Question

构造岩相古地理二级预测要素研究

Answer 1

(一)构造古地理类型、沉积相、亚相(微相)、沉积体系(要素之1~7)

1.确定海陆分布位置和范围

包括海陆分界线(古海岸线),海相和陆相沉积区与剥蚀区(古陆)的确定和分布位置,沉积区和剥蚀区总的地貌特征及分布规律。从宏观角度对编图区的沉积区和剥蚀区(古陆)分别进行古地理单元划分命名。古地理单元用地名(地域)+地理单元表示,如下扬子浅海、川黔(碳酸盐岩)台地、康滇古陆等。

2.构造古地理类型分析

按大地构造环境,划分出一级构造古地理单元2种,二级构造古地理单元6种,三级构造古地理单元25种,四级构造古地理单元64种。表3-15列述了本标准划分的一级和四级构造古地理单元名称和对应的主要沉积岩建造组合类型。附录3-7是各级构造古地理单元与大地构造相单元划分的对应关系。

3.沉积相分析与沉积相、亚相(微相)和沉积体系类型划分

1)沉积相分析是岩相古地理研究和编图的基础。沉积相是沉积岩层形成时的古地理环境及其物质表现的总和。或表述为一个沉积环境中所有原生沉积特征的总和,包括岩石、生物和岩石地球化学等特征的总和(刘宝珺,1985)。

2)综合各种成因标志进行沉积相的识别和类别划分,沉积相分析研究的主要内容是:①沉积相、亚相(微相)的岩石组合,包括沉积岩岩矿成分和地球化学分析;②沉积相、亚相(微相)的岩石结构、粒度和沉积构造,包括对古水流、水动力和物源的分析,以及对古生物组合和古生态的分析等;③含矿层段的沉积亚相(微相)分析。

3)在沉积相分析并与经典的相模式对比(刘宝珺,1985;何镜宇等,1987;李思田等,2004;陈建强等,2004)的基础上,划分沉积相、亚相(微相)(表3-12、3-13、3-14)(刘宝珺,1985;何镜宇等,1987;李思田等,2004;陈建强等,2004)。简要描述各沉积相的岩石组合、结构和沉积构造,表3-12、表3-13和表3-14列述了各沉积相和亚相的主要岩石类型及其组合。

4)分析各类沉积相在空间上、时间上的叠置特征和演变规律,划分沉积体系。

5)对赋存沉积矿产的沉积亚相(微相)单元,应查明有关矿种的赋存层位,收集有关沉积成矿作用的资料,为研究有关矿产的分布规律提供依据。

(二)沉积等厚线、沉积中心、沉积区物源供给方向,古水流方向(要素之8~11)

1.沉积等厚线、沉积中心

1)充分收集利用地层单元的沉积厚度资料,编制地层厚度等值线图。

2)利用沉积盆地厚度等值线分析,确定盆地沉积中心,研究盆地的沉积建造速率、沉积物补给、沉积物容纳空间与盆地沉降速率的变化(刘宝珺,1985;威尔格斯等,1993;李思田等,2004)。

3)通过对工作区目的层各地层单元的沉积岩建造厚度分布与变化趋势的分析,圈定不同类型的沉积岩建造的分布范围与建造体态。特别要详细收集和分析含矿层段的沉积厚度分布与变化趋势,编绘含矿层段的等厚线。

2.沉积区物源供给方向,古水流方向

1)系统收集编图区目的层的物源分析资料(如砾岩和砂岩层碎屑成分分析与蚀源区分析等)和古流资料(如对叠瓦状砾石测量统计换算的古流向,交错层理前积纹层、不对称波痕指示的古流向等),确定物源供给和古流方向(刘宝珺,1985;何镜宇等,1987;陈建强等,2004)。

2)要加强对含矿层段物源和古流资料的系统收集和整理,如盆地中的含铜沉积建造、含铁沉积建造、含金沉积建造等中的矿质来源与盆地周缘古隆起物源供给区的含矿岩系直接相关,因此必须对含矿层段进行物源和古流分析。

(三)生物相类型(要素之12)

充分收集各地层单元中的古生物化石资料(表3-2),划分浮游生物相、底栖生物相(壳相)和生物礁相。利用生物相资料进行沉积盆地的古环境(如古水深、古盐度)、古气候(古温度)和生物古地理恢复(Ager,1981;殷鸿福等,1988,1995;Dodd et al.,1989;Bromley,2000;童金南,2007),为沉积相(亚相)的划分提供依据。

(四)古水深、古盐度、古水温、古气候分析(要素之13~16)

古水深、古盐度、古水温、古气候均与特定的沉积矿产和层控矿产关系密切。如扬子区早寒武世的深水相石煤、钒、磷、钡及多金属黑色岩系;我国西北和青藏高原新生代的盐湖卤水矿床与高盐度湖泊沉积建造相关。

充分收集利用工作区目的层各地层单元的生物化石(主要是指相化石)、岩矿成分、沉积构造、元素地球化学等古环境分析标志,恢复盆地海洋或湖泊环境的古水深、古盐度、古水温与古气候。

1.古水深

对海洋和湖泊环境要进行古水深划分。海洋划分为滨海、上部浅海、下部浅海、半深海和深海(殷鸿福等,1995);湖泊划分为滨湖、浅湖和深湖(魏家庸等,1991)。

2.古盐度

对海洋和湖泊环境要进行古盐度划分。对海洋按古盐度划分出半咸水、正常海水、超咸水3种古盐度环境。对湖泊按古盐度划分淡水湖(盐度<0.33‰)、微咸水湖(盐度0.33‰~24.7‰)、咸水湖(盐度>24.7‰)、盐湖(有盐类结晶)4种古盐度环境(曹伯勋,1995)。

3.古水温分析

对海洋和湖泊环境要进行古水温划分,划分出冷水(<5℃)、正常水温(5~20℃)、暖水(>20℃)、热水(特指与海底热液、地表温(热)泉作用有关)4种古水温环境。

4.古气候带类型分析

根据工作区目的层沉积地层单元中受古气候带控制的古生物组合、岩石矿物、沉积相组合和岩石地球化学特征,划分古气候带。古气候带一般划分为热带、亚热带、温带和寒带(曹伯勋,1995)。或可划分为湿热气候带、干热气候带、湿冷气候带、干冷气候带。要深入分析特定的古气候带类型与特定的成矿作用的对应关系(孟祥化等,1993)。

(五)氧化还原环境、酸碱度分析(要素之17、18)

充分收集利用工作区目的层各地层单元的元素地球化学、岩矿成分、指相化石等古环境分析标志,恢复盆地海洋或湖泊环境的氧化还原环境和酸碱度。

1.氧化还原环境分析

根据研究分析,划分出弱氧化、氧化、弱还原、还原4种氧化还原环境。

2.酸碱度分析

根据研究分析,划分出酸性(pH<6)、中性(pH=6~8)和碱性(pH&gr;8)3种酸碱度环境。

(六)盆地类型划分研究(要素之19)

对沉积盆地类型进行划分研究(孟祥化等,1993;李思田等,2004;潘桂荣等,2008),根据研究分析,划分出:

1)克拉通盆地(克拉通陆表海盆、克拉通陆相盆地、克拉通陆相火山岩盆地)

2)陆内伸展型盆地(裂谷盆地、山间断陷盆地)

3)陆内挠曲型盆地(周缘前陆盆地、弧后前陆盆地、压陷盆地、坳陷盆地)

4)走滑带盆地(拉分盆地)

5)活动陆缘盆地(海沟-斜坡盆地、弧前盆地、弧后盆地、弧间盆地、弧背盆地、残余海盆)

6)洋盆(深海平原)

7)被动大陆边缘盆地

(七)盆地同沉积断裂研究(要素之20)

利用区域沉积建造横剖面图和沉积等厚线图,识别同沉积断裂(李思田等,2004)。同沉积断裂性质分析的主要证据有岩性岩相突变、沉积厚度突然加大、地层断距、断裂带近旁的不协调沉积现象以及趋势面分析结果等;沉积后该断层是否发生过继承性活动,主要表现在基岩错断、地层缺失、对地貌和沉积的控制和改造、断层旁侧次级构造发育、岩层遭受牵引、断裂破碎带特征等。

(八)盆缘和盆内基底断裂研究(要素之21、22)

1)分析沉积盆地形成与演化过程中起控制作用的主要构造系统,识别和划分盆地盆缘和盆内的主干断裂及其分布特点。

2)收集遥感资料,系统提取与盆地断裂和成矿关系密切的遥感异常,遥感解译的重点是:盆缘和盆内主干断裂系统解译;与成矿、控矿相关的遥感线、环、纹、斑、色调等特征影像提取,与盆内成矿、控矿相关的隐伏岩体圈定等。

3)收集地球物理资料,推断、追索、圈定与盆内沉积岩层有明显物性差异的隐伏岩体,以及两侧岩石物性有明显差异的隐伏断裂等,进行盆地基底构造分析;划分盆地构造单元等。

(九)沉积大地构造旋回和大地构造相(环境)分析(要素之23、24)

1.沉积大地构造旋回分析

1)识别和划分盆地中的古构造运动面,进行盆地的构造反转和构造旋回划分(李思田等,2004)。

2)进行盆地的幕式构造作用和原型盆地的转换与叠合研究,分析沉积盆地的形成演化过程与演化规律(李思田等,2004)。

2.大地构造相(环境)分析

在沉积环境、沉积相、沉积盆地分析和沉积构造古地理单元划分的基础上,进行沉积大地构造旋回和大地构造相(环境)分析(Roberton,1994;张克信等,2001,2004;潘桂棠等,2008)。大地构造相(环境)的划分方案详见表3-15和附录3-7。