碳酸盐沉积环境及相模式讲课讲稿
碳酸盐沉积环境及相模式 2
灰色厚层癞痢状灰岩(锡矿山组)
灰色白云质泥质条带灰岩(佘田桥组)
隆回六都寨上泥盆统锡矿山组主要以灰色泥晶灰岩、泥灰岩,呈中厚层状,局部含有“癞痢”凝 块状灰岩,上部约有60m为灰色、暗灰色中厚层状白云质灰岩、泥质灰岩,顶部约有15m厚的黄褐 色钙质泥质粉砂岩。岩性特征反映该时期的水体深度较浅,为局限台地相沉积。
南丹罗富黑色薄层硅质岩(榴江组)
望谟桑郎硅质岩-灰岩型
南丹罗富灰黑色薄层泥岩(罗富组)
贵州桑郎泥盆系剖面
泥盆系上统
上统响水洞组,
主要以深灰色及灰 黑色薄层钙质泥岩 夹薄层夹黑色硅质 层台盆相环境局部 为硅质灰岩组成的 台棚相环境交替出 现;代化组则以台 棚相的深灰色及灰 黑色钙质泥岩夹杂 部分的中薄层深灰 色生屑灰岩及泥晶 灰岩沉积为主;者 王组主要以深灰色 及灰黑色中薄层泥 晶灰岩、灰黑色中 薄层燧石层及灰黑 色薄层钙质泥岩为 主,反映了深水台 盆相沉积。
在本次野外地层踏勘中,典型的台地边缘礁环境的剖面有紫云石头寨二叠系 生物礁。
紫云洞礁前生物角砾灰岩
紫云石头寨二叠纪生物礁 GPS: 25o44.965N,106o05.755E
6、台地边缘斜坡相
位于台地前缘斜坡处,主要由各种碎屑组成,沉积物极不稳定,其大小和形 状变化极大,主要的岩石类型有各种石灰岩,如泥晶石灰岩、砂屑石灰岩、沉积 角砾岩等,这取决于水的能量,岩石颜色从暗色到浅色,有大型的滑塌构造,切 断层理的外来岩块、斜坡泥丘以及碎屑注入岩脉等。
灰黑色薄层炭质泥岩夹 炭质硅质泥岩(代化组)
灰黑色薄层硅质岩(者王组)
深灰色钙质泥岩夹中薄层细晶灰岩 及粉砂岩(代化组)
深灰色钙质泥岩夹中薄层细晶灰岩 及粉砂岩素描(代化组)
紫云火花泥盆系、石炭系剖面
《沉积岩石学》海洋碳酸盐沉积环境及相模式
生物和浅水区飘运来或由碳酸盐岩重力流搬运
而来。
长江大学地球科学学院
School of Geoscience, Yangtze University
因此,温暖、清洁、透光的浅水环境有利 于碳酸盐的形成这一条件并不是绝对的,应该 辩证来看待这一问题,有关碳酸盐的形成还有 许多问题有待进一步探索。
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非海洋环境碳酸盐沉积物主要有湖泊碳酸 盐沉积、土壤中的钙结核、钙质砂丘、钙质泉 华、洞穴碳酸钙沉积等形式,其中湖泊碳酸盐 沉积具有相当的研究价值。
湖泊碳酸盐 岩一般规模很 小,局部发育, 也有呈区域性的 较大规模发育。
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中扬子下寒武统天河板组灰岩与泥岩稳定互层
关于深度:
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海洋浅水(小于30m)环境有利于碳酸盐
的沉积是毫无疑问的,但是现代深海海底三分 之一以上的地区覆盖有30%以上的钙质软泥。
第十章 海洋碳酸盐沉积环境及相模式
(Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate)
第一节 绪 论
一、碳酸盐沉积的环境
碳酸盐沉积物的形成方式有化学的、生物 化学的、生物的和机械的,以生物成因为主。
现代碳酸盐沉积物主要发育于海洋环境, 少量见于非海洋环境。
台地碳酸盐沉积
关于温度: 近些年来,人们也ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ现了不少现代和古代
碳酸盐沉积环境及相模式
碳酸盐沉积环境及相模式中国地质大学(武汉)摘要碳酸盐岩在我国广泛发育,是重要的油气勘探层位,在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。
我国的碳酸盐主要以海相为主,湖相也很常见。
碳酸盐是石油的优良储藏体,特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。
而且在石油勘探过程中,主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。
所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。
目前,碳酸盐的相模式还不是非常的完善,各种相模式混乱,互为独立而又有相同的地方,没有明显的界线划分和分类。
导致相模式的标准和用词不尽相同,给油气勘探带来不便。
本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类,对碳酸盐的研究的现状总结。
关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地作者中国地质大学地学院引言自上世纪中期以来,碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。
这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。
碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。
众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。
次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。
可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。
在碳酸盐的石油勘探过程中,碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。
1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用1.1沉积环境①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境现代海洋碳酸盐沉积,主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带,如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。
碳酸盐沉积环境及相模式
第十二章碳酸盐沉积环境及相模式第一节海洋碳酸盐沉积环境特点一、温暖、清洁、透光的浅水海洋环境现代海洋碳酸盐沉积,主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带,如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。
上述地带钙藻大量繁殖,珊瑚礁发育,局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。
而在南北纬度40°之间的深海盆地底部,有大量浮游生物碳酸盐沉积。
这些现代海相碳酸盐产出环境,不仅是温暖、浅水,而且是清水环境,如加勒比海的三大碳酸盐滩,远离密西西比河口自西来的沿岸流,这就避开了大量细碎屑沉积物的注入;我国广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域,同样远离粘土及粉砂的供给区而以沉积碳酸盐为主。
除造钙生物提供的骨骼,现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。
据金斯伯格(R. N. Cinsburg,1975)的资料,现代热带浅海小于10-15m水深的海域,所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍,主要与这一水域的绿藻海松科及蓝绿藻特别丰富有关,由于藻类的光合作用,需要从海水中吸收大量CO2,从而促使海水中的CaCO3过饱和,沉淀出文石质灰泥来,而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者,因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物,而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。
如果海水浑浊,不仅妨碍光合作用,阻止钙藻的生长,另外悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动物的摄食器官,使这些动物不能繁衍,也妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生,故浑水对碳酸盐的生成起着抵制作用。
海水太深,阳光不足,氧气不够,对藻类和底栖无脊椎动物生长不利;位于CCD面之下的深海水域,水压大,溶解CO2多,CaCO3不饱和,因此深水不仅不会有大量原地碳酸盐沉积物的直接产生,而且对已堆积的碳酸盐沉积物有强烈溶解作用,部分深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层具几丁质表面保护层的浮游生物(如颗石藻、抱球有孔虫、翼足类等)和浅水陆棚区以浊流方式搬运来的灰泥或粉屑供给。
碳酸盐岩沉积相PPT培训课件
└→包括大陆坡、陆隆、海沟、海底狭谷、海岭、洋中脊和深海平原等
水深大于1500m或2000m的静态下深水碳酸盐沉积起决定性控制 因素的主要是水体深度。海洋水层深度分层(带)、海水柱的密度
分层、滞水无氧深度、碳酸钙沉积补偿深度(CCD)以及硅质沉积物补 偿深度(QCD),都是具有广泛而又有普遍控制意义的深水碳酸盐沉积 作用的平衡面。
地中。具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊 积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩 的重要相标志。
碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境,也与成岩环 境和成岩作用密切相关。
碳酸盐岩具有易溶性和易变性。
二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用—6种
● 潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主 的碳酸盐岩盆地环境,——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。 潮汐沉积作用带主要发生在:
好的指相性。 在风暴流控制的浅海碳酸盐台地,分为正常天气和风暴天气,从而
双向或出现由于风暴波能的巨大的风暴潮,一般风暴潮差≥6m。 风暴潮冲刷岸滩或浅滩产生潮水回流,变化于正常浪底之下,形成
风暴沉积物。风暴岩具有类似鲍玛层序的相层序,但底模(钵模)构造、 丘状交错层理和生物逃逸是鉴别风暴沉积物(岩)的重要相标志。
§8-2 碳酸盐岩沉积相模式
● 三种国外常用的浅水碳酸盐岩沉积相模式划分方案。三为重点
一、陆表海沉积相模式
肖(Shaw,1964)首先把碳酸盐的主要沉积场所——
浅海——划为陆表海和陆缘海两个类型 。
● 陆表海(epeiric sea,或内陆海、陆内海、大陆海): 是位于大陆内部或陆棚内部的、低海底坡度(<1ft/mile,
沉积相讲课-14 碳酸盐深水沉积 共39页
第三节 事件沉积作用
一、碳酸盐重力流沉积 1、碳酸盐重力流沉积类型 是深水沉积的重要类型,包括: 岩崩、滑动-滑塌、碎屑流、 颗粒流和浊流
第三节 事件沉积作用
一、碳酸盐重力流沉积 2、碳酸盐重力流沉积特征
1)岩崩碎屑堆积岩 ◎概念:指包含在原地深水沉积物中的 、来自浅水台地的大型碳酸盐块体
第三节 事件沉积作用
二、碳酸盐等深流沉积
2、等深岩与浊积岩的区别
标志
浊积岩
等深岩
层厚 递变层理
10-100cm 正递变层理
< 5cm 正、反递变层理
水平层理
上部可见
多见
块状层理 多见,颗粒无定向 缺少,颗粒有定向
杂基
10-20%
0-5%
化石
多见
少见
谢 谢!
谢谢!
3、碳酸盐重力流沉积组合 和沉积模式
2)重力流沉积模式-4种
(3)沉积边缘-礁边缘沉积模式 台地边缘为平缓的生物礁,环台地 周缘不发育岩崩堆积
一、碳酸盐重力流沉积
3、碳酸盐重力流沉积组合 和沉积模式
2)重力流沉积模式-4种
(4)沉积边缘-滩边缘沉积模式 台地边缘是平缓的滩,环台地 周缘很少发育碎石堆积
第三节 事件沉积作用
二、碳酸盐等深流沉积 1、沉积特点 6)等深流流速变化形成正、反 递变层序 7)沉积厚度几厘米到几米
二、碳酸盐等深流沉积 1、沉积特点 8)自下而上沉积序列:
5 具生物扰动和生物碎片的泥质
4 夹粉砂质透镜的泥质 3 具生物扰动和生物碎片的粉砂质
2 具生物扰动、互层泥质和砂质
1 含有贝壳碎屑的泥质
第二节 正常沉积作用
4、以CCD为基准面,按CaCo3 残余物含量不同,可划分出5个 碳酸盐溶解相
碳酸盐主要沉积环境及相模式
► 3.碳酸盐岩台地的斜坡脚相(或盆地斜坡相或盆 地边缘相)
碳酸盐岩台地的斜坡脚相位于碳酸盐岩台地的斜坡末 端,其沉积物由远洋浮游生物及来自相邻的碳酸盐岩台地 的细碎屑组成,水体深度与开阔陆棚相相似,一般位于波 基面以下,但高于氧化界面,由薄层、层理完好的碳酸盐 岩组成,夹少量粘土质及硅质夹层。此岩石类似盆地相沉 积物,但含泥质较少,厚度较大。某些韵律性或类似复理 石层理的薄层石灰岩可达数百米,有滑塌现象。
► 6.簸选的台地边缘砂相(或碳酸盐岩台地边缘 浅滩相)
► 簸选的台地边缘砂相主要呈砂洲、海滩、扇形或带状的滨外坝或 潮汐坝,或风成砂丘岛。一般位于海平面之下到5~10m水深的范围 内。组成的颗粒已受波浪、潮汐或沿岸海流的簸选,因而比较洁净。 此带盐度正常,循环良好,氧气充足。但由于底质经常变动,因此 不适于海洋生物繁殖。
► 这是一个真正的潟湖,海水循环受到很大限制,盐度显著提 高。从地理位置来看,这些潟湖可分为堤礁(堡礁)之间或 堤礁(堡礁)之后的潟湖,沿岸砂嘴之后的潟湖以及环礁内 的潟湖。此相带还包括潮间带环境。主要沉积物为灰泥,它 们堆积于天然堤、潮汐坪、潟湖内。粗粒沉积物见于潮汐沟 以及局部海滩内。海水盐度变化较大,淡水、盐水、超盐水 均有。有的地区可暴露于水面以上,氧化和还原环境均有。 所见植物有海水沼泽植物,也有淡水沼泽植物。
► 5.台地边缘的生物礁相
► 其生态特征取决于水体的能量、斜坡陡峻程度、生物繁殖能力、
造染生物的数量、粘结作用、捕集作用、出露水面的频率以及后 来的胶结作用。此种生物建造可分为三种类型:①灰泥丘或生物 碎屑丘;②圆丘礁台或斜坡;③格架建筑的环礁。主要由块状石灰
岩和白云岩组成,几乎全由生物组成,也有许多生物碎屑。
碳酸盐台地又进一步细分多种环境,潮坪、 生物礁、浅滩、局限台地、开阔台地、台地边 缘等。
第八章碳酸盐岩储层沉积学特征
三、台地边缘浅滩相碳酸盐沉积特征
浅水、高能、无障壁(即礁不明显,呈现水下滩、坝带)。 台地边缘砂滩碳酸盐环境是台地边缘相区的一种高能环境,处于开阔浅海,
没有障壁和广阔藻席,碳酸盐沉积作用直接受海洋波浪和潮汐控制。一般水深 5—10m。海水循环良好,盐度正常,氧气充分。由于底质处于移动状态,因此 不适于生物繁殖。
生物。
四、生物礁沉积特征
1.生物礁的含义 礁的最初含义是指海底突起岩块,
能使船触礁失事。 现代生物礁主要是珊瑚礁。 生物礁的概念: 由造礁生物原地生长建立起来的水
下隆起,沉积时的地貌比礁周围突起, 礁核具有完整的生物骨架,形成深度从 海水表面到水深200米,有的可达500 米。
.2、礁灰岩的组成
粘结岩:由板状-片状生物(层孔虫、藻类等)粘结和包裹灰泥质形成。 生物分泌有机质时,通过生物化学作用使海水中的碳酸钙沉淀在生物体中。 如藻叠层石(无硬体)。粘结岩主要产于骨架岩和障积岩之间。
3.生物礁的相带划分和各相带特征
生物礁的沉积相一般可划分为三个相பைடு நூலகம்:
礁核相、礁前相、礁后相
A. 礁核相:
陆源碎屑萨布哈和碳酸盐萨布哈常同时出现。萨布哈型碳酸盐潮坪是干 旱气候条件下形成的,其沉积作用具如下特殊标志:
A: 高速蒸发和高度超咸形成蒸发矿物(石盐、石膏、硬石膏、白云石、天 青石、菱铁矿)白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、藻席灰岩,鸟眼、窗 格、干裂,被地下水上涌或结晶作用形成帐蓬构造,被破碎成扁平砾石状角 砾。
4.生物礁相带发育的背景条件
主要取决于碳酸盐陆棚边缘带的坡度。依据地形坡度及与其相应的水动力条件和 礁相组成特点,可以划分三个基本类型(I、II、III)。
类型 I:斜坡灰泥丘,位于陆棚台地边缘前斜坡,由生物碎屑灰泥组成。坡度较缓 2—25度,水能量较弱。
碳酸盐沉积环境及相模式 3
面积大、油气资源丰富、勘探程度低
烃源岩方面,找到了大油田,但油气源不清楚
厚40m
厚40-60m
log(TOC)
我国南方碳
0.01
0.1
0.4 0.5 1
10
中
酸盐岩层系发育
T3-J
上
扬
多套优质烃源岩, 但烃源岩、早期
子
中
T1+2
古
生
油藏的演化过程
界 海
及其衍生物对现
地层
P
相
层
今天然气藏的贡 献、动态演化过 程不明。
7、镶边型碳酸盐岩台地相
镶边碳酸盐岩台 地,经修正的 Wilson相模式的 标准相带
相带横向展布的常见类型(镶边台地模式内,相带的分布由 海平面的位置所控制,A.高水位;B.静止水位;C.低水位)
8、陆棚模式
无镶边冷水(温带)陆棚的水动力区以及亚分类, 浪基面的侵蚀范围在30m—70m之间变化,涨水时的 浪基面可达到120m,风暴天气浪基面约在2模式)
陆表海台地和陆表缓坡模式(该模式针对的 是很浅的沉积环境,可以延伸至很广阔的区 域,对于陆表海台地可达上千公里,对于陆 表缓坡可达上百公里。以低能量相为特征)
由海向陆分为X、Y、Z三带X带---深水低能带,波基面以下灰泥及浮游 生物碎屑——有利于生油
Y带----近岸高能带,波浪、潮汐 的主要作用带,礁、滩 ——良好的储集 相带
4、碳酸盐岩缓坡模式
单斜缓坡的碳酸盐岩缓坡模式(将缓坡分成内缓坡、中缓 坡和外缓坡;晴天浪底、风暴浪底分隔的三个区域能量不 同,缓坡长度在几十公里至几百公里之间变化)
5、塔克模式
6、威尔逊模式(1969, 1975)
1-盆地相;2-广海陆棚相;3-盆地边缘或深陆棚边缘相;4-碳酸盐台地前缘斜坡相;5- 台地边缘生物礁相;6-台地边缘浅滩相;7-开阔台地相;8-局限台地相;9-台地蒸发相。
碳酸盐沉积环境及相模式 2
邵阳西寨口D3x积云状叠层石(潮间带)
隆回滩头C1d3中厚层灰质白云岩(潮上带)
薄层灰岩与页岩互层(邵东段)
冷水江锡矿山石炭系剖面:岩关组 邵东段具有碳酸盐岩和碎屑岩混积沉积的特点,反映了混积潮坪相环境
2、局限台地相
太原西山本溪组半沟段
隆回滩头石炭系岩关组为生屑灰岩及泥质灰岩,局限台地沉积
隆林德峨黄龙组主要岩性以 大套灰色-浅灰色中厚层状 泥晶灰岩,其中含有大量的 深灰色中厚层生屑灰岩,表 现为多次生物碎屑粒序旋回 堆积,代表了本区多次的异 地生屑颗粒形成的浅滩环境。
广西上林塘红二叠系剖面:下二叠统则主要为清水碳酸盐岩沉积建造,代表 了较为稳定的开阔台地沉积,局部的重力流沉积反映了短暂的台缘斜坡环境;
三、碳酸盐岩沉积环境
温暖、清洁的浅海海域。在现代主要分布于南北纬30°之间。
生物骨胳和藻类繁 盛是形成碳酸盐沉积物 的最主要因素。
碳酸盐颗粒(内碎 屑、鲕粒、藻粒、球 粒 、生物颗粒)
碳酸盐骨架(珊瑚、 层孔虫等)
碳酸盐泥(机械的、 化学的、钙藻、钙质超 微生物)
绝大多数碳酸盐在浅海环境中形成,其沉积作用过程主要受到化学和生物 化学条件的控制。 1、生物在碳酸盐岩沉积中具有重要作用; 2、水动力条件对碳酸盐岩沉积具有控制作用; 3、碳酸盐岩沉积基本在原地形成; 4、碳酸盐岩沉积主要形成于温暖、清洁、透光的浅水环境; 5、碳酸盐岩沉积作用迅速,但容易受到控制(抑制)。
2020/9/29
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7、盆地边缘或深陆棚边缘相
斜坡脚一般位于浪底以下,岩石主要为薄层的细粒石灰 岩,有的地方夹有燧石及粘土层,有滑塌现象,陆源碎屑少 见,多呈页岩夹层出现。
薄层泥岩夹硅质岩
沉积学与沉积相课件碳酸盐沉积相
4. 生物礁的相带划分及特征
几
种
礁
灰
岩
珊瑚礁灰岩------摄于西藏革吉县夏麦 1995 ,5
礁前:陡坡,造礁生物的主要发育带,按水深生物分带。 并形成粘结岩—骨架岩—障积岩。
前礁:(滑塌)粒屑灰岩
同种生物在不同深度上的分带性
不同形态的珊瑚
礁顶:常露出水面,粘结灰岩。 礁坪:水浅,前方打碎的礁屑,可含造礁生物。
1. 大部分粗碳酸盐沉积物的搬运距离都不远。 2. 颗粒间灰泥的多少、颗粒的填集特点是判断水体能量 的标志。 3. 常在大面积上垂向加积,侧向加积少。
三、碳酸盐沉积物的沉积速率
Wilson(1975)统计,全新世浅水碳酸盐的沉积速率 平均1.0m/1000a.礁带3m/1000a;大巴哈马滩和安德罗斯 岛潮坪0.7m/1000a;深水环境1cm/1000a甚至无。
第二节 海洋碳酸盐沉积相模式
Show(1964)----
陆表海:大陆(或陆棚)内部,低坡度的,范围广阔的很浅的浅海 有利于碳酸盐的沉淀。
陆缘海:大陆(或陆棚)边缘,坡度较大,范围小,较深的浅海
一、欧文的陆表海能量带模式(Irwin,1965)
由海向陆,分X、Y、Z三个带: X带:深水低能带,光线弱,氧气缺乏,沉积灰泥及浮游
2.简述
碳沉积相
三、陆棚环境及沉积特征
浪基面以下。 两种形式: 碳酸盐缓坡、开阔台地。 1.正常的海相生物; 2.(含颗粒)泥晶灰岩,礁滩周围有颗粒灰岩、粘结灰岩; 3.广泛的生物扰动。
四、台缘浅滩及沉积特征
浅滩的类型很多。
台缘浅滩的形成与早期地形、水动力、海平面变化 等有关。
亮晶颗粒灰岩
五、生物礁环境及沉积特征
五、塔克的模式
第八章碳酸盐岩储层沉积学特征ppt课件
滩发育于悬崖顶部,环大陆架碎石堆很发育,并构成巨大的碎屑堆楔状体。
受构造的影响形成岩崩、砂流、重力流。悬崖被水道和峡谷切割,环大陆架的 碎石堆沿走向与碳酸盐质海底扇相互穿插。
七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
深水碳酸盐沉积指水深大于200米的碳酸盐沉积。 碳酸盐浊流沉积和碳酸盐等深流沉积特征基本上与陆源碎屑岩的相同,仅在成 分上不同。 非重力流沉积在CCD面以下无碳酸盐沉积,在CCD面之上则类似于陆源碎屑 沉积的钙质软泥和有孔虫软泥。
具有碎屑结构的灰岩粒级层,主要为砂屑、粉屑、泥屑,能够显示鲍马序列 中的A、B、C、D、E五个单元。
F.无粒序层的碳酸盐重力流相:
从细到粗的粒泥灰岩,不发育粒序层,各层底面截然。岩层从透镜状变化到 不规则,形成机制是:液化流、颗粒流、改造原有沉积物的底流。
2.大陆斜坡碳酸盐沉积相模式 大陆斜坡碳酸盐沉积序列可根据大陆斜坡的坡度、陆棚边缘沉积物性质以及海
B. 跌积型大陆斜坡碳酸盐沉积模式
呈悬崖地貌。沉积物沿着宽阔的前沿,或通过水道(峡谷)从浅水向盆地搬 运。发育碳酸盐海底堆积扇,环大陆架碎石堆分布相当宽,围绕大陆架边缘构成 一个宽阔的环大陆架边缘碎石裙。
生物礁生长在悬崖顶 部,环大陆架碎石堆很发 育,并构成巨大的碎屑堆 楔状体。受构造的影响形 成岩崩、砂流、重力流。 悬崖被水道和峡谷切割, 环大陆架的碎石堆沿走向 与碳酸盐质海底扇相互穿 插。
4.生物礁相带发育的背景条件
主要取决于碳酸盐陆棚边缘带的坡度。依据地形坡度及与其相应的水动力条件和 礁相组成特点,可以划分三个基本类型(I、II、III)。
类型 I:斜坡灰泥丘,位于陆棚台地边缘前斜坡,由生物碎屑灰泥组成。坡度较缓 2—25度,水能量较弱。
斜坡下部少数固着生物捕获从斜坡上部带来的灰泥,形成“面包形”灰泥丘。
第21 碳酸盐环境和相(一)
生大量沉积。
5、海水从高压区向低压区上升造成CO2的分压降低,
有利于CaCO3的沉淀。
4
三、生物在碳酸盐沉积过程中有极重要作用
1、绝大部分的灰泥是有机来源的
1)底栖生物的死亡和破碎 2)较大碳酸盐颗粒的磨蚀形成 3)浮游生物群(动物及植物)的堆积 4)海水的直接沉淀作用
5
2、生物形成大量生物 颗粒 如腹足类、绿藻、珊 瑚以及多数有孔虫提供 文石质点;部分有孔虫、 红藻以及棘皮动物,则 提供高镁方解石。少量 低镁方解石来自腕足类、 苔藓虫、介形虫、有孔 虫、三叶虫、珊瑚 等。
3、透光浅水环境最有利于碳酸盐的沉积。海水太深, 阳光和氧气不足,对藻类和底栖生物生长不利,深水 压力大,溶解CO2多,水体中CaCO3不饱和,因此,深 水不会有大量碳酸盐直接沉淀。深水中的碳酸盐沉积 物主要靠海水表层的浮游生物和浅水陆棚区漂运来的 或由重力搬运来的异地碳酸盐碎屑。
CCD界面以下无碳酸盐沉积物分布
海洋碳酸盐岩沉积相
第一节 概 述
(共80张)
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一、海洋碳酸盐岩中有极丰富的矿产
碳酸盐岩约占沉积岩总量的20%,它在地壳中的分 布仅次于泥质岩和砂岩。在我国,沉积岩占全国总面 积的75%,而碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%。 碳酸盐岩中蕴藏的石油及天然气资源很丰富,世 界上与碳酸盐岩有关的油气藏储量约占世界总储量的 50%,产量占世界总产量的60%。
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3、造礁生物直接形成礁灰岩 如珊瑚、海绵动物、古杯动物、层孔虫、苔藓 虫、厚壳蛤和水螅等。
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4、生物的活动消耗CO2。加快碳酸盐沉积
藻类光合作用吸收CO2,引起碳酸钙沉淀:
6 CO2 + 6 H2O
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式(教案).docx
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式(Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate ) 学时:3学时基本内容:①基木概念:陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘;②棊本原理:碳酸盐岩沉积环境,Irwin (1965)陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征,Laporte (1967)和Young等(1972)的潮汐作用模式及其各相带特征,Wilson(1975)的综合模式9个相带名称,湖泊碳酸盐沉积特征,生物礁的一般特征及其分类。
重点:陆表海、陆缘海、生态礁的概念;代表性的碳酸盐沉积模式,如Irwin (1965) 陆表海清水沉积作用模式,Laporte (1967)和Young等(1972)的潮汐作用模式。
教学路思路:通过与碎們岩沉枳环境的対比來介绍碳酸盐岩沉枳环境的主要特征,然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式,重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式,如kwin (1965)陆表海清水沉积作用模式,Laporte (1967)和Young筹(1972)的潮汐作用模式,同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。
简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及英特征,生物礁的一•般特征及其分类。
在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。
主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章,石油工业出版社,1993.②M.M.阿斯兰尼等著,冯增昭等译,《石汕地质学译文集》笫四集,碳酸盐岩沉积环境, 科学出版社,1980.③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》,石汕工业出版社,1989.④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》,地质大学出版社,1989.⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章,石油工业出版社,1994.⑥何幼斌编^Sedimentary Petrology^ (英文辅助教材)第十一章,江汉石汕学院,2003.复习思考题:①人规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件?②什么叫陆缘海?什么叫陆表海?如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史吋期的演化?为什么我们现在见到的主要是陆缘海,而没有陆表海?③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及英与生油、储油条件的关系。
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二、浅海的类型 陆表海和陆缘海的概念(Shaw,1964) 1.陆表海(epeiric sea, epicontinental sea, inland sea, continental sea)
位于大陆内部或陆棚内部,低坡度,范围广阔,很浅的浅海。
2.陆缘海(pericontinetal sea)
受限制、受气候影响比较大,所以可产生许多暴露标志、 碱化标志或淡化标志。
1)由暗色富藻层与浅色富屑层交互组成的不规则到 平整的亚毫米级纹层
2)此带往往发育一些特有的沉积构造。
膏溶角砾岩,肠状构造,鸟眼构造、窗格构造、根模、 土壤层和受淡水作用形成的钙结层
2、潮间带
1)主要沉积的岩石为球粒泥晶灰岩,或生物屑泥晶 灰岩和细砂屑灰岩。其它还可见到在准同生阶段形 成的微晶白云岩,甚至还有细晶白云岩,偶见褐煤 及磷酸盐。
层序的底部单元通常是由粗粒碎屑构成,记录着海水向 陆地方向上的起始入侵位置。潮下单元(B层)是典型的 生物扰动的粒泥灰岩到泥粒灰岩。
如果潮坪上有大量的潮道,那么潮道的迁移也可能破坏 某些潮坪沉积的特征,并且形成部分向上变细的序列,底 部为骨骼灰质沙。
二、局限陆棚环境及其沉积特征 所谓局限陆棚是指地理上或水动力上受到限制的一种潮
远端变陡缓坡的沉积相划分与等斜缓坡类似,一般也分为 四个相带,前三个相带沉积特征与等斜缓坡一致,在斜坡 和盆地边缘相带的沉积物类型则不同于等斜缓坡,岩层内 夹有斜坡相碎屑的角砾状灰岩,浅水相的碎屑罕见。
2\碳酸盐台地相模式
这里所指的碳酸盐台地 引用的是Read(1989) 的概念,主要指具有水 平的顶和陡峻的陆棚边 缘的碳酸盐沉积海域, 在这个边缘上具有“高 能量”沉积物,而不管 该海域是否与陆地毗连 和其延伸范围。
X
Y
Z
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 四.塔克模式
塔克(M. E. Tucker,1981)将海洋碳酸盐岩沉积划分为7个主要环 境:
1.潮坪 2.滩后泻湖 3.地台浅滩 4.开阔潮下(泻湖)—正常浪底以下 5.台缘礁或台缘浅滩——正常浪底以上 6.台前斜坡 大陆斜坡 7.碳酸盐浊积盆地——浪底以下 我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。
①潮坪和泻湖相;
②浅滩或鲕粒(团粒)砂滩的浅 水组合;
③较深水缓坡泥质粒泥灰岩或灰 泥灰岩;
④斜坡和盆地的灰泥灰岩和具页 岩夹层的灰泥灰岩,重力流成因似等斜缓坡的特征,而在远岸 较深水处由加积和滑塌作用可形成较明显的坡折,并以具 有某些台地的性质为显著特征。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 五.Read模式
Read(1989)提出的模式有碳酸盐缓坡、碳酸盐台地二种模式 . 1\缓坡模式 在Read的模式中,缓坡又被进一步分成两种类型,等斜和远端变陡的两种 缓坡类型:
等斜缓坡系指具有比较均一和平 缓的、从岸线逐渐进入盆地的缓 慢倾斜的斜坡(1-数m/km), 与较深水的低能环境之间无明显 的坡折,波浪搅动带位于近岸处。 由岸向海划分为四个相带:
位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大、范围较小、较深的浅海。
地质历史中沉积碳酸盐岩的主要浅海是陆表海,现在浅海多是陆缘海
陆表海的碳酸盐沉积分异主要决定于海水的能量。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
一.欧文(Irwin,1965)模式
陆表海清水模式和能量相带的理想序列,由海向陆,分X、Y、Z三个带
X带:深水低能带,波基面以下,沉积缘于Y带灰泥及浮游生物碎屑。—— 有利于生油
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境
在综合考虑诸因素之后,大致可归纳为八种碳酸盐沉积环境: 1. 潮坪 2. 局限陆棚(泻湖或海湾) 3. 台缘浅滩 4. 陆棚 5. 生物礁 6. 礁前斜坡 7. 盆地边缘 8. 远洋碳酸盐沉积(远洋碳酸盐沉积不属于环境分类体 系. )
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境
一、潮坪环境 1.潮上带 由于长期出露水面、海水蒸发量大、盐度高,水流循环
下浅水低能的碳酸盐沉积环境(P. A. Scholle,1983)。 从地貌角度,它可以包括海湾、礁后泻湖、台地边缘鲕
Y带:近岸高能带,从波基面起,向海岸延伸至波浪及潮汐能量大部被消耗, 波浪、潮汐的主要作用带,阳光、氧气充分,沉积物为礁、滩。——良 好的储集相带
Z带:滨岸低能带,水浅,波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大,沉积泥晶灰 岩(白云岩)、蒸发岩、藻叠层。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
二.拉波特潮汐相带模式 (1)潮上及潮间带(Z):蒸发作用强。白云岩、云质灰岩,叠层构造、干
裂、鸟眼构造等。 (2)浅的潮下带(Y):潮汐作用强。颗粒灰岩、叠层石、泥晶灰岩、冲刷、
干裂等。 (3)无陆源碎屑潮下带(X上):浪底之下,低能,发育礁,泥晶灰岩。 (4)有陆源碎屑潮下带(X下):浪底之下,低能,粘土沉积。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 三.威尔逊标准相带模式
威尔逊(1969,1975)综合了古代及现代碳酸盐岩的大 量沉积模式,按照沉积环境的潮汐、波浪、氧化界面、盐 度、水深及水循环等因素的控制,建立了综合的碳酸盐沉 积模式,划分出九个标准相带
2)常见不规则的毫米级至厘米级的纹层,以及透镜 状、波状和脉状组成的潮汐层理。由于潮间带上部 经常出露水面,其沉积物中也可出现一些暴露成因 的构造,如干裂、极浅水波痕和扁平状砾屑等。
3.萨布哈及其剖面层序 萨布哈—干旱气候条件下潮坪沉积 萨布哈环境具有以下突出特点: (1)气候炎热干旱 (2)海岸地势平坦 (3)地下水面很浅,一般仅位于地下1-
2m处,这将会发生强烈的毛细管蒸发作用。
剖面特征: ①大量自生蒸发盐的形成,如石盐、石膏、
硬石膏、天青石等; ②广泛白云石化; ③可形成硬石膏结核层,并可见特殊网状
结构的复杂块体或扭曲的盘肠状构造; ④塌陷角砾岩层,-被淡水淋滤过的萨布
哈层序。
4.正常(潮湿型)潮坪碳酸盐及其剖面层序
此类沉积地区的气候潮湿,或者地下水位太低,因而无 蒸发盐沉淀。