《部分沉積巖石學(xué)》課件

部分沉積巖石學(xué)沉積巖石學(xué)研究沉積巖及其形成過程。本課程將深入探討沉積巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和形成環(huán)境。沉積巖石學(xué)的研究內(nèi)容層理巖石層理是沉積巖中最常見的一種構(gòu)造，它反映了沉積環(huán)境的變化和沉積過程的特征。結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)是指巖石內(nèi)部的組成顆粒的大小、形狀、排列方式和顆粒間的聯(lián)系等特征?；练e巖中常保存著古代生物的遺骸或遺跡，它們是研究古生物、古環(huán)境和地質(zhì)歷史的重要證據(jù)。礦物成分沉積巖的礦物成分主要由碎屑礦物、化學(xué)礦物和生物礦物組成，它們反映了沉積環(huán)境的性質(zhì)和沉積過程的特征。沉積環(huán)境與沉積系統(tǒng)沉積環(huán)境是指沉積物形成和堆積的場所，它決定了沉積巖的特征。沉積系統(tǒng)則是指多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的沉積環(huán)境組成的系統(tǒng)，它反映了沉積盆地的演化過程。沉積環(huán)境的分類按地質(zhì)時(shí)代分類可分為古生代、中生代、新生代等，不同時(shí)代沉積環(huán)境特征差異較大。按沉積物來源分類可分為陸源沉積環(huán)境、火山沉積環(huán)境、生物沉積環(huán)境等，反映沉積物來源的差異。按沉積作用類型分類可分為機(jī)械沉積環(huán)境、化學(xué)沉積環(huán)境、生物沉積環(huán)境等，反映沉積作用的類型。按水體類型分類可分為河流、湖泊、海洋等，反映沉積環(huán)境的水體特征。沉積相與沉積構(gòu)造沉積相反映沉積環(huán)境特征的沉積巖組合。沉積構(gòu)造沉積巖中形成的各種構(gòu)造現(xiàn)象，如層理、波痕、泥裂等。沉積相與沉積構(gòu)造關(guān)系密切沉積相決定沉積構(gòu)造的類型和特征。碎屑沉積巖的成因與特征成因碎屑沉積巖是由各種巖石風(fēng)化、剝蝕后的碎屑物質(zhì)經(jīng)過搬運(yùn)、沉積和固結(jié)而形成的。這些碎屑物質(zhì)包括巖石碎屑、礦物顆粒和生物殘骸。特征碎屑沉積巖的主要特征是其顆粒大小、形狀、礦物成分和結(jié)構(gòu)。例如，砂巖由砂粒組成，而礫巖則由礫石組成。碎屑沉積巖的粒度分析粒度分析是碎屑沉積巖的重要研究內(nèi)容，通過粒度分析可以判斷沉積環(huán)境的能量變化和沉積物搬運(yùn)距離。碎屑沉積巖的圓度與球度碎屑沉積巖的圓度和球度是重要的巖石學(xué)指標(biāo)，反映了碎屑顆粒在搬運(yùn)過程中的磨圓程度和形狀特征。圓度是指顆粒的棱角程度，而球度則反映了顆粒的形狀接近球體的程度。0.1圓度圓度越高，顆粒越光滑，說明搬運(yùn)距離越遠(yuǎn)，磨損程度越大。0.8球度球度越高，顆粒越接近球形，說明搬運(yùn)過程中的撞擊和磨損更劇烈。10搬運(yùn)碎屑顆粒的圓度和球度與搬運(yùn)距離、搬運(yùn)介質(zhì)、碎屑類型等因素有關(guān)。2沉積圓度和球度可以幫助我們推斷沉積環(huán)境、沉積過程以及巖石的成因。碎屑沉積巖的含量與分選碎屑沉積巖的含量反映了不同粒級組分在沉積物中的比例，分選是指沉積物中各粒級組分大小均勻程度。含量分選反映了不同粒級組分在沉積物中的比例是指沉積物中各粒級組分大小均勻程度高含量代表某粒級組分比例高分選好指粒度均勻低含量代表某粒級組分比例低分選差指粒度不均勻碳酸鹽巖的成因與特征1生物成因多數(shù)碳酸鹽巖由生物遺骸堆積而成，如珊瑚、貝殼等。2化學(xué)沉淀海水中的碳酸鈣在適宜條件下會(huì)沉淀形成碳酸鹽巖，如石灰?guī)r。3混合成因許多碳酸鹽巖由生物遺骸和化學(xué)沉淀共同作用形成。4特征碳酸鹽巖具有特殊的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，如生物化石、疊層石等。碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造生物結(jié)構(gòu)由生物遺體組成，如珊瑚礁、生物碎屑等?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)由化學(xué)沉淀物形成，如鮞粒、疊層石等。構(gòu)造指碳酸鹽巖的層理、裂縫、溶洞等。化學(xué)沉積巖的成因與特征化學(xué)沉積作用化學(xué)沉積巖是地表水體中溶解的物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)或物理作用沉淀形成的巖石。主要類型常見的化學(xué)沉積巖包括蒸發(fā)巖、石膏、鹽巖、硅質(zhì)巖等，它們在不同地質(zhì)環(huán)境中形成。特征化學(xué)沉積巖通常具有層狀結(jié)構(gòu)，顏色單一，礦物組成較為簡單。作用化學(xué)沉積巖對理解古代地質(zhì)環(huán)境、氣候變化和礦產(chǎn)資源的形成具有重要意義。生物沉積巖的成因與特征1生物遺體堆積生物沉積巖是由生物遺體或生物活動(dòng)形成的巖石,包括生物骨骼、殼體、植物殘骸等。2有機(jī)質(zhì)含量高生物沉積巖含有豐富的有機(jī)質(zhì),例如煤炭、油頁巖等。3結(jié)構(gòu)特征明顯生物沉積巖常具有生物結(jié)構(gòu),例如層狀結(jié)構(gòu)、生物化石等。4分類多樣生物沉積巖的分類主要依據(jù)生物類型,例如生物礁、生物碎屑巖等。有機(jī)碳巖的成因與特征煤炭煤炭是古代植物在缺氧環(huán)境下經(jīng)生物化學(xué)作用和物理化學(xué)作用形成的。油頁巖油頁巖是富含有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖，主要由藻類、細(xì)菌等生物殘骸組成。天然氣天然氣是油氣田中的氣體，主要成分是甲烷，是由生物遺體經(jīng)復(fù)雜地質(zhì)作用轉(zhuǎn)化而來。沉積巖的孔隙與孔隙結(jié)構(gòu)沉積巖的孔隙是指巖石中由顆粒之間的空隙組成的空間，是儲(chǔ)層巖石的主要儲(chǔ)集空間?？紫督Y(jié)構(gòu)是指孔隙的形態(tài)、大小、分布、連通性等特征。沉積巖孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了其儲(chǔ)集性能。沉積巖孔隙結(jié)構(gòu)主要受控于沉積環(huán)境、成巖作用等因素。沉積環(huán)境控制了沉積物的類型、粒度、分選性等，而成巖作用則會(huì)改變沉積巖的孔隙結(jié)構(gòu)。沉積巖孔隙結(jié)構(gòu)對儲(chǔ)層巖石的滲透率、儲(chǔ)量等具有重要影響。研究沉積巖的孔隙結(jié)構(gòu)可以為油氣勘探開發(fā)提供重要的依據(jù)。沉積巖的滲透性與滲透機(jī)理滲透性巖石允許流體通過的能力滲透機(jī)理孔隙、裂縫等空間的連通性影響因素孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)、連通性、巖石成分測定方法滲透率測試、核磁共振分析沉積巖的儲(chǔ)集性能評價(jià)沉積巖的儲(chǔ)集性能是決定油氣資源勘探開發(fā)的關(guān)鍵因素之一。評價(jià)儲(chǔ)集性能需要綜合考慮多種因素，例如孔隙度、滲透率、含水飽和度、儲(chǔ)層有效厚度等。評估儲(chǔ)集性能可以幫助預(yù)測油氣產(chǎn)量，為開發(fā)方案的制定提供依據(jù)。5%孔隙度指儲(chǔ)層巖石中孔隙體積占巖石總體積的百分比。100mD滲透率指流體在儲(chǔ)層巖石中滲流的能力，單位為毫達(dá)西。30%含水飽和度指儲(chǔ)層巖石中孔隙空間被水占據(jù)的體積百分比。10m有效厚度指儲(chǔ)層中具有良好儲(chǔ)集性能的巖層厚度。沉積相分析的方法巖性分析巖石類型、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征，為沉積環(huán)境和沉積過程提供重要信息。生物化石分析化石類型、數(shù)量、保存狀態(tài)等，指示沉積環(huán)境的生物特征和古環(huán)境變化。沉積構(gòu)造分析層理、波痕、生物擾動(dòng)等構(gòu)造，反映沉積環(huán)境中的水動(dòng)力條件、沉積方向等。地球化學(xué)分析巖石元素含量、同位素組成等分析，揭示沉積環(huán)境的物理化學(xué)條件和沉積物來源。沉積序列分析沉積層序、厚度、沉積速率等變化，反映沉積環(huán)境的演化過程和沉積盆地的構(gòu)造背景。沉積環(huán)境重建的原理沉積環(huán)境重建是沉積學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，通過對沉積巖的特征進(jìn)行分析，可以推斷出過去的地質(zhì)環(huán)境，了解地層形成時(shí)的氣候、水體特征、生物活動(dòng)等信息。1沉積巖特征巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造2沉積相分析巖相、生物相、地球化學(xué)相3沉積模型對沉積環(huán)境進(jìn)行模擬和重建4古環(huán)境推斷氣候、水體特征、生物活動(dòng)沉積環(huán)境重建是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合運(yùn)用各種研究方法，才能更加準(zhǔn)確地還原地質(zhì)歷史。典型沉積環(huán)境的特征不同沉積環(huán)境的沉積物具有各自獨(dú)特的特征，反映了其形成時(shí)的物理、化學(xué)和生物條件。例如，河流沉積物通常呈現(xiàn)出層狀結(jié)構(gòu)，并含有較多的礫石和砂巖；湖泊沉積物則通常呈細(xì)粒狀，并含有豐富的有機(jī)質(zhì)。認(rèn)識這些特征有助于我們了解地質(zhì)歷史時(shí)期沉積環(huán)境的演變過程，并為油氣勘探開發(fā)提供重要的地質(zhì)依據(jù)。陸相沉積環(huán)境河流沉積河流沉積是陸相沉積中最常見的類型之一，包括河床沉積、河漫灘沉積和洪泛平原沉積。它們通常具有層理發(fā)育、粒度分選好等特點(diǎn)。湖泊沉積湖泊沉積環(huán)境是陸地水體的重要組成部分，其沉積物類型多樣，包括泥質(zhì)沉積、砂質(zhì)沉積和生物沉積等，根據(jù)湖泊的類型和水深不同，沉積物的特征也不一樣。沙漠沉積沙漠沉積環(huán)境是干旱少雨的區(qū)域，其特征是風(fēng)力作用強(qiáng)烈，形成風(fēng)成沙丘、沙層等，并常伴有蒸發(fā)沉積。冰川沉積冰川沉積環(huán)境是受冰川作用影響的區(qū)域，其特征是冰川搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)，形成冰磧物、冰川泥等，常具有角礫狀、不分選等特點(diǎn)。過渡相沉積環(huán)境陸地與海洋交匯過渡相沉積環(huán)境位于陸地與海洋交匯處，受海水和陸地雙重影響。多樣性沉積物包含陸源碎屑、生物碎屑、化學(xué)沉積物，形成獨(dú)特的沉積特征。潮汐作用顯著潮汐運(yùn)動(dòng)塑造獨(dú)特的地貌和沉積結(jié)構(gòu)，例如潮汐灘、潮間帶等。生物繁盛過渡相環(huán)境為多種生物提供適宜的生存環(huán)境，形成豐富的生物群落。海相沉積環(huán)境11.海洋環(huán)境海洋環(huán)境是地球表面最廣闊的沉積環(huán)境，包括淺海、半深海和深海。22.沉積物類型主要沉積物類型有碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖和碎屑巖。33.生物作用生物作用對海相沉積物的影響顯著，生物遺體、生物擾動(dòng)和生物礁發(fā)育普遍。44.水動(dòng)力條件水動(dòng)力條件決定了沉積物的搬運(yùn)和沉積方式，形成了不同的沉積構(gòu)造?；鹕匠练e環(huán)境火山噴發(fā)產(chǎn)生大量火山碎屑物，如火山灰、火山彈等。熔巖流形成的熔巖層，可以覆蓋火山碎屑物，形成新的沉積層?；鹕交顒?dòng)還可能形成溫泉、熱泉等，在水中沉淀出礦物質(zhì)。冰磧沉積環(huán)境冰川融化冰川融化形成冰川融水，攜帶大量碎屑物質(zhì)。冰川融水沉積形成冰磧沉積物，包括冰磧礫石、冰磧泥等。冰川侵蝕冰川運(yùn)動(dòng)過程中，對地表進(jìn)行強(qiáng)烈的侵蝕，形成冰磧巖。冰磧巖一般呈塊狀、不規(guī)則狀，具有明顯的磨圓和棱角特征。古氣候與古生物指標(biāo)化石古代生物的遺骸和遺跡，例如貝殼、骨骼和足跡，可以揭示古環(huán)境。年輪樹木年輪可以反映古代氣候變化，例如溫度和降水量。孢粉化石植物孢子、花粉和葉片化石，可以幫助我們了解古植被和古氣候。沉積物沉積物類型和成分可以反映古氣候條件，例如溫度、降水量和風(fēng)力。沉積相序與沉積旋跡1沉積相序沉積相序是指在一定地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，由不同沉積相在時(shí)間和空間上的排列組合所形成的沉積單元。2沉積旋跡沉積旋跡是指沉積相序在時(shí)間和空間上的重復(fù)出現(xiàn)，形成一種循環(huán)的沉積模式。3研究意義沉積相序與沉積旋跡的分析有助于揭示沉積盆地的演化過程，預(yù)測油氣儲(chǔ)層的分布規(guī)律。沉積盆地分類與特征前陸盆地前陸盆地位于造山帶前緣，由地殼運(yùn)動(dòng)形成，具有巨大沉積厚度和復(fù)雜構(gòu)造特征。裂谷盆地裂谷盆地由地殼拉伸形成，具有狹長形狀，沉積物類型豐富，發(fā)育火山巖。拗陷盆地拗陷盆地由地殼下降形成，具有大面積沉積，多發(fā)育碳酸鹽巖和碎屑巖。坳陷盆地坳陷盆地由地殼緩慢沉降形成，沉積厚度大，通常發(fā)育含煤沉積。沉積相分析在勘探開發(fā)中的應(yīng)用油氣勘探沉積相分析能有效預(yù)測儲(chǔ)層分布和油氣富集規(guī)律，指導(dǎo)油氣勘探方向。礦產(chǎn)勘探沉積相分析可用于確定礦床形成環(huán)境，推斷礦體形態(tài)和賦存規(guī)律，指導(dǎo)礦產(chǎn)資源勘探。工程建設(shè)