野外地质工作方法以沉积岩为例

沉积岩野外地质工作方法报告人：王剑中国地质调查局成都地调中心2019.02.11目的以沉积岩地区工作为例，介绍野外地质工作的基本要求与方法，怎样鉴别常见的基本岩石类型，测量、描述、记录沉积岩的成份、结构、构造及几何形态；介绍野外沉积相与沉积环境分析的最基本方法。主要参考资料的选定沉积物sediments沉积岩Sedimentaryrocks沉积学sedimentology沉积岩石学Sedimentarypetrology侧重机理mechanism侧重岩类lithology趋于统一成岩风化成因意义开首语地层就像一本博大精深的天书沉积学研究的方法原理－－流体动力学1、流体性质与沉积物的搬运2、流体性质与沉积物的沉积3、流体性质与沉积岩的结构构造4、流体性质与沉积岩的分布规律主要思路1、点描述2、剖面相序3、平面岩相古地理4、盆地演化5、沉积大地构造提纲一、野外前的准备工作二、野外工作方法与资料的采集1.野外观察内容2.野外观察方法3.记录方法与内容三、沉积岩的类型四、岩相古地理编图1.野外沉积相分析2.剖面相序3.岩相古地理分析与编图4.盆地演化与沉积大地构造一、野外前的准备工作1、资料的收集与科学目标的制定2、野外工作方案的制定3、野外专业工具的准备4、野外后勤保障与安全保障准备1、资料的收集与科学目标的制定•对科学问题、目标任务要十分明确：Addressingspecializedprobleemswithwell-formulatedquestioninmind---WesternProverb.•全面了解熟悉资料，充分利用网络：主题词、关键词、地区等等。野外准备工作《南方油气项目》为例（1）目标：找油气（2）思路：构（造）控－盆（地）控－岩相（古地理）控－石油地质条件野外准备工作一、野外前的准备工作1、资料的收集与科学目标的制定2、野外工作方案的制定3、野外专业工具的准备4、野外后勤保障与安全保障准备野外准备工作一、野外前的准备工作1、资料的收集与科学目标的制定2、野外工作方案的制定3、野外专业工具的准备4、野外后勤保障与安全保障准备野外准备工作野外专业工具的准备•记录簿、钢笔、铅笔、钢卷尺等•“三大件”、GPS、照相机等•地形地质图、剖面及柱状图等•样品袋（瓶）、标签、记号笔等•小刀、比例尺（中心已制定统一的比例尺）等•稀盐酸及其它常用试剂野外准备工作一、野外前的准备工作1、资料的收集与科学目标的制定2、野外工作方案的制定3、野外专业工具的准备4、野外后勤保障与安全保障准备野外准备工作提纲一、野外前的准备工作二、野外工作方法与资料的采集1.野外观察内容2.野外观察方法3.记录方法与内容1、野外观测内容（1）颜色（2）岩性（3）结构（4）沉积构造（5）厚度及几何形态（6）生物化石与生物遗迹野外工作方法1、野外观测内容（1）颜色：颜色能提供岩性、沉积环境和成岩作用等的有关信息。颜色主要取决于两个因素：铁的氧化态与有机质含量。原生色与次生色颜色与环境、岩性、物源颜色与韵律野外工作方法1、野外观测内容（1）颜色野外工作方法原生色：原生色又包括继承色与自生色１、继承色：取决于碎屑物质的颜色，常为碎屑岩所特有，如长石砂岩呈红色。２、自生色：由沉积物堆积过程中及成岩作用形成的自生矿物所呈的颜色，如含海绿石或鲕绿泥石的岩石常呈绿色和黄绿色。沉积岩的颜色与沉积环境密切相关灰色及黑色：含有机质或分散状黄铁矿，与还原环境有关；红色、褐红色、黄色：与高价铁的氧化物或氢氧化物有关，代表强氧化环境；绿色：与低价铁的硅酸盐矿物如海绿石、鲕绿泥石有关，代表弱氧化－弱还原介质条件。1、野外观测内容（1）颜色：重要意义典例：（1）华南白垩系与南华系红色沉积层（2）颜色与环境－羌塘冰碛岩为例野外工作方法1、野外观测内容（1）颜色：重要意义典例：（1）华南白垩系与南华系红色沉积层（2）颜色与环境－羌塘冰碛岩为例野外工作方法颜色与环境野外工作方法颜色与环境野外工作方法颜色与环境野外工作方法颜色与岩性、物源野外工作方法1、野外观测内容（1）颜色:重要意义典例：韵律（颜色）层与沉积环境野外工作方法颜色与韵律野外工作方法湖相韵律层－羌塘雀莫错组湖相韵律层－广丰新元古代罗村组1、野外观测内容（1）颜色：重要意义典例：（1）华南白垩系与南华系红色沉积层（2）湖相韵律层（3）碳酸盐次生色野外工作方法羌塘－碳酸盐岩次生色羌塘－碳酸盐岩次生色羌塘－碳酸盐岩次生色羌塘－碳酸盐岩次生色羌塘－碳酸盐岩次生色1、野外观测内容（2）成份（矿物成份）野外工作方法矿物成分１、沉积岩矿物成份极其简单，常见的只有几种２、岩浆岩中常见,但沉积岩中罕见的矿物，如暗色矿物３、岩、沉、变中均常见的矿物，如石英、长石、云母等４、沉积岩中特有的矿物，如盐类矿物，粘土矿物等橄榄石钙长石辉石角闪石黑云母钠长石钾长石白云母石英各类造岩矿物在风化作用中的稳定性1、野外观测内容（3）结构颗粒的粒度及其分布、颗粒形态及其表面特征、沉积物组构、分选性与结构成熟度。颗粒形态：球度与园度粒度与分选：注意测量粒度变化及其与厚度的关系组构：排列方向及填集方式,（a)优选方位；(b)叠瓦排列；(c)基质与颗粒关系结构成熟度：分选、园度、和基质含量野外工作方法1、野外观测内容（3）结构颗粒形态：球度与园度野外工作方法例：1、野外观测内容（3）结构粒度与分选：注意测量粒度变化及其与厚度的关系野外工作方法上下例：沙坝、浅滩等海侵层序、河流等1、野外观测内容（3）结构组构：排列方向及填集方式,（a)优选方位；(b)叠瓦排列；(c)基质与颗粒关系野外工作方法例：流体性质、古流向、水动力条件、沉积物特征1、野外观测内容（3）结构关于成分成熟度与结构成熟度：分选、园度、和基质含量野外工作方法例：关于结构退变（冰碛岩、滩后沙……）1、野外观测内容（4）沉积构造及沉积体的几何形态颗粒的粒度及其分布、颗粒形态及其表面特征、沉积物组构、分选性与结构成熟度。顶面构造：波痕、泥裂等底面构造：槽模、构模、压刻痕层内构造：两大类层理野外工作方法沉积构造的分类物理成因构造流动成因构造同生变形构造曝露成因构造化学成因构造生物成因构造复合成因构造一、层理构造1、块状层理2、韵律层理3、粒序层理4、水平层理5、平行层理6、波状层理7、交错层理二、层面构造（一）上层面1、波痕2、剥离线理（二）底层面1、侵蚀模－槽模2、刻蚀模－沟模、跳槽等三、其它冲刷充填构造侵蚀面构造1、重荷模2、包卷构造3、砂球和砂枕构造4、碟状构造柱状构造5、滑塌构造6、帐篷构造1、干裂2、雨痕3、冰雹痕4、泡沫痕5、流痕1、结核2、缝合线3、叠锥4、晶体印痕5、成岩层理1、生物生长构造2、叠层构造3、生物遗迹构造一、孔洞充填构造1、示底构造2、窗孔构造和鸟眼构造3、层状孔洞构造二、硬底构造1、野外观测内容（4）沉积构造颗粒的粒度及其分布、颗粒形态及其表面特征、沉积物组构、分选性与结构成熟度。顶面构造：波痕、泥裂、雨痕、剥离线理、足迹与遗迹等野外工作方法顶面构造：波痕、泥裂、雨痕、剥离线理、足迹与遗迹等例：顶面构造与沉积环境、水深水浅野外工作方法野外工作方法顶面构造：波痕、泥裂、雨痕、剥离线理、足迹与遗迹等例：波痕与古流向测定方法（判别前积层）野外工作方法古流向试判别古流向古流向古流向的野外测量方法：－现场测定古流向只能判别流向的走向1、野外观测内容（4）沉积构造颗粒的粒度及其分布、颗粒形态及其表面特征、沉积物组构、分选性与结构成熟度。底面构造：槽模、沟模、压刻模、重荷模等野外工作方法例：浊积岩与槽模、沟模压刻痕与古流向、重荷模与快速堆积沟模(groovecasts)：砂质岩层底面上一些微突起的直线形的平行脊状构造1、野外观测内容（4）沉积构造颗粒的粒度及其分布、颗粒形态及其表面特征、沉积物组构、分选性与结构成熟度。层内构造：两大类层理－牛顿流体与非牛顿流体野外工作方法波浪作用沉积构造为主暴露沉积构造为主非牛顿流体沉积构造及小型沙纹层理、水平层理等浪基面海平面沉积构造与沉积环境1、野外观测内容层内构造：以牛顿流体为主条件下的沉积构造板状交错层理－江西广丰新元古代楔状交错层理－羌塘雀莫错组楔状交错层理－羌塘雀莫错组潮汐成因的交错层理脉状层理：粉砂与泥互层，砂为主，泥分布于波谷中。透镜状层理：粉砂与泥互层，泥为主，粉砂呈透镜状断续分布于泥中波状复合层理：粉砂与泥呈波状薄互层。1、野外观测内容层内构造：重力流沉积－鲍马层序、粒序层理沉积物重力流浊流液化沉积物流颗粒流泥石流低密度浊积岩高密度浊积岩再沉积砾岩砾质泥岩某些滑动浊积岩1、野外观测内容（5）生物化石与生物遗迹通过生物化石组合，判断沉积环境。野外工作方法2、野外观察与测量方法（1）点距与密度要求（2）由远及近的原则（如水道等不易识别）（3）近看岩性与结构（4）利用沉积构造判别岩层上下关系（5）野外相与环境分析（6）沉积层序与综合理解野外工作方法古流向与线理构造测量方法1）古流向2）线理的测量3）线理的统计野外工作方法3、野外记录方法（1）野外记录簿文字描述（2）记录图表（3）GPS与PRB记录（4）样品登记与图注野外工作方法提纲一、野外前的准备工作二、野外工作方法与资料的采集三、沉积岩的类型四、野外沉积相分析与岩相古地理编图沉积岩的类型•陆源碎屑岩：泥（页）、砂(2-0.0625mm)、砾•生物化学岩与生物有机岩：灰、白、燧、磷、煤•化学岩：铁质岩、蒸发岩•火山碎屑岩：凝灰岩、集块岩砾岩砂岩粉砂岩碎屑岩粘土岩碳酸盐岩硫酸盐岩硅质岩卤化物主要由母岩风化产物组成的沉积岩化学岩其化学岩主要由火山碎屑物质组成的沉积岩火山碎屑岩可燃生物岩沉积岩主要由生物遗体组成的沉积岩非可燃生物岩――礁碳酸盐岩分类表（结构-成因分类）成因类型异地石灰岩原地石灰岩重结晶石灰岩白云岩结构类型粒屑灰岩泥屑灰岩/微晶灰岩生物礁灰岩显晶质灰岩具有原岩残余结构无原岩残余结构粒屑10%粒屑10%晶粒0.03mm结构特征亮晶胶结微晶基质(0.03mm)微晶90%生物骨架结构岩石名称粒屑亮晶灰岩粒屑微晶灰岩结晶灰岩粒屑白云岩晶粒白云岩内碎屑内碎屑亮晶灰岩内碎屑微晶灰岩内碎屑白云岩鲕粒鲕粒亮晶灰岩鲕粒微晶灰岩块状生物礁灰岩鲕粒白云岩骨屑生物亮晶灰岩生物微晶灰岩生物粒白云岩粒屑类型团粒团粒亮晶灰岩团粒微晶灰岩微晶灰岩层状生物礁灰岩粗晶灰岩中晶灰岩细晶灰岩团粒白云岩粗晶白云岩中晶白云岩细晶白云岩微晶白云岩砂岩分类图另外2种为过渡类型：长石石英砂岩岩屑石英砂岩主要为3种：石英砂岩长石砂岩岩屑砂岩提纲一、野外前的准备工作二、野外工作方法与资料的采集三、沉积岩的类型四、野外沉积相分析与岩相古地理编图1.野外沉积相分析2.剖面相序3.岩相古地理分析与编图4.盆地演化与沉积大地构造（一）野外沉积相分析相分析因素：岩性、结构、沉积构造、化石、颜色、几何形态、古流向等水动力条件与相分析：成因相与相组合Walther相序定律：沉积旋回：各种相规律重复相的描述：野外应尽可能客观特征描述，而成因与环境解释可晚一些（一）野外沉积相与环境分析河流相：湖相：（油页岩）风成相：纯净的、无基质富石英砂岩（350）冰川相：（一）野外沉积相与环境分析三角洲相：（三元结构：顶、底、前积层，潮汐弱、海退、物源等）宾浅海相：（波浪作用为特征）碳酸盐台地相：纯净的、无基质富石英砂岩深海欠补偿盆地相:(重力流、洋流为特征)火山碎屑岩相：（二）剖面相序地层组(米)新元古界震旦系南华系寒武系老堡组167陡山沱129南沱组157富禄498长安1870拱洞884三门街≥847合桐320白竹503剖面SBSBSBSBSqs1Sqs2Sqs3Sqs4FlNsCPBa-SBMVSh-BaGDFSh-NsGshGPB岩性描述相结构构造体系域层序康滇次级盆地中扬子湘桂次级盆地江南隆起浙北次级盆地A滇中B川西南C峡东D桂北E湘中F赣北G皖南H浙北803±12Ma819±7Ma748±21Ma～820Ma761±8Ca.780819±11Ma779±11Ma797±11Ma？？？？？？Pt2tPt3wSiltstoneandmudsto