物源分析方法及研究进展1

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物源分析方法及其进展

西北大学地质学系

2011.3.12

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一、物源分析的意义

二、物源分析的主要方法

三、存在问题

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一、意义

物源

路径，甚至整个盆地的沉积构造演化等方面意义重大。近年来已发展成为多方法、多技术的一门综合研究领域，电子探针、质谱分析、阴极发光等先进技术在物源分析中应用日益广泛；同时，各种沉积、构造、地震、测井等地质方法与化学、物理、数学等学科的应用及相互结合，使物源判定更具说服力。它在评估古地理、限定造山带的侧向位移量，确定地壳的特征，验证断块或造山带演化模型，绘制沉积体系图，进行井下地层对比以及在评价储层的品质等方面，都可起到重要作用。

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物源分析解决的问题：

沉积物源区的位置

沉积物源区的性质

搬运路径以及影响沉积岩成分的各种因素（地形起伏、气候和构造背景）

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二、主要方法

沉积学方法碎屑组份分析法重矿物分析法裂变径迹法地球化学法

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（一）沉积学方法

沉积学方法侧重宏观与整体分析，是其它物源分析方法的基础和原盆面貌的重要约束。通过盆地范围或更大区域的地层接触关系、地层厚度分布、砂岩厚度（砂分散体系）、粗碎屑含量百分比及沉积物粒度变化以及岩性岩相的横向变化和纵向迭置等，可对物源方向、数量和距离作出判识。

在确定侵蚀区与沉积区方面，刘宝珺（1985）提出代表沉积边界的零等厚线的判识标志，即岩相界线与地层等厚线的走向一致，等厚线连续变化到零，生物相渐变等3条标准。事实上，地层厚度与岩相展布规律因盆地类型而异，若遭后期改造破坏，则给分析带来困难。利用砾石中不同成分的含量、粒径大小及所占百分比等统计资料，能区分源岩的主要岩性、搬运距离。粒序层、砾石的分选、磨圆、砾岩体的形态等都可作为有用的参考，来反映破坏、磨蚀的程度和气候条件以及构造背景。

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沉积学方法为最基本、最广泛的用于沉积盆地的物源分

析的方法，也是较传统的分析方法。

根据盆地钻井、测井、地震等资料，经过详细的地层对

比与划分，作出某时期的地层等厚图、沉积相展布图等相

关图件，可推断出物源区的相对位置，结合岩性、成分、

沉积体形态、粒度、沉积构造（波痕、交错层等）、古流

向及植物微体化石等资料，判断源区的方向、岩性等，使

物源区更具可靠性。

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1. 古流向分析

根据存在于沉积岩中的能够推断水流方向的特性进行，主要借助岩石露头、地层倾角测井资料、定向岩心等方法获得。P.E. Potter与F.J.Pettijohn（1984）系统介绍了古水流分析的原理和方法。

（1）砾石最大扁平面和叠瓦状排列

（2）交错层理

作古流向玫瑰花图，判定古水流的方向，即为可能的物源方向。

测试数据点越多，可靠性就越高。

不对称波痕、水道和冲蚀、底面印痕以及斜坡地区的滑塌构造等也可作为辅助。不足：具有较大的局部性和分散性，如果要判定古流向，必须做大量的野外观察和室内资料统计才能提高准确度。

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测量地点

构造名称

层位

数据

平均方位

AB

交错层理交错层理

T3yT3y

429

177272

CD

交错层理交错层理 交错层理

T3T3y T3w

223 20

283312 253

EF

交错层理交错层理 交错层理 交错层理

T3wT3w T3y T3 T3h T3h

321 12 11 4 26

291301 166 180 299 311

G

交错层理 交错层理

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山西组上石盒子组下石盒子组

环县石板沟

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沉积法

古流向分析TJ1

J3吐-哈盆地具有复杂的沉积搬运体系。在盆地南侧,沉积物搬运方向总是由南向北,表明觉罗塔格山是盆地的主要物源区;而在盆地北侧,博格达山自晚侏罗世开始隆起,构成盆地的另一新的物源区,沉积物搬运方向由北向南。

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2.砾岩分析

砾岩中的砾石成分变化是确定物源的直接证据，利用砾石中不同成分的含量、粒径及所占百分比等统计资料，能区分源岩的主要岩性、搬运距离。粒序层、砾石的分选、磨圆、砾岩体的形态等都可作为有用的参考。

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100

80

砾 性(%)

60

40

Ⅰ20 0 1 2 3 4 5

Ⅱ

Ⅲ

6

7

8

9

测量点位 花岗岩 砂岩 碳酸盐岩 片麻岩 石英岩 其它 片岩

野外砾石组分分析表明： Ⅰ区的砾石成分以碳酸盐岩 为主，平均含量可以达到88 %,总体上表现出砾石成分单 一、物源稳定；Ⅱ区的砾性 以花岗岩为主，石英岩、片 岩、片麻岩次之,其中花岗岩 砾石的平均含量约为60%, 砾石成分复杂； Ⅲ 区的砾性 以石英岩为主平均含量可达 57%,另外还有包括基性岩 脉、碳酸盐岩等，但未发现 花岗岩；总体可以看出三个 区域具有不同的源区。