‘壹’ 实习六 沉积古地理研究与编图
沉积古地理研究与编图是一项理论性、综合性和实用性很强的基础地质工作。它是以沉积学理论为基础，通过对沉积作用的研究，重塑沉积环境，分析不同沉积环境下沉积物的特征及其分布规律，总结不同地史时期海陆变迁、古气候变化、古地理景观特征，为阐明地球表面的环境变迁和大地构造演化等重大问题提供依据，为查明沉积矿产和油气资源的形成条件和分布规律提供基础资料和理论依据。
沉积相古地理编图是古地理研究的重要组成部分。常根据不同的目的、任务，编制不同类型和不同比例尺的沉积古地理图，把丰富的实际资料和通过研究所取得的科学认识直观地反映出来。沉积古地理研究中的编图通常是指基础图件和综合图件的编制。基础图件是描述性的，以反映某个方面或某个因素的客观实际材料为主，是编制综合图件的基础。常见的有沉积相柱状图、沉积相联合剖面图、地层等厚图、古生物相图或生物古地理分区图、重矿物分布图，以及各种岩性图、等值线图或分区图等。综合图件是根据基础图件以及其他参数经过综合分析后所得的最终成果，是解释性的图件。它所表现的是某一时期的自然地理面貌、构造背景、沉积环境、沉积条件和沉积物的分布规律等，包括沉积古地理图、构造古地理图、古构造图等。
一、沉积古地理编图方法
沉积古地理研究的关键是编制沉积古地理图，但如何编制沉积古地理图，要收集和整理哪些资料，先编哪些基础图件，如何进行分析，对于不同地区、不同层位、不同的研究目的，也不尽相同。“单因素分析多因素综合编图法”是目前普遍使用的一种定量沉积古地理编图方法，这种方法的核心是“定量”，即以各剖面的定量单因素资料为基础，从各单因素图（属基础图件）的分析入手，再通过各单因素图的叠加和综合分析判断，最后做出定量的沉积古地理图。
“单因素”指的是能独立地反映某一地区、某一地质时期、某一沉积层段沉积环境某些特征的因素，它的有无或含量的多少均可独立地反映该地区、该层段沉积环境的某些特征，如沉积环境水体的深浅、能量大小、性质等。选定沉积层段的厚度、岩石类型、结构组分、矿物成分、化学成分、化石及其生态组合等，均可作单因素图件。
单因素分析多因素综合作图方法可分三步：
第一，对各剖面尤其是各基干剖面进行认真的地层学和定量岩石学研究，取得各种第一手的定性和定量资料，尤其是定量资料，了解各剖面各沉积层段的沉积环境特征。
第二，在已取得的各剖面的定量资料中，按要求的作图单位，选择出那些能独立地反映其沉积环境特征的因素，即单因素；并把全区各剖面各作图单位的各种单因素的百分含量都统计出来，做出各种相应的单因素图，主要是等值线图。这些单因素图可以从不同的侧面定量地反映该地区该沉积层段的沉积环境，即为单因素分析。
第三，把这些定量的单因素图叠加起来，并结合该地区该沉积层段的其他定量和定性资料，去粗取精，去伪存真，全面分析，综合判断，编制出该地区该沉积层段的定量沉积古地理图。
在这种沉积古地理图中，各古地理单元的确定都有确切的定量资料和单因素图为依据，使得沉积古地理图成为一种定量化的图件。
二、沉积古地理研究与编图步骤
沉积古地理研究大致可分为三个阶段：基础资料收集和整理阶段、基础图件的编制阶段和沉积古地理图编制及综合分析阶段。
（一）基础资料收集和整理
基础资料是进行沉积古地理研究的基础，基础资料的丰富程度和精度决定了沉积古地理编图的精度与可靠性。基础资料收集实际上也是沉积相标志的收集，对于沉积盆地来说，可以分为地质露头剖面资料和盆地覆盖区的钻井资料、测井资料和地震资料。这些资料有的是现成的，只要到有关单位收集即可，有的资料需要到野外进行观察、描述，或进行取样分析获得。
基础资料的整理是一个复杂、细致的过程，须根据不同的研究目的进行归类、整理，有的还需进行计算和进行相关分析。
（二）基础图件的编制
在基础资料收集和整理、确定编图单元和比例尺的基础上，须编制一系列基础图件，以反映沉积盆地的沉积条件、沉积特征。在岩相古地理研究中，编制图件的类型、数量，须根据研究目的以及基础资料的丰富程度而定。一般在沉积古地理研究中，多采用点一线一面分析的思路方法进行研究，代表性图件为剖面沉积学分析图、联合剖面沉积相分析图、平面沉积相或沉积体系分布图。
1.剖面沉积学分析
剖面沉积学分析实际上是对单个地层剖面（或单井岩心）资料进行沉积特征及沉积相分析，是沉积古地理研究的基础。具体剖面沉积学分析的方法可参见教材和实习三的有关内容。剖面沉积学分析的主要成果在剖面沉积学（柱状）分析图上表示。
2.联合剖面沉积相分析
联合剖面沉积相分析是在单个地层剖面（或单井）沉积学分析基础上完成的，其目的是为了了解沉积相纵横向展布特征。但进行剖面沉积相分析之前，等时性对比是关键，即建立等时性地层格架。这也是决定区域性沉积古地理研究成功的关键。
在联合剖面沉积相分析中，一定要注意“同期异相”和“异期同相”问题。同期异相指同一沉积时期，但沉积相类型不同，这主要由于沉积盆地的构造背景、沉积条件在不同地区存在差异，也就决定了沉积相的差异性。通过剖面沉积相分析，确定相变界线。异期同相指不同的沉积期，但沉积环境相同，即具有相同的岩相，这需要在进行沉积相对比分析之前，确定等时性地层界线，而不能以岩相划分界线。
联合剖面相分析的成果是编制联合剖面沉积相分析图（或称为沉积相联合剖面图）。在编图过程中须注意以下几个问题：
（1）在进行剖面相分析图时，尽量选用已进行详细单剖面（或单井）沉积学分析的地层剖面（即主干剖面或单井）。
（2）编图剖面方向往往根据研究区的沉积和构造特征及研究目的而定，对于区域性研究往往遵循跨构造带、跨沉积相带的原则；对于单一沉积体系来说，往往选择顺物源方向和垂直物源方向的剖面。
（3）为了清晰地反映沉积演化和相带展布，对比剖面图中所用的单剖面（或单井或单孔）的比例尺（纵向比例尺）要统一，同时，井（孔）间距离也须按统一的比例（横向比例），但纵向比例与横向比例可不相同。
（4）为了更好地确定横向变化，在编制沉积相联合剖面图时，如有可能，应结合地震资料、区域性地质资料等进行综合分析。
3.沉积特征平面分布图件（单因素图）的编制
包括在平面图上表示的各种沉积特征（或要素）的各种单因素基础图件。以反映某个方面或某个因素的客观实际材料为主，是编制综合图件的基础。常见的有地层等厚图、各种岩性等值线图或岩性分区图、古生物相图或生物分区图、重矿物分布图等。具体分析和做图的方法可参见教材和实习四的有关内容。
（三）沉积古地理图编制及综合分析
沉积古地理图编制及综合分析实际上是对沉积古地理研究的总结和归纳，通过单剖面（单井或单孔）及联合剖面沉积相分析，在编制地层等厚图、砂岩等厚度图、泥岩等厚度图等有关平面基础图件（单因素图）的基础之上，结合区域地质和沉积盆地的构造特征研究，进行综合分析后才能编制出平面沉积相分布图和古地理图（沉积古地理图）。它是沉积古地理研究的最终成果，沉积古地理图表示的主要内容有：
（1）海陆分布及其特点；
（2）不同级别的沉积相及沉积环境间的界线；
（3）岩石组合与古生物组合；
（4）古水流方向、海侵方向及沉积物来源方向；
（5）厚度变化，利用厚度与岩相结合分析盆地中心、沉积中心与沉降中心的位置；
（6）不同古地理单元及沉积相区的名称。
三、实习内容
在对所给研究区的相关资料进行沉积学分析的基础上，进行沉积相古地理研究，并编制有关基础图件和综合图件。
四、实习目的与要求
（1）掌握沉积古地理研究中有关基础图件和综合图件的编图的方法及步骤。
（2）初步了解沉积古地理研究报告的编写方法。
五、实习资料和作业
（一）实习资料——××地区古生代××时期地层和沉积资料
1.主干剖面资料
（1）P3主干剖面由下向上分层描述
1层：灰色中-薄层泥质粉砂岩、粉砂岩和细砂岩互层，发育砂泥互层水平层理和小型交错层理，有腕足、珊瑚等化石，化石保存较完整。生物扰动强烈，潜穴发育。8m
2层：浅灰色中-厚层中、粗粒石英砂岩和细砂岩互层，中、粗粒砂岩中以大型楔状或板状交错层理为主，细砂岩中发育小型浪成交错层理。发育水流波痕及浪成波痕。26m
3层：浅灰色中-厚层中、粗粒石英砂岩，分选和磨圆极好，发育平行层理和冲洗交错层理，多向波痕和干涉波痕发育。有腕足化石碎片，生物潜穴和扰动构造发育，一般为垂直潜穴和U形潜穴。20m
4层：浅灰色中-薄层泥质粉砂岩、粉砂岩和细砂岩互层，发育砂泥互层水平层理和小型交错层理，有腕足、珊瑚等化石，化石保存较完整。生物扰动强烈，潜穴发育。6.3m
5层：浅灰色中-厚层中、粗粒石英砂岩和细砂岩互层，构成多个向上变厚变粗的小旋回，单个小旋回厚度为1.5～3.5m。小旋回下部为粉砂岩和细砂岩，发育小型交错层理，有腕足、珊瑚等化石，化石保存较完整。生物扰动强烈，小旋回上部浅灰色中-厚层中、粗粒石英砂岩，分选和磨圆极好，发育平行层理、冲洗交错层理、大型楔状和板状交错层理，多向波痕和干涉波痕发育。310m
有腕足化石碎片。
（2）P9主干剖面由下向上分层描述
1层：暗灰色泥岩和粉砂质泥岩。主要为水平层理和块状层理，发育有生物扰动构造，含四射珊瑚、腕足类及介形虫、双壳类化石，化石保存完整。6m
2层：灰色中-厚层细砂、粉砂岩，分选较好，发育有小型楔状交错层理或浪成交错层理，偶见水流波痕和波浪波痕等层面构造。主要为含广盐度的化石，如介形虫、双壳类等，化石保存较完整。12m
3层：灰色中-厚层中-细砂岩，常构成向上逐渐变细的序列特征。底界与下伏岩层常呈冲刷侵蚀接触，单个小旋回厚度为0.5m左右。具有槽状或板状交错层理和波状交错层理。15m
4层：灰色中-厚层砂岩，单个旋回向上逐渐变细。底界与下伏岩层常呈冲刷侵蚀接触，一般底部为中—细粒砂岩，常含泥砾、植物茎干等残留沉积物。向上变为细砂岩、粉砂岩等。具有槽状或板状交错层理和波状交错层理，单个小旋回厚度为1m左右。常为多个旋回叠置，有时夹有黑色、灰黑色碳质泥岩或褐煤沉积。120m
5层：暗灰色泥岩和粉砂质泥岩。主要为水平层理和块状层理，发育有生物扰动构造，含四射珊瑚、腕足类及介形虫、双壳类化石，化石保存完整。6m
6层：灰色中-厚层中、细粒砂、粉砂岩，分选较好，发育有小型楔状交错层理或浪成交错层理，偶见水流波痕和波浪波痕等层面构造。主要为含广盐度的化石，如介形虫、双壳类等，化石保存较完整。15m
7层：灰色中-厚层砂岩，单个旋回向上逐渐变细。底界与下伏岩层常呈冲刷侵蚀接触，一般底部为中—细粒砂岩，常含泥砾、植物茎干等残留沉积物，具有槽状、板状交错层理。向上变为细砂岩、粉砂岩等，具波状交错层理，单个小旋回厚度为0.8～1.5m。常为多个旋回叠置，有时旋回间夹有厚度0.5m左右黑色、灰黑色碳质泥岩或褐煤沉积。338m
2.辅助剖面资料
辅助剖面地层厚度数据及简明沉积特征见表6-1。
3.底图
（1）××地区古生代××时期地层等厚图（底图）（图6-1）
（2）××地区古生代××时期砂岩等厚度图（底图）（图6-2）
（3）××地区古生代××时期沉积古地理图（底图）（图6-3）
（二）作业
本实习要求编制出以下图件，并完成综合分析报告。
1.剖面沉积学分析图
根据所给的P3、P9的剖面描述资料，分别编制该两剖面沉积学分析图（比例尺1：300）。
2.沉积相联合剖面图
在单剖面沉积学分析的基础上，编制剖面P3-P31-P38方向和P9-24-33方向的沉积相联合剖面图。将所给的剖面资料作为古生代××时期同一时间单元内形成的产物。
3.地层等厚度图和砂岩等厚度图
编制地层等厚图和砂岩等厚度图（底图见图6-1，图6-2），地层厚度数据见表6l，砂岩厚度用地层厚度和砂泥比计算。等值线间距为50m。图6-1中剥蚀区边界线为目前无该时期地层，即地层等厚图为0。
4.沉积古地理图
本实习要求充分利用有关基础图件、资料，编制该沉积期的沉积古地理图（底图见图6-3）。该图上须表示下列内容：①海陆分布及其特点；②古水流方向、海侵方向及陆屑供给方向；③岩石组合、古生物组合；④有特殊意义的地质体（生物礁、矿层等）；⑤不同级别的沉积相界线；⑥厚度变化；⑦不同古地理单元及沉积相区的名称；⑧图切沉积相剖面图。
5.综合分析报告
对研究区沉积古地理研究和编图过程中获得的主要认识进行总结，应包括以下内容：
（1）确定沉积相和沉积环境类型及其界线的依据。
（2）确定主要物源的依据。
（3）地层等厚图和沉积相特征，分析该沉积期的沉积中心和沉降中心的分布。
表6-1 ××地区古生代××时期地层厚度及沉积特征汇总简表
续表
续表
实习报告六 沉积古地理研究与编图
沉积学及古地理学实习指导书
沉积学及古地理学实习指导书
3.编制地层等厚度图
图6-1 ××地区古生代××时期地层等厚图（底图）
4.编制砂岩等厚度图
图6-2 ××地区古生代××时期砂岩等厚度图（底图）
5.编制沉积古地理图
图6-3 ××地区古生代××时期沉积古地理图（底图）
沉积学及古地理学实习指导书