岩相古地理复习

岩相古地理复习资料物质沉积时的自然地理环境，称之为沉积环境。“相”理解为“沉积环境的古代产物”也就是说“环境中的物质表现”如生物学的综合表现即“生物相”，在岩性方面的综合表现即“岩相”。变质岩岩浆岩熔浆生物碎屑物沉积、固结作用风化作用变质作用交代流化作用深溶、重溶、再生作用变质作用冷凝结晶地幔溶解物层流的定义：流体的各部分沿着与流体边界相一致的面彼此滑过的流体。紊流的定义：流体出现复杂的流动路线，典型的是曲线状的以及螺旋状的流动路线的流体。（1）牵引流（牛顿流体）既有推移，又有悬浮方式搬运。牵引流体的搬运力表现为：①流体作用与沉积物上的推力（牵引力），推力的大小取决于流体的流速。②沉积物的负荷力（载荷力），负荷力的大小取决于流量。以下为沉积层的各种特征：成分：碎屑成分、填隙物及成岩物质等；结构：成分的形态等岩石的微观特征；构造：颜色、层理和层面等岩石的宏观特征；生物：种类及习性；定向性：特定的力学性质作用产物；层序：形成、产出、演化和时间；砂体的形态：大小等空间展布几何外形；剖面结构；宏观展布及韵律性；沉积岩中矿物成分（指岩屑和准成岩期的自生矿物），主要确定岩石类型、成因及沉积岩环境或古地理方面的某些特点。因此，矿物成分是一种重要的岩石成因及相标志。下面重点介绍几种主要的成分的特点：1.岩屑：岩屑在沉积岩中的含量、种类及粒度是变化极大，这是因为取决于陆源区性质，远近和母岩本身的结构等。它反映物源区和沉积区的古地貌，古沉积环境的重要标志之一。岩屑在沉积和成岩作用中非常不稳定，特别是在成岩作用中次生变化现象明显。2.石英：石英的标性特征如包裹体，消光类型，颜色，微量元素，形状，圆度和表面结构特征等都具有环境及成因意义。对石英碎屑中的包裹体研究。可作物源标志的重要依据，如火成岩中的石英常具有针状包裹体（来自花岗岩类的针状金红石），变质岩中的石英一般具有等轴状自形晶的矿物包裹体。含绿泥石的石英（乳白色），则几乎来源于热液脉。石英的表面特征分析对古环境的判别有着重要的意义，如石英表面毛玻璃化（风成），擦痕（冰川）等……。3.长石：长石是易风化，分解，故可作为砂岩成分成熟度的标志，长石具有解理，比石英更易碎裂成小块。故沿岸搬运比河流搬运更易减小它的含量。影响长石含量的因素有：①钾长石和斜长石抗风化能力强，故沉积岩中含量比其它长石多。②长石的环带构造，如火山岩的长石具有一种由交替消光的环带，而岩浆岩的斜长石具有正常的环带，变质岩中几乎没有环带长石。③沉积岩中的长石沉积过程，并不损失其放射性氩元素，故可用K-Ar法确定年龄，推断母岩的情况。判断沉积环境的生物标志：（一）生物环境生物在自然界生活过程中，都需要一定的生存条件。如水生环境，陆生环境、气生环境和寄生环境等。在地质学中则以水生环境为更重要。水生环境又分海相和非海相环境，在沉积学上，古代沉积环境的物质表现包括岩相和生物相。在不统的沉积环境中都有与环境物理化学相适应的沉积物组合和生物组合及生态特征。1.在水生环境中的生物相发育的主要控制因素：①物理因素（包括九个方面）：水体的温度，深度，压力，浑浊度，光照度，水体流动性，能量大小，水域基底性质，水体所处的地理位置（经、纬度，海拔高度）。②化学因素（包括五个方面）：有水体的盐度和氧、氮、二氧化碳、硫化氢等气体，微量元素及有机化合物含量，胶体状况等。③生物因素（包括四个方面）：生物的种类、数量和密度关系，生物的共和关系，对抗和竞争关系，食物营养供给和依赖关系等。2.水生环境中生物的生态：生态是各种生物为了适应其生活环境都有一定的习性和行为，其最主要的是食性，运动方式和栖息特点。①食性可分：草食生物，肉食生物，滤食生物，泥食，杂食生物。②运动方式和栖息特点可分：底栖，游泳，浮游生物等。另外还有不可忽视的寄生生物。（二)生物标志的环境意义各个地质时期的生物标志，主要是被保存下来的遗体或遗迹化石。这些化石不仅能够确定沉积物的地质时代，而且还能提供分析沉积环境。因此称为环境标志。如：1.分布于仅有海相特有或主要海相环境的无脊椎动物有：有孔虫，放射虫，腔肠动物，苔藓动物，腕足动物，头足动物，掘足动物，三叶虫，棘皮动物等。2.分布于非海相环境的无脊椎动物有：部分腹足动物，双壳动物，介形虫。叶肢介，昆虫和海绵动物等。3.藻类是再造古水生环境中使用最广泛的生物标志:①呈叠层状构造的兰藻是潮坪，泻湖和半咸水环境的产物。②呈树枝状或结核团块状者，为淡水，河流湖泊环境的产物。③绿藻中的藻类和粗枝藻类为主要热带，亚热带浅海低能环境的产物。④红藻和颗石藻则仅分布于海相环境。⑤轻藻主要是淡水藻类，广泛用于非海相环境。（三）化石的矿物成分及显微结构1.化石的矿物成分：组成生物硬体的矿物成分主要为钙镁碳酸盐，钙磷酸盐，二氧化硅，有机化合物，其中钙镁碳酸盐包括了白云石，低镁方解石和文石。①钙镁碳酸盐：是组成各门类化石矿物成分的主体，主要为低镁方解石、文石，常见于软体动物和绿藻。高镁方解石，常见于棘皮动物和红藻。前寒武纪低等藻类由富钙白云石组成。1.化石的矿物成分：②钙磷酸盐：是主要见于软舌螺，三叶虫，牙形石及脊椎动物的骨骼和牙齿。③二氧化硅：主要见于硅藻，硅鞭藻，放射虫和硅质海绵。④有机质：大部分为造骨的有机基质，包括几丁质，壳蛋白等。统观各类化石，其矿物成分出现的时间大致是：a.寒武纪为原生白云石，玉髓和石英；b.震旦纪晚期为有机质；c.震旦纪至寒武纪间为磷酸盐；d.寒武纪初才开始出现方解石。2.化石的显微结构化石的显微结构是指组成化石矿物晶体的形状大小，排列方式及相互关系。根据化石中晶体的空间分布可分为：粒状结构；纤状结构；片状结构；单晶体结构等。（四）遗迹化石的环境标志遗迹化石是地质时期生物生活，活动的遗迹和遗物的总称。对现代海洋生物的活动痕迹的研究表明。不同门类生物，在相同的生活环境中所产生的活动痕迹基本相似，而同一门类生物，在不同的生活环境里则产生不同的生活痕迹类型。各类遗迹化石均能反映生物生存期间的原始环境，是判断沉积环境的良好标志。遗迹化石的环境标志1.判断水体底层气体状况：沉积层内无遗迹化石，说明沉积水域底层环境恶劣，或缺氧环境。2.判断沉积速率：层内出现大量生物钻孔出现表明侵蚀或沉积间断出现。遗迹化石的环境标志3.判断水体流动性及方向：许多底栖生物都有向流性的生态习性，这与食物营养和游离氧的供给有关。4.判断水体能量大小：根据潜穴的形态特征来判断水体能量大小。5.判断沉积基底软硬性质。通常把沉积环境可分为：1.大陆沉积环境：包括冲积扇、河流、湖泊等沉积环境。2.过渡沉积环境：又称为三角洲沉积环境包括三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积环境。3.陆源碎屑海洋沉积环境：包括海岸、滨海、浅海、深海沉积环境。4.碳酸盐沉积环境：包括：台地、台缘和盆地等沉积环境。一.冲积扇特点：①由于干旱、半干旱气候条件的影响，岩石常具有红色，并常含有膏盐沉积、方解石沉积，而且呈结核状或层状产出。②在沉积层序中，砾石为主，还有砂、粉砂、泥等岩石，粒度分布上，分选差，杂基含量高，直方图为多个众数，两种CM图形（牵引流，泥石流）。③由于构造和地形影响，扇积物的搬运及沉积快，层理不发育，呈块状，水流模式呈扇性放射状。④扇体分布，可以单个出现，或更多的山麓组成延伸长的扇群出现，规模可达长100km，厚8000米。二.冲积扇的沉积类型主要划分四种常见类型：泥石流沉积，片泛沉积，河道充填沉积，筛状沉积等。1.泥石流沉积（1）泥石流性质：是一种高密度的重力流沉积，泥石流或碎屑流是粒间的泥和水的混合物支撑（杂基支撑），并在重力作用进行搬运。（2）形成泥石流条件：首先母岩风化能产生大量细碎屑物质（杂基物质），其次是有利于迅速侵蚀，搬运的地势陡的古地理背景。（3）泥石流沉积体特点：分选性很差，粒级分散（粘土、砂砾级到数吨重的漂砾级），层理不发育，块状构造，有时也可以见粒序层构造。岩体形态呈明显的叶瓣状，舌状体，其河道与扇面的“交汇点”以下，并常覆盖于片泛沉积之上。2.片泛沉积（1）片泛沉积性质：粘度较低的洪水流冲击沉积的一种，主要沉积类型为片状体的砂，粉砂和砾石质的沉积物。（2）片泛沉积条件：一般分布在冲积扇底，它是从冲积扇河流末端漫出河床而形成的宽阔的浅水中沉积下来的，通常水深＜33cm，（3）片泛沉积特点：沉积物分选中－好，常见交错层理，小型纹层或块状，产状常与透镜状砂体组成巨大的板状砂体。3.河道充填沉积（1）河道充填沉积性质：是一种充填于暂时性的（间歇性）河床中的沉积，主要见于冲积扇之上部，河道充填物，为低粘度水流形成的砾与砂的沉积。（2）河道充填沉积特点：分选差，粒度比片泛沉积性粗，层状性不好，层理不发育，可见砾石叠互状排列，单层厚5-50cm。厚者也可达150cm，其形态为透镜体，有明显的下切充填状。4.筛积物（1）筛积物沉积性质：指扇体表层呈舌状堆积的砾石层，具有颗粒流沉积性质，颗粒支撑，粒度粗，渗透性极好。（2）筛积物沉积特点：筛积的形成与母岩的性质有关，如物源中泥砂含量低。主要出现在扇根，由棱角状粗砾石组成，分选较好，充填物为渗滤的砂，具有双众数粒度分布特点。三.冲积扇的沉积相模式冲积扇相的沉积物组合特征，主要由沉积环境所决定。如潮湿气候区河控冲积扇沉积的三种主要岩相为：①冲积扇的近端：山麓碎屑沉积、崩塌沉积、筛积物沉积、颗粒流沉积等沉积发育；②冲积扇的中端：洪泛席状砂沉积、河道充填沉积等沉积发育；③冲积扇的远端：河道洪泛沉积、干盐湖沉积等具盆地特征的沉积发育；(一)曲流河沉积相模式及其特征由于曲流河沉积以侧向侵蚀及侧向加积为主，形成边滩，砂体呈板状。1、层序的下部沉积为不稳定的透镜状滞留砾岩和稳定的边滩板状砂体组合，中部沉积为堤岸的薄层泥、粉砂、细砂的互层组合，其上部沉积为河漫滩（洪泛平原）的粉砂、泥组合。2.层序向上：层变薄，粒度变细，层理表现水动力变弱。3.层序顶部：常发育干裂、植物根、虫迹、钙质结核等构造。4.剖面具有明显的半韵律旋回性，冲刷面发育，粗细厚度比为1：1。(二)辫状河流沉积相模式及其特征1.由于以下切侵蚀作用为主，形成心滩，砂体呈透镜状体或带状分布。2.层序上表现为明显的沉积旋回性，上部沉积细碎屑（泥或粉砂），比例很小，通常没有堤岸沉积，而洪泛平原沉积也很少，主要为粗碎屑沉积，粗细沉积厚度比为4或5：1，有时比率更大。3.具有代表强水动力的单向水流交错层理和代表水浅流急的层理构造发育，如平行层理、大型槽状交错层理、逆行沙波层理和底部冲刷面发育。3.湖泊分类：由于研究目的不同，有不同的分类。(1)按盐度可分为：淡水湖＜0.1%，咸水湖0.1-3.5%，盐湖＞3.5%。(2)按沉积物性质可分为：①以陆源碎屑沉积为主的碎屑型湖泊；②以碳酸盐，流酸盐，氯盐和硼沉积为主的化学型湖泊。(3)按成因可分为：火山口湖（长白山天池），构造湖（断裂湖），河成湖（洞庭湖），溶蚀湖，冰川湖等。(4)按海水沟通情况分为：内陆湖，近岸湖。(5)、摩卡尔（Z.Kukal，1971）和塞利（R.C.Selly，1976），根据气候的干燥程度，地理环境，物源供给充分程度可分为六种沉积模式，如：a、陆源碎屑湖—发育在山区，常发育三角洲，扇三角洲。b、内陆化学湖-发育于温—热潮湿气候带的湖，主要碳酸盐沉积，河流也带入少量细碎屑。c、内陆生物湖——湖心沉积为腐泥质（油页岩），滨岸沉积生物有关的碳酸盐及三角洲和泥炭沼泽。d、沼泽化湖泊——四川红原地区高原沼泽。e、山麓冲积扇共生或过渡的干盐湖——属暂时性湖泊。F、内陆萨勃哈蒸发盐湖——西藏东巧地区硼砂湖。淡水湖进一步按水深及砂体的特征划分为：1、湖成三角洲沉积：一般河流的作用占优势，在平面上呈乌足状或锯齿状沉积体，水动力条件复杂（混合水流），具有三层结构：水深在10m以上，主要为砂体沉积（顶积层），指湖岸三角洲平原沉积；水深在10-14m，为水下三角洲的主体沉积（前积层），主要为细砂、粉砂质沉积；水深在14m，往下为垂向加积的浅湖沉积（底积层），主要为粉砂、泥质沉积，水平纹层发育，生物遗迹丰富。2、滨湖沉积：水动力条件复杂，由于拍岸浪和湖