现代地质学导论03.ppt
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1、现代地质学导论,韦重韬 教授 博士生导师 中国矿业大学资源学院,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,1 地球化学新进展,矿床地球化学有关成矿理论研究的新突破 金属矿床地化:金、Fe-REE 流体地球化学 流体与地幔演化、变形变质流体与造山带、水-岩相互作用 同位素地球化学理论与实验研究的进展 火成岩同位素与岩浆起源 若干具潜在应用前景的同位素示踪新体系 硼同位素地球化学(板块俯冲示踪) 同位素地层学 同位素定年研究的新突破 同位素分析技术的进展 微区分析技术,现代地球化学主要研究领域,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,碳循环与全球变化 温室气体
2、CH4的全球循环问题 臭氧层破坏机理及其研究手段 火山爆发产生气溶胶可能造成O3层亏损、用同位素示踪温室气 体CO2与N2O的可能来源 全球正在变暖还是变冷?变冷原因: 平流层臭氧空洞扩大使紫外辐射增大,导致温室气体大量消耗 大气中飘尘及气溶胶明显增加导致对太阳辐射的反射增强 全球气候变暖的利与弊 由于大气中CH4等温室气体的明显增加使土壤中CH4的消耗减少, 抑制了土壤中NH3等养份的消耗 地球化学研究手段的改进与全球变化研究 表面吸附与重金属一放射性污染的天然自净化作用,三 现代地球化学矿物岩石新进展,1 地球化学新进展,现代地球化学主要研究领域,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展
3、,2 沉积学的发展历程与未来展望,沉积学对沉积物的来源、沉积岩的描述和分类以及沉积物形成过程进行研究的学科,2.1 萌芽阶段(18301894年),Lyell 1837 地质学原理:“将今论古”的现实主义原理与方法 Sorby 1857:首次使用偏光显微镜研究沉积岩石 Murray 1884 :开始对深海沉积物进行了分类与描述 Walther 1894: “相序” 概念提的(Walther相律),三 现代地球化学矿物岩石新进展,Walther 1894:只有那些目前可以观察到是彼此毗邻的相和相区,才能原生的重叠在一起,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,2.2 初步形成阶段(18941
4、931年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,Thomas (1902) 利用重矿物分析结果判断沉积物源方向、性质 Geikie (1905)明确指出“现代是认识过去的钥匙” VantHoff( 1905 )研究了海水的蒸发作用,提出了化学沉淀的观点 Gilbert(1912)为了解决用水力筛金的问题,首次用各种粒径的砂和不同的水流强度进行水槽实验,为后期水动力条件研究提供了流体力学实验基础 Wentworth(1922)提出以2的次幂作为划分碎屑沉积颗粒的粒级界限,并以2作为砂的粒级上限,从而使砂岩和砾岩的分类走向了科
5、学的量化领域 美国SEPM学会(1931)创刊沉积岩石学杂志,这标志沉积学已成为一门独立的学科,2.2 初步形成阶段(18941931年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,2.3 专业研究阶段(19311950年),Pettijohn (1949)沉积岩出版,标志沉积岩石学已进入成熟的成长期。随着差热分析、-衍射等新技术在沉积学领域的应用,沉积岩中粘土矿物的研究开始从单纯的定性描述走向半定量化 Halbouty(1940)等研究了墨西哥湾沿岸的第三系沉积,从物源、沉积等厚图、沉积环境的角度探讨了海水进退、古岸线变化、地
6、层圈闭的形成及其含油气远景,率先将沉积学的理论系统地应用于油气勘探领域 Weeks(1948)从石油地质角度研究影响沉积盆地形成与演化因素 Krumbein(1934)对沉积环境作了定量研究,使用了碎屑磨圆度的概念,指出边界条件、颗粒及能量为沉积体系形成的3个主控因素,并将数理统计学引入到沉积学领域,2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,浊流的认识进入模式化,Kuenen (
7、1950) 浊流为形成递变层理的原因 Bouma (1962)浊流及复理石沉积模式“鲍马序列” Kuenen Bronwer 浊积岩,分为A、B、C、D、E段(相),2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,浊流的认识进入模式化,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,Kuenen (1950) 浊流为形成递变层理的原因 Bouma (1962)浊流及复理石沉积模式“鲍马序列” Kuenen Bronwer 浊积岩,现
8、代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,水槽实验解释沉积 构造的形成机理,Simons等(1960)应用水力学的概念进行水槽实验,并从其结果了解到层理和波痕形成的水动力条件。根据其实验,发现当流速加大、深度减小时,非粘性床沙可出现无运动下部平坦床沙沙纹沙浪沙垅过渡区上部平坦床沙逆行沙丘冲坑和冲槽的床沙形体变化顺序。床沙底形的变化很好地解释了各种沉积构造:板状、槽状交错层理与水平层理形成的机理和水动力条件,这为应用沉积构造特征来判别其沉积环境奠定了理论基础。,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学
9、矿物岩石新进展,Simons等(1960)应用水力学的概念进行水槽实验,并从其结果了解到层理和波痕形成的水动力条件。根据其实验,发现当流速加大、深度减小时,非粘性床沙可出现无运动下部平坦床沙沙纹沙浪沙垅过渡区上部平坦床沙逆行沙丘冲坑和冲槽的床沙形体变化顺序。床沙底形的变化很好地解释了各种沉积构造:板状、槽状交错层理与水平层理形成的机理和水动力条件,这为应用沉积构造特征来判别其沉积环境奠定了理论基础。,水槽实验解释沉积 构造的形成机理,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,粒度分析应
10、用于水动力条件的解释,Passega(1964)提出了图,随后Visher又提出了解释牵引流搬运方式的累积概率图,用粒度定量的两种图解方法从水动力条件上进行沉积环境的分析与解释,使其成因分析更趋于科学化和可操作性。,C:粗粒物质,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,C:粒度分布的第一百分位值 M:粒度中值 CM关系反映沉积方式和沉积环境,粒度分析应用于水动力条件的解释,Passega(1964)提出了-图,随后Visher又提出了解释牵引流搬运方式的累积概率图,用粒度定量的两种图
11、解方法从水动力条件上进行沉积环境的分析与解释,使其成因分析更趋于科学化和可操作性。,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,M:中值粒径,C:1%粒径,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,碳酸盐岩的新发展,Folk(1959)将碎屑岩的成因观点引入到碳酸盐分类之中,对碳酸盐岩进行了分类和解释,揭示了碳酸岩盐与陆源碎屑岩在形成过程和形成机制方面的同一性。标志着碳酸岩研究进入了新阶段。,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿
12、物岩石新进展,垂向沉积序列或相模式的建立,Visher (1965年)从垂向沉积序列的角度建立了13种相模式,其中包括4个河流模式、4个海退模式、2个海进模式、1个三角洲模式、1个深海模式和1个湖相模式。这为沉积相的识别,尤其是为野外与井下资料进行沉积相分析的具体操作上奠定了基础。,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,Visher (1965年)从垂向沉积序列的角度建立了1
13、3种相模式,其中包括4个河流模式、4个海退模式、2个海进模式、1个三角洲模式、1个深海模式和1个湖相模式。这为沉积相的识别,尤其是为野外与井下资料进行沉积相分析的具体操作上奠定了基础。,垂向沉积序列或相模式的建立,现代地质学导论 现代地球化学矿物岩石新进展,2.4 基本成熟阶段(19511970年),2 沉积学的发展历程与未来展望,三 现代地球化学矿物岩石新进展,垂向沉积序列或相模式的建立,Visher (1965年)从垂向沉积序列的角度建立了13种相模式,其中包括4个河流模式、4个海退模式、2个海进模式、1个三角洲模式、1个深海模式和1个湖相模式。这为沉积相的识别,尤其是为野外与井下资料进行
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