《碳酸盐岩沉积相.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《碳酸盐岩沉积相.ppt(74页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第二十四章 碳酸盐岩沉积相,Carbonate rock,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用 第二节 碳酸盐岩沉积相模式 第三节 古地理图件编制,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,本章重点 1、碳酸盐岩沉积作用 2、 Shaw和Wilson陆表海碳酸盐岩 沉积相模式,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积作用和沉积特征,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,1、碳酸盐岩主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 S30、 N30 之间是碳酸盐岩沉积的有利环境,30,30,二叠纪古地理,特提斯多岛洋,30度,3
2、0度,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,2、碳酸盐岩可由化学作用沉积而成,也可 由机械和生物作用共同作用形成,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,3、碳酸盐岩沉积不仅具有碎屑岩的沉积特征, 而且具有自身的沉积特征,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,1、潮坪碳酸盐岩沉积潮汐作用占主导地位,潮上带蒸发、交代,潮间带交代、沉积,潮下带沉积,潮上带沉积(蒸发作用),潮间带波状叠层石交代、沉积作用,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,2、海滩、浅海碳酸盐岩沉积波浪作用 在不
3、同古地形、古物源和水动力作用下,形成 不同沉积类型的颗粒碳酸盐浅滩。,鲕滩,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,3、生态礁碳酸盐岩沉积波浪作用及特定环境 古隆起地形、水浅、水净,生物多、阳光足,生态礁,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,4、浊流和风暴流碳酸盐岩沉积 重力流作用及特定环境 浅水碳酸盐岩沉积搬运到深水环境,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,5、半深海和深海碳酸盐岩沉积 垂向加积作用 微体化石与粘土、硅质岩沉积,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,6、碳
4、酸盐岩沉积补偿深度(CCD) 和硅质岩沉积补偿深度(QCD) 沉积作用与溶解作用之间的平衡,CCD,QCD,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,1、特征层理类型是确定沉积相的重要标志,交错层理和生物礁格架,丘状交错层理,递变层理,泥裂,晴天浪底,风暴浪底,平均海平面,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,2、层面的流痕及印模构造,波痕,槽模等,晴天浪底,雨痕,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,3、丰富的生物化石和遗迹化石,晴天浪底,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,4、溶解、渗滤和暴露标志以及其它
5、化学成因的构造,晴天浪底,喀斯特和石盐假晶,第九章 碳酸盐岩沉积相,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,1、陆表海的概念(Shaw,1964),是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的 (海底坡度一般小于1英尺/英里)、范围 广阔的(延伸可达几百到几千英里)、很 浅的(水深一般只有几十米)浅海。,两种浅海陆表海及陆缘海的特征,陆缘海也可称作大陆边缘海,是位于大陆边缘的、坡度较大的(海底坡度约210ft/mi)、范围较小的 (宽度一般100 300mile)、深度较大的(水深可达 200 350米)的浅海。陆表海和陆缘海是性质大不相同的
6、两种浅海。,陆表海与陆缘海,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,2、陆表海清水沉积作用(Irwin,1965),清水沉积作用是指没有或几乎没有陆源 物质流入陆表海沉积环境的碳酸盐沉积 作用。,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,3、陆表海沉积相模式(Irwin,1965),依据陆表海能量特征,划分出三个能量带。 靠近海岸的低能带Z带; 稍近海岸的低能带Y带; 远离海岸的低能带X带;,X带,Y带,Z带,一、陆表海沉积相模式,二、混积型沉积相模式 Armstrong,1974,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,碎屑岩与碳酸盐岩共同沉积的模式,二、混积型沉积相模式 Armstr
7、ong,1974,1、沉积单元的划分,陆相,局限台地,开阔台地,二、混积型沉积相模式 Armstrong,1974,2、沉积特征陆相,陆相,砂泥岩和煤的沼泽沉积,植物化石多,二、混积型沉积相模式 Armstrong,1974,2、沉积特征局限台地,局限台地,近岸带:粉细砂岩和泥岩; 远岸带:含海绵骨针的泥岩,二、混积型沉积相模式,2、沉积特征,开阔台地,向岸带:含粪粒的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩; 向海带:苔藓类的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩,第九章 碳酸盐岩沉积相,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,三、碳酸盐岩综合相模式,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,三、碳酸盐岩综合相模式Wilson,1975,1、沉积
8、相带的划分 3个相区、9个相带和24个微相,1)宽相区:潮坪陆棚相区,3个相 2)窄相区:台地相区,3个相 3)宽相区:盆地斜坡相区,3个相,2、相带沉积特征,1)盆地相,位于浪底(或波基面)和氧化界面以下, 水深超过几十米至几百米,为静水还原环境。 主要为深海沉积物和浊积岩沉积,2、相带沉积特征,2)广海陆棚相 水深几十米至米,风暴浪基面以下; 富含生物化石的泥灰岩和石灰岩; 多见生物扰动构造,2、相带沉积特征,3) 碳酸盐台地斜坡脚相,风暴浪底附近,由远洋浮游生物及来自相邻的 碳酸盐台地的细碎屑组成;少量粘土质及硅质 夹层,块状层理,2、相带沉积特征,4) 台地前缘斜坡相,晴天浪底附近,为
9、深水陆棚和浅水碳酸盐台地 的过渡沉积;主要由各种碎屑组成(灰沙); 广海生物发育,2、相带沉积特征,5)台地边缘生物礁相晴天浪底之上,灰泥丘或生物碎屑丘; 圆丘礁台或斜坡, 格架建筑的环礁。,现代生物礁.,碳酸盐滩,现代碳酸盐滩,Wilson模式相带实例(礁、滩),山东徐庄组鲕粒灰岩,贵州香树园组珊瑚礁灰岩,环 礁 的 发育演化,岸礁与陆地或岛屿相连的礁,堡礁延伸方向与海岸平行,环礁远离海岸呈环形,2、相带沉积特征,6) 碳酸盐台地边缘浅滩相 晴天浪底之上,颗粒碳酸盐岩主要呈砂洲、海滩、扇形; 颗粒已受波浪、潮汐水流或沿岸海流的簸选,比较洁净,山东张夏组鲕粒灰岩,山东徐庄组鲕粒灰岩,含海绿石鲕
10、粒灰岩,2、相带沉积特征,7) 开阔台地相 晴天浪底之下,环境水较浅,由数米到数十米; 盐度正常生物发育; 灰泥质颗粒碳酸盐岩及生物礁,2、相带沉积特征,8) 局限台地相晴天浪底附近,泻湖,环境水较浅,由数米到数十米; 盐度不正常,生物变化大; 灰泥质颗粒岩、泥岩及白云岩,2、相带沉积特征,9) 台地蒸发岩相,潮上带,盐沼, 石膏和白云岩,塔北Cm-O碳酸盐岩台地 层序-体系域类型与空间分布,Wilson模式9个相带实例,第三节 古地理图件编制,一、古地理研究的指导思想,1、构造古地理 2、生物古地理 3、岩相古地理,沉积盆地: 地球表面三度空间内,容纳沉积物堆积的场所。 沉积盆地分析: 运用
11、多学科(沉积学、地层学、构造地质学)知识,采用多种方法(钻孔、露头观察、地球物理)对沉积盆地的形成、沉积充填、古地理演化和地球动力学进行综合研究的过程。,古地理学:研究地史中地球表面的自然地理( 海陆分布、海平面变化、沉积介质性质、地形地貌、气候条件、生物分布等)特征及其发展历史的学科。 古地理分析:通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等方法,再造地质历史时期中的自然地理景观的过程,也就是再造沉积区和侵蚀区的古景观的过程。,古地理研究包括: (1)沉积(岩相)古地理:反映海陆分布、各种古环境及沉积产物; (2)生物古地理:通过生物相、生物分区研究,确定古代环境(海陆,水深)的分布及其对古板块构
12、造的指示意义。 (3)构造古地理:着眼于构造地貌标志,表示各种沉积类型、组合的分布,表示构造地貌单元,如大陆边缘、岛弧、边缘海、裂陷槽等。,剥蚀区,沉积区,古地理分析的内容包括:确定侵蚀区位置、盆地边界、古地貌、母岩性质、介质类型、水动力条件、化学性质、古气候等。 古地理分析不仅可以确定当时的自然地理景观,还可查明沉积矿产生成与分布规律,阐明沉积作用与大地构造之间的关系,进一步了解地壳运动与地质发展史,作出矿产的预测。,二、常用的沉积古地理研究与编图方法 一)编图工作的设计和准备 二)野外工作 三)室内工作 四)综合图件的编图,一)编图工作的设计和准备 吸收前人成果,开展必要的野外工作。在工作
13、方法上强调宏观与微观结合、野外与室内结合;在工作步骤上,一般包括设计准备、野外工作、室内分析鉴定和编图工作。这些不同的工作阶段之间,常常是有机联系、相互穿插的。在设计准备阶段,要做好以下几方面的工作: 1. 全面收集资料; 2. 统一地层划分对比方案,确定编图单元;,1、 全面收集资料 古地理研究需要收集各方面资料并对其进行综合分析,主要包括以下三方面资料: (1) 地表地质资料, 收集前人的地质图、剖面图及构造、地层、沉积等方面的成果,注意收集盆缘资料和区域资料。野外工作应注意搜集构造、地层、沉积方面的资料,并对关键层位进行区域追索。 (2) 地下地质与地球物理资料, 包括地震、钻井岩心、测
14、井资料及地震相、测井相资料。 (3) 室内分析资料, 如地化分析资料、岩石空隙度、镜煤反射率(R0)。 2. 统一地层划分对比方案,确定编图单元,3、编图单位的选择 A编图单位内不能有不整合存在。 B既要选择大的层段作为编图单位,又要选择相当于中旋回或者主要层段作为编图单位。 C要有足够的数据点。 D选择编图单位时应考虑到有一个或者上、下两个标准层作为编图单位的界限。,二)野外工作 是沉积古地理研究的基础。主要通过测制沉积相剖面,系统研究岩石成分、结构、构造、古生物组合和生态特点、遗迹化石、古流向等各种能够判别沉积环境的成因标志,进而划分岩石的成因单元。采集必要的样品供室内分析研究,为正确的划
15、分沉积相类型,建立区域沉积相模式和综合编图工作奠定基础。,(一)沉积相剖面的测制 1. 野外踏勘 2. 剖面的类型、布署原则和精度要求 3. 剖面测制程序和样品采集,(二)沉积相野外研究 野外定相问题十分重要,室内工作只是野外工作的补充、修正和深化。 沉积相类型的确定。 野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征,不同环境的沉积模式,善于发现和识别各种相标志;要求在野外根据不同的剖面特点,抓住要点,仔细观察,根据所有的标志和剖面结构及相序变化特点,综合分析,然后作出判断。,三)室内工作 包括样品的分析和整理、图件以及报告的编写。内容包括岩石薄片的鉴定及其结果的分析和统计、碎屑岩粒度分析、
16、岩石薄片中生物碎屑、种属和生态特征的鉴定和统计分析、部分沉积成岩矿物的定性定量研究、各项测试数据(包括光谱、化学分析、同位素分析)的综合整理与解释等。,1. 实际材料图 2. 沉积相柱状剖面图 3. 地层厚度等值线图 4. 岩性图 5. 复合组分图,1. 实际材料图 常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括: (1)研究层位的露头分布情况。 (2)注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。 (3)所有剖面点统一编号,以便查阅。,2. 沉积相柱状剖面图:是根据野外和室内的成果,综合分析后编制而成。既是描述性的,也是解释性的。包括地层单位系统、实际材料(层号、厚度、样品等)、相标志(岩性、成分、颜
17、色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等)和沉积相类型四个方面。,四)古地理图件的编制,3. 地层厚度等值线图 研究地层厚度变化可了解其延展情况和几何形态,并作为划分沉积相的参考。作图方法是在地理底图上,首先按实际材料投点编号,标明厚度,然后用内插法勾绘厚度等值线或采用趋势分析。编图应注意: (1) 剖面点的均匀性和厚度的可靠性。 (2) 联图时应结合岩性变化特点,对厚度变化进行分析,初步掌握其定向趋势,然后再行联图。 (3) 特别注意地层尖灭点性质的分析,它直接影响到古地理面貌的解释。 (4) 注意同沉积构造的研究,特别是同沉积断裂活动的影响。,4. 岩性图 表示岩性组合特点及
18、其空间变化,是划分沉积相的重要依据。分为:单组分图和复组分图。 单组分图的编制通常可采用以下三种等值线图: (1) 厚度法:以某种组分岩石在剖面中的实际总厚度编制厚度等值线图。 (2) 岩石百分率法:用某种组分在剖面中所占的厚度百分比编制等值线图,以表示它们在区域上的变化。 (3) 岩石比率法:用某几类主要岩石在剖面中的相对比率编制等值线图,以表示它们在空间上的变化关系和特点。,5. 复合组分图 (1)沉积类型图 (2)岩组三角图 (3)岩比三角图和百分率三角图,沉积古地理图图面上所表示的主要内容有: (1) 海陆分布及其特点; (2) 古水流方向、海侵方向及陆屑供给方向; (3) 岩石组合、
19、古生物组合; (4) 有特殊意义的地质体(生物礁、矿层等); (5) 不同级别的沉积相界线; (6) 厚度变化; (7) 不同古地理单元及沉积相区的名称; (8) 图切相剖面图。,第三节 古地理图件编制,三、岩相古地理编图方法,“单因素分析综合作图法”,三、岩相古地理编图方法,“单因素分析综合作图法”,三个步骤: 第一,单剖面岩石学及岩相学研究, 取全第一性定量及定性资料,了解 各单剖面各层段的沉积环境特征。,三、岩相古地理编图方法,“单因素分析综合作图法”,三个步骤: 第二,选择反映沉积环境某些特征的因素, 即单因素,并按要求的作图单位层段, 作出相应的各种单因素基础图件,主要是 等值线图“单因素分析”。,三、岩相古地理编图方法,“单因素分析综合作图法”,三个步骤: 第三,综合各单因素基础图件,结合其它 岩性资料以及区域地质资料进行全面分析, 综合判断,编制出该地区该作图单位的岩 相古地理图 “综合作图法”。,思 考 题,1、碳酸盐岩沉积学的进展及其油气地质意义? 2、碳酸盐的结构组分、特征及形成条件?构造特征? 3、碳酸盐现代沉积环境及其成岩作用? 4、陆表海清水沉积作用原理?图示陆表海模式及其沉积特征? 5、威尔逊碳酸盐岩相模式特征? 6、古地理图件的主要编图内容和方法?,谢 谢,
链接地址:https://www.31doc.com/p-3361368.html