1、1沉积岩思考题（之一）1、 试述沉积岩的基本类型及划分依据？ 答：根据沉积岩的原始物质成分的来源，首先把沉积岩分为三类：（1） 主要由母岩风化产物组成的沉积岩；（2） 主要由火山碎屑物质组成的沉积岩；（3） 主要由生物遗体组成的沉积岩。根据母岩风化产物的类型（碎屑物质及溶解物质）和其搬运沉积作用的不同（机械的和化学的） ，把主要由母岩风化产物组成的沉积岩分为：（1）碎屑岩；（2）化学岩。根据主要的结构特征即粒度，把碎屑岩分为：砾岩；砂岩；粉砂岩；粘土岩。根据主要成分特征，把化学岩分为：碳酸盐岩；硫酸盐岩；卤化物岩；硅岩；其他化学岩。主要由火山碎屑组成的沉积岩即火山碎屑岩，根据其特征可进行细分。
2、如集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等。主要由生物遗体组成的沉积岩即生物岩，根据其是否可燃分为：可燃生物岩，如煤；非可燃有机岩。2.试述碎屑物质在流水搬运过程中的主要变化？ 答：（1）成分上的变化，不稳定的成分在流水搬运过程中继续遭受风化或破坏，或者转变为更稳定的新矿物。随着搬运时间和距离的增长，其中不稳定的成分逐渐减少，稳定成分则相应增多，同时其成分变得更加简单。（2）碎屑粒度的变化，随着搬运时间和距离增长，碎屑粒度逐渐变小。（3）碎屑圆度的变化，随着搬运时间和距离增长，碎屑的圆度总的趋势是逐渐变好，个别情况出现圆度变坏。(4)碎屑的球度也有所增高。(5)在搬运过程中，除上述变化外，碎屑物质在还发生
3、粒度、比重、形态、成分的分异。3.论述三角洲沉积的鉴别标志及其与油气关系（1）岩石类型：以砂岩、粉砂岩、粘土岩为主，在三角洲平原沉积中常见有暗色有机质沉积，如泥炭、薄煤层等，无或极少砾岩和化学岩，碎屑岩的成分、结构成熟度较河流相高。（）粒度分布特征：三角洲由陆向海方向，砂岩中的碎屑粒度和分选有变细变好的总趋势，在图上，三角洲前缘具有和段，并以段最发育。在概率图上，远砂坝沉积的粒度分布主要由细粒的单一悬浮总体组成，河口坝沉积有三个次总体发育，以跳跃总体为主，分选好，其它两个总体含量少，分选差。（）沉积构造：层理类型复杂多样，河流、海洋波浪、潮汐作用形成的各种构造同时发育，如砂岩中和粉砂岩中见流水
4、波痕，浪成波痕，板状、槽状交错层理，泥岩中发育水平层理，此外还发育有波状、透镜状层理、包卷层理、冲刷充填构造、变形构造、生物扰动构造等。 （）生物化石：海陆混生，原地生长的主要为广盐性生物，如瓣腮类、腹足类，介形虫等，异地搬运埋藏的主要为河流带来的陆生动植物碎片，在一个完整的三角洲垂向层序中海生生物化石多出现于层序的下部，向上逐渐减少，但陆生生物化石向上增多，甚至在顶部出现沼泽植物堆积而成的泥炭或煤层。（）沉积层序：垂向上出现下细上粗的反旋回层序，在层序顶部三角洲平原分支河道沉积为下粗上细的正旋回，它反映三角洲在横向上的相序递变。其与河流相沉积的间断性正旋回有显著的不同。（）砂体形态：在平面上
5、呈朵状或指状，垂直或斜交海岸分布，剖面上呈发散的扫帚状，2向前三角洲方向插入泥质沉积之中，与前三角洲泥呈齿状交叉。与油气关系:世界上许多油气田与三角洲相有关，其中有不少是大型和特大型油气田。如科威特的布尔干油田和委内瑞拉马拉开波盆地玻利瓦尔沿岸油田，可采储量分别为 94 亿 t 和 42 亿t，为世界第 2 和第 3 特大型油田前三角洲亚相是具有良好的生油条件的相带。三角洲前缘亚相是储集条件有利的相带。圈闭条件好：滚动背斜、岩性圈闭、地层圈闭等。4.论述碳酸盐岩的结构组分及其一般鉴定特征答：（1）颗粒：内碎屑：包括砾屑、砂屑、粉屑和泥屑。泥晶、微晶结构，无内部构造，具一定分选和磨圆，有时可有氧
6、化圈。鲕粒：鱼子状，粗砂到中砂级。具核心及同心纹层。有正常鲕、表鲕、放射鲕、负鲕、变形鲕、藻鲕、椭形鲕等多种类型，各具特征。藻粒：与藻类有成因联系的颗粒。常具藻类粘结结构或藻丝体，色暗。球粒及粪球粒，粉砂或细砂级，无内部构造，泥晶，球形，分选好，磨圆好，色暗。生物碎屑：不同种类生物碎屑各具其鉴定特征（略） 。（2）泥，分灰泥和云泥，充填于颗粒之间，色暗。（3）胶结物，充填于颗粒之间，分方解石、白云石等胶结物，色亮，可具世代。（4）晶粒：结晶碳酸盐岩组分，分砾晶、砂晶、粉晶、泥晶等。自形、半自形或他形。生物格架：原地生长的群体生物如珊瑚、苔藓等，各具其生物学特征。5.如何判断古水流向1）交错层理
7、或斜层理:前积层倾向指示古水流方向;2）不对称波痕:陡坡倾向指示古水流方向; 3）叠瓦状构造:砾石常见迎流叠瓦,即砾石最大扁平面倾向与古水流方向相反;4）槽模:混圆突起端迎着水流方向;5）长形化石与树木条等:一般其长轴方向与古水流方向一致。6.试比较石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩的物质组分特点，进而分析三者在形成时的母岩条件、构造条件及气候条件等方面的差别。石英砂岩主要由化学性质稳定抗风化能力强的石英组成 , 石英占砂岩 90% 以上，而抗风化能力差的长石、岩屑极少，几乎没有，因此，石英砂岩为矿物成熟度高的砂岩。长石砂岩中虽然石英含量较多，但长石含量可 25% ，甚至可占主体组分，岩屑含量也高，
8、重矿物含量可 10% ，且有许多不稳定的重矿物，因此长石砂岩是矿物成熟度低的砂岩。岩屑砂岩含有丰富的岩屑，岩屑 R25%，长石 F1.2。3)沉积构造层理发育，类型繁多，以板状和大型槽状交错层理为特征。常见流水不对称波痕，也可见砾石的叠瓦状排列。最底部常具明显的侵蚀、切割及冲刷构造，常含泥砾。4)生物化石化石一般保存不好。5)沉积层序下粗上细的间断性正韵律或正旋回。6)砂体形态在平面上多呈弯曲的长条状、带状、树枝状等。在剖面上呈上平下凸的透镜状或板状嵌于四周河漫泥质沉积之中。10.如何进行古水动力条件分析古水动力条件系指沉积时期的波浪和水体的运动状况，此项研究是重建古地理的重要内容和有效手段之
9、一。1）根据定向构造不同类型的斜层理可以用来测量古水流方向。只有一个优选方向系单向水流所致；有两个优选方向系有周期性变化所致(图 13-8)。6斜层理测量结果的玫瑰花图波痕的情况铰为复杂震荡波痕的走向大致与岸线一致，不对称波痕与水流方向垂直。其倾斜方向与水流一致。一般认为浊流成因的底面印模构造(沟模、槽模等)在区域上是稳定的，槽模不仅能可靠地指示古水流方向，更重要说明它是浊流冲刷侵蚀作用形成的。沟槽与槽模伴生时，能更加可靠地指示古水流方向。它们指示的水流方向常与构造线一致。湖相浊积岩也有发育的槽模和沟模构造，不过常为其它类型底面印模构造所复杂化，如重荷槽构造。在砂岩中用定向薄片测定长形砂粒的定
10、向性，亦可用来推断水流方向。该成果不仅有助于恢复盆地内的古水流方向，对于了解广布于中一新生代含油气盆地中的砂岩储集层的分布规律亦有重要意义，尤其是对那些几乎主要由粉细砂岩组成的深水相砂岩储层的分布实际意义更大。长形的生物化石，例如原始头足类、竹节石、树干等也可作为测量古水流方向的研究对象。在我国东部中、新生代含油盆地中，普遍见分布粉砂一细砂岩，和暗色泥岩中的长形碳化植物茎或叶的碎屑。沿层面四密集定向分布，这也是定向古水流所致。2）根据结构及成分的变化利用碎屑的粒度、圆度、球度和成分的变化恢复古水动力条件，通常与物源分析是同时进行的，但前方研究范围要广泛得多，它牵涉到各种沉积环境的水动力条件恢复
11、。尤其是分布于覆盖区的沉积盆地常更多地利用这方面资料恢复古水力系统。一般规律是：碎屑颗粒粒度随搬运距离加大而变小。圆度随搬运距离增加面增大。同粒级、同成分碎屑的球度，在某些情况下也可以作为古水流方向的标志，但由于其成因的复杂性，使用价值有限。碎屑组分（尤其是重组分）的分散晕也是古水流方向的标志。3）根据孢粉资料孢粉含量变化可作为搬运距离的标志。孢粉等值线与沉积走向一致，其含量递减方向即为古斜坡方向。这种方法对于缺乏水流标志的泥质沉积物，经常更有意义。孢粉带入水盆的主要营力是流水和风，河口处孢粉浓度大，无河口的沿岸地区则很低。4）编制水流体系图在岩相古地理研究中，应该根据综合多年来大量的研究成果
12、编制古水流体系图。除利用轻矿物、重矿物组合、标型特征、粒度参数等岩矿分析资料外，还需应用微量元素、有机碳、还原硫、三价铁等项地质地球化学资料。总之，古水流条件对于古地理和古构造研究都是必不可少的。难度也较大，要从多方面综合分析。虽然古水流的局部变化是复杂的，但从总体来看又是有规律可寻的。由于构造运动的继承性，古斜坡或古水系也有一定的稳定性和继承性。我国东部众多的中一新生代古湖泊的研究结果表明，古水系大部分是沿盆地长轴分布的，它们也控制砂体的展布。11.拉波特(Laporte,1967)的碳酸盐岩相带模式拉波特(Laporte,1967)曾对美国纽约州下泥盆统曼留斯组的碳酸盐岩进行研究，认为该组
13、是在一个非常接近海平面的环境中形成的。他根据该组岩性及古生物特征，以潮汐作用带为主要标志，划分出了三个相带，即潮上带、潮间带和潮下带。（1）潮上带位于平均高潮面以上几英寸到几英尺的地带。此带平时都在水面以上，只有在特大潮水或特大风暴时才被海水淹没。岩石类型主要是泥粉晶白云岩、白云质泥质石灰岩、球7粒泥晶石灰岩等。沉积构造有纹理、藻纹层、干裂、鸟眼构造，化石少见。（2）潮间带位于平均高潮面与平均低潮面之间的地带。岩石类型主要为薄层的不含化石的球粒泥晶石灰岩；砾石级的内碎屑及扁平状的竹叶状砾屑常见，也有鲕粒及砂级内碎屑，叠层石及藻灰结核也常见。沉积构造有冲刷、干裂等。化石种类较单调，但数量却相当丰
14、富，多呈杂乱堆积。（3）潮下带在平均低潮面以下。岩石类型主要是厚层至块状球粒泥晶石灰岩、含各种生物碎屑的石灰岩以及富含层孔虫格架的礁石灰岩。1969 年，拉波特又把他的模式进行了修改，主要把潮下带进一步划分为上下两部（图12-3） 。潮下带上部：位于浪底之上，为高能环境，为礁和滩的发育地带。潮下带下部：位于浪底之下，为低能环境，为泥晶石灰岩生成环境。拉波特的模式是在继承了肖和欧文所建立的概念和模式的基础上，开创了以潮汐作用带为主要标志或形式的划分碳酸盐岩沉积相的先例。直到现在，这种划分碳酸盐岩沉积相带的方法和原则还在被继续采用。所以欧文的模式和拉波特的模式，只是划分相带的侧重点和形式有所不同，
15、实质上是一致的，即拉波特的潮上带、潮间带相当于欧文的 Z 带，潮下带上部相当于欧文的 Y 带，潮下带下部相当于欧文的 X 带。潮汐作用相带模式（据拉波特 Laporte,1969）12.杨等(Young et al.,1972)的碳酸盐岩相带模式杨等(Young et al.,1972)曾对于美国阿肯色的奥陶系碳酸盐岩进行了研究，他们根据该系的岩性及古生物特征，拟定了一个以潮汐作用带为形式的相带模式，划分出了四个相带，即潮上带、潮间带、局限潮下带和开阔潮下带1）潮上带：平均高潮面以上的向岸延伸的广阔平原。岩性为白云岩、白云质泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩等。沉积构造有干裂、鸟眼等，生物化石少，主要
16、藻席等。2）潮间带：平均高潮面和平均低潮面之间的地带。可分为两个潮间带上部和潮间带下部两个带：潮间带上部类似潮上带，藻席发育，而潮间带下部主要发育内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩，柱状叠层石等。该带化石较多，虫孔也较常见。潮间带上部多为垂直虫孔，潮间带下部多为水平虫孔。3）局限潮下带：水体能量受到限制，为较低能环境。岩性主要有内碎屑生物屑灰岩，8灰泥充填，亮晶少。生物化石多见，在较浅部位可形成生物丘。4）开阔潮下带：平均低潮面以下，波浪、潮汐作用较强，高能环境。岩性主要为内碎屑石灰岩或生物屑石灰岩，亮晶胶结，沉积构造上可出现低角度斜层理，生物化石丰富。从 岩 性 特 征 、 形 成 机 理 、 形 成
17、 时 间 及 环 境 等 方 面 说 明 毛 细 管 浓 缩 作 用 和 回 流 渗 透 作 用 形 成的 白 云 岩 两 者 之 间 的 异 同 ？1）岩 性 特 征 ： 毛 细 管 浓 缩 作 用 白云石以泥、粉晶为主， 呈薄层状，纹层发育。 回 流 渗 透作 用 形 成 的 白 云 岩 为 粗粉晶甚至晶体更大的白云石，呈中厚层，晶粒为“砂糖状”。2） 形 成 机 理 ： 前 者 为 毛 细 管 浓 缩 作 用 ， 后 者 为 回 流 渗 透 作 用 。3） 形 成 时 间 ： 毛 细 管 浓 缩 作 用 为 准同生期。 回 流 渗 透 作 用 形 成 的 白 云 岩 为 准同生期以后，成
18、岩期、后生期。4） 形 成 环 境 毛 细 管 浓 缩 作 用 为 潮上带表层沉积物(可与大气直接接触)和 回 流 渗 透 作 用 形成 的 白 云 岩 为 潮上潟湖底部或潮上非表层沉积物及下伏石灰岩。13.碎屑岩中碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙等四种结构组分的含义；并从在岩石中分布状况和所起的作用， 搬运方式， 沉积方式， 沉积时水动力状况， 形成阶段等五个方面比较它们特点。1）碎屑颗粒，它是母岩机械破碎的碎屑颗粒；杂基是以机械方式沉积下来的细粒碎屑物质，主要由粘土矿物组成，也含细粉砂和碳酸盐泥；胶结物是母岩风化产物中的化学溶解物质在沉积岩形成过程中以化学方式自溶液中沉淀析出的物质；孔隙是指碎
19、屑岩中未被固体物质充填的碎屑颗粒之间的那一部分空间。2）在岩石中分布状况和所起的作用。碎屑颗粒是岩石主体和骨架；杂基充填于碎屑颗粒之间，起胶结作用；胶结物充填于碎屑颗粒，杂基之间，起胶结作用；孔隙分布在颗粒之间。3）搬运方式。碎屑颗粒是推移、跳跃搬运；杂基是悬浮搬运；胶结物溶解状态4）沉积方式。碎屑颗粒是机械沉积；杂基机械沉积；胶结物化学沉积5）沉积时水动力状况。碎屑颗粒是强而稳定；杂基由强急剧减弱；胶结物弱而稳定；孔隙是水动力强而稳定6）形成阶段。碎屑颗粒和杂基同时沉积；胶结物是同生、成岩、后生；沉积后各个阶段14.威尔逊碳酸盐岩综合相模式中三个相区和九个相带的名称，三个相区中各相带的沉积特
20、征15.福克的碳酸盐岩分类方案与优缺点福克(Folk，1959，1962)的石灰岩分类基本上是一个三端元的分类。这三个端元是：异化颗粒，简称颗粒；微晶方解石泥或简称为微晶，即灰泥或泥晶；亮晶方解石胶结物，简称为亮晶。福克以这三个主要结构组分当作三角形图解的三个端点，把石灰岩划分为三个主要的类型，即 I亮晶异化石灰岩；微晶异化石灰岩；微晶石灰岩。2、优点和存在问题将碳酸盐岩的结构组分与陆源碎屑岩作一比较，指出碳酸盐岩的粒度也具有二分的特点。9首先提出异化颗粒的概念，指明了碳酸盐岩成因是多种成因，打破了以往认为纯化学成因的观念，所以称“异常化学岩” 。 把陆源碎屑岩的结构成熟度引进到碳酸盐岩中来，
21、用异化粒、微晶方解石泥、亮晶方解石胶结物三者的量比，来反映沉积时的水动力条件，并以此确定岩石的基本名称。创造了一套全新的石灰岩结构分类命名的术语存在问题：第一，将亮晶方解石与异化粒、微晶方解石并列，并作为分类参数，是不妥当的，并使分类复杂化。第二，福克分类中未考虑重结晶作用的影响。第三，福克的石灰岩分类中“清规戒律”太多，许多数量界限很大程度上是人为的标准。16.从哪些方面进行沉积物来源的分析？ 1）砂砾岩的成分及其分布砾岩主要分布在盆地边缘，接近物源区。砾石成分可直接放映物源区母岩成分。根据砾石规律排列可恢复搬运介质类型和水流方向。物源方向与古水流方向一致。砂岩的分布与砾岩相似，可以指示物源
22、区。同时，砂岩中碎屑组分及其含量变化对恢复物源方向具有意义。根据石英的包裹体、消光类型、形态和多晶现象等标志来综合推断沉积物来源。2）碎屑重矿物组合及其分布利用重矿物组合和含量变化，可以追索物源和母岩。通过分析稳定和不稳定重矿物组分在平面上的分布和变化，可以恢复物源方向和母岩性质，还可以搞清各河流沉积体系的分布范围、扩散方向。通过稳定和不稳定重矿物组分的含量比值，即所谓稳定系数或古地理系数，有助于查明物源，明确古地理条件。3）物源的综合分析根据资料完善程度，将物源类型分为三种类型：（1）主要物源；（2）次要物源；（3）推测物源。4）编制物源综合图17.从哪些方面进行水体深度及古地形的分析？ 1
23、）根据沉积物的分布规律一般情况下，从岸线的浅水到广海的深水，沉积物粒度呈有规律的分布。一些特殊的岩石类型形成于一定的环境，如：蒸发岩 0数米，鲕粒灰岩1015m，礁灰岩 1050m，浊积岩一般形成于盆地的较深水区域。2）根据沉积构造沉积构造是反映水体深度的良好标志。概括起来，盆地的深水、较深水区主要形成微细水平层理，连续韵律发育；浅水地区层理类型多样，间断韵律发育，波痕、搅动构造以及侵蚀冲刷现象均较发育；干裂、雨痕、细流痕等层面构造主要是滨海(湖)相的标志。3）根据古生物和痕迹化石大量藻类、底栖有孔虫、瓣鳃、腹足造礁珊瑚、灰质海绵、无铰类腕足组合，水深050m。海绵、海胆、苔藓、有铰腕足组合，
24、水深 100200m。硅质海绵、海百合、薄壳腕足、细脉状苔藓组合，水深200m。10缺少遗体化石的砂泥岩为主地层，应用痕迹化石，如潜穴、足迹、爬痕，以及其它生物扰动构造，对确定古海、湖盆地的相对深度效果是良好的。4）根据自生矿物海绿石多形成于水深 1050m，温度 2527。鲕绿泥石主要形成于水深 25125m，温度 1015。二者均为海相矿物。锰结核分布于深海、开放的大洋底。天青石、重晶石、萤石主要在浅水的咸化泻湖沉积。石膏、硬石膏多分布在暴露的潮坪特别是潮上、潮间环境。5）古地形与相的特征根据沉降中心可分析古水深。沉降中心是沉积盆地中基底沉降幅度最大的部位，一般此部位有最大的水深，充填有较
25、大的沉积物厚度。而沉积中心是沉积盆地中，沉积速率最大的部位，表现为该处有最大的沉积厚度。18.试述羽状交错层理和冲洗交错层理的概念、特点和形成条件及环境的异同点？羽状交错层理：羽状交错层理是一种特殊类型的交错层理。其特点是纹层平直或微向上弯曲，相邻斜层系的纹层倾向相反，延伸至层系界面进彼此呈锐角相交，呈羽毛状或人字形。这种层理是在具有反向水流存在的情况下形成的。常见于河流入湖、海的三角洲地带。有时可见两个倾向相反的斜层系之间隔以薄的泥层，这种羽状交错层理在潮汐环境中具有代表性。冲洗交错层理：冲洗交错层理也称低角度交错层理。当波浪破碎后，继续向海岸传播，在海滩的滩面上，产生向岸和离岸往复的冲洗作
26、用，形成冲洗交错层理，又称为海滩加积层理。这种层理的特征是：层系界面成低角度相交，一般为210左右；相邻层系中的细层面倾向可相同或相反，倾角不同；组成细层的碎屑物粒度分选好，并有粒序变化，含重矿物多；细层侧向延伸较远，层系厚度变化小，在形态上多成楔状，以向海倾斜的层系为主。冲洗交错层理常出现在后滨一前滨带及沿岸砂坝等沉积环境中。19.试图示典型曲流河沉积与典型浊流沉积的剖面模式，并指出这两种沉积类型之间的异同点。异同点：曲流河沉积和浊流沉积都具有类似的向上变细的层序，容易混淆。但二者在成因、形成环境、沉积构造等方面都明显不同。1、 成因曲流河沉积属牵引流沉积，而浊流是重力流沉积2、 沉积层序和
27、沉积构造曲流河沉积的典型垂向模式，其由下至上可划分为四个沉积单元。第一沉积单元：为块状含砾砂岩或砾岩，属河床底部滞流沉积，与下伏层呈冲刷侵蚀接触，底部具明显的冲刷面，粗砂岩中含泥砾，可见不清晰的大型槽状交错层理。第二沉积单元：为具大型槽状交错层理的中、细砂岩，层理规模向上逐渐变小，中夹具水平层理的粉细砂岩，沿层面可发育剥离线理，为点砂坝（边滩）沉积。第三沉积单元：为粉细砂岩组成，发育有小型槽状交错层理和上攀波纹交错层理，为点砂坝（边滩）顶部沉积。第四沉积单元主要由断续波状交错层理的粉砂岩和水平纹理的粉砂质泥岩及块状泥岩组成，块状泥岩中常发育有泥裂、钙质结核或植物立生根，属天然堤和泛滥盆地沉积。鲍玛序列是浊积岩的一典型沉积序列，由 A.B.C.D.E 五段构成。A 段：底部递变层段，主要由砂岩组成，近底部含砾石。粒度下粗上细，发育正递变层理，底面见槽模及沟模。B 段：下平行纹层段，与段为渐变关系，比段细主要为中砂和细砂，含泥质，
