沉积岩石学复习资料(7)

2019-06-11 18:02

下降暴露于大气中发生风化作用。我们把沉积物形成后到变质作用或风化作用之前所发生的作用叫做沉积后作用,包括同生、成岩、后生、表生等阶段的变化,总称沉积后变化,而英美学者统归为成岩作用。

2、试对比碎屑岩和碳酸盐岩结构组分的异同。(16分)

1)碳酸盐岩的结构组分主要有:一般由颗粒、泥晶基质(或灰泥杂基)、亮晶胶结物、孔隙等四种结构组分构成,由原地生长的生物构成岩石骨架的生物岩或礁灰岩,常具有生物骨架结构,由化学或生物化学作用沉淀成的石灰岩或白云岩,常具有泥晶或微晶结构;岩石经过重结晶作用,或者石灰岩经过白云岩化作用形成的白云质岩石,常具有大小不同的晶粒结构和各种残余结构。

颗粒:(3)盆外颗粒:来自盆地之外,从老地层内剥蚀搬运而来的陆源碎屑颗粒。 盆内颗粒:内碎屑:指由已沉积的弱固结或固结的碳酸盐沉积物,经波浪、

潮汐等水流作用冲刷、破碎或搬运而形成的颗粒。

鲕粒:鲕粒是一种由核心和包壳组成的粒径小于2mm的球形或

椭球形颗粒。其核心可以是陆源碎屑(石英、长石)、内碎屑、生物碳酸盐颗粒等。包壳是由化学沉淀形成的微晶碳酸盐矿物呈同心状或放射状排列所组成的。

藻粒:与藻有关的颗粒,藻粒包括藻包粒、团块等;

球粒:由微晶碳酸盐矿物所组成的不具内部构造的、表面光滑

的球形或卵形颗粒。

生物颗粒:生物组分是大多数碳酸盐岩内常见的颗粒组成部分。 灰泥:(1.5)或称为灰泥和微晶灰泥。相当于砂岩的杂基,但它不是陆源的,而是盆地内形成的细小的碳酸盐泥屑。包括灰泥和云泥。

亮晶胶结物:(1.5)它是充填于原始粒间起胶结作用的化学沉淀物质。晶粒较大,明亮、洁净,具世代现象,包括:粒状亮晶胶结物、新月型亮晶胶结物、重力型亮晶胶结物、渗滤砂型亮晶胶结物、再生边胶结物、世代型亮晶胶结物、等厚环边片状亮晶胶结物。

晶粒:(1.5)晶粒是晶粒碳酸盐岩(也称结晶碳酸盐岩)的主要结构组分。 晶粒可首先根据其粒度划分为砾晶、砂晶、粉晶、泥晶等, 生物格架:(1.5)生物格架,主要是指原地生长的群体生物如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等,以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架。

孔隙:(1)碳酸盐岩中未被充填空间,包括原生空隙、次生孔隙和裂隙。

2)碎屑岩的结构组分:包括颗粒、杂基、胶结物、孔隙,杂基和胶结物可称为填隙物。 颗粒:(2)颗粒又叫碎屑,是由母岩继承下来的陆源碎屑物质沉积组分,碎屑岩的性质就主要是由颗粒组分的性质决定的。包括陆源矿物碎屑和各种岩石碎屑,后者是以矿物集体体的形式出现的,其成分直接反映着母岩的岩石类型。

杂基:(1.5)分布于碎屑颗粒之间的,以与颗粒同时沉积的,粒径一般小于0.03mm的,机械成因的细碎屑沉积物,成分以泥为主,可包括一些细粉砂。

胶结物:(1.5)碎屑岩在沉积、成岩阶段,以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来,充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物。包括碳酸盐、硅质、铁质、泥质等类型。

孔隙:(1)岩石中未被固体物质(不包括沥青质)充填的空间叫孔隙或裂缝,是油(含沥青质)、气、水的赋存场所。孔隙可以分为原生孔隙和次生孔隙两类。

两者结构组分的关系:颗粒与颗粒、杂基与泥、胶结物与亮晶、孔隙与孔隙相当,但在成分来源方面存在区别。晶粒、生物格架是碳酸盐岩所独有的。

3、试论述湖泊储集砂体的类型及其特征(22)

1)三角洲砂体(4)

湖泊三角洲沉积是在河流与湖泊共同作用下形成的,其基本特点与河流入海形成的三角洲十分相似,但由于湖水作用的强度和规模一般要比海洋小得多,且没有潮汐作用,因此湖泊三角洲主要为河控三角洲,平面上多呈鸟足状或舌状。但也不排除一些规模较小的三角洲或间歇性河流形成的三角洲,受到湖泊波浪的改造,具有浪控三角洲的特征。与海洋三角洲一样,湖泊三角洲也可划分为三个相带,即三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲,每个相带又可进一步划分出不同的微相带。

湖泊三角洲砂体主要有分流河道砂体和三角洲前缘河口坝砂体、远砂坝砂体、席状砂三角洲分流河道砂体在平面上呈树枝状展布,具有河道沉积的特点,在剖面上呈顶平底凸的透镜体。湖泊环境中由于河流作用强而波浪、湖流作用相对较弱,湖泊分流河道(水上和水下)砂体很发育,砂体在平面上呈鸟足状或舌状展布。

2)扇三角洲砂体(3)

扇三角洲(fan-delta)是指由邻近山地的冲积扇推进到稳定水体(海、湖)中形成的扇形砂体。多分布于湖泊短轴陡坡侧,具有类似三角洲的三层(带)结构。其中扇三角洲平原的沉积特征类似辫状河,或者就是冲积扇本身,砾石和粗砂含量很高。扇三角洲前缘有湖浪作用的河口砂坝,当水下分流河道发育时,砂坝变小变薄,沉积特征示滨-浅亚相特点。前扇三角洲以暗色泥岩为主夹粉砂岩薄层,示半深湖亚相特点。其中,分流河道(辫状河道)砂体、水下分流河道砂体、河口坝砂体等构成了扇三角洲的主要砂体类型。

扇三角洲是湖泊中常出现的砂体。沉积盆地发育初期,地形陡,湖泊小,斜坡陡,任何一侧都可发育扇三角洲。随着湖盆扩大,陡、缓坡分异清楚时,扇三角洲多分布于短轴陡坡一侧,三角洲分布于长轴缓坡侧。

3)滩坝砂体(4)

滩坝是滨浅湖地带常见的砂体类型。在断陷湖盆的微陷扩张期,湖泊面积大,湖岸地形平坦,浅水区所占面积大,滩坝砂体最为发育。此外,围绕断陷湖盆中的古岛(古隆起、古潜山)也可发育湖岸滩坝砂体,它们以透镜状及薄层席状砂的形式分布于古岛周围。

若以组成物质成分,有由陆源碎屑物质组成的砂质(包括砾)滩坝和由湖内生物、鲕粒、内碎屑等碳酸盐物质组成的滩坝,但多数湖泊内的滩坝以陆源碎屑砂质滩坝为主。

4)水下重力流沉积扇砂体(4)

水下重力流沉积扇是指重力流所携带的沉积物,在湖泊内发生卸载而形成的扇形堆积体或沉积体。根据扇体的分布位置、物质来源以及形成机制,可分为三种类型:近岸水下扇、湖底扇和滑塌浊积岩。

5)重力流水道砂体(4)

在深水重力流沉积体系中除了扇状浊积砂体外,还有非扇状重力流砂体,即重力流水道砂体。在湖泊沉积环境特别是我国东部断陷湖盆中,断槽型重力流沉积最为典型,即断层控制所形成的断槽。断槽按断层的控制特点可分单断式和双断式,单断式指一条断层控制所形成的箕状断槽,双断式指两条倾向相反的断层控制所形成的地堑状断槽,在我国断陷湖盆以单断式断槽较常见。

断槽型重力流水道砂体是平面上呈不均一的带状,剖面呈透镜状分布的砂砾岩体,具有重力流沉积的特征。断槽重力流沉积可分为两个亚相:水道亚相和漫溢亚相。水道亚相是断槽中最深的沟道,单断式断槽靠近断层分布,也是水下重力流最粗碎屑沉积的场所,岩性以卵石质砾岩、块状砂岩、平行层理砂岩为主。漫溢亚相位于水道亚相的两侧,系重力流溢出水道沉积而成,以典型浊积岩沉积为特征。

6)风暴重力流砂体(3)

风暴重力流沉积在湖泊中也广泛发育,虽然规模比海洋风暴小,但具海洋风暴沉积的特征。风暴沉积是原始沉积物(滨浅湖地区的浅水沉积如三角洲、扇三角洲、滩坝等砂体)经

过风暴浪的扰动和改造又在正常浪底和风暴浪底之间沉积下来的沉积物,并发育丘状交错层理、渠模、生物逃逸迹、递变层理等沉积构造,垂向上相序具有似鲍玛序列的特征。

4、试从生油、储层、盖层、圈闭等方面阐述三角洲沉积与油气的关系。(20分)

一个具有远景的油气田,必须具备有以下几项基本地质条件:生油岩、储油岩、盖层、圈闭、后期储油构造未被破坏等。三角洲沉积一般具备上述各项条件,与油气生成和聚集有着密切的关系。

1)生油层

前三角洲的暗色泥岩可作为良好的生油层。河流带来的大量的有机物质随着悬浮的泥质一起在前三角洲地区沉积下来,同时这些有机质也为湖盆或海盆中的生物提供了丰富的营养,促使生物得以大量繁殖、生长。因此,前三角洲的泥岩中含有丰富陆源及原地生长的有机物质。另外,前三角洲环境一般是处在波浪所不能及的还原或弱还原环境,加之三角洲的沉积和埋藏都比较迅速,有利于有机质的保存和转化。因此,前三角洲泥岩和粉砂质泥岩可作为良好的生油岩。

2)储油岩

河控三角洲前缘河口砂坝,前缘席状砂以及分流河道砂;浪控三角洲中的海滩砂和障壁砂坝等都具有良好的储油性能。其中分流河道砂岩一般由于距油源区远,不如其它砂体有利。因此在古代三角洲沉积中,主要的储集层是三角洲前缘砂和与三角洲破坏密切共生的海岸砂。

3)盖层

在三角洲沉积中沼泽沉积、分支间湾、陆棚和前三角洲泥等皆可作为盖层。而且,在三角洲形成的进退过程中,它们和生油层、储油层共同构成了良好的生储盖组合。

4)圈闭

在三角洲沉积中,上述储油砂岩除席状砂和分支河道砂体外,大多数砂体呈透镜体状产出,这就容易形成地层、岩性圈闭,当然也可形成构造油藏。如在河控的三角洲沉积中,常有同生断层和由此而产生的牵引构造、底辟构造和盐丘构造伴生,因而可形成多种圈闭类型。

总之,三角洲沉积既有沉积厚的生油层;又有质纯、分选好的储油层。加之三角洲沉积过程中局部的海进海退比较频繁,幅度也较大,这样就可形成众多的、良好的生储盖组合,进而形成油气丰富的油气聚集带。

5、试从分布位置、形成条件、沉积特征等方面对比三角洲、扇三角洲、近岸水下扇、海(湖)底扇、和洪积扇的异同。(16分)

(1)分布位置(4):

三角洲:曲流河入湖(海),在河口处形成的扇形堆积体;

扇三角洲:主要分布在湖盆边缘临近高差大、坡度陡的隆起区; 近岸水下扇:断陷湖盆陡岸靠近断层下降盘的深水区; 海底扇:陆棚和大陆斜坡之外的海底峡谷谷口处; 湖底扇:常发育在断陷湖盆深陷期的缓坡一侧;

洪积扇:分布于水上,洪水流出山口形成的扇形堆积体 (2)形成条件(4):

三角洲:潮湿、半潮湿气候,河流作用、河口地形坡度小、构造相对稳定等 扇三角洲:干旱、半干旱气候,坡度较陡,山前具有大断裂 近岸水下扇:断陷湖盆陡坡,湖盆深陷期,物源充足,持续沉降

海底扇:足够的水深,一定坡度,充沛的物源,边界断裂、地震等触发机制 湖底扇:断陷湖盆,边界断裂,地震、火山等触发机制 洪积扇:干旱气候、构造活动强、地形坡度大,阵发性洪流

(3)沉积特征(8):

岩性:三角洲:砂岩、粉砂岩、粘土岩为主; 扇三角洲:粒度粗,砂、砾为主,

近岸水下扇:杂基支撑的砾岩、碎屑支撑的砾岩、砾质砂、砂岩为主 海底扇:砾岩、砂砾岩、卵石砂岩、块状砂岩、典型浊积岩

湖底扇:颗粒支撑砾岩,杂基支撑砾岩;砂砾岩、卵石质砂岩或块状砂岩,典型

的浊积岩。

洪积扇:岩性差别大,大部分以砾岩为主,砾石间充填有砂、粉砂和粘土级物质,

有些可由含砾的砂、粉砂组成。扇顶部分以砾、砂岩为主,扇缘粉砂、泥质增多,扇体与平原过渡带以粘土沉积为主。

结构:三角洲:从陆向海或湖方向,砂岩粒度变细、分选磨圆变好;

扇三角洲:粒度粗,分选差,成熟度低,磨圆不好,其结构与冲积扇相似,具有杂基支撑结构和碎屑支撑结构。

近岸水下扇:内扇分选磨圆差,中扇向盆地方向粒度变细、分选变好;

海底扇:不等粒结构,磨圆分选差,成熟度低。常见破碎鲕粒、化石碎屑和圆度

较好的石英等再沉积组分;

湖底扇:不等粒结构,一般无粒度递变,少见反递变,磨圆度低,分选差,成熟

度低。总的特征是中-粗碎屑岩为主,具快速堆集的重力流沉积特征。

洪积扇:粒度粗,成熟度低,圆度不好,分选差。从山顶至扇缘粒度逐渐变细,

分选、磨圆逐渐变好。由于河流切割充填也可能使粗粒沉积物位于扇体的中下部位。

沉积构造:三角洲:层理类型复杂多样,河流、湖泊或海洋波浪、潮汐共同作用的各类沉积构造发育。

扇三角洲:发育交错层理、递变层理,还有正常的海洋或湖泊砂泥岩互层,可见有叠覆冲刷递变构造,也可见生物扰动构造、斜波状层理和水平层理;

近岸水下扇:递变层理、模糊交错层、叠覆冲刷、变形构造发育,少见生物

成因构造;

海底扇:叠覆冲刷递变层理、鲍马序列、同生变形构造、各种侵蚀痕; 湖底扇:以具有叠覆递变冲刷构造的砂砾岩为主要相标志。多期重力流事件

在沟道中重叠形成“AAA”,“ABAB”,“BBB”岩相。在扇根主沟道中可见正、反递变层理、交错层理及叠瓦状构造的砂砾岩、砾岩。

洪积扇:层理发育较差或中等,在山顶常见冲刷充填构造,细粒泥质沉积物

可见水平层理,砂质沉积物局部可见水流波痕,砾石向源的定向排列等。

相组合:三角洲:三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三个亚相。平原亚相分分支河道、

陆上天然堤、决口扇、沼泽等微相,前缘亚相分水下分支河道、水下天然堤、支流间湾、河口坝、前缘席状砂、远砂坝等微相。

扇三角洲:类似于三角洲,分为扇三角洲平原(泥炭层不发育);扇三角洲前缘;前扇三角洲。

近岸水下扇:分为内扇、中扇、外扇,内扇包括主水道、天然堤、漫流;中扇

包括辫状水道和水道间。

海底扇:分为补给水道、内扇、中扇、外扇,包括的微相主要有主水道、天然

堤、水道间、辫状水道等;

湖底扇:内扇(或上部扇);中扇(或中部扇);外扇(或外部扇)。

洪积扇:扇根;扇中;扇缘。按沉积位置和沉积物特征也可划为:河道沉积;

漫流沉积;筛状沉积;泥石流沉积。

6、试述碳酸盐沉积环境及其沉积特征(25)

碳酸盐沉积需要温暖、清洁、透光的浅水海洋环境,综合考虑各因素可将碳酸盐岩沉积环境划分为潮坪、局限陆棚、台缘浅滩、陆棚、生物礁、礁前斜坡、盆地边缘和远洋碳酸盐沉积,各环境沉积特征分述如下:

1)潮坪环境及其沉积特征

潮坪环境由潮上、潮间、潮下三种亚环境组成。潮上带沉积显著特点是:暴露标志、碱化标志或淡化标志发育,由暗色富藻层与浅色富屑层交互组成的不规则到平整的亚毫米级纹层发育;发育膏溶角砾岩、内碎屑或角砾、串珠状构造、帐蓬构造等特殊构造;常见鸟眼构造、窗格构造、根模、土壤层和受淡水作用形成的钙结层等;化石仅见蓝绿藻、介形虫碎片,垂直钻孔较常见。潮间带特征:岩石主要为球粒泥晶灰岩、或生物屑泥晶灰岩和细砂屑灰岩,可见微晶白云岩或细晶白云岩,偶见褐煤及磷酸盐;常见不规则的毫米级至厘米级的纹层,以及透镜状、波状和脉状组成的潮汐层理,也可见干裂、极浅水波痕等暴露成因的构造;最常见的是窗格构造和鸟眼构造,以及由于纹层状沉积物脱水收缩形成的席状裂隙。潮道沉积典型特征:底部砾石层主要为干化作用所形成的扁平状内碎屑,成分单一;羽状交错层理发育;生物钻孔发育,原始沉积破坏严重。

2)局限陆棚环境及其沉积特征

是指地理上或水动力上受到限制的一种潮下浅水低能的碳酸盐沉积环境,可以包括海湾、礁后泻湖、台地边缘鲕滩、骨屑滩和障壁岛之后的泻湖,其生物种类及沉积物类型主要取决于障壁的限制程度及其持续性。沉积物粒度多样化,主要为富含球粒的碳酸盐泥,普遍可见藻团块,可有藻席出现。生物搅动经常是强烈的,沉积构造发育很差,偶见不明显的粒序层。

3)陆棚环境及沉积特征

是指朝海岸方向与近滨或大陆相邻,朝滨外方向与斜坡和盆地相邻的一个浅水碳酸盐沉积环境。其特征为:具有正常海相生物群组合;沉积物通常由含有粒泥灰岩和泥粒灰岩的泥晶灰岩组成,局部可见粘结灰岩和生物碎屑颗粒灰岩;通常为具透镜状或楔状形态的、层厚不等的岩层,薄层页岩层可以中断陆棚碳酸盐相层序;广泛的生物扰动作用、潜穴、结核状和脉状层是陆棚沉积构造中的典型特征。

4)台地边缘浅滩环境及沉积特征

岩石类型以色浅的亮晶颗粒灰岩为主,常见鲕粒灰岩及其它包粒灰岩,有时为磨圆的生物碎屑灰岩;沉积构造主要是各种规模的交错层理,底冲刷和波痕也较为常见;砂体的形态可以是线状的、斑块状或席状的;很少有原地生物,可见大型腹足类和双壳类化石碎屑、大型伞藻(粗枝藻)节片以及有孔虫,也可见到棘皮类及珊瑚、腕足碎屑等。

5)生物礁环境及沉积特征

生物礁是指具有生物建造的抗浪骨架的碳酸盐建隆,按礁的产出位置和形态特征,礁可分为斑礁、宝塔礁、环礁、岸礁、堡礁;生物礁可划分为礁核、礁翼和礁间亚相。礁核亚相造礁生物繁盛,岩石类型为生物岩或粘结岩,形态呈透镜状、结核状。礁翼亚相礁前为来自礁的角砾岩,礁后为分选较好的砂屑灰岩、灰泥、造礁生物碎块;富含单体生物;礁间亚相属正常低能区,由与礁无关的、层状浅水、潮下灰岩或细粒硅质碎屑沉积物组成。

6)礁前斜坡环境及沉积特征

是指镶边陆棚礁、孤立碳酸盐台地边缘礁或环礁的向海一侧的斜坡,其坡度不等,一


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