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1、第二章 沉积环境的判别标志,第二章 沉积环境的判别标志,第一节 概述第二节 颜色标志第三节 沉积构造标志第四节 岩石结构与粒度标志第五节 岩矿成分和地球化学标志第六节 古生物标志第七节 地球物理标志,第三节 岩石结构和粒度标志,一、岩石结构标志,碎屑岩的结构组分,碎屑颗粒,填 隙 物,孔隙（派生组分）,矿物碎屑,岩石碎屑,杂 基,胶 结 物,碎屑岩的结构,碎屑颗粒的结构,填隙物的结构,颗粒与填隙物之间的关系,一、岩石结构标志,1、碎屑颗粒的结构,碎屑颗粒结构特征,粒度,球度,形状,圆度,颗粒的表面特征,结构成熟度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的程度。,终极结构
2、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。,结构成熟度,2、填隙物的结构,填隙物,杂基,胶结物,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，也是水动力强度的重要标志，是碎屑岩结构成熟度的重要标志。,（1）杂基,（2）胶结物,胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。,胶结物是化学成因的物质，其结构与化学岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式及重结晶程度等决定的。,在碎屑岩中，其含量50%，表现为孔隙充填结构。常见的类型有：,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?,胶结类型,1、基底胶结填隙物
3、含量较多，碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基（或正杂基）。,代表高密度流快速堆积的特征 形成于沉积同生期,杂基支撑的砾岩,孔隙胶结,接触胶结,胶结类型,镶嵌胶结（亦称无胶结物式胶结）,胶结类型,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、填隙物数量及压实压溶强度的特征。,碎屑颗粒支撑类型,试对比颗粒支撑和杂基支撑在流体性质、搬运方式、沉积特点、水动力条件、沉积环境、颗粒接触关系、粒间填隙物特征、油气储集性能等方面的差异。,二、粒度分布特征及环境意义,碎屑物质以机械搬运为主，其搬运和沉积受水动力条件控制。碎屑颗粒的大小及分布特征，可直接反映沉积时的水动力条件
4、。,明确搬运介质的性质：如风、水、冰川、泥石流、浊流等 判断搬运介质的能量条件，如流速、强度、起动能力等 明确搬运方式，如滚动、跳跃、悬浮 明确沉积作用的形式，如牵引流、浊流等,二、粒度分布特征及环境意义,1、粒度分析方法,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。,直接测量法,筛析法,沉速法(光学法和电法),薄片粒算法,2、粒度资料图解,a直方图b频率曲线c累积曲线,含碎石的冰川砂；雨水冲刷斜坡上的沉积物；海岸细卵石层；砂质卵石砾石。,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,概率值累积曲线,海滩砂的粒度概率图,海滩沙丘砂的粒度概率图,波浪带浅海砂的粒度概率
5、图,密西西比河三角洲河口砂坝及河道砂的粒度概率图,现代河道砂的粒度概率图,浊流沉积的粒度概率图,粒度参数,几种常用沉积类型的粒度特点,CM图解,C-M图是应用每个样品的C值和M值绘成的图形,帕塞加(Passega,l957,1964)的C-M图,QR递变悬浮沉积RS均匀悬浮沉积PQ悬浮沉积为主OP滚动搬运为主NO滚动组分,1牵引流沉积2浊流沉积3静水沉积,浊流沉积的C-M图,第二章 沉积环境的判别标志,第一节 概述第二节 颜色标志第三节 沉积构造标志第四节 岩石结构与粒度标志第五节 岩矿成分和地球化学标志第六节 古生物标志第七节 地球物理标志,第五节 岩矿成分和地球化学标志,一、岩矿成分标志,
6、陆源碎屑成分,轻矿物,重矿物,岩屑,碎屑成分和矿物标型特征沉积物来源方向和物源区岩石类型,自生矿物具有良好的指相性,海绿石和鲕绿泥石，海相标志,自生磷灰石或隐晶质胶磷矿，海相标志,大量锰结核主要分布在深海和开放大洋洋底环境，湖泊、浅海、深海锰结核微量元素差异大,不同沉积环境自生矿物分布,大陆环境主要是酸性介质，以高岭石为主 海洋环境粘土沉积多以伊利石和蒙皂石为主 自生长石、自生沸石是湖相标志，钾长石次生加大是海相标志；天青石、萤石和重晶石是咸化澙湖环境标志。,自生粘土矿物可反映水介质条件,有些特殊岩石可指沉积时的能量条件，有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、蒸发岩和红色
7、岩层等具有一定的指相性。,碳酸盐岩：海洋、湖盆，特征？,海洋碳酸盐岩：常大量产出 湖相碳酸盐岩：常呈夹层或透镜体产出 生物化石的差异 碳酸盐岩：沉积介质弱碱性 藻叠层石碳酸盐岩：潮坪 鲕粒灰岩：滨海或碳酸盐台地的高能带 礁灰岩：浅海 具水平纹层的泥晶灰岩：低能环境,特殊岩石类型与沉积环境,红层：大陆沉积物，注意与海相红色页岩的区别？（化石）,蒸发岩：气候干燥、闭塞环境，如，内陆盐湖、半封闭澙湖、开阔海盆,磷块岩：大量形成于海洋，特别是在水深50-200m的海区,特殊岩石类型与沉积环境,特殊的岩石类型与气候,冰碛岩、冰川纹泥是寒冷气候标志 蒸发岩是干旱气候产物 煤系地层是温暖潮湿气候标志 在海相
8、地层中，大套石灰岩(尤其是生物石灰岩、礁石灰岩)、磷酸盐岩、铁、锰、铝等沉矿产，均为潮湿气候的可靠标志。,微量元素,稳定同位素,有机组分,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(粘土岩中的Cl、Cl/Br、Br/I、Na/Ca)、难溶组分(碳酸盐、磷酸盐、Ca/Mg或镁的含量)、粘土质点吸附阳离子的成分等，来确定盆地的古盐度。,二、地球化学标志,1、元素地球化学在沉积环境分析中的应用,沉积岩中的元素含量陆源区性质、古气候、沉积环境、沉积岩的成分、生物作用、后生作用等。,划分海陆相地层,分析源区岩石成分,恢复沉积古气候条件,确定沉积水介质地球化学环境,划分地球化学相,(1
9、)古盐度的测定,硼(B)法,元素比值法,沉积磷酸盐法,自生铁矿法,硼(B)法：粘土中的硼伊利石盐度,淡水中的B：10010-6,正常海水中的B：(300400)10-6,半咸水中的B：(200300)10-6,超咸水中的B：40010-6,元素比值法,w(B)/w(Ga)、w(Sr)/w(Ba)等古盐度,1.5，淡水相,w(B)/w(Ga),56，近岸相,7，海相,w(Sr)/w(Ba),1，淡水沉积物,1，海水沉积物,沉积磷酸盐法,沉积磷酸盐中的Ca盐与Fe盐的相对比值盐度,(2)氧化还原条件的标志,同生矿物组合，如对介质Eh值高低反映灵敏的Fe、Mn等变价元素的矿物组合。,(3)古水深标志
10、,一般方法：古生态法和遗迹化石标志,原理：元素的聚集和分散与水深和离岸距离有一定的关系。,由滨岸向深海，Fe、Mn、P、Co、Ni、Ca、Zn、Y、Pb、Ba、Cu增加，其中Mn、Ni、Co、Cu元素含量升高趋势特别显著。,2、稳定同位素在分析沉积环境中的应用,确定古环境的盐度、古水温,应用较多、效果较好的是O、C、S同位素,16O、18O，12C、13C，34S、32S，30Si、28Si,稳定同位素的相对丰度用表示=w(R样品-R标样)/wR标样1000 同位素国际标样PDB，即白垩系Pee Dee层的箭石,(1)古温度测定,18O的变化与海水温度变化的关系：16O活动性大，蒸发作用可使海
11、水中的16O减少，18O相对增加，18O显正异常。,Craig(1965)提出了用同位素计算古水温的经验公式：,t()=16.9 4.2(c w)+0.13(c w)2,c 为25 时碳酸盐与100%磷酸盐反映时产生的CO2的18O值；w为25 时所测试CaCO3样品形成时与海水平衡的CO2的18O值,(1)古温度测定,(2)古气候分析,淡水中18O/16O值低于海水，而且气温越低，该比值越低。温带地区淡水中18O/16O值较海水平均值低7；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受冰川控制的海水同位素成分变化和海水温度的变化,根据18O在剖面中的变化，能较好的获得第四纪冰川
12、和古气候的变化资料。,(2)古气候分析,(3)古盐度测定,海水中的C、O同位素量略高于淡水，海水中的18O/16O值高，淡水中18O/16O值低,Keith等人(1964)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，提出来出了经验公式：,Z=2.048(13C+50)+0.498(18O+50),Z 120，海相灰岩,Z 120，淡水（湖相）灰岩,Z=120，不确定,3、有机组分,异戊间二烯中的植烷和姥鲛烷可作海相或陆相的标志。,植烷陆相，姥鲛烷海相。,沉积岩及石油中卟啉分子量的窄范围湖相,沉积岩及石油中卟啉分子量的宽范围海相,第二章 沉积环境的判别标志,第一节 概述第
13、二节 颜色标志第三节 沉积构造标志第四节 岩石结构与粒度标志第五节 岩矿成分和地球化学标志第六节 古生物标志第七节 地球物理标志,第六节 判断沉积环境的生物标志,生物化石组合和生态特征,盐度,古水深,底层性质,生物化石鉴定地层的地质年代、沉积环境分析,海水浊度,沉积环境分析,一、生物对盐度的指示,二、生物对水体深度的指示,二、生物对水体深度的指示,三、生物对底质的指示,四、生物对海水浊度的指示,红藻和绿藻清水环境,海绵、珊瑚、苔藓虫清水环境,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。,底栖生物的摄食类型帮助确定是清水还是浊水,第二章 沉积环境的判别标志,第一节 概述第二节
14、颜色标志第三节 沉积构造标志第四节 岩石结构与粒度标志第五节 岩矿成分和地球化学标志第六节 古生物标志第七节 地球物理标志,地球物理标志,测井曲线,地震剖面,沉积相分析,第七节 沉积相分析中的地球物理标志,测井曲线,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。,由电测曲线的幅度、形态类型、接触关系和组合特征，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岩性、粒度变化、
15、接触关系及垂向沉积层序等特征。,测井曲线,利用测井曲线解释沉积相主要是用自然电位曲线，电阻率曲线只起辅助作用。,测井曲线,曲线的幅度主要反映沉积物的粒度、分选性及含泥质的高低。曲线的形态主要反映水体能量的变化，主要有钟形、漏斗性、箱形、菱形和齿形等。,曲线的光滑程度表示曲线形态的次级变化，反映水动力的稳定性。光滑曲线表示在物源供应丰富和水动力作用强的条件下，沉积物被充分淘汰后的均质沉积。锯齿状曲线代表水动力条件不稳定，周期性变化强，沉积物改造不充分，引起颗粒粗细间互变化的环境。,单层砂岩的顶底接触关系，反映沉积过程中水动力能量及物源供应的变化速度，可为渐变型和突变型。,堆积样式：进积、加积、退积,用高分辨率的倾角测井和反映沉积构造的处理方法所得到的倾角矢量图可划分砂岩中的层理构造。,地震信息是沉积相在地震记录上的反映，地震相划分主要根据地震反射参数（如地震反射的振幅、连续性、反射强度等）。,地震相在某些情况下并不相当或不完全相当,下切谷,下降体系域,追踪高频的海、湖平面变化旋回，建立高精度的层序格架,东海丽水凹陷海相第三纪断陷盆地,斜坡-盆底扇体系,低水位楔,下超,上超,大型复合下切谷-重力流复合体系,琼东南盆地,
