《紀沉積物研究》課件

紀沉積物研究紀沉積物研究，又稱為年代地層學(xué)或地層年代學(xué)，是地質(zhì)學(xué)的一個分支，主要研究地層形成的年代和順序。引言沉積學(xué)的重要性沉積學(xué)是地球科學(xué)的重要分支，它研究地球表面的沉積物及其形成過程。沉積學(xué)研究對了解地球歷史、重建古環(huán)境、尋找礦產(chǎn)資源、預(yù)測自然災(zāi)害等具有重要意義。紀沉積物研究的意義紀沉積物研究是沉積學(xué)研究的重要組成部分，它研究特定地質(zhì)年代的沉積物及其特征。紀沉積物研究有助于揭示地質(zhì)歷史時期環(huán)境演變、氣候變化、生物演化等重要信息。什么是沉積物?碎屑沉積物巖石風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物，由各種大小的礦物顆粒組成，常見于河流、湖泊和海洋。生物沉積物生物遺骸或生物化學(xué)作用形成的沉積物，主要由生物骨骼、貝殼、藻類等構(gòu)成?；鹕匠练e物火山噴發(fā)產(chǎn)生的物質(zhì)，包括火山灰、火山碎屑和熔巖流，常形成獨特的火山沉積層?；瘜W(xué)沉積物由水體中溶解的物質(zhì)沉淀形成，主要包括鹽類、碳酸鹽和鐵錳氧化物等。沉積物的形成過程1風(fēng)化剝蝕巖石經(jīng)受風(fēng)化作用，分解成碎屑顆粒。2搬運碎屑顆粒被水流、風(fēng)力、冰川等搬運，并進行磨蝕和分選。3沉積搬運的碎屑顆粒在能量減弱的地方沉積下來，形成沉積物。4壓實和膠結(jié)沉積物在自身重力或覆載壓力下，發(fā)生壓實，并被地下水中的礦物質(zhì)膠結(jié)，形成沉積巖。沉積物的種類碎屑巖由其他巖石風(fēng)化、搬運、沉積的碎屑物質(zhì)膠結(jié)而成，例如砂巖、礫巖、泥巖。碳酸鹽巖主要由生物遺骸或化學(xué)沉淀的碳酸鹽礦物組成，例如石灰?guī)r、白云巖。蒸發(fā)巖由水體蒸發(fā)濃縮形成的鹽類礦物組成，例如石膏、巖鹽?；鹕綆r由火山噴發(fā)出來的巖漿冷卻凝固而成，例如玄武巖、安山巖。沉積物的特征粒度沉積物的粒度是指沉積物顆粒的大小，它可以反映沉積環(huán)境的能量水平。成分沉積物的成分是指沉積物顆粒的礦物成分，它可以反映沉積物的來源和形成環(huán)境。結(jié)構(gòu)沉積物的結(jié)構(gòu)是指沉積物顆粒的排列方式，它可以反映沉積環(huán)境的動力條件和沉積過程。顏色沉積物的顏色可以反映沉積物的礦物成分、氧化還原條件和有機質(zhì)含量。常見的沉積結(jié)構(gòu)沉積結(jié)構(gòu)是沉積物在沉積過程中形成的各種構(gòu)造。常見沉積結(jié)構(gòu)包括層理、層面、波痕、泥裂、生物擾動等。這些結(jié)構(gòu)反映了沉積環(huán)境和沉積過程，是沉積學(xué)家判斷古環(huán)境的重要依據(jù)。沉積結(jié)構(gòu)可以幫助我們了解沉積物的形成過程、沉積環(huán)境、沉積物來源、沉積時期等信息。例如，波痕指示了水流方向和水流強度，泥裂表明沉積環(huán)境曾經(jīng)暴露于空氣中。沉積環(huán)境的判斷沉積環(huán)境是指沉積物形成時的地理環(huán)境，是沉積學(xué)研究的重要內(nèi)容。1沉積環(huán)境沉積物形成時的環(huán)境2巖石類型巖石類型是判斷沉積環(huán)境的重要依據(jù)3沉積結(jié)構(gòu)沉積結(jié)構(gòu)反映了沉積環(huán)境的動力條件4化石化石可以指示沉積環(huán)境的生物因素5地球化學(xué)地球化學(xué)特征可以反映沉積環(huán)境的化學(xué)條件通過綜合分析沉積物的巖石類型、沉積結(jié)構(gòu)、化石和地球化學(xué)特征，可以推斷出沉積環(huán)境的類型。沉積相分析沉積相是指在特定地質(zhì)環(huán)境下形成的沉積物及其所反映的沉積環(huán)境。分析方法包括沉積物特征分析、古地理研究、生物化石分析等方法。應(yīng)用沉積相分析可以用于重建古環(huán)境、預(yù)測油氣資源、評估礦產(chǎn)資源等。沉積物的原生構(gòu)造原生構(gòu)造的形成沉積物形成過程中形成的構(gòu)造，代表沉積環(huán)境的特征。包括層理、層面、生物擾動等，反映了沉積過程中的水流、生物活動等。原生構(gòu)造的種類常見的有層理、層面構(gòu)造、生物擾動構(gòu)造等。層理反映了沉積物沉積時的水流方向和強度，層面構(gòu)造則是層理之間的界面，生物擾動構(gòu)造則反映了生物的活動。沉積物的次生構(gòu)造裂隙沉積物硬化后，受到地殼運動或壓力變化的影響，導(dǎo)致巖石破裂形成裂隙。褶皺沉積物在受到水平方向的擠壓作用后，會發(fā)生彎曲變形，形成褶皺構(gòu)造。斷層沉積巖層發(fā)生斷裂錯動，形成斷層構(gòu)造，導(dǎo)致巖層錯位。風(fēng)化作用沉積物長期暴露在地表，受到風(fēng)吹雨打，會發(fā)生風(fēng)化，改變其形態(tài)和結(jié)構(gòu)。沉積物的顏色沉積物的顏色主要受其組成礦物和有機質(zhì)的影響，是判斷沉積環(huán)境的重要依據(jù)。1紅色氧化鐵含量高，常見于陸地環(huán)境和氧化性水體。2灰色含有大量泥質(zhì)，常在缺氧環(huán)境形成，如沼澤和深海。3黑色富含有機質(zhì)，常在缺氧環(huán)境形成，如煤炭和石油形成地層。4黃色含有大量氧化鐵和氧化錳，常在河流和湖泊的沉積物中出現(xiàn)。沉積物的層理和層面1層理沉積巖中常見的結(jié)構(gòu)。指巖石中因沉積環(huán)境變化而形成的水平或近水平的層狀構(gòu)造。層理的厚度、形狀和組成反映了沉積環(huán)境和沉積過程。2層面相鄰兩層沉積物之間的分界面。層面可以是平坦的，也可以是波狀的，甚至是不規(guī)則的。層面的特征可以反映沉積環(huán)境的變遷。3層理類型根據(jù)層理的形態(tài)和成因可以分為多種類型，例如水平層理、交錯層理、波痕層理、生物擾動層理等。4意義層理和層面是沉積巖中重要的識別標志，可以幫助我們了解沉積環(huán)境、沉積過程和地質(zhì)歷史。沉積物的粒度分析沉積物的粒度分析是指對沉積物中不同粒徑的顆粒進行測定和統(tǒng)計分析。粒度分析可以幫助我們了解沉積物的來源、搬運方式、沉積環(huán)境等信息，并為進一步研究沉積物提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。方法原理應(yīng)用篩析法利用不同規(guī)格的篩子，將不同粒徑的顆粒分離。適用于砂級和礫級沉積物。沉降法利用不同粒徑的顆粒在水中沉降速度的不同，進行分離。適用于粉砂級和黏土級沉積物。激光粒度儀利用激光散射原理，測量顆粒的粒徑分布。適用于各種粒徑的沉積物。沉積物的成分分析碎屑碳酸鹽黏土有機質(zhì)沉積物成分分析可以確定沉積環(huán)境、沉積來源和沉積過程。例如，碎屑含量高可能代表陸源輸入，碳酸鹽含量高可能代表淺海環(huán)境。沉積物中的化石化石是保存在地層中的古生物遺體或遺跡，是研究地質(zhì)歷史、古環(huán)境和古生物演化的重要依據(jù)。沉積物中的化石種類繁多，包括動物化石、植物化石和微體化石等。化石的識別和分類海百合海百合是一種古老的海洋生物，它的化石可以幫助我們了解遠古海洋的環(huán)境和生物演化。恐龍骨骼恐龍骨骼化石是識別恐龍物種的重要依據(jù)，幫助我們了解恐龍的體型、生活習(xí)性和滅絕原因。三葉蟲三葉蟲是一種已滅絕的海洋節(jié)肢動物，它的化石可以幫助我們了解寒武紀時期的海洋生態(tài)系統(tǒng)。貝殼貝殼化石可以幫助我們了解古代海洋環(huán)境的溫度、鹽度和深度?；诔练e學(xué)中的應(yīng)用沉積環(huán)境重建化石可以幫助確定沉積環(huán)境，例如海水深度、鹽度和氣候條件。例如，珊瑚化石表明過去該地區(qū)存在溫暖、淺水環(huán)境。地質(zhì)年代測定某些化石被稱為指示化石，它們存在于特定地質(zhì)時代，可以用于確定沉積巖的年齡。古地理研究化石可以幫助確定古地理位置，例如大陸漂移和古海洋分布。例如，在不同大陸發(fā)現(xiàn)相同化石，表明這些大陸過去可能相連。生物演化研究化石記錄了生命演化的過程，可以幫助我們理解生物多樣性的發(fā)展和滅絕事件。碳酸鹽巖的研究礦物組成碳酸鹽巖主要由方解石、白云石等碳酸鹽礦物組成。沉積環(huán)境碳酸鹽巖形成于溫暖淺海環(huán)境，例如珊瑚礁、潟湖和大陸架。分類碳酸鹽巖可分為生物碎屑巖、泥晶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r等類型。研究意義碳酸鹽巖是重要的儲層巖石，也是重要的油氣勘探目標。碎屑巖的研究11.物質(zhì)來源研究碎屑巖的物質(zhì)來源有助于了解沉積盆地的形成和演化。22.沉積環(huán)境碎屑巖的沉積環(huán)境可以通過分析其結(jié)構(gòu)和成分來推斷。33.地質(zhì)演化碎屑巖可以揭示地質(zhì)歷史時期地殼的運動和變遷。44.礦產(chǎn)資源碎屑巖是重要的油氣儲層和金屬礦床，研究碎屑巖對礦產(chǎn)資源勘探具有重要意義。蒸發(fā)巖的研究蒸發(fā)巖的形成蒸發(fā)巖通常在干旱或半干旱地區(qū)形成，水體蒸發(fā)導(dǎo)致鹽類礦物沉淀。沉積環(huán)境包括封閉的瀉湖、鹽湖、干鹽湖和陸地鹽礦等。蒸發(fā)巖的類型常見的蒸發(fā)巖類型包括石膏、巖鹽、鉀鹽、芒硝等。不同類型蒸發(fā)巖的形成條件和礦物組合各不相同。有機質(zhì)豐度分析有機質(zhì)豐度分析是指對沉積物中總有機碳(TOC)含量進行測定。TOC含量反映了沉積物中保存的有機質(zhì)總量，是評價沉積環(huán)境和油氣生成潛力等的重要指標。方法描述元素分析法燃燒法測定總碳含量化學(xué)氧化法用氧化劑氧化有機碳，測定釋放的二氧化碳有機質(zhì)類型分析干酪根類型干酪根是沉積物中的有機質(zhì)經(jīng)過漫長地質(zhì)時期演化形成的固態(tài)有機化合物。煤巖類型煤巖是古代植物遺體在沼澤環(huán)境中堆積、經(jīng)過生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用形成的。油頁巖類型油頁巖是富含有機質(zhì)的泥質(zhì)巖石，其有機質(zhì)含量較高，可以開采和利用。沉積物的年代測定1放射性同位素測年利用放射性同位素衰變規(guī)律來確定沉積物的年代2生物標志物分析通過分析沉積物中有機質(zhì)中的生物標志物來確定沉積物的年代3古地磁測年利用地球磁場變化來確定沉積物的年代沉積物的年代測定是沉積學(xué)研究的重要組成部分，它可以幫助我們了解沉積物的形成時間，以及地質(zhì)事件發(fā)生的時間順序。放射性同位素測年方法放射性衰變放射性同位素會以固定的速率衰變，形成穩(wěn)定的同位素。半衰期半衰期是放射性同位素衰變一半所需的時間，是測年方法的關(guān)鍵。實驗室分析通過測定樣品中放射性同位素和其子體的比例，可以計算出樣品的年齡。時間尺度放射性同位素測年方法為地質(zhì)時間尺度的建立提供了關(guān)鍵證據(jù)。生物標志物分析生物標志物生物標志物是生物體殘留的有機分子，可以揭示沉積環(huán)境的性質(zhì)?；械纳飿酥疚锾峁┕怒h(huán)境信息，如沉積環(huán)境的溫度、鹽度和氧氣含量。分析方法現(xiàn)代分析技術(shù)，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS），用于識別和定量生物標志物。沉積環(huán)境的重建沉積物分析分析沉積物的粒度、成分、結(jié)構(gòu)和化石等特征，可以推斷沉積環(huán)境的物理、化學(xué)和生物特征。環(huán)境指標利用沉積物中的特定指標，如粒度分布、生物指標、地球化學(xué)指標等，進行環(huán)境指標分析，推斷古環(huán)境。沉積相分析結(jié)合沉積物分析和環(huán)境指標分析，劃分沉積相，重建沉積環(huán)境的空間分布和演化過程。地質(zhì)模型綜合分析結(jié)果，建立地質(zhì)模型，模擬沉積環(huán)境的演化過程，并對未來環(huán)境演化進行預(yù)測。序列地層學(xué)研究沉積巖層序沉積巖層序是地質(zhì)歷史的記錄，記錄了沉積環(huán)境的演變和地殼運動的跡象。通過研究沉積巖層序，可以了解地質(zhì)歷史時期沉積環(huán)境的變化、古地理和古氣候的演變。層序地層學(xué)層序地層學(xué)是研究沉積巖層序形成、演化和分布規(guī)律的學(xué)科。它運用多種地質(zhì)學(xué)方法，例如生物地層學(xué)、巖石地層學(xué)和年代地層學(xué)，對沉積巖層序進行研究。構(gòu)造沉積學(xué)研究1構(gòu)造運動的影響沉積盆地的形成和演化受到構(gòu)造運動的影響。構(gòu)造運動控制著盆地的沉降和隆升。2沉積物特征構(gòu)造運動會影響沉積物的搬運、沉積和保存，從而導(dǎo)致沉積物特征的差異。3地層疊置構(gòu)造運動導(dǎo)致的地層疊置關(guān)系，可以幫助重建地質(zhì)歷史和古地理環(huán)境。4油氣勘探構(gòu)造沉積學(xué)研