2-沉积环境的判别标志

Z = 120，不确定
3、有机组分
异戊间二烯中的植烷和姥鲛烷可作海相或陆相的 标志。 植烷→陆相，姥鲛烷→海相。
沉积岩及石油中卟啉分子量的窄范围——湖相 沉积岩及石油中卟啉分子量的宽范围——海相
第二章 沉积环境的判别标志
第一节 概述
第二节 颜色标志
第三节 沉积构造标志
第四节 岩石结构与粒度标志
第五节 岩矿成分和地球化学标志 第六节 古生物标志 第七节 地球物理标志
胶 结 物 孔隙（派生组分）
一、岩石结构标志
碎屑颗粒的结构 碎屑岩 的结构 填隙物的结构 颗粒与填隙物之间的关系
1、碎屑颗粒的结构
粒度
球度 碎屑颗粒 结构特征
形状
圆度
颗粒的表面特征
结构成熟度
结构成熟度—指碎屑沉积物经风化、搬运 和沉积作用的改造，使之接近最终极结构特征 的程度。
终极结构的碎屑岩应是：碎屑为等大球 体、颗粒支撑、填隙物全为胶结物、无杂基。
灰岩、礁石灰岩)、磷酸盐岩、铁、锰、铝等 沉矿产，均为潮湿气候的可靠标志。
二、地球化学标志
鉴于海水与淡水中溶解的盐度差异很大的特点， 故常用岩石中易溶组分(粘土岩中的Cl、Cl/Br、Br/I、 Na/Ca)、难溶组分(碳酸盐、磷酸盐、Ca/Mg或镁的含
量)、粘土质点吸附阳离子的成分等，来确定盆地的古
有些特殊岩石可指沉积时的能量条件，有 些可作为古气候的标志。
与陆源碎屑岩共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩
和红色岩层等具有一定的指相性。
特殊岩石类型与沉积环境
碳酸盐岩：海洋、湖盆，特征？
海洋碳酸盐岩：常大量产出
湖相碳酸盐岩：常呈夹层或透镜体产出
生物化石的差异 碳酸盐岩：沉积介质——弱碱性 藻叠层石碳酸盐岩：潮坪 鲕粒灰岩：滨海或碳酸盐台地的高能带 礁灰岩：浅海 具水平纹层的泥晶灰岩：低能环境
1、粒度分析方法
粒度分析方法的选择因碎屑颗粒大小和岩 石致密程度而异。 直接测量法 筛析法 沉速法(光学法和电法)
薄片粒算法
2、粒度资料图解
% 100 90 80
百 分 比或累积百分比
a直方图 b频率曲线 c累积曲线
70 60 50 40 b 30 20 10 0 -1 0 1 2 3 4 5 a
一、岩矿成分标志
碎屑成分和矿物标型特征——沉积物来 源方向和物源区岩石类型 轻矿物 陆源碎屑成分 重矿物 岩屑
岩石
矿物
矿物组合（包括部分岩屑）
重矿物 锆石、榍石、磷灰石、黑云母 花岗岩 花岗闪长岩 轻矿物 石英、正长石、微斜长石、酸性斜长石
安山岩 玄武岩 橄榄岩 辉长岩 变质岩 重矿物 辉石、角闪石 轻矿物 安山岩或玄武岩岩屑、中性和基性斜长 石
有孔虫的氧同位素组成——受冰川控制的 海水同位素成分变化和海水温度的变化
(2) 古气候分析
根据δ18O在剖面中的变化，能较好的获 得第四纪冰川和古气候的变化资料。
(3) 古盐度测定
海水中的C、O同位素量略高于淡水，海水中的
δ18O/δ16O值高，淡水中δ18O/δ16O值低
Keith等人(1964)在研究了数百个侏罗纪以来沉 积的海相灰岩和淡水灰岩同位素测定的基础上，提出 来出了经验公式： Z = 2.048×(δ13C+50) + 0.498×(δ18O+50) Z > 120，海相灰岩 Z < 120，淡水（湖相）灰岩
碎屑颗粒、杂基、胶结物三种结构组分在搬运方式、
沉积特点、水动力条件上有何差异?
胶结类型
1、基底胶结——填隙物含量较多，碎屑颗 粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为 原杂基（或正杂基）。 代表高密度流快速堆 积的特征 形成于沉积同生期
杂基支撑的砾岩
胶结类型
孔隙胶结
接触胶结
胶结类型
盐度。 微量元素 稳定同位素 有机组分
1、元素地球化学在沉积环境分析中的应用
沉积岩中的元素含量——陆源区性质、古气候、 沉积环境、沉积岩的成分、生物作用、后生作用等。
划分海陆相地层 分析源区岩石成分 恢复沉积古气候条件 确定沉积水介质地球化学环境 划分地球化学相
(1) 古盐度的测定
硼(B)法
元素比值法
及含泥质的高低。
有钟形、漏斗性、箱形、菱形和齿形等。
曲线的光滑程度表示曲线形态的次级变化，反映水动力 的稳定性。 光滑曲线表示在物源供应丰富和水动力作用强的条件 下，沉积物被充分淘汰后的均质沉积。 锯齿状曲线代表水动力条件不稳定，周期性变化强， 沉积物改造不充分，引起颗粒粗细间互变化的环境。
海滩沙丘砂的 粒度概率图
波浪带浅海砂
的粒度概率图
密西西比河三角洲
河口砂坝及河道砂
的粒度概率图
现代河道砂
的粒度概率图
浊流沉积的
粒度概率图
粒度参数
几种常用沉积类型的粒度特点
C—M图解
C-M图是应用每个样品的C值和M值绘成的图形 1——牵引流沉积 2——浊流沉积 3——静水沉积 QR—递变悬浮沉积 RS—均匀悬浮沉积 PQ—悬浮沉积为主
2、填隙物的结构
杂基
填隙物
胶结物
（1）杂基
杂基的含量和性质可以反映搬运介质的流动特
性，反映碎屑组分的分选性，也是水动力强度的重
要标志，是碎屑岩结构成熟度的重要标志。
（2）胶结物
胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于 粒间孔隙中的自生矿物。 胶结物是化学成因的物质，其结构与化学 岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式 及重结晶程度等决定的。 在碎屑岩中，其含量<50%，表现为孔隙充 填结构。常见的类型有：
w(B)/w(Ga)
5~6，近岸相 >7，海相 <1，淡水沉积物
w(Sr)/w(Ba)
>1，海水沉积物
沉积磷酸盐法
沉积磷酸盐中的Ca盐与Fe盐的相对比值——盐度
(2) 氧化还原条件的标志 同生矿物组合，如对介质Eh值高低反映 灵敏的Fe、Mn等变价元素的矿物组合。
(3) 古水深标志 一般方法：古生态法和遗迹化石标志 原理：元素的聚集和分散与水深和离岸距 离有一定的关系。
第七节 沉积相分析中的地球物理标志
地球物理标志
沉积相分析
测井曲线 地震剖面
测井曲线
在含油气盆地的钻井地质研究中，非取芯
段的钻井测井曲线为沉积相和层序地层分析的 主要对象，因而建立和分析不同沉积相和层序
类型的测井相模型至关重要。
测井曲线
由电测曲线的幅度、形态类型、接触关系和组合 特征，作为判别非取芯段地层的岩性、岩性组合及沉
积相和层序特征的主要依据，但这种判别必须建立在
取芯段的岩－电转换关系基础上，由此所确定的测井
曲线变化规律和测井相模型，可非常准确地反映地层
岩性、粒度变化、接触关系及垂向沉积层序等特征。
测井曲线
利用测井曲线解释沉积
相主要是用自然电位曲
线，电阻率曲线只起辅
助作用。

曲线的幅度主要反映沉积物的粒度、分选性 曲线的形态主要反映水体能量的变化，主要
镶嵌胶结（亦称无胶结物式胶结）
试对比四种胶结类型在颗粒接触关系、颗 粒间连接方式、颗粒支撑性质、填隙物数量及 压实压溶强度的特征。
碎屑颗粒支撑类型
试对比颗粒支撑和杂基支撑在流体性质、搬运方式、
沉积特点、水动力条件、沉积环境、颗粒接触关系、 粒间填隙物特征、油气储集性能等方面的差异。
二、粒度分布特征及环境意义
Craig(1965)提出了用同位素计算古水温的 经验公式： t(℃)=16.9 – 4.2(δc – δw) + 0.13(δc – δw)2
δc 为25 ℃时碳酸盐与100%磷酸盐反映时产生的
CO2的δ18O值；
δw为25 ℃时所测试CaCO3样品形成时与海水平 衡的CO2的δ18O值
(2) 古气候分析 淡水中δ18O/ δ16O值低于海水，而且气温越 低，该比值越低。 温带地区淡水中δ18O/ δ16O值较海水平均值 低7‰；高纬度地区或高海拔区淡水中比值低 30‰。
第二章 沉积环境的判别标志
第二章 沉积环境的判别标志
第一节 概述
第二节 颜色标志
第三节 沉积构造标志
第四节 岩石结构与粒度标志
第五节 岩矿成分和地球化学标志 第六节 古生物标志 第七节 地球物理标志
第三节 岩石结构和粒度标志
一、岩石结构标志
矿物碎屑
碎屑颗粒
岩石碎屑
碎屑岩的
结构组分 填 隙 物
杂
基
第六节 判断沉积环境的生物标志
生物化石——鉴定地层的地质年代、沉 积环境分析 盐度
生物化石组合 沉积环境分析 和生态特征 古水深
底层性质
海水浊度
一 、 生 物 对 盐 度 的 指 示
二 、 生 物 对 水 体 深 度 的 指 示
二、生物对水体深度的指示
三 、 生 物 对 底 质 的 指 示
重矿物 尖晶石、铬铁矿、橄榄石、紫苏辉石
轻矿物 基性岩岩屑、基性斜长石、蛇纹石 重矿物 蓝晶石、十字石、硅线石、石榴石 轻矿物 具波状消光和镶嵌结构的石英 重矿物 锆石(圆)、金红石、石榴石、电气石(较 圆)
沉积岩
轻矿物 颗粒圆滑或具次生加大边的石英
自生矿物具有良好的指相性
海绿石和鲕绿泥石，海相标志 自生磷灰石或隐晶质胶磷矿，海相标志

碎屑物质以机械搬运为主，其搬运和沉
积受水动力条件控制。 碎屑颗粒的大小及分布特征，可直接反
映沉积时的水动力条件。
二、粒度分布特征及环境意义
明确搬运介质的性质：如风、水、冰川、 泥石流、浊流等 判断搬运介质的能量条件，如流速、强度、 起动能力等 明确搬运方式，如滚动、跳跃、悬浮 明确沉积作用的形式，如牵引流、浊流等
OP—滚动搬运为主
NO—滚动组分
帕塞加(Passega,l957,1964) 的C-M图
浊流沉积
的C-M图
第二章 沉积环境的判别标志
第一节 概述
第二节 颜色标志
第三节 沉积构造标志
第四节 岩石结构与粒度标志
第五节 岩矿成分和地球化学标志 第六节 古生物标志 第七节 地球物理标志
第五节 岩矿成分和地球化学标志
四、生物对海水浊度的指示
底栖生物的摄食类型——帮助确定是清 水还是浊水


红藻和绿藻——清水环境
海绵、珊瑚、苔藓虫——清水环境
食沉积物的生物，如蛇尾类、蛤、腹足 类等，能忍受浊度较大的海水。
第二章 沉积环境的判别标志
第一节 概述
第二节 颜色标志
第三节 沉积构造标志
第四节 岩石结构与粒度标志
第五节 岩矿成分和地球化学标志 第六节 古生物标志 第七节 地球物理标志
大量锰结核主要分布在深海和开放大洋洋底环 境，湖泊、浅海、深海锰结核微量元素差异大
不同沉积环境自生矿物分布
自生粘土矿物可反映水介质条件
大陆环境主要是酸性介质，以高岭石为主 海洋环境粘土沉积多以伊利石和蒙皂石为主 自生长石、自生沸石是湖相标志，钾长石次 生加大是海相标志； Βιβλιοθήκη Baidu天青石、萤石和重晶石是咸化澙湖环境标志。
由滨岸向深海，Fe、Mn、P、Co、Ni、 Ca、Zn、Y、Pb、Ba 、Cu增加，其中Mn、Ni、 Co、Cu元素含量升高趋势特别显著。
2、稳定同位素在分析沉积环境中的应用
确定古环境的盐度、古水温 应用较多、效果较好的是O、C、S同位素
16O、 18O， 12C、 13C
，34S、32S ，30Si、28Si
稳定同位素的相对丰度用δ表示 δ=[w(R样品-R标样) / wR标样]×1000‰
同位素国际标样PDB，即白垩系Pee Dee层的箭石
(1) 古温度测定 δ18O的变化与海水温度变化的关系：16O 活动性大，蒸发作用可使海水中的16O减少，18O 相对增加，δ18O显正异常。
(1) 古温度测定
沉积磷酸盐法 自生铁矿法
硼(B)法：粘土中的硼——伊利石——盐度
淡水中的B：<100×10-6 正常海水中的B：(300~400)×10-6 半咸水中的B：(200~300)×10-6 超咸水中的B：>400×10-6
元素比值法
w(B)/w(Ga)、w(Sr)/w(Ba)等——古盐度
<1.5，淡水相
特殊岩石类型与沉积环境
红层：大陆沉积物，注意与海相红色页岩 的区别？（化石）
蒸发岩：气候干燥、闭塞环境，如，内陆 盐湖、半封闭澙湖、开阔海盆
磷块岩：大量形成于海洋，特别是在水深 50-200m的海区
特殊的岩石类型与气候
冰碛岩、冰川纹泥是寒冷气候标志
蒸发岩是干旱气候产物
煤系地层是温暖潮湿气候标志 在海相地层中，大套石灰岩(尤其是生物石
颗粒直径
含碎石的冰川砂；
雨水冲刷斜坡上的 沉积物；
海岸细卵石层； 砂质卵石砾石。
页岩、黄土、冰碛物、海滨沙、海滨砾石
100 75 50
25 0
10
5
3 2
1
0.5 0.3
0.1 0.05
0.02 0.01 0.005
0.001
mm
不同成因碎屑沉积的累积曲线
概率值累 积曲线
海滩砂的
粒度概率图