征。 測(cè)井曲線73利用測(cè)井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。測(cè)井曲線74 曲線的幅度主要反映沉積物的粒度、分選性及含泥質(zhì)的高低。 曲線的形態(tài)主要反映水體能量的變化，主要有鐘形、漏斗性、箱形、菱形和齒形等。 75曲線的光滑程度表示曲線形態(tài)的次級(jí)變化，反映水動(dòng)力的穩(wěn)定性。 光滑曲線表示在物源供應(yīng)豐富和水動(dòng)力作用強(qiáng)的條件下，沉積物被充分淘汰后的均質(zhì)沉積。 鋸齒狀曲線代表水動(dòng)力條件不穩(wěn)定，周期性變化強(qiáng)，沉積物改造不充分，引起顆粒粗細(xì)間互變化的環(huán)境。76單層砂巖的頂?shù)捉佑|關(guān)系，反映沉積過(guò)程中水動(dòng)力能量及物源供應(yīng)的變化速度，可為漸變