《沉積巖石學(xué)各論》課件

沉積巖石學(xué)各論沉積巖石學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支，主要研究沉積巖的形成、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和分布。沉積巖是地球表面最常見的一種巖石類型，它們記錄了地球表面的歷史，是研究地球演化、古地理環(huán)境、古氣候、古生物、油氣資源等的重要資料。緒論：沉積巖石學(xué)概述地球歷史的記錄者沉積巖是地球歷史的重要記錄者，保存著古代環(huán)境、生物和氣候的信息。地質(zhì)科學(xué)的重要組成部分沉積巖石學(xué)是地質(zhì)科學(xué)的重要組成部分，研究沉積巖的形成、演化、分布規(guī)律和資源潛力。資源勘探的重要基礎(chǔ)沉積巖與石油、天然氣、煤炭、金屬礦產(chǎn)等資源密切相關(guān)，沉積巖石學(xué)為資源勘探提供理論基礎(chǔ)和方法。沉積物的物理性質(zhì)粒度沉積物的粒度是沉積物的重要物理性質(zhì)。礫石砂粉砂黏土分選分選是指沉積物中粒度大小的均勻程度。良好分選中等分選差分選圓度圓度是指沉積物顆粒的形狀。棱角狀次棱角狀圓狀顏色沉積物的顏色取決于其礦物成分和有機(jī)質(zhì)含量。紅色黃色灰色黑色沉積物的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)成分沉積物的化學(xué)成分主要由礦物組成，但也包括有機(jī)質(zhì)和溶解的化學(xué)物質(zhì)。礦物組成常見礦物包括石英、長石、云母、方解石、白云石、石膏等。有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)來自生物遺體，如植物、動(dòng)物和微生物，它影響沉積物的顏色和性質(zhì)。溶解的化學(xué)物質(zhì)沉積物中還含有溶解的化學(xué)物質(zhì)，如鹽類、硫酸鹽、碳酸鹽等。沉積環(huán)境的基本類型陸地沉積環(huán)境陸地沉積環(huán)境主要指河流、湖泊和沙漠等。它們?cè)诘乇硎茱L(fēng)化剝蝕作用強(qiáng)烈，沉積物顆粒較粗，以碎屑巖為主。海洋沉積環(huán)境海洋沉積環(huán)境主要指淺海、深海和濱海等。它們受海水的影響很大，沉積物顆粒較細(xì)，以碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖為主。過渡沉積環(huán)境過渡沉積環(huán)境介于陸地和海洋之間，例如三角洲、瀉湖和潮汐平原等。它們具有陸地和海洋環(huán)境的雙重特征，沉積物種類也較為多樣。河流沉積環(huán)境河流是陸地表面最重要的地貌單元之一，也是重要的沉積環(huán)境。河流沉積環(huán)境具有獨(dú)特的沉積特征，如礫石、砂巖、泥巖等。河流沉積環(huán)境的沉積物類型和沉積構(gòu)造，可以反映河流的流動(dòng)方向、能量變化以及古地貌信息。湖泊沉積環(huán)境湖泊是陸地表面洼地積水形成的封閉水體。湖泊水體靜止，水流緩慢，沉積物以泥質(zhì)為主，富含有機(jī)質(zhì)。湖泊沉積環(huán)境受氣候、地形、水文條件影響。常見的湖泊沉積類型包括：濱湖沉積、淺水沉積、深水沉積等。湖泊沉積物可以提供古氣候、古環(huán)境的信息，對(duì)于研究地球歷史具有重要意義。海洋沉積環(huán)境深海熱液噴口深海熱液噴口是海底火山活動(dòng)產(chǎn)生的，富含硫化物和金屬礦物，形成獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。珊瑚礁珊瑚礁是生物礁的一種，由造礁珊瑚和共生藻類組成，為海洋生物提供了豐富的棲息地。海底峽谷海底峽谷是由海底河流或洋流侵蝕形成的，將陸地上的沉積物輸送至深海。深海沉積物深海沉積物主要由生物遺骸、火山灰、宇宙塵埃等組成，沉積速率緩慢。風(fēng)成沉積環(huán)境風(fēng)成沉積環(huán)境主要指干旱、半干旱地區(qū)，風(fēng)力是主要的搬運(yùn)和堆積作用力。風(fēng)蝕作用形成各種風(fēng)蝕地貌，如風(fēng)蝕洼地、風(fēng)蝕蘑菇、雅丹地貌等。風(fēng)力搬運(yùn)的物質(zhì)以沙粒為主，形成沙丘、沙壟、沙漠等。冰川沉積環(huán)境冰川沉積環(huán)境是指冰川作用下形成的沉積環(huán)境，主要包括冰川本身和冰川邊緣的沉積。冰川沉積物主要由冰川搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)組成，包括礫石、砂、粉砂和粘土等。冰川沉積環(huán)境的特征是沉積物顆粒大小不均，棱角分明，分選性差，磨圓度低。冰川沉積物常與冰川地貌相伴生，例如冰磧丘陵、冰川槽谷、冰川湖等。沼澤和泥炭沉積環(huán)境沼澤沉積環(huán)境是指水生植物大量生長、死亡后堆積形成的沉積環(huán)境。泥炭沉積環(huán)境則是指沼澤演化到后期，有機(jī)質(zhì)積累量很大，形成泥炭層的沉積環(huán)境。沼澤和泥炭沉積環(huán)境是重要的有機(jī)質(zhì)來源，也為石油、天然氣等能源的形成提供條件。沼澤沉積環(huán)境中，植物殘?bào)w腐爛分解后，形成富含有機(jī)質(zhì)的泥炭，泥炭是煤炭形成的前身。泥炭沉積環(huán)境通常出現(xiàn)在濕潤地區(qū)，如濕地、河流泛濫平原、湖泊邊緣等。碎屑巖的分類及特征1碎屑巖定義碎屑巖是指由各種巖石風(fēng)化剝蝕后產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)，經(jīng)過搬運(yùn)、沉積和固結(jié)而形成的巖石。2碎屑巖分類碎屑巖根據(jù)碎屑顆粒的大小、成分和結(jié)構(gòu)可以分為礫巖、砂巖和泥巖三大類。3碎屑巖特征碎屑巖的特點(diǎn)是具有明顯的碎屑結(jié)構(gòu)，巖石中含有大量不同大小的碎屑顆粒。4碎屑巖應(yīng)用碎屑巖在地質(zhì)研究、建筑材料、工程建設(shè)等方面都具有重要的意義。碳酸鹽巖的分類及特征生物成因主要由生物遺骸組成，如珊瑚、藻類、腕足類等?；瘜W(xué)成因由海水中的碳酸鹽礦物沉淀形成，如方解石、白云石等。混合成因既有生物遺骸，又有化學(xué)沉淀形成的巖石。蒸發(fā)巖的分類及特征蒸發(fā)巖的分類蒸發(fā)巖根據(jù)化學(xué)成分可以分為鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽等類型。蒸發(fā)巖的特征蒸發(fā)巖具有以下特點(diǎn)：礦物成分單一、層理發(fā)育、顏色較淺、易溶于水、易風(fēng)化。常見的蒸發(fā)巖石膏芒硝巖鹽特殊沉積巖的分類及特征1火山碎屑巖火山碎屑巖主要由火山噴發(fā)物堆積而成，具有典型的火山碎屑結(jié)構(gòu)和成分。2生物巖生物巖主要由生物遺骸或生物作用形成的物質(zhì)堆積而成，例如珊瑚礁、硅藻土等。3煤巖煤巖主要由植物遺骸堆積而成，具有特殊的層理構(gòu)造和成分，可分為褐煤、煙煤、無煙煤等。4鐵礦鐵礦主要由鐵的氧化物或氫氧化物堆積而成，通常形成于湖泊、沼澤等還原環(huán)境。致密沉積巖的成因及特征成因致密沉積巖通常由細(xì)粒沉積物形成，例如泥巖、頁巖、粉砂巖等。這些沉積物在沉積后經(jīng)歷了壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用，導(dǎo)致孔隙度降低，巖石密度增大。致密沉積巖的形成還與沉積環(huán)境密切相關(guān)。例如，深水沉積環(huán)境通常形成致密沉積巖，因?yàn)槌练e物堆積速度快，壓實(shí)作用強(qiáng)。特征致密沉積巖的特征主要表現(xiàn)在其物理性質(zhì)方面。例如，致密沉積巖的孔隙度低，滲透率低，密度大，硬度高。此外，致密沉積巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)也具有其獨(dú)特的特征，例如，致密沉積巖中常含有大量的粘土礦物，其結(jié)構(gòu)緊密，顆粒排列緊湊。孔隙沉積巖的成因及特征孔隙類型孔隙沉積巖中存在多種孔隙類型，包括原生孔隙和次生孔隙，不同孔隙類型對(duì)儲(chǔ)層物性影響不同。孔隙結(jié)構(gòu)孔隙結(jié)構(gòu)包括孔隙大小、形狀、連通性等，對(duì)儲(chǔ)層滲透率有重要影響。油氣儲(chǔ)層孔隙沉積巖是重要的油氣儲(chǔ)層，孔隙度和滲透率是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的重要指標(biāo)。沉積巖的成巖作用成巖作用是沉積物轉(zhuǎn)化為沉積巖的復(fù)雜過程，涉及一系列物理、化學(xué)和生物變化。該過程通常分為三個(gè)階段：早期成巖作用、中期成巖作用和晚期成巖作用。1晚期成巖作用埋藏深，溫度高，壓力大2中期成巖作用埋藏較深，溫度壓力升高3早期成巖作用沉積物埋藏淺，溫度壓力低成巖作用對(duì)沉積巖的性質(zhì)具有重大影響，影響沉積巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和性質(zhì)，從而影響沉積巖的儲(chǔ)層特性和油氣勘探潛力。早期成巖作用1生物作用生物活動(dòng)影響沉積物成分2化學(xué)作用礦物溶解、沉淀和重結(jié)晶3物理作用壓實(shí)、脫水和重力作用早期成巖作用發(fā)生在沉積物堆積后不久，是在淺埋藏條件下進(jìn)行的。主要包括生物作用、化學(xué)作用和物理作用。中期成巖作用1壓實(shí)作用沉積物埋藏深度增加，顆粒間孔隙空間減小，形成新的礦物，改變巖石的物理性質(zhì)。2膠結(jié)作用地下水中溶解的礦物質(zhì)在顆粒間沉淀，將顆粒粘結(jié)在一起，形成堅(jiān)固的巖石。3溶解作用一些不穩(wěn)定礦物被地下水溶解，導(dǎo)致巖石孔隙度增加，改變巖石的成分和結(jié)構(gòu)。晚期成巖作用壓實(shí)作用埋藏深度大于3000米，溫度超過100℃，壓實(shí)作用減弱，但孔隙度變化很小。重結(jié)晶作用礦物發(fā)生重結(jié)晶，形成更穩(wěn)定的礦物組合，晶體顆粒變大，孔隙度降低。交代作用礦物發(fā)生化學(xué)成分的改變，形成新的礦物，例如方解石交代白云石，影響巖石的物理性質(zhì)。成巖作用的控制因素11.沉積物性質(zhì)原始沉積物的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等都會(huì)影響成巖作用的進(jìn)程和結(jié)果。22.地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)可以影響沉積物的埋藏深度、溫度和壓力，從而影響成巖作用。33.地下水地下水是成巖作用的重要介質(zhì)，它可以溶解、搬運(yùn)和沉淀物質(zhì)，并參與化學(xué)反應(yīng)。44.時(shí)間成巖作用是一個(gè)漫長的過程，時(shí)間越長，成巖作用越強(qiáng)烈，沉積巖的性質(zhì)變化也越大。沉積相分析的基本概念沉積相沉積相是指在特定沉積環(huán)境中形成的沉積物及其特征。沉積巖特征包括巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化石等特征。空間分布沉積相在空間上具有一定的分布規(guī)律。沉積相分析的方法1巖性分析巖石類型、礦物成分2結(jié)構(gòu)分析層理、生物擾動(dòng)3生物分析古生物化石、遺跡4地球化學(xué)分析元素含量、同位素沉積相分析方法結(jié)合多種分析手段。巖性分析確定巖石類型，結(jié)構(gòu)分析揭示沉積環(huán)境，生物分析識(shí)別古生物，地球化學(xué)分析提供沉積環(huán)境指示。沉積相組合及其意義沉積相組合的定義沉積相組合指的是不同沉積相在空間上的聯(lián)合,反映了沉積環(huán)境的復(fù)雜性。它可以幫助我們了解地質(zhì)歷史時(shí)期環(huán)境的演變。沉積相組合的意義研究沉積相組合可以幫助我們識(shí)別沉積環(huán)境,推斷沉積盆地的演化,預(yù)測(cè)油氣資源的分布。沉積相組合的應(yīng)用沉積相組合的分析在油氣勘探,地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)等領(lǐng)域具有重要意義。沉積相序列及其意義沉積相序列沉積相序列是指在特定地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，由不同沉積相按一定順序排列組合而成的序列。它們反映了沉積環(huán)境的演變過程，是理解古地理、古氣候和古構(gòu)造環(huán)境的重要依據(jù)。意義沉積相序列可以幫助我們恢復(fù)沉積盆地的古地理環(huán)境，重建地質(zhì)歷史，以及預(yù)測(cè)油氣資源的分布和儲(chǔ)層特征。它也是判斷地層年代、劃分地層單位、進(jìn)行油氣勘探的重要手段。沉積盆地分類及其特點(diǎn)11.構(gòu)造類型主要由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成，包括裂谷盆地、坳陷盆地、前陸盆地等。22.地質(zhì)背景沉積盆地形成于不同地質(zhì)背景，如板塊碰撞、大陸裂解、地殼運(yùn)動(dòng)等。33.沉積充填不同沉積盆地具有獨(dú)特的沉積充填特征，反映了不同的沉積環(huán)境和演化過程。44.資源潛力沉積盆地是重要的油氣資源、礦產(chǎn)資源和地下水資源儲(chǔ)集區(qū)。沉積盆地的發(fā)育演化初始階段盆地形成早期，沉積厚度較小，沉積速率較快。沉積物以陸源碎屑為主，沉積環(huán)境以河流、湖泊為主。演化階段隨著盆地沉降加劇，沉積厚度增加，沉積速率逐漸減緩。沉積物類型更加多樣化，沉積環(huán)境也更加復(fù)雜。成熟階段盆地演化進(jìn)入成熟階段，沉積厚度最大，沉積速率最慢。沉積物以深水沉積為主，沉積環(huán)境以深海環(huán)境為主。消亡階段盆地沉降逐漸停止，甚至出現(xiàn)抬升。沉積速率減緩，沉積物以陸源碎屑為主，沉積環(huán)境以河流、湖泊為主。沉積盆地研究的意義及應(yīng)用油氣勘探沉積盆地是