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矿物 岩石 古生物

更新时间:2013-10-11  来源:  作者:  点击:{文章点击数}

矿 物

       矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物,它具有一定的化学成分、物理化学性质以及比较均一的内部结构。它可以是由几种元素组成的化合物,如方解石、萤石、青金石、紫水晶,也可以是由一种元素组成的单质,如金刚石(C)。自然界中已发现三千多种矿物,但常见的不过数十种,其中最常见的是硅酸盐矿物。石油和天然气储集在地下的岩石中,要有效地勘探开发油气田就必须研究岩石,而研究岩石的一个重要方面就是要识别矿物。在实际工作中,对矿物的识别是通过对矿物本身的外形和物理性质的鉴定来进行的。

岩 石

       地壳是由岩石组成的,岩石又是由矿物组成的。岩石就是通常所指的石头,是由一种或多种矿物在地质作用下,有规律地组合在一起就形成岩石。自然界中,地质作用是相当复杂的,不同的地质作用形成不同类型的岩石。按其成因可分为岩浆岩(火成岩)、变质岩和沉积岩三大类。
   
       这三大类岩石在地壳中的分布很不均匀。岩浆岩和变质岩占地壳总体积的95%,仅占地表面积的25%,而沉积岩占地壳总体积的5%,却占地表面积的75%。尽管沉积岩是占地壳体积很少的一部分,但其内部却蕴藏着丰富的矿产。石油主要生成于沉积岩,而且绝大部分也储集在沉积岩中,因此沉积岩是石油工作者重点研究的对象。由于三大类岩石密切联系,而且岩浆岩和变质岩也可储集油气,因此在研究沉积岩的同时,也必须研究岩浆岩和变质岩。

     (一)岩浆岩:地下深处存在着高温、高压、高粘度、成分极其复杂的硅酸盐炽融体,称为岩浆。它的主要成分是SiO2,其次为Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO等。一般认为岩浆发源于地幔上部软流圈及地壳中部地段。通常,岩浆在地下深处与周围的环境处于平衡状态。当地壳运动使地壳本身出现薄弱或破碎地带时,岩浆就会沿地壳薄弱带侵入地壳上部,甚至喷出地表。岩浆向上运动的过程中,温度降低,岩浆逐渐冷凝结晶成岩石。这种由岩浆作用所形成的岩石称为岩浆岩。当岩浆未达到地面,仅上升到地壳一定深度的部位后,冷凝结晶的作用为侵入作用,由此而形成的岩石称为侵入岩;岩浆冲破上覆岩层,喷出地表面引起火山喷发的作用为喷出作用,喷出的岩浆在地表冷却、凝固后形成喷出岩。
   
    (二)变质岩:地壳中已经形成的岩浆岩、沉积岩由于所处地质环境的改变,下降到地壳深处,在温度、压力增大的环境条件下,物质发生重结晶、不同成分的矿物重新组合,生成新的矿物,结果使原有岩石的物质成分或结构发生改变,从而形成一种新的岩石类型。这种受地球内力作用的影响,由于物理化学条件的改变,使早已形成的岩石,在固体状态下发生成分、结构和构造变化的作用称为变质作用,由变质作用形成的岩石称为变质岩。
   
    (三)沉积岩:是在地表或接近地表的条件下,由母岩(岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩)风化剥蚀后,经搬运、沉积和压实硬结而成的岩石(图)。沉积岩分布面积广、含的矿物种类多、储量大。我国几乎全部铝矿、磷矿、锰矿和三分之二的铁矿都蕴藏于沉积岩中。还有一些沉积岩本身就是矿产,如石灰岩是烧制石灰、制造水泥、尼龙的重要原料。特别是被誉为“工业血液”石油的产出的主要岩类,世界上99%以上的石油均产自于沉积岩。在石油地质勘探中常见的沉积岩主要是砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩和灰岩。砂岩、粉砂岩通常是石油产出的层位,我国石油储量90%来自砂岩油藏,天然气储量39%来自砂岩气藏。

       根据风化产物的类型、成因,沉积岩可分为以下三大类:


    (1)碎屑岩:主要由碎屑物质组成的岩石。它依据碎屑物质的颗粒大小可分为:砾岩、砂岩、粉砂岩三类。
    (2)粘土岩:主要由新形成的矿物即粘土矿物组成的岩石。
    (3)化学岩:主要由溶解物质经过化学沉淀方式形成的岩石。
   
       化学岩还可根据其主要成分,进一步分为碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、膏岩、硅岩等。

古 生 物

    (一)古生物及化石的概念
   
       古生物是指存在于地质历史时期的生物。一般来说,把一万年作为古生物和现代生物的分界线,一万年以前的生物称为古生物。由于古生物的绝大多数种类在地球上早已灭绝,因此研究生物界及其演化要从“化石”入手。
   
       化石是指保存于地层中的古生物遗体(生物的骨酪、硬壳等)或遗迹(足迹、爬迹、粪便等)。它具有一定的生物特征,如形体大小、形状、结构、纹饰等。沉积岩中,绝大多数化石不是原生物的实体,而是生物的遗骸埋于地下变成了石头。必须指出现代海滩、河床泥砂中埋藏的螺蚌及其它动物贝壳,尽管都是生物遗体,但不能称为化石,因为它们不是地质历史时期的产物。
   
       古生物的种类繁多,但能保存下来成为化石的只是很少的一部分,而绝大部分已被地质作用所破坏。
   
    (二)研究古生物化石的意义
   
       保存在地层中的化石,都是古生物本身在地层里保存下来可靠记录。这些记录展现了地球自有生物以来生物界发展进化的历史,以及与其相联系的地壳发展的历史。研究化石,特别是标准化石,可以帮助确定地层时代,划分对比地层以及推断沉积环境。
   
    (1)确定地层时代和对比地层
   
       人们在长期的生产实践中已经认识到,越早沉积的地层中,所含的古生物化石的构造越简单,低级,越晚沉积的地层中,所含化石的构造越复杂、高级。可见地质历史时期生物界总是从低级到高级,从简单到复杂,不断发展进化的。生物的演化和发展,从来没有停止过,而且经历过一系列的飞跃,呈现出阶段性。在一定的地史环境中,生活着一定的生物群。以后地史环境变化了,那些不能适应环境变化的生物灭绝了,而适应能力较强的生物则保存下来,并向新的更高级的类别演化和发展,同时出现一些与环境相适应的新种属。己经灭绝了的类别不会再重新出现,己经消失了的器官不会再度恢复,已经衰退了的器官也不会恢复到它从前发展的程度,生物演化呈现出不可逆性。通过生物演化的阶段性和不可逆性,我们可以认识到,在一定地质时期沉积的地层中,含有一定种类的生物化石;在不同时期沉积的地层中,含有不同种类的生物化石。因此,可以根据地层中所含的化石,特别是标准化石来确定地层的相对年代以及进行地层划分和不同地区的地层对比。
   
    (2)推断沉积环境

       一定的环境,生活着一定的生物群;不同的环境,生活着不同的生物群。通过研究现代生物的分布和生活环境,依据“将今论古”的原则来推断古代生物的生活环境。例如,我们知道珊瑚是生活在海洋里,那么当我们在地层中发现珊瑚化石时,就可以推断这套地层当时是在海洋中沉积的。又如,富含植物化石的含煤地层,是在气候温暖潮湿的沼泽环境中沉积的。


 

 

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