邵龍義第1講沉積環(huán)境分析方法概述

1、邵龍義全國煤炭資源潛力預(yù)測評價培訓(xùn)，邵龍義全國煤炭資源潛力預(yù)測評價培訓(xùn)，山東泰安，山東泰安，2007年年10月月28-30日日邵龍義云南煤勘院含煤沉積學(xué)講座邵龍義云南煤勘院含煤沉積學(xué)講座第第1 1講講 沉積環(huán)境分析方法概述沉積環(huán)境分析方法概述第第2 2講講 沖積體系與聚煤特征沖積體系與聚煤特征第第3 3講講 三角洲體系及聚煤特征三角洲體系及聚煤特征第第4 4講講 層序地層學(xué)概念體系層序地層學(xué)概念體系第第5 5講講 陸源碎屑層序地層格架陸源碎屑層序地層格架第第6 6講講 碳酸鹽巖層序地層學(xué)碳酸鹽巖層序地層學(xué)第第7 7講講 層序地層學(xué)工作方法層序地層學(xué)工作方法第第8 8講講 層序地層格架中的聚煤模

2、式研究層序地層格架中的聚煤模式研究邵龍義云南煤勘院含煤沉積學(xué)講座邵龍義云南煤勘院含煤沉積學(xué)講座第一節(jié) 環(huán)境、相、模式的概念 第二節(jié) 相分析及古地理 第三節(jié) 沉積相的分類 第四節(jié) 巖相古地理的發(fā)展簡史第五節(jié) 沉積環(huán)境的識別標(biāo)志沉積環(huán)境和沉積相概論一、沉積環(huán)境 1、自然地理環(huán)境 環(huán)境是從地理學(xué)中引進(jìn)來的概念，地理學(xué)家把地球表面劃分為若干不同的地理景觀單位，包山脈、河流、湖泊、沙漠、海洋等。這就是所謂的自然地理環(huán)境。 2 2、沉積環(huán)境、沉積環(huán)境 沉積學(xué)者所研究的是物質(zhì)沉積時沉積學(xué)者所研究的是物質(zhì)沉積時的自然地理環(huán)境，稱之為沉積環(huán)境。的自然地理環(huán)境，稱之為沉積環(huán)境。 3、沉積環(huán)境的概念 按照R. C塞

3、利（R.C. Selley，1976）的概念，沉積環(huán)境乃是“在物理學(xué)上、化學(xué)上和生在物理學(xué)上、化學(xué)上和生物學(xué)上均有別于相鄰地區(qū)的一塊表面物學(xué)上均有別于相鄰地區(qū)的一塊表面”。 我們一般的理解我們一般的理解 沉積環(huán)境是物質(zhì)沉積時的自然地理環(huán)境；它在沉積環(huán)境是物質(zhì)沉積時的自然地理環(huán)境；它在物理學(xué)上、化學(xué)上和生物學(xué)上均有別于相鄰地區(qū)物理學(xué)上、化學(xué)上和生物學(xué)上均有別于相鄰地區(qū)的一塊表面的一塊表面”。4 4、劃分沉積環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)、劃分沉積環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn) 在劃分環(huán)境單位時，可能是根據(jù)上述三在劃分環(huán)境單位時，可能是根據(jù)上述三項標(biāo)準(zhǔn)中的一兩個或幾個條件，它們包括：項標(biāo)準(zhǔn)中的一兩個或幾個條件，它們包括： 物理學(xué)的物理學(xué)

4、的：風(fēng)、波浪和流水的速度、方：風(fēng)、波浪和流水的速度、方向和變化，氣候和風(fēng)化作用，溫度的變化，向和變化，氣候和風(fēng)化作用，溫度的變化，降雨量、降雪量。降雨量、降雪量。 化學(xué)的：化學(xué)的：覆蓋著沉積環(huán)境的水的成分，覆蓋著沉積環(huán)境的水的成分，匯集區(qū)的巖石的地球化學(xué)性質(zhì)。匯集區(qū)的巖石的地球化學(xué)性質(zhì)。 生物的：生物的：包括動物和植物兩類生物的作包括動物和植物兩類生物的作用。用。 沉積學(xué)者所面臨的是沉積巖（物），沉積學(xué)者所面臨的是沉積巖（物），它是古代沉積環(huán)境的遺跡。它是古代沉積環(huán)境的遺跡。 古代沉積環(huán)境已不能直接觀察到，古代沉積環(huán)境已不能直接觀察到，因此，就引入了因此，就引入了“相相”和和“巖相巖相”的概的

5、概念。念。 相概念的提出 “相相”這個術(shù)語雖然是早在這個術(shù)語雖然是早在16691669年由丹麥地年由丹麥地質(zhì)學(xué)家斯丹諾（質(zhì)學(xué)家斯丹諾（N. stenoN. steno）引入地質(zhì)文獻(xiàn)中的，）引入地質(zhì)文獻(xiàn)中的，但是賦予沉積學(xué)的近代概念還是從格列斯利開始，但是賦予沉積學(xué)的近代概念還是從格列斯利開始，因為斯丹諾只是用因為斯丹諾只是用“相相”來表示來表示“時期時期”和階段。和階段。 瑞士地質(zhì)學(xué)家格列斯利（瑞士地質(zhì)學(xué)家格列斯利（A.GresslyA.Gressly，18381838）在阿爾卑斯的研究工作中亦獲得同樣的結(jié)論。他在阿爾卑斯的研究工作中亦獲得同樣的結(jié)論。他首先采用首先采用“相相”這個術(shù)語表示巖石

6、的單位，并認(rèn)這個術(shù)語表示巖石的單位，并認(rèn)為具有相同的巖石特點(diǎn)和古生物學(xué)特點(diǎn)的巖石單為具有相同的巖石特點(diǎn)和古生物學(xué)特點(diǎn)的巖石單位，才能作為一個位，才能作為一個“相相”。 格列斯利格列斯利(1838(1838）對于）對于“相相”的概念的說明的概念的說明原文如下：原文如下：“首先，有兩個主要的事實可以標(biāo)首先，有兩個主要的事實可以標(biāo)示我所稱之為地層單位的相和象的諸變化的總示我所稱之為地層單位的相和象的諸變化的總和：和：一方面是具有一定巖性特點(diǎn)的地層單位到處一方面是具有一定巖性特點(diǎn)的地層單位到處都是與相同古生物群相聯(lián)系的；都是與相同古生物群相聯(lián)系的；另一方面常見于其它相中的化石屬和種在這另一方面常見于其

7、它相中的化石屬和種在這個生物群中是沒有的。個生物群中是沒有的。 莫西索維克斯（莫西索維克斯（MojsisovicsMojsisovics）早在早在18791879年就寫年就寫到：到：“在格列斯利與奧佩爾（在格列斯利與奧佩爾（OppelOppel）之后，人）之后，人們現(xiàn)在習(xí)慣上用相這個術(shù)語表示在不同環(huán)境下們現(xiàn)在習(xí)慣上用相這個術(shù)語表示在不同環(huán)境下所形成的沉積所形成的沉積”。相的概念相的概念： 塞利（塞利（19701970）提出從五方面來提出從五方面來限定限定“相相”：沉積巖體的幾何形態(tài)、沉積巖體的幾何形態(tài)、巖石學(xué)特點(diǎn)、古生物特點(diǎn)、沉積構(gòu)巖石學(xué)特點(diǎn)、古生物特點(diǎn)、沉積構(gòu)造特點(diǎn)和古流向特點(diǎn)造特點(diǎn)和古流向

8、特點(diǎn)。 因此，相的概念不應(yīng)與環(huán)境等同，因此，相的概念不應(yīng)與環(huán)境等同，它是環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)，因之它主要用它是環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)，因之它主要用于古代沉積。一定的環(huán)境有其特定的于古代沉積。一定的環(huán)境有其特定的物質(zhì)表現(xiàn)。物質(zhì)表現(xiàn)。 “相相”在生物學(xué)的綜合表現(xiàn)即在生物學(xué)的綜合表現(xiàn)即“生物相生物相”， 在巖性方面的綜合表現(xiàn)即在巖性方面的綜合表現(xiàn)即“巖巖相相”。 此外還有測井相、地震相等此外還有測井相、地震相等 巖相是環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。巖相是環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。 在碳酸鹽巖或某些陸源沉在碳酸鹽巖或某些陸源沉積巖中，也常把一些巖石的成積巖中，也常把一些巖石的成因類型稱之為因類型稱之為“相相”或或“微微相相”。 與相的概念

9、同時存在的還有與相的概念同時存在的還有沉積相、巖相等這些流行的術(shù)語沉積相、巖相等這些流行的術(shù)語。我們認(rèn)為，在沉積學(xué)中，相就。我們認(rèn)為，在沉積學(xué)中，相就是沉積相，二者是同義語。是沉積相，二者是同義語。 巖相是一定沉積環(huán)境中形成巖相是一定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合，它是沉積相的巖石或巖石組合，它是沉積相的主要組成部分。巖相和沉積相的主要組成部分。巖相和沉積相是從屬關(guān)系而不是同義關(guān)系。是從屬關(guān)系而不是同義關(guān)系。 波特和裴蒂莊（Potter and Pettijohn，1963）對沉積模式所對沉積模式所下的定義是：下的定義是： “ “沉積模式實質(zhì)上是描述了再沉積模式實質(zhì)上是描述了再現(xiàn)的沉積作用的面

10、貌現(xiàn)的沉積作用的面貌”, , 沃克（沃克（R.WalkerR.Walker，19781978）認(rèn)為：）認(rèn)為： 沉積模式乃是對沉積特征的一沉積模式乃是對沉積特征的一種全面的概括。種全面的概括。 這種概括應(yīng)包括兩方面，一是這種概括應(yīng)包括兩方面，一是其特征的概括，二是對其形成機(jī)理其特征的概括，二是對其形成機(jī)理的概括，因之，模式是具有解釋性的概括，因之，模式是具有解釋性的。由此，模式可以用文字、公式，的。由此，模式可以用文字、公式，或用各種圖件表示?；蛴酶鞣N圖件表示。 相模式本身除了一個環(huán)境的概括外，還必須起到下列四個方面的重要作用： 1.對于比較的目的來說，它必須起一個標(biāo)準(zhǔn)的作用； 2.對于進(jìn)一步觀

11、察來說，它必須起提綱和指南的作用： 3.在新的地質(zhì)區(qū)，它必須起“預(yù)測”的作用； 4.對于所代表的環(huán)境或系統(tǒng)的水動力學(xué)解釋來說，它必須起一個基礎(chǔ)的作用。 相分析是通過研究沉積體的相分析是通過研究沉積體的形態(tài)和模式，對沉積剖面進(jìn)行對形態(tài)和模式，對沉積剖面進(jìn)行對比分析，以及對沉積巖的成因標(biāo)比分析，以及對沉積巖的成因標(biāo)志（包括生物的、化學(xué)的）進(jìn)行志（包括生物的、化學(xué)的）進(jìn)行分析，最終得出相分析單位沉積分析，最終得出相分析單位沉積形成時的古環(huán)境。形成時的古環(huán)境。 1、野外研究：、野外研究： 按精度要求布置控制性巖相分按精度要求布置控制性巖相分析剖面。析剖面。 逐層描述巖石的基本特征。逐層描述巖石的基本特

12、征。 收集物理的、化學(xué)的和生物的收集物理的、化學(xué)的和生物的成因標(biāo)志，并劃分出微相。成因標(biāo)志，并劃分出微相。 剖面精度一般為剖面精度一般為1/200 或或1/500 2 2、室內(nèi)分析、室內(nèi)分析 薄片鑒定。薄片鑒定。 化學(xué)分析?；瘜W(xué)分析。 確定微相確定微相- -亞相亞相- -巖相類型。巖相類型。 建立地方性沉積模式。建立地方性沉積模式。 所謂的相分析，除了研究沉所謂的相分析，除了研究沉積體的形態(tài)和模式，對沉積剖面積體的形態(tài)和模式，對沉積剖面進(jìn)行對比分析以外，還要對一些進(jìn)行對比分析以外，還要對一些沉積巖的具體的成因標(biāo)志進(jìn)行分沉積巖的具體的成因標(biāo)志進(jìn)行分析，最終得出有關(guān)所研究的地層析，最終得出有關(guān)所研

13、究的地層單位（或相分析單位）沉積形成單位（或相分析單位）沉積形成時的古環(huán)境的概念。時的古環(huán)境的概念。 G.V.米德爾頓（1978）指出：“不用說，相最終可以作出環(huán)境解釋。”然而，在野外確定的相（或許是大多數(shù)相）都有許多在環(huán)境解釋上是含糊的。 沉積相在時間上和空間上發(fā)展變化的有序性沉積相在時間上和空間上發(fā)展變化的有序性稱為稱為“相序遞變相序遞變”。瓦爾特（。瓦爾特（WalthcrWalthcr，18941894）曾）曾經(jīng)指出：經(jīng)指出：“只有那些沒有間斷的、現(xiàn)在能看到的只有那些沒有間斷的、現(xiàn)在能看到的相互鄰按的相和相區(qū)，才能重疊在一起相互鄰按的相和相區(qū)，才能重疊在一起”。換句。換句話說，只有在橫向

14、上成因相近且緊密相鄰而發(fā)育話說，只有在橫向上成因相近且緊密相鄰而發(fā)育著的相，才能在垂向上依次疊覆出現(xiàn)而沒有間斷。著的相，才能在垂向上依次疊覆出現(xiàn)而沒有間斷。這就是通常所說的相序連續(xù)性原理或相序遞變規(guī)這就是通常所說的相序連續(xù)性原理或相序遞變規(guī)律。有人也稱律。有人也稱沃爾索相律沃爾索相律。瓦爾特相律瓦爾特相律 古地理亦即指古代的地理景觀，或古代環(huán)境，“巖相古地理”一詞在我國流傳很廣，泛指有關(guān)相及古環(huán)境方面的內(nèi)容。所謂巖相古地理研究亦即指有關(guān)相和古環(huán)境方面的研究。 巖相古地理研究的內(nèi)容和范圍巖相古地理研究的內(nèi)容和范圍 在在小比例尺小比例尺大面積范圍內(nèi)，詳細(xì)研究巖大面積范圍內(nèi)，詳細(xì)研究巖相不大可能，一

15、般只作古地理研究。在相不大可能，一般只作古地理研究。在大比例尺大比例尺小面積范圍內(nèi)，一般只能做巖相的研究，因為面小面積范圍內(nèi)，一般只能做巖相的研究，因為面積范圍很小，它可能完全處于一個地理景觀單位積范圍很小，它可能完全處于一個地理景觀單位內(nèi)。但巖性組合（巖相）則通常會有程度不等的內(nèi)。但巖性組合（巖相）則通常會有程度不等的差異性，亦即在較小的范圍內(nèi)，巖相經(jīng)常會有所差異性，亦即在較小的范圍內(nèi)，巖相經(jīng)常會有所變化的。變化的。 沉積相的分類通常以沉積環(huán)沉積相的分類通常以沉積環(huán)境中占主導(dǎo)地位的自然地理條件境中占主導(dǎo)地位的自然地理條件為主要依據(jù)，并結(jié)合沉積巖特征為主要依據(jù)，并結(jié)合沉積巖特征及其他環(huán)境條件進(jìn)

16、行具體劃分。及其他環(huán)境條件進(jìn)行具體劃分。 表212 西北地區(qū)早、中侏羅世沉積體系、沉積相及沉積類型沉積體系沉積相沉積類型巖相類型代碼沖積扇體系扇體泥石流、辮狀河道、片流、篩積物Sta, Gm,Gms,Gt,Gp,扇前和扇間淺水重力流、沼澤、小型湖泊曲流河道相點(diǎn)砂壩、河床滯留沉積Smg,Sh,Sp,St曲流河體系河漫灘相天然堤和決口扇Sir,Sim,Sih泛濫盆地相泛濫平原、岸后湖泊、牛軛湖、岸后沼澤Sir,Sim,My,Mr,MgMd,Ms,Mc,Msi,C辮狀河體系辮狀河道相心灘、河床滯留沉積河漫灘相越岸沉積、沼澤扇三角洲平原相礫質(zhì)辮狀分流河道砂質(zhì)辮狀分流河道分流間灣Gt,GpSt,SpSi

17、r,C,Mc扇三角洲體系礫質(zhì)河口壩Gp,Gm扇三角洲前緣相砂質(zhì)河口壩St,Sp遠(yuǎn)砂壩Sir前三角洲相Sir,Md湖泊三角洲體系上三角洲平原相(同曲流河體系）曲流河道天然堤決口扇分流間泛濫盆地岸后沼澤Smg,Sh,SpSir,Sim,Sih,Sim,MgMsi,Mc下三角洲平原相分流河道分流間灣分流間灣沼澤Sp,St,SeSih,SimMg,Mc,C水下三角洲三角洲前緣相水下分流河道河口壩遠(yuǎn)砂壩Sim,St,Sp,SmgSic,Stb,StaSir前三角洲相Md,Sir,Sih三角洲間灣相C,Mc,Ms,Md濱湖濱岸砂壩、沼澤淺湖淺湖泥、砂洲、淺水重力流（風(fēng)暴沉積）湖泊體系深湖和半深海相深湖泥、湖底扇、濁流MdMg,Md,Sim,Smg,SmpShu,Stb 沉積相還可根據(jù)沉積巖原始物質(zhì)的不