《沉积岩石学各论》课件

沉积岩石学各论沉积岩石学是地质学的一个分支，主要研究沉积岩的形成、成分、结构、构造和分布。沉积岩是地球表面最常见的一种岩石类型，它们记录了地球表面的历史，是研究地球演化、古地理环境、古气候、古生物、油气资源等的重要资料。绪论：沉积岩石学概述地球历史的记录者沉积岩是地球历史的重要记录者，保存着古代环境、生物和气候的信息。地质科学的重要组成部分沉积岩石学是地质科学的重要组成部分，研究沉积岩的形成、演化、分布规律和资源潜力。资源勘探的重要基础沉积岩与石油、天然气、煤炭、金属矿产等资源密切相关，沉积岩石学为资源勘探提供理论基础和方法。沉积物的物理性质粒度沉积物的粒度是沉积物的重要物理性质。砾石砂粉砂黏土分选分选是指沉积物中粒度大小的均匀程度。良好分选中等分选差分选圆度圆度是指沉积物颗粒的形状。棱角状次棱角状圆状颜色沉积物的颜色取决于其矿物成分和有机质含量。红色黄色灰色黑色沉积物的化学性质化学成分沉积物的化学成分主要由矿物组成，但也包括有机质和溶解的化学物质。矿物组成常见矿物包括石英、长石、云母、方解石、白云石、石膏等。有机质有机质来自生物遗体，如植物、动物和微生物，它影响沉积物的颜色和性质。溶解的化学物质沉积物中还含有溶解的化学物质，如盐类、硫酸盐、碳酸盐等。沉积环境的基本类型陆地沉积环境陆地沉积环境主要指河流、湖泊和沙漠等。它们在地表受风化剥蚀作用强烈，沉积物颗粒较粗，以碎屑岩为主。海洋沉积环境海洋沉积环境主要指浅海、深海和滨海等。它们受海水的影响很大，沉积物颗粒较细，以碳酸盐岩和泥质岩为主。过渡沉积环境过渡沉积环境介于陆地和海洋之间，例如三角洲、泻湖和潮汐平原等。它们具有陆地和海洋环境的双重特征，沉积物种类也较为多样。河流沉积环境河流是陆地表面最重要的地貌单元之一，也是重要的沉积环境。河流沉积环境具有独特的沉积特征，如砾石、砂岩、泥岩等。河流沉积环境的沉积物类型和沉积构造，可以反映河流的流动方向、能量变化以及古地貌信息。湖泊沉积环境湖泊是陆地表面洼地积水形成的封闭水体。湖泊水体静止，水流缓慢，沉积物以泥质为主，富含有机质。湖泊沉积环境受气候、地形、水文条件影响。常见的湖泊沉积类型包括：滨湖沉积、浅水沉积、深水沉积等。湖泊沉积物可以提供古气候、古环境的信息，对于研究地球历史具有重要意义。海洋沉积环境深海热液喷口深海热液喷口是海底火山活动产生的，富含硫化物和金属矿物，形成独特的生态系统。珊瑚礁珊瑚礁是生物礁的一种，由造礁珊瑚和共生藻类组成，为海洋生物提供了丰富的栖息地。海底峡谷海底峡谷是由海底河流或洋流侵蚀形成的，将陆地上的沉积物输送至深海。深海沉积物深海沉积物主要由生物遗骸、火山灰、宇宙尘埃等组成，沉积速率缓慢。风成沉积环境风成沉积环境主要指干旱、半干旱地区，风力是主要的搬运和堆积作用力。风蚀作用形成各种风蚀地貌，如风蚀洼地、风蚀蘑菇、雅丹地貌等。风力搬运的物质以沙粒为主，形成沙丘、沙垄、沙漠等。冰川沉积环境冰川沉积环境是指冰川作用下形成的沉积环境，主要包括冰川本身和冰川边缘的沉积。冰川沉积物主要由冰川搬运的碎屑物质组成，包括砾石、砂、粉砂和粘土等。冰川沉积环境的特征是沉积物颗粒大小不均，棱角分明，分选性差，磨圆度低。冰川沉积物常与冰川地貌相伴生，例如冰碛丘陵、冰川槽谷、冰川湖等。沼泽和泥炭沉积环境沼泽沉积环境是指水生植物大量生长、死亡后堆积形成的沉积环境。泥炭沉积环境则是指沼泽演化到后期，有机质积累量很大，形成泥炭层的沉积环境。沼泽和泥炭沉积环境是重要的有机质来源，也为石油、天然气等能源的形成提供条件。沼泽沉积环境中，植物残体腐烂分解后，形成富含有机质的泥炭，泥炭是煤炭形成的前身。泥炭沉积环境通常出现在湿润地区，如湿地、河流泛滥平原、湖泊边缘等。碎屑岩的分类及特征1碎屑岩定义碎屑岩是指由各种岩石风化剥蚀后产生的碎屑物质，经过搬运、沉积和固结而形成的岩石。2碎屑岩分类碎屑岩根据碎屑颗粒的大小、成分和结构可以分为砾岩、砂岩和泥岩三大类。3碎屑岩特征碎屑岩的特点是具有明显的碎屑结构，岩石中含有大量不同大小的碎屑颗粒。4碎屑岩应用碎屑岩在地质研究、建筑材料、工程建设等方面都具有重要的意义。碳酸盐岩的分类及特征生物成因主要由生物遗骸组成，如珊瑚、藻类、腕足类等。化学成因由海水中的碳酸盐矿物沉淀形成，如方解石、白云石等。混合成因既有生物遗骸，又有化学沉淀形成的岩石。蒸发岩的分类及特征蒸发岩的分类蒸发岩根据化学成分可以分为卤化物、硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐等类型。蒸发岩的特征蒸发岩具有以下特点：矿物成分单一、层理发育、颜色较浅、易溶于水、易风化。常见的蒸发岩石膏芒硝岩盐特殊沉积岩的分类及特征1火山碎屑岩火山碎屑岩主要由火山喷发物堆积而成，具有典型的火山碎屑结构和成分。2生物岩生物岩主要由生物遗骸或生物作用形成的物质堆积而成，例如珊瑚礁、硅藻土等。3煤岩煤岩主要由植物遗骸堆积而成，具有特殊的层理构造和成分，可分为褐煤、烟煤、无烟煤等。4铁矿铁矿主要由铁的氧化物或氢氧化物堆积而成，通常形成于湖泊、沼泽等还原环境。致密沉积岩的成因及特征成因致密沉积岩通常由细粒沉积物形成，例如泥岩、页岩、粉砂岩等。这些沉积物在沉积后经历了压实、胶结等成岩作用，导致孔隙度降低，岩石密度增大。致密沉积岩的形成还与沉积环境密切相关。例如，深水沉积环境通常形成致密沉积岩，因为沉积物堆积速度快，压实作用强。特征致密沉积岩的特征主要表现在其物理性质方面。例如，致密沉积岩的孔隙度低，渗透率低，密度大，硬度高。此外，致密沉积岩的矿物成分和结构也具有其独特的特征，例如，致密沉积岩中常含有大量的粘土矿物，其结构紧密，颗粒排列紧凑。孔隙沉积岩的成因及特征孔隙类型孔隙沉积岩中存在多种孔隙类型，包括原生孔隙和次生孔隙，不同孔隙类型对储层物性影响不同。孔隙结构孔隙结构包括孔隙大小、形状、连通性等，对储层渗透率有重要影响。油气储层孔隙沉积岩是重要的油气储层，孔隙度和渗透率是评价储层的重要指标。沉积岩的成岩作用成岩作用是沉积物转化为沉积岩的复杂过程，涉及一系列物理、化学和生物变化。该过程通常分为三个阶段：早期成岩作用、中期成岩作用和晚期成岩作用。1晚期成岩作用埋藏深，温度高，压力大2中期成岩作用埋藏较深，温度压力升高3早期成岩作用沉积物埋藏浅，温度压力低成岩作用对沉积岩的性质具有重大影响，影响沉积岩的成分、结构、构造和性质，从而影响沉积岩的储层特性和油气勘探潜力。早期成岩作用1生物作用生物活动影响沉积物成分2化学作用矿物溶解、沉淀和重结晶3物理作用压实、脱水和重力作用早期成岩作用发生在沉积物堆积后不久，是在浅埋藏条件下进行的。主要包括生物作用、化学作用和物理作用。中期成岩作用1压实作用沉积物埋藏深度增加，颗粒间孔隙空间减小，形成新的矿物，改变岩石的物理性质。2胶结作用地下水中溶解的矿物质在颗粒间沉淀，将颗粒粘结在一起，形成坚固的岩石。3溶解作用一些不稳定矿物被地下水溶解，导致岩石孔隙度增加，改变岩石的成分和结构。晚期成岩作用压实作用埋藏深度大于3000米，温度超过100℃，压实作用减弱，但孔隙度变化很小。重结晶作用矿物发生重结晶，形成更稳定的矿物组合，晶体颗粒变大，孔隙度降低。交代作用矿物发生化学成分的改变，形成新的矿物，例如方解石交代白云石，影响岩石的物理性质。成岩作用的控制因素11.沉积物性质原始沉积物的成分、结构和构造等都会影响成岩作用的进程和结果。22.地质构造地质构造活动可以影响沉积物的埋藏深度、温度和压力，从而影响成岩作用。33.地下水地下水是成岩作用的重要介质，它可以溶解、搬运和沉淀物质，并参与化学反应。44.时间成岩作用是一个漫长的过程，时间越长，成岩作用越强烈，沉积岩的性质变化也越大。沉积相分析的基本概念沉积相沉积相是指在特定沉积环境中形成的沉积物及其特征。沉积岩特征包括岩性、结构、构造、化石等特征。空间分布沉积相在空间上具有一定的分布规律。沉积相分析的方法1岩性分析岩石类型、矿物成分2结构分析层理、生物扰动3生物分析古生物化石、遗迹4地球化学分析元素含量、同位素沉积相分析方法结合多种分析手段。岩性分析确定岩石类型，结构分析揭示沉积环境，生物分析识别古生物，地球化学分析提供沉积环境指示。沉积相组合及其意义沉积相组合的定义沉积相组合指的是不同沉积相在空间上的联合,反映了沉积环境的复杂性。它可以帮助我们了解地质历史时期环境的演变。沉积相组合的意义研究沉积相组合可以帮助我们识别沉积环境,推断沉积盆地的演化,预测油气资源的分布。沉积相组合的应用沉积相组合的分析在油气勘探,地质灾害预测等领域具有重要意义。沉积相序列及其意义沉积相序列沉积相序列是指在特定地质时期内，由不同沉积相按一定顺序排列组合而成的序列。它们反映了沉积环境的演变过程，是理解古地理、古气候和古构造环境的重要依据。意义沉积相序列可以帮助我们恢复沉积盆地的古地理环境，重建地质历史，以及预测油气资源的分布和储层特征。它也是判断地层年代、划分地层单位、进行油气勘探的重要手段。沉积盆地分类及其特点11.构造类型主要由构造运动形成，包括裂谷盆地、坳陷盆地、前陆盆地等。22.地质背景沉积盆地形成于不同地质背景，如板块碰撞、大陆裂解、地壳运动等。33.沉积充填不同沉积盆地具有独特的沉积充填特征，反映了不同的沉积环境和演化过程。44.资源潜力沉积盆地是重要的油气资源、矿产资源和地下水资源储集区。沉积盆地的发育演化初始阶段盆地形成早期，沉积厚度较小，沉积速率较快。沉积物以陆源碎屑为主，沉积环境以河流、湖泊为主。演化阶段随着盆地沉降加剧，沉积厚度增加，沉积速率逐渐减缓。沉积物类型更加多样化，沉积环境也更加复杂。成熟阶段盆地演化进入成熟阶段，沉积厚度最大，沉积速率最慢。沉积物以深水沉积为主，沉积环境以深海环境为主。消亡阶段盆地沉降逐渐停止，甚至出现抬升。沉积速率减缓，沉积物以陆源碎屑为主，沉积环境以河流、湖泊为主。沉积盆地研究的意义及应用油气勘探沉积盆地是