研究陨石的沉积学意义

2021-01-12 17:31:21 字数 4766 阅读 2994

1楼:中地数媒

陨石是天外来客,是迄今为止人类直接以太阳系获得的主要物质。越来越多的事实说明,地球的形成与宇宙的影响是分不开的,原始地球各圈层的形成与太阳系的形成和发展有密不可分的联系。因此,研究陨石对于人类认识地球的起源、成分、结构和演化有很重要的科学意义。

研究陨石的沉积学意义如下:

1.是认识沉积圈层中关键地层界线上特殊沉积层成因的钥匙

自1979年alvarez在意大利和丹麦的白垩系/古近系界线上发现特殊黏土层沉积后,先后又在前寒武系/寒武系界线(张勤文等,1984;许靖华等,1986)和二叠系/三叠系(孙亦因等,1984;徐道一等,1985,柴之芳等,1986)界线上也发现有特殊沉积的黏土层。这些黏土层中铱(ir)的含量异常高,而地球上铱(ir)的含量非常低。1980年,卢斯·阿尔瓦里斯与他的同事提出小行星碰撞说以解释白垩系/古近系界线上黏土层成因和界线处的生物群集灭绝。

以此开始,地球科学家对陨石撞击地球产生的后果有了更强烈的兴趣。

2.是地球表面一些盆地形成的动力

陨石坑(meteorite crater)(较大的陨石坑又称环形山)是行星、卫星、小行星或其他天体表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑(图11-11)。

图11-11 陨石坑的形成过程示意图

在地球上由陨石撞击所形成的陨石坑内内常常会充水,形成撞击湖,在湖泊中发生湖相沉积。所以,地球、月球、水星、火星及其卫星表面圆形坑和环形山构造形成的动力即为陨石轰击成因。同时,在这一过程中巨大陨石的撞击,对研究地球和其他星球的形成、原始热和自转轴变迁的影响,以及为研究岩浆活动,突变事件和星球演化可提供宝贵的资料。

3.阐明了地球表面板块运动的动力**

板块构造学说是20世纪60年代提出的一种新的全球构造学说。1968年勒皮雄根据各方面的资料,首先将全球岩石圈划分成六大板块,即太平洋板块、欧亚板块、印度-澳大利亚板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。除太平洋板块几乎完全是海洋外,其余五大板块既包括大块陆地,又包括大片海洋。

随着研究工作的进展,又有人进一步在大板块中划分出许多小板块。如美洲板块分为北美板块和南美板块,东太平洋单独划分为一个板块,欧亚板块中分出东南亚板块以及菲律宾、阿拉伯、土耳其、爱琴等小板块。

已有的研究成果表明,板块运动与小行星碰撞地球关系密切,正是小行星高能量碰撞地球导致地壳破裂形成板块,并使板块在硅镁层上漂移运动。

4.认识包括所有恐龙在内的许多地球生物灭绝的原因

在地球沉积圈层演化过程中,发生过多次的生物绝灭事件。其中,65ma前地球上发生的恐龙灭绝事件,研究认为这可能是由于一个巨大的小行星或彗星对地球的撞击的结果(65ma前有一颗小行星撞到了墨西哥尤卡坦半岛上)。美国最近的计算机模拟也表明了这一点。

直到12年前,这个巨大的陨石坑才被发现。以2001年12月起,德国波茨坦地理研究中心开始了这方面的研究。这个天体可能以相当于100亿颗原子弹的冲击力在地球表面撞出了几千米深的裂缝。

撞击的碎片纷纷散落,引起了强烈**、海啸、大洪水和大火灾。这次碰撞产生的大量灰尘和气体混合到大气中,遮天蔽日,使气候出现反常。先是大火,再是冰川,接下来又是难以忍受的炙热。

这场生态灾难造成了植物群和动物群的灭绝,其中包括恐龙。

5.丰富沉积学内容和理论

将来自天外降落在地球表面的陨石及由陨石撞击地球形成的陨石坑纳入到沉积学的研究领域,将进一步丰富沉积学的研究内容,深化沉积学的理论体系。

6.有助于认识地球上生命的起源

据2010年3月31日俄罗斯国际文传电讯社报道,俄拉沃奇金行星防护中心的科学家叶甫盖尼·德米特里耶夫宣布,他在坠落于俄罗斯通古斯卡和克拉**图兰地区的陨石中找到了已经石化的生物片段。他认为,这些已经石化了的生物片段是证明有外星生命存在的有力证据。这些特殊的“骨架”片段均非常微小,只能在显微镜下才能看到。

德米特里耶夫认为,它们可能来自于木星或是其他巨星行星的某颗卫星。

总之,对于陨石及陨石坑的研究对**地球的形成和演化,古气候、古环境和古生物变迁,以及成岩成矿作用等都具有重要的科学意义。某些保存良好的陨石坑就因其特殊的科学内涵和自然景观,被开发成为自然科学博物馆、世界自然遗产和旅游胜地。所以,深化对陨石研究不仅是沉积学的重要任务,也是地区科学的重要任务之一;研究成果具有重大的理论意义和实际价值。

图11-12 包含有疑似地外遗骸的陨石碎片

图11-13 微镜下看到的疑似地外生命的骨骼片段

研究意义

2楼:中地数媒

河流相砂体通常具有垂向多层次叠置、侧向分割性强、砂体规模小、岩性变化快、非均质性强等典型陆相储层的沉积学特征。正是由于下石盒子组沉积环境的特殊性,其小层对比一直是一个棘手的问题。而前人根据“标志层”、“旋回性”及测井曲线形态的“相似性”进行的小层对比方法,由于“标志层”的不稳定性、“旋回性”的难识别和多变性以及测井曲线形态“相似性”的不准确性,常常导致穿层对比,不能客观地反映出地层的等时关系,直接影响储层对比与**的准确度,无法满足当前开发尺度储层**的精度要求,直接影响气藏模拟及开发方案的合理性。

因此,通过高分辨率地层层序划分、不同级次等时地层格架的建立,以及对沉积物的地层堆积样式、相序、相类型、岩性、岩石结构、几何形态、连续性、岩石物理特征及含气性分析,查明单期河道砂体的三维集合形态与空间分布特征、解剖多期砂体的空间叠置与组合关系,并在此基础上开展储层非均质分析和流动单元研究,**沉积微相、砂体叠置模式、储层非均质性及储层流动单元发育特征与不同级次基准面旋回的关系,对气藏精细描述、气藏数值模拟、产能**、储量估算及气田开发方案的制订和完善具有重要的指导意义。同时,对丰富和探索河流相地层层序分析、储层非均质性分析及储层流动单元研究方法具有重要的理论意义。

研究意义

3楼:中地数媒

什么样的湖才能生油?湖相油源岩形成的机制是什么?这是国内外许多学者孜孜不倦探索的问题。

然而,这些问题并没有得到很好的答案。原因是,长期以来陆相含油盆地的研究和实践一直偏重于对储层主要是砂体的研究,所作的工作也是以构造、有机地球化学、地层古生物、岩相古地理分析等为主。而恰恰忽视了对细粒沉积物的沉积学研究,忽视了对湖泊本身的研究。

这些正是含油盆地古湖泊学的任务,它对于解答上述问题,具有重要的作用。具体说来,它主要有以下几方面的意义。

(一)古湖泊学与生油条件

湖泊生油的基本条件是要有高生产力,而古湖泊生产力的研究正是生物古湖泊学研究的重点。同是东非裂谷湖泊,肯尼亚的baringo湖与bogoria湖相距不过20 km,前者很少有生产力,沉积物中全系碎屑物和稀少的陆源植物有机质,后者却产有丰富的蓝藻细菌,沉积物中富含湖泊自生的有机质。差别在于前者是淡水湖,后者却是高碱度的盐湖,并有热液作用(tiercelin等,1987)。

这类差异引起石油界的密切注意,许多西方学者把对东非裂谷湖泊的研究结果与美国绿河页岩的生油层相比(talbot,1988;katz,1988),企图从中找到湖相生油的秘诀所在。虽然目前还不能说已有结论,但至少有一点是清楚的,即湖泊水文对湖相生油有决定意义。因此古湖泊学的研究对陆相生油理论的探索有重要意义。

这种意义还表现在对湖相油源岩形成机制的研究上。湖相生油的基本母质是生物,特别是浮游藻类。通过研究油源岩中藻类化石的分布和保存状况,可以理解古湖泊藻类生产和沉积作用的方式和过程以及它们对油源岩形成所起的控制作用。

如现代湖泊中,藻类勃发是其生产的重要方式,对有机质的堆积起着决定性的作用,同时还可诱发湖水中的碳酸盐沉积(kelts,1988),是许多现代和第四纪细粒沉积物形成的主要机制。如果在地层中发现类似的藻类化石纹层,则同样可以判断湖相油源岩的形成机制。

有机质生产、沉积之后,便是埋藏、保存的问题。湖水的分层状况对有机质的保存起着控制作用。虽然高生产力的事件性沉积可以在底层充氧的环境中保存,但稳定的底层缺氧环境当然更有利(degens等,1976)。

古湖泊学对于古湖泊分层状况的研究,可以判断有机质保存条件。

古湖泊学研究最后要落实在湖泊模式的结论上,通过与现代湖泊的对比,可以得出哪类湖泊最有利于生油的结论。

(二)古湖泊学与储层分布

湖盆的形态、湖流的格局都会影响湖泊内碎屑沉积物的分布。因此,古湖泊学在**储层分布方面也有重要意义。

如前所述,生油湖泊多是裂谷湖泊。裂谷湖盆由于有共同的形成机理,也具有某种共同的基本构造和几何形态。通过东非裂谷、尤其是坦噶尼喀等湖泊的地质地球物理调查,发现裂谷湖泊的基本构造单元是平面上呈新月形的半地堑,裂谷湖盆则是由相反方向的半地堑交替联结而成(rosendahl等,1986)。

这项发现解释了裂谷盆地的不对称性和内部由隆起分为若干次级盆地的特征(汪品先,1993),为陆相生油盆地的形态分析提供了重要依据。

近年来,在陆相油气勘探的层序地层学和现代裂谷盆地的沉积体调查基础上,提出了裂谷盆地沉积充填的种种模式。如lambiase(1990)在归纳四大洲六个盆地资料的基础上,提出了裂谷盆地五阶段的发育模型。这种在坦噶尼喀湖等东非裂谷湖泊基础上建立起来的构造-地层学模型,其实是在许多假设前提下方才适用,在不同盆地会有不同表现,也可以提出不同的模式来。

在我国近海新生代断陷盆地资料基础上提出的古湖泊充填模式便是一例(杨甲明等,1996)。而详细分析裂谷湖泊的几何形态与集水盆地沉积搬运方向的关系,可以揭示半地堑内沉积分布不对称的规律,从而**储层的位置。东非坦噶尼喀湖在**勘探和水下调查的基础上,就曾提出这种“构造-地层沉积模型”,指出随着湖面升降和碎屑物**的多寡,在半地堑中形成的地层层序(cohen,1990)。

(三)古湖泊与环境档案库

在各类陆相地层中,湖泊沉积独具的优点是同时兼有高度的连续性和较高的分辨率,因而古湖泊又是大陆古环境的档案库,古湖泊学研究也就成为大陆古环境研究的主力。

近年来,第四纪古湖泊学在全球变化研究中的主要作用已被广泛认识。前第四纪生油湖泊研究不但能为资源服务,而且也应该在提取古环境信息方面发挥应有的作用,如对全球气候的研究等。1999年岁初,南海大洋钻探的成功,第一次获取了我国深海相古近纪地层,古近纪我国古环境演变的深海研究已经,如何把陆上古近纪古湖泊研究的结果与此相结合,共同探索我国古近纪环境的变迁,同样也是古湖泊学面临的机遇和挑战。

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