摘 要:沉积相的研究对沉积环境的分析和古地理的恢复均有十分重要的意义。文章论述了沉积相分析的思路和方法,并以辽河盆地曙一区馆陶组湿地冲积扇沉积为例,通过分析,最终得出其为半干旱-潮湿环境下的冲积扇沉积,并提出了沉积相分析应注意的事项。
关键词:沉积相;分析思路和方法;冲积扇
1 沉积相的分析思路及方法
沉积相研究的直接目的是恢复古地理,即以现代自然地理面貌等环境条件和沉积特征作为借鉴,进行比较和推断。当然,古今自然地理及其他环境条件不尽相同,但其沉积环境的总轮廓和总特征确有许多共同之处。
1.1 沉积相的分析思路
先对相的控制因素进行分析,包括沉积物供给、气候、构造、海平面变化、生物活动及火山活动。其中,沉积物供给控制沉积相的组成和厚度;气候控制相类型与水介质性质;构造控制古地理格局、沉积空间、沉积厚度、沉积物供给及盆地类型;海平面变化控制沉积边界、沉积物供给、相变等;生物活动控制有机物的堆积速率、沉积结构等;火山活动控制沉积物供给、水介质性质、古地理等。
观察沉积相的空间形态,然后从相标志下手分析沉积岩的特征,这包括岩性特征、古生物特征及地球化学特征。先找具有指相性的标志,如海绿石指示的是海相地层。相标志能反映出当时的沉积环境状况,例如,岩石的颜色为红色则一般是干旱、氧化的环境;矿物成为主要为方解石的一般以海相为主,湖泊相为少数;岩石的颗粒大小反映水动力的强弱,磨圆度反映物源的距离;沉积构造中的波痕、泥裂反映环境更明显。
先对相的控制因素进行分析,进而观察沉积相的空间形态,然后从相标志下手分析沉积岩的特征,先找具有指相性的标志,如海绿石指示的是海相地层。以相序递变规律为基础,分析出沉积相的亚相及微相,将所研究的沉积相空间组合形式与沉积相模式进行对比,最终确定沉积相具体类型。
1.2 沉积相的分析方法
沉积相的研究最重要的是相标志的获取,其次是确定沉积相模式,应遵循相序递变规律。相序递变规律是只有那些没有间断的,横向与纵向时间空间上的关联为只有在横向上紧密相邻并且成因相近而发育着的相,才能在垂相上没有间断的依次叠覆出现。
1.2.1 相标志的获取。相标志包括岩性特征、古生物特征地球化学特征及地球物理特征。其中,岩性特征包括岩石的颜色、成分、结构、构造、岩石类型及其组合;古生物特征包括生物的种属和生态。
1.2.2 沉积相模式。通过相标志对所研究的沉积相进行综合分析,将沉积相的横向及纵向分布与相应其他类似的沉积模式进行对比,确定沉积相的具体模式。
2 沉积相的研究实例-辽河盆地曙一区馆陶组湿地冲积扇沉积
辽河盆地西部凹陷成葫芦状北东-南西向展布,存在两种不同性质的冲积扇,即干旱环境下的和潮湿环境下的。
2.1 馆陶组湿地冲积扇沉积特征
2.1.1 岩石类型及组分特征。研究区馆陶组为粗粒质的碎屑岩,通过显微镜薄片鉴定,碎屑岩全岩样的定量分析结果与薄片鉴定结果类似。另外,通过对岩芯观察,馆陶组以灰白色色调为主的沉积物,局部地区含有灰绿色薄层砂质泥岩,基本上不见红色色调,同时未发现强蒸发条件下的特征物质,而粘土矿物组合特征为高岭石-伊利石-蒙皂石-绿泥石组合,与潮湿-半潮湿气候下的粘土矿物组合特点相同。
通过以上的资料,我们可以发现馆陶组的沉积物以分选差的砾岩以及含砾砂岩互层为主,基本没有泥岩出现,这说明成熟度低;岩石成分以变质岩和岩浆岩岩屑岩屑为主,也说明结构成熟度很低。岩芯的颜色基本无红色色调证明沉积环境为还原环境,加上其粘土矿物组合可以推断出该沉积时期气候是以潮湿气候为主的近物源区沉积。
2.1.2 重矿物组成特征。区内重矿物主要有透明重矿物和不透明矿物两类,通过其组合的含量来看,重矿物组合反映出的母岩则主要是超基性侵入岩、基性、变质岩。重矿物类型比较丰富,不稳定的重矿物种类比较多,稳定系数很低,且含量非常高,表明了碎屑物质接近物源沉积的特点。
2.1.3 粒度参数特征。通过对岩样的粒度分析,其结果表明(以砂岩为主),大多数样品落入河流相区,部分样品落入冰碛(重力流)区,对粒度分布曲线分析表明,这种概率特征与现代近辫状河流砂极为类似。分析以上资料可以看出,岩样的分选比较差,粒度概率统计与现代近辫状河流砂相似,反映出沉积相较为气候条件下近源沉积的特点。
2.2 沉积相类型的确定
结合区内经常发生的泥石流沉积,根据气候特征等的分析,可确定馆陶组是属于半干旱-潮湿环境下的冲积扇。
在该区湿地冲积扇层序中可划分为三种相,第一种相为近端相(扇根),其主要由砾岩组成,以坡面流沉积为主,偶尔有泥石流沉积。第二种相为中端相(扇中)以辫状河流沉积为主夹有坡面流沉积。第三种为远端相(扇缘),以辫状河道沉积为主。
研究区域大部分位于扇根下部和扇中,属扇根-扇中亚相。该亚相可进一步划分为泥石流微相、坡面流微相及辫状河流微相等三种微相类型。
据钻井取芯详细研究及测井曲线的对比,研究区沉积相的垂向组合类型主要有三种:一种是以块状砾岩为主的坡面流夹泥石流沉积。第二种是下部为坡面流夹泥石流沉积,上部是辫状河道沉积。第三种是以含砾砂岩为主的辫状河道沉积。这三种组合都具有明显的正旋回特征。在平面上,辫状河道微相和坡面流微相沉积特征较明显,分布相对稳定,厚度比较大。泥石流微相多是中、薄层状,层数多,厚度小,分布不稳定,夹于坡面流微相和辫状河道微相沉积中,所以在平面上基本不能区分该微相的分布特征。
2.3 冲积扇的相模式
根据对该扇的纵横向的沉积特征及沉积相的组合特点,馆陶组湿地冲积扇的沉积模式可归纳为图1所示的模式。
3 结束语
沉积相分析应注意以下几点:(1)各种相标志要综合分析,是统计的,单一的相标志的解释要慎重,除非是过硬标志。在进行相分析时,应做到野外宏观标志与微观标志相结合,多学科领域相结合,各种相标志相结合。正如实例馆陶组湿地冲积扇沉积中,运用岩性、粒度分析、构造等多方面确定沉积环境。(2)瓦尔特法则在应用时,一定要在连续沉积的地方,或是相对较整合的地层。(3)相分析必须考虑沉积背景,包括大地构造位置、古气候条件、物质供应或物源条件。
参考文献
[1]兰亚萍,李勇,等.黄骅坳陷孔南地区孔店组冲积扇沉积特征及地质意义[J].沉积与特提斯地质,2009,29(4):22-28.
[2]王勇.柴达木盆地西北缘现代冲积扇沉积特征及石油地质意义[J].地质论评,2007,53(6):791-799.
[3]时志强,韩永林,等.鄂尔多斯盆地早侏罗世富县期冲积扇沉积[J].成都理工学院学报,2002,29(4):390-393.
关键词:沉积相;分析思路和方法;冲积扇
1 沉积相的分析思路及方法
沉积相研究的直接目的是恢复古地理,即以现代自然地理面貌等环境条件和沉积特征作为借鉴,进行比较和推断。当然,古今自然地理及其他环境条件不尽相同,但其沉积环境的总轮廓和总特征确有许多共同之处。
1.1 沉积相的分析思路
先对相的控制因素进行分析,包括沉积物供给、气候、构造、海平面变化、生物活动及火山活动。其中,沉积物供给控制沉积相的组成和厚度;气候控制相类型与水介质性质;构造控制古地理格局、沉积空间、沉积厚度、沉积物供给及盆地类型;海平面变化控制沉积边界、沉积物供给、相变等;生物活动控制有机物的堆积速率、沉积结构等;火山活动控制沉积物供给、水介质性质、古地理等。
观察沉积相的空间形态,然后从相标志下手分析沉积岩的特征,这包括岩性特征、古生物特征及地球化学特征。先找具有指相性的标志,如海绿石指示的是海相地层。相标志能反映出当时的沉积环境状况,例如,岩石的颜色为红色则一般是干旱、氧化的环境;矿物成为主要为方解石的一般以海相为主,湖泊相为少数;岩石的颗粒大小反映水动力的强弱,磨圆度反映物源的距离;沉积构造中的波痕、泥裂反映环境更明显。
先对相的控制因素进行分析,进而观察沉积相的空间形态,然后从相标志下手分析沉积岩的特征,先找具有指相性的标志,如海绿石指示的是海相地层。以相序递变规律为基础,分析出沉积相的亚相及微相,将所研究的沉积相空间组合形式与沉积相模式进行对比,最终确定沉积相具体类型。
1.2 沉积相的分析方法
沉积相的研究最重要的是相标志的获取,其次是确定沉积相模式,应遵循相序递变规律。相序递变规律是只有那些没有间断的,横向与纵向时间空间上的关联为只有在横向上紧密相邻并且成因相近而发育着的相,才能在垂相上没有间断的依次叠覆出现。
1.2.1 相标志的获取。相标志包括岩性特征、古生物特征地球化学特征及地球物理特征。其中,岩性特征包括岩石的颜色、成分、结构、构造、岩石类型及其组合;古生物特征包括生物的种属和生态。
1.2.2 沉积相模式。通过相标志对所研究的沉积相进行综合分析,将沉积相的横向及纵向分布与相应其他类似的沉积模式进行对比,确定沉积相的具体模式。
2 沉积相的研究实例-辽河盆地曙一区馆陶组湿地冲积扇沉积
辽河盆地西部凹陷成葫芦状北东-南西向展布,存在两种不同性质的冲积扇,即干旱环境下的和潮湿环境下的。
2.1 馆陶组湿地冲积扇沉积特征
2.1.1 岩石类型及组分特征。研究区馆陶组为粗粒质的碎屑岩,通过显微镜薄片鉴定,碎屑岩全岩样的定量分析结果与薄片鉴定结果类似。另外,通过对岩芯观察,馆陶组以灰白色色调为主的沉积物,局部地区含有灰绿色薄层砂质泥岩,基本上不见红色色调,同时未发现强蒸发条件下的特征物质,而粘土矿物组合特征为高岭石-伊利石-蒙皂石-绿泥石组合,与潮湿-半潮湿气候下的粘土矿物组合特点相同。
通过以上的资料,我们可以发现馆陶组的沉积物以分选差的砾岩以及含砾砂岩互层为主,基本没有泥岩出现,这说明成熟度低;岩石成分以变质岩和岩浆岩岩屑岩屑为主,也说明结构成熟度很低。岩芯的颜色基本无红色色调证明沉积环境为还原环境,加上其粘土矿物组合可以推断出该沉积时期气候是以潮湿气候为主的近物源区沉积。
2.1.2 重矿物组成特征。区内重矿物主要有透明重矿物和不透明矿物两类,通过其组合的含量来看,重矿物组合反映出的母岩则主要是超基性侵入岩、基性、变质岩。重矿物类型比较丰富,不稳定的重矿物种类比较多,稳定系数很低,且含量非常高,表明了碎屑物质接近物源沉积的特点。
2.1.3 粒度参数特征。通过对岩样的粒度分析,其结果表明(以砂岩为主),大多数样品落入河流相区,部分样品落入冰碛(重力流)区,对粒度分布曲线分析表明,这种概率特征与现代近辫状河流砂极为类似。分析以上资料可以看出,岩样的分选比较差,粒度概率统计与现代近辫状河流砂相似,反映出沉积相较为气候条件下近源沉积的特点。
2.2 沉积相类型的确定
结合区内经常发生的泥石流沉积,根据气候特征等的分析,可确定馆陶组是属于半干旱-潮湿环境下的冲积扇。
在该区湿地冲积扇层序中可划分为三种相,第一种相为近端相(扇根),其主要由砾岩组成,以坡面流沉积为主,偶尔有泥石流沉积。第二种相为中端相(扇中)以辫状河流沉积为主夹有坡面流沉积。第三种为远端相(扇缘),以辫状河道沉积为主。
研究区域大部分位于扇根下部和扇中,属扇根-扇中亚相。该亚相可进一步划分为泥石流微相、坡面流微相及辫状河流微相等三种微相类型。
据钻井取芯详细研究及测井曲线的对比,研究区沉积相的垂向组合类型主要有三种:一种是以块状砾岩为主的坡面流夹泥石流沉积。第二种是下部为坡面流夹泥石流沉积,上部是辫状河道沉积。第三种是以含砾砂岩为主的辫状河道沉积。这三种组合都具有明显的正旋回特征。在平面上,辫状河道微相和坡面流微相沉积特征较明显,分布相对稳定,厚度比较大。泥石流微相多是中、薄层状,层数多,厚度小,分布不稳定,夹于坡面流微相和辫状河道微相沉积中,所以在平面上基本不能区分该微相的分布特征。
2.3 冲积扇的相模式
根据对该扇的纵横向的沉积特征及沉积相的组合特点,馆陶组湿地冲积扇的沉积模式可归纳为图1所示的模式。
3 结束语
沉积相分析应注意以下几点:(1)各种相标志要综合分析,是统计的,单一的相标志的解释要慎重,除非是过硬标志。在进行相分析时,应做到野外宏观标志与微观标志相结合,多学科领域相结合,各种相标志相结合。正如实例馆陶组湿地冲积扇沉积中,运用岩性、粒度分析、构造等多方面确定沉积环境。(2)瓦尔特法则在应用时,一定要在连续沉积的地方,或是相对较整合的地层。(3)相分析必须考虑沉积背景,包括大地构造位置、古气候条件、物质供应或物源条件。
参考文献
[1]兰亚萍,李勇,等.黄骅坳陷孔南地区孔店组冲积扇沉积特征及地质意义[J].沉积与特提斯地质,2009,29(4):22-28.
[2]王勇.柴达木盆地西北缘现代冲积扇沉积特征及石油地质意义[J].地质论评,2007,53(6):791-799.
[3]时志强,韩永林,等.鄂尔多斯盆地早侏罗世富县期冲积扇沉积[J].成都理工学院学报,2002,29(4):390-393.