① 三角洲的古地理特徵
4. 4. 1 古地理面貌 ( 砂體形態)
砂體形態在平面上呈朵狀或指狀,垂直或斜交海岸分布,剖面上呈發散的掃帚狀,向前三角洲方向插入泥質沉積之中,與前三角洲泥呈齒狀交叉。建設性三角洲常發育指狀砂壩,其延長方向與岸線垂直; 高破壞性三角洲的邊緣則發育與岸線平行的砂壩或砂堤。
4. 4. 2 岩石類型及其組合特徵
三角洲平原分流河道底部常具沖刷面,泥礫、礫石略呈定向排列,岩性由較粗的含礫砂岩、中細砂岩向上過渡為粉砂岩或泥質粉砂岩、粉砂質泥岩; 三角洲前緣水下分流河道沉積物粒度粗,由含礫砂岩、粗砂岩組成; 分流河道間沉積岩性較細; 河口壩岩性以灰色細砂岩、粉砂岩、灰色或灰綠色泥岩組成; 遠砂壩主要由灰色粉砂岩、泥質粉砂岩和深灰色泥岩、粉砂質泥岩組成; 前緣席狀砂則多以泥質粉砂岩、粉砂岩或灰質粉砂岩為主。前三角洲岩性以暗色泥岩為主,夾薄層粉砂岩,逐漸向深湖區過渡,常含有滑塌濁積岩透鏡體。
4. 4. 3 粒度分布特徵
由陸向海方向,三角洲砂岩中的碎屑粒度和分選有變細、變好的總趨勢。在 C - M 圖上,三角洲前緣具有 QS 和 RS 段,其中以 RS 段最發育,反映以懸浮搬運為主,滾動搬運較少。在概率圖上,遠砂壩沉積的粒度分布主要由細粒的單一懸浮總體組成; 河口砂壩沉積發育粒度過渡帶,其中以跳躍總體為主,其粒度區間為 2 ~3. 5,分選好 ( 圖 4. 35) ,反映水流作用不很強,而且有一定的波浪改造作用。
圖 4. 35 臨南窪陷三角洲相粒度特徵
三角洲平原水上分流河道粒度概率曲線為典型的兩段式,主要由高斜率的跳躍總體和懸浮總體組成; 三角洲前緣水下分流河道、河口壩、遠砂壩中粒度概率曲線由懸浮、跳躍和滾動 3 個總體組成,呈 3 段式 ( 圖 4. 36) 。
圖 4. 36 松遼盆地南部三角洲相粒度特徵( 據王永春,2001)
4. 4. 4 沉積構造特徵
三角洲沉積層理類型復雜多樣,河流中沉積作用和海洋波浪、潮汐作用形成的各種構造同時發育。如砂岩和粉砂岩中見流水波痕、浪成波痕、板狀和槽狀交錯層理,泥岩中發育水平層理。此外還發育有波狀層理、透鏡狀層理、包卷層理、沖刷 - 充填構造、變形構造和生物擾動構造等 ( 圖 4. 37) 。
圖 4. 37 臨南窪陷三角洲相中發育的各種沉積構造
三角洲平原分流河道中常為多期疊加 ( 主要是辮狀分流河道) ,可見小型槽狀、板狀、波狀交錯層理,局部見變形層理,向上漸變為平行層理或小型波狀層理; 三角洲前緣水下分流河道砂體總體上呈層狀,但內部往往由多個下粗上細的砂岩透鏡體疊置,可見平行層理、沖刷構造、交錯層理等; 河口壩中多為水平層理、波狀層理及變形層理; 遠砂壩中沉積構造以水平層理、波狀層理為主; 前三角洲中主要發育水平層理和塊狀層理。
4. 4. 5 生物化石特徵
海相和陸相生物化石混生的現象是三角洲沉積的又一重要特徵,這表明三角洲形成時正常鹽度、半鹹水和淡水環境皆有發育。但在三角洲形成過程中,由於鹹水、淡水混合,鹽度變化大,水體混濁度高,狹鹽性生物不易生長繁殖,因此能堆積埋藏並保存為化石的原地生長的生物主要為廣鹽性生物,如瓣鰓類、腹足類、介形蟲等; 異地搬運埋藏的主要為河流帶來的陸生動 ( 植) 物碎片。在一個完整的三角洲垂向沉積層序中,海生生物化石多出現於層序的下部,向上逐漸減少,但陸生生物化石向上增多,甚至在頂部出現沼澤植物堆積而成的泥炭或煤層。
三角洲平原可見植屑、炭屑、生物潛穴及淺水螺化石。三角洲前緣可見沿層面富集的炭屑、蟲孔、生物潛穴; 前三角洲富含炭屑,蟲孔、生物潛穴發育,可見魚骨、介形蟲及雙殼等化石。
4. 4. 6 測井電性特徵
三角洲不同微相在測井曲線上表現出不同的特徵,三角洲平原主要表現為鍾型,底部呈突變關系; 三角洲前緣自下而上呈現漏斗型 - 箱型的組合 ( 圖 4. 38) ,前三角洲表現為平滑的基線夾小段微齒狀曲線。不同亞相測井曲線組合反映了三角洲沉積作用不斷前積的特點,從下而上依次為平直—漏斗型—箱型—鍾型—齒型。
4. 4. 7 地震反射特徵
三角洲在地震剖面上反射特徵明顯,三角洲平原部位反射連續性中等,三角洲前緣及前三角洲部位反射連續性差。向湖盆方向可見清晰的 S 形 - 斜交復合型前積反射結構,由下而上,反射結構由更具斜交形特點向更具 S 形特點變化,反映了三角洲形成於高能沉積機制和穩定的沉降、充足的沉積物供應以及向湖盆中心部位沉降作用影響加強的環境( 圖 4. 39) 。與沉積相研究結果相對應,根據地震相的差異也可劃分出 3 種類型: ①三角洲平原部位反射振幅較弱,反射連續性差,呈短波狀 -雜亂結構; ②三角洲前緣部位可見前積反射結構; ③前三角洲已處於淺湖 -半深湖區,其地震相特徵與相應的湖相沉積類似。
4. 4. 8 垂向沉積序列
( 1) 河控三角洲
河控三角洲在形成和發育過程中,不斷地從陸地向海盆方向推進,形成其特徵的垂向沉積層序。一般來說,底部是前三角洲泥,向上依次出現三角洲前緣砂和粉砂沉積,最上面覆蓋著三角洲平原的較粗粒的分流河道沉積和細粒沼澤沉積,大體上為一下細上粗的反旋迴,也即進積型沉積序列 ( 圖 4. 40) 。在層序的上部局部出現三角洲平原分支河道下粗上細的間斷性正旋迴,頂部出現夾炭質泥岩和薄煤層的沼澤沉積。同時在垂向層序中,由下至上海相化石減少,陸相化石尤其是植物化石增多,頂部出現炭質泥岩中薄煤層,波浪波痕及其產生的交錯層理向上減少,流水波痕及其產生的交錯層理增多。
圖 4. 38 商 744 單井沉積相及層序特徵
圖 4. 39 惠民凹陷陽信窪陷 inline523. 7 三角洲地震相特徵
圖 4. 40 河控三角洲的沉積序列( 據孫永傳等,1986)
( 2) 浪控三角洲
圖 4. 41 浪控 ( 左) 和潮控 ( 右) 三角洲垂向層序( 據 Walker,1978)
一般來說,浪控三角洲的垂向層序仍為下細上粗的反旋迴 ( 圖 4. 41) ,層序底部是生物擾動的前三角洲,向上過渡為互層的泥、粉砂和砂的沉積,層序頂部一般都出現三角洲平原的沼澤和分支河道沉積。層理的所含原生構造全部或部分地被生物擾動所破壞,向上,砂和粉砂層的厚度都增加,潛穴變少,具有波浪引起的沖刷構造和交錯層理,最後演變為低角度交錯層理、分選好的高能海灘砂以及沼澤沉積。
浪控三角洲有時在海平面上升的海侵時期也能形成三角洲沉積序列,產生的是一個退積型序列,即三角洲平原沉積之上往往被海岸砂沉積所覆蓋,緊接著沉積的是前三角洲泥,最後層序頂部出現大陸架泥沉積。
( 3) 潮控三角洲
潮控三角洲具有前積作用,一般形成一個下細上粗的反旋迴垂向層序,層序下部主要是以潮汐沙脊為特徵的三角洲前緣進積作用產生的向上變粗的層序,上部主要為三角洲平原的潮坪和潮道沉積,頂部常發育沼澤和分支河道沉積 ( 圖 4. 41) 。
4. 4. 9 三角洲沉積模式及岩相古地理特徵
4. 4. 9. 1 三角洲沉積模式
( 1) 河控三角洲
河控三角洲是在河流輸入泥沙量大,波浪、潮汐作用微弱,河流的建設作用遠遠超過波浪與潮汐的破壞作用條件下形成的。當河流輸入的泥沙量大時,懸浮負載多,砂泥比值低,有較發育的天然堤和較固定的分支河道,並沉積巨厚的前三角洲泥,且向海推進快、延伸遠,分支河道和指狀砂體長短不一地向海延伸,形成鳥足狀三角洲; 當泥沙輸入量相對較少時,砂泥比值較高,波浪作用有所增強,但河流輸入沉積物的數量仍高於波浪和潮汐作用改造的能力,三角洲前緣伸向海洋的指狀砂體受到海水的沖刷、改造和再分配而形成席狀砂層,形成朵狀三角洲。
根據沉積環境和沉積特徵,可將三角洲分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲 3 個亞相 ( 圖 4. 42) 。
圖 4. 42 河控三角洲的立體模型( 據趙澄林,2001b)
( 2) 浪控三角洲
浪控三角洲的平面形態呈鳥嘴狀,故又稱為鳥嘴狀三角洲。由於海洋的波浪作用大於流的作用,只有一條或兩條主河道入海,分支河道少而小。河流輸入泥沙量不多,且被波浪作用改造、再分配,在河口兩側形成一系列平行於海岸的海灘、砂嘴及砂壩,並在它們的向陸一側形成半封閉的潟湖和沼澤,僅只在主河口區才有較多的砂質堆積,形成突出於河口的鳥嘴狀形態 ( 圖 4. 43) 。
圖 4. 43 浪控三角洲沉積環境和沉積相分布( 據 Weise,1980,轉引自張金亮,2008)
若波浪作用以及單向沿岸流作用增強,將會克服河流作用而導致河口偏移,甚至與海岸平行,建造成遮擋河口的直線型障壁砂壩,形成掩閉型鳥嘴狀三角洲,非洲西海岸的塞內加爾三角洲即屬於此類型。( 3) 潮控三角洲
圖 4. 44 潮控三角洲沉積相模式( 據 Maguregui 等,1991,轉引自張金亮,2008)
河流流入三角港或其他形狀的港灣,由於潮汐作用遠大於河流作用,在港灣中堆積的泥沙受潮汐作用的強烈破壞和改造,僅形成小型三角洲。其外形受港灣控制,故又稱為港灣型三角洲,屬於破壞性三角洲的一種類型。這類三角洲在河口區或其前緣向海方向常發育因潮汐作用而形成的呈裂指狀散射且斷續分布的潮汐砂壩 ( 圖 4. 44) 。這一特徵是區別潮控三角洲與其他類型三角洲的重要標志。
4. 4. 9. 2 相帶組合特徵
三角洲一般位於河湖過渡帶及淺湖環境,面臨深湖區,多發育於大型坳陷型湖盆的軸向部位。松遼盆地早白堊世中期沉積由洪積相、泛濫平原相、三角洲分流平原相、三角洲前緣相、濱湖淺水相、半深湖 - 深湖相、山前淤積平原相組成,沉積物源來自周圍的山區。松遼盆地的齊齊哈爾、英台、保康、東部等水系各自組成獨立的沉積體系。在整個盆地中沉積相在橫向上組成相帶,其分布基本呈環狀 ( 圖 4. 45) 。
圖 4. 45 松遼盆地早白堊世岩相古地理圖( 據吉林油田,1993)
② 古地理法是什麼
現在人們一般用東、南、西、北中等方位名詞表示地理方位,而古代則復雜得多,除了用東南西北等表示地理方位以外,大致還有以下10種方法。
1.以陰陽表示
陰陽原指日光向背,向日為陽,背日為陰。我國位於北半球,山水一般逞東西走向,山水相間,山之南與水之北向陽,故山南水北為陽,反之為陰。"轂梁傳.僖公廿八年》:"水北為陽,山南為陽。"許慎《說文解字》:"陰,暗也;水之南,山之北也。"李吉甫在《元和郡縣志》中進一步指出:"山南曰陽,山北曰陰;水北曰陽,水南曰陰。"帶有"陰"或"陽"的地名,正是體現其地理方位,如:"華陰"在華山之北,"衡陽"在衡山之南,"江陰"在長江之南,"淮陰"在淮水之南,"漢陽"在漢水之北"洛陽"在洛水之北……
2.以五行表示
五行通常被認為是指木、火、土、金、水五種。到了漢代,五行與地理方位組成了配合關系。董仲舒《春秋繁露.五行之義》篇曰:"木居左、金居右、火居前、水居後,土居中央……是故木居東方而主春氣,火居南方而主夏氣,金屬西方而主秋氣,水居北方而主冬氣。"
3.以五色表示
古人以青、赤、白、黑、黃五色與木、火、金、水、土五行相配,又與東、南、西、北、中五個方對應。許慎《說文解字》:"青,東方色";"赤,南方色";"白,西方色"。在"黑"字下,段玉裁補注"北方色也"。《論衡.驗符》說:"黃色為土色,位在中央。"明代楊慎說得明白:"木色青,故青者東方也;木生火,其色赤,故赤者南方也;火生土,其色黃,故黃者中央也;土生金,其色白,故白者西方也;金生水,其色黑,故黑者北方也。"
4.以四季表示
在古代,春夏秋冬四季也被納入五行體系,與東西南北地理方位相對應,可互為替代,"木居東方而主春氣,火居南方而主夏氣,金屬西方而主秋氣,水居北方而主冬氣。"(董仲舒《春秋繁露》)古詩文中常把"西風"稱作"秋風"或"金風"。東風
5.以四獸表示
古人以蒼龍(青龍)、朱雀、白虎、玄武"四神獸"分別表示東南西北四個方位,即"四方四神"。班固《白虎通義》雲:"左青龍、右白虎、前朱雀、後玄武"。蒼龍(青龍),以一條騰龍為圖案。朱雀,以一隻飛鳥為圖案;白虎,以一隻躍虎為圖案;玄武,以一條蛇纏著一隻烏龜為圖案。我國古代宮城的四方城門以及橋梁、湖泊等也常用四神獸來命名,如青龍鎮位於東海之濱。長安、金陵等,其北門稱玄武門,南門稱朱雀門。"朱雀橋邊野草花,烏衣巷口夕陽斜。"(劉禹錫《烏衣巷》)南京朱雀橋,東晉咸康時所建,為橫跨秦淮河的浮橋,又稱南航。南京的玄武湖位於鍾山之北,東晉初年曾被稱為北湖。
6.以左右表示
古人習慣以東為左,以西為右。東西與左右常可互相替代。魏禧《目錄雜說》雲:"江東稱江左,江西稱江右,自江北論之,江東在左,江西在右耳。""干曰:'丞相放心,干到江左,必要成功。'"(《群英會蔣干中計》)江左即江東。"淮左名都,竹西佳處,解鞍少駐初程。"(《揚州慢》)宋代揚州屬淮南東路。"姜伯約屢出隴右。"(鍾會《檄蜀文》)隴右即隴西。
7.以八卦表示
八卦是《周易》中的八種圖形符號。八卦排列順序一般是:乾、坤、震、巽、坎、離、艮、兌,八卦與地理方位的配合關系是:震代表東方,離代表南方,兌代表西方,坎代表北方,此為"四正";撰代表東南方,坤代表西南方,乾代表西北方,艮代表東北方,此為"四隅"。
8.以數字表示
數字與五行相配合也可表示地理方位。揚雄《太玄》:"一、六為水,二、七為火,三、八為木,四、九為金,五、十為土。一與六共宗(居北方),二與七為朋(居南方),三與八成友(居東方),四與九同道(居西方),五與十共守(居中央)。"
9.以天乾地支表示
古人把天乾和五行結合起來表示地理方位,流傳的口訣是:"東方甲乙木,南方丙丁火,西方庚辛金,北方壬癸水,中央戊己土。"古人也用地支表示地理方位。王莽時曾開辟一條從關中到漢中的南北通道,叫作"子午道"。顏師古解釋說:"子,北方;午,南方也。言通南北道相當,故謂之子午耳。"連接地球南北兩極的假想線(經線)叫"子午線"。卯時是日出東方時,故以"卯"表示東方;酉時是日落西方之時,故以"酉"表示西方。
10.以星宿表示
我國古代天文學家,在黃道赤道兩側一周,選取了二十八個星宿作為觀察天象的標幟,稱為"二十八星宿"(各星宿包含2~22恆星)。二十八星宿以七宿為一組,共分四組,分別配以四隻守護聖獸組成一套完整的星相學說:
東方蒼龍七宿:角宿、亢宿、氐宿、房宿、心宿、尾宿、箕宿
北方玄武七宿:斗宿、牛宿、女宿、虛宿、危宿、室宿、壁宿
西方白虎七宿:奎宿、婁宿、胃宿、昴宿、畢宿、觜宿、參宿
南方朱鳥七宿:井宿、鬼宿、柳宿、星宿、張宿、翼宿、軫宿
二十八宿與三垣(太微垣、紫微垣、天市垣)是古代中國劃分天區的標准,在古典詩詞中,往往以此表示方位或地域。
③ 岩相古地理學的主要內容
岩相古地理學的研究內容和任務包括如下幾個方面: ①研究沉積物的來源,確定其是陸源母岩風化的產物還是生物成因的產物,是化學沉積的產物還是火山來源物質,或是含有宇宙來源物質等; ②探討沉積岩的形成機理,包括風化作用、搬運作用、沉積作用及沉積期後變化的機理,特別是要研究沉積岩及其中有用礦產的形成機理及富集規律; ③進行沉積環境的分析,根據沉積岩的原生特點及時空分布規律,恢復沉積岩形成時的古氣候條件、古地理環境及大地構造環境; ④恢復各地質時期的古地理面貌,研究盆地演化及動力學等。
本書的內容結構主要包括以下幾個方面:
0. 2. 1 岩相古地理基礎
主要介紹岩相古地理學科涉及的有關沉積學、岩相、古地理等的基本概念,為岩相古地理研究與編圖奠定理論基礎。主要內容包括沉積相與沉積環境及分類、判別沉積環境與相的沉積構造標志、岩石結構和粒度標志、岩礦成分和地球化學標志、重力流沉積及其形成機理、風暴流及其沉積特徵等。
0. 2. 2 岩相古地理分析方法
著重介紹岩相與古地理分析的基本方法和技術。主要內容包括盆地沉積相與地層格架分析方法、盆地的充填和演化分析、地層厚度與砂分散體系分析、陸源 ( 物源) 區的分析、古構造分析、古流分析、古氣候恢復方法、古水深與古鹽度分析等。
0. 2. 3 古地理重建的古生物標志
古地理重建的主要標志之一就是來自古生物學的資料,它是古地理分析與編圖不可或缺的重要內容。主要內容包括古生物化石在重建古地理中的應用、生物的生活方式及主要環境因素、常見生物化石的古生態、痕跡學與沉積環境、沉積相的化石特徵等。
0. 2. 4 沉積體系的古地理特徵
重點介紹各類沉積體系特徵及其發育的古地理條件,主要內容包括沖積扇的古地理特徵、河流的古地理特徵、湖泊的古地理特徵、三角洲的古地理特徵、扇三角洲的古地理特徵、辮狀河三角洲的古地理特徵和海洋的古地理特徵等。
0. 2. 5 盆地構造 - 古地理分析
構造古地理是最近十年來發展的新領域,是古地理恢復工作中的難點之一,主要內容包括構造 - 岩相古地理的概念、思路與方法、沉積盆地的構造分析、走滑構造與沉積中心轉移、構造古地理單元的恢復等。
0. 2. 6 古地磁與古地理
古地磁是古地理恢復與分析的重要資料之一,具有不可替代的作用。主要內容包括古地磁學原理和研究方法、古地磁與古地理恢復等。
0. 2. 7 層序岩相古地理分析
層序地層學是新興的地層學、沉積學與盆地分析等領域的邊緣學科,20 余年來發展很快,提供了豐富的研究成果,並在能源資源勘探與預測中發揮了重要作用。以層序地層學理論為指導、層序地層單元為編圖單元,新的岩相古地理編圖方法不斷完善。層序岩相古地理研究及其編圖,就是以層序地層學理論為指導、以層序地層單元為編圖單位,並對岩相古地理特徵進行層序地層學原理分析的方法與技術,主要內容包括關於層序級別、層序界面,層序岩相古地理分析的基本方法與應用,以及構造 - 層序岩相古地理分析等。
0. 2. 8 岩相古地理編圖
岩相古地理研究與編圖是一項理論性、綜合性和實用性很強的基礎地質工作。它是以沉積學理論為基礎,廣泛運用地層學、大地構造學、古生物學、古生態學、地球化學和地球物理學等基礎資料,研究沉積作用,重塑沉積環境,分析不同沉積環境下沉積物的特徵及其分布規律,總結不同地史時期海陸變遷、古氣候變化、古地理景觀特徵,為闡明地球表面的環境變遷和大地構造演化等重大問題提供依據,為查明沉積礦產和油氣資源的形成條件和分布規律提供基礎資料和理論依據。岩相古地理編圖是沉積古地理研究的重要組成部分,主要內容包括岩相古地理圖類型、岩相古地理工作方法 ( 野外工作、室內工作) 、主要岩相古地理圖的編圖方法與技術等。
④ 河流的古地理特徵
4. 2. 1 古地理面貌 ( 砂體形態)
河流是在陸地上廣泛發育的地貌單元,尤其是在長期構造緩慢沉降、氣候潮濕的地區。河流是流水由陸地流向湖泊和海洋的通道,也是搬運陸地風化物到湖泊和海洋中去的地質營力。河流砂體在平面上多呈彎曲的長條狀、帶狀、樹枝狀等。在橫切河流的剖面上,呈上平下凸的透鏡狀或板狀嵌於四周的河漫泥質沉積之中,如辮狀河心灘砂體,總是呈透鏡狀成群出現,交錯疊置,四周被泥質沉積所包圍,顯示河道的多次往復遷移 ( 表 4. 2) 。
4. 2. 2 岩石類型及其組合特徵
河流中發育的岩石以碎屑岩為主,次為黏土岩,碳酸鹽岩較少出現。在碎屑岩中,又以砂岩和粉砂岩為主,礫岩多出現在山區河流和平原河流的河床沉積中。碎屑岩的物質成分復雜,與源區以及河流流域的基岩成分相關。一般不穩定組分高,成熟度低。礫岩多為復成分,砂岩以長石砂岩、岩屑砂岩為主,個別也出現石英砂岩,泥質膠結居多,間或有鈣、鐵質膠結。
大多數河流的水介質是弱氧化的,並幾乎是中性至弱酸性的,故河流相沉積中不出現海綠石,菱鐵礦等二價鐵礦物也不常見。黏土礦物以高嶺石較多,伊利石較少。
表 4. 2 河流分類
( 據拉斯特,1978,轉引自趙澄林,2001b)
4. 2. 3 粒度分布特徵
河流相碎屑沉積物以砂、粉砂為主,分選差至中等,分選系數一般大於 1. 2。粒度頻率曲線常為雙峰。粒度概率曲線顯示明顯的兩段型,且以跳躍總體為特徵,其分布范圍為1. 75 至 3 之間,跳躍總體與懸浮總體之間的截點在 2. 75 至 3. 5 之間,懸浮總體的含量為 2% ~30% 。
河流的水流屬牽引流,故河流相沉積在 C - M 圖上呈 S 形,有較發育的 PQ、QR 和RS 段。圖 4. 11 是鄂爾多斯盆地侏羅系延安組砂岩的 C - M 圖,樣品點幾乎全部落在 PQ和 QR 區內,相當於河道和砂壩區,顯示為河流相特徵。
圖 4. 11 河流沉積粒度概率圖和 C - M 圖( 據趙澄林,2001a)
4. 2. 4 沉積構造特徵
河流相層理發育,類型繁多,但以板狀和大型槽狀交錯層理為特徵。細層傾斜方向指向砂體延伸方向,傾角為 15° ~ 30°,由下至上層系及細層的厚度變薄、粒度變細,細層具粒度正韻律,層系厚度很少超過 1m,一般為 30cm 或更薄。在河流沉積的剖面上,大型板狀、槽狀交錯層理發育在下部,小型者發育在上部,波狀層理發育在剖面頂部。
河流沉積中常見流水不對稱波痕,也可見礫石的疊瓦狀排列,扁平面向上游傾斜,傾角約為 10° ~30°。河流沉積的最底部常具明顯的侵蝕、切割及沖刷構造,並常含泥礫及下伏層的礫石。
在沉積剖面上,自下而上表現為下粗上細的間斷性正韻律或正旋迴,每個旋迴底部發育明顯的底沖刷現象及疊瓦狀排列的礫石,下部具有大型板狀、槽狀交錯層理及平行層理的砂岩,上部具有小型交錯層理、波狀層理、上攀層理的粉砂岩及泥質粉砂岩,頂部常具有鈣質結核、泥裂等暴露標志 ( 表 4. 3) 。
表 4. 3 辮狀河、曲流河、網狀河沉積特徵對比
4. 2. 5 生物化石特徵
河流相生物化石一般保存不好,通常較難見到動物化石及較完整的植物化石,所見者常是破碎的植物枝、干、葉等。河床亞相典型的指相化石為硅化木,它是植物的干或莖在開放系統條件下硅化而成的。河漫沼澤沉積中可見炭化植物屑或完整的植物化石,多是在封閉的缺氧條件下保存下來的。在時代較新的河流相地層中可見到脊椎動物化石。
4. 2. 6 測井電性特徵
無論哪種河流的測井曲線均具有向上幅度變小的趨勢,同時與底部下伏地層均為突變接觸,泥質夾層均以層序的上部為主要發育段 ( 圖 4. 12) 。在自然電位曲線上,辮狀河以具有高幅的平滑箱型為特徵,曲流河則以鋸齒漸變鍾型為特點,網狀河多為低幅鋸齒狀小型鍾型為特徵。由於從辮狀河到曲流河再到網狀河含泥量明顯增加、粒度變細,故鋸齒個數的增加,取決於河流的彎曲程度。垂向上辮狀河為砂包泥,曲流河以砂泥間互為特點,網狀河多為泥包砂。
圖 4. 12 曲流河 ( 左) 與辮狀河測井電性特徵( 據潘元林等,2003; 薛叔浩等,2002)
4. 2. 7 地震反射特徵
河道在地震剖面上通常只表現為一個短反射段。短反射段同相軸扭曲、分叉、合並是由於不同砂層產生的反射干涉造成的。有的反射看起來似乎可以長距離追蹤,但反射強弱在橫向上有變化,說明砂岩體是同一時期沉積的,在橫向上是分隔開來的。剖面的下半部分反射連續,可以長距離追蹤,屬於湖相反射。辮狀河地震反射具有頂平底凸上超充填的特點,內部雜亂或無反射,或為上超式充填反射。在均質岩性發育層段則以弱反射為特徵。地震相呈現弱振幅、弱連續、亞平行狀的反射特徵 ( 圖 4. 13) 。
圖 4. 13 惠民凹陷中央隆起帶辮狀河沉積地震相特徵
4. 2. 8 垂向沉積序列
4. 2. 8. 1 曲流河垂向沉積序列
Walker ( 1976) 等提出了曲流河的理想垂向沉積層序,自下向上可劃分為 4 個沉積單元 ( 圖 4. 14 左) 。第一沉積單元為塊狀含礫砂岩或礫岩,河床底部滯留沉積與下伏層呈沖刷侵蝕接觸,底部具有明顯的沖刷面,粗砂岩中含泥礫,可見不清晰的大型槽狀交錯層理; 第二沉積單元為具有大型槽狀交錯層理的中、細砂岩,層理規模向上逐漸變小,中夾具有水平層理的粉砂岩,沿層面可發育剝離線理,為邊灘沉積; 第三沉積單元由粉細砂岩組成,發育有小型槽狀交錯層理和上攀波紋層理,為點砂壩或邊灘沉積; 第四沉積單元主要由斷續波狀交錯層理的粉砂岩和水平紋理的粉砂質泥岩及塊狀泥岩組成,塊狀泥岩中常發育有泥裂、鈣質結核或植物的立生根,屬天然堤和泛濫盆地沉積。
圖 4. 14 曲流河垂向沉積層序( 據 Walker,1976; 李丕龍,2003)
濟陽坳陷曲流河中,二元結構明顯,垂向層序自下而上可以區分出 5 部分 ( 圖 4. 14右) : ①河床底部滯留沉積,由塊狀含礫砂岩或礫岩組成,與下伏層呈沖刷侵蝕接觸;②曲流砂壩 ( 點砂壩) ,主要由塊狀、大型槽狀交錯層理及平行層理砂岩、小型波狀交錯層理和波狀層理粉砂岩及泥岩構成向上變細的層序,往往由多個側積體側傾疊加組成,側積體間以側積面和楔形泥質隔開; ③天然堤,發育在曲流砂壩外側的凹岸上,由粉砂岩和泥岩組成; ④廢棄河道,發育在曲流砂壩與凹岸之間,由河道砂岩與河道廢棄後的泥質沉積物組成; ⑤泛濫平原,在岸外廣泛分布。
4. 2. 8. 2 辮狀河垂向沉積層序
通常用加拿大魁北克省泥盆紀巴特里角砂岩的垂向層序作為辮狀河的典型垂向沉積層序 ( 圖4. 15) 。其最底部為河床滯留沉積,以含泥礫的粗砂岩和礫質砂岩為主,與下伏層呈侵蝕沖刷接觸( SS) ,其上為不清晰的大型槽狀交錯層理含礫粗砂岩 ( A) 和具有清楚槽狀交錯層理的粗砂岩( B) 以及板狀交錯層理砂岩 ( C) 。再向上主要由小型板狀交錯層理砂岩 ( D) 組成,偶見大型水道沖刷充填交錯層理砂岩 ( E) 。頂部由垂向加積沉積波狀交錯層理的砂岩 ( F) 及一些具有模糊不清的、角度平緩的交錯層理砂岩 ( G) 組成。SS 至 E為河床滯留沉積和心灘或河道砂壩沉積,F 代表垂向加積的泛濫平原。
圖 4. 15 辮狀河垂直層序模式( 據 Cant 等,1976)
4. 2. 8. 3 網狀河
由於網狀河河道的穩定性,窄條狀的河道砂體與大面積分布的細粒泛濫平原沉積皆以厚層狀出現,所以很難將二者綜合到一個沉積層序中去。總體上網狀河河道垂向層序表現為向上變細但分帶不明顯的正旋迴。泛濫平原則簡單地為厚層狀細粒沉積物,多夾有泥炭層。
4. 2. 9 河流相模式及岩相古地理特徵
4. 2. 9. 1 河流的相模式
( 1) 平直河與曲流河的沉積模式
平直河較為少見,其沉積特徵與曲流河有一定的相似。曲流河一般為單河道,河道坡降緩,較為穩定,但彎曲強烈。曲流河沉積是河床不斷遷移和河流不斷改道的表現,由於河水流量穩定,沉積物較細,以泥砂沉積為主。Allen ( 1965,1970) 根據現代河流發育的地貌特徵,建立了曲流河的相模式 ( 圖 4. 16) ,表明隨著河道的側向遷移,在近於水平的河底侵蝕面之上形成了一層板狀砂質單元,底部可見殘留的底礫岩。砂質單元的粒度向上變細,並發育交錯層理,層系規模向上變小,並為沙紋層理或平行紋層代替。曲流河沉積模式中可區分出次一級流水地貌單元,如邊灘、天然堤、決口扇、串溝及串溝沙壩、牛軛湖和河漫湖泊等。
圖 4. 16 曲流河沉積環境及沉積相分布模式( 據 Allen,1970)
( 2) 辮狀河沉積模式
辮狀河多出現在潮濕或較潮濕的季節性變化明顯的山區或河流上遊河段以及沖積扇上,具有多河道、河床坡降大、寬而淺、側向遷移迅速等特點。辮狀河負載大,主要是相互疊置的辮狀河道砂,以礫石和砂質沉積為主,岩性粗,砂泥比值高,具有槽狀交錯層理等明顯的沉積構造,前具牽引流特徵。Walker ( 1979) 等提出了辮狀河的沉積模式 ( 圖4. 17) ,主要由一系列寬而淺的河道、河道砂壩及沖積島組成。河道砂壩 ( 或稱心灘) 發育是其最突出的特徵,而邊灘不發育成為其與曲流河的重要區別。此外由於河道遷移迅速,穩定性差,所以天然堤、決口扇、泛濫平原沉積不發育,廢棄河道一般不形成牛軛湖。
圖 4. 17 辮狀河沉積環境立體模型( 據 Walker,1979)
( 3) 網狀河沉積模式
網狀河是由窄而深及順直到彎曲、相互連接的低坡度網狀穩定水道形成的交織河網系統。主要發育在坡度平緩、氣候濕潤、植被發育的河流中、下游地區,由幾條彎度多變、相互連通的河道組成。通常由河道、天然堤、決口扇、濕地、湖泊和沼澤等地貌單元組成,沉積物以細粒溢岸沉積為主。
管守銳等 ( 1999) 根據現代贛江網狀河的研究提出了其沉積模式 ( 圖4. 18) 。網狀河道沉積與其他河流類型相似,以砂岩為主,具有槽狀交錯層理,底部可見礫岩沉積,泛濫平原的發育使河道側向遷移受限,垂向上出現向上變細但分帶不明顯的旋迴。
圖 4. 18 贛江現代網狀河沉積模式( 據管守銳等,1999,轉引自趙澄林,2001b)
河道間大量發育的沖積島和泛濫平原沉積,由河漫沼澤、泥炭沼澤和河漫湖泊組成,沉積物主要是富含泥質的粉砂和黏土,側向上可相變為粗粒河道沉積,垂向上與洪水漫溢形成的決口扇交互。由於河道、沖積島、泛濫平原等環境能保持長時期的相對穩定,使得各種沉積相在垂向上增生、疊加。
4. 2. 9. 2 相帶組合特徵
河流是陸相盆地中最為常見的沉積體系。大型坳陷盆地地形開闊,坡降較小,河流水系源遠流長,沖積平原廣闊,在沖積扇和三角洲之間發育辮狀河和曲流河沉積。而斷陷盆地或山前狹長形坳陷盆地,地形坡降大,物源近而充足,河流流程短,流量大,在其斜坡帶以發育辮狀河為特色,沿軸向有時發育低彎曲度曲流河。
鄂爾多斯盆地晚三疊世末期整體抬升,遭受剝蝕,侵蝕面上發育高地與溝谷相間的地形,富縣組就是沉積於剝蝕面上的網狀河流沉積。早侏羅世延 10 期的古地貌高地有姬源高地、演武高地、子午嶺高地和古峰庄高地,甘陝、寧陝、蒙陝、晉陝及慶西水系河谷寬闊; 其中東西向的甘陝河道為主河道,其他水系匯入其中 ( 圖 4. 19) 。在 5 條水系中,甘陝、慶西、寧陝及蒙陝河道為低彎度礫砂質河道,河道中砂礫岩沉積厚度大,縱向上一般見有 2 個由含礫粗砂岩到泥岩 ( 或煤層) 的正韻律旋迴; 河道兩側均有寬闊的邊灘、沼澤、河漫灘和洪泛平原等微相沉積,河流層序的頂部常見煤層。東北部的晉陝河道為網狀砂質河道,河道之間有牛軛湖、河漫灘、洪泛平原及沼澤等微相; 在吳旗至延安一帶,甘陝主河道由於有 4 條水系交匯而變得寬廣,寬達數十公里,河道中發育河心灘。
圖 4. 19 鄂爾多斯盆地中南部延 10 期岩相古地理圖( 據時志強等,2003)
黃驊坳陷冀東地區新近系館陶組以辮狀河沉積為主,厚度達 400m,為厚層塊狀砂礫岩夾雜色泥岩。沉降和沉積中心位於渤中凹陷,盆地周圍山地和高山環繞,北有燕遼山地,西有太行山地,南為魯西山地,東有膠遼高地。盆地發育早期有較大坡降,來自周邊山地的大量粗碎屑,一部分堆積於山前地帶,大部分由辮狀河和低彎曲度曲流河帶入盆地內部。辮狀河水道的分支和遷移形成心灘壩 ( 圖 4. 20) 。
圖 4. 20 黃驊坳陷冀東地區新近系館陶組岩相古地理( 據翟光明,1996)
⑤ 地理學是什麼!
地理學(geography),是研究地理要素或者地理綜合體空間分布規律、時間演變過程和區域特徵的一門學科,是自然科學與人文科學的交叉,具有綜合性、交叉性和區域性的特點。
在現代地理學中,「地」是指地球或者是地球表面,或者是地球表層,或者是指一個區域。「理」是指事理、規律,或者是事物規律性的內在聯系。
地理學是研究地理要素或者地理綜合體的空間分布規律、時間演變過程和區域特徵的一門學科。
地理要素通常包括水、土壤、大氣、生物和人類活動,簡稱水土氣生人五大要素。地理綜合體由地理要素組成。
(5)古地理指什麼擴展閱讀
作為一門經世致用的學科,地理學的綜合性體現為地理學研究具有多維、動態的視角。以人地關系作為主線來開展地理學綜合研究,其綜合性和動態性主要包括三個方面:
一是以地表環境、地球環境動態變化為主的動態研究,即環境動態研究;
二是以人類社會發展為主體的人類社會動態研究,聚焦環境和社會動態之間的關系;
三是對區域、流域等研究區域的綜合分析。例如在城市化研究中,需要明晰中心城市和其他衛星城市之間在產業布局、交通網路布局、人口分布中的相互作用和相互依賴。
地理學的空間表達也是多元、多樣的。除語言、數字等基本表達方式外,圖形往往是地理學表達的主要形式,如通過研究地圖可以分析地理要素的空間分布,對比不同時期的地圖可以為地理空間演變研究提供直觀支持。
⑥ 什麼是岩相古地理啊謝謝謝
沉積物的沉積環境和表明沉積環境的岩性特徵和生物特徵的總和,就叫做岩相(沉積相)。 例如「淺海珊瑚灰岩相」。淺海說明環境,珊瑚礁反映古生物特徵,灰岩反映岩性特徵。總之,「相」是沉積物形成環境和條件的物質表現。沉積環境的特徵反映在沉積物的顏色、成分、結構、構造所含的古生物及沉積物本身的原始產狀等。 沉積岩的相可分陸相、海相、海陸過渡相三種類型。岩相是隨時間的發展和空間條件的改變而變化的。岩相的變化可以從橫向和縱向兩方面來觀察。同一岩層在水平方向的相變反映了,同一時期不同地區的自然地理條件(即沉積環境)的差異。如海洋沉積物可由濱海相過渡到淺海相,一般依次沉積礫岩、砂岩、粘土類,石灰岩等,而且所含生物化石也不相同。在垂直岩層剖面方向上的相變則反映了同一地區但不同時間的自然地理環境的改變,而自然地理環境的重大改變則往往是地殼運動的結果。 海相沉積的總特點是:以化學岩、生物化學岩和粘土岩為主,如石灰岩等。離海岸愈遠,碎屑沉積顆粒愈細。在水平方向上岩相變化小,沉積物中含海生生物化石和礦物。海相沉積又可分為濱海相、淺海相、半深海相及深海相四類。 陸相沉積:沉積物多以碎屑、粘土和粘土沉積為主,岩石碎屑多具稜角,分選欠佳,在水平方向上岩相變化大,含陸生生物化石。又可分為殘積相、坡積相、洪積相、沖積相、湖積相、冰磧相、火山相等。
⑦ 含煤沉積古地理
一、含煤地層類型及成因標志
1.含煤地層類型
含煤岩系類型是指含煤岩系本身物質沉積屬性的主要類型,即指含有煤層的一套沉積岩系在一定的沉積環境下形成的物質表現,因此是與其形成的古地理類型分不開的。
由於含煤地層在古植物演化的重要時期,是一定的古構造、古地理及古氣候條件下的產物,因此,在地質歷史上,隨著上述4個條件朝著不利於聚煤的方向轉化,含煤地層勢必在縱向上和橫向上過渡為不含煤的沉積岩系。以我國華北大型聚煤區為例,晚石炭世到早二疊世晚期,含煤地層在全區普遍發育;中二疊世至晚二疊世早期,僅豫西、淮南一帶有含煤地層發育,向北則逐漸過渡為不含煤、代表半乾燥到乾燥氣候條件、沉積雜色以至紅色的陸相碎屑岩系;至晚二疊世晚期,豫西、淮南一帶的聚煤作用停止,全區發育了雜色至紅色的碎屑岩系。可以看出,主要由於古氣候條件的變化和華北地區整體的構造變化,導致聚煤條件喪失而使含煤地層不發育。
再以廣東的晚三疊世沉積為例,粵西一帶是內陸湖泊相含煤碎屑岩系,粵中至粵北一帶是濱海—沼澤(海灣—潟湖)相含煤碎屑岩系,而到了粵東一帶則是以淺海相為主,不含煤而含鐵、磷及碳酸鹽的碎屑岩系。可以看出,聚煤古地理條件的變化也是控制含煤地層發育的主要因素。
含煤地層是沉積地層的一個特殊類型,因此含煤地層不是區域性的地層單位,其界線不一定和地層劃分相吻合。有些含煤地層是跨時代的,如我國北方石炭二疊紀含煤地層,即跨越了兩個地質時代。再者,由於含煤地層與非含煤地層之間經常為過渡關系,而聚煤作用往往在盆地的一定位置或范圍內,因此嚴格確定含煤地層的上、下限及其在橫向上的界線常是較困難的。
含煤地層的概念表明,只要含有煤層就是含煤地層,但是沒有對所含煤層的厚度進行人為規定。因此,早期的煤地質研究者曾根據地層中煤層是否含最低可采厚度的煤層作為確定含煤岩系及其邊界的標准。這種標准不具備統一的對比價值,因為我國不同地區對煤層的最低可采厚度的要求不同。由於無論地層中所含煤層的厚度多大,都代表曾經發生過聚煤作用,而這種聚煤作用所具有的特殊意義是非常重要的,因此,如果某個沉積岩系在大區域內所含的都是低於可采厚度的煤線,可不作為資源對待,但是其沉積學價值是不能低估的,而所含的煤層無論多薄,在成烴源岩方面也是不能忽視的。
含煤岩系是潮濕氣候條件下的產物,因此,主要由暗色調的岩系組成,即由灰、灰綠及灰黑色的沉積岩組成。少數情況下,當古氣候條件逐漸地由潮濕向乾燥轉化時,在含煤岩系中也會出現一些雜色的岩石,如帶紅、紫、綠色斑塊的泥質岩及粉砂岩等。我國豫西的上石盒子組就是由灰黑色含煤層段與這樣的雜色岩石層段多次交替組成的。
按照含煤岩系形成的區域地質背景和古地理類型,可以分為淺海型含煤岩系、陸相含煤岩系、海陸交互相含煤岩系、近海型含煤岩系等。
2.成因標志
含煤岩系的成因標志包括諸多方面,如沉積構造、礦物成分和地球化學、古生物等方面的標志。因為含煤岩系是沉積岩系,沉積構造和礦物成分幾乎都可以在含煤岩系中見到,而其顏色、岩性組合和所含的古生物類型則有其獨特性。
沉積物顏色:顏色是反映沉積物成因的直觀標志,由於煤系多是在潮濕氣候條件下形成的,所以組成煤系沉積岩的顏色主要是灰色、灰黑色、黑色和灰綠色,也含有一定數量的雜色沉積。
岩性組合標志:煤系的岩性以各種粒度的陸源碎屑岩和黏土岩為主,夾有石灰岩、燧石層等,也有的煤系主要由石灰岩構成;此外,煤系中還常見有鋁土礦、耐火黏土、油頁岩、菱鐵礦、黃鐵礦等。
煤系中碎屑岩的礦物成分決定於陸源區岩性成分和構造環境。煤系中最常見的碎屑岩為石英砂岩、長石石英砂岩、長石砂岩和岩屑砂岩,以及粉砂岩、礫岩。不同沉積條件下形成的碎屑岩在成分、結構上差別很大。內陸條件下形成的煤系,以過渡性的砂岩較多,如長石石英砂岩和岩屑石英砂岩等;礫岩和粗砂岩多形成近侵蝕區條件下的煤系。煤系中黏土岩占相當比重,但多含粉砂質;石灰岩在一些古生代煤系構成主要組分,如南方早古生代煤系、晚二疊世煤系及華北一些地區的晚石炭世煤系。
在成煤時期,由於火山作用往往為大量的成煤植物繁衍提供了良好的大氣條件及土質條件,因此在煤系的形成過程中,如果有岩漿活動或火山活動,就會有相應的火山岩及火山碎屑岩的分布。如我國許多中、新生代的煤系就含有各種火山岩及火山碎屑岩,我國晚古生代的一些煤系也往往含有火山碎屑岩。
組成含煤岩系的沉積岩,在沉積構造上以具有各種非水平層理為最突出的特徵。
古生物標志:即動物化石及其遺跡。由於生物的分布受盆地含鹽度及其變化的嚴格控制,所以,動物化石的種類是判斷含煤岩系及沉積相的重要標志。含煤岩系中主要有以下三類動物化石組合:適應海水正常鹽度的典型海相動物化石組合;適應變動鹽度的海灣、潟湖相動物化石組合;適應淡水環境的動物化石組合。含煤岩系中還含有繁多的動物遺跡,如生物擾動、生物鑽孔與潛穴,以及動物爬行遺跡等。其中含煤岩系中的生物擾動最為發育,成為含煤岩系的典型成因標志。
植物化石:煤系中常具有豐富的植物化石,有的煤系也富產動物化石。特別是在煤層的頂、底板岩層中,植物化石及其碎屑很發育,是鑒別含煤岩系的主要標志之一。陸相含煤岩系中植物化石最為豐富,完整而平放的植物葉片化石表明平靜的水體環境;大量植物碎片的出現可能是河流沉積;而粗大樹干常見於河床沉積物中。在藻類化石中,藍藻適應能力最強,可在不同環境中生活。疊層石可能表明海水和鹽湖的環境;而樹枝狀或分離的結核團塊是在淡水河流和湖泊環境形成;綠藻中的海松科和傘藻科以及紅藻是海相的;輪藻是陸相的。
此外,煤系中還含有各種碳酸鹽(特別是菱鐵質)結核和泥質、粉砂質及菱鐵礦包體。
二、含煤沉積古地理類型
1.劃分依據
含煤岩系的古地理類型最早是由德國的C.F.Nauman於1854年提出的。當時只劃分為近海和內陸兩種類型。但隨著煤地質學科的發展,上述分類顯得過於籠統和不科學,難於細致地從成因上闡明含煤岩系的許多特點。含煤岩系古地理分類的主要依據主要是含煤岩系形成的古環境、沉積物、含煤旋迴、相組合特點,以及含煤性等。
2.主要類型及其特點
(1)淺海型
這種類型多出現在早古生代,多為開闊的淺海環境。因為那時高等植物尚未發展起來,只有低等植物菌、藻類在淺海環境下繁殖,死亡後在一定條件下形成了石煤。沉積物以淺海相為主,煤層多形成於泥質沉積之上,而煤層上覆為碳酸鹽沉積,旋迴結構十分清楚。煤為腐泥煤,有機組分為菌、藻類,含硫分、灰分含量較高。典型例子是陝南早寒武世含煤岩系、南方分布較廣的早古生代含石煤的煤系等。
(2)陸表海型
陸表海是屬於海盆地還是近海盆地抑或過渡型盆地一直存在不同看法。多數學者把陸表海和陸緣海都歸屬於淺海。陸表海(或內陸海、陸內海、大陸海)是位於大陸內部或陸棚內部、低坡度、范圍廣闊的淺水海洋盆地。陸表海應該屬於一種特殊的盆地類型,盆地的基底是陸殼,在發生海侵時屬於海洋盆地,而海水退出時則暴露為陸或呈現為適宜植物繁盛的沼澤環境。
在海水進退的高頻率變化的過程中發生成煤作用,因此形成海相沉積(如海相石灰岩)與過渡相沉積及陸相沉積等相交互、旋迴十分清楚的含有煤層的一套沉積岩系。煤層可能形成於海退過程中,也可能形成於海侵過程中。
(3)近海型
近海型一般指在海岸線附近的地區,沉積區比較廣闊,地形比較簡單,海平面變化對沉積影響很大,是海與陸共同作用的區域。總體上應屬於海陸過渡區。其特點是形成的煤系分布廣、岩性岩相比較穩定、旋迴結構清楚且易於對比、含煤性較好。還可以進一步劃分為濱海平原型、濱海三角洲型、障壁潟湖型、濱海扇三角洲型等。
(4)內陸型
指遠離海洋的大陸區和山間區。內陸型的聚煤古地理類型是比較復雜的,有的地區主要以河流作用為主,有的則以湖泊作用為主,有的可能既有河流作用又有湖泊作用,有的是沖積作用。其岩性、岩相以及含煤性相差較大,對比也比較困難。還可以進一步劃分為內陸盆地型、山間盆地型、山間谷地型、沖積扇型和扇三角洲型等。
⑧ 礦產勘查地質條件
礦產勘查的工作對象是礦床和礦體。找礦是礦產勘查的簡稱。一個礦床的形成往往是各種地質因素綜合作用的結果。礦床的形成和分布規律是受到一定地質因素所控制。因此,在礦產勘查工作中,把這些控制礦床形成和分布的各種地質因素稱為礦產勘查地質條件。
礦產勘查地質條件主要有:岩漿岩、地質構造、地層、岩相古地理、岩性、變質作用、地球化學、風化、地貌條件等。
(一)岩漿岩條件
礦床的物質來源(特別是內生礦床)的重要方面是由岩漿活動所提供的。一定類型礦床的形成及分布與一定類型的岩漿活動有關。因此,在礦產勘查中,某些岩漿岩體的存在,可以作為預測與其有關的礦床的地質條件。
(1)與基性、超基性岩有關的礦床:與其有關的金屬礦產主要有鉻、鎳、鈷、鉑、鈦、銅、鐵等;非金屬礦產有金剛石、石棉、滑石、冰洲石等;與鹼性超基性岩有關的礦產有鈮、鉭、鈰族稀土、磷灰石、金雲母等。
(2)與中酸性、酸性岩有關的礦床:與中酸性、酸性岩有關的礦產種類很多,如鎢、錫、鉬、銅、鉛、鋅、金、銀、鐵、鈾等矽卡岩礦床或熱液礦床。
(3)與鹼性岩有關的礦床:岩石化學成分Na2O+K2O﹥Al2O3的岩漿岩即稱為鹼性岩。鹼性岩體岩性復雜,通常產於深斷裂帶中。與鹼性岩有關的礦產有鈮、鉭、鋯、鉿、鈾、釷、鋁和稀土等,且多為岩漿礦床。
(4)與火山岩有關的礦床:火山岩為岩漿岩條件的一個特殊條件。火山岩型鐵礦僅次於沉積變質和風化殼型而位於第3位。與火山有關的礦產有鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、汞、鈾、稀土、金剛石、沸石、明礬石、葉臘石等。
(二)岩漿岩的空間分布條件
1.岩體的規模及形態
對基性、超基性和鹼性岩體來說,通常岩體規模越大,礦床可能越大。中酸性侵入岩體的規模往往是中小型的與成礦關系密切。
2.岩體形成深度
中酸性、酸性的侵入岩體不同的冷凝深度,有不同的礦化情況。深成相以偉晶岩礦床為主,淺成相則以矽卡岩型礦床及熱液礦床形成為主。
3.岩體剝蝕深度
為數眾多的熱液礦床和矽卡岩型礦床,產於中酸性侵入岩體的頂部及其附近的圍岩中,當剝蝕程度淺,未及岩體頂部時,是找鉛、鋅、汞、銻等低溫礦床有希望地區。當剝蝕程度中等,達到岩體頂部,岩體呈島狀分布時,各種變質作用較強烈,是找尋各種熱液礦床和矽卡岩型礦床的有利地區。中酸性岩體大面積出露,剝蝕深度很深時,一般對找礦不利。
4.礦床與岩體的空間位置
(1)產於岩漿岩體內部的礦床:主要是分布於超基性、基性、鹼性岩體中的礦床,也有一些銅、鎢、錫礦床分布於中酸性岩體中。
(2)產於岩體與圍岩接觸帶及其附近的礦床:多為在成因上與中酸性岩體有關的矽卡岩型礦床、高溫熱液礦床。其礦體一般分布在岩體接觸帶及附近的構造或岩性有利部位。礦種繁多,如鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鋰、鈹等黑色金屬,以及有色金屬和稀有金屬礦床。
(3)遠離岩體的礦床:主要有各種類型的中、低溫熱液礦床。礦床與岩漿活動無直接聯系,主要受有利的岩性和構造控制。
(4)與火山岩有關的礦床:火山岩類型及其岩石化學特徵,特別是富鹼程度和基性程度,對成礦有明顯控製作用。如金剛石主要產於爆發岩筒中的超基性的火山岩-金伯利岩中;黃鐵礦型礦床產於海底噴發基性到酸性含鈉質的細碧-石英角斑岩系中;「玢岩鐵礦」產於富鈉的中基性火山岩中;斑岩銅礦產於富鉀的中酸性次火山岩和火山岩中等。
(三)地質構造條件
地質構造按規模可分為全球性的(即大地構造)、區域性的和局部的(即褶皺、斷裂和裂隙)構造。一般來說,全球性、區域性的構造控制了成礦帶分布,而局部的構造與成礦關系最為密切。
1.斷裂構造
不同性質和規模的斷裂構造,往往是岩漿、礦液活動的通道與聚集的場所,既控岩又控礦,沿著斷裂帶或主要斷裂形成礦帶、礦田或礦床。如我國秦嶺地區多金屬礦產,以及長江中下游多金屬礦產分布等。
根據大量已知礦床、礦體構造控制特徵,從斷裂控礦角度出發,一般認為在不同方向斷裂交叉處;主幹斷裂與次級斷裂產生的交叉處;斷裂產狀變化處;在平面上斷層走向發生變化扭曲轉彎處;在剖面上張性斷裂傾角由緩變陡處;壓扭性斷裂傾角由陡變緩處;斷裂構造與有利岩層交匯處或其他構造交切處等構造部位值得重視。
2.褶皺構造
一般來說,褶皺構造對內生礦床的形成起控制和改造作用,而對外生礦床則主要起改造作用。對內生礦床而言,應注重成礦前的褶皺。在背斜和向斜兩類褶皺中,背斜較向斜更為有利,其主要成礦部位是背斜軸部、傾伏背斜的傾伏端、背斜軸線沿走向彎曲轉折處、倒轉背斜翼部、與背斜伴生的斷裂和破碎帶、開闊向斜中次一級背斜、背斜與其他有利構造交匯復合處。向斜構造由於構造變形時所處位置較深,圍壓較大,伴生構造不及背斜發育,不易形成圈閉構造,故對內生礦床控製作用相對較差,而對外生礦床控制則很多,如世界上大型風化殼富鐵礦多產於向斜構造中心部分以及地下水資源賦存於向斜中。
3.裂隙構造
各種節理、劈理等裂隙構造是重要的一類容礦構造。如我國贛南不少鎢礦受節理裂隙控制。節理裂隙對外生礦床有時也起控製作用。如我國東部某第三紀油田,部分油藏即儲存於節理等裂隙之中。
(四)岩石的物理化學性質條件
無論是內生礦床或外生礦床的形成,都與圍岩的岩石性質有著一定的聯系。岩石的化學性質是由岩石的類型、成分和結構構造所決定的。就內生礦床來說,岩層能否為氣液所交代礦化,除與其所處的地質構造位置,深度等因素有關外,還與其本身的化學性質有關。一般化學性質活潑的岩石易與含礦的氣液發生反應而引起礦質的沉澱和聚集。如凝灰岩與熔岩互層,則凝灰岩易於交代;而凝灰岩與灰岩互層時,礦化多集中於灰岩內。外生礦床則是岩石的成分起決定作用,其礦質來源是岩石,所以岩石是否含有礦質成分是外生礦床的成礦物質基礎。
岩石的物理性質,如脆性、塑性等對礦化也起到一定的作用。如頁岩與灰岩組合岩層,灰岩表現為脆性特徵,易破碎、裂隙度高,利於礦液的流通和交代,是礦液富集的好場所,而頁岩表現為塑性,不易破裂,又具不透水性質,阻擋礦液滲漏,使礦液在有利岩層中聚集沉澱成礦。所以,岩石物理性質對內外生礦床形成也起到一定的控製作用。
(五)地層、岩相、古地理條件
1.地層條件
地層主要反映在對成礦時代和成礦空間分布的控制。絕大多數礦床都是受一定地層或一套地層控制的。例如鐵、錳、鋁、磷、煤、鹽類礦床都具有一定的富集時代和地層層位。世界上50%以上的鐵礦儲量集中在前寒武紀。錳儲量也較集中於前寒武紀和二疊紀。最主要的鋁土礦集中於石炭二疊紀中,而煤主要集中分布於石炭、二疊、三疊、侏羅、第三紀中。
2.岩相條件
許多重要的沉積礦床均受特定的岩相控制,存在一定的相變規律,形成特有的沉積礦床分帶。如各種沉積鐵礦可以具有4個不同的礦物相帶;沉積錳礦也有類似的相變特徵,別捷赫琴將錳礦分為3個相帶。上述相變分帶,在礦產勘查中的指導意義是,當首先發現了某一相帶時,即應考慮到其他相帶的方向和位置,有時開始發現的可能不具有工業意義,但卻可能導致其後有更重大的發現。
3.古地理條件
古地理是指某個地質時期的海、陸、水系分布,地勢及氣候等自然地理情況。古地理對沉積礦產控制主要表現為:
(1)重要沉積礦床多分布在沉積區與剝蝕區的中間地帶(古陸邊緣、濱海、淺海、瀉湖、三角洲等地)。如我國的宣龍式鐵礦分布在內蒙古陸南緣,我國南方的寧鄉式鐵礦產於江南古陸的邊緣。
(2)沉積礦床的形成與氣候密切相關。按氣候條件主要分溫濕和乾旱兩大類,前者以鐵、錳、磷、鋁、煤等成礦序列為代表,各種膏鹽礦為乾旱氣候的代表。兩者中間還有些過渡類型的礦種。
(3)地殼運動也控制外生成礦。因地殼運動引起海、陸變遷,而產生海侵和海退兩個不同的序列。海侵階段形成鐵、錳、磷等礦床,多分布於海侵岩系的底部;而海退階段形成銅、鹽等礦床。鋁、煤為共同過渡產物,穩定階段則有灰岩、硅藻土等非金屬礦床的形成。
(六)變質作用條件
在礦產勘查中,對變質作用條件的研究也很重要。因為在變質岩中蘊藏著十分豐富的礦產。它不僅有非金屬礦產,而且還有較多的金屬礦產,其中特別是金、鈾、鐵、錳、銅、鎳、鈷、鉻、雲母、石棉、石墨、菱鎂礦,以及鋰、鈹、鈮、鉭等礦床,它們大部分集中於前寒武紀變質岩中。因此,在變質岩區開展礦產勘查時,主要應從以下方面著手:
1.變質程度研究
區域變質程度深淺不同,其成礦作用和形成的礦床類型往往不同。如淺變質地區形成的礦床以受變質礦床為主,礦種和類型一般較少;深變質地區則包括受變質礦床、變成礦床以及混合岩化所形成的礦床,礦種和類型較多。
2.原岩與含礦變質建造的研究
對許多變質礦床來說,原岩的物質成分及其地球化學特性(含礦性)是影響礦化類型的主要因素。因此,在著重考慮工作地區具體地質特徵的情況下,應查明變質建造的含礦特徵,從而深入掌握變質礦床的分布規律。我國常見的含礦變質建造有:
(1)含鐵質建造(鞍山式變質鐵礦建造);
(2)含硫化物變質建造;
(3)含磷變質建造;
(4)含硼鈉長變粒岩建造;
(5)富鋁含礦變質建造。
(七)地貌和風化條件
地貌、風化條件對於砂礦床和風化礦床的形成與分布有直接的控製作用。
在尋找、評價砂礦床時,應注意分析研究地貌形態和第四紀沉積物特徵。例如,湖南某地金剛石砂礦床,主要是階地砂礦、沖溝—細谷砂礦。階地砂礦存在於砂礫層中。沖溝—細谷砂礦變化大,若階地上沖溝未切割到砂礫層,則沖溝、細谷中的金剛石砂礦少,相反則沖溝、細谷中金剛石砂礦就很富集。
對於風化礦床來說,在強烈侵蝕的地區,地表水徑流流失量大,地下水排泄也迅速,不利於形成風化礦床,即使成礦也極易侵蝕。如果地形平坦,存在著盆地式地帶、階梯式平台,地表水不易流失,地下水也比較豐富,這就加速化學風化作用的進行,有利於風化礦床的形成。如我國東南各省花崗岩風化殼高嶺土礦。因此對氣候、地貌、風化條件研究分析對尋找風化礦床是極其重要的。
(八)區域地球化學條件
區域地球化學特徵,主要指區域中化學元素的分布和分配情況,以及遷移、富集的活動史。它是控制內外生成礦的重要因素。分析區域地球化學條件,一般應注意以下幾個方面:
1.元素的豐度
元素在地殼上分布是不均勻的,首先反映元素區域含量與地殼克拉克值對比上,表現出某一元素或某些元素在某地區或某個地質體中相對富集,構成「地球化學區(省)」,即區域地球化學異常。一般在成礦區中,主要成礦元素在有關岩石中的豐度都比較高。如我國華南鎢、錫、稀有金屬成礦區,各時代花崗岩侵入體中鎢、錫、鈹、鈮、鉭等元素的平均含量,普遍高於地殼酸性岩中該元素的平均含量。
2.元素分布的區域性
元素分布的區域性,構成「礦化集中區」或「礦帶」,這些均與區域地質構造特點、地質發展歷史密切相關。如我國華南南嶺地區大片花崗岩分布,集中不少鎢、錫、鈹、鈮、鉭等礦床;而在湘中南一帶酸性侵入體侵入於碳酸鹽岩中,形成鎢、錫、鉛、鋅等元素富集。
3.元素的共生組合
由於某些元素地球化學性質近似,所以在地質作用過程中使某些元素常組成同一礦物,如鈮與鉭形成鈮鉭鐵礦;或者形成共生礦物,如方鉛礦、閃鋅礦共生,以及黑鎢礦、錫石共生。這些共生組合關系,在礦產勘查中對於確定礦化標志、選擇化探指示元素,礦床綜合評價等方面都有重要意義。
上述的各種地質找礦條件,一般來說對尋找內生礦床,側重於岩漿岩、地質構造、岩性條件;尋找外生礦床,側重於地層、岩相、古地理條件;而尋找變質礦床,側重於變質條件。但是自然界中成礦的因素是復雜的,這就要求我們在礦產勘查時,要對各種找礦地質條件進行綜合研究、全面分析,才能取得最佳的勘查效果。
⑨ 地理是什麼
是世界或某一地區的自然環境(山川、氣候等)及社會要素的統稱。
「地理」一詞最早見於中國《易經》。古代的地理學主要探索關於地球形狀、大小有關的測量方法,或對已知的地區和國家進行描述。
地理學是研究地球表面的地理環境中各種自然現象和人文現象,以及它們之間相互關系的學科。地理是一門綜合性的基礎學科。
(9)古地理指什麼擴展閱讀:
核心分支學科
1、自然地理學
地貌學、動力地貌學、構造地貌學、氣候地貌學、應用地貌學、植物地理學、動物地理學、冰川學、凍土學、古地理學、水文地理學、土壤地理學、化學地理學、綜合自然地理學等。
與自然地理相關的基礎學科:生物,化學,物理,天文,數學,技術等。
2、人文地理學
經濟地理學、農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通運輸地理學、旅遊地理學、人口地理學、人種地理學、聚落地理學、鄉村地理學、城市地理學、社會地理學、文化地理學、歷史地理學、醫學地理學、政治地理學、軍事地理學、地圖學、地名學、理論地理學、區域地理學、應用地理學、災害地理學等。
與人文地理相關的基礎學科:經濟,政治,歷史等。
參考資料來源:網路-地理