研究生开题论文综述

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1、河南理工大学硕士学位论文综述研究生姓名余朕朕导师姓名曹高社培养院系 资源环境学院学科专业 地质工程研 究方向 构造地质与油气地质学 号 211003010008河南理工大学研究生处制2011年10月2日宁夏中部香山群砾屑灰岩沉积构造环境分析论文综述前言：在宁夏的野外实际考察中，新井煤矿、马夫峡子、古城子、毛土坑山、 科学山等地香山群的成层出现的砾屑灰岩引起了我们极大的兴趣，它们形状各 异，磨圆度参差不齐，粒径大小不一，成分、颜色也不尽相同。诸多的不同特点 必然是搬运距离的远近、气候的冷热不均、母岩的成分差异等等，总之就是沉积 环境和构造样式的不同造就了今天不同的产出形态和沉积特征。本文就是要通

2、过 对砾屑灰岩的沉积特征、产出形态、成因类型的详细分析，同时借助于同时代沉 积硅质岩的镜下和地球化学分析，还原当时的沉积环境和构造样式。关键词：砾屑灰岩 香山群 沉积环境 构造样式 硅质岩1选题依据选题来源于导师曹高社教授承担的中石化胜利油田西部项目“中卫探区中古 生界残留地层分布特征研究”课题中的部分研究内容。从前人的资料中我们发现，很少有对砾屑灰岩进行专门和系统的研究，大多 数专家和学者都是通过对颗粒碳酸盐岩进行分析和研究，然后对其次级的分类- 砾屑灰岩进行稍带性的例举，所以一直以来关于其成因和演化规律尚没有得到一 个普遍性认识。长期以来，鄂尔多斯西缘的宁夏中部寒武系香山群的研究一直受到重

3、视，在 其时代厘定、沉积环境方面已做了很多工作，尽管争论不一，但还是取得了许多 成果和进展。可是对于香山群中的砾屑灰岩的研究甚少。此外，前人认为研究区香山群具有大陆边缘沉特征，香山群应属于大洋扩张 阶段被动大陆边缘环境上的陆坡、陆隆和深海平原环境内的沉积产物。同时通过 野外中采获的砾屑灰岩样品，我们发现其内部颗粒的分选性和磨圆度较差，砾径 大小不一，认为其可能是没有经过长距离的搬运，基本上属于近源沉积，并且是 一种快速堆积的形成模式，最后被搬运到斜坡上沉积下来。所以本文就是通过砾 屑灰岩的岩石特征和野外产出形态，运用沉积学、地层学、构造地质学。还有一 些地化分析手段来阐明和揭示宁夏中部香山群砾

4、屑灰岩的沉积构造环境，并且对 于整个早古生代的沉积和构造演化起到一定帮助。2国内外研究现状2.1砾屑灰岩的研究现状2.1.1砾屑灰岩的岩石学特征按照福克（1962）的石灰岩分类，他把碎屑岩的结构观点系统地引入到了碳 酸盐岩的分类方案中。砾屑灰岩呈浅灰色至灰色，常以层状和块状形式出现，在 地层岩石中颗粒含量大于50%，砾径可以大全漂砾级，最小全细砾，它们的充填 物可是灰泥杂基（微品方解石）也可以是亮品胶结物，或者是两者都有。颗粒的分选和圆度可以因搬运磨蚀程度而明显不同。潮上或礁前环境下形 成的颗粒石灰岩中的颗粒多呈棱角状碎屑；浅水波浪环境的颗粒石灰岩中的颗粒 分选磨圆度良好，风成沙丘或海滩颗粒石

5、灰岩的颗粒分选磨圆度都特别好。冲洗干净、分选好的颗粒石灰岩，通常代表水浅、波浪和流水作用较强烈的 环境，其中灰泥被簸选走，颗粒被亮品方解石胶结，常见波痕、交错层理及冲刷 构造。国内研究砾屑灰岩的不是很多，一般从成因上分，前人认为砾屑灰岩可分为 同生角砾灰岩、外来角砾灰岩和滑塌角砾灰岩，详细分类见表1 （李柒林，2002）， 并且砾屑灰岩多以夹层、岩楔和透镜体的形式出现在地层中；表1不同成因类型的砾屑灰岩特征对比表型特同生砾屑灰岩原地同生砾屑灰岩滑塌砾屑灰岩外来灰岩砾岩块砾石特征形 态磨圆一般的次圆状、扁平 圆状磨圆度差，棱角明显， 呈多边形或片状磨圆度很差，多呈棱角 兼少量次圆状磨圆度一般，呈

6、次圆状 -次棱角状排列方式多为平行层面的定向规 则排列，少数单向呈叠瓦 状排列无规则、杂乱排列无规则、杂乱排列无规则、杂乱排列成分组成成分较为单一，多为灰岩 砾石、与下伏沉积成分相 同成分单一，为原地灰岩砾 石，与下伏沉积成分相同成分较复杂，与上下层位 岩性无关，来源于异地成分单一、与上下岩层 岩性无关，来源于异地支撑关系颗粒支撑，部分为 杂基支撑颗粒支撑杂基支撑杂技支撑为主，局部 颗粒支撑基质成分以亮晶、微晶灰岩充填为 主，并有颗粒、砂屑、石 英砂等充填以亮晶、微晶灰岩充填 为主基质成分较复杂，以 灰泥砂宿为主基质成分较复杂、有 钙质、砂质、泥质相 混合颜色砾石灰色-深灰色灰色-深灰色灰色-

7、深灰色，无氧化圈灰色-深灰色，有氧化圈基质灰色灰色-深灰色灰色-深灰色，局部为 灰褐色灰色-灰褐色岩体特征厚度单层厚度较薄，几厘米至 几十厘米，为较稳定的似 层状体单层厚度一般几十厘米 呈透镜状单层厚度一般几米至几 十厘米，呈似层状或舌状单层厚度一般大于10m 呈厚度不稳定的大透 镜体接触面积与上下岩层接触界面均 平整，但底部均具底冲刷与上下岩层接触界面 均平整与下伏岩层界面不规则 具底冲刷/与上伏岩层 界面辛宜与上下岩层界面均不 规则，具截切现象度布 粒分粒度分布较均匀粒度分布较均匀粒度大小混杂粒度大小不一2.1.2 砾o;屑灰岩的沉积作用类型1 1 l按照其岩相组合、沉积物特征及沉积标志，

8、砾屑灰岩的沉积类型大致可分为 重力流沉积类型和密度流沉积类型。（1）碳酸盐重力流沉积，即位砾屑灰岩。其砾屑一般为角砾，形状 不规则，多为棱角-次棱角状。（2）密度颗粒流沉积，是颗粒流的一种，是一种非粘滞性碎屑流， 粉砂和砂质物质是其杂基的主要成分，碎屑支撑。2.1.3砾屑灰岩的成因类型以及分类方案关于砾屑灰岩的成因，前人做了大量的研究工作。主要是由两种认识：（1）Folk（1962）在其三端元方案中认为其是一种异常化学岩的异化颗粒灰岩 的一种，类似于碎屑岩的分类方案。也是由颗粒（异化颗粒）、充填物（微品方 解石泥）、和胶结物（亮品方解石胶结物）组成。碳酸盐沉积物除了由化学成因 的以外，同时还受

9、到水动力条件的控制，这就是异常的原因。（2）Dunham（1962）是一种类似于两端元的分类方案，有颗粒和泥组成。砾屑 灰岩属于颗粒岩的一种。（3）Wright（ 1992）把Folk和Dunham划分的各种类型的灰岩归为沉积作用类 灰岩，这些均属于正常沉积作用的亚类灰岩。但在地层记录中，还常见到各种非 正常沉积作用（如事件沉积）所形成的4种灰岩： 发育于台地边缘的角砾灰岩，多为垮塌作用的产物及重力流沉积 发育于较深水背景下的浊积灰岩，以正粒序的砾屑、砂屑、粉屑结构为特征 发育于浅海环境中的由风暴作用形成的各种灰岩，有风暴砾屑灰岩、风暴介 壳灰岩等 地震形成的灰岩，包括地震碎裂所产生的角砾灰岩

10、，及发育特殊“振荡液化脉” 的碳酸盐岩。由上述非正常沉积作用所形成的灰岩，也不能用Folk和Dunhanm 的“结构成熟度”的概念去衡量其产出环境的能量水平，而且它们均各自具有不 同的沉积动力作用模式。 冯增昭等（1991）认为是差异压实的成岩和沉积作用共同形成。 李双应（2002）认为是由沉积作用形成；并且他研究认为，碎屑流应具有：基 质或颗粒支撑，很少或没有一致的优选组构，颗粒粒径变化大，分选差，角砾状 和圆状碎屑相互混合等特征。2.1.4砾屑灰岩的形成环境李柒林（2002）认为其形成时一种大规模的张裂沉积，使得位于大陆边缘的 碳酸盐台地发生裂陷，形成许多同生断陷有关的断陷斜坡，及台裂斜坡

11、，为砾屑 灰岩的形成提供了有利的场所。他认为甘肃省夏河地区的上二叠统毛毛隆组中的 砾屑灰岩的沉积位于中秦岭裂陷槽内，由原地砾屑灰岩和异地砾屑灰岩组成，它 们的出现说明碳酸盐台地解体，出现台裂斜坡，并于槽向岩系的配合可以说明裂 陷的部位（如图1）对于砾屑灰岩的成因讨论，对于认识古构造发展有重要的意 义。台地及台地前缘L大陆斜坡-深海盆地图1毛隆隆组砾屑灰岩的形成示意图刘亚伟（2007）认为砾屑灰岩的所在的地层具有明显的重力流沉积特征，与 地台型的砾屑灰岩的形成特点有着鲜明的对比，与伸展运动有关，并且构造频繁， 应处于一种台裂陆块边缘的斜坡带上，由于陆上斜坡（陡崖）变形形成重力流， 诱发水下未固结

12、的灰岩发生短距离的搬运，在适当的环境下，再沉积下来，可为 一种混合沉积。王松（2011）根据湖南慈利江垭中-上二叠统岩石特征分析砾屑灰岩内部较 少的基质含量，砾石较差的分选性和磨圆度，可以判断其应处于快速堆积状态， 基本未经长距离搬运。砾石应来自台地边缘，在一些突发性的地质事件影响下， 被搬运至斜坡上部快速堆积形成砾屑灰岩。张华（2011）认为砾屑灰岩的形成可能与静水沉积下的风暴作用有关，风暴 引起的高度搅动的水体对弱固结的碳酸盐沉积物进行打碎、撕裂、搬运等再改造 作用，代表了动荡的海洋环境。时志强（2011）认为上扬子地区晚二叠世晚期及早三叠世异常碳酸盐的角砾 状灰岩和扁平砾屑灰岩是在频繁的

13、风暴对海底的影响使得同生期弱固结的碳酸 盐软泥被打碎而形成同生砾屑，同时一定的古地形有加剧了风暴为诱因的碳酸盐 沉积物重力流的发育。张旭（2009）根据北京西山下苇甸剖面中寒武统的碳酸盐岩（砾屑灰岩）微 相的分析，得出其主要为开阔台地相开始，向上变为滩前斜坡相，又逐渐变为开 阔台地相，最后以滩前斜坡相结束。何幼斌（2004）认为柴达木盆地北缘石灰沟地区下奥陶统的顶部的砾屑灰岩 具有碎屑流沉积的特征，具有碎屑流沉积。董兆雄（2002）认为鄂尔多斯盆地南部奥陶纪末端出现的角砾状灰岩和浊积 岩属于缓坡重力流沉积成因。李双应（2001）认为巢县二叠系栖霞组砾屑灰岩的成因属于碳酸盐碎屑流成 因，并总结了

14、碎屑流应具有如下特征：1.基质或颗粒支撑2、很少或没有一致的优选组构3、颗粒粒径变化大，分选差 4、角砾状和圆状碎屑互相混合5、正粒序，通常不发育6、层的底部可能发育反 粒序7、通常块状并且没有层理8、异常的厚层9、不规则的顶部10、大的碎屑 可能突出的层面上。碳酸盐岩碎屑流沉积物常常发育于碳酸盐斜坡，或者具有一个陡峭的礁外剖 面，或者是台地外的稍微凹凸剖面，在台地周缘陡的部位沉积物很薄或者缺失， 沿斜披向下砾屑石灰岩岩屑楔迅速递变为钙屑灰岩、泥屑灰岩和深海-半深海灰 岩。由于分布局限的水道和峡谷把较粗的沉积物带入到深水之中，因而导致缓坡 沉积相的分布相的分布更不规则。滑塌、碎屑流、水道相和舌

15、状体则进一步复杂 了相的分布。人们发现这种环绕珊瑚礁和碳酸盐台地的斜坡遍及全球的低纬度地 区（stow，1985）。同时他认为该组的灰岩段发育于半深海-斜坡沉积环境，石灰 砾岩由发育于碳酸盐台地边缘斜坡上的碎屑流形成。并且根据碎屑流的分裂标准 （shanmugam，1996），它应该为高密度砂质碎屑流，胶结物主要由等深流形成， 而薄层状的规制粒泥灰岩则是由等深流搬运来的物质、碎屑流成因的细粒物质和 斜披-半深海处的物质共同组成。彭阳（2009）认为广西凌云下甲二叠纪的沉积灰岩脉内伴有同沉积断层产生 的陡崖崩塌物及断层角砾岩。并且认为是在地震过程中引起的裂隙，期间碳酸盐 碎屑流充填在裂隙里面；同时周侧陡崖上面崩塌，形成角砾灰岩和内碎屑。野外 也可观察到角砾岩截断灰岩脉的走向。黄宏伟（2009）认为：根据岩石特征将事件沉积物分为碎屑流、颗粒流和浊 流。而对应的沉积物是砾屑灰岩、含砾砂屑灰岩和递变层砂屑灰岩，并且改时间 沉积具有等时性、成因相关性和全球性。国内对于砾屑灰岩的研究大多用于油气方面，其优良的储集性能引起了石油 工作者的极大兴趣，翟晓先等（2002）在新疆塔河地区发现颗粒灰岩（砾屑灰岩