判别陆源碎屑岩古流向与物源方向技巧

陆源碎屑岩物源分析手段及研究进展高健;林良彪;郝强;余瑜【摘要】物源分析作为沉积盆地分析的重要内容,在研究盆山耦合、构造演化等环节中发挥着不可替代的作用.本文结合诸多学者的研究成果简要介绍了陆源碎屑岩物源分析的一些技术手段及研究进展情况,并就其未来发展提出了一些看法.【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】8页(P14-21)【关键词】陆源碎屑岩;物源分析手段;研究进展【作者】高健;林良彪;郝强;余瑜【作者单位】成都理工大学沉积地质研究院,成都610059;成都理工大学沉积地质研究院,成都610059;成都理工大学沉积地质研究院,成都610059;成都理工大学沉积地质研究院,成都610059【正文语种】中文【中图分类】P588.21+2传统物源分析方法主要以沉积学、岩石矿物学以及统计理论作为理论基础，利用岩石类型、成分和分布情况以及碎屑类型及其组合来推断物源区。

方法简单快捷，成本低。

作为传统方法，在推断大的源区方面比较有效；当物源为混合物源时，对碎屑来源往往指示不清[6]。

1.1 沉积学方法沉积学法是最基本、最广泛的应用于沉积盆地分析的方法，其主要依据沉积学原理结合钻井、地震等资料，对碎屑岩进行物源分析。

而古水流分析又是沉积学方法中最重要的一种，根据存在于沉积岩中的能够推断水流方向的特性进行，利用交错层理（斜层理、逆转变形层理、爬升沙纹层理等）、层面构造（波痕、槽模等）、砾石的定向排列、生物化石的定向排列等标志来推断古水流方向，然后结合古地貌分析、沉积相分析结果，进而判断物源的相对位置[7]。

但古水流分散性较大并且判定标志的识别具有不确定性和局限性，因此必须做大量的野外观察和室内资料统计工作才能获得比较客观的信息。

此外，依据碎屑岩粒度、成熟度在由物源向盆地搬运过程中的变化特征、地层沉积厚度变化特征以及构造特征等都能为物源的定位提供有利的依据[8]。

1.2 岩石矿物学方法1.2.1 碎屑组分分析1）砾岩：通过系统统计砾石中不同成分的含量、粒径及占比等资料，可以解读出基底、母岩岩性、搬运距离等信息，进而判定物源位置。

第一章1.沉积学：研究沉积物的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的一系列复杂的成岩作用变化。

2.沉积古地理学：对一定地质历史时期形成的地层进行沉积相分析，研究当时不同地区的沉积环境条件及其相互关系，再造当时的海陆分布、自然地理和气候特征的学科。

3.沉积相：沉积环境的物质表现。

4.沉积环境：一个发生沉积作用的、具有独特的物理、化学和生物特征的地貌单元，并以此和相邻的地区相区别。

5.沉积（相）模式：对沉积环境的沉积特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括。

6.相标志：存在于沉积岩（物）中对沉积环境具有指示意义的成因标志。

如水平层理、平行层理。

7.瓦尔特相律：没有沉积间断的条件下，只有在横向上相邻的相，才能在纵向上互相叠覆8.现实主义原则：现在正在进行着的地质作用，也曾以基本相同的强度在整个地质时期发生过，古代的地质事件可以用今天所观察到的现象和作用加以解释9.沉积体系：沉积体系是成因上被沉积环境和沉积过程联系在一起的沉积相的三维组合。

10.垂向层序：垂向层序通常是指某一沉积相内部随时间演化，沉积特征（粒度、沉积构造等）在垂向上的规律变化。

11.垂向序列：垂向序列通常是指几种成因上有联系的沉积相在垂向上的组合关系。

12.进积型垂向序列：是指沉积物在不断向沉积盆地中心方向推进过程中，所形成的粗粒的或浅水沉积物覆于细粒的或相对深水沉积物之上的垂向序列。

13.退积型垂向序列：是伴随沉积盆地水体的不断扩张，形成的细粒的或较深水沉积物覆于粗粒的或相对浅水沉积物之上的垂向序列。

14.相分析的基本思路：通过观察沉积相，寻找相标志，得出沉积参数或者沉积条件，今儿推出沉积环境。

第二章风化作用：指地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。

母岩：风化前的岩石物源区：供给沉积物的地区陆源碎屑：母岩经过风化作用后的残余碎屑物质。

1、沉积物的四种来源1) 陆源物质—母岩的风化产物;2) 生物源物质—生物残骸和有机质;3) 深源物质—火山碎屑物质和深部热卤水；4) 宇宙源物质—陨石、宇宙尘。

碎屑岩的识别室内观察碎屑岩的方法碎屑岩的观察分为手标本(野外露头)和薄片两部分内容，前者具有宏观和空间(三维)性，后者则是微观和断面(二维)的显示，两者相辅相成，不能偏废。

按照认识事物的一般规律，观察总是从总体开始，逐渐深入到各个细节，再从细节回到整体，有时甚至要经过多次反复，才能对岩石的特征获得较全面、较深刻的认识。

在实验过程中，首先详细地观察手标本，对岩石的成分、结构、构造、风化特点有了较全面的了解之后，再有目的、有意识地进行镜下薄片观察，以弥补手标本鉴定中的不足之处。

可以这样说，显微镜下岩石薄片鉴定是沉积岩室内研究的基础，为此要很好地学习掌握。

沉积岩室内鉴定的目的是为了仔细确定沉积岩中各种组分的成分、含量及结构、构造等方面的特征，以便对岩石进行准确的定名、推断岩石形成条件、形成后的变化以及与油气方面的关系。

现将砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩的观察描述内容说明如下。

一）砾岩1．肉眼观察1）颜色：指出岩石总的颜色，并推断其成因。

2）构造：注意砾石有无定向排列或优选方位及粒序变化等，否则定为块状构造。

3）成分：包括颗粒(砾石)、填隙物的类型、含量和特征。

4）结构：包括砾石大小、砾石的圆度、球度，说明其磨圆的程度，及长、中、短三个轴的情况，砾石的形状及表面特征及支撑性等。

2. 镜下鉴定一般用低、中倍镜，进一步鉴定砾石成分和填隙物的成分、结构及显微构造等。

3.举例细角砾岩手标本描述：灰褐色，块状构造，砾石含量65％，以硅岩(硬度大)为主，次为泥岩；填隙物约30％，为泥质；孔隙约占5％；砾石直径2mm——10mm，，分选差，棱角——次棱角状；孔隙直径达lmm，呈杂基支撑结构。

镜下鉴定：砾石成分有硅质岩、泥岩和页岩，硅质岩单偏光镜下无色，有的被泥质交代，边缘污浊；正交偏光镜下具小米粒状结构，约占砾石总量的2／3。

泥岩和页岩表面污浊，泥质结构，页岩显水平层理，填隙物为粘土矿物，已发生绿泥石化和绢云母化。

定名：灰褐色块状构造单成分细角砾岩。

陆源碎屑沉积盆地的岩相古地理条件分析和制图应用统计分析法或百分比法恢复陆源碎屑沉积盆地的岩相古地理条件，所包括的方面较多。

在陆源碎屑沉积为主的含油气盆地，岩相古地理条件的恢复包括沉积物来源、水体深度及古地形、水动力条件、古气候和水介质物化条件等方面的分析。

一、沉积物来源的分析物源分析的主要任务是确定物源方向、侵蚀区或母岩区位置、搬运距离及母岩性质，最终应落实解决砂层和砂体的分布规律。

1、砂砾岩的成分及其分布底砾岩的的位置查明砂砾岩的粒度、成分、厚度及其百分含量变化，是确定物源方向的基本手段。

砾岩主要分布在盆地边缘，接近于物源区。

砾石成分可以直接反映物源区母岩成分。

根据砾石的排列规律可恢复搬运介质类型和水流方向。

物源方向与古水流方向常常是一致的。

砂岩的分布虽与砾岩有相似之处，盆地边缘靠近主要物源区砂岩最发育，向盆地内部变薄减少，但其分布远比砾岩广泛，实际意义更大。

砂岩中碎屑组分及其含量变化的研究是有意义的。

其中最多的是石英，次为长石，统计和分析长石和石英的含量变化，对恢复物源方向、判定储集性质，均有一定作用。

根据石英的包裹体、消光类型、形态和多晶现象等标志来综合推断其来源，仍是一个重要途径。

酸性火山岩中的长石主要是透长石；酸性侵入岩中为正长石和微斜长石；条纹长石说明缓慢冷凝过程，是侵入岩的特征。

阴极发光法对于人们认识碎屑石英的来源及母岩性质又进了一步。

它是一种值得使用的新方法，尤其是对解决粒度细、以石英颗粒为主的粉-细砂岩或含粉-细砂级石英颗粒较少的砂质碳酸盐岩类的物质来源问题。

应用岩屑类型及含量变化，恢复母岩性质及物源方向较有成效。

综合应用砂岩中的各种组分，编制砂岩类型分区图，也有助于恢复母岩性质及物源方向。

近母岩区长石和岩屑增加，石英相对减少，为岩屑砂岩和长石砂岩类，向盆内渐过渡为石英砂岩类，明显的变化方向即为物源方向。

2、碎屑重矿物组合及其分布利用碎屑重矿物组合及其含量变化，追索物源及其母岩早已被广泛应用。