02岩相古地理.pdf

地层的沉积相及沉积环境 Sedimentary facies and sedimentary environmentssedimentary environments 一一 概念和定律概念和定律概念和定律 概念和定律 concepts and lawsconcepts and laws 1 1 沉积环境沉积环境沉积环境沉积环境 sedimentary environments sedimentary environments 一个具有一个具有一个具有 一个具有 独特的物理 化学和生物条件的自然地理独特的物理 化学和生物条件的自然地理独特的物理 化学和生物条件的自然地理 独特的物理 化学和生物条件的自然地理 单元单元单元单元 海洋沉积环境海洋沉积环境海洋沉积环境海洋沉积环境 滨海滨海滨海滨海 滨岸滨岸滨岸滨岸 泻湖泻湖泻湖泻湖 潮坪潮坪潮坪潮坪 浅海浅海浅海 浅海 陆缘海陆缘海陆缘海陆缘海 陆表海陆表海陆表海陆表海 半深海半深海半深海半深海 深海深海深海深海 海陆过渡沉积环境海陆过渡沉积环境海陆过渡沉积环境海陆过渡沉积环境 三角洲三角洲三角洲三角洲 大陆沉积环境大陆沉积环境大陆沉积环境大陆沉积环境 冰川冰川冰川冰川 河流河流河流河流 湖泊湖泊湖泊湖泊 沼泽沼泽沼泽沼泽 山麓山麓山麓 山麓 等等等等 2 2 沉积相沉积相沉积相沉积相 Sedimentary facies 相 相 相 相 FaciesFacies 来自于来自于来自于来自于A A GresslyGressly 1838 1838 相 沉积相 的概念 相 沉积相 的概念 相 沉积相 的概念 相 沉积相 的概念 1 1 是形成于特定古沉积环境的一套有是形成于特定古沉积环境的一套有是形成于特定古沉积环境的一套有 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 规律的岩石特征和古生物特征组合 规律的岩石特征和古生物特征组合 规律的岩石特征和古生物特征组合 2 2 指环境的指环境的指环境的指环境的 物质表现物质表现物质表现物质表现 3 3 地层的沉积特征 生物特征及其所地层的沉积特征 生物特征及其所地层的沉积特征 生物特征及其所 地层的沉积特征 生物特征及其所 代表的生成环境的总和 代表的生成环境的总和 代表的生成环境的总和 代表的生成环境的总和 3 相变3 相变 地层地层的岩石特征和生物特征及其所反映的 沉积环境和沉积作用在空间 的岩石特征和生物特征及其所反映的 沉积环境和沉积作用在空间 横向横向 上的变化 上的变化 Facies changes 相分析三要素相分析三要素 4 4 相分析相分析相分析相分析 facies facies analysis analysis 综综综 综 合地层的岩石特合地层的岩石特合地层的岩石特 合地层的岩石特 征和生物特征 征和生物特征 征和生物特征 征和生物特征 推断其成因 沉推断其成因 沉推断其成因 沉 推断其成因 沉 积环境和沉积作积环境和沉积作积环境和沉积作 积环境和沉积作 用 用 用 用 MaterialMaterial PrinciplesPrinciples MethodologyMethodology SubaerialSubaerial most likely most likely semisemi humid environmenthumid environment 1000Ma MudcracksMudcracks Raindrops Raindrops A palaeo scene the evidence They are dinosaur footprints and they can tell us about Group behavior Seasonality Food web Their living environment Your interpretation Methodology a detective s approach Induction 归纳 归纳 Deduction 演绎 演绎 Stratigraphical conformities Gradual transgression transgression 瓦尔特相 定 律瓦尔特相 定 律亦 称 亦 称相对比原理相对比原理 J Walther 1894 只 有那些目前可以观察 到是相互毗邻的相和 相区 才能原生地重 叠在一起 只 有那些目前可以观察 到是相互毗邻的相和 相区 才能原生地重 叠在一起 即在垂向 上整合叠置的相是在 侧向上相邻的沉积环 境中形成的 即在垂向 上整合叠置的相是在 侧向上相邻的沉积环 境中形成的 Walther s law rule or law of facies correlation Only those facies and facies areas can be superimposed primarily which can be observed beside each other at the present time translated by Middleton 1973 in other words facies occurring in a conformable vertical sequence of strata were formed in laterally adjacent environments Sketch showing Walther s law 瓦尔特 瓦尔特 瓦尔特 瓦尔特 J J altheralther 定律 定律 定律 定律 又称 相对比定律或相律又称 相对比定律或相律又称 相对比定律或相律又称 相对比定律或相律 定律 定律 定律 定律 只有那些目前可以观察到是彼此毗只有那些目前可以观察到是彼此毗只有那些目前可以观察到是彼此毗 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 邻的相和相区 才能原生地重叠在一起 邻的相和相区 才能原生地重叠在一起 邻的相和相区 才能原生地重叠在一起 当海水侵进时 沉积岩的横向变化当海水侵进时 沉积岩的横向变化当海水侵进时 沉积岩的横向变化 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 顺序与纵向顺序是相合的 海水后退时 顺序与纵向顺序是相合的 海水后退时 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 海退序列所形成的岩相变化顺序则相反 海退序列所形成的岩相变化顺序则相反 海退序列所形成的岩相变化顺序则相反 二二 沉积相标志沉积相标志 SedSed faciesfacies indicatorsindicators SedSed FaciesFacies indicatorsindicators the physic the physic chemic and biologic characteristics chemic and biologic characteristics which indicate sedimentary which indicate sedimentary environmentsenvironments processes and processes and conditionsconditions 岩矿标志 岩矿标志 岩矿标志 岩矿标志 沉积物结构组分沉积物结构组分沉积物结构组分沉积物结构组分 自生矿物自生矿物自生矿物自生矿物 1 1 沉积物结构组分沉积物结构组分沉积物结构组分沉积物结构组分 颗粒类型颗粒类型颗粒类型颗粒类型 特殊岩性和结特殊岩性和结特殊岩性和结 特殊岩性和结 构构构构 如 岩屑的大小可反映陆源区的远近 纯净如 岩屑的大小可反映陆源区的远近 纯净如 岩屑的大小可反映陆源区的远近 纯净 如 岩屑的大小可反映陆源区的远近 纯净 的石英砂岩则是海滩反复冲洗的标志 长的石英砂岩则是海滩反复冲洗的标志 长的石英砂岩则是海滩反复冲洗的标志 长 的石英砂岩则是海滩反复冲洗的标志 长 石一般在干旱和寒冷气候带或地形高差大石一般在干旱和寒冷气候带或地形高差大石一般在干旱和寒冷气候带或地形高差大 石一般在干旱和寒冷气候带或地形高差大 的近源地区大量保存 石榴子石仅在冰川的近源地区大量保存 石榴子石仅在冰川的近源地区大量保存 石榴子石仅在冰川 的近源地区大量保存 石榴子石仅在冰川 成因重矿物中富集 成因重矿物中富集 成因重矿物中富集 成因重矿物中富集 2 2 自生矿物自生矿物自生矿物自生矿物 海绿石海绿石海绿石海绿石 磷灰石磷灰石磷灰石磷灰石 石膏石膏石膏石膏 黄铁矿等黄铁矿等黄铁矿等黄铁矿等 physic indicatorsphysic indicators物理标志物理标志物理标志物理标志 顏色顏色顏色顏色 结构和构造结构和构造结构和构造结构和构造 1 1 顏色顏色顏色顏色Color Color 取决于沉积环境的氧化还原条件及取决于沉积环境的氧化还原条件及取决于沉积环境的氧化还原条件及 取决于沉积环境的氧化还原条件及 生物的繁盛情况生物的繁盛情况生物的繁盛情况生物的繁盛情况 2 2 结构结构结构结构structuresstructures 包括沉积物的粒度包括沉积物的粒度包括沉积物的粒度包括沉积物的粒度 圆度圆度圆度圆度 分选分选分选分选 定向性和支撑类型等定向性和支撑类型等定向性和支撑类型等定向性和支撑类型等 3 3 沉积构造沉积构造沉积构造 沉积构造 层面构造层面构造层面构造层面构造 层理构造层理构造层理构造层理构造 准同生变形构造准同生变形构造准同生变形构造准同生变形构造 化学及生物成因构造化学及生物成因构造化学及生物成因构造 化学及生物成因构造 Types of facies indicatorsTypes of facies indicators 层面层面层面层面构造构造构造构造Bedding plane structures 波痕波痕波痕波痕 冲刷痕冲刷痕冲刷痕冲刷痕 压刻痕压刻痕压刻痕压刻痕 泥裂泥裂泥裂泥裂 雨痕 食盐假晶雨痕 食盐假晶雨痕 食盐假晶 雨痕 食盐假晶 及足迹等及足迹等及足迹等及足迹等 Ripple marksRipple marks formed by current wave and formed by current wave and windwind ErosionalErosional structures structures flute flute toolmarkstoolmarks Exposed structuresExposed structures mudmud crack raindrop crack raindrop impressions impressions rainpitsrainpits salt salt pseudocrystalpseudocrystal footprints footprints 层理构造层理构造层理构造层理构造 交错层理交错层理交错层理交错层理 水平层理水平层理水平层理水平层理 递变层理递变层理递变层理 递变层理 等等等等 Important beddings and illustrations C Crossross bedding tabular wedgebedding tabular wedge troughtrough feather feather wave wave shapeshape crossbeddingcrossbedding H Horizontal parallel massive orizontal parallel massive graded bedding graded bedding climb bedding climb bedding T Tidal bedding waveidal bedding wave crossbeddingcrossbedding Wedge bedding formed by wind Utah USA 准同生变形构造准同生变形构造准同生变形构造准同生变形构造 负荷构造负荷构造负荷构造负荷构造 包卷层理包卷层理包卷层理包卷层理 滑塌滑塌滑塌 滑塌 构造等构造等构造等构造等 Important deformational structures and illustrations Load casts 重荷模重荷模 Convolute beddings 包卷层理包卷层理 Flames structures 火焰构造火焰构造 Sandy volcanoes 砂火山砂火山 Loadcasts Sandy volcanoes 化学及生物成因构造化学及生物成因构造化学及生物成因构造化学及生物成因构造 鸟眼构造鸟眼构造鸟眼构造鸟眼构造 叠层构造叠层构造叠层构造 叠层构造 等等等等 chemical indicatorschemical indicators structures formed by crystallization structures formed by crystallization precipitation eyeprecipitation eye birds halite birds halite pseudomorphspseudomorphs tepee structure etc tepee structure etc Eye birds in dolomite Pt2 铁岭组 周口店铁岭组 周口店 Halite pseudomorphs Tepee structure 1 contents and ratios of elements1 contents and ratios of elements 2 stable isotope of carbon oxygen and sulfur 2 stable isotope of carbon oxygen and sulfur etc etc 3 biomarkers3 biomarkers Biologic indicators stenohalinestenohaline corals brachiopods cephalopods corals brachiopods cephalopods bryozoans nautilus ammonite bryozoans nautilus ammonite euryhalineeuryhaline bivalves gastropods bivalves gastropods cyanobacteriacyanobacteria associations bivalves plantsassociations bivalves plants corals brachiopods cephalopodscorals brachiopods cephalopods abundanceabundance diversitydiversity postures ornamentspostures ornaments thin thick unornamented ornamentedthin thick unornamented ornamented in situ in situ coral reef sponge reef stromatolite reefcoral reef sponge reef stromatolite reef preservationpreservation heterochthonousheterochthonous fossils in event layersfossils in event layers host stratahost strata indicator faciesindicator facies Chondrites PaleodictyonChondrites Paleodictyon transgressivetransgressive facies facies Planolites Planolites GordiaGordia associations associations SkolithosSkolithos facies facies CruzianaCruziana faciesfacies trace fossilstrace fossils abundance diversityabundance diversity posture ornamentposture ornament crosscutting relationshipscrosscutting relationships tieringstierings shallow middle deep shallow middle deep body fossilsbody fossils typestypes typestypes 三三三三 沉积相特征沉积相特征沉积相特征 沉积相特征 SedSed faciesfacies characteristicscharacteristics 冰川沉积冰川沉积冰川沉积冰川沉积Glacial Glacial sedimentssediments 河流沉积河流沉积河流沉积河流沉积Fluvial Fluvial sedimentssediments 冲积扇冲积扇冲积扇冲积扇 河道河道河道河道 沙坝沙坝沙坝沙坝 泛滥平原泛滥平原泛滥平原泛滥平原 三角洲沉积三角洲沉积三角洲沉积三角洲沉积Delta Delta sedimentssediments 三角洲平原三角洲平原三角洲平原三角洲平原 三角洲前缘三角洲前缘三角洲前缘三角洲前缘 前三角洲前三角洲前三角洲前三角洲 海洋沉积海洋沉积海洋沉积海洋沉积Ocean Ocean sedimentssediments Mountainous glaciers occur in mountainous terrains confined to valleys Continental glaciers large ice sheets that cover all but the highest peaks of a continent Greenland and Antarctica only present day continental glaciers Ice Shelf floating ice sheet Glacial typesGlacial types d d C C tillitetillite Summary of Glacial sediments 河流沉积河流沉积河流沉积河流沉积 河流的类型河流的类型 1 1 辫状河流 冲辫状河流 冲 沉扇及三角洲平沉扇及三角洲平 原原 2 2 曲流河流 河曲流河流 河 床的坡降度较小床的坡降度较小 3 3 平直河流 平直河流 b a Point bar d Point bar heart bar C Braided and meandering stream 三角洲沉积三角洲沉积三角洲沉积三角洲沉积Delta sedimentsDelta sediments 三角洲 河流与海洋或湖泊的汇合处沉积成堆形的三角洲 河流与海洋或湖泊的汇合处沉积成堆形的三角洲 河流与海洋或湖泊的汇合处沉积成堆形的 三角洲 河流与海洋或湖泊的汇合处沉积成堆形的 沉积体沉积体沉积体沉积体 Prograding delta 200 200 2000m 2000m 0 0 200m 200m 2000m 2000m ContinentalContinental shelfshelf slopeslope deepdeep seasea 海洋沉积海洋沉积海洋沉积海洋沉积 1 1 滨岸沙丘 滨岸沙丘 滨岸沙丘 滨岸沙丘 风的作用改造的风的作用改造的风的作用改造的风的作用改造的 2 2 后滨带 后滨带 后滨带 后滨带 平均高潮的高水位线以上平均高潮的高水位线以上平均高潮的高水位线以上平均高潮的高水位线以上 3 3 前滨带 前滨带 前滨带 前滨带 平均高潮平均高潮平均高潮平均高潮 平均低潮 交错层平均低潮 交错层平均低潮 交错层 平均低潮 交错层 理发育理发育理发育理发育 4 4 近滨带 近滨带 近滨带 近滨带 平均低潮平均低潮平均低潮平均低潮 浪基面 上部交错浪基面 上部交错浪基面 上部交错 浪基面 上部交错 层 下部水平纹层层 下部水平纹层层 下部水平纹层层 下部水平纹层 5 5 海滩砂脊 海滩砂脊 海滩砂脊 海滩砂脊 高潮线附近 粗粒沉积物高潮线附近 粗粒沉积物高潮线附近 粗粒沉积物 高潮线附近 粗粒沉积物 组成组成组成组成 Littoral Littoral neriticneritic sedimentssediments 潮坪 潮坪 潮坪 潮坪 明显周期性潮汐作用的平缓海明显周期性潮汐作用的平缓海明显周期性潮汐作用的平缓海 明显周期性潮汐作用的平缓海 岸区 没有强烈的海浪作用 岸区 没有强烈的海浪作用 岸区 没有强烈的海浪作用 岸区 没有强烈的海浪作用 泻湖 泻湖 泻湖 泻湖 淡化泻湖 咸化泻湖淡化泻湖 咸化泻湖淡化泻湖 咸化泻湖淡化泻湖 咸化泻湖 障壁岛 滩 砂坝 障壁岛 滩 砂坝 障壁岛 滩 砂坝 障壁岛 滩 砂坝 构成泻湖的屏 构成泻湖的屏 构成泻湖的屏 构成泻湖的屏 障障障障 萨勃哈 萨勃哈 萨勃哈 萨勃哈 干旱气候的障壁海岸潮上带干旱气候的障壁海岸潮上带干旱气候的障壁海岸潮上带 干旱气候的障壁海岸潮上带 有盐壳的盐坪 盐沼和盐碱滩 有盐壳的盐坪 盐沼和盐碱滩 有盐壳的盐坪 盐沼和盐碱滩 有盐壳的盐坪 盐沼和盐碱滩 生物礁生物礁生物礁生物礁 主要出现在浅海碳酸盐沉积环境中主要出现在浅海碳酸盐沉积环境中主要出现在浅海碳酸盐沉积环境中主要出现在浅海碳酸盐沉积环境中 概念 概念 概念 概念 1 1 由造礁生物的原地生长面经常是在波浪带由造礁生物的原地生长面经常是在波浪带由造礁生物的原地生长面经常是在波浪带 由造礁生物的原地生长面经常是在波浪带 营建起来的 营建起来的 营建起来的 营建起来的 2 2 具有水下凸起的地貌 沉积厚度比相邻地具有水下凸起的地貌 沉积厚度比相邻地具有水下凸起的地貌 沉积厚度比相邻地 具有水下凸起的地貌 沉积厚度比相邻地 区大 区大 区大 区大 3 3 不一定有完整的生物骨架 只见造礁生物不一定有完整的生物骨架 只见造礁生物不一定有完整的生物骨架 只见造礁生物 不一定有完整的生物骨架 只见造礁生物 原地生长的痕迹原地生长的痕迹原地生长的痕迹原地生长的痕迹 4 4 生物成因 不排除海流 重力等物理作用生物成因 不排除海流 重力等物理作用生物成因 不排除海流 重力等物理作用 生物成因 不排除海流 重力等物理作用 的参与的参与的参与的参与 47474040 浅海陆棚 大陆架 沉积浅海陆棚