Контрольная работа - Основы фациального анализа
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Основы фациального анализа»
Выполнил: студент
Кириллов А.В.
Шифр специальности: 5В070600
Группа: ГМФ 10-ГРз-3д
Усть-Каменогорск
2011
Задание 1. Решение задач по определению фаций.
Описание
Образец: Брахиоподовый известняк серого цвета.
Скрытокристаллическая структура. Текстура массивная. Размеры (10:4:2) см.
Анализ
На образце видны остатки створок брахиопод отряда Spiriferida с
удовлетворительной сохранностью. На кровле образца некоторые створки
ориентированы под углом, а некоторые параллельно поверхности. Размеры
створок от 1,0 до 3,0 см. Это биоценоз, что видно по ориентировке,
сохранности и размерам.
Возраст окаменелости: Палеозойская эра, Девон.
Фация морского дна. Море нормальной солености, потому что
брахиоподы стеногалинные (организмы, живущие в условиях нормальной
солености). Массовые поселения брахиопод характерны для морского дна.
Условия захоронения: можно предположить, что захоронение
находилось на мелководном шельфе от 70 до 200 м, так как присутствуют
разнообразные остатки разных размеров (не отсортированы волнами прибоя
по размерным группам).
О том, что течение не сильное, можно судить по ориентации створок
(не в одном направлении) и по окатанности (слабая).
Климат влияет на развитие органического мира. Брахиоподы обладают
крупными, хорошо развитыми формами, предположительно они находились
в зоне с тропическим климатом. Преобладание биогенного
карбанотонакопления также указывает на теплый и влажный климат.
2
Тип Brachiopoda (Плеченогие) - это двустороннесимметричные
животные, мягкое тело которых заключено в двустворчатую раковину и
окружено оболочкой-мантией. Из раковины выступает ножка, с помощью
которой брахиоподы прикрепляются ко дну.
Строение скелета:
-состав - хитинно-фосфатный и известковый,
-раковина состоит из неравных по размеру створок - брюшной и спинной.
Плоскость симметрии проходит поперек створок. У многих видов брахиопод
на внешней поверхности брюшной створки от макушки до переднего края
образуется углубление, которое называется синус, а на спинной створке
образуется возвышение, называемое седло.
Для систематики брахиопод имеет значение способ скрепления
створок. По этому признаку все брахиоподы разделяются на два класса:
I класс Inarticulate - беззамковые,
II класс Articulate - замковые.
У беззамковых видов створки скрепляются с помощью мускулов,
движением которых створки смыкаются и размыкаются, а кроме того могут
скользить друг относительно друга.
У замковых брахиопод кроме мускулов в соединении створок
участвует замок. Он состоит из двух зубов, которые всегда располагаются на
брюшной створке. На спинной створке им соответствуют углубления, куда
входят зубы и которые называются зубные ямки.
У многих брахиопод руки имеют скелетную опору или аппарат ручных
поддержек. Он прикрепляется к внутренней стороне спинной створки. Форма
- от простых выступов и пластин до сложных - в виде петли или спиральных
конусов. Форма раковин разнообразная - округлая, вытянутая,
трапециевидная. Размеры раковин: 3-8 см, минимально-1мм, максимально -
до 30 см.
Поверхность раковин может быть гладкой, но чаще наблюдаются
различные элементы скульптуры - ребра, складки, шипы, иглы, бугорки.
Они создают радиальную, концентрическую, сетчатую скульптуру.
Брахиоподы появились в кембрийский период, известно около 30000
видов ископаемых брахиопод, некоторые виды существуют в настоящее
время. В кембрии преобладали беззамковые с хитинно-фосфатными
раковинами.
Замковые брахиоподы делятся на 8 отрядов. Наибольшего расцвета они
достигли в позднем палеозое (Девоне), а на рубеже палеозоя-мезозоя многие
отряды вымерли. Лишь некоторые приспособились и живут поныне. К ним
относится отряд Terebratulida (поздний силур - ныне).
Образ жизни. Относятся к прикрепленному бентосу. По способу
прикрепления подразделяются на: 1-якорные, 2-прирастающие, 3-
свободнолежащие, 4-зарывающиеся. Наличие в породе якорных и
прирастающих плеченогих означает, что хотя бы часть донного грунта была
твердой. Если в слое есть зарывающиеся плеченогие – на лицо присутствие
3
мягких илов. Зачастую в породах сочетаются зарывающиеся в ил и
прикрепляющиеся к твердому дну животные, то есть в условиях этого дна
был распространен как твердый, так и мягкий грунт.
Брахиоподы - обитатели прибрежно-морской зоны в интервалах глубин
30-200 м. Поскольку личинки перемещаются на ограниченном пространстве
(за исключением попадания в морские течения), то брахиоподы образуют
большие скопления, и это может привести к деформации створок и
нарушению симметрии. Среда обитания накладывала свой отпечаток на
развитие раковин. Например, замечено, что обитатели песчаного дна
приобретают двояковыпуклую форму и грубые ребра. Те же самые виды,
обитающие среди илистых осадков, имеют гладкую поверхность или тонкие
ребра.
Геологическое значение
1.Стратиграфическое - определение относительного возраста пород. Многие
роды являются руководящими ископаемыми формами, с их помощью
определяют возраст до яруса. Брахиоподы играют важную роль в
стратиграфии палеозоя.
2. Палеогеографическое - являются индикаторами морской среды, теплых
мелководных бассейнов нормальной солености.
3. Породообразующее - большие скопления участвуют в формировании
биогенных известняков.
Известняк порода плотная и малопористая, образец отвечает этим
свойствам.
Известняки — мономинеральные породы, состоящие из кальцита, в
связи с чем свойства, присущие этому минералу, могут быть использованы и
для определения известняков. Наиболее типичный признак — интенсивная
реакция с соляной кислотой, материал образца бурно вскипает под действием
10%-ной соляной кислоты.
Цвет известняков обычно светлый — белый, светло-желтый, светло-
серый, но примесями может быть изменен в любой, вплоть до черного. Цвет
образца – серый. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа.
Известняки бывают и органогенного, и химического происхождения.
Органогенные известняки образуются из скопления раковин
моллюсков, брахиопод, построек коралловых полипов, обломков скелетов
морских ежей и лилий, простейших (фораминифер) и других мелких морских
животных и растений, обычно сильно измененных процессами диагенеза и
превращенных в плотную, иногда мелкозернистую породу, состоящую
главным образом из углекислого кальция (кальцита) с небольшими
примесями кремнезема, глинозема и углекислого магния.
В зависимости от преобладания остатков тех или иных организмов
различают: раковинный известняк (ракушечник), состоящий
преимущественно из раковин моллюсков, брахиоподовый известняк,
коралловый известняк, фузулиновый известняк, нуммулитовый известняк и
т.д.
4
Образец обладает прочностью, однородностью структуры, чистотой
цвета. Характер и степень зернистости известняка различны, образец
тонкозернистый.
Текстура образца массивная, неслоистая. Известняки массивные -
имеющие массивную текстуру. Текстура осадочных пород массивная
характеризуется беспорядочным неориентированным расположением
отдельных составных частей горной породы. При расколе порода дает
неправильной формы обломки. Синоним - осадочная порода неслоистая,
неориентированная. Неслоистая (однородная) текстура образуется в зоне
спокойного морского осадконакопления.
Объемная плотность известняка 2,2–2,7 г/см
3
, плотность образца 2,5
г/см
3
.
Выводы
Образец представляет собой девонский брахиоподовый известняк,
возраст D
3
fr
1
,образованный в море нормальной солености. Фация морского
дна, течение не сильное, теплый и влажный климат.
Задание 2. Составление стратиграфической колонки по описанию.
Точка 40
Мощность,м Глубина
образования
породы, м
Слой 1
D3fr1
Алевролиты, аргиллиты и глинистые
известняки с зернами глауконита;
аммоноидеи и брахиоподы
105
40-50
Слой 2
D3fr2
Каменная соль с прослойками мергелей 50 100-600, более
100-120
(мергели)
Слой 3
D3fm1
Битуминозные известняки, мергели,
аргиллиты и прослои горючих сланцев;
интенсивно пиритизированные
102 80-100
Слой 4
D3fm2
Каменная соль, гипсы и ангидриты с
горизонтами мергелей, аргиллитов
180 100-600
Слой 5
С1t1
Каменная соль; прослои гипсов и ангидритов,
серых мергелей, красных аргиллитов
280 100-600
Слой 6
С1t2
Известняки массивные с редкими мшанками 155 80-100
Слой 7
С1v1
Известняки серые, массивные, без
ископаемых остатков организмов
30 80-100
Слой 8
С1v2
Аргиллиты и известняки с конкрециями
кремня; слоистость параллельная
80 140-600
Слой 9
С1s1
Мшанковые известняки с прослоями
аргиллитов темно- серого цвета
100 80-100
(органоген.)
Слой 10
С1s2
Известняки массивные, темные, без
ископаемых остатков организмов
55 80-100
5
6
Задание 3. Анализ стратиграфической колонки с целью
восстановления движения земной коры
Составленная в соответствии с первым заданием колонка используется
в качестве исходного материала для выполнения задания по восстановлению
движений земной коры.
Земная кора постоянно испытывает вертикальные перемещения. В
связи с этим определенный участок земной поверхности в течение какого-то
времени может быть высоко поднят и представлять собой размываемую
сушу; быть опущен и находится в пределах низменной суши, где происходит
накопление континентальных осадков или располагаться ниже уровня моря,
представляя собой морское дно, где формируются морские осадки. Во
времени смена условий происходит постепенно и непрерывно, а в разрезе
смена осадков может происходить непрерывно, либо соседние слои могут
резко менять друг друга, отделяясь поверхностями размыва и несогласия.
Используя метод фациального анализа, можно восстановить все
происходящие изменения.
Для этого изучается каждый слой, входящий в стратиграфическую
колонку, характер перехода от одного слоя к другому и, увязав все это с
геохронологической шкалой, попытаться восстановить последовательные во
времени положения земной поверхности относительно уровня Мирового
океана (нулевой линии). Обычно невозможно указать положение
поверхности относительно нуля в линейных мерах, в связи с чем,
рекомендуется ограничиться указанием на положение поверхности в той или
иной биономической зоне моря, в пределах низменной или высокой
(размываемой) суши.
Все полученные данные следует изобразить в виде
палеогеографической кривой. Для этого на оси абсцисс откладывают время в
произвольном масштабе (либо в виде отрезков равной длины, либо с учетом
продолжительности периодов, эпох и т.д. в абсолютных цифрах), не забывая
о том, что время течет непрерывно. На оси ординат выше нулевой точки
располагают зоны низменной суши (участки, где идет накопление осадков) и
высокой суши (области размыва), ниже нуля - биономические зоны моря:
литораль, сублитораль, псевдоабиссаль и верхнюю часть батиали. Затем
установленное для каждого отрезка времени положение точки на земной
поверхности (точки осадконакопления или размыва) фиксируют точкой на
графике. Кривая, соединяющая эти точки, и будет палеогеографической
кривой. Чем больше подобных точек, тем точнее кривая.
Следует помнить, что тектонические движения не всегда приводят к
изменению палеогеографических условий. При компенсированном
прогибании палеогеографические условия могут находиться в течение
длительного времени неизменными. Для выяснения истинной картины
вертикальных движений земной коры в данной точке, необходимо учесть
мощность отложений и построить палеотектоническую (эпейрогеническую)
7
кривую. Для этого в конце каждого выбранного интервала времени (века,
эпохи и т.д.) от палеогеографической кривой, т.е. поверхности
осадконакопления, следует отложить вертикально вниз в принятом масштабе
мощность (в метрах) образований, накопившихся за этот отрезок времени. В
следующий отрезок времени при непрерывном погружении мощность
увеличивается. В конце нового интервала времени от палеогеографической
кривой вертикально вниз следует отложить мощность как ранее, так и вновь
накопившихся осадков. Если мощности осадков небольшие, то
эпейрогеническая кривая будет почти параллельна палеогеографической
кривой. В противном случае эти кривые будут значительно расходиться. Из
всего вышесказанного необходимо запомнить: палеотектоническая кривая
отражает характер вертикальных движений земной коры в течение
рассматриваемого периода; палеогеографическая кривая - положение
земной поверхности в тот же отрезок времени.
Глубины отмечают относительно уровня моря, положение которого
принимается условно постоянным.
Отметив на графике положение каждой конкретной фации разреза
относительное ее возраста и глубины отложения, соединяют затем их
плавной кривой, которая и покажет последовательную смену обстановок
осадконакопления и колебательных движений земной коры.
Анализ мощностей отложений
Более точным показателем тектонических движений являются
мощности осадков, которые позволяют не только выявить характер
колебательных движений, но и дать им количественную оценку, установить
по скорости осадконакопления темп и скорость колебательных движений,
следовательно, метод анализа мощностей отложений является более точным.
Кривые, построенные с учетом мощностей осадков, называют
ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИМИ КРИВЫМИ или, точнее кривыми изменения
скорости осадконакопления. Эпейрогенические кривые обычно строят в
сочетании с палеогеографическими кривыми. При построении
эпейрогенических кривых на оси ординат от положения
палеогеографической кривой откладывают мощности осадков для каждого
возрастного периода с последовательным наращиванием суммарной
мощности осадков. Для тех отрезков геологического времени, для которых
нет осадков, кривая прерывается горизонтальным пунктиром (приращение
мощности отсутствовало). Палеогеографические и эпейрогенические кривые
рекомендуется строить в одном масштабе и совмещать их на одном графике.
Истинная амплитуда погружения поверхности осадконакопления для
каждого из членов стратиграфического разреза складывается из глубины
бассейна во время его отложения и мощности осадков. Суммируя данные
глубины бассейна и мощности осадков, получаем кривую прогибания ложа
бассейна. Анализируя палеогеографическую и эпейрогеническую кривые,
можно сделать вывод относительно того, насколько прогибание дна водоема
8
компенсировалось осадконакоплением. Например, при интенсивном
осадконакоплении (большие мощности осадков) палеогеографическая кривая
остается в зоне мелководья, можно говорить о компенсированном
интенсивном прогибании. В этом случае кривые на графике будут
расходиться друг от друга. Если же на графике наблюдается сближение
кривых, — при значительном увеличении глубины бассейна мощности
осадков невелики — прогибание не компенсировалось осадконакоплением,
на рисунке приведены примеры различных процессов осадконакопления.
Рис. Соотношения процесса осадконакопления и прогибания дна бассейна:
а) мощность осадков больше величины прогибания;
б) мощность осадков равна величине прогибания;
в) накопление осадков при стационарном положении дна бассейна.
Для более тщательного анализа палеотектонических движений на какой-
то определенной территории можно построить карты равных мощностей
одновозрастных отложений (карты изопахит), по которым легко выявить
области поднятий и прогибаний, а с учетом карты фаций определить
компенсированные и некомпенсированные прогибы. Для суждения о ходе
тектонических движений на больших площадях можно воспользоваться
методом А. П. Карпинского — методом сравнения палеогеографических карт
смежных эпох или веков. Изменение положения береговых линий,
увеличение или уменьшение площади, занятой морем, укажет на
преобладание знака колебательных движений (поднятий или опусканий),
определятся области дифференцированных движений.
Данные для построения палеогеографической, палеотектонической
кривой и кривой прогибания ложа бассейна для точки 40 приведены в
таблице.
9
Слой
Характеристика
пород
Мощность,м
Примерная
глубина
образования
породы, м
Суммарная
мощность
осадков,
м
Сумма
мощности и
глубины
образования
породы, м
Слой 1
D3fr1
Алевролиты,
аргиллиты и глинистые
известняки с зернами
глауконита;
аммоноидеи и
брахиоподы
105 50 105 155
Слой 2
D3fr2
Каменная соль с
прослойками мергелей 50 120 155 170
Слой 3
D3fm1
Битуминозные
известняки, мергели,
аргиллиты и прослои
горючих сланцев;
интенсивно
пиритизированные
102 100 257 202
Слой 4
D3fm2
Каменная соль, гипсы и
ангидриты с
горизонтами мергелей,
аргиллитов
180 120 437 300
Слой 5
С1t1
Каменная соль;
прослои гипсов и
ангидритов, серых
мергелей, красных
аргиллитов
280 120 717 400
Слой 6
С1t2
Известняки массивные
с редкими мшанками 155 100 872 255
Слой 7
С1v1
Известняки серые,
массивные, без
ископаемых остатков
организмов
30 100 902 130
Слой 8
С1v2
Аргиллиты и
известняки с
конкрециями кремня;
слоистость
параллельная
80 140 982 220
Слой 9
С1s1
Мшанковые известняки
с прослоями
аргиллитов темно-
серого цвета
100 100 1082 200
Слой
10
С1s2
Известняки массивные,
темные, без
ископаемых остатков
организмов
55 100 1137 155
10