相、亚相、微相 岩 性 描 述 ⑥ 泥岩、粉砂岩;以均匀层理、水平层理为主,可见上叠沙纹层理、包卷层理;常见干裂、植物根痕、生物潜穴、有钙质、铁质结核。 ① 含砾砂岩、砾状砂岩,厚度不稳定 , 砾石呈叠瓦状向源倾斜,层理不明显 , 块状层理,底冲刷面发育。 图示沉积相( 18 分)
③ 细 - 中砂岩。具中 - 大型槽状交错层,板状交错层理。 ② 砂岩 , 具平行层理,层面上具剥离线理。 ⑤ 粉砂岩与粉砂质泥岩组成薄互层,常具水平层理、上叠沙纹层理,常见干裂、植物根痕、钙质结核。 ④ 粉砂岩为主,具沙纹层理、上叠沙纹层理。
主要依据:陆相化石等陆相特征、上细下粗的二元结构等( 2 分)。
一、填空题(每空0.5分,共10分)
1、沉积岩中分布最广的一类岩石是①____________,其次分别是②____________和③____________。1、①粘土岩,②砂岩,③碳酸盐岩。
2、0.125mm粒径对应的φ值是①__________φ,2φ对应的粒径是②_________ _mm。①3,②0.25mm。 3、根据层系与上下界面的形状和性质,交错层理通常可以分为三种基本类型,即①______________、②______________和③______________。①板状交错层理、②楔状交错层理、③槽状交错层理。
4、碳酸盐岩的主要结构组分有①__________、②__________、③__________、④___________和⑤____________。①颗粒、②泥、③胶结物、④晶粒、⑤生物格架。
5、按照地貌特点、水动力状况和沉积物特征,可将砂质高能滨岸相划分为①_____________、②
____________、③____________和④___________四个亚相。①海岸沙丘、②后滨、③前滨、④近滨。 6、欧文(Irwin,1965)根据潮汐和波浪作用的能量,将陆表海碳酸盐沉积作用环境划分出了三个能量带,即①____________、②____________和③____________。①远离海岸的X带(低能带)、②稍近海岸的Y带(高能带)、③靠近海岸的Z带(低能带)。 二、名词解释(每个4分,共32分)
1、sedimentary rocks—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。
2、沉积后作用—泛指沉积物形成之以后,到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。
3、杂基—是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分,粒度一般小于0.03mm(>5Ф)。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,是碎屑岩结构成熟度的重要标志。
4、纹层—组成层理的最基本的最小的单位,纹层之内没有任何肉眼可见的层。亦称细层Lamina。 5、火山碎屑岩—火山碎屑岩是介于火山岩与沉积岩之间的岩石类型,主要由火山碎屑物质组成,兼有二者的特点,又与二者相互过渡。
6、相序递变规律—沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性称为相序递变,这就是说只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相,才能在垂向上依次重叠出现而没有间断。
7、沉积体系—指受同一物源和同一水动力系统控制的、成因上有内在联系的沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。
8、陆表海—是指位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海。 四、简答题( 每小题6分,共18分) 1、试说明流水波痕与浪成波痕的主要区别。
成因不同:流水与波浪;形态不同:流水波痕不对称、峰谷均圆滑,浪成波痕对称、峰尖谷圆 2、试说明曲流河沉积与辫状河沉积的主要异同点。 相同点:砂泥岩沉积,下粗上细正粒序层序;
不同点:曲流河沉积边滩发育,二元结构发育;辫状河沉积心滩沉积发育,二元结构顶层沉积不发育。 3、试指出下列沉积构造所指示的水流方向。
交错层理
些地质现象。(10分)
砾石叠瓦状排列
五、试根据尤尔斯特隆图解说明碎屑颗粒在流水中搬运、沉积时流速和颗粒大小之间关系,该图可解释那
答:碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积、流速和颗粒大小之间的关系可以尤尔斯特隆图解进行说明(见图)。
①颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大。
②0.05—2mm的颗粒所需始动流速最小,而且始动流速与沉积临界流速相差也不大。这说明砂粒质点在流水中搬运时很活跃,容易搬运,也容易沉积,故常呈跳跃式前进。因此其分选性好。
③大于2mm的颗粒其搬运与沉积的两个流速曲线更接近,但两者的流速值也都是随着粒径的增大而增加。故砾石不能长距离被搬运,并多沿河底呈滚动式前进。
④小于0.05mm的颗粒,两个流速相差很大。粉砂和粘土物质开始搬运流速大,一般不易被搬运,但一经流水搬运,就长期悬浮于水体之中不易沉积下来。而且它们沉积之后又不容易呈分散质点再搬运。
六、试说明碎屑潮坪沉积的主要特征。(10分)
(1)岩石类型:以粘土岩、粉砂岩、细砂岩为主,在平面上,由海向陆,沉积物粒度呈由粗变细的带状分布。潮上坪若发育有沼泽,可有泥炭沉积。干旱气候带的潮上坪可形成盐沼、盐坪,可有石膏等蒸发盐类沉积。
(2)沉积构造:A.层理类型多样
泥坪——水平纹层/水平波状纹层,混合坪——脉状、波状、透镜状层理,砂坪——羽状或人字形双向交错层理,潮汐通道——大型流水交错层、羽状交错层等。
B.流水波痕、浪成波痕
C.干裂、雨痕、冰雹痕、鸟眼、足迹、虫孔等 D.石膏及盐类晶体 E.再作用面构造 F.双粘土层
(3)生物化石:以种类少而数量多、海相和陆相混生为特征
(4)沉积层序:可发育海退型的进积层序和海进型的退积层序。古代潮坪沉积以海退型进积层序最为常见。
七、根据剖面描述资料,分析其沉积相类型和每一层(①~③)的沉积亚相或微相,并详细说明其依据。(10分)
岩性剖面 岩性特征 ③上部以粉砂质泥岩、泥岩为主,顶部为煤层。下部为具板状交错层理的中-细粒砂岩,底部为冲刷面,具滞留砾岩。 沉积相分析 ②以细砂岩和粉砂岩为主(下部为粉砂岩,向上过渡为细砂岩),层理以沙纹层理和小型板状交错层理为主,其内含有植物碎片和海相生物化石。 ①下部为泥岩,向上过渡为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,泥岩中含正常海相生物化石,具生物扰动构造。 三角洲沉积相:①为前三角洲亚相,②为三角洲前缘亚相,③为三角洲平原亚相。 主要依据:岩性特征、层序特征、沉积构造、生物化石。
1、沉积岩的原始物质成分包括①______________、②______________、③______ ________和④______________等。①母岩风化产物、②火山物质、③有机物质、④宇宙物质。
2、0.25mm粒径对应的φ值是①__________φ,0φ对应的颗粒粒径是②__________mm。①2φ、②1mm。 3、按照成因,可将波痕大致分为三种类型,即①__________、②__________和③__________。①水流波痕、②浪成波痕、③风成波痕。
4、相标志是相分析及岩相古地理研究的基础,可归纳为①__________、②_ _________和③__________三类。①岩性标志、②古生物标志、③地球化学标志。
5、根据环境和沉积物特征可将曲流河相进一步划分为①__________、②_______ ___、③__________和④__________四亚相。①河床亚相、②堤岸亚相、③河漫亚相、④牛轭湖亚相。
6、米德尔顿和汉普顿按支撑机理把沉积物重力流划分为四种类型,即①__________、②__________、③__________和④__________。①碎屑流、②颗粒流、③液化沉积物流、④浊流。 二、名词解释(每个4分,共32分)
1、sedimentary facies—沉积相,沉积环境及其在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。 2、胶结物—胶结物是沉积岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。
3、层系—由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。它们形成于相同的沉积条件下,是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。
4、内碎屑—内碎屑主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的碳酸盐岩岩层,受波浪、潮汐水流、风暴等的作用,破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的,也可以是其他作用形成的。
5、蒸发岩—是指由于含盐度较高的溶液或卤水,通过蒸发作用产生化学沉淀而形成的岩石。它们的主要组分都是盐类矿物,所以又叫“盐岩”。
6、沉积模式—以相序递变规律为基础,以现代沉积环境和沉积物理特征的研究为依据,从大量的研究实例中,对沉积相的发育的演化加以高度的概括,归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
7、清水沉积作用—是指在没有或很少有陆源物质流入的陆表海环境中的碳酸盐沉积作用。清水是碳酸盐沉积作用必不可少的环境因素之一。
8、生态礁—指造礁生物的原状地生长造成的坚固的抗浪骨架,它在地形上具有隆起的正性地貌特征。 四、简答题(1小题6分,2小题12分,共18分) 1、试说明水平层理与平行层理的主要异同点。
答:相同点——纹层呈直线互状相平行,并且平行于层面。
不同点——水平层理主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中,是在比较弱的水动力条件下,由悬浮物沉积而成。出现在低能环境中,如深湖、泻湖、深海等环境。平行层理主要产于砂岩中,是在较强的水动力条件下,高流态中由平坦的床沙迁移而成的。一般出现在急流或高能环境中,如河道、湖岸、海滩等环境。
2、试以三角洲沉积为例,绘图说明同期异相和同相异期的概念。
答:如图所示三角洲沉积中,三角洲内部的平面相结合由陆向海依次为
三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲。这些亚相在三角洲沉积中处于同一时期的同一沉积界面上。即为同期异相:同一时期形成的地层,具有不同相的横向变化。在一个大的三角洲沉积中同一亚相乃是不同时期形成的亚相叠加,即同相异期:相同的相类型出现在不同时期,表现在相带界限与地层界限不完全一致。 五、何谓沉积分异作用? 它包括哪两种类型? 试述二者的关系及其在地质中的意义?(10分)
答:母岩风化产物,在搬运和沉积作用过程中,根据本身特征,在外部条件的影响下,按一定顺序分别堆积于一定程度上是可以划分开来的地表沉积带内,这种作用被称为沉积分异作用。沉积分异作用可以分为机械沉积分异作用和化学沉积分异作用,它们的关系为: 一般来说机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段,大致相当与铁的氧化物阶段(即化学沉积分异作用的开始阶段)相当,机械分异的最后阶段即粘土沉积阶段,
与碳酸盐阶段相当,化学分异的硫酸盐、卤化物阶段,机械分异基本结束,故蒸发岩很少有碎屑物质混入。
地质意义:
(1)两种分异作用结束,形成各类碎屑岩、化学沉积岩及各种沉积矿产;
(2)两种分异作用越彻底,各类沉积岩的成分上和结构上成熟度越高,也就越容易形成各种沉积矿产; (3)若分异受到各种因素干扰而进行不好,就会出现各种过渡性岩石,这对沉积矿产的形成极为不利。 六、根据欧文(Irwin,1965)的陆表海清水沉积作用模式,回答下述问题:①划分三个能量带的依据,②三个能量带的位置,③三个能量带的环境特点,④三个能量带与油气的关系。(10分)
答:(1)划分三个能量带的依据:是根据陆表海的水动力条件,主要是潮汐和波浪作用的能量大小划分为三个能量带(即X低能带、Y高能带和Z低能带)。
(2)三个能量带的位置:X带:远离海岸,其海底位于开阔海波基面以下的地带。Y带:稍近海岸,从波浪触及海底的地点开始向岸方向延伸,直至波浪能潮汐能基本上被海底的摩擦力消耗掉为止的地带。Z带:靠近海岸,从波浪能、潮汐能基本消失的地点起直至岸边为止的浅水地带。(如图)
(3)三个能量带的环境特点:X带位于波基面以下的开阔海,为水体安静的低能带,局部有海底底流干扰,为阳光不足,海水循环受到限制的还原环境。Y带:此带为水动作用强的高能带,水循环良好,氧气充足,阳光充足。Z带:此带水体很浅,一般不超过几英尺,为波浪、潮汐作用很弱的低能带,坡度平缓,水循环不畅,在干热条件下易形成高盐的蒸发环境。
(4)三个能量带的沉积特征及其与油气关系:X带:为安静缺氧的还原环境,沉积物多呈暗色泥晶灰岩,是生油的有利相带。Y带:由于水动力强可形成分选良好具交错层理的生物灰岩、内碎屑灰岩、或鲕粒灰岩,或生物礁灰岩,其粒间孔隙率很高,是有利的储油相带。Z带:常出现白云化和膏盐层沉积,主要岩石类型为泥晶石灰岩、泥晶白云岩以及蒸发岩,次生白云岩形成晶间孔,有利于储油气,膏盐层可作为良好的盖层。
七、根据剖面描述资料,分析其沉积相类型和每一层(①~③)的沉积环境,并详细说明其依据。(10分)
岩性剖面 岩性特征 ③黄绿色页岩夹含粉砂页岩,见直立虫孔、植物根及瓣鳃类碎片 ②黄绿色页岩与粉砂岩、细砂岩互层,具脉状层理、波状层理、透镜状层理,见羽状交错层理,含腕足类化石碎片。 沉积相分析 ①细粒石英砂岩,具板状交错层理、羽状交错层理,可见再作用面构造。 陆源碎屑潮坪沉积,①低潮坪(砂坪),②中潮坪(砂泥混合坪),③高潮坪(泥坪)。
主要依据:岩性特征、层序特征、沉积构造、生物化石。