沉积盆地分析
克拉通沉积盆地分析PPT
四 克拉通盆地的成因机制
• Geroge D.Clein的研究表明, 当沉降开始的时候, 古生代和中生代的克拉通盆地具有较窄的时间间 隔除此之外沉积物的堆积历史、沉积物充填体积 的变化以及区域性的角度不整合具有同时代性 (图2)。因此他们认为显生宙克拉通盆地的形成 与晚前寒武纪和晚古生代的泛大陆解体有关。泛 大陆的解体发生于580~500Ma 。其基本原理如 下:泛大陆作为一个热的透镜体引起下部地壳和 上部地幔的部分熔融, 伴随着非造山花岗岩的侵入, 侵入的花岗岩使大陆岩石圈削弱, 因此提供了一个 区域性的拉张带导致克拉通盆地的形成。
2克拉通盆地的成矿作用
简单克拉通盆地即是指稳定的克拉通盆地, 位于大陆板块内部, 包 括陆表海和狭义的简单克拉通盆地。其性质主要表现在稳定大陆板块 区内以均匀、缓慢、地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海积 为主, 在陆表海沉积的基础上盆地深度加大, 从而形成了具有一定形 状的狭义简单克拉通盆地。 陆表海内源碳酸盐岩的沉积特征具有低能一高能一低能的基本格 局从而形成了特征岩石类型和结构构造以及生油层、储油层、盖层的 空间配置关系。 狭义简单克拉通盆地可理解为在陆表海的基础上发展起来的、比 陆表海深、沉积特征与陆表海相似的沉积盆地。其地质特征如下: (1)为近圆形、椭圆形、浅碟状盆地。陆表海一般无固定形状(2) 沉积厚度比陆表海沉积大。(3)虽然可以有一定的相变, 总体上处 于浅海相相带变化不明显, 呈渐变过渡从盆地边缘向盆地中心厚度加 大不明显。(4)现代研究资料盆地下部地慢隆起不明显, 现代地温和 古地温均不高。(4)整个石油地质特征和陆表海相似, 但沉积厚度比 陆表海大。(5)简单克拉通盆地的深度比陆表海大基本上由岩石圈 的物理性质及沉积负荷作用。 。
图5 古生代时华北板块弯曲机制及陆表海成因示 意图 Fig5 A skeleton map showing flexuring mechanism of North China plate and origin of epeiric sea,during Paleozoic a.(-O2期间,基底因张应力而呈背形,并从边 缘向中心发育浅水陆表海沉积;b.O2-C2期 间,基底因压应力而呈向形,并形成不整合 面
沉积盆地知识点总结归纳
沉积盆地知识点总结归纳一、沉积盆地的概念沉积盆地是一种广泛存在的地质构造单元,是由地壳运动和地表形貌、构造活动、气候环境的变迁,以及河流、湖泊、海洋等水体的沉积作用所形成的一个或一组大而凹陷的地质构造单位。
盆地是一种典型的复式地质构造,指的是一个或多个凹陷部分环绕着一个或多个凸起部分的一系列地质构造单位。
盆地凹陷部分的形成与地壳运动有关。
沉积盆地是一种主要由沉积岩构成的构造单位,沉积盆地地面呈盆状或平坦,内部多具有层状堆积的岩石,是重要的地质资源区域,也是地震、火山、地壳运动等自然灾害比较频繁的地方。
二、沉积盆地的形成机制沉积盆地是由一系列地质构造活动和地壳运动造成的,主要有以下几种形成机制。
1. 构造运动造成的凹陷地壳板块的运动是造成沉积盆地形成的主要原因。
当地壳板块发生挤压、拉伸及断裂等构造活动时,会形成凹陷,形成凹陷的地区就有可能形成沉积盆地。
2. 火山活动造成的凹陷火山活动也是形成沉积盆地的重要原因之一。
由于火山活动产生的地形变化会造成地质构造单位形成凹陷,形成了火山喷发凹陷盆地。
3. 重力崩塌造成的凹陷重力崩塌是指山体和岩体发生垮塌、滑坡等运动,造成地表形成凹陷的地质现象,这种地质现象也可能形成沉积盆地。
4. 地表侵蚀造成的凹陷地表的侵蚀作用也是形成沉积盆地的原因之一。
江河侵蚀、海洋侵蚀都有可能造成凹陷,形成沉积盆地。
以上这些机制共同作用,形成了沉积盆地的地质现象及构造形态。
三、沉积盆地的特征沉积盆地具有一些明显的地质特征,主要包括:1. 形态特征沉积盆地地表一般是平坦或呈盆状,其外围一般是山脉或高原,内部地势较低,周围地质体系多为较老的地层。
2. 沉积特征沉积盆地内部主要是由各种沉积岩堆积而成,其沉积物一般经历了古老地质时期的沉积作用,如河流、湖泊、海洋的沉积,堆积岩种类丰富。
3. 地质资源特征沉积盆地一般具有丰富的地质资源,主要包括石油、天然气、煤炭、铁矿石以及其他矿产资源,因此是地质勘探和开发的重要区域。
沉积盆地分析
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第十章
沉积盆地及古地理分析
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第十章 沉积盆地及古地理分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 沉积盆地的古地理分析 盆地地层格架的建立 盆地的充填和演化分析 沉积古地理研究与编图方法
第一节 概 述
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有关术语
沉积盆地(简称盆地):是指岩石圈表面 (地球表面)在三度空间内,容纳沉积 物堆积和叠置的场所,其边界为各种不 同性质的构造活动带和自然地理障壁 (单元)。
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砾岩的成分
3.物源区母岩性质的确定
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(2)砂岩的成分
砂岩中的岩屑成分直接反映母岩性质。砂岩中的 颗粒矿物类型也是反映母岩性质的良好标志,砂岩最 主要的矿物是石英和长石。目前石英中的包裹体、石 英消光类型、形状以及多晶现象等标志常被用来判别 各种类型的石英。例如,来自中、酸性岩浆岩的石英 多为镶嵌接触的多晶石英,石英中可有锆石、电气石、 磷灰石等矿物包裹体;来自火山岩的石英,通常是单 晶、透明,颜色呈烟灰色,无波状消光,呈短的双锥 体,并有裂纹和熔蚀现象。来自变质岩的石英,为缝 合接触的多晶石英,具有波状消光,石英中有矽线石、 电气石、蓝晶石等矿物包裹体;来自沉积岩的石英, 颗粒比较圆滑,常为具有再旋回的次生加大现象,属 再生石英。
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3.物源区母岩性质的确定
第一章沉积盆地分析概述全解
第一节 盆地及沉积盆地的概念
三、盆地的叠置
在漫长的地质历史上,曾经历了多次构造运动,在不同地区,不同 地质历史时期,沉积盆地的发生、发展、消亡,也表现出不同的阶段 性特点,如华北盆地在寒武、奥陶纪为一巨大的克拉通海相沉积盆地, 中新生代被分割成若干个内陆断陷湖泊盆地。也就是说,时代、环境、 大小不同的沉积盆地,可以重叠发育在同一地区。
从构造意义上讲,是指一个沉积层向中心倾斜平缓褶曲,岩石圈 表面相对长期沉降形成地表的“负性区”(负向单元),其中可以 充填厚达万米的沉积物。而沉降区四周相对隆起区的“正性区” (正向单元),他不断地遭受风化剥蚀—形成物源区,不断地为沉 降区提供不同类型的丰富的沉积物质,从而构成物源区与沉积区的 平衡统一体。
沉积盆地分析
主讲:杜振川
研究生课程
沉积盆地分析 →第一篇 概述
第一章 沉积盆地分析概述
第一节 盆地及沉积盆地的概念 一、盆地的概念
朱夏(1965):将盆地定义为“地壳的一定地段在大地构造发展一 定阶段的一种洼陷构造”或理解为“在地质发展历史一定阶段的一 定运动体制下形成发展的统一的沉降大地构造单元”。
克拉通盆地:是在大陆克拉通内部或边缘形成的坳陷盆地,主 要的动力学机制可能是热的作用,因此也可以称为热坳陷盆地。
第三节、沉积盆地分析的内容和方法
一、盆地分析的概念
A.D.Miall(1984) 认为:盆地分析是对盆地中的地层学、构造学和沉 积学等重要内容的综合研究,其最重要的结果是揭示一个沉积盆地 的古地理演化。
通常可以依据盆地形成的动力学环境划分为引张型(或裂 陷型)盆地、挤压型盆地、扭动型盆地和混合型盆地等。
第二节、沉积盆地的分类
一、盆地分类的一般原则 ③ 盆地的形态和结构 依照盆地的规模可以划分为: 超巨型盆地,面积大于100×104km 2; 巨型盆地,面积为(50一100)×104km2; 大型盆地,面积为(10一50)×104km2; 中型盆地,面积为(1—10)×104km2; 小型盆地,面积小于l×104km2等。
造山带沉积盆地的沉积物特征分析
造山带沉积盆地的沉积物特征分析在地质学中,造山带沉积盆地是指位于山脉构造带附近的地区,其基底通常由造山过程中隆起的岩浆岩或变质岩构成。
这些盆地是由构造力量产生的压力和剪切力驱动的地壳变形所形成的。
造山带沉积盆地具有独特的地质特征和丰富的沉积物,通过对其沉积物特征的分析,我们可以了解其形成机制和地质演化过程。
首先,造山带沉积盆地的沉积物主要由来自周围山脉的物质组成,这包括岩石碎屑、土壤、岩浆和溶解物质等。
这些物质在运动中被侵蚀和运输到盆地中,并在盆地内沉积下来。
由于盆地的局限性和构造力量的作用,盆地内的沉积物通常形成薄层堆积,呈现出一定的层状结构。
其次,造山带沉积盆地的沉积物特征在垂直和水平方向上都具有明显的变化。
垂直方向上,沉积物呈现出从下到上的时序堆积,可以通过对上层沉积物的分析推测下一层的沉积环境和物质来源。
水平方向上,沉积物的组成和性质会随着盆地的扩张和收缩而变化,形成不同的相区和相带。
相区之间的过渡通常以不同类型的岩石或沉积物的交互界面为界,反映了不同的沉积环境和岩石类型。
此外,造山带沉积盆地的沉积物还具有明显的岩石学和沉积学特征。
岩石学特征包括岩石的成分、颗粒大小和矿物类型等。
常见的沉积岩包括砂岩、页岩、泥岩等,其中砂岩是由砂粒沉积而成的岩石,页岩是由粘土矿物沉积而成的岩石,泥岩是由粘土和颗粒细小的碎屑沉积而成的岩石。
沉积学特征包括沉积构造、沉积结构和古地理环境等。
沉积构造是指沉积物中的变形、折叠和断裂等构造特征,沉积结构是指沉积物的层理、波痕和沉积结构面等。
通过对这些岩石学和沉积学特征的分析,我们可以推测沉积物的沉积环境、沉积过程以及地质历史。
最后,造山带沉积盆地的沉积物特征还反映了地球表面的构造演化过程。
在造山过程中,山脉的隆起和侵蚀剥蚀使得盆地内的沉积物发生了复杂的变化。
通过对盆地中沉积物的分析,可以追溯地壳的运动、局部隆升和地质事件的发生。
例如,沉积物中的断裂和隆起构造可以反映出地壳的应力状态和构造活动性,而不同时期的沉积物可以揭示地质历史的变化和构造演化的时间序列。
盆地构造分析PPT课件第二讲 板块构造与沉积盆地分类
古登堡不连续面(简称古登堡面,G面)位于地下2885 km的深处 ,从上往下,纵波速度由13.64km/s突然降低为7.98km/s,横波速 度由7.23 km/s向下突然消失, 并且地震波出现极明显的反射、 折射现象。
低速带(或低速层)出现的深度一般介于60~250 km之间, 接近地幔的顶部,在低速带内,地震波速度不仅未随深度而 增加,反而比上层减小5%~10%左右;并且,局部地段横
随着海底扩张不断进行,被动大陆边缘处的洋壳发生
断裂并向大陆下俯冲形成海沟,这种具有海沟的俯冲边 缘称为主动大陆边缘,如今太平洋。这时的大洋开始衰 退、萎缩,由于俯冲作用,在大陆边缘可形成高大山系, 成为重要的剥蚀物源地区。随着俯冲作用的进行,大洋 最后消亡,大陆与大陆碰撞形成巨大的褶皱山系,成为 陆上剥蚀的主要场所。如有些地区碰撞尚未进行彻底, 还可保留某些残留海盆,如今地中海。上述从大陆裂谷 发展到大洋并进一步发展成为造山带的演化过程,反映 了大洋形成与消亡的一般规律,被称为威尔逊旋回。
现代流行的分类原则,一般是地球动力学环境与 板块构造背景相结合,能反映盆地发育的本质特征。
一、国外学者的沉积盆地分类 1.早期的盆地分类:布罗德(1959)的盆地分类
国外学者的沉积盆地分类
2.Dickinson(1974,1976)的盆地分类
国外学者的沉积盆地分类
3.Bally(1975,1976,1980)的盆地分类
二、全球板块构造系统
1968年前后,地球科学家麦肯齐、摩根、勒 皮雄和威尔逊等人进一步提出板块构造学说。
板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得的 重要成果,并及时吸取当时对地球上部层圈—— 岩石圈和软流圈所获得的新认识,从全球统一 的角度,阐明了地球活动和演化的许多重大问 题。板块构造的提出,被誉为地球科学上的一 场革命。
沉积盆地分析的原理与应用
#沉积盆地分析的原理与应用##1. 引言沉积盆地是地球表面上的重要地质形态之一,由于其丰富的沉积物、特殊的地质环境以及重要的经济价值,对于沉积盆地的分析和研究具有重要意义。
本文将介绍沉积盆地分析的原理与应用,并以列点的方式展开讨论。
##2. 分析原理 - 沉积盆地演化理论:沉积盆地分析的基础是沉积盆地演化理论。
沉积盆地演化理论主要包括构造、地质、气候等因素对沉积盆地形成与演化的影响。
- 地层学:地层学是沉积盆地分析的重要工具和方法。
地层学主要研究沉积盆地中各个地层的分布、特征、变化规律以及地层联系等。
- 沉积学:沉积学研究沉积物的成因、性质和分布等,是分析沉积盆地的重要手段。
沉积学可以揭示沉积环境、沉积作用以及沉积过程等信息。
##3. 应用领域沉积盆地分析在以下几个领域有广泛应用:•石油地质:沉积盆地是石油储藏的重要区域。
通过沉积盆地分析,可以揭示石油地质条件、储量分布规律,对石油勘探和开发具有重要指导意义。
•地质灾害:沉积盆地常常是地质灾害的高发区。
通过沉积盆地分析,可以研究地质灾害的成因、演化过程和预测预警等,为防灾减灾提供科学依据。
•环境地质学:沉积盆地中保存了丰富的环境信息,通过沉积盆地分析,可以研究环境变化、污染来源等,为环境保护和治理提供依据。
•水文地质学:沉积盆地在地下水资源的储存和流动中起重要作用。
通过沉积盆地分析,可以研究地下水资源的分布、充沛性和可持续利用性等,对于地下水资源管理具有重要意义。
##4. 分析方法沉积盆地分析的主要方法如下:•剖面观测:通过野外地质调查和钻孔观测等,获取沉积盆地的剖面数据。
剖面观测可以揭示地层的分布、倾向、倾角以及岩性等信息。
•地球物理勘探:利用地震勘探、电磁勘探、重力勘探等手段,获取沉积盆地地下的构造和岩性等信息。
地球物理勘探可以揭示沉积盆地的深部结构和地质变化等。
•沉积物分析:利用化学分析、物理分析等方法,对沉积物进行分析。
沉积物分析可以获得沉积环境、沉积物来源、沉积物组成等信息。
沉积盆地演化与沉积体系分析
沉积盆地演化与沉积体系分析沉积盆地是地球表面形成的一种地质结构,它是地质历史中重要的组成部分。
沉积盆地演化与沉积体系分析是研究沉积盆地形成、演化和沉积过程的重要方法和手段。
本文将以沉积盆地演化与沉积体系分析为主题,探讨其背景、原理和应用。
一、背景沉积盆地是由地质构造运动和地貌发育造成的沉积洼地,不同的地质构造和地貌特征会形成不同类型的沉积盆地。
沉积盆地的形成与地球动力学、火山活动、构造抬升、海平面波动等因素密切相关。
沉积盆地演化与沉积体系分析旨在通过研究盆地的形成演化过程,了解沉积盆地的地质历史和沉积特征,为资源勘探和环境保护提供依据。
二、原理1. 沉积盆地形成演化原理沉积盆地的形成与构造运动有着密切关系。
在板块构造运动的作用下,地壳发生抬升、陷落或拗曲等变形,形成了沉积盆地。
构造运动的类型和过程决定了沉积盆地的类型和特征。
火山活动、地震等地质灾害事件也会对沉积盆地的形成和演化产生影响。
2. 沉积体系分析原理沉积体系是沉积形成过程中沉积物在空间和时间上的整体组织。
通过对沉积体系的研究,可以了解盆地的沉积环境、沉积相、岩性特征等信息。
沉积体系分析主要通过野外地质调查、岩心取样、地震勘探等手段,结合沉积学、地球物理学和地质学等学科知识,对不同地层进行分析和解释。
三、应用沉积盆地演化与沉积体系分析在石油地质、矿产资源勘探和环境保护方面具有重要的应用价值。
1. 石油地质沉积盆地是石油形成和富集的重要地质环境,通过对沉积盆地的演化和沉积体系的分析,可以了解盆地内石油保存和运移的规律,为石油勘探提供依据。
根据盆地的构造、沉积相和沉积速度等信息,可以预测石油的分布和储量,指导勘探工作。
2. 矿产资源勘探不同类型的沉积盆地具有不同的矿产资源潜力,通过对盆地的演化和沉积体系的分析,可以确定盆地内矿产资源的分布规律和富集条件。
例如,富含煤炭、铀矿、金矿等资源的盆地,通过分析沉积体系和沉积相,可以找出矿点和矿床的分布范围,指导开采和利用。
沉积盆地及古地理分析-1
第十章 沉积盆地及古地理分析 6/82
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 沉积盆地的古地理分析 盆地地层格架的建立 盆地的充填和演化分析 沉积古地理研究与编图方法
第二节 沉积盆地的古地理分析 一、陆源区的分析 二、古海岸位置的确定 三、水介质的物理-化学条件分析 四、古气候分析 五、古流向分析
一、陆源区的分析 1.判断古陆或侵蚀区的存在 2. 查明古地形的起伏特征 3. 物源区母岩性质的确定 (1) 砾岩的成分 (2) 砂岩的成分 (3) 碎屑重矿物组合
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1.判断古陆或侵蚀区的存在
要判断某一地区在地质历史某些时期内存 在侵蚀区,首先是要在该地区确定缺失相应 时代的地层,但这还不够,因为某些地层或 沉积物,可能是在沉积之后更晚的时代被侵 蚀掉(即区分地层的缺和失)。我们还可根 据以下的标志来判断古陆或侵蚀区的存在:
(1)被研究的某时代的地层的尖灭和较新地 层的超覆,这是判断古陆存在的可靠证据。
2.查明古地形的起伏特征 18/82
古地形的起伏程度与大地构造的性质、剥蚀强 度、沉积作用强度等因素有关。
(2)下伏地层顶部有古风化壳存在,或与下 伏地层呈角度不整合关系,此时应注意上下 地层间的时间间隔。
1.判断古陆或侵蚀区的存在 12/82
(3)根据沉积相变来判断古陆的存在。靠近陆源区 海相沉积物减少,而被陆相沉积物代替。如果在缺失 某个时代的岩层的地区与沉积区之间的沉积相、厚度 等值线和生物相之间都是渐变的,呈近平行关系,则 标志着有剥蚀区存在;如果是交叉关系甚至是垂直关 系,则可能是后期剥蚀所造成的,即后期隆起剥蚀区。
沉积盆地成因分析复习资料
一、岩石与岩石圈变形1、区分体力(body force)、面力(surface force)和应力(stress)答:体力:在固体内处处存在,物体内部的任何质点同时受到影响的作用力,与其体积或质量呈正比,又称质量力。
地球引力引起的重力和地球自转引起的惯性力是岩石圈中岩石受到的两种最重要的体力。
面力:作用于物体的外表面,又称接触力。
面力的大小与受力表面积和表面的方向相关。
水平表面上受到的垂直面力随深度呈线性增加。
应力:是在体力或面力作用下引起的,是作用在物体内或表面单位面积上的力。
垂直表面的为正应力(σ),平行表面的为剪应力(τ)。
三者的区别为:体力和面力是按照力的性质来划分的,而应力包括了体力和面力。
2、什么是静岩压力?答:静岩压力描述地下深处岩石纯粹由于上覆岩层重量引起的应力状态,它造成对底面A的垂直压应力为:σ1=ρgh。
3、目前有几种地壳均衡模型?Platt模型与Airy模型差别是什么?答:目前有3种地壳均衡模型,分别为:普拉特-海福德模型、艾里-海伊斯卡宁模型和韦宁·迈内兹模型。
Platt 模型(1854)假设地壳的密度随地形高度的增加而减少,山脉是由地下物质从某一深度向上膨胀形成的,而Airy 模型(1855)认为地壳物质就象浮在水中的木块,高出水面越多,陷入水中越深。
两者有截然的区别,主要有两点:一、就地壳的密度而言4、影响岩石变形的因素有哪些?各自会对岩石变形发生怎样的影响?这些因素在岩石圈变形中会发生作用吗?答:影响岩石变形的因素可分为外因和内因,从弹-塑性体的应力-应变曲线可以看出,当岩石的屈服极限和强度极限改变时岩石的变形机制将会改变。
外界因素通过影响岩石的强度极限或屈服极限而影响岩石的变形,有以下三个方面:温度:温度增大,岩石的屈服极限减小,韧性增大。
围压:围压增大,岩石的强度极限增大,韧性增大。
时间:应变速率降低,岩石的屈服极限降低,韧性增大;在应力小于屈服极限时,岩石也会发生缓慢的永久变形,称为蠕变。
沉积盆地演化与海平面变化关系分析
沉积盆地演化与海平面变化关系分析沉积盆地是地球表面的一种地质构造,长期以来被广泛研究。
沉积盆地演化与海平面变化之间存在着千丝万缕的联系,这种联系不仅仅体现在地质历史的演变上,还对环境变化、生物进化和全球气候产生了重要影响。
本文将从几个方面来分析沉积盆地的演化与海平面变化的关系。
首先,沉积盆地的形成与海平面变化密切相关。
随着地质历史的演化,海平面的变化不可避免地会导致沉积盆地的形成或湿地的建立。
当海平面上升时,海水会淹没低洼地区,形成海湾或海湖,这些地区逐渐演化为沉积盆地。
而当海平面下降时,沉积盆地可能会暴露出来,进而形成陆地。
因此,沉积盆地与海平面的变化紧密相连,通过对沉积盆地的研究,可以了解或推测过去海平面的变化情况。
其次,沉积盆地的演化表现了海平面变化对环境的影响。
沉积盆地的形成和演化涉及沉积物的堆积和剥蚀过程,这直接反映了古代环境的变化。
当海平面上升时,大量的沉积物会被悬浮在水中,沉积到低洼地区,形成了丰富的沉积层。
反之,当海平面下降时,沉积盆地中的沉积物可能会被剥蚀,形成露天或者地下水体。
通过分析沉积盆地的岩性、古植物和古动物化石等,可以推断过去的环境类型以及海平面的变化幅度。
此外,沉积盆地的演化也为生物进化提供了有力的证据。
沉积盆地的沉积物中保存着丰富的生物化石,其中包括植物、动物和微生物等。
这些生物化石不仅可以推断过去的环境类型,还可以研究生物的进化过程。
例如,在沉积盆地中发现了古代树种的化石,可以推断当时的植被类型和气候条件。
同时,通过对不同时期的生物群落进行对比研究,还可以了解生物在环境变化下的适应能力以及物种的演化和灭绝过程。
因此,沉积盆地的研究不仅有助于了解地质历史,还可以推测生物进化的路径和趋势。
最后,沉积盆地演化与海平面变化还对全球气候产生了重要影响。
海平面变化不仅会导致沉积盆地的形成演化,还会带来气候的改变。
例如,当海平面上升时,大量的海洋水体进入陆地,形成了海陆相互作用的特殊环境,这种环境有助于蓄积碳并减缓温室气体的释放,对全球气候有一定的缓冲作用。
沉积盆地的名词解释
沉积盆地的名词解释沉积盆地是指地球地壳上由各种沉积物填充而成的盆状地形,广泛分布于全球各个大陆。
它们是地质历史过程中地壳演化的结果,同时也是地球科学研究的焦点之一。
本文将对沉积盆地的定义、形成原因及其重要性进行详细解释。
1. 沉积盆地的定义与特点沉积盆地是指由河流、湖泊、海洋等水体在长时间的沉积作用下形成的一种盆状地形。
它们往往呈现出平坦的底部和围绕着周围高地的边缘。
沉积盆地通常由洪积平原、三角洲、湖盆、海相盆地等多种类型组成。
沉积盆地的特点是地表一般平坦,地势较低,被各种岩层沉积物填充。
它们的形成往往与构造抬升和区域隆升导致地壳的下陷有关,同时也与沉积物供应、沉积环境以及地壳稳定性等因素密切相关。
2. 沉积盆地的形成原因沉积盆地的形成通常与构造运动、沉积作用和海平面变化等多种因素密切相关。
构造运动:构造运动是沉积盆地形成的主要原因之一。
当地壳发生抬升或下陷时,就会形成地壳的高地和低地,进而诱发沉积盆地的形成。
例如,地壳板块碰撞造山过程中形成的断层和逆冲带,往往是沉积盆地形成的关键。
沉积作用:河流、湖泊和海洋等水体通过长时间的沉积作用,将大量的沉积物堆积在地壳上,从而形成沉积盆地。
沉积作用是陆地地貌发育的关键过程之一。
沉积物的物理化学特性对沉积盆地的形成起着重要作用。
海平面变化:气候变化和海水含量的改变会导致海平面的升降,进而影响沉积盆地的形成。
例如,全球冰期期间,冰川融化会导致海平面上升,使河口区域发生淹没,形成三角洲和海相盆地。
3. 沉积盆地的重要性沉积盆地是重要的地质资源富集区和石油、煤炭等能源资源的重要产地。
由于长期的沉积作用和沉积物堆积,沉积盆地往往富含丰富的矿物质和化石遗迹。
通过对沉积盆地的研究,可以了解地球历史上各个时期的地壳演化、生物进化以及气候变化等重要信息。
沉积盆地还具有重要的经济价值和生态环境意义。
它们往往是农业、水资源和旅游等产业发展的重要基础。
同时,沉积盆地的地质环境对水质、土壤和生物多样性等方面也有着重要影响。
1 沉积盆地分析-总论
第一章
第一节
盆地分析的内容与方法
盆地和含油气盆地的概念
一、盆地 不同的学者曾对盆地下过各式各样的定义,下面仅列举一部分学者的意见, 来讨论盆地的概念: 朱夏(1965)曾将盆地定义为“地壳的一定地段在大地构造发展一定阶段的一种 洼陷构造”或理解为“在地质发展历史一定阶段的一定运动体制下形成发展的 统一的沉降大地构造单元’,。 A. W. Bally(1975)指出盆地的定义是指包含有超过1 km厚沉积物的沉降体制, 它现今仍或多或少保存有原来的形状。这个定义不包括有厚的和常有复杂变形 的沉积物的摺皱带,虽然它们有时也会产出一定数量的油气。 M. T. Halbouty(1979)所给的定义是“盆地是一定的地质时期,在独立的地理 区域,相对统一的构造环境中,由来自一处或多处沉积物源的沉积物所组成的 沉积岩体”。 K. F. Dallmus(1955)则指出了盆地的两重概念,他把所有卷人地壳变形的或不 是纯地形的所有盆地均作为动力盆地。 W. R. Dickinson (1974)也提出了盆地的两重含义,一种含义是盆地仅仅是一 个等深的或地形上的洼陷,另一种更重要的含义在于盆地是形成一厚层沉积层 序的岩石棱柱体。
第一章
盆地分析的内容与方法
A. G. Fischer(1975)曾指出对于地貌学家或地理学家来说,地球上的 盆地为岩石圈表面在三度空间上的凹地,其中充满了水或空气。对于地 质学家来说,地球上的盆地还具有第四度空间即时间的概念,并包括有 地表形成的成层岩石,也就是包含有厚达数千米的沉积物及火成岩。这 些盆地的形状和深度并不是受陆地表面或海底限制,而是受较深的深成 岩系或变质岩系基底的限制,填充在盆地内的沉积物及火山岩记载着盆 地的发育历史。根据盆地内填充沉积的情况,划分成从补偿盆地到不补 偿盆地的一系列盆地。 R. C. Selley (1976-1985)按三重概念将盆地分为三种,即地貌盆地、 沉积盆地和构造盆地。所谓“地貌盆地”是指被天然高地围绕的一块低 地。大陆地貌盆地可以是较小的山间平原,也可以是横贯大陆的河谷; 水下的地貌盆地可以从小型的冰碛湖到大型的大洋盆地。所谓“沉积盆 地于是指一个平缓褶曲的沉积层向中心倾斜的地区。其中岩相带的走向、 古水流方向与盆地的形状、构造一致,沉积层的厚度愈向盆地边缘愈薄, 说明沉积与盆地的下沉是同时的,故亦称为同生沉积盆地。“构造盆地” 亦称沉积后盆地。在这种盆地中,岩相带的走向与古水流的方向、盆地 的现存构造无关,说明形成盆地的沉降运动发生在变形岩层沉积之后。
沉积盆地分析
沉积盆地分析沉积盆地是由各种沉积及构造要素有机地组合在一起的包括格架和各级构成单位的整体系统, 其演化过程中各项参数的变化显示了有序性, 如充填序列和构造序列, 并受控于多重地质因素相互作用的地球动力系统。
沉积盆地分析的理论和方法正由于地质学领域多学科的最新进展而成为一种较为完整的认识系统和方法体系。
一、盆地分析主要内容盆地研究领域的下列重要进展正在推动着较完整的盆地分析科学系统的形成:(1)层序地层学以及与之密切相关的沉积体系分析、旋回和事件地层分析等为盆地充填研究带来了新的概念体系与方法;(2)构造一地层分析使盆地的构造演化与沉积充填的关系更为密切地结合起来;(3)盆地的形成机制与主要类型盆地的动力学模型, 深部地球物理研究则提供了重要支柱;(4)盆地热历史研究的理论与新技术;(5)盆地模拟技术;(6)盆地演化与地球深部背景和板块相互作用的关系;(7)盆地演化过程中油气的形成、运移与聚集以及成矿作用的关系。
沉积盆地的基本思想就是把盆地作为一个基本研究单元,进行整体解剖和综合分析。
这种旨在阐明沉积环境和气候环境,了解各地层单元形成时的沉积条件和它们之间的古地理关系,探讨构造作用对盆地成因、盆地形成期的构造格架和现今构造轮廓所施加的影响。
这种方法正符合系统中具体分析结构怎样决定系统功能的原则。
油气的形成、演化与现今存在的形式,是整个盆地演化过程中各结构要素间相互作用达到动态平衡的产物,故整体性研究对含油气盆地分析具有更重要的现实意义。
通过地质、地球物理等基础观测资料, 可对盆地进行以下五个方面的分析:沉积分析、层序地层分析、构造分析、能量场与流体系统分析、背景分析。
(一)沉积分析通过能源盆地分析的多年实践可将主要参数概括为四类:(1)沉积参数包括盆地充填的岩性特征、充填序列、沉积体系的配置等;(2)构造参数包括盆地构造架、地层厚度和分布、古构造运动面、低级别同生构造的类型和配置、充填期后形变特征等;(3)热过程参数包括同期和准同期岩浆活动,反映热历史的各项指标,如镜质体反射率,粘土矿物的变化和矿物包体测温等;(4)成矿作用参数包括矿体的质量和数量参数,以煤盆地分析为例,主要煤体分带性和煤质分带性。
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第一章绪论1、盆地的概念盆地具有三重涵义,即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地地貌盆地”是地理学术语,指四周被自然高地围限的地形上的洼地,包括大陆上区域分布的无覆水的洼地,如四川盆地等,也包括覆水的小型的冰碛湖到大型的大洋盆地。
沉积盆地”是地球表面长期发生构造沉降,并接受沉积或发生沉积作用的地区。
如果板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走向的滑移,这时在垂直于板块或断块边界的剖面上表现出来的变形并不造成地壳的伸展或缩短。
这种变形称为走滑变形。
在走滑变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地。
2、沉积盆地和构造盆地的区分“沉积盆地”亦指同沉积盆地:即沉积与盆地的下沉是同时的,表现为岩相带的走向、古水流方向与盆地的形状、构造一致,沉积层的厚度愈向盆地边缘愈薄——盆地边界是沉积边界,往往有盆地边缘相,如冲积扇、辫状河、扇三角洲沉积“构造盆地”亦称沉积后盆地:由于后期构造运动产生的、具有盆地形态的一种向斜构造,与沉积作用无关,其岩相带的走向、古水流的方向等与盆地的现存构造及地貌无关,说明后来形成的盆地是构造运动发生改造的结果。
第二章板块构造与盆地分类3、岩石圈组成及界面,大洋和大陆地壳的物质组成地震波包括纵波(P波)、横波(S波)和面波,地壳在横向上是极不均一的。
可分为大陆地壳与大洋地壳两种类型。
洋壳厚度较薄,一般为5-10km (不包括海水厚度)。
大洋地壳:大洋地壳的结构比较一致,从上到下可分为3层:层1-沉积层;层2-玄武岩层;层3-大洋层(变辉长岩);大洋层以下进入上地幔。
洋壳的物质成分主要相当于基性岩,物质的平均密度较陆壳大,约为2.8-2.9 g/cm3。
大陆地壳:陆壳厚度较大,平均厚度约33km,在某些高山地区可厚达70km,在较薄的地方仅25km左右。
大陆地壳的结构在横向和纵向上均表现出很强的不均一性,总体上看,由上向下亦可分为3层:上地壳、中地壳、下地壳。
陆壳的物质成分相当于中、酸性岩,物质的平均密度较洋壳小,约为2.7-2.8g/cm3。
4、板块边界类型根据相邻板块的相对运动状态,板块的边界类型也可以分为三类:1)离散边界:离散边界是指板块发生相背运动,导致大陆破裂、离散漂移至海底扩张;随着地幔物质上涌,在大洋中脊两侧不断形成新的洋壳,将最早形成的洋壳推向两侧,在两侧大陆边缘形成被动大陆边缘。
典型的离散边界是大洋中脊和大陆裂谷系。
2)汇聚边界洋包括①陆俯冲边界(山弧-海沟型或安第斯型,主要见于太平洋与南美大陆边缘)②洋-洋俯冲边界(岛弧-海沟型,主要见于西北太平洋边缘)密度大而厚度薄的大洋板块通常俯冲在大陆板块或另一个大洋板块之下③陆-陆碰撞边界:密度基本相同的两个大陆板汇聚,发生碰撞造山3)转换边界:相邻板块的走滑运动形成转换断层,它是在板块离散和汇聚运动中期转换位移作用的岩石圈尺度的断层The Wilson Cycle(1)从统一的大陆板块发展为大陆裂谷系,与岩石圈板块的相背分离运动及热的软流圈物质上涌有关(2)如果大陆裂谷沿分离方向继续发展,进一步变大加深,中间部位出现新生洋壳,成为狭窄的原始海洋,如亚丁湾—红海。
(3)沿着这个方向继续发展(即海底扩张),便可形成宽大的海洋,如大西洋,这时的大洋常具有宽广的大陆架、大陆坡及大陆基,是地表沉积最发育的场所,可形成巨厚沉积物。
这种大洋边缘尚未出现海沟,大陆与大洋一侧同属一个板块,称为被动大陆边缘。
4)随着海底扩张不断进行,被动大陆边缘处的洋壳发生断裂并向大陆下俯冲形成海沟,这种具有海沟的俯冲边缘称为主动大陆边缘,如现今太平洋。
这时的大洋开始衰退、萎缩,由于俯冲作用,在大陆边缘可形成高大山系,成为重要的剥蚀物源地区。
(5)随着俯冲作用的进行,大洋最后消亡,大陆与大陆碰撞形成巨大的褶皱山系,成为陆上剥蚀的主要场所。
如有些地区碰撞尚未进行彻底,还可保留某些残留海盆,如今地中海。
5、沉积盆地的分类及主要划分依据沉积盆地分类的一级原则是从板块构造因素和工业适用因素来考虑的。
板块构造因素主要依照:盆地所处的地壳类型;盆地所处板块边缘位置;板块相互作用的类型;盆地动力学性质6、拉伸系数的概念及拉张型盆地类型拉伸系数=原始岩石圈厚度除以拉伸后的岩石圈厚度beta = 原始厚度/最终厚度拉伸系数不足时,可能形成坳陷拉伸系数足够大时,就会引起脆性岩石圈破裂,形成裂谷当热供给(the thermal supply)中途终止并且负荷量增加时,可形成不成熟的夭折裂谷或坳拉谷当新的洋壳在扩张中心产生时,裂谷就可能演化为成熟的被动大陆边缘 拉张型盆地类型:陆内裂谷盆地、被动大陆边缘盆地和大洋中脊-洋隆盆地7陆内裂谷盆地的演化阶段A 热隆起B 地壳拉张断陷C 坳陷-热回沉8坳拉谷的概念及演化废弃裂谷或夭折谷:①裂谷停止扩张②继续下沉接受巨厚沉积③相邻洋盆关闭,褶皱造山接受褶皱带沉积物沉积组合:地堑中巨厚长石质砂岩;白云岩盖层;石英砂岩和粉砂岩;构造反转,发育前陆盆地砾石扇9拉张型盆地成因模式(主动裂谷和被动裂谷)Active:热幔柱撞击岩石圈,致使其变薄或呈穹窿上升,从而使地壳伸展Passive:区域应力场的被动响应,岩石圈的张应力造成地壳变薄,使热软流圈被动上涌,其中地壳上涌和火山活动仅是被动裂谷的阶段之一。
被动裂谷(原因:正断层(应力)促进火山活动)主动裂谷(原因:热隆先于断裂)8、汇聚边界及对应的盆地类型汇聚型盆地(洋陆汇聚、洋洋汇聚和陆陆碰撞造山)汇聚边界(洋-陆俯冲边界、洋-洋俯冲边界、陆-陆碰撞边界)洋陆俯冲:1海沟和增生盆地2弧前盆地3弧内盆地和弧背盆地洋洋俯冲:1弧后边缘盆地2弧间盆地碰撞造山形成的盆地类型:1前陆盆地2前渊盆地3边缘盆地楔顶盆地4山间断陷盆地5背驼式盆地6拆离盆地10、俯冲增生体的岩性特征和构造特征(蛇绿岩套的概念)俯冲增生体特征:外来岩块主要来自俯冲板块上的放射虫硅质岩、枕状熔岩以及基性超基性的辉绿岩、蛇纹岩、橄榄岩、榴辉岩等洋壳和地幔岩的碎块。
原地岩块系海沟原地形成的浊积硬砂岩、粉砂岩、砾岩,有时还有海沟内壁上的蓝闪石片岩。
基质一般是相对塑性的泥质岩石。
外来岩块与原地岩块的各个碎块大小不等,形状各异,从几厘米到几公里、几十公里,它们与基质均普遍遭受不同规模的剪切作用构造特征:海沟是俯冲大洋板块向上拱出部分,是外脊与弧体或俯冲增生体之间的深渊。
沉积组合:热液沉积和洋壳拉斑玄武岩及其上的远洋沉积和火山灰,绝大多数无陆源沉积物俯冲增生体/增生楔:海沟向弧一侧,有一个局部接近或升出海平面的脊,主要是俯冲板块低角度逆冲断层上刮削下来的洋底或海沟沉积物,增生到上覆板块中随着俯冲作用的加强,在增生体内部可以形成数个不连续或连续的增生盆地11、周缘前陆盆地的内部楔顶带(wedge top):位于褶皱冲断带的地貌前缘界线(TF)和隐伏的造山楔峰带(TZ)之间的区段,大量的同造山期的沉积物(成分和结构极不成熟)覆盖在褶皱冲断带的前缘部位之上,构成了楔顶沉积带。
楔顶带的逆冲断层(thrust fault)通常由若干条邻近的冲断层以密切相关的排列形式联合组成,常显示出叠瓦状或双重式结构型式。
冲断层系中逆冲断层多向造山带方向倾斜。
前渊(foredeep):位于造山楔与前隆之间,是前陆盆地系统内沉积最厚的单元和研究的重点,总体呈楔状,想褶皱冲断带前锋沉积物厚度增加,向克拉通边缘变薄。
沉积体系:陆上前渊主要由横向和纵向分布的河流和冲积扇组成,而水下前渊由三角洲、浅海陆棚和浊积扇构成的湖/海相沉积物构成。
早期的前渊沉积是深海复理石相沉积(具多次重复性韵律层理,每一韵律层都包含由砂岩到泥质岩的顺序规律),晚期是粗粒陆相和浅海磨拉石相沉积(造山运动的隆起阶段形成于山前坳陷的巨厚的以粗碎屑为主的一套岩系,砾岩占70%~80% )前隆(forebulge):由克拉通一侧的挠曲抬升构成,前隆是正地形且易于迁移。
如果在向上挠曲的陆壳区原先就存在薄弱带,可以形成局部受断层控制的隆起和沉积中心,而不是表现为平滑的挠曲剖面。
前隆迁移形成的不整合面表现为向克拉通方向前渊地层逐渐上超在不整合面上,且地层的间断向克拉通方向增大。
沉积特征:前隆上若有沉积发育,常会与前渊带的远源沉积混淆,主要区别是前隆沉积多表现为区域性均一、厚度较小、岩相上为远源水成和风成沉积、大量的古土壤的发育和相对低的沉降速率。
隆后(backbulge):由前隆与克拉通之间的沉积物构成,隆后带中沉降速率比较低,地层单元比前渊沉积薄的多,该带的沉积体系以浅海和非海相为主。
由于远离造山带物源区,沉积物粒度较细,局部粗粒的沉积物出现在抬升的前隆的翼部。
12、两类前陆盆地及其区别(板块边界性质、离板块边界的远近)周缘前陆盆地:陆陆碰撞的板块构造背景,与A型俯冲有关,形成于造山带前缘的俯冲板块之上,是大陆碰撞及其以后形成的岩石圈挠曲盆地,接近蛇绿岩缝合带,远离岩浆弧带弧后前陆盆地:发育于洋陆俯冲的板块构造背景下,与B型俯冲有关,形成于大陆边缘岩浆弧内侧的仰冲板块之上,远离蛇绿岩消减杂岩体,接近岩浆弧13、沉积体系概念、研究任务及分析方法沉积体系:在沉积环境和沉积作用过程方面具有成因联系的一系列三维成因相(相当于沉积微相)的集合体。
沉积体系的最基本单元是空间上具有成因联系的相。
研究任务:沉积体系分析的研究任务依据分析方法尺度的不同包括:对一个露头剖面、钻井柱状或盆地局部,核心内容是对沉积岩的结构、沉积构造、化石和岩性组合的解释对一个沉积盆地,在于揭示沉积体系的相互配置关系分析方法:1、成因标志分析法/相标志概念:沉积物(岩)中蕴含的能指示一定环境条件的各种特征。
相标志的类型包括:(1)岩性标志:颜色、成分、结构、构造、垂向层序等。
(2)古生物标志:实体化石及其生态、遗迹化石。
(3)地球化学标志:微量元素、同位素、稀土元素等。
2、沉积模式分析法概念:利用沉积物垂向序列和各种沉积体的三围空间形态分析,进而确定沉积环境的工作方法-垂向和横向相关系。
3、构成要素分析法沉积体系域是指在同一时期(即一个等时地层单位内)发育形成的各类沉积体系的空间组合。
14、冲积扇沉积过程(两种)与沉积类型(四种)、识别标志沉积类型(四种)识别标志:1、岩性:色红、粒粗、混杂、杂基多、盐类矿物2、结构:砾石多,成熟度低,结构混杂,分选差3、生物化石:极少4、沉积构造:层理不甚发育,块状和冲刷构造5、垂向序列:正、反旋回曲流河和辫状河沉积特征及沉积模式;1、河道相组沉积特征:岩石类型以砂岩为主,次为砾石,粒度最粗;层理非常发育;缺少动植物化石;底部具有明显的冲刷面。
①道滞留沉积形成过程:河流在主流线或最深谷底线经过的侵蚀最强烈,砂级和泥级细粒部分被河水搬运到下游,而粗大的岩屑和岩块被滞留在冲槽中形成滞留砾石层。