沉积环境的判别标志PPT课件

1、第三节第三节 岩石结构和粒度标志岩石结构和粒度标志一、岩石结构标志一、岩石结构标志碎屑岩的碎屑岩的结构组分结构组分碎屑颗粒碎屑颗粒填填 隙隙 物物孔隙孔隙（派生组分）（派生组分）矿物碎屑矿物碎屑岩石碎屑岩石碎屑杂杂 基基胶胶 结结 物物第1页/共88页碎屑岩碎屑岩的结构的结构碎屑颗粒的结构碎屑颗粒的结构填隙物的结构填隙物的结构颗粒与填隙物之间的关系颗粒与填隙物之间的关系一、岩石结构标志一、岩石结构标志第2页/共88页1 1、碎屑颗粒的结构、碎屑颗粒的结构 碎屑颗粒碎屑颗粒结构特征结构特征粒度粒度球度球度形状形状圆度圆度颗粒的表面特征颗粒的表面特征第3页/共88页 结构成熟度结构成熟度指碎屑沉积

2、物经风化、搬运指碎屑沉积物经风化、搬运和沉积作用的改造，使之接近最终极结构特征和沉积作用的改造，使之接近最终极结构特征的程度。的程度。 终极结构终极结构的碎屑岩应是：碎屑为等大球的碎屑岩应是：碎屑为等大球体、颗粒支撑、填隙物全为胶结物、无杂基。体、颗粒支撑、填隙物全为胶结物、无杂基。 结构成熟度结构成熟度第4页/共88页2 2、填隙物的结构、填隙物的结构 填隙物填隙物杂基杂基胶结物胶结物第5页/共88页 杂基的含量和性质可以反映搬运介质的流动特杂基的含量和性质可以反映搬运介质的流动特性，反映碎屑组分的分选性，也是性，反映碎屑组分的分选性，也是水动力强度的重水动力强度的重要标志要标志，是碎屑岩结

3、构成熟度的重要标志。，是碎屑岩结构成熟度的重要标志。 （1 1）杂基）杂基第6页/共88页（2 2）胶结物）胶结物 胶结物胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的粒间孔隙中的自生矿物自生矿物。 胶结物胶结物是化学成因的物质，其结构与化学是化学成因的物质，其结构与化学岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式及重结晶程度等决定的。及重结晶程度等决定的。 在碎屑岩中，其含量在碎屑岩中，其含量50%，表现为孔隙充，表现为孔隙充填结构。常见的类型有：填结构。常见的类型有：第7页/共88页 碎屑颗粒、杂基、胶结物三种结构组分在搬

4、运方式、碎屑颗粒、杂基、胶结物三种结构组分在搬运方式、沉积特点、水动力条件上有何差异沉积特点、水动力条件上有何差异? ?第8页/共88页胶结类型胶结类型 1 1、基底胶结、基底胶结填隙物含量较多，碎屑颗填隙物含量较多，碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基（或正杂基）。原杂基（或正杂基）。 代表高密度流快速堆代表高密度流快速堆积的特征积的特征 形成于沉积同生期形成于沉积同生期 第9页/共88页杂基支撑的砾岩杂基支撑的砾岩第10页/共88页孔隙胶结孔隙胶结接触胶结接触胶结胶结类型胶结类型第11页/共88页镶嵌胶结镶嵌胶结（亦称（亦称无胶结物式

5、胶结无胶结物式胶结）胶结类型胶结类型第12页/共88页 试对比四种胶结类型在颗粒接触关系、颗试对比四种胶结类型在颗粒接触关系、颗粒间连接方式、颗粒支撑性质、填隙物数量及粒间连接方式、颗粒支撑性质、填隙物数量及压实压溶强度的特征。压实压溶强度的特征。第13页/共88页碎屑颗粒支撑类型碎屑颗粒支撑类型 第14页/共88页 试对比试对比颗粒支撑颗粒支撑和和杂基支撑杂基支撑在流体性质、搬运方式、在流体性质、搬运方式、沉积特点、水动力条件、沉积环境、颗粒接触关系、沉积特点、水动力条件、沉积环境、颗粒接触关系、粒间填隙物特征、油气储集性能等方面的差异。粒间填隙物特征、油气储集性能等方面的差异。第15页/共

6、88页二、粒度分布特征及环境意义二、粒度分布特征及环境意义 碎屑物质以机械搬运为主，其搬运和沉碎屑物质以机械搬运为主，其搬运和沉积受水动力条件控制。积受水动力条件控制。 碎屑颗粒的大小及分布特征，碎屑颗粒的大小及分布特征，可直接反可直接反映沉积时的水动力条件映沉积时的水动力条件。第16页/共88页 明确明确搬运介质的性质搬运介质的性质：如风、水、冰川、：如风、水、冰川、泥石流、浊流等泥石流、浊流等 判断判断搬运介质的能量条件搬运介质的能量条件，如流速、强度、，如流速、强度、起动能力等起动能力等 明确明确搬运方式搬运方式，如滚动、跳跃、悬浮，如滚动、跳跃、悬浮 明确明确沉积作用的形式沉积作用的形

7、式，如牵引流、浊流等，如牵引流、浊流等二、粒度分布特征及环境意义二、粒度分布特征及环境意义第17页/共88页1 1、粒度分析方法、粒度分析方法 粒度分析方法的选择因碎屑颗粒大小和岩粒度分析方法的选择因碎屑颗粒大小和岩石致密程度而异。石致密程度而异。 直接测量法直接测量法筛析法筛析法沉速法沉速法(光学法和电法光学法和电法)薄片粒算法薄片粒算法第18页/共88页2 2、粒度资料图解、粒度资料图解 第19页/共88页a a直方图直方图b b频率曲线频率曲线c c累积曲线累积曲线第20页/共88页含碎石的冰川砂；含碎石的冰川砂；雨水冲刷斜坡上的雨水冲刷斜坡上的沉积物；沉积物；海岸细卵石层；海岸细卵石层

8、；砂质卵石砾石。砂质卵石砾石。第21页/共88页第22页/共88页不同成因碎屑沉积的累积曲线不同成因碎屑沉积的累积曲线页岩、黄土、冰碛物、海滨沙、海滨砾石页岩、黄土、冰碛物、海滨沙、海滨砾石第23页/共88页概率值累概率值累积曲线积曲线第24页/共88页海滩砂海滩砂的的粒度概率图粒度概率图海滩沙丘砂海滩沙丘砂的的粒度概率图粒度概率图第25页/共88页波浪带浅海砂波浪带浅海砂的粒度概率图的粒度概率图密西西比河三角洲密西西比河三角洲河口砂坝及河道砂河口砂坝及河道砂的粒度概率图的粒度概率图第26页/共88页现代河道砂现代河道砂的粒度概率图的粒度概率图浊流沉积浊流沉积的的粒度概率图粒度概率图第27页/

9、共88页第28页/共88页粒度参数粒度参数 第29页/共88页几种常用沉积类型的粒度特点几种常用沉积类型的粒度特点第30页/共88页C CM M图解图解C-MC-M图是应用每个样品的图是应用每个样品的C C值和值和M M值绘成的图形值绘成的图形帕塞加帕塞加(Passega,l957,1964) 的的C-M图图 QR递变悬浮沉积递变悬浮沉积RS均匀悬浮沉积均匀悬浮沉积PQ悬浮沉积为主悬浮沉积为主OP滚动搬运为主滚动搬运为主NO滚动组分滚动组分 1牵引流沉积牵引流沉积2浊流沉积浊流沉积3静水沉积静水沉积第31页/共88页浊流沉积浊流沉积的的C-M图图 第32页/共88页第二章第二章 沉积环境的判别

10、标志沉积环境的判别标志 第一节第一节 概述概述第二节第二节 颜色标志颜色标志第三节第三节 沉积构造标志沉积构造标志第四节第四节 岩石结构与粒度标志岩石结构与粒度标志第五节第五节 岩矿成分和地球化学标志岩矿成分和地球化学标志第六节第六节 古生物标志古生物标志第七节第七节 地球物理标志地球物理标志 第33页/共88页第五节第五节 岩矿成分和地球化学标志岩矿成分和地球化学标志一、岩矿成分标志一、岩矿成分标志陆源碎屑成分陆源碎屑成分轻矿物轻矿物重矿物重矿物岩屑岩屑碎屑成分和矿物标型特征碎屑成分和矿物标型特征沉积物来沉积物来源方向源方向和和物源区岩石类型物源区岩石类型第34页/共88页岩石岩石矿物矿物矿

11、物组合（包括部分岩屑）矿物组合（包括部分岩屑） 花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩 重矿物重矿物 锆石、榍石、磷灰石、黑云母锆石、榍石、磷灰石、黑云母 轻矿物轻矿物 石英、正长石、微斜长石、酸性斜长石石英、正长石、微斜长石、酸性斜长石 安山岩安山岩玄武岩玄武岩 重矿物重矿物 辉石、角闪石辉石、角闪石 轻矿物轻矿物 安山岩或玄武岩岩屑、中性和基性斜长安山岩或玄武岩岩屑、中性和基性斜长石石 橄榄岩橄榄岩辉长岩辉长岩 重矿物重矿物 尖晶石、铬铁矿、橄榄石、紫苏辉石尖晶石、铬铁矿、橄榄石、紫苏辉石 轻矿物轻矿物 基性岩岩屑、基性斜长石、蛇纹石基性岩岩屑、基性斜长石、蛇纹石 变质岩变质岩 重矿物重矿物 蓝

12、晶石、十字石、硅线石、石榴石蓝晶石、十字石、硅线石、石榴石 轻矿物轻矿物 具波状消光和镶嵌结构的石英具波状消光和镶嵌结构的石英 沉积岩沉积岩 重矿物重矿物 锆石锆石( (圆圆) )、金红石、石榴石、电气石、金红石、石榴石、电气石( (较较圆圆) ) 轻矿物轻矿物 颗粒圆滑或具次生加大边的石英颗粒圆滑或具次生加大边的石英 第35页/共88页 自生矿物具有良好的指相性自生矿物具有良好的指相性海绿石和鲕绿泥石，海绿石和鲕绿泥石，海相海相标志标志自生磷灰石或隐晶质胶磷矿，自生磷灰石或隐晶质胶磷矿，海相海相标志标志大量锰结核主要分布在大量锰结核主要分布在深海深海和和开放大洋洋底开放大洋洋底环环境，湖泊、

13、浅海、深海锰结核微量元素差异大境，湖泊、浅海、深海锰结核微量元素差异大第36页/共88页第37页/共88页不同沉积环境自生矿物分布不同沉积环境自生矿物分布第38页/共88页 大陆环境大陆环境主要是酸性介质，以主要是酸性介质，以高岭石高岭石为主为主 海洋环境海洋环境粘土沉积多以粘土沉积多以伊利石伊利石和和蒙皂石蒙皂石为主为主 自生长石、自生沸石自生长石、自生沸石是是湖相标志湖相标志，钾长石次钾长石次生加大生加大是是海相标志海相标志； 天青石、萤石和重晶石天青石、萤石和重晶石是是咸化咸化澙澙湖环境湖环境标志。标志。自生粘土矿物可反映水介质条件自生粘土矿物可反映水介质条件第39页/共88页有些有些特

14、殊岩石特殊岩石可指沉积时的能量条件，有可指沉积时的能量条件，有些可作为古气候的标志。些可作为古气候的标志。与陆源碎屑岩共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩与陆源碎屑岩共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩和红色岩层等具有一定的指相性。和红色岩层等具有一定的指相性。第40页/共88页碳酸盐岩碳酸盐岩：海洋、湖盆，特征？：海洋、湖盆，特征？ 海洋碳酸盐岩海洋碳酸盐岩：常大量产出：常大量产出 湖相碳酸盐岩：湖相碳酸盐岩：常呈夹层或透镜体产出常呈夹层或透镜体产出 生物化石的差异生物化石的差异 碳酸盐岩：碳酸盐岩：沉积介质沉积介质弱碱性弱碱性 藻叠层石碳酸盐岩藻叠层石碳酸盐岩：潮坪：潮坪 鲕粒灰岩鲕粒灰岩：滨海或碳酸盐台

15、地的高能带：滨海或碳酸盐台地的高能带 礁灰岩礁灰岩：浅海：浅海 具水平纹层的泥晶灰岩具水平纹层的泥晶灰岩：低能环境：低能环境特殊岩石类型与特殊岩石类型与沉积环境沉积环境第41页/共88页红层红层：大陆沉积物，注意与海相红色页岩：大陆沉积物，注意与海相红色页岩的区别？（化石）的区别？（化石）蒸发岩蒸发岩：气候干燥、闭塞环境，如，内陆：气候干燥、闭塞环境，如，内陆盐湖、半封闭盐湖、半封闭澙澙湖、开阔海盆湖、开阔海盆磷块岩磷块岩：大量形成于海洋，特别是在水深：大量形成于海洋，特别是在水深50-200m50-200m的海区的海区特殊岩石类型与特殊岩石类型与沉积环境沉积环境第42页/共88页特殊的岩石类

16、型与特殊的岩石类型与气候气候 冰碛岩、冰川纹泥是冰碛岩、冰川纹泥是寒冷气候寒冷气候标志标志 蒸发岩是蒸发岩是干旱气候干旱气候产物产物 煤系地层是煤系地层是温暖潮湿气候温暖潮湿气候标志标志 在海相地层中，大套石灰岩在海相地层中，大套石灰岩( (尤其是生物石尤其是生物石灰岩、礁石灰岩灰岩、礁石灰岩) )、磷酸盐岩、铁、锰、铝等、磷酸盐岩、铁、锰、铝等沉矿产，均为沉矿产，均为潮湿气候潮湿气候的可靠标志。的可靠标志。第43页/共88页微量元素微量元素稳定同位素稳定同位素有机组分有机组分鉴于海水与淡水中溶解的盐度差异很大的特点，鉴于海水与淡水中溶解的盐度差异很大的特点，故常用岩石中易溶组分故常用岩石中易

17、溶组分( (粘土岩中的粘土岩中的ClCl、Cl/BrCl/Br、Br/IBr/I、Na/Ca)Na/Ca)、难溶组分、难溶组分( (碳酸盐、磷酸盐、碳酸盐、磷酸盐、Ca/MgCa/Mg或镁的含或镁的含量量) )、粘土质点吸附阳离子的成分等，来确定盆地的、粘土质点吸附阳离子的成分等，来确定盆地的古古盐度盐度。二、地球化学标志二、地球化学标志第44页/共88页1 1、元素地球化学、元素地球化学在沉积环境分析中的应用在沉积环境分析中的应用沉积岩中的元素含量沉积岩中的元素含量陆源区性质、古气候、陆源区性质、古气候、沉积环境、沉积岩的成分、生物作用、后生作用等。沉积环境、沉积岩的成分、生物作用、后生作用

18、等。划分海陆相地层划分海陆相地层分析源区岩石成分分析源区岩石成分恢复沉积古气候条件恢复沉积古气候条件确定沉积水介质地球化学环境确定沉积水介质地球化学环境划分地球化学相划分地球化学相第45页/共88页(1)(1) 古盐度的测定古盐度的测定硼硼(B)法法元素比值法元素比值法沉积磷酸盐法沉积磷酸盐法自生铁矿法自生铁矿法第46页/共88页硼硼(B)法：法：粘土中的粘土中的硼硼伊利石伊利石盐度盐度淡水淡水中的中的B：40010-6第47页/共88页元素比值法元素比值法w(B)/w(Ga)、w(Sr)/w(Ba)等等古盐度古盐度7，海相，海相w(Sr)/w(Ba)1，海水沉积物，海水沉积物第48页/共88

19、页沉积磷酸盐法沉积磷酸盐法沉积磷酸盐中的沉积磷酸盐中的CaCa盐与盐与FeFe盐的相对比值盐的相对比值盐度盐度第49页/共88页(2)(2) 氧化还原条件的标志氧化还原条件的标志同生矿物组合同生矿物组合，如对介质，如对介质EhEh值高低反映值高低反映灵敏的灵敏的FeFe、MnMn等变价元素的矿物组合。等变价元素的矿物组合。第50页/共88页(3)(3) 古水深标志古水深标志一般方法：一般方法：古生态法古生态法和和遗迹化石遗迹化石标志标志原理：原理：元素的聚集和分散与水深和离岸距元素的聚集和分散与水深和离岸距离有一定的关系。离有一定的关系。由由滨岸向深海滨岸向深海，Fe、Mn、P、Co、Ni、C

20、a、Zn、Y、Pb、Ba 、Cu增加，其中增加，其中Mn、Ni、Co、Cu元素含量升高趋势特别显著。元素含量升高趋势特别显著。第51页/共88页2 2、稳定同位素、稳定同位素在分析沉积环境中的应用在分析沉积环境中的应用确定古环境的盐度、古水温确定古环境的盐度、古水温 应用较多、效果较好的是应用较多、效果较好的是O、C、S同位素同位素 16O、 18O， 12C、 13C ，34S、32S ，30Si、28Si稳定同位素的相对丰度用稳定同位素的相对丰度用表示表示=w(R样品样品-R标样标样) / wR标样标样1000 同位素国际标样同位素国际标样PDB，即白垩系，即白垩系Pee Dee层的箭石层

21、的箭石第52页/共88页(1)(1) 古温度测定古温度测定 1818O O的变化与海水温度变化的关系：的变化与海水温度变化的关系：1616O O活动性大，蒸发作用可使海水中的活动性大，蒸发作用可使海水中的1616O O减少，减少，1818O O相对增加，相对增加，1818O O显正异常。显正异常。第53页/共88页Craig(1965)提出了用同位素计算古水温的提出了用同位素计算古水温的经验公式：经验公式：t()=16.9 4.2(c w) + 0.13(c w)2 c 为为25 时碳酸盐与时碳酸盐与100%磷酸盐反映时产生的磷酸盐反映时产生的CO2的的18O值；值；w为为25 时所测试时所测

22、试CaCO3样品形成时与海水平样品形成时与海水平衡的衡的CO2的的18O值值(1)(1) 古温度测定古温度测定第54页/共88页(2)(2) 古气候分析古气候分析淡水中淡水中18O/ 16O值低于海水，而且气温越值低于海水，而且气温越低，该比值越低。低，该比值越低。温带地区淡水中温带地区淡水中18O/ 16O值较海水平均值值较海水平均值低低7；高纬度地区或高海拔区淡水中比值低；高纬度地区或高海拔区淡水中比值低30。有孔虫的氧同位素组成有孔虫的氧同位素组成受冰川控制的受冰川控制的海水同位素成分变化和海水温度的变化海水同位素成分变化和海水温度的变化第55页/共88页根据根据1818O O在剖面中的

23、变化，能较好的获在剖面中的变化，能较好的获得第四纪冰川和古气候的变化资料。得第四纪冰川和古气候的变化资料。(2)(2) 古气候分析古气候分析第56页/共88页(3)(3) 古盐度测定古盐度测定海水中的海水中的C、O同位素量略高于淡水，海水中的同位素量略高于淡水，海水中的18O/16O值高，淡水中值高，淡水中18O/16O值低值低Keith等人等人(1964)在研究了数百个侏罗纪以来沉在研究了数百个侏罗纪以来沉积的海相灰岩和淡水灰岩同位素测定的基础上，提出积的海相灰岩和淡水灰岩同位素测定的基础上，提出来出了经验公式：来出了经验公式：Z = 2.048(13C+50) + 0.498(18O+50

24、)Z 120，海相灰岩，海相灰岩Z 120，淡水（湖相）灰岩，淡水（湖相）灰岩Z = 120，不确定，不确定第57页/共88页3 3、有机组分、有机组分异戊间二烯中的异戊间二烯中的植烷植烷和和姥鲛烷姥鲛烷可作海相或陆相的可作海相或陆相的标志。标志。植烷植烷陆相，姥鲛烷陆相，姥鲛烷海相。海相。沉积岩及石油中卟啉分子量的窄范围沉积岩及石油中卟啉分子量的窄范围湖相湖相沉积岩及石油中卟啉分子量的宽范围沉积岩及石油中卟啉分子量的宽范围海相海相第58页/共88页第二章第二章 沉积环境的判别标志沉积环境的判别标志 第一节第一节 概述概述第二节第二节 颜色标志颜色标志第三节第三节 沉积构造标志沉积构造标志第四

25、节第四节 岩石结构与粒度标志岩石结构与粒度标志第五节第五节 岩矿成分和地球化学标志岩矿成分和地球化学标志第六节第六节 古生物标志古生物标志第七节第七节 地球物理标志地球物理标志 第59页/共88页第六节第六节 判断沉积环境的生物标志判断沉积环境的生物标志生物化石组合生物化石组合和生态特征和生态特征盐度盐度古水深古水深底层性质底层性质生物化石生物化石鉴定地层的地质年代、沉鉴定地层的地质年代、沉积环境分析积环境分析海水浊度海水浊度沉积环境分析沉积环境分析第60页/共88页一、生物对盐度的指示一、生物对盐度的指示第61页/共88页第62页/共88页二、生物对水体深度的指示二、生物对水体深度的指示第6

26、3页/共88页第64页/共88页二、生物对水体深度的指示二、生物对水体深度的指示第65页/共88页三、生物对底质的指示三、生物对底质的指示第66页/共88页四、生物对海水浊度的指示四、生物对海水浊度的指示红藻和绿藻红藻和绿藻清水环境清水环境海绵、珊瑚、苔藓虫海绵、珊瑚、苔藓虫清水环境清水环境食沉积物的生物，如蛇尾类、蛤、腹足食沉积物的生物，如蛇尾类、蛤、腹足类等，能忍受浊度较大的海水。类等，能忍受浊度较大的海水。底栖生物的摄食类型底栖生物的摄食类型帮助确定是清帮助确定是清水还是浊水水还是浊水第67页/共88页第二章第二章 沉积环境的判别标志沉积环境的判别标志 第一节第一节 概述概述第二节第二节

27、 颜色标志颜色标志第三节第三节 沉积构造标志沉积构造标志第四节第四节 岩石结构与粒度标志岩石结构与粒度标志第五节第五节 岩矿成分和地球化学标志岩矿成分和地球化学标志第六节第六节 古生物标志古生物标志第七节第七节 地球物理标志地球物理标志 第68页/共88页地球物理标志地球物理标志测井曲线测井曲线地震剖面地震剖面沉积相分析沉积相分析第七节第七节 沉积相分析中的地球物理标志沉积相分析中的地球物理标志第69页/共88页测井曲线测井曲线 在含油气盆地的钻井地质研究中，非取芯在含油气盆地的钻井地质研究中，非取芯段的钻井测井曲线为沉积相和层序地层分析的段的钻井测井曲线为沉积相和层序地层分析的主要对象，因而

28、建立和分析不同沉积相和层序主要对象，因而建立和分析不同沉积相和层序类型的测井相模型至关重要。类型的测井相模型至关重要。第70页/共88页 由电测曲线的由电测曲线的幅度幅度、形态类型形态类型、接触关系接触关系和和组合组合特征特征，作为判别非取芯段地层的岩性、岩性组合及沉，作为判别非取芯段地层的岩性、岩性组合及沉积相和层序特征的主要依据，但这种判别必须建立在积相和层序特征的主要依据，但这种判别必须建立在取芯段的岩电转换关系基础上，由此所确定的测井取芯段的岩电转换关系基础上，由此所确定的测井曲线变化规律和测井相模型，可非常准确地反映地层曲线变化规律和测井相模型，可非常准确地反映地层岩性、粒度变化、接触关系及垂向沉积层序等特征。岩性、粒度变化、接触关系及垂向沉积层序等特征。 测井曲线测井曲线第71页/共88页利用测井曲线解释沉积利用测井曲线解释沉积相主要是用相主要是用自然电位曲自然电位曲线线，电阻率曲线只起辅，电阻率曲线只起辅助作用。助作用。测井曲线测井曲线第72页/共88页 曲线的幅度曲线的幅度主要反映沉积物的粒度、分选性主要反映沉积物的粒度、分选性及含泥质的高低。及含泥质的高低。 曲