沉积相和古地理省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章第四章第四章第四章 沉积相和古地理沉积相和古地理沉积相和古地理沉积相和古地理第1页第一节第一节 沉积相和沉积环境沉积相和沉积环境第二节第二节 沉积环境主要识别标志沉积环境主要识别标志第三节第三节 沉积相类型及其特征沉积相类型及其特征第四节第四节 古地理及古地理图古地理及古地理图第2页第一节第一节 沉积相和沉积环境沉积相和沉积环境沉积环境沉积环境：含有独特物理、化学、生物条件自然地理单元。如河流、湖泊、滨海等。沉积相沉积相：能够反应沉积环境岩石特征（岩性相）和古生物特征（生物相）总和，包含沉积环境和物质统计两方面。也就是指沉积环境及在该环境中形成沉积岩（沉积物）特征综合。第3页发育黄河河曲发育黄河河曲以河漫滩为例以河漫滩为例沉积环境岩性相：沉积物二元结构显著，下部由较粗大河床冲积物（主要为粗砂和砾石）组成，上部由洪水泛滥时沉积较细河漫滩堆积物（主要是细砂和粘土）组成。生物相：常见化石主要为硅藻、轮藻、孢粉、介形虫、软体动物、鱼类和哺乳动物等。第4页相变相变：沉积相在空间上横向改变。以河流为例 河床、河漫滩剖面图第5页相分析相分析：经过对地层中古代岩石和古生物“物质表现”与环境对应联络来分析和恢复古沉积环境。第6页相分析方法：相分析方法：将今论古现实主义标准。即以研究当代各种地质作用及其所产生物质统计作为基础，来分析判断地质时期沉积物沉积环境。应用将今论古标准应注意若干问题。第7页第二节第二节 沉积环境主要识别沉积环境主要识别标志标志海绿石砂岩：浅海环境煤：沼泽环境第8页一、沉积岩组分和结构一、沉积岩组分和结构沉积岩是由风化、搬运及沉积作用综合产物。其中保留了来自母岩原始物质，如岩浆岩碎屑及石英、白云母等浅色矿物；新形成了盐类矿物、氧化物或氢氧化物、粘土矿物和碳酸盐矿物等。第9页各组分含有环境意义：各组分含有环境意义：岩屑：可揭示母岩性质，追踪陆源区。粗大岩屑：反应古陆剥蚀区距沉积区较近。石英：含量高、分选好沉积层为远源区沉积；纯净石英砂岩是海滩重复冲洗标志。长石：在干旱和严寒气候带或地形高差大近源地域保留。石榴子石：仅在冰川成因重矿物中富集。第10页沉积岩结构及形成方式沉积岩结构及形成方式沉积岩结构包含三方面内容，即：1、碎屑颗粒本身结构：粒度、形状、磨圆度及颗粒表面特征。2、充填物结构：包含细小杂基和化学胶结物特征。3、颗粒与充填物间关系：即胶结类型或支撑类型。第11页1、碎屑颗粒本身结构 磨圆度：颗粒原始棱角被磨圆程度。取决于粒度大小、物理性质及磨蚀历史。在一定距离内：1、较大颗粒普通比较小颗粒圆化得好。2、硬度较小颗粒比大颗粒圆化好。3、经长距离（或长时间）搬运颗粒比短距离（或短时间）搬运颗粒磨圆度好。4、另外,搬运介质和搬运方式对颗粒圆度也有影响,如颗粒在风中搬运要比在水中更轻易磨圆，而冰川搬运则不易发生圆化作用。第12页1、碎屑颗粒本身结构 球度:颗粒近于球体程度。取决于粒度大小、物理性质及磨蚀历史。1、石英:无解理，故搬运愈远，球度愈大。2、云母:虽经远距离搬运，其球度也可能较低。颗粒表面结构:是颗粒表面形态特征。主要包含颗粒表面磨光程度和刻蚀痕迹。作用：揭示侵蚀、搬运、沉积细节。伎俩：肉眼、放大镜、显微镜、电子显微镜。第13页2、充填物结构充填物包含杂基和胶结物。杂基是与粗颗粒一起（同时）沉积下来细粒（小于0.03 mm）。杂基反应了颗粒分选性；介质粘度、密度、水动力；高能条件下杂基少，纯净砂岩；低能条件下杂基多，复杂成份砂。胶结物与杂基不一样，是颗粒沉积后，孔隙水化学沉淀物。反应粒间溶液成份和成岩期化学条件。第14页3、颗粒与充填物间关系胶结类型胶结类型 基底胶结 孔隙胶结 接触胶结 镶嵌结构 第15页颗粒支撑支撑类型支撑类型：包含杂基支撑和颗粒支撑。杂基支撑：杂基含量高，颗粒漂浮其中。颗粒支撑：颗粒之间有接触（点、线、面、凹凸接触、缝合状接触）。反应沉积和成岩中经受压实、压溶等强度，如缝合接触是成岩程度很深特征。杂基支撑第16页基底式胶结 孔隙式胶结 杂基多，颗粒互不接触呈漂浮状被杂基包裹，二者同时沉积。为杂基支撑，与重力流快速堆积相关。杂基极少，颗粒呈点状接触，孔隙被化学胶结物充填，颗粒成岩后胶结物填入。为颗粒支撑，与牵引流搬运相关。第17页接触式胶结 镶嵌式胶结颗粒彼此接触，胶结物含量极少，仅分布于颗粒接触地方。可能形成与干旱气候带或胶结物经地下水淋滤形成。颗粒间形成凹凸接触，甚至缝合线状紧密镶嵌，似无胶结物。反应了成岩期压固尤其是压溶作用强大。第18页特殊岩石类型可指示沉积环境特殊岩石类型可指示沉积环境大规模稳定碳酸盐岩：温暖滨浅海。海绿石、鲕绿泥石、磷块岩：陆棚浅海环境。冰碛物、冰川纹泥：冰期严寒气候。大面积煤、赤铁矿、铝土矿：潮湿气候。石膏、各种盐类：气候干旱。鲕粒结构：海浪强烈搅动高能环境。有机质、黄铁矿微晶：深水或滞流还原环境。第19页二、沉积结构二、沉积结构按成因性质分为三类:物理成因沉积结构化学成因沉积结构生物成因沉积结构按形成时间分为：原生沉积结构和次生沉积结构。第20页按时间分类按时间分类原生沉积结构：沉积物沉积时、沉积后很快、固结前形成结构。包含层理、波痕、生物遗址、干裂、结核等，能反应沉积时沉积介质类型和能量条件，是判别沉积环境主要标志。次生沉积结构：在沉积物压实或成岩过程中生成沉积结构，它反应成岩环境。第21页按成因分类按成因分类物理成因沉积结构：在流体流动、重力等物理原因作用下而产生沉积结构（原生）。化学成因沉积结构：由结晶、溶解、沉淀等化学作用形成沉积结构，其中，大多数是在沉积物压实和成岩过程中生成,属于次生沉积结构。生物成因沉积结构：生物活动或生长而形成结构（原生）。第22页第23页1、层理层理：垂直于层面方向，由沉积物成份、颜色、粒度等显示出来纹理特征。包含：水平纹理、交织层理、平行层理、地变层理、块状层理。第24页水平层理水平层理 极细纹层（12mm）彼此平行，呈水平状。细粒悬浮物质迟缓沉积，是低能或静水环境标志之一。见于湖泊中心、牛轭湖、泻湖、潮坪至半深海、深海环境中。第25页平行层理平行层理强水流条件，由中粗砂、砾石形成相互平行层理。常见于河流边滩、海滩及深海浊流环境。第26页交织层理交织层理由一系列与层理面斜交内部纹层所组成。主要见于碎屑岩和颗粒碳酸盐岩中，是高能产物。可由水或风形成，常见于滨岸浅水地带、河流、三角洲或沙漠环境中，环境不一样层理形态不一样。可分为：板状、楔状、槽状、鱼骨状等交织层理。第27页板状交织层理 楔状、槽状交织层理 由河流定向流动形成 由滨海水流冲洗、流向不定形成第28页递变层递变层理理 也叫粒序层理。以粒度递变为特征。一组递变层厚度几厘米几十厘米。可分为正向递变层理和反向递变层理。正向递变层理：下粗上细，常见于浊流、河流、海滩、三角洲环境。第29页第30页块状层块状层理理也称均匀层理，用“肉眼甚至借助仪器”也识别不出纹理沉积物，在砂砾岩和泥质岩中都有分布。成因有三类：快速堆积无分选沉积，如由洪水、浊流、液化沉积物流沉积形成。平静环境中沉积，如深海泥岩。生物扰动，使原始层理被破坏。第31页第32页2 2、层面结构及暴露、层面结构及暴露标志标志层面结构层面结构：在沉积岩顶面或底面上形成结构。与沉积物同时形成。如波痕、细流痕、剥离线理、冲刷痕、压刻痕。第33页 波痕：波痕：由水流、波浪或风作用，在沉积物表面形成波状起伏痕迹。第34页对称波浪波痕对称波浪波痕 第35页不对称波浪波痕不对称波浪波痕 第36页 细流痕：细流痕：由细小水流刻蚀作用所形成表面侵蚀痕迹。细流痕含有不一样形状，如树枝状、网状。指示沉积物表面间歇短期暴露。常见于潮间带、海滩、湖滨、泛滥平原。第37页暴露标志暴露标志：沉积物表面短期地暴露于地表形成。形成于沉积作用停顿之后。包含假晶、爬痕、足迹、干裂、雨痕、冰雹痕等。第38页天灾人祸第39页 晶体印痕与假晶晶体印痕与假晶：石膏、石盐在沉积物表面结晶生长，以后溶解消失，但留下了晶体形态，经沉积物充填后形成假晶。常见石盐假晶呈立方体，产于盐湖、内陆盐沼及温暖气候下潮坪等沉积物中。第40页 干裂干裂（泥裂）：沉积物暴露于暴晒、干涸、收缩而成。平面上多边形，剖面上“”形。第41页 雨痕和冰雹痕雨痕和冰雹痕：雨滴或冰雹降落在松软沉积物表面所形成小冲击坑，坑缘稍高，冰雹痕比与痕大而深，形状更不规则。第42页 爬痕、足迹爬痕、足迹：生物生活、运动、觅食、摄食等在沉积物表面遗留痕迹。第43页区域性暴露标志区域性暴露标志古风化壳古风化壳已形成风化壳因为种种原因被以后堆积物所掩盖，防止了强烈剥蚀作用而被保留下来。通常是指第三纪以前风化壳。古风化壳有很大地质意义和经济意义，因为它是地壳上升、沉积间接、不整合主要标志，是古气候、古地理分析主要依据，其中常蕴藏着一些主要金属和非金属矿床（如高岭石矿、铝土矿、铁矿、镍矿等），在古风化壳中或其下带能够形成油气藏，如潜山油气藏。第44页不一样气候带识别标志钙质风化壳：干旱气候条件下形成浅色固结半固结钙质白云质古土壤层，多呈浅蓝灰、浅黄灰色或灰褐色等。外形呈角砾状、瘤状、结核状、渣状、纹层状或块状。铁、铝质红色风化壳：湿润气候下，在准平原剥蚀区形成。地形低洼区广泛发育有低镁方解石豆粒灰岩、玛瑙状方解石栉壳结构和古溶洞崩塌角砾。第45页富铁铝风化壳形成原因 在高温多雨热带亚热带条件下，经强烈淋溶作用仅残留一些Fe、Al元素深度风化产物表壳。只发育在经长久强烈风化分水岭平台上，为潮湿热带所特有残积风化产物。因大量盐基和全部硅酸盐类均已淋失，故只在残积层中堆积最难移动风化产物氢氧化铁和氢氧化铝胶体矿物。因含水极少氢氧化铁颜色鲜红，故在风化产物上发育成砖红壤，部分可形成有一定经济价值赤铁矿。在含铁极少且不含石英岩石上发育富铝化正残积风化壳，可形成铝土矿。中国雷州半岛与海南岛一带，这种风化壳发育很好。第46页 帐篷结构帐篷结构：半固结碳酸盐岩因暴露、蒸发、干缩，使原始沉积层发生弯曲、破裂、向上突起膨胀变形而形成。中部破碎严重成渣状层。第47页渗流豆渗流豆：碳酸盐沉积物暴露大气下，因为淡水渗流作用，沿颗粒表面形成同心纹包壳豆粒。它判别标志是同心纹包壳厚度不均匀，经常在豆粒下部纹层加厚，豆粒之间紧密贴合，有时见渗流作用带入粉屑，关键常为破碎豆粒。渗流豆粒层渗流豆粒层：低镁方解石豆粒灰岩中豆粒，具群集、紧密堆积和成层特点，自下而上由小变大。层顶面代表一个古暴露面，渗流豆粒层、渣状层、碎裂砾块等常组成有规律分带现象。第48页3 3、滑塌结构、滑塌结构第49页滑塌结构是一个准同生变形结构，指当沉积物还处于塑性状态时，在物理作用如地震、风暴等触发下，经过重力作用沿斜坡发生移动而形成变形结构。分布范围能够是局部，也可达几公里。能够只发生在一个十几厘米一个薄层中，也可发生在一个厚达几十米一套岩层中。多见于大陆斜坡较深水沉积物中，可识别浊积岩、深水碳酸盐岩及确定古坡向。第50页变形不显著时，像包卷层理。滑塌作用较强时，沉积层遭受强烈揉皱和破碎，形成成份不一样、大小各异滑塌角砾。第51页注意注意：以上沉积结构均可作为分析沉积环境标志，但沉积环境是复杂多变，不能单就某一个标志进行分析。应尽可能全方面地综合分析全部标志，才能正确判断沉积环境。第52页三、生物门类及其生态组合三、生物门类及其生态组合生物生活在环境中，受到环境原因制约。而不一样生物生活在不一样环境中，所以，生物也是判别沉积环境标志之一。第53页海洋生物组合：蜓类、珊瑚、腕足动物、菊石、三叶虫、笔石等。大陆生物组合：陆生植物、陆生脊椎动物、淡水软体动物等。狭盐性生物：珊瑚、菊石、腕足动物等。广盐性生物：腹足动物、双壳类等。温暖浅海生物：造礁珊瑚、藻类、海绵等。冷水生物：单体珊瑚、厚壳腕足动物和双壳类等。热带植物：棕榈、樟树等，不显年轮。温带植物：松柏、银杏等，年轮清楚。第54页水体深度、含氧量和透光度等均影响着生物分布。其中，水体深度判断除应用生物种类外，还可利用遗址化石来判断。垂直生物潜穴：浅水区。倾斜至水平潜穴：较深水区。第55页四、沉积地球化学标志四、沉积地球化学标志自生矿物：与沉积环境中特定地球化学条件相关。如：海绿石、磷块岩见于浅海陆棚区。鲕状赤铁矿、鲕绿泥石、针铁矿见于浅水海洋、浅水湖盆。稀土、微量元素、同位素：测定其含量有利于研究沉积环境、古气候、古地理等特征。第56页第三节第三节 沉积相类型沉积相类型及其特征及其特征 第57页沉积相分类：依据沉积岩原始物质不一样碎屑岩沉积相碎屑岩沉积相：以陆源碎屑物质为主，沉积介质以深水为主，岩性以碎屑岩为主陆相山麓洪积相河流相湖泊相沼泽相沙漠相冰川相海陆过渡相三角洲相澙湖相海相有障壁海岸相无障壁海岸相浅海陆棚相半深海相深海相碳酸盐岩沉积相碳酸盐岩沉积相：以化学溶解物质为主，介质以清水为特征，岩性以碳酸盐岩为主第58页一、陆相沉积一、陆相沉积 陆相沉积复杂多样，空间分布不均，相变很大。第59页一、陆相沉积一、陆相沉积 沉积物以碎屑岩和粘土岩为主，分选性和磨圆度较差，碳酸盐类岩石少见（仅见于湖泊）；层理类型多样；生物为陆上生物（脊椎动物、昆虫等）、淡水动物和陆生植物。第60页1 1、河流相、河流相分为平原河流和山间河流两类。平原河流：流速小、河谷宽广、河曲发育，有“二元结构”即河床沉积和河漫滩沉积两部分。山间河流：流速大、切割深，河曲普通不发育，主要是河床沉积，河漫滩沉积不发育。第61页河床沉积河床沉积：包含河床滞留砾石沉积、边滩及心滩砂质沉积。剖面上，底部为河床滞留砾石，向上过渡为以岩屑砂岩、长石砂岩为主边滩或心滩沉积。第62页河床沉积砂砾磨圆度、分选性很好，砾石排列常逆流倾斜，含有单向倾斜层理和韵律性。沉积中普通无动物化石，偶见植物树干化石。第63页河漫滩沉积河漫滩沉积：包含堤岸、决口扇、河漫湖、岸后沼泽及牛轭湖等沉积。为洪水泛滥期产物。沉积较细，主要为细砂岩、粉砂岩和泥岩，普通有微斜层理。河漫滩、牛轭湖中可发育沼泽，见泥炭层、植物和动物化石。第64页2 2、湖泊相、湖泊相中国第一大淡水湖 鄱阳湖湖泊分为淡水湖和咸水湖两种。第65页淡水湖特征：淡水湖特征：位于湿润气候地带。沉积物以细砂岩、粉砂岩和粘土岩为主，粗碎屑岩少见且多分布于湖滨地域。化学成因石灰岩、泥灰岩和生物成因介壳灰岩、油页岩等较常见。含有极薄水平层理，仅在靠近湖岸浅水地带可见交织层理和斜层理。第66页淡水湖特征：淡水湖特征：化石丰富,含有淡水动物化石、植物化石等。因为环境适宜，丰富有机质向石油转化。湖相沉积（主要深水相）是良好生油层，滨湖带砂岩体是主要储油、储水带。沉积自边缘至中心依次为：滨湖带砂岩、砾岩；浅水带细砂岩、粉砂岩和粘土岩；深水带粘土岩、石灰岩、油页岩等。第67页中国第一大咸水湖第68页咸水湖特征咸水湖特征位于干燥地域。湖水较浅，有时干涸出现泥裂。沉积物以砂岩、粘土岩为主，也有砂岩和石灰岩，特征沉积物为盐类矿物（岩盐、石膏、芒硝等），有时有白云岩。常见水平层理。含有双壳类、腹足类、介形虫类等化石。第69页3 3、沼泽相、沼泽相第70页沼泽相特征沼泽相特征沼泽是由淡水湖泊发展来，所以湖泊沉积和沼泽沉积是逐步过渡。剖面：下部为湖泊相，向上变为湖沼相，最上为沼泽相。湖沼相以粘土岩为主，夹有细砂岩和粉砂岩；沼泽相以黑色粘土岩为主。含煤层和炭质页岩，有丰富植物化石。含有菱铁矿和黄铁矿结核。第71页4 4、山麓及山间、山麓及山间盆地沉积相类型盆地沉积相类型分布于山前大型断陷盆地边缘第72页快速堆积，形成洪积扇。沉积物以粗砾为主，多呈棱角状，还有砂和粉砂，分选性和磨圆度极差，扇根处最粗，向扇端和两侧逐步变细。层理不发育，常块状。扇根扇根扇中扇中扇缘扇缘扇远端扇远端第73页二、过渡相沉积二、过渡相沉积1、三角洲相2、澙湖相第74页1 1、三角洲相、三角洲相 河流在入海（湖）处形成大型锥状沉积体。在平面上通常为三角形或鸟足形扇状体。第75页三角洲沉积体结构三角洲平原（顶积层）：三角洲水上部分，包含分支河道和道间沉积砂、粉砂，在泛滥平原上粉砂、粘土及泥炭沉积。陆生生物化石丰富。第76页三角洲沉积体结构三角洲前缘（前积层）：三角洲平原前方，水面之下至波基面之上。近河口处河口沙坝发育，以砂和粉砂为主，大型交织层理；远河口处以粉砂为主，水平层理。含少许植物碎片和海湖生物碎屑。第77页三角洲沉积体结构前三角洲（底积层）：位于三角洲前缘，波基面之下。以悬浮搬运粘土沉积为主，含大量粉砂，多具水平层理或块状层理，发育暗色泥岩夹薄层粉砂岩。海湖生物增多，有机质丰富，是良好生油层。第78页 从400英里高处拍摄俄罗斯伏尔加河三角洲卫星照片，黑色区域为世界上最大内陆水体里海。第79页2 2、澙澙湖相湖相澙湖是以排水口和广海相连浅水盆地。出现于稳定平静海岸或海湾附近，因为障壁砂坝或障壁岛阻隔使其与广海分隔。澙湖类型：因为澙湖与广海分隔，不一样气候条件下澙湖盐度改变很大。干旱地域为咸化澙湖，潮湿地域为淡化澙湖。第80页南太平洋岛国南太平洋岛国斐济斐济第81页生物相：因为盐度改变大，窄盐性生物大量降低，广盐性生物有所增加，形成了无铰腕足类、腹足类、双壳类、钙藻、介形虫、有孔虫等泻湖相生物群。岩性相：淡化澙湖以暗色含有机质粉砂岩、粘土岩为主，石灰岩少见，具水平或波状层理。咸化澙湖以粉砂岩和粉砂质粘土岩为主，或为石灰岩、白云岩、泥灰岩等，常含石膏和岩盐夹层，具水平层理。第82页厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛中，中心富含矿物盐澙湖第83页 从高空俯瞰澳大利亚第84页三、海相沉积三、海相沉积 按海底地形和海水深度，将海相组分为滨海、浅海、半深海和深海四个相。海相组地形和水深关系示意图第85页1 1、滨海沉积相类、滨海沉积相类型型障壁型滨海：见于波浪作用强烈滨海带，具砂坝和澙湖。砂坝由分选好纯净石英砂组成，发育双向交织层理、冲洗交织层理和向海缓倾斜交织层理。无障壁型滨海：见于潮汐作用为主平坦滨海带，形成潮坪。划分为：潮上带、潮间带和潮下带。第86页潮上带：以砂、粉砂和泥质沉积为主，可见泥裂、雨痕、晶痕等暴露标志，及陆生动物和鸟类足迹。潮间带：发育双向交织层理和透镜状、脉状及波状层理，垂直层面潜穴，生物介壳常破碎。第87页潮下高能环境：多为石英砂岩，常见交织层理、水流冲刷面和波痕。窄盐性底栖生物多。潮下低能环境：以细粒粉砂和泥质沉积为主，发育水平层理和水平波状层理。以广盐性生物如双壳类、介形虫等为特征。潮下带潮下带第88页2 2、浅海沉积相、浅海沉积相类型类型沉积以泥岩、页岩、粉砂岩为主，与中细粒砂岩成不规则互层。泥岩中夹有薄层粉砂、砂、贝壳层和生物碎屑灰岩。窄盐性底栖生物发育，如珊瑚、腕足、钙质有孔虫等，化石保留完整、分异度高。遗址化石也很丰富，以啮食和觅食迹为主。第89页3 3、半深海和深海沉积相类型、半深海和深海沉积相类型浊流沉积：含有显著韵律性。每一个韵律代表一次浊流沉积，先粗粒后细粒。坡底形成海底扇。含海相化石，浮游、游泳生物及少许底栖生物。深海沉积：各种软泥。以浮游和游泳生物为主。第90页4 4、碳酸盐型滨浅海沉积相、碳酸盐型滨浅海沉积相指以碳酸盐沉积为主滨浅海。包含化学沉积形成灰岩和白云岩等沉积岩，及生物沉积形成生物礁等建造。沉积特征：由碳酸盐缓坡向碳酸盐台地演化。第91页碳酸盐缓坡：近岸、坡度小，浅水处易形成蒸发盐类，较深水高能环境下常形成鲕粒灰岩、竹叶状灰岩。碳酸盐台地：由缓坡长成，形成障壁，常具平顶和陡边。云南省香格里拉淡水碳酸盐台地 第92页茅草珊瑚岛美属生物礁：在海底原地增殖、营群体生活生物，如珊瑚、苔藓虫和层孔虫等骨骼、外壳以及一些沉积物在海底形成隆起状堆积体。第93页第四节第四节 古地理及古地理图古地理及古地理图经过相分析可再造古地理，得出某一地域古地理变迁及不一样地域乃至全球古地理景观。古地理图：用图例将海陆分布、地形等表示在一定百分比尺地理图上。岩相古地理图：概略性，小百分比尺，大百分比尺。第94页