第七章 沉积学研究方法

1、第七章第七章 沉积学研究及古地理沉积学研究及古地理编图方法编图方法 根据研究的目的和获取资料的精度不根据研究的目的和获取资料的精度不同，研究的方法有一定的差异。同，研究的方法有一定的差异。 地质学方法地质学方法 地球化学方法地球化学方法 地球物理学方法地球物理学方法 但不论哪种方法，首先要获取相标志。但不论哪种方法，首先要获取相标志。第七章第七章 沉积学研究方法沉积学研究方法第一节第一节 沉积相的鉴定标志沉积相的鉴定标志1.沉积岩的岩性标志沉积岩的岩性标志 (1)岩石的颜色岩石的颜色 (2)岩石的矿物成分和岩石类型岩石的矿物成分和岩石类型 (3)岩石的结构岩石的结构 (4)沉积岩层的构造沉积岩

2、层的构造2.古生物、古生态标志古生物、古生态标志3.沉积地球化学标志沉积地球化学标志4.沉积岩层的产状标志沉积岩层的产状标志 5.地球物理学标志地球物理学标志 1.1.沉积岩的岩性标志沉积岩的岩性标志 (1)(1)岩石的颜色：岩石的颜色： 主要反映沉积环境的古气候和氧化还原性主要反映沉积环境的古气候和氧化还原性质。质。 沉积岩颜色的成因类型：沉积岩颜色的成因类型： 按成因，颜色可分为原生色和次生色。原生色又可分为继承色及自生色二种：继承色 继承色取决于碎屑物质的颜色，常为碎屑岩所具有。自生色 自生色是取决于沉积和成岩阶段形成的自生矿物的颜色。为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有的颜色。如含

3、Fe3+的页岩就呈红色或黄褐色；海绿石砂岩呈绿色，是因其中含有绿色的自生矿物海绿石。 次生色次生色 次生色是在后生作用或风化作用过程中，原生色发生次生变化而形成的。 原生色的特点是在同一层内常稳定不变；而次生色则呈斑点状，或沿裂隙孔洞分布，可切穿层理，在风化带发育。在自然界常见的是原生色和次生色都有的混合色。次生色和自生色往往是由色素造成，色素含量仅百分之几，甚至小于1%，但它对岩石颜色影响很大。常见色素为有机质和铁质，随着有机质含量增加而岩石颜色变深；各种常见的自生色及其沉积环境各种常见的自生色及其沉积环境1.白色：一般不含色素，如质纯的碳酸盐岩、盐岩、石英砂岩、高岭土、蛋白石等。2.灰色、

4、黑色：由于含有机质(炭质、沥青质)、分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)，这些物质含量愈高，颜色就愈深。并表明岩石形成于还原或强还原条件下。3.红色、紫红色、褐红色、黄棕色：由于含有铁的氧化物或氢氧化物之故。表明当时沉积介质为氧化及强氧化条件，其中黄色常见于炎热干燥气候条件下的陆相沉积物中，而红色常见于炎热潮湿气候条件下的陆相或海相沉积物中。4.绿色：由于含有Fe2+和Fe3+的硅酸盐矿物(海绿石、鲕绿泥石)。代表弱氧化或弱还原的介质条件。碎屑岩中若含角闪石、绿帘石、绿泥石等碎屑矿物多时也可呈绿色。5.蓝色、青色：是硬石膏、天青石、石膏、石盐等特有的颜色。有时蓝色是由蓝铁矿和蓝铜矿引起的。6.紫色：

5、与氧化铁或氧化锰有关，有时则由含土状萤石之故。岩石的颜色除与成分有关外，还与粒度、干湿情况有关：粒度愈细则相应的颜色要显得深一些；湿的标本比干的颜色要深些。颜色的描述和实际意义颜色的描述和实际意义 对岩石的颜色描述时，不仅要说明是何种颜色，而且要说明颜色的深浅、亮暗和浓淡程度。有时岩石是混合色，则用复合名称描述，如深紫红色、浅蓝灰色，前面的是次要的颜色(即深紫、浅蓝)，后面才是主要颜色(即红、灰色)。 对于沉积岩颜色的的研究，有助于划分和对比地层，了解古气候条件，根据颜色的性质可以确定介质是氧化或还原的环境。对颜色的仔细研究还有助于找寻有用矿产，如云南的沉积型铜矿主要赋存于紫红色地层中的浅色岩

6、石中，故浅紫交互层是找寻铜矿最有利的地段。1.1.沉积岩的岩性标志沉积岩的岩性标志 (1)(1)岩石的颜色岩石的颜色 (2)(2)岩石的矿物成分和岩石类型：岩石的矿物成分和岩石类型：如原生的自生矿物可指如原生的自生矿物可指示沉积环境，碎屑岩的岩屑可直接看出陆源区的母岩性质，示沉积环境，碎屑岩的岩屑可直接看出陆源区的母岩性质，重矿物组合和某些轻矿物特征也可指示母岩性质。岩石类重矿物组合和某些轻矿物特征也可指示母岩性质。岩石类型在一定程度上可指示沉积环境，还可反映陆源区或沉积型在一定程度上可指示沉积环境，还可反映陆源区或沉积盆地的大地构造状况和古气候条件等。盆地的大地构造状况和古气候条件等。 (3

7、)(3)岩石的结构：岩石的结构：不同沉积环境下形成的岩石结构是有不同沉积环境下形成的岩石结构是有差异的，如岩石的支撑性、杂基及颗粒的含量、颗粒的分差异的，如岩石的支撑性、杂基及颗粒的含量、颗粒的分选磨圆、粒度分布特征等，均可反映沉积环境的某些特征。选磨圆、粒度分布特征等，均可反映沉积环境的某些特征。 (4)沉积岩层的构造：沉积岩层的构造：主要是原生的层理和层面构造，主要是原生的层理和层面构造，是不同沉积相最重要的标志。是不同沉积相最重要的标志。2.2.古生物、古生态标志古生物、古生态标志 古生物的种类和生态不仅可确定海相与非海相，古生物的种类和生态不仅可确定海相与非海相，而且还可指示水域的深度

8、、盐度、温度和浊度等。而且还可指示水域的深度、盐度、温度和浊度等。近年来不仅重视遗体化石，而且还用遗迹化石资近年来不仅重视遗体化石，而且还用遗迹化石资料来判断沉积环境。料来判断沉积环境。3.3.沉积地球化学标志沉积地球化学标志 应用岩石或生物介壳中的微量元素应用岩石或生物介壳中的微量元素(如如B、B/Ga、Sr/Ba、Br、Br/Cl)、同位素、同位素(O、C、S、H等等)及有机地球化学资料来判断沉积环境。及有机地球化学资料来判断沉积环境。4.4.沉积岩层的产状标志沉积岩层的产状标志 包括地层厚度、岩体形态、接触关系及剖面结构包括地层厚度、岩体形态、接触关系及剖面结构( (即剖即剖面层序面层序

9、) )、相律、相模式等方面来判断沉积相。其中最重、相律、相模式等方面来判断沉积相。其中最重要的是剖面结构要的是剖面结构它是综合研究岩性、粒度、沉积构造和它是综合研究岩性、粒度、沉积构造和厚度等在剖面上的变化层序。不同沉积相在剖面上的变化厚度等在剖面上的变化层序。不同沉积相在剖面上的变化层序是一样的，如向上变细的剖面结构见于河流相、潮坪层序是一样的，如向上变细的剖面结构见于河流相、潮坪相、河口湾相、浊积岩相、风暴岩相等。而向上变粗的剖相、河口湾相、浊积岩相、风暴岩相等。而向上变粗的剖面结构见于三角洲相、湖泊相、无障壁海岸相、海滩亚相面结构见于三角洲相、湖泊相、无障壁海岸相、海滩亚相等。等。5.5

10、.地球物理学标志地球物理学标志 包括地球物理测井包括地球物理测井( (自然电位、自然伽玛、视电阻率等自然电位、自然伽玛、视电阻率等) )曲线和地震地层学曲线和地震地层学( (地震相地震相) )标志。标志。应该指出，以上几方面的判别标志，应综合考虑，不能仅应该指出，以上几方面的判别标志，应综合考虑，不能仅据某一点作结论，因某些不同的相可出现一些相似的特征。据某一点作结论，因某些不同的相可出现一些相似的特征。第二节第二节 沉积相的矿物成分标志沉积相的矿物成分标志 矿物成分标志的研究主要是用显微镜矿物成分标志的研究主要是用显微镜和其它方法对岩石或矿物进行显微研究，和其它方法对岩石或矿物进行显微研究，

11、提供环境分析标志，主要包括以下二个提供环境分析标志，主要包括以下二个方面：方面：一、陆源碎屑成分一、陆源碎屑成分二、自生矿物和特殊岩石类型二、自生矿物和特殊岩石类型 一、陆源碎屑成分一、陆源碎屑成分 根据碎屑成分和矿物标型特征来研究沉积物来根据碎屑成分和矿物标型特征来研究沉积物来源方向及物源区岩石类型。陆源碎屑成分主要包源方向及物源区岩石类型。陆源碎屑成分主要包括石英、长石、岩屑及各种轻重矿物。它们实质括石英、长石、岩屑及各种轻重矿物。它们实质上是岩层物理风化和化学分解作用的残余物，同上是岩层物理风化和化学分解作用的残余物，同时也是分析物源区岩石类型的直接依据。陆源碎时也是分析物源区岩石类型的

12、直接依据。陆源碎屑成分研究的任务就是通过鉴定分析沉积物中的屑成分研究的任务就是通过鉴定分析沉积物中的石英、长石、岩屑及各种轻、重矿物标型组合特石英、长石、岩屑及各种轻、重矿物标型组合特征，研究它们的含量变化，以确定物源方向、源征，研究它们的含量变化，以确定物源方向、源区的大致位置、搬运距离及母岩类型等。区的大致位置、搬运距离及母岩类型等。 1.1.利用矿物的标型特征分析母岩类型利用矿物的标型特征分析母岩类型 2.2.利用碎屑矿物组合分析母岩类型利用碎屑矿物组合分析母岩类型1.1.利用矿物的标型特征分析母岩类型利用矿物的标型特征分析母岩类型 矿物标型特征是指不同成因的同种矿物，由于矿物标型特征是

13、指不同成因的同种矿物，由于形成时物理、化学条件的不同，因而在化学组成、形成时物理、化学条件的不同，因而在化学组成、晶形和物性上就存在差异，其中具明显特征并可晶形和物性上就存在差异，其中具明显特征并可作为成因标志者即为矿物标型特征。如沉积岩中作为成因标志者即为矿物标型特征。如沉积岩中最丰富的矿物石英，可以据其包裹体、消光类型、最丰富的矿物石英，可以据其包裹体、消光类型、晶体形态和多晶现象等标志区分母岩类型。阴极晶体形态和多晶现象等标志区分母岩类型。阴极发光显微镜的发明和应用，使原来认为是无标型发光显微镜的发明和应用，使原来认为是无标型特征的单晶石英颗粒，也可确定其成因类型。特征的单晶石英颗粒，也

14、可确定其成因类型。2.2.利用碎屑矿物组合分析母岩类型利用碎屑矿物组合分析母岩类型 每一类岩石都有其特定的矿物组合，经风化每一类岩石都有其特定的矿物组合，经风化剥蚀、搬运、沉积成岩，故在形成的碎屑中，仍剥蚀、搬运、沉积成岩，故在形成的碎屑中，仍然保留其组合特征。然保留其组合特征。二、自生矿物和特殊岩石类型二、自生矿物和特殊岩石类型 1.1.自生矿物自生矿物 (1)(1)海绿石：海绿石：现代海绿石主要形成于远离大河口的陆棚现代海绿石主要形成于远离大河口的陆棚区，其介质条件为弱咸性区，其介质条件为弱咸性(pH=7-8)(pH=7-8)和弱氧化和弱氧化弱还原弱还原(Eh=0)(Eh=0)的正常海水，

15、水温的正常海水，水温10-1510-15左右，形成深度大于左右，形成深度大于125m125m，在寒冷地区，水深，在寒冷地区，水深30m30m就可形成。大量原生海绿石就可形成。大量原生海绿石的形成主要与海水有密切关系。的形成主要与海水有密切关系。 鲕绿泥石：鲕绿泥石：据现代沉积学研究，它也属海洋自生矿物，据现代沉积学研究，它也属海洋自生矿物，但和海绿石的形成温度和深度不同，鲕绿泥石形成于较温但和海绿石的形成温度和深度不同，鲕绿泥石形成于较温暖的浅海，水温大于暖的浅海，水温大于2020，其分布深度小于，其分布深度小于60m60m。 粘土矿物：粘土矿物：粘土矿物可以反映介质的粘土矿物可以反映介质的p

16、H值。高岭石值。高岭石形成于酸性介质中，一般为大陆环境；伊利石、蒙脱石形形成于酸性介质中，一般为大陆环境；伊利石、蒙脱石形成于中性或碱性介质中，多为海洋环境。成于中性或碱性介质中，多为海洋环境。 2.2.特殊岩石类型特殊岩石类型 (1)(1)碳酸盐岩：碳酸盐岩：尽管在海洋和湖盆中均可产生尽管在海洋和湖盆中均可产生出，但两者的特征不同，前者常大量产出，而后出，但两者的特征不同，前者常大量产出，而后者常呈夹层或透镜体产出，生物成因的可依据生者常呈夹层或透镜体产出，生物成因的可依据生物化石区别海相与陆相沉积，碳酸盐岩沉积反映物化石区别海相与陆相沉积，碳酸盐岩沉积反映介质为弱碱性，某些特殊的碳酸盐岩的

17、岩性可指介质为弱碱性，某些特殊的碳酸盐岩的岩性可指示环境或介质条件。如：藻叠层石碳酸盐岩一般示环境或介质条件。如：藻叠层石碳酸盐岩一般形成于潮坪环境，鲕粒灰岩形成于滨海或碳酸盐形成于潮坪环境，鲕粒灰岩形成于滨海或碳酸盐台地的高能带，具水平纹层的泥晶灰岩形成于静台地的高能带，具水平纹层的泥晶灰岩形成于静水环境。水环境。 (2)红层：红层：一般是大陆沉积物含铁矿物在潮一般是大陆沉积物含铁矿物在潮湿湿干燥的温暖气候条件下风化后成赤铁矿而显干燥的温暖气候条件下风化后成赤铁矿而显红色，可通过化石与海相红色页岩相区别。红色，可通过化石与海相红色页岩相区别。(3)(3)蒸发盐：蒸发盐：是含盐度较高的溶液或卤

18、水通过蒸发作用产是含盐度较高的溶液或卤水通过蒸发作用产生的化学沉积物，它们的出现一般反映气候干燥和闭塞环生的化学沉积物，它们的出现一般反映气候干燥和闭塞环境。内陆盐湖或半封闭的滨海泻湖是形成蒸发盐的有利环境。内陆盐湖或半封闭的滨海泻湖是形成蒸发盐的有利环境。境。(4)(4)磷块岩：磷块岩：磷块岩并非是区别海洋与大陆沉积的特征矿磷块岩并非是区别海洋与大陆沉积的特征矿物，在大陆地层中，自生磷酸盐矿物也较常见，但大量的物，在大陆地层中，自生磷酸盐矿物也较常见，但大量的磷质在海洋，大量形成磷酸盐的环境是浅海。大量磷块盐磷质在海洋，大量形成磷酸盐的环境是浅海。大量磷块盐出现可指示海洋环境，特别是出现可指

19、示海洋环境，特别是50-200m50-200m海区更有利于其形海区更有利于其形成。成。(5)(5)锰结核：锰结核：锰结核中微量元素的浓度随着环境的改变而锰结核中微量元素的浓度随着环境的改变而发生有规律的变化，因而其比值具有指示环境的意义。如发生有规律的变化，因而其比值具有指示环境的意义。如在湖泊和浅海中形成的铁锰结核中在湖泊和浅海中形成的铁锰结核中CoCo、NiNi、ZnZn、PbPb等元素等元素要比大洋中少的多。要比大洋中少的多。 (6)礁灰岩：礁灰岩：是由固着的造礁生物形成的一种突起的抗浪是由固着的造礁生物形成的一种突起的抗浪构造，造礁生物主要有珊瑚、层孔虫、苔藓虫、海绵等，构造，造礁生物

20、主要有珊瑚、层孔虫、苔藓虫、海绵等，礁灰岩是浅海环境的良好标志。礁灰岩是浅海环境的良好标志。第三节第三节 沉积环境的生物标志沉积环境的生物标志 生物化石不仅可以鉴定地层的地质年代，而且生物化石不仅可以鉴定地层的地质年代，而且是进行沉积环境分析的重要标志。根据对现代沉是进行沉积环境分析的重要标志。根据对现代沉积环境中生物的观察，生物群的分布及其生态特积环境中生物的观察，生物群的分布及其生态特点严格地受环境控制，在一定的沉积环境内均有点严格地受环境控制，在一定的沉积环境内均有与之相适应的特殊的生物组合。与之相适应的特殊的生物组合。一、生物对环境的指示意义一、生物对环境的指示意义 1.指示盐度指示盐

21、度 2.2.指示深度指示深度 3.3.指示底层性质指示底层性质 4.指示海水浊度指示海水浊度 二、生物形成的沉积构造二、生物形成的沉积构造 生物成因的沉积构造是指由生物活动或生物成因的沉积构造是指由生物活动或生长在沉积物表面或内部遗留下来的各种生长在沉积物表面或内部遗留下来的各种痕迹，其中包括生物遗迹、生物生长构造痕迹，其中包括生物遗迹、生物生长构造及植物根痕迹等。及植物根痕迹等。 1.1.生物遗迹构造生物遗迹构造 2.2.生物生长构造生物生长构造 3.3.生物扰动构造生物扰动构造 4. 植物根迹植物根迹第四节第四节 粒度分析 粒度大小是受流水作用营力强度控制的，与沉积物形成的环境关系极为密切

22、，碎屑岩的粒度特征是判断自然地理环境和水动力条件的良好标志之一。因此，粒度分析的资料广泛地运用来研究沉积岩的成因，作为研究沉积环境的方法之一。50年代末期以来，应用粒度分析解释成因环境的方法很多，比较有效的是概率成因图解、CM图、粒度参数离散图以及因子分析、判别分析等方法。 利用粒度分析资料分析沉积环境的方法，目前还不够完善，有些问题还存在多解性。因此，必须同其它地质资料，如沉积构造、剖面上的成因层序等相配合，才能得出符合实际的结论。 描述岩石的次序： 1）颜色）颜色 2）层厚：页）层厚：页/薄薄/中中/厚厚/块状层块状层 3）岩性：）岩性： 砂岩（石英砂岩（石英/长石长石/岩屑砂岩岩屑砂岩;

23、粒径粒径;结构成熟度）结构成熟度） 砾岩（单成分砾岩（单成分/复成分复成分;粒径粒径;结构成熟度结构成熟度,支撑性质）支撑性质） 碳酸盐岩（泥晶碳酸盐岩（泥晶/颗粒颗粒,粉粉/细细/中中/粗晶）粗晶） 4）沉积构造）沉积构造 5）沉积体宏观形态、沉积序列）沉积体宏观形态、沉积序列 6）化石、遗迹化石）化石、遗迹化石 7）其它内含物（黄铁矿、赤铁矿、膏盐盐、碳屑、海绿）其它内含物（黄铁矿、赤铁矿、膏盐盐、碳屑、海绿 石、粘土矿物类型）石、粘土矿物类型）第五节第五节 沉积地球化学标志沉积地球化学标志 地球化学在古环境分析中的应用，主要包括元地球化学在古环境分析中的应用，主要包括元素地球化学和稳定同

24、位素地球化学原理的应用。素地球化学和稳定同位素地球化学原理的应用。 一、元素地球化学在沉积环境分析中的应用一、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取决于下列因素：陆源沉积岩中的元素含量取决于下列因素：陆源区性质区性质(母岩成分母岩成分)、古气候、沉积环境、古气候、沉积环境(包括水体包括水体等介质性质等介质性质)、沉积岩的成分、生物作用、成岩及、沉积岩的成分、生物作用、成岩及后生因素等，因此研究它就可以对再造古地理环后生因素等，因此研究它就可以对再造古地理环境提供信息。目前，元素地球化学在划分海陆相境提供信息。目前，元素地球化学在划分海陆相地层，分析物源区岩石成分，恢复沉积古气

25、候条地层，分析物源区岩石成分，恢复沉积古气候条件，确定沉积水介质地球化学环境，划分地球化件，确定沉积水介质地球化学环境，划分地球化学相学相(氧化与还原、水盆深度、盐度、离岸距离等氧化与还原、水盆深度、盐度、离岸距离等)等方面都能取得较满意成果。等方面都能取得较满意成果。 ( (一一) )古盐度的测定古盐度的测定 1.1.硼法硼法(1)(1)沃克法沃克法(2)(2)亚当斯法亚当斯法 (3)科奇法科奇法2.2.元素比值法元素比值法 (1)B/Ga(1)B/Ga： (2)Sr/Ba(2)Sr/Ba： (3)C/S(3)C/S： (4)Sr/Ca(4)Sr/Ca： (5)(5)其它元素比值法：其它元素

26、比值法：Rb/K值、值、V/Ni、Mg/Ca、Mg/Ca 3. 3. 磷酸盐法磷酸盐法4.其它方法其它方法 ( (二二) )氧化还原条件的标志氧化还原条件的标志 判断沉积环境的氧化还原条件主要是根据同生矿物组判断沉积环境的氧化还原条件主要是根据同生矿物组合，如对介质合，如对介质EhEh值高低反映灵敏的铁、锰矿物组合。值高低反映灵敏的铁、锰矿物组合。铁在海盆中沉积具有明显的规律性，随着铁在海盆中沉积具有明显的规律性，随着pHpH值的增大，值的增大，EhEh值的降低，铁矿物呈不同的相依次分布，铁的化合价态也值的降低，铁矿物呈不同的相依次分布，铁的化合价态也相应变化，因而可用来反映环境的地球化学相。

27、相应变化，因而可用来反映环境的地球化学相。 ( (三三) )离岸距离标志离岸距离标志 近些年对现代沉积物元素地球化学的研究发现，元素的近些年对现代沉积物元素地球化学的研究发现，元素的聚集和分散与水盆地深度也有一定的关系。这一性质主要聚集和分散与水盆地深度也有一定的关系。这一性质主要是元素在沉积作用中所发生的机械分异作用、化学分异作是元素在沉积作用中所发生的机械分异作用、化学分异作用和生物、生物化学分异作用的结果。用和生物、生物化学分异作用的结果。 ( (四四) )源区分析源区分析 母岩岩性基本决定了风化产物的元素组成。所以母岩母岩岩性基本决定了风化产物的元素组成。所以母岩成分还是能在某些特征元

28、素含量的变化上体现出来。成分还是能在某些特征元素含量的变化上体现出来。二、稳定同位素在沉积环境分析中的应用二、稳定同位素在沉积环境分析中的应用 ( (一一) )古温度测定古温度测定 长期以来，人们一直不断地研究碳酸盐和海水之间的氧长期以来，人们一直不断地研究碳酸盐和海水之间的氧同位素的分馏作用，利用海水沉积碳酸盐和海水之间氧同同位素的分馏作用，利用海水沉积碳酸盐和海水之间氧同位素的分馏作用解释古温度。位素的分馏作用解释古温度。 同位素用于古水温的测定方法大致可以划分为两类，即同位素用于古水温的测定方法大致可以划分为两类，即定量计算法和图解法。定量计算法和图解法。1.1.计算法计算法2.2.图解

29、法图解法（二）古气候分析（二）古气候分析 ( (三三) )古盐度测定古盐度测定( (四四) )海平面升降分析海平面升降分析 （五（五) )环境氧化还原条件的分析环境氧化还原条件的分析( (六六) )硫同位素与沉积环境分析硫同位素与沉积环境分析第六节第六节 地球物理学标志地球物理学标志 地球物理学标志常用的有沉积相的测地球物理学标志常用的有沉积相的测井响应和地震响应，根据测井曲线和地震井响应和地震响应，根据测井曲线和地震反射资料解析出其中的基本相标志，进而反射资料解析出其中的基本相标志，进而鉴别沉积相类型。鉴别沉积相类型。 一、沉积相的测井响应一、沉积相的测井响应 二、沉积相地震响应二、沉积相地

30、震响应二、沉积相地震响应二、沉积相地震响应沙三中亚段3砂层组波形分类沙三中亚段3砂层组均方根振幅沙三中亚段4砂层组波形分类沙三中亚段4砂层组均方根振幅沙三中亚段8砂层段波形分类图沙三中亚段8砂层段均方根振幅第七节第七节 古地理分析古地理分析 古地理分析是对地质历史时期中自然地理景观的再造，古地理分析是对地质历史时期中自然地理景观的再造，也就是再造沉积区和侵蚀区的景观。古地理分析的内容包也就是再造沉积区和侵蚀区的景观。古地理分析的内容包括：确定侵蚀区的位置及母岩的性质、古地形的起伏；确括：确定侵蚀区的位置及母岩的性质、古地形的起伏；确定沉积区的边界，搬运介质及水动力条件；确定水的物理定沉积区的边

31、界，搬运介质及水动力条件；确定水的物理- -化学性质等介质条件。此外，古地理分析还要确定古气化学性质等介质条件。此外，古地理分析还要确定古气候及古构造状况，确定古火山喷发的中心等。候及古构造状况，确定古火山喷发的中心等。 古地理的分析不仅可以确定当时的自然地理景观，还可古地理的分析不仅可以确定当时的自然地理景观，还可查明沉积矿产的生成与分布的规律性；阐明沉积作用与大查明沉积矿产的生成与分布的规律性；阐明沉积作用与大地构造之间的关系，以进一步了解地壳运动与地质发展史，地构造之间的关系，以进一步了解地壳运动与地质发展史，作出矿产的预测。作出矿产的预测。 总之，古地理分析是在综合各种地质资料的基础上

32、，总之，古地理分析是在综合各种地质资料的基础上，通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等分析方法，再通过沉积学、古生态、古构造、地球化学等分析方法，再现当时的自然地理景观。现当时的自然地理景观。古地理分析包括：古地理分析包括： 定性分析定性分析 定量分析定量分析一、相分析1、相分析单位的确定2、相序分析3、沉积构形与沉积体的几何形态4、相对比横剖面5、建立相模式6、定量相图的应用 沉积体的形态 沉积体的形态 沉积体的形态 沉积体的形态沙巴台靖远组海滩准层序海岸沉积体系组 比例尺岩性剖面层号层厚石千峰组上石盒子组下石盒子组山西组太原组羊虎沟组靖远组8090100110120130140150160

33、170180190200210220230240250260270280290300310320330340350360370380390400410420430440450460470480490500510520530540550560570580590600610620640650660107106105104103102101100999897969594939291908988878685848382818079787776757473727170696867666564636261605958575655545352515049484746454443424140393837363

34、5343332313029282726252423222120191817161514131211109876543216.46.86.844.31.41.41.41.81.81.8131.47.81313120.72.81.61.71.63.33.42.114.766.58.82.22.22.124.54.61.61.6565412.78.91011103.33.41.74.14.1361.81.81.93.20.63.392215.61.51.512.42.41.51.91.93.2231.12.22.33.43.50.70.81.521.565.923.76.24.44.40.83.56

35、65.90.72.31.41.41.11.11.10.913.43.42232.31.82.12.11.841.71.81.51.50.2111.41.61.41.31.21.31.21.12.51.38311.21.31.71.61.61.21.71.8223.93.951010.3104.14.24.84.914.64.64.622.62.82.60.61.20.810.81.41.433.130.93.85.36.16.11.81.413.23.220.81.63.33.11312沙巴台羊虎沟组、太原组三角洲前缘三角洲前缘潮坪（潮道）海岸（临滨）组 比例尺岩性剖面层号层厚石千峰组上石盒子

36、组下石盒子组太原组羊虎沟组80901001101201301401501601701801902002102202302402502602702802903003103203303403503603703803904004104204304404504604704804905005105205305405505605705805906006106206406506601071061051041031021011009998979695949392919089888786858483828180797877767574737271706968676665646362616059585756555

37、453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222120191817161514131211109876543216.46.86.844.31.41.41.41.81.81.8131.47.81313120.72.81.61.71.63.33.42.114.766.58.82.22.22.124.54.61.61.6565412.78.91011103.33.41.74.14.1361.81.81.93.20.63.392215.61.51.512.42.41.51.91.93.2231.12.22.33.43.

38、50.70.81.521.565.923.76.24.44.40.83.5665.90.72.31.41.41.11.11.10.913.43.42232.31.82.12.11.841.71.81.51.50.2111.41.61.41.31.21.31.21.12.51.38311.21.31.71.61.61.21.71.8223.93.951010.3104.14.24.84.914.64.64.622.62.82.60.61.20.810.81.41.433.130.93.85.36.16.11.81.413.23.220.81.63.33.11312三角洲平原河流沉积体系石千峰组上

39、石盒子组下石盒子组809010011012013014015016017018019020021022023024025026027028029030031032033034035036037038039040041042043044045046047048049050051052053054055056057058059060061062064065066010710610510410310210110099989796959493929190898887868584838281807978776.46.86.844.31.41.41.41.81.81.8131.47.81313120.72

40、.81.61.71.63.33.42.114.766.58.82.22.22.124.54.61.61.6565412.78.91011103.33.41.74.14.1361.8亚段SP 15 30 GR -20 140 井深(m)岩性剖面岩芯剖面沉积构造亚相 相 沙三中 3 沙三中433603380340034203440水道叶状体 盆地平原 叶状体 水道 盆地平原 叶状体 水道 半深湖 盐湖 进积型湖底扇 退积型湖底扇湖底扇的沉积序列（濮湖底扇的沉积序列（濮83井）井）剖面结构剖面结构或沉积序或沉积序列列图6 高位体系域厚度等值线图及盆地底形 Ordos盆地晚石炭世灰岩分布简图二、陆源区

41、分析陆源区分析 （一）、判断古陆或侵蚀区的存在（一）、判断古陆或侵蚀区的存在（二）、查明古陆地形起伏特征（二）、查明古陆地形起伏特征（三）、古河流体系的恢复（三）、古河流体系的恢复（四）、物源区母岩性质的确定（四）、物源区母岩性质的确定 第八节第八节 古水流分析古水流分析一、古水流测量一、古水流测量1.1.古水流测量古水流测量2.2.古流向的校正古流向的校正二、古水流测量的构造二、古水流测量的构造1.1.交错层理交错层理2.2.波痕和交错纹层波痕和交错纹层3.3.底面构造底面构造4.4.碎屑和化石优选方位碎屑和化石优选方位5.其他指向构造其他指向构造三、成果表示和矢量平三、成果表示和矢量平均值

42、的计算均值的计算四、古水流型式的解释四、古水流型式的解释东北部古流向-向W或SW千里山乌达第九节第九节 古气候分析古气候分析 一、古生物标志一、古生物标志二、岩性特征标志二、岩性特征标志三、沉积构造的标志三、沉积构造的标志四、古地磁法四、古地磁法 一、岩相古地理研究的基本原理一、岩相古地理研究的基本原理 在进行岩相古地理研究时，必须遵循一些法则，主要有在进行岩相古地理研究时，必须遵循一些法则，主要有相序递变法则、沉降补偿原理以及地层等时旋回对比法则相序递变法则、沉降补偿原理以及地层等时旋回对比法则等。等。（一）、相序递变法则（一）、相序递变法则（二）、沉降补偿原理（二）、沉降补偿原理 剖面相分

43、析中应注意下述几个基本原则。剖面相分析中应注意下述几个基本原则。 1.1.定时问题定时问题 2.2.穿时问题穿时问题（三）、地层旋回等时对比法则（三）、地层旋回等时对比法则第十节第十节 沉积相古地理研究与编图方法沉积相古地理研究与编图方法二二 编图工作的设计和准备编图工作的设计和准备1.1.全面收集资料全面收集资料地层剖面资料，包括地层剖面资料，包括150000150000和和12000001200000区调区调图幅中的实测剖面资料，以及石油、地质、普查图幅中的实测剖面资料，以及石油、地质、普查勘探的地层剖面、各类钻孔、石油深井岩心资料勘探的地层剖面、各类钻孔、石油深井岩心资料( (包括电测井

44、、放射性测井和岩屑录井资料等包括电测井、放射性测井和岩屑录井资料等) )；用于分析解释地层、构造界面的各种物探资料；用于分析解释地层、构造界面的各种物探资料；大地构造专题研究资料，对于中、小比例尺编大地构造专题研究资料，对于中、小比例尺编图工作尤为重要；图工作尤为重要；有关工作区及相邻地区的岩有关工作区及相邻地区的岩相古地理和地层古生物专门性研究成果；相古地理和地层古生物专门性研究成果；沉积、沉积、层控矿床资料。层控矿床资料。2.2.统一地层划分对比方案，确定编图单元统一地层划分对比方案，确定编图单元1.1.全面收集资料全面收集资料2.2.统一地层划分对比方案，确定编图单元统一地层划分对比方案

45、，确定编图单元 编制中、小比例尺沉积相古地理图，通常是编制中、小比例尺沉积相古地理图，通常是以年代地层为单位，即研究同一时间范围内的沉以年代地层为单位，即研究同一时间范围内的沉积环境变迁。这就要求所有的地层剖面是近似等积环境变迁。这就要求所有的地层剖面是近似等时的。因此在工作之初就要注意地层的等时、穿时的。因此在工作之初就要注意地层的等时、穿时和相变等问题，正确选定地层对比的时间界线时和相变等问题，正确选定地层对比的时间界线和分层标志，提出合理的地层划分对比方案，作和分层标志，提出合理的地层划分对比方案，作为测制剖面、填制卡片和计算地层厚度的准则。为测制剖面、填制卡片和计算地层厚度的准则。在工

46、作过程中也要随时注意这一问题。在工作过程中也要随时注意这一问题。在确定地层划分对比方案时，还应考虑到成图单在确定地层划分对比方案时，还应考虑到成图单元的合理性。元的合理性。 三三 野外工作野外工作 野外工作是沉积相古地理研究与编图的基础。野外工作是沉积相古地理研究与编图的基础。主要是通过测制沉积相剖面，系统研究剖面的岩主要是通过测制沉积相剖面，系统研究剖面的岩石成分、结构、构造、古生物组合和生态特点、石成分、结构、构造、古生物组合和生态特点、遗迹化石等各种能够判别沉积环境的成因标志，遗迹化石等各种能够判别沉积环境的成因标志，并收集各种古流向数据，进而划分岩石的成因单并收集各种古流向数据，进而划

47、分岩石的成因单元，综合分析剖面的层序结构特点，初步确定沉元，综合分析剖面的层序结构特点，初步确定沉积相类型。与此同时，还应采集必要的样品供室积相类型。与此同时，还应采集必要的样品供室内分析研究，为正确的划分沉积相类型，建立区内分析研究，为正确的划分沉积相类型，建立区域沉积相模式和综合编图工作奠定基础。域沉积相模式和综合编图工作奠定基础。（一）、沉积相剖面的测制（一）、沉积相剖面的测制（二）、沉积相野外研究（二）、沉积相野外研究（一）、沉积相剖面的测制（一）、沉积相剖面的测制1.1.野外踏勘野外踏勘2.2.剖面的布署原则、类型和精度要求剖面的布署原则、类型和精度要求 1)1)控制剖面控制剖面(2

48、)(2)辅助剖面辅助剖面(3)(3)路线剖面路线剖面3.3.剖面测制程序和样品采集剖面测制程序和样品采集 相剖面的测制程序和方法与地层剖面的测量方相剖面的测制程序和方法与地层剖面的测量方法一样，但其观察重点应放在相标志的研究和沉法一样，但其观察重点应放在相标志的研究和沉积环境的分析上。一般包括踏勘、实测和定相成积环境的分析上。一般包括踏勘、实测和定相成图三个步骤。图三个步骤。 踏勘时还要初步确定剖面的主要沉积相类型、踏勘时还要初步确定剖面的主要沉积相类型、相序列，是否具有韵律性特点，以及相标志的分布相序列，是否具有韵律性特点，以及相标志的分布等。实测过程中，除按照设计要求逐层丈量，详细等。实测

49、过程中，除按照设计要求逐层丈量，详细观察描述，按需要系统采集标本、样品外，还要注观察描述，按需要系统采集标本、样品外，还要注意抓住关键层段，加密观察，甚至在剖面两侧追索，意抓住关键层段，加密观察，甚至在剖面两侧追索，切忌平均使用力量。在有韵律沉积特征的剖面上，切忌平均使用力量。在有韵律沉积特征的剖面上，要对不同层位上韵律结构特征等详细观察。野外工要对不同层位上韵律结构特征等详细观察。野外工作结束时，应根据观察结果，归纳分析，确定其沉作结束时，应根据观察结果，归纳分析，确定其沉积相类型积相类型( (野外定相野外定相) )，并编制沉积相柱状剖面草图。，并编制沉积相柱状剖面草图。 在剖面测制过程中，

50、应采集必要的测试分析样品在剖面测制过程中，应采集必要的测试分析样品供室内研究用。样品的采集应具有明确的供室内研究用。样品的采集应具有明确的目的性、目的性、代表性和广泛的适用性代表性和广泛的适用性，同时要充分考虑经济效果，同时要充分考虑经济效果和技术设备条件的可能性，切忌贪多求全，平均摊和技术设备条件的可能性，切忌贪多求全，平均摊派。派。 样品的种类，除一般的古生物、光谱分析和化样品的种类，除一般的古生物、光谱分析和化学分析样品外，专门用于沉积相分析的样品主要有学分析样品外，专门用于沉积相分析的样品主要有两类：第一类是需要逐层分段系统采集的必备样品，两类：第一类是需要逐层分段系统采集的必备样品，

51、例如例如岩石薄片样岩石薄片样、用于碳酸盐岩结构构造研究的岩、用于碳酸盐岩结构构造研究的岩石薄片石薄片( (光片光片) )样以及碎屑岩的粒度分析样品。后两样以及碎屑岩的粒度分析样品。后两种样品可以和岩石薄片样品通用，或单独采集。种样品可以和岩石薄片样品通用，或单独采集。第第二类属特殊的测试分析样品，包括二类属特殊的测试分析样品，包括人工重砂样、物人工重砂样、物性样、古地磁、稳定同位素，以及用于电镜、阴极性样、古地磁、稳定同位素，以及用于电镜、阴极发光、差热分析、红外光谱发光、差热分析、红外光谱等方面样品。这些样品等方面样品。这些样品对于碳酸盐岩、碎屑岩和粘土岩矿物成分的研究，对于碳酸盐岩、碎屑岩

52、和粘土岩矿物成分的研究，古地理的恢复，沉积环境和成岩作用的研究，均有古地理的恢复，沉积环境和成岩作用的研究，均有一定的意义。采样时应根据实际需要、测试条件及一定的意义。采样时应根据实际需要、测试条件及经济情况慎重采集。同时注意采样方法的科学性。经济情况慎重采集。同时注意采样方法的科学性。（二）、沉积相野外研究（二）、沉积相野外研究 沉积相类型的确定，主要取决于沉积物的结构、构造、生物组合和生态特征等相标志的综合分析，以及剖面结构特征和相组合的时空关系等特征的研究。而这些标志和特征的识别主要是在野外或岩心的观察和研究中完成的。野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征，不同环境的沉积模式，

53、善于发现和识别各种相标志；要求在野外根据不同的剖面特点，根据所有的标志和剖面结构及相序变化特点，综合分析，然后作出判断。 1 1、沉积相标志观察、沉积相标志观察 2 2、剖面结构研究、剖面结构研究 3. 3. 掌握相变的规律性掌握相变的规律性 1 1、沉积相标志观察、沉积相标志观察 不同岩石类型的剖面，相标志的观察要点不同。对于不同岩石类型的剖面，相标志的观察要点不同。对于以陆源碎屑岩为主的剖面，应该注重岩石的粒度特征及其以陆源碎屑岩为主的剖面，应该注重岩石的粒度特征及其组合关系、砂岩的成熟度、层理层面特征、遗迹化石和砂组合关系、砂岩的成熟度、层理层面特征、遗迹化石和砂体形态这几个方面。体形态

54、这几个方面。 陆源碎屑岩的粒度特征是岩石命名的基础，也是判断陆源碎屑岩的粒度特征是岩石命名的基础，也是判断环境的重要标志。砂岩的成熟度包括成分成熟度和结构成环境的重要标志。砂岩的成熟度包括成分成熟度和结构成熟度两个方面，是陆源碎屑岩定相的重要标志。熟度两个方面，是陆源碎屑岩定相的重要标志。 各种类型的层理和层面构造是碎屑岩中常见的沉积构各种类型的层理和层面构造是碎屑岩中常见的沉积构造。砂体的几何形态，系指具有相同特征沉积砂体的分布、造。砂体的几何形态，系指具有相同特征沉积砂体的分布、延伸方向和形态特征。不同沉积环境中沉积的砂体形态不延伸方向和形态特征。不同沉积环境中沉积的砂体形态不同。例如河控

55、三角洲的砂体呈指状垂直于海岸，浪控三角同。例如河控三角洲的砂体呈指状垂直于海岸，浪控三角洲砂体平行于海岸，潮道或河道砂体呈底凸顶平，而远海洲砂体平行于海岸，潮道或河道砂体呈底凸顶平，而远海砂坝常常是底平顶凸。砂坝常常是底平顶凸。 对于碳酸盐岩剖面的观察，重点应放在结构、对于碳酸盐岩剖面的观察，重点应放在结构、层理厚度、生物组合的观察上。层理厚度、生物组合的观察上。 根据沉积物中的相标志对沉积环境作出判断根据沉积物中的相标志对沉积环境作出判断时，无论是碎屑岩还是碳酸盐岩，都应该既有重时，无论是碎屑岩还是碳酸盐岩，都应该既有重点研究又有综合分析，不能只根据个别标志作出点研究又有综合分析，不能只根据

56、个别标志作出判断。一个在物理上、化学上和生物上区别于其判断。一个在物理上、化学上和生物上区别于其它地区的独立环境，必然在沉积物的成分、结构它地区的独立环境，必然在沉积物的成分、结构构造和其它方面都留下其特有的一系列烙印，而构造和其它方面都留下其特有的一系列烙印，而不仅仅是个别标志。另一方面，沉积岩中某些组不仅仅是个别标志。另一方面，沉积岩中某些组构特征，并不具有环境专属性，例如潮坪中的透构特征，并不具有环境专属性，例如潮坪中的透镜状和波状层理，在湖岸环境中也能出现。粒序镜状和波状层理，在湖岸环境中也能出现。粒序层理可以在浊流、风暴流、三角洲、决口扇等环层理可以在浊流、风暴流、三角洲、决口扇等环

57、境的沉积物中出现。境的沉积物中出现。 2. 2.剖面结构研究剖面结构研究 剖面结构是指由特定的岩性、结构、构造、生物等所表剖面结构是指由特定的岩性、结构、构造、生物等所表现出的有关联的垂向顺序，也称为相序列或岩相组合。在陆现出的有关联的垂向顺序，也称为相序列或岩相组合。在陆源碎屑岩中，向上变粗变厚的序列有进积型冲积扇、三角洲、源碎屑岩中，向上变粗变厚的序列有进积型冲积扇、三角洲、堡岛和海底扇模式堡岛和海底扇模式( (图图8-3)8-3)。它们虽然都是向上变厚变粗的，。它们虽然都是向上变厚变粗的，但又具各自的特点。向上变薄变细的序列则有砂质辫状河的但又具各自的特点。向上变薄变细的序列则有砂质辫状

58、河的河道沉积、曲流河的边滩、潮坪和潮道等沉积相模式。在碳河道沉积、曲流河的边滩、潮坪和潮道等沉积相模式。在碳酸盐岩中向上变浅的序列，常常表现为潮下酸盐岩中向上变浅的序列，常常表现为潮下潮间潮间潮上环潮上环境的反复出现。但在不同的条件下表现出不同的组合特点，境的反复出现。但在不同的条件下表现出不同的组合特点，例如灰泥序列、颗粒序列、叠层石序列、生物礁序列以及海例如灰泥序列、颗粒序列、叠层石序列、生物礁序列以及海岸萨布哈序列。至于浊积岩中的鲍玛序列和风暴岩序列更为岸萨布哈序列。至于浊积岩中的鲍玛序列和风暴岩序列更为大家所熟知。总之，熟练地掌握和运用已知的序列和模式，大家所熟知。总之，熟练地掌握和运

59、用已知的序列和模式，对沉积相的确定很有帮助。对沉积相的确定很有帮助。 3.3.掌握相变的规律性掌握相变的规律性 野外确定相类型时，应按瓦尔特相律，注意沉积性相域野外确定相类型时，应按瓦尔特相律，注意沉积性相域或相序在平面上和剖面上相变的规律性。或相序在平面上和剖面上相变的规律性。四四 室内工作室内工作 沉积相古地理研究的室内工作沉积相古地理研究的室内工作包括各种样包括各种样品的分析鉴定和综合整理，各种基础图件、综品的分析鉴定和综合整理，各种基础图件、综合图件以及最终报告的编写。合图件以及最终报告的编写。前者的具体内容前者的具体内容包括岩石薄片的鉴定及其结果的分析和统计，包括岩石薄片的鉴定及其结

60、果的分析和统计，碎屑岩粒度分析，岩石薄片中生物碎屑、种属碎屑岩粒度分析，岩石薄片中生物碎屑、种属和生态特征的鉴定和统计分析，部分沉积成岩和生态特征的鉴定和统计分析，部分沉积成岩矿物的定性定量研究，各项测试数据矿物的定性定量研究，各项测试数据(包括光谱、包括光谱、化学分析、同位素分析化学分析、同位素分析)的综合整理与解释等。的综合整理与解释等。在此主要介绍沉积岩薄片鉴定的要点和一些主在此主要介绍沉积岩薄片鉴定的要点和一些主要图件的编制以及编图中几个问题。要图件的编制以及编图中几个问题。四四 室内工作室内工作（一）、沉积岩薄片鉴定（一）、沉积岩薄片鉴定（二）、样品的分析测试（二）、样品的分析测试（