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沉积岩第一章

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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辛长静135072107761887931380学时 (实验 30)时间: 1星期 二星期 四学分: 5学分沉积岩石学是资源勘查工程专业一门重要的专业基础课基本内容基本概念,沉积岩,沉积相,沉积作用的控制因素沉积岩沉积岩总论 —沉积岩的形成与演化碎屑岩总论:成分、结构、构造各论:砾岩、砂岩、粘土岩等碳酸盐岩总论:成分、结构、构造各论:石灰岩、白云岩其他沉积岩及矿产沉积相沉积相总论 —概念及分类碎屑岩沉积相:碳酸盐岩沉积相:岩相古地理分析国家“十一五”规划教材《 沉积岩与沉积相 》何幼斌、王文广主编石油工业出版社2007年 1月选用教材主要参考书冯增昭主编 曾允孚主编 赵澄林主编其他主要参考书冯增昭主编, 《 中国沉积学 》 ,石油工业出版社, 1994《 沉积构造与环境解释 》 , 科学出版社 , 1984于兴河 编著石油工业出版社2002年其他主要参考书刘宝珺 、 曾允孚主编 , 《 岩相古地理基础与工作方法 》 , 地质出版社 , 1985 。吴崇筠 、 赵澄林 , 《 油区岩相古地理 》 , 石油工业出版社 , 1987 。季汉成 、 赵澄林等 , 《 现代沉积 》 , 石油工业出版社 , 2004。学习要求• 上课认真听讲、作笔记• 课后复习,实验课积极主动• 勤于思考,善于综合,发现问题第一章 绪论( 一节 沉积岩的概念及基本特征第二节 沉积岩石学的研究意义和研究方法第一节 沉积岩的概念及基本特征一、沉积岩 (. 基本概念沉积岩 是组成岩石圈的三大类岩石 (岩浆岩、变质岩、沉积岩 )之一。它是在 地壳表层 的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。地壳表层 —指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层,称“沉积岩生成圈”或“沉积圈”。大气圈的下层水圈和生物圈岩石圈的上层温度 :“常温” , (北极圈维尔霍扬斯克 )~85℃ (非洲中部 )压力 :“常压” , 1~ 20平面至 200水和大气的作用 : 水和大气是母岩风化的主要营力 , 也是母岩风化产物以及火山物质等搬运和沉积的主要介质;绝大多数的沉积岩都是在水体中沉积的 。生物作用和生物化学作用 : 沉积岩形成的重要影响因素 , 有的沉积岩是由生物遗体组成的 —生物岩 ,如生物礁石灰岩和煤等 。重力作用 : 有一定的作用甚至很大的作用 , 如重力流沉积岩主要是在重力作用下形成的 。地壳表层特征母岩( ——主要是指早于该沉积岩而存在的岩浆岩、变质岩和较老的沉积岩。从最根本的意义上说,从地球发展历史的角度来看,沉积岩的母岩应该是岩浆岩。沉积岩 是在地壳表层的温度和压力条件下,在水、大气、生物、生物化学以及重力的作用下,主要由母岩的风化产物,同时也有火山物质、生物及宇宙物质等沉积岩的原始物质成分,经过搬运作用、沉积作用以及沉积后的成岩作用所形成的岩石。因此,从成因的角度来看2. 沉积岩的分布面积: 陆地面积的大约 3/4为沉积岩或沉积物所覆盖 , 而海底的面积几乎全部为沉积物所覆盖 。体积: V=1975), 约占岩石圈体积的 5%。厚度: 变化很大 , 0~几十公里 , 地槽区厚 , 地台区薄 。 其平均厚度为 735m(1975)。类型: 自然界分布最多的是粘土岩(页岩、泥岩),其次是砂岩和石灰岩,它们约占沉积岩总量的95%以上。3. 沉积岩的基本特征1)矿物成分的特点:高温矿物少见;在岩浆岩中的钾长石、酸性斜长石及石英等在沉积岩中也广泛存在;沉积作用过程重新生成的自生矿物是沉积岩的主要矿物成分之一。积岩和岩浆岩的平均矿物成分(百分含量)矿 物 沉 积 岩 岩浆岩( 65%花岗岩 +35%玄武岩)利思与米德( 1915) 克里宁( 1948)橄 榄 石 —— —— — —— 辉 石 —— —— 绿泥石 —— —粘 土 矿 物 —碳酸盐矿物 —石 膏 — ——碳 质 — ——其 它 承性 也有 差异性2)化学成分的特点:高价铁居多 含有机质沉 积 岩 氧化物 克拉克 (1924) 克里宁 (1941) 舒科夫斯基 (1952) 岩浆岩 ( 克拉克 , 1924) T i F —— C Z —— —— —— —— —— —— —— —— —— 其它 —— —— —— 合计 沉积岩和岩浆岩的平均化学成分(按氧化物百分含量)沉积岩和岩浆岩的平均化学成分数据十分接近 , 这是因为沉积岩基本上是由岩浆岩的风化产物所组成 , 但二者仍有若干差别 。极大部分沉积物是在流体(水、空气)中进行搬运和沉积的,因此在 沉积岩中常常具有成层构造、层内构造以及层面构造 。特别是 层理构造 ,在岩浆岩中除少数情况(层状火成岩)外很少见到,所以 层理构造是沉积岩的基本特征构造 。此外,各种 层面构造 、 缝合线 、 叠锥 、 叠层构造 等也是沉积岩所特有的。3)结构构造的特点:古近系古近系层理构造层理构造层面构造4. 沉积岩与矿产据 19届国际地质学会统计资料① 世界资源总储量的 75~ 85%是沉积和沉积变质成因的。② 石油 、 天然气 、 煤 、 油页岩 等可燃性有机矿产以及盐类矿产几乎均为沉积成因 。③ 铁矿的 90%、 铅锌矿的 40~ 50%、 铜矿的 25~ 30%、 锰矿和铝矿的绝大部分以及其它许多金属和非金属矿产均为沉积或沉积变质成因的 。二、沉积岩石学(. 概念沉积岩石学 是研究沉积岩 (包括沉积矿产 )的特征、生成及其在空间和时间上的分布规律的一门地质科学。沉积岩石学 是研究沉积岩 (物 )的物质成分、结构构造、分类及其形成作用、以及沉积环境和分布规律的一门科学。沉积岩石学 岩石学的范畴沉积学 (—是在沉积岩石学基础上逐渐发展起来的一个新的完整的独立的地质学科,是研究沉积物和沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学。沉积学 基本上可以与 岩石学 并列古生物学 地层学岩浆岩石学 变质岩石学 沉积岩石学岩石学 构造地质学地质学2. 任务全面研究沉积岩 (物 )的物质组分、结构、构造、分类命名、岩体产状和岩层之间的接触关系,为阐明其成因和分布规律提供依据。探讨沉积岩的形成机理,包括风化作用、搬运作用、沉积作用及沉积期后变化的机理。特别是要研究沉积岩(物)及其中的有用矿产的形成机理、富集和储存规律。进行沉积环境和沉积条件分析,根据沉积岩的原生特点以及时空分布和变化特点,用以恢复沉积岩形成时的古气候条件、古地理环境以及大地构造环境。3. 研究意义(1)对各种矿产资源的工业发展起着很大的推动作用沉积圈蕴藏着丰富的矿产和能源资源有些沉积岩本身就是多种工业的主要原料或辅助材料沉积物和沉积岩是重要的地下蓄水层(2)沉积岩在地表分布广泛,在地质历史时期中延续的时间极长,成为研究地球发展和演化历史的重要材料。沉积岩 (含沉积物 )是地球上出露最多的岩石。“均变论”或“现实主义原理”以“将今论古”作为其认识论的基础,但在当代地球上 , 人们所能目睹并身历其境的地质作用过程并不多。 只有沉积环境和沉积作用,才是人类认识自然的天然实验室 。因此。在地质学的发展历史中, 沉积岩石学一直占有十分重要的地位 。4. 研究方法(1)野外研究常规方法 :系统测制沉积相剖面, 并进行区域相剖面的分析和对比其它方法 :遥感技术、钻探技术、深海钻探及采取长岩心、各种测井技术、反射地震波谱(地震地层学、层序地层学 )、航空摄影或地面摄影用的测雷达以及探测水下地形的测视声纳等。(2)室内研究最基本的方法 : 显微镜薄片法常用的其他方法 : 粒度分析、重矿物分析、不溶残渣分析、热分析、化学分析、光谱分析、阴极发光显微镜、同位素分析、扫描电镜、 像分析、电子探针、原吸收光谱、红外光谱、气相色谱和古地磁等。本节要点:沉积岩的概念 ( 重点 )沉积岩石学的概念沉积学的概念与岩浆岩相比 , 沉积岩有哪些特征第二节 沉积岩石学的历史、现状与发展趋势一、历史与现状(人类对于沉积岩的认识和利用 , 早在石器时代就开始了 。18世纪下半叶 , 近代地质学建立的初期 ,发生了水成学派 (德国 . G., 1749~1817)与火成学派 (英国 ., 1726~1797)的大论战 。19世纪后半叶 , 沉积岩石学作为一门独立的地质学科出现 。 1850年英国地质学家索比(1826~1908)首先使用显微镜研究沉积岩 ,沉积岩的研究由宏观 → 微观 , 这是一个革命性的发展 。20世纪上半叶 , 沉积岩石学有了较全面的发展 , 出现了一系列沉积岩石学的专著 。1913年 , 沉积岩石学 》 , 标志着沉积岩石学作为一门独立的地球科学分支学科的诞生1922年 , 沉积岩石学导论 》 问世1925年 , 由 沉积作用教程 》问世 , 6年后 《 沉积作用教程 》 再版 , 以后又多次重版1949年 , 沉积岩 》20世纪 50年代 , 在沉积岩石学领域里有两个 重大的 甚至可以说是 革命性的进展 。第一个进展 是 950)关于浊流学说的提出 。第二个进展 是 959, 1962)关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观点以及石灰岩新分类方案的提出 。20世纪 60~70年代以后出现的风暴岩和风暴流沉积 、 等深流沉积 、 震积作用 、 以及 90年代出现的内波和内潮汐沉积等学说 , 都是继浊流沉积之后的重大进展 。板块构造观点与沉积作用的结合对沉积盆地分析出现一个新的热潮 。国际性和区域性的学术讨论会日趋频繁 。 总部设在荷兰 ) 国 ) 国际性和区域性的沉积岩石学专业刊物和总结性专著大量出现《 《 《 、我国沉积岩石学的历史与现状我国的沉积岩石学及沉积学起步较晚, 是在国外沉积岩石学及沉积学的影响下才逐步发展起来的。1949年以前 , 主要学习英美 50年代以前的著作 , 成果不大 。1949以后 ( 解放初期 ) , 主要学习苏联1961年北京石油学院岩矿教研室编写出版了我国第一本沉积学方面的教科书 ——《 沉积岩石学 》20世纪 70年代初期 , 一些学者开始翻译引进国外先进的沉积学专著20世纪 70年代后期开始 , 我国沉积学才开始快速发展并进入国际沉积学界 。1979年召开了第一次全国性沉积学学术会议 , 成立了中国矿物岩石地球化学学会 沉积学会 和中国地质学会 沉积地质专业委员会1995年成立了中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会1988年在我国召开了国际沉积矿产学术会议2001年在武汉召开了第二届中国沉积学大会 , 2005年 9月在成都召开第三届中国沉积学大会至今已召开了十一届全国古地理学及沉积学学术会议 , 2010年 10月 24日在荆州召开了第十一届全国古地理学及沉积学学术会议1983年正式出版了 《 沉积学报 》1999年正式出版了 《 古地理学报 》成都地质矿产研究所主办的 《 岩相古地理 》( 现为 《 沉积与特提斯地质 》 )出现了一大批沉积岩石学和沉积学方面的教科书和专著1994年 出版的《 中国沉积学 》第一部系统论述深水牵引流的专著三、发展趋势 (of of 、 充实和发展岩类学2、 扩大和完善沉积作用机理研究3、 加强成岩作用研究4、 多学科的交叉渗透5、 着眼于全球 , 进行国际合作研究6、 面向人类生存与环境问题
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