沉积相与沉积环境.ppt

沉积环境与沉积相多媒体 沉积环境与沉积相分析主要是在第二次世界大战后随着石油工业的发展而迅速发展起来的 它是沉积学领域的一门重要学科 其主要任务是重建地质历史时期的沉积环境 它是沉积学研究的高度概括和最后总结 古环境研究是一项综合性很强的工作 不仅要求研究者具有比较广泛的地质学基础 而且还要有活跃的学术思想 沉积环境和沉积相 第一章概论第二章大陆沉积环境第三章过度沉积环境第四章海洋碎屑沉积环境第五章海洋碳酸盐岩沉积环境野外实习 第一章概论 一 沉积环境 沉积相和沉积体系的基本概念二 岩相古地理的基本概念三 相分析与相模式四 沉积环境和相的分类五 大陆环境沉积物的特征及其影响因素六 海洋环境的基本特征 一沉积环境 沉积相和沉积体系 1 沉积环境 2 沉积相 3 沉积体系 1 沉积环境 以剥蚀作用为主的地区是沉积物供应者 为物源区 属剥蚀环境以沉积作用为主的地区是接受沉积物 发生沉积作用的地区 为沉积环境沉积环境有河流环境 湖泊环境等 2 沉积相 在特定环境中形成的沉积物通常称为沉积相 相的概念主要有以下几类 1 相是具有一定特征的岩性单位 例如红色砂岩相 黑色页岩相等 称为岩相 2 相是某种沉积作用产物 如冲积相 称沉积作用相 3 相是沉积条件或沉积环境的综合物质表现 如河流相 称为环境相 4 相是指某种大地构造背景下形成的沉积产物 如复理石相 称为构造相 已被沉积建造所代替 5 相是指某种沉积环境的生物组合特征 如笔石相 称为生物相或生态相 3 沉积体系 沉积体系是指与作用相关的沉积相的集合体 scott和fisher 1969 可以理解为有成因联系的相构成的三维地层单位 通常以其形成的环境命名 如河流沉积体系 三角洲沉积体系等 同期沉积体系联接而成的等时地层体被称为沉积体系域 岩相古地理 是对一定地质历史时期形成的地层进行沉积相分析 研究不同地区的沉积环境条件及其相互关系 再造当时的海陆分布 自然地理和气候特征的学科沉积环境和沉积相的发展 1 50 70年代其突出成就集中在两个方面 一是通过对现代沉积物和古代沉积岩的研究 建立了一系列相模式 二是沉积作用与大地构造关系的研究 2 80年代以来 层序地层学 旋回地层学和事件地层学等的出现 又为全球岩相古地理研究和沉积作用与环境细节的鉴别提供了新的思路和方法 二岩相古地理的基本概念 三相分析与相模式 1 相分析2 相模式 1 相分析 根据相标志恢复古环境的方法称为相分析或环境分析相分析常用将今论古的现实主义原则和岩石类比的方法 相分析的最简便方法是相序分析 相序分析是根据三维空间相的关系的研究 通过对垂向剖面上的岩相组合和沉积构造序列的归纳 识别古环境的一种方法相序分析的原理 由瓦尔特 walther 提出 在没有沉积间断的地层剖面里 垂向上彼此邻接的沉积层 在横向上也一定彼此邻接 这个原理称为瓦尔特相律 2 相模式 对特定沉积环境和某种沉积作用的全面概括 称为相模式 相模式可以有不同的表示方式 如理想的垂向相序 立体图解和数学方程等walker 1979 认为 一个相模式除了本身是一个环境的概括之外 还必须起到以下作用 1 可以作为对比的标准 2 可以作为进一步研究的提纲和指南 3 可以对新区进行预测 4 可以作为环境或体系水动力条件解释的基础 层序地层体制下储层发育规律 坡折带模式 四沉积环境和相的分类 一 大陆环境 二 过度环境 三 海洋环境 按照大的自然地理景观 人们通常把沉积环境分为大陆环境 过渡环境和海洋环境三大类 过渡环境是兼受大陆和海洋两种营力作用的地带 而次一级的环境划分则可因分类标准的不同而有某些差异 地质工作者是研究古环境的 为了便于研究 在次一级的环境划分中 除了考虑地貌因素外 对于岩相 气候和大地构造条件也往往给予适当的强调 环境的分类是 个比较复杂的问题 既使严格遵守环境的地貌定义 在分类中也会出现重叠现象 例如河流和湖泊在分类中本来和三角洲是同等级的地貌单元 可是在三角洲环境中 它们却又成了次一级的亚环境 这样就引起了混乱 类似的现象在环境的分类中还有不少 目前还没有找到 个妥善的解决办法 相的分类存在的问题更多 由于人们对相的概念理解不同 至今还没有一个广为人们所接受的分类方案 我国的地质部门多采用环境相的概念 虽然各家具体的分类不尽一致 但其共同之处却都是以相的生成环境命名 例如河流相 湖泊相 浅海陆棚相等 然后相内再按沉积条件的局部变异分为若干亚相 例如 河流相可分为河道亚相 河漫滩亚相等 亚相内再分为若干更次一级的单位 反映其内部的岩性差异 国外有关沉积体系的新著 对于相的分类也不 致 miall 1984 将相分为以下等级 沉积体系域 沉积体系 岩相组合 岩相 关于沉积体系以下的相等级划分也不 致 有的在沉积体系下面分出相 亚相以至更小的单元 微相 有的则仅有岩相或岩相组合 gallowayandhobday 1983 一 大陆环境 1 冲积扇2 河流 1 辫状河 2 曲流河 3 富泥的低弯度河 4 交织河3 湖泊 1 碎屑型湖泊 2 化学型湖泊4 沙漠 5 冰川 二 过度环境 1三角洲2河口湾 三 海洋环境 1 海岸 1 海滩与障壁岛 2 泻湖 3 潮坪 2 浅海陆棚 1 陆源碎屑的 2 碳酸盐的 3 大陆边缘深海环境 1 被动大陆边缘 2 活动大陆边缘4 深大洋 五大陆环境沉积物的特征及其影响因素 1 大陆环境沉积物 岩 的特征2 影响大陆环境沉积的因素 1 大陆环境沉积物 岩 的特征 1 沉积物成分 以碎屑岩 粘土岩为主 碳酸盐岩和盐岩一般少见 2 结构构造 碎屑物多具棱角状 分选不好 层理极为多样 层面构造也多样化 3 颜色 陆相沉积物多在氧化条件下形成 故常为红色 或呈绿色 黑色 4 生物化石 陆相主要为淡水动物 陆上动物和陆地植物 陆相沉积 录象 2 影响大陆环境沉积的因素 1 地形 陆相沉积物的特征和分布 明显地受地形条件的控制 由于地形的差异性 决定了剥蚀和堆积作用的强度 破坏产物的分布 沉积物粒度的变化等 2 气候 气候能间接影响剥蚀及堆积的性质和强度 故气候的分带性就使得大陆沉积物呈带状分布 3 侵蚀区母岩的成分 不同成分的母岩在不同气候条件下 形成的破坏产物的性质是各不相同的 这无疑会影响到沉积物的特征 2 影响大陆环境沉积的因素 4 构造运动 构造运动能决定地形 从而决定了侵蚀和沉积区的位置 在不同的构造单元有不同的构造特征 亦有不同类型的沉积物分布 5 生物界 生物界具有陆相的特征 脊椎动物主要是陆生的 鱼类海陆相均有 植物是陆相所特有的 轮藻是陆相的 蓝藻海陆相均有 而红藻 绿藻多属海相的 六海洋环境的基本特征 1 在正常浪基面 一般在20m以内 以上的滨海区域又称海岸带 其水动力条件 水化学状况 以及海底地形地貌都是复杂的 2 正常浪基面 或波基面 以下的浅海带又称陆棚区 是一片地形简单的平坦海底 斜度只有几分到几度 3 陆棚之外是大陆斜坡 即次深海地区 它具有较大的坡度 一般是4 7 在大陆坡上几乎到处都被峡谷所切割 4 大陆坡之外即陆隆 它分布于大洋底的周围 是陆源物质带来沉积的终点 陆隆由一系列海底扇联结而成 海相沉积 5 通常把浅海分为陆缘海和陆表海两种类型 1 陆缘海是指大陆外缘的陆棚区 又称陆棚海 与陆表海相比 其深度较大 最大200 300m 宽度较小 最宽160 400km左右 坡度较陡 平均坡度在0 4 2m km 陆缘海一边为陆地 一边为深海盆地 有活跃的潮汐作用 水动力条件较强 2 陆表海是在广阔 稳定的大陆块 克拉通 上展开的水深很浅的平坦海区 其水深较小 一般只有30m 很少有超过200m的 坡度很缓 通常小于0 2m km 平均仅有0 01 0 06m km 陆表海由于水深很浅 缺乏潮汐作用 波浪作用很弱 本章重点 沉积环境 沉积相和沉积体系的基本概念 瓦尔特相律和相模式 沉积环境 沉积相和沉积体系的基本概念相分析与相模式 相分析原则 相序分析 瓦尔特相律和相模式沉积环境和相的分类 大陆环境和相 过度环境和相 海洋环境和相 大陆环境沉积物的特征及其影响因素 海洋环境的基本特征 海底地貌特征 陆缘海与陆表海 思考题 1 什么是沉积环境和沉积相 二者有什么关系 2 瓦尔特相律的含义是什么 何谓相模式 3 形成沉积岩的沉积环境是如何划分的 七 参考文献 1 梅志超 1994 沉积相与古地理重建 西北大学出版社 2 刘宝君 曾允孚主编 1985 岩相古地理基础和工作方法 地质出版社 3 孙永传 李蕙生 1986 碎屑岩沉积相和沉积环境 地质出版社 4 曾允孚 夏文杰主编 1986 沉积岩石学 地质出版社 5 blatt h 等著 沉积岩成因 翻译组译 1978 沉积岩成因 科学出版社 6 reineck h e andsingh i b 著 陈昌明 李继亮译 1979 陆源碎屑沉积环境 石油工业出版社 7 friedman g m 和sanders j e 著 徐怀大等译 1987 沉积学原理 科学出版社 8 dickinsion w r 等著 罗正华 刘铭铨译 1982 板块构造与沉积作用 地质出版社 9 galloway w e 和hobday d k 著 顾晓忠等译 1989 陆源碎屑沉积体系 石油工业出版社 10 miall a d 著 孙枢等译 1991 沉积盆地分析原理 石油工业出版社 11 petter p e 和pettijohn f j 著 陈发景等译 1984 古流向与盆地分析 科学出版社 12 reading h g 主编 周明鉴等译 1985 沉积环境和相 科学出版社 13 wlison j l 著 冯增昭等译 1981 地质历史中的碳酸盐相 地质出版社 14 刘宝君 余光明等 1990 岩相古地理学教程 地质矿产部岩相古地理工作协作组 15 李文厚 沉积学教程 1998 西北大学地质系 16 李彦芳 王文