第二章岩相古地理分析分解
第二章沉积相及岩相古地理ppt课件
残积物——岩石经风化作用所产生的碎屑 和化学风化的残余物质堆积在原地形成。
基岩的风化带是由许多不同成因的残积层 组成。
残积物——残积相——风化壳
铁、铝、镍、锡等。
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完整的风化壳剖面从下到上可分为以下几层
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4土壤。 3残积层 2为半风化岩石碎块组成的半风化层
1基岩
风化壳示意图
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沉积相的有关概念
5.相变 同一时期，不同地区，反映沉积环境的岩性特 征、生物特征的变化。 同一地区，时代不同的地层，由于环境伴随时 间的纵向变化所产生的地层的岩性特征、古生 物特征的纵向变化叫做相演变。 由相演变形成的沉积相在纵向上的连续叠加， 就构成相序。
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Carbonate facies
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大陆斜坡与浊流沉积模式
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浊流的形成环境
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1．浊流沉积
浊流经由海底峡谷把浅海中堆积的大量碎屑物 质搬运到深海区沉积，形成浊积扇。
韵律结构：粗粒——细粒，每个层序一般仅厚 十至几十厘米，但整套岩系往往厚达几百米， 甚至几千米，横向延伸几公里到几百公里。岩 性单调、厚度巨大。
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（二）浅海
浅海区是最低退潮线到海深200m之间的地带。 根据海水深浅又分为亚浅海区和深浅海区。 浅海区上部 亚浅海区(水深0——50m)，相当潮下带。
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亚浅海区
由于簸选作用，沉积物主要是粗粒的，且分选 性和磨圆度均较好。 如石英砂或砂屑灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑灰 岩等。 生物大量繁殖，化石丰富，可有生物礁的形成。 常有波状层理或平缓交错层理。
中国石炭纪的岩相-古地理和古构造特征
地 同期 地 层厚 度 的 ∋1 ∋。, 并且 在 期末旋 即 海退 , 代 之 以 高 骊 山组底 部 的陆 相地 层 ! 在华 夏 古陆 西北 , 按 中一 粤东 的海 陆交 互相 沉积 − 横组 上段 和大 湖组 上段 也取 代 了前 期的纯 陆相 沉积 。
此外 , 塔 里木 地台 北部 的海浸 范 围也有 所 扩展 。 祁漫 塔格 和 北 祁连 一清 水河 均为 新生 的海
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一 、 中国石炭纪岩相一 古地理 的基本特 征
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这是 石 炭纪 海 浸范 围最 小 的时 期 。 在 北方 槽 区 , 海 水仅 漫及阿 尔
泰 、 北准 嘴 尔 、 呼 伦 贝尔 、 南准 噶尔和 苏尼 特一 延 吉等 彼此 隔离 的海 槽 。 沉 积物 以 过 渡型 的细 碎
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大地构造 与成犷学 州 。 冶= 。川 !∀ # 的 山− 脚创恤
第 &∋ 卷
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河组 的顶部 , 其层 位较 之在 华南 高 出很多 , 这 种书 时间差 ”代表 了生 物 长距 离迁 移的时 耗 。此 外,
在 保 山边缘 海和黔 南 远岸 区 , 也 发育 了 一 些华 南并 不常 见 的 召妙‘即确尹45 种类 。
岩相古地理：第二章-大陆环境及相模式(2)
粗尾粒序或反-正粒序；砂岩具正粒序或块状。为缺乏天然 堤的辫状水道反复迁移的结果 • （c）外扇是薄层粉砂岩与泥岩的互层。 •② • 湖盆平原是指湖底地形平坦的地区。原以典型的浊积岩为 特征，其主要岩相为单调的砂岩与页岩互层。
湖湾沉积
在浅湖区，由于 砂嘴、砂坝或水下隆 起屏蔽、遮挡而形成 的半封闭的水体。
薄层泥岩、泥质 粉砂岩、碳酸盐岩， 分布局限，其上常为 沼泽沉积。
5 湖泊扇三角洲沉积
• (1) 扇三角洲平原--是扇三角洲的陆上部分，包括从扇端至岸 线之间的近海平原地带。
• 在干旱半干旱地区的扇三角洲平原具有旱地冲积扇的沉积特征， 在潮湿区的扇三角洲平原则以发育砾质辫状水系沉积为特征。
(4)我国湖泊三角洲的沉积特征： 三角洲发育在距物源区相对较远的地方，是一个相带发育完整的 沉积体系 沉积物粒度较细，结构成熟度及矿物成熟度较高，矿物成分与物 源成分一致 发育各种沉积构造，其中包括槽状及板状交错层理、平行层理、 小型交错层理、波状层理、水平层理及冲刷面构造 三角洲平原的分流河道常呈交织状，河道砂多为对称或近于对称 的上平下凸的透镜体，平面上为分枝或交织的鞋带状； 浅水湖泊三角洲河口砂坝不发育 三角洲主要形成在湖盆拗陷回返后期
• 发育在宽阔陆棚上的扇三角洲的前三角洲沉积主要为临滨-远滨 的粉砂和泥质沉积，与陆棚泥呈互层产出。
（4）我国的湖泊扇三角洲沉积特征：
由于离物源区很近，是一个相带发育不完整的沉积体系；
沉积物粒度较粗，结构及矿物成熟度均很低，矿物成分 与物源成分密切相关；
发育各种沉积构造，包括板状交错层理、平行层理、小 型交错层理及冲刷面构造，含植物化石；
02岩相古地理
瓦尔特（J. Ｗalther）定律
又称：相对比定律或相律 定律： １ 只有那些目前可以观察到是彼此毗 邻的相和相区，才能原生地重叠在一起． ２ 当海水侵进时，沉积岩的横向变化 顺序与纵向顺序是相合的；海水后退时， 海退序列所形成的岩相变化顺序则相反。
二. 沉积相标志
Sed. facies indicators
Types of facies indicators
physic indicators物理标志(顏色, 结构和构造)
1 顏色Color: 取决于沉积环境的氧化还原条件及 生物的繁盛情况. 2 结构structures 包括沉积物的粒度,圆度,分选, 定向性和支撑类型等. 3 沉积构造 (层面构造,层理构造,准同生变形构造, 化学及生物成因构造 )
2 沉积相(Sedimentary facies)—— 沉积相
相（ Facies）－来自于A. Gressly (1838) 相（沉积相）的概念： 1 是形成于特定古沉积环境的一套有 规律的岩石特征和古生物特征组合。 2 指环境的“物质表现”。 3 地层的沉积特征、生物特征及其所 代表的生成环境的总和。
Eye-birds in dolomite, Pt2,铁岭组， 周口店
Halite pseudomorphs
Tepee structure
1 contents and ratios of elements 2 stable isotope of carbon, oxygen and sulfur etc. 3 biomarkers
Biologic indicators
host strata
indicator facies：Chondrites, Paleodictyon
岩相古地理特征
1 鄂尔多斯盆地上古生界地层及岩相古地理特征鄂尔多斯盆地位于华北地块西部，是广义中朝板块的一部分。
在石炭纪和二叠纪早期，该区为滨浅海～内陆湖沼环境环境，古气候温湿，植被茂盛，有广阔且厚度较大的煤、炭质泥岩的沉积，与河道砂岩相配置，形成了良好的生储组合，晚二叠纪，气候逐渐干旱，形成了杂色砂泥岩互层的区域性分布的盖层。
该区上古生界已探明4个气田，分别为苏里格气田、乌审旗气田、榆林气田及米脂气田（图1），天然气探明储量达8223.01×108m3以上。
1.1 区域地质概况奥陶纪末，加里东运动使全区抬升，缺失了志留系、泥盆系及下石炭统，沉积中断达1.2～1.5亿年之久，形成了奥陶系风化壳储集层。
之后，鄂尔多斯地区进一步与华北地块统一发展，持续下沉，形成了海陆交互相的沉积体系。
在此阶段，北缘和南缘相对隆升，而贺兰坳陷于中石炭世再度拉开较早地接受沉积，形成上古生界区域性沉降带，出现了乌达（1700m）、韦州（1250 m）、中宁（1700 m）等三个局部坳陷；并形成中石炭世与特提斯洋连通的近南北向海湾，沉积了纳缪尔期到维斯法期的靖远组与羊虎沟组，岩性为黑色泥页岩、灰色砂岩、生物灰岩与煤层，其东部是与华北克拉通相连的潮坪区，沉积了维法斯期的本溪组，岩性为黑色页岩、灰色砂岩与灰岩，厚度小于50m。
晚石炭世，气候更加湿润，祁连海退缩，华北海进侵，沉积范围逐渐扩大，西侧的祁连海向中部古隆起东超，东侧的华北海向中部古隆起西超，最终汇合于东经107°～108°之间的地区。
下二叠统山西组为煤系地层，中部古隆起仍有残余，西部浅凹陷在银川、环县一带，沉积岩厚150 m，东部浅凹陷在绥德、宜川一带，沉积岩厚100 m，而中部古隆起西区的沉积，厚度在75 m以内。
下石盒子及上石盒子组大体沿袭山西组的沉积特征，气候逐渐干旱，从下石盒子组的浅灰、灰白、灰绿色粗碎屑岩与浅灰色泥岩互层过渡到上石盒子组的杂色砂泥岩互层，西部沉降区厚度350 m，东部沉降区为420 m，中部古隆起区厚度为250 m。
地层厚度及物源区分析
由沉积体系展 布可见, 重矿物谱 系群的空间分布 区恰好与3个主要 的扇三角洲前缘 分布区重叠，这 种现象表明重矿 物的分布完全受 沉积体系控制， 是沉积水动力学 与重力分异作用 共同作用的结果。
2.4.3.2 碎屑岩类分析法
• 2.4.3.2.1 砂岩
砂岩的研究在沉积学领域一直占有重要的地位。本世纪60年代板块构造 理论的兴起，为地质各学科注入了新的生机。进入70年代，砂岩与板块构造 的关系研究便应运而生。它将砂岩碎屑组分的物源意义与一定板块构造背景 下的沉积盆地类型紧密地联系在一起，并将砂岩成因的大地构造属性分析拓 展到与全球构造相对应的更为广阔的应用领域。由于是建立在岩石薄片的微 观鉴定和样品点统计基础上的模型分析，而研究对象为宏观的大地构造分区 及较大尺度的物源区，因此有人将这种研究方法喻为大地构造的“指纹”分 析法。
石、独居石
透闪石、普通角闪石、透辉
石、普通辉石、斜方辉石、
橄榄石、黑云母
b.单颗粒重矿物含量比值的源区意义
• （2） Morton等认为水动力 条件和埋藏成岩作用是影 响物源信息的两个主要因素。 因此，在相似水动力条件下 和成岩作用下，稳定重矿物 的质量比值能更好的反映物 源特征，将这些比值称为重 矿物特征指数
自20世纪80年代中期，Dickinson、Crook及Valloni等根据已经构造背景的 现代和古代砂岩样品的统计分析，各自制定出了较为系统的碎屑组分-物源 区-板块构造三位一体的分类方案，提出了专用于砂岩构造背景分析的“碎 屑模型”和“颗粒指数”概念。目前，Dickinson的碎屑模型板块构造物源区 的研究，已成为应用最广的方案之一。他的物源区类型划分考虑了不同板块 构造基本单元的特点，3个一级物源区既是砂岩碎屑最常出现的场所，又与 活动差异明显的各种板块构造沉积盆地相对应；7个次级物源区类型及其碎 屑模型是基本物源区特征的具体表述，也是进行板块构造物源区判别的主要 依据。
岩相古地理
2.1.2辫状河沉积体系沉积特征根据传统的河型分类，辫状河流通常是指弯曲度小于1.5、分岔指数大于l的低弯度河流。
这类河流的特点是在整个河流的宽度范围(或河谷)内发育有许多被砂坝分开的河道，河道宽而浅，时分时合，频繁摆动，游荡不定，也称作游荡性河道。
辫状河形成于地形坡降大、流量变化大、河岸抗蚀性差、河载推移质/悬移质比很大的环境。
一般在河流上游位置，坡降大，流量变化也大，搬运碎屑物粗，很容易发育辫状河。
从区域构造上讲，辫状河发育区均为构造相对活跃的地区，剥蚀区与沉积区相对高差较大;从气候特征上讲，干旱、半干早地区的河流多为辫状河流，而在非干旱气候区只要有适宜的坡降和地形地貌也能发育辫状河。
骆杨:辫状河储层流动单元研究及综合地质建模2009.5由于辫状河流量变化大、河水主流摆动不定，使得河道与河道砂坝摆动频繁，河床地貌形态变化快，沉积作用及沉积地貌复杂。
裘怪楠总结了陆相湖盆碎屑岩的8种充填方式，其中有5种模式就包含有不同类型的辫状河沉积。
辫状河道以水流的频繁分汉汇合为标志性地貌特征，宽而浅的河道被众多心滩分割，形成“辫子”状交织河流体系，一般不发育边滩和天然堤，从而形成“砂包泥”的沉积特点。
由于河道摆动频繁，各沉积单元不断遭到冲裂、侵蚀等改造，使得成因单元侧向连续性很差，常常多个单元在侧向连接成多边式砂体，或在垂向上叠加成多层式砂体。
辫状河的主要沉积单元是心滩坝，由于沉积作用的不同，心滩坝特征不同而形成不同类型。
smithl84】根据河道砂坝的地貌形态、大小以及它们与水流的方向和河岸之间的关系提出了4种主要砂坝类型:纵向砂坝、横向砂坝、斜列侧向砂坝及曲流砂坝，其中在辫状河道中曲流砂坝较为少见(图2一4)。
图2一4辫状河室内模拟沉积模式图(张春生等，2001) 辫状河沉积复杂，目前尚未有一个统一的分类方案。
根据沉积物的性质，可以分为砾石质和砂质辫状河;根据距物源区的距离，可以分为近源和远源辫状河112]。
岩相古地理分析
改造 削顶浪成波痕
双脊，圆顶，平顶等
波痕 削顶水流波痕
风成波痕
直线形，部分分叉
2.5－25 厘米 0.5－1 厘米 10－50 厘米以上 不对称
第一节 相标志——一、岩性标志
原生沉积构造
第一节 相标志——一、岩性标志
相层序
第一节 相标志——一、岩性标志
电测曲线
第一节 相标志——一、岩性标志
电测曲线
点群平行于C＝M基线
NO段：滚动颗粒 OP段：滚动颗粒与悬浮颗粒混合 PQ段：悬浮颗粒为主 QR段：递变悬浮沉积为主 RS段：均匀悬浮沉积为主
点群平均线与C＝M基线距离为Im； Im愈小，反映颗粒分选越好； 冲积扇Im>>远岸和滑塌湖底扇
第一节 相标志——一、岩性标志
碎屑颗粒结构之颗粒定向
第一节 相标志——一、岩性标志
特
跳跃组分（A）
征
百分 分 C.T.
F.T.
种 类
含量 (%) 选
(φ)
(φ)
悬浮组分（B）
百分 分 A. F.T.
含量
B. (φ)
(%) 选 混
合
滚动组分（C）
百分 分 C.T. A.
含量
(φ) C.
(%) 选
混
合
主要 特征
风 成 砂
97～ 很 98 好
丘
海 滩
50～ 很 99 好
1.2～ 2.0
中振幅,连续性较好， 缓坡浅水三角
频率相对较高
洲
大套泥岩
ห้องสมุดไป่ตู้渐变
向两侧变为 平行反射 两侧尖灭
两侧渐变
振幅强，连续性好 振幅中等
砂泥岩互层 稳定分布
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课时教学实施方案
课程：岩相古地理授课班级：勘查专1301-1302授课学期：2014-2015学年第1学期
、地层厚度的表示方式
真厚度、视厚度、残厚度的概念、举例说明地层厚度等值线图的分析方法二、沉积构型
、沉积构型的基本概念
表示层理之间的几何形态和空间关系、盆地充填作用方式对应相应的沉积构型
稳定的重矿物不稳定的重矿物
石榴石、锆石、刚玉、电气石、锡石金红石、白钛矿、板钛矿、磁铁矿、榍石、十字石、蓝晶石、独居石重晶石、磷灰石、绿帘石、黝帘石、阳起石、符山石、红柱石、硅线石、黄铁矿、透闪石、普通角闪石、透辉石、普通辉石、斜方辉石、橄榄石、黑云母
稳定、不稳定=稳定系数/古地理系数
）物源的综合分析
根据物源分析的完善程度，将物源类型分为三种：
a）主要物源：几种分析资料符合程度好，影响范围大，持续时间久。
b）次要物源：几种分析资料基本符合，少数不甚一致，影响范围小，持续时间
教案。