碳酸盐岩沉积相.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,Carbonate rock,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,第三节 古地理图件编制,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,本章重点,1,、碳酸盐岩沉积作用,2,、,Shaw,和,Wilson,陆表海碳酸盐岩,沉积相模式,第二十四章 碳酸盐岩沉积相,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积作用和沉积特征,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,1,、碳酸盐岩主要形成于温暖气候条件的浅海环境。S30,、,N30,之间是碳酸盐岩沉积的有利环境,30,30,二叠纪古地理,特提斯多岛洋,30,度,30,度,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,2,、碳酸盐岩可由化学作用沉积而成，也可,由机械和生物作用共同作用形成,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征,3,、碳酸盐岩沉积不仅具有碎屑岩的沉积特征，,而且具有自身的沉积特征,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,1,、潮坪碳酸盐岩沉积潮汐作用占主导地位,潮上带蒸发、交代,潮间带交代、沉积,潮下带沉积,潮上带沉积（蒸发作用）,潮间带波状叠层石交代、沉积作用,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,2,、海滩、浅海碳酸盐岩沉积波浪作用,在不同古地形、古物源和水动力作用下，形成,不同沉积类型的颗粒碳酸盐浅滩。,鲕滩,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,3,、生态礁碳酸盐岩沉积波浪作用及特定环境,古隆起地形、水浅、水净，生物多、阳光足,生态礁,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,4,、浊流和风暴流碳酸盐岩沉积,重力流作用及特定环境,浅水碳酸盐岩沉积搬运到深水环境,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,5,、半深海和深海碳酸盐岩沉积,垂向加积作用,微体化石与粘土、硅质岩沉积,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用,6,、碳酸盐岩沉积补偿深度（,CCD,）,和硅质岩沉积补偿深度（,QCD,）,沉积作用与溶解作用之间的平衡,CCD,QCD,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,1,、特征层理类型是确定沉积相的重要标志,交错层理和生物礁格架,丘状交错层理,递变层理,泥裂,晴天浪底,风暴浪底,平均海平面,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,2,、,层面的流痕及印模构造,波痕,槽模等,晴天浪底,雨痕,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,3,、,丰富的生物化石和遗迹化石,晴天浪底,第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用,三、碳酸盐岩沉积相标志,4,、,溶解、渗滤和暴露标志以及其它化学成因的构造,晴天浪底,喀斯特和石盐假晶,第九章 碳酸盐岩沉积相,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,1,、陆表海的概念（,Shaw,1964,）,是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的,（海底坡度一般小于,1,英尺,/,英里）、范围,广阔的（延伸可达几百到几千英里）、很,浅的（水深一般只有几十米）浅海。,两种浅海,陆表海及陆缘海的特征,陆缘海,也可称作大陆边缘海，是位于大陆边缘的、坡度较大的（海底坡度约,2,10,ft/mi),、范围较小的（宽度一般,100,300mile,）、深度较大的（水深可达,200,350,米）的浅海。陆表海和陆缘海是性质大不相同的两种浅海。,陆表海,陆缘海,面积,广阔，几百,几千公里，四周多被大陆包围（内陆海）,位于大陆边缘,(,大陆架,),窄，,150,500km,坡度,平缓，,1/5000,较陡，,1/500-1/2000,深度,浅，,30-50m,，,200m,达,200-350m,）,形成古代碳酸盐沉积物的海洋并不像现代的许多陆缘海性质,而是属于陆表海，如华北地台和扬子地台古生代的浅海都属于陆表海。,陆表海与陆缘海,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,2,、陆表海清水沉积作用（,Irwin,1965,）,清水沉积作用是指没有或几乎没有陆源,物质流入陆表海沉积环境的碳酸盐沉积,作用。,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,一、陆表海沉积相模式,3,、陆表海沉积相模式（,Irwin,1965,）,依据陆表海能量特征，划分出三个能量带。,靠近,海岸的低能带,Z,带；,稍近海岸的低能带,Y,带；,远离,海岸的低能带,X,带；,X,带,Y,带,Z,带,一、陆表海沉积相模式,二、混积型沉积相模式,Armstrong,，,1974,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,碎屑岩与碳酸盐岩共同沉积的模式,二、混积型沉积相模式,Armstrong,，,1974,1,、沉积单元的划分,陆相,局限台地,开阔台地,二、混积型沉积相模式,Armstrong,，,1974,2,、沉积特征陆相,陆相,砂泥岩和煤的沼泽沉积，植物化石多,二、混积型沉积相模式,Armstrong,，,1974,2,、沉积特征局限台地,局限台地,近岸带：粉细砂岩和泥岩；,远岸带：含海绵骨针的泥岩,二、混积型沉积相模式,2,、沉积特征,开阔台地,向岸带：含粪粒的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩；,向海带：苔藓类的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩,第九章 碳酸盐岩沉积相,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,三、碳酸盐岩综合相模式,第二节 碳酸盐岩沉积相模式,三、碳酸盐岩综合相模式,Wilson,1975,1,、沉积相带的划分,3,个相区、,9,个相带和,24,个微相,1,）宽相区：潮坪陆棚相区，,3,个相,2,）窄相区：台地相区，,3,个相,3,）宽相区：盆地斜坡相区，,3,个相,2,、相带沉积特征,1,）盆地相,位于浪底（或波基面）和氧化界面以下，,水深超过几十米至几百米，为静水还原环境。,主要为深海沉积物和浊积岩沉积,2,、相带沉积特征,2,）广海陆棚相,水深几十米至米，风暴浪基面以下；,富含生物化石的泥灰岩和石灰岩；,多见生物扰动构造,2,、相带沉积特征,3),碳酸盐台地斜坡脚相,风暴浪底附近，由远洋浮游生物及来自相邻的,碳酸盐台地的细碎屑组成,;,少量粘土质及硅质,夹层，块状层理,2,相带沉积特征,4,）台地前缘斜坡相,晴天浪底附近，为深水陆棚和浅水碳酸盐台地,的过渡沉积；主要由各种碎屑组成（灰沙）；,广海生物发育,2,、相带沉积特征,5,）台地边缘生物礁相晴天浪底之上,灰泥丘或生物碎屑丘；,圆丘礁台或斜坡，,格架建筑的环礁。,现代生物礁,.,碳酸盐滩,现代碳酸盐滩,Wilson,模式相带,实例（礁、滩）,山东徐庄组鲕粒灰岩,贵州香树园组珊瑚礁灰岩,环 礁 的 发育演化,岸礁,与陆地或岛屿相连的礁,堡礁,延伸方向与海岸平行,环礁,远离海岸呈环形,2,、相带沉积特征,6),碳酸盐台地边缘浅滩相 晴天浪底之上,颗粒碳酸盐岩主要呈砂洲、海滩、扇形；,颗粒已受波浪、潮汐水流或沿岸海流的簸选，比较洁净,山东张夏组鲕粒灰岩,山东徐庄组鲕粒灰岩,含海绿石鲕粒灰岩,2,、相带沉积特征,7,）开阔台地相,晴天浪底之下,环境水较浅，由数米到数十米；,盐度正常生物发育；,灰泥质颗粒碳酸盐岩及生物礁,2,、相带沉积特征,8,）局限台地相,晴天浪底附近,泻湖，环境水较浅，由数米到数十米；,盐度不正常，生物变化大；,灰泥质颗粒岩、泥岩及白云岩,2,、相带沉积特征,9,）台地蒸发岩相,潮上带，盐沼，,石膏和白云岩,塔北,Cm-O,碳酸盐岩台地,层序,-,体系域类型与空间分布,Wilson,模式,9,个相带,实例,第三节 古地理图件编制,一、古地理研究的指导思想,1,、构造古地理,2,、生物古地理,3,、岩相古地理,沉积盆地,:,地球表面三度空间内，容纳沉积物堆积的场所。,沉积盆地分析,:,运用多学科,（沉积学、地层学、构造地质学）,知识，采用多种方法（,钻孔、露头观察、地球物理）,对沉积盆地的形成、沉积充填、古地理演化和地球动力学进行综合研究的过程。,古地理学：,研究地史中地球表面的自然地理,（海陆分布、海平面变化、沉积介质性质、地形地貌、气候条件、生物分布等）,特征及其发展历史的学科。,古地理分析：,通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等方法，再造地质历史时期中的自然地理景观的过程，也就是再造沉积区和侵蚀区的古景观的过程。,古地理研究包括,:,（,1,）沉积（岩相）古地理：反映海陆分布、各种古环境及沉积产物；,（,2,）生物古地理：通过生物相、生物分区研究，确定古代环境（海陆，水深）的分布及其对古板块构造的指示意义。,（,3,）构造古地理：着眼于构造地貌标志，表示各种沉积类型、组合的分布，表示构造,地貌单元，如大陆边缘、岛弧、边缘海、裂陷槽等。,剥蚀区,沉积区,古地理分析的内容包括：,确定侵蚀区位置、盆地边界、古地貌、母岩性质、介质类型、水动力条件、化学性质、古气候等。,古地理分析不仅可以确定当时的自然地理景观，还可查明沉积矿产生成与分布规律，阐明沉积作用与大地构造之间的关系，进一步了解地壳运动与地质发展史，作出矿产的预测。,二、常用的沉积古地理研究与编图方法,一编图工作的设计和准备,二）野外工作,三）室内工作,四）综合图件的编图,一）编图工作的设计和准备,吸收前人成果，开展必要的野外工作。在工作方法上强调宏观与微观结合、野外与室内结合；在工作步骤上，一般包括设计准备、野外工作、室内分析鉴定和编图工作。这些不同的工作阶段之间，常常是有机联系、相互穿插的。在设计准备阶段，要做好以下几方面的工作：,1.,全面收集资料；,2.,统一地层划分对比方案，确定编图单元；,1,、全面收集资料,古地理研究需要收集各方面资料并对其进行综合分析，主要包括以下三方面资料：,(1),地表地质资料，收集前人的地质图、剖面图及构造、地层、沉积等方面的成果，注意收集盆缘资料和区域资料。野外工作应注意搜集构造、地层、沉积方面的资料，并对关键层位进行区域追索。,(2),地下地质与地球物理资料，包括地震、钻井岩心、测井资料及地震相、测井相资料。,(3),室内分析资料，如地化分析资料、岩石空隙度、镜煤反射率（,R0,）。,2.,统一地层划分对比方案，确定编图单元,3,、编图单位的选择,A,编图单位内不能有不整合存在。,B,既要选择大的层段作为编图单位，又要选择相当于中旋回或者主要层段作为编图单位。,C,要有足够的数据点。,D,选择编图单位时应考虑到有一个或者上、下两个标准层作为编图单位的界限。,二）野外工作,是沉积古地理研究的基础。主要通过测制沉积相剖面，系统研究岩石成分、结构、构造、古生物组合和生态特点、遗迹化石、古流向等各种能够判别沉积环境的成因标志，进而划分岩石的成因单元。采集必要的样品供室内分析研究，为正确的划分沉积相类型，建立区域沉积相模式和综合编图工作奠定基础。,（一）沉积相剖面的测制,1.,野外踏勘,2.,剖面的类型、布署原则和精度要求,3.,剖面测制程序和样品采集,（二）沉积相野外研究,野外定相问题十分重要，室内工作只是野外工作的补充、修正和深化。,沉积相类型的确定。,野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征，不同环境的沉积模式，善于发现和识别各种相标志；要求在野外根据不同的剖面特点，抓住要点，仔细观察，根据所有的标志和剖面结构及相序变化特点，综合分析，然后作出判断。,三）室内工作,包括样品的分析和整理、图件以及报告的编写。内容包括岩石薄片的鉴定及其结果的分析和统计、碎屑岩粒度分析、岩石薄片中生物碎屑、种属和生态特征的鉴定和统计分析、部分沉积成岩矿物的定性定量研究、各项测试数据（包括光谱、化学分析、同位素分析）的综合整理与解释等。,1.,实际材料图,2.,沉积相柱状剖面图,3.,地层厚度等值线图,4.,岩性图,5.,复合组分图,1.,实际材料图,常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括：,(1),研究层位的露头分布情况。,(2),注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。,(3),所有剖面点统一编号，以便查阅。,2.,沉积相柱状剖面图：,是根据野外和室内的成果，综合分析后编制而成。既是描述性的，也是解释性的。包括,地层单位系统,、,实际材料,（层号、厚度、样品等）、,相标志,（岩性、成分、颜色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等）和,沉积相类型,四个方面,。,四）古地理图件的编制,3.,地层厚度等值线图,研究地层厚度变化可了解其延展情况和几何形态，并作为划分沉积相的参考。作图方法是在地理底图上，首先按实际材料投点编号，标明厚度，然后用内插法勾绘厚度等值线或采用趋势分析。编图应注意：,(1),剖面点的均匀性和厚度的可靠性。,(2),联图时应结合岩性变化特点，对厚度变化进行分析，初步掌握其定向趋势，然后再行联图。,(3),特别注意地层尖灭点性质的分析，它直接影响到古地理面貌的解释。,(4),注意同沉积构造的研究，特别是同沉积断裂活动的影响。,4.,岩性图,表示岩性组合特点及其空间变化，是划分沉积相的重要依据。分为：单组分图和复组分图。,单组分图的编制通常可采用以下三种等值线图：,(1),厚度法：以某种组分岩石在剖面中的实际总厚度编制厚度等值线图。,(2),岩石百分率法：用某种组分在剖面中所占的厚度百分比编制等值线图，以表示它们在区域上的变化。,(3),岩石比率法：用某几类主要岩石在剖面中的相对比率编制等值线图，以表示它们在空间上的变化关系和特点。,5.,复合组分图,(1),沉积类型图,(2),岩组三角图,(3),岩比三角图和百分率三角图,沉积古地理图图面上所表示的主要内容有：,(1),海陆分布及其特点；,(2),古水流方向、海侵方向及陆屑供给方向；,(3),岩石组合、古生物组合；,(4),有特殊意义的地质体（生物礁、矿层等）；,(5),不同级别的沉积相界线；,(6),厚度变化；,(7),不同古地理单元及沉积相区的名称；,(8),图切相剖面图。,第三节 古地理图件编制,三、岩相古地理编图方法,“,单因素分析综合作图法,”,三、岩相古地理编图方法,“,单因素分析综合作图法,”,三个步骤：,第一，单剖面岩石学及岩相学研究，,取全第一性定量及定性资料，了解,各单剖面各层段的沉积环境特征。,三、岩相古地理编图方法,“,单因素分析综合作图法,”,三个步骤：,第二，选择反映沉积环境某些特征的因素，,即单因素，并按要求的作图单位层段，,作出相应的各种单因素基础图件，主要是,等值线图,“,单因素分析,”,。,三、岩相古地理编图方法,“,单因素分析综合作图法,”,三个步骤：,第三，综合各单因素基础图件，结合其它,岩性资料以及区域地质资料进行全面分析，,综合判断，编制出该地区该作图单位的岩,相古地理图,“,综合作图法,”,。,思 考 题,1,、碳酸盐岩沉积学的进展及其油气地质意义？,2,、碳酸盐的结构组分、特征及形成条件？构造特征？,3,、碳酸盐现代沉积环境及其成岩作用？,4,、陆表海清水沉积作用原理？图示陆表海模式及其沉积特征？,5,、威尔逊碳酸盐岩相模式特征？,6,、古地理图件的主要编图内容和方法？,谢 谢,