本科毕业论文--石灰岩微相分析

本科毕业论文--石灰岩微相分析内容摘要：

本区 xxx中生物化石十分丰富，门类多、产丰富的钙藻类、有孔虫、棘皮、苔藓虫、蜓、腕足、海绵、双壳和腹足类、放射虫、珊瑚等。 多年来，我国的地层古生物学家对 xxx的化石分带做了很多工 作 (表 11)[3]。 表 11 中国南方石炭系化石组合与沉积环境 [3] 类型 化石组合 沉积 环境 分布 Ⅰ 植物 腕足类 Ⅰ 1 植物亚组合 冲积平原上的河湖及沼泽 东南地区的下石炭统 双壳类组合 Ⅱ 2 植物 腕足类 双壳类亚组合 三角洲、碎屑潮坪、滨岸沼泽 下石炭统 Ⅱ 蜓类 藻类 腕足类 珊瑚组合 碳酸盐岩潮坪 经鑫组、藕塘底组等 Ⅲ 蜓类 介形虫 腹足类组合 局限海碳酸盐岩台地 xxx 下部 Ⅳ 珊瑚 腕足类组合 海湾 金陵组 Ⅴ 蜓类 珊瑚 腕足类 海百合组合 开阔海碳酸盐岩台地 xxx 藻类 蜓类 海百合 腕足类组合 马平组 Ⅵ 蜓类 海百合茎 介形虫组合 台地浅滩 xxx Ⅶ 苔藓虫 珊瑚组合 生物礁 田林浪平大塘阶 Ⅷ 牙形虫 钙质骨针组合 碳酸盐岩斜坡及盆地 罗甸、天等等地石炭系各组 Ⅸ 放射虫 硅质骨针组合 深水盆地 石夹组等 1984 年江苏、安徽两省古生物学会及江苏省地质学会召开了 “ 苏浙皖地区 xxx 底部白云岩归属问题现场讨论会 ” ，通过大量白云岩剖面的测制及采集艇类化石，基本搞清了中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 第 3 页 其中旋类动物群面貌、垂直分带及分布范围，进一步证实了 Pseudostaffella 带在本区的存在 [12]。 xxx 本区 xxx 蜓 类己发现有 19 个属 179 个种及亚种。 根据 它们的属种始现，分为三个带五个亚带。 自上而下为： 3. FusulinellaBeedeina 带 3） Fusulina quasicylindrica 亚带 2） Beedeina schellwii 亚带 1） Fusulinella pseudobocki 亚带 2. Profusulinella 带 2） Eofusulina 亚带 1） Profusulinella 亚带 1. Pseudostaffella 带 安徽和县、含山、巢县、无为等地总厚 ，它们 大都只有中部粗晶灰岩及上部纯灰岩，在灰岩的上部偶夹薄层页岩。 在巢县凤凰山只有近 30m 厚的一套厚层灰岩，产蜓 Fusulinella pseudobocki， F . Bocki， F . Obesa， F. Praebocki， Profulinella ovata， P . Parva， P . Rhomboides， Eofusulina cf . triangula。 珊瑚 Chaetetes lungtanensis， Caninina nikitini； 腕足类 Choristites mosquensis， C . ： 下部厚层白云岩质灰岩夹薄层泥质灰岩，底部有 米中厚层石英砂岩 ； 中部粗晶灰岩 ； 上部厚层纯灰岩三个部分 [35]。 表 12 中国南方石炭系主要岩石类型 [3] 碳酸盐岩 石 灰 岩 颗粒 灰泥石灰岩 颗粒石灰岩 亮晶颗粒石灰岩 灰泥颗粒石灰岩 颗粒质灰泥石灰岩 含颗粒灰泥石灰岩 灰泥石灰岩 特殊石灰岩 礁石灰岩 重力流石灰岩 风暴流石灰岩 巨晶石灰岩 白云岩 泥 粉晶白云岩 细 粗晶白云岩 角砾白云岩 碎屑岩 砾岩 砂岩 粉砂岩、泥岩、页岩 其他岩石 硅岩 火山岩、火山碎屑岩 岩石学特征研究现状 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 第 4 页 在碳酸盐岩中，石灰岩分布最广，尤其是上石炭统几乎全由石灰岩组成。 根据结构分类，并考虑某些特殊的构造和成因，灰泥石灰岩类和特殊石灰岩类。 首先把石灰岩分为两大类，即颗粒 灰泥石灰岩类和特殊石灰岩类。 颗粒灰泥石灰岩类，还可依颗粒与灰泥相对含量，分为颗粒石灰岩、颗粒质灰泥石灰岩、含颗粒灰泥石灰岩和灰泥石灰岩；颗粒石灰岩还可根据颗粒间的充填物是亮晶还是灰泥，再 分为亮晶颗粒石灰岩和灰泥颗粒石灰岩；在此基础上，再依具体的颗粒类型进行具体命名，如亮晶鲕粒石灰岩、灰泥生粒石灰岩、生粒质灰泥石灰岩、含生粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩等，生物碎片是碳酸盐岩中最常见的颗粒 [11]。 特殊石灰岩类，还可根据成因、特殊结构、构造等，分为礁石灰岩、重力流石灰岩、风暴流石灰岩和巨晶石灰岩等（ 表 12)[3]。 巢湖市北郊凤凰山剖面，为本次要研究的剖面。 石炭纪的岩石包括碳酸盐岩、碎屑岩。 其中以碳酸盐岩为主 ， 厚 ， 占总厚度的 %， 泥页岩厚 ， 占总厚度的%， 砂 岩厚 ， 占总厚度 %。 碳酸盐岩中主要为石灰岩 ， 厚 ， 占总厚%， 白云岩厚 ， 占总厚 %。 石灰岩根据岩石结构 —成因分类 [3]， 结合特殊沉积构造 ， 可将石灰岩分为五种类型 ,即颗粒石灰岩、生粒质灰泥石灰岩。 含颗粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩、去膏化结核状粗晶石灰岩 (表 13）。 微相分析现状 微相一词最早是由 提出，认为薄片中岩石的面貌都是由微相组成的。 换句话说，微相就是在显微镜下薄片中显示出来的岩石的重要判别特征。 之后，对于微相一词多有争论。 Calkins 认为 “ 微相 ” 必然与 “ 宏观相 ” 相对应且共同使用才有意义； Campbell则简单地以 “ 微相 ” 代替 “ 显微镜下研究 ” ； Cuvillier 认为微相就是沉积岩在薄片中的古生物学和岩石学的总特征； Wi1son 根据现代碳酸盐沉积的资料，把碳酸盐岩按显微（微相）特征的不同分为 24 个标准的微相类型（简称标准微相），他这里的微相是指具特征显微结构的岩石类型。 上世纪五、六十年代，由于碳酸盐岩中油气资源的开发利用，碳酸盐岩微相研究工作也取得了长足的进步 [12]。 石灰岩分类也渐趋成熟，具有代表性的是 Folk（ 1959）及 Dunham（ 1962）的分类方案 [39， 40]，在前者基础之上， Wright（ 1992） 提出了一个更为全面的分类方案，所有这些都进一步明确了 “ 微相 ” 的意义 [41]。 到目前为止，微相内容已经包括了沉积石的矿物学、古生物学，以及结构、成岩作用、地球化学和岩石物性特征等各方面的总和。 在此基础上，微相可以被定义为在薄片、揭片及光片中能够被分类的所有古生物学和沉积学标志的总和（ ， 1982） [42]。 由于碳酸盐岩成因和结构的特殊性 ， 使微相分析方法在碳酸盐岩沉积学的研究中显得尤为重要，成为碳酸盐岩 沉积环境分析、岩石成因研究、相带划分以及岩相古地理研究中不可或缺的沉积学研究方法和手段 [14]。 苏皖地区自晚泥盆世至石炭纪结束，处于加里东运动之后、海西初的构造活动宁静期，石炭系基底是稳定的克拉通陆壳，地形逐渐夷平，石炭系沉积物薄而稳定，为一典型陆表海盆 [20]。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 第 5 页 表 13 岩石类型与单因素特征 [24] 岩石类型 占各组百分比（ %） 颗粒量 颜色 C1j C1g C1h C2h C2c 碳酸盐岩 石灰岩 颗粒石灰岩 亮晶颗粒石灰岩 亮晶砂屑灰岩 70%80% 浅灰 —灰 亮晶含生粒砂屑灰岩 75% 浅灰 亮晶生粒灰岩 70%85% 浅灰 亮晶团块灰岩 65% 肉红色 亮晶腹足类石灰岩 70% 肉红色 亮晶藻球藻团石灰岩 85% 灰色 灰泥颗粒灰岩 灰泥生粒石灰岩 65%80% 浅灰 —灰黑 灰泥砾屑石灰岩 58% 灰黄 生粒质灰泥石灰岩 35%40% 浅灰 —灰黑 含颗粒灰泥石灰岩 含生粒灰泥灰岩 10%20% 浅灰 —深灰 含内碎屑灰泥灰岩 褐灰 灰泥石灰岩 浅灰 —灰 去膏化结核状粗晶石灰岩 灰白、灰黄 准同生白云岩 灰带红 碎屑岩 石英细砂岩 85%95% 灰白、灰黄 粉砂岩 85%95% 灰白、黄 泥岩 10 灰、灰黑、黄红 页岩 灰黑、灰绿 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 第 6 页 图 13 巢湖麒麟山剖面的微相特征及微相类型的分布 [15] 巢湖麒麟山剖面位于安徽省巢湖东北部 xxx 灰岩微相分析 [15]，将巢湖麒麟山剖面中、晚石炭世碳酸盐岩归纳为以下 7 种微相类型： 内碎屑砾状灰岩 ( MF1, intraclastic rudstone)，生物碎屑泥粒灰岩 ( MF2, packstone with bioclasts)，泥化包粒泥粒灰岩 ( MF3, packstone with coated grains)，核形石泥粒灰岩 ( MF4, oncolitic packstone)，白云石化的生物碎屑泥粒灰岩 ( MF5, dolomitized wackstone with bioclasts)，含粪球的生物碎屑泥粒灰岩 ( MF6, bilclast ic packstone with fecal pellet)，藻屑泥粒灰岩 ( MF7, packestone with algal bioclasts) （图 13）。 沉积环境研究现状 沉积相研究 下扬子盆地的石炭系，沉积厚度薄，岩相变化大，界面多而不清晰。 研究结果表明，它可以分为 6 个三级层序，而且层序的界面大多数与组的界限相吻合。 层序 A 由金陵组的碎屑岩和灰岩组成；层序 B 由高骊山组碎屑岩组成；层序 C 由和州组碳酸盐岩组成；层序 D 由 xxx 底部碎屑岩和白云岩组成；层序 E 由 xxx 中、上部灰岩组成；层序 F由船山组灰岩组成；其中层序 A、 B、 E 属于 Ⅱ 型层序，层序 C、 D、 F 属于 Ⅰ 型层序 [16，17]。 晚石炭世主要是碳酸盐沉积，黄龙期从滨岸石英砾岩相 —潮坪白云岩相 —开阔海台地碳酸盐岩相 [19]。 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 第 7 页 黄龙期沉积相及其特征：早石炭世末，海水退出 .下扬子盆地露出海面。 由于盆底地形起伏不平，因而遭到了不同程度的剥蚀，巢县一含山一带的和州组顶部形成古喀斯特风化面；铜陵一贵池一带，和州期继续剥蚀，导致下石炭统的残缺不全。 宣城王胡村高骊山组顶部形成厚达 20cm 的铁质风化壳。 黄龙期的沉积可分为 3 个相区、 5 个相带。 3 个相带：滨海相区 、开阔海台地相区、浅海陆棚碳酸盐若相区； 5 个相带：滨岸碎屑岩相带、潮坪白云岩相带、台内滩相、台内盆地相、台坪相 [19]。 沉积环境研究 苏皖地区自晚泥盆世至石炭纪结束，处于加里东运动之后、海西初的构造活动宁静期，石炭纪基底是稳定的克拉通陆壳 ， 地形逐渐夷平，火山活动微弱 ， 石炭纪沉积物薄而稳定，整个石炭系厚度不超过 250m， 数米厚的金陵组、和州组等，从下扬子延到中扬子，其岩性、生物群酷似，为一典型陆表海盆 [20， 21]。 巢北地区的 xxx位于下扬子盆地东端 ， 自晚泥盆世晚期部分地区海水已经侵入 ， 沉积了滨海潮坪相地层。 石炭纪早期海侵扩大 ， 海平面上升 ， 区内为海水淹没 ， 沉积了一大套石炭纪海相地层， xxx下部海平面先是缓慢上升 ，幅度较大。 整个扬子区沉没在海平面以下 ， 成为广阔的台地海盆 ， 是早石炭世末期发生的规模较大的一次海侵，之后海面缓慢下降。 上部海平面先是快速上升 ， 而后缓慢下降 ，沉积层暴露水面 ， 发生沉积间断 xxx沉积特征表现为下部微波状层理 ， 水平层理 ， 大型单斜交错层理 ， 底部冲刷明显。 据其沉积特征 ， 应为开阔台地中的潮下低能浅滩环境 ； 中部微波状层理、冲洗层理、水平层理、平行层理等 ， 其形成环境应为开阔台地 ； 上部块状、波状层理。 总之，温暖、清洁和浅的海水是碳酸盐岩沉积作用最必要的条件 [22]。 此环境应为开阔台地上的浅滩 [23]。 xxx从下而上反映浅水碳酸盐台地上的高能 → 低能 → 高能特征 ， 海水有浅变深再变浅的变化规律，为开阔台地和台地上的浅滩环境 [24]。 碳酸盐岩台地 —中下扬子碳酸盐岩台地： 在威宁期早期与晚期，中下扬子。