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《中国地质大学(北京)》 2017年
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济阳坳陷始新统沙三下亚段湖相细粒沉积岩成因机制研究

张建国  
【摘要】:细粒物质的沉积作用是沉积学界研究的薄弱领域,且已有研究工作集中于海相沉积。研究表明天文旋回能够控制湖泊的沉积作用,但是缺乏对大套深湖细粒岩的研究工作。本文选取济阳坳陷沙三下亚段的湖相细粒岩为研究对象,通过岩心、薄片、地化测试、沉积模拟实验和米兰科维奇旋回分析等手段,探讨细粒岩的成因机制,主要认识如下。1.查明了细粒岩的岩石学特征。方解石、黏土、陆源碎屑的总含量占岩石的90%以上。方解石以水体中形成并沉淀的泥晶为主,而黏土主要来源于陆源输入。有机质含量从小于1%到10%左右,主要来源于湖水中的浮游藻类和细菌。结构和构造类型包括水平纹层(静水下形成)、微波状纹层和正粒序纹层(微弱水动力下形成)、块状构造和粉砂条带(形成于相对较强水动力环境)、方解石透镜体(沉积后改造形成)、丘状交错层理(风暴作用)等。2.区分出细粒岩具有6种沉积机制:1)浑水沉积:在较强陆源输入期,河流带来大量碎屑、黏土和营养物质漂浮到湖中心,且营养物质促使湖水中有机质勃发,从而碎屑、黏土、有机质在浑浊状态下一起沉积,形成微波状纹层和正粒序纹层等;2)半浑(清)水沉积:浑水与清水沉积的中间状态;3)清水沉积:在弱物源输入期,碎屑、黏土和营养物质的输入较少,而在清澈水体中大量沉积方解石,以水平纹层为主;4)浊流沉积:浊流末期能量减弱后沉积形成,包括块状构造和粉砂条带等;5)微生物岩:底栖微生物粘结、捕捉形成;6)风暴作用下的“再沉积”:已沉积的细粒物质受风暴作用,导致其再悬浮、搬运、沉积,形成方解石透镜体和丘状交错层理。3.揭示了3个级别天文旋回对细粒岩沉积演化的控制作用,分别是:1)十年、百年级别的太阳黑子旋回,2)23千年的岁差旋回,3)405千年的偏心率旋回。在一个黑子旋回内光照量强弱变化影响降水量,进而影响陆源输入强度,最终影响纹层物质组分。一个岁差内的近日点季节经历一次“夏季—冬季—夏季”的循环;在夏季近日点时气候潮湿、洪水频繁,而冬季近日点时正好相反,从而表现为“半浑水—清水—半浑水”或“浑水—半浑水—浑水”的沉积旋回。岁差旋回也影响风场强度,导致风暴作用下的“再沉积”细粒岩多出现在浑水沉积阶段。偏心率值控制地球绕太阳运动的轨道,从而控制地球气候,进而影响沉积作用;偏心率值较小的阶段主要发育清水沉积、半浑水沉积、微生物岩,而偏心率值较大的阶段主要发育浑水沉积、半浑水沉积、浊积细粒岩。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P588.2

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