岩心描述沉积相

•红色、紫红色、棕色、黄色：氧化环境 •绿色、灰绿色、湖兰色：半氧化环境 •深灰色、黑色、灰褐色：还原环境 •杂色(红色、绿色、灰色)：动荡环境
19
第十九页，课件共105页
(1) 岩石类型标志 具有一定的指向意义
与陆源碎屑岩共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩、红色岩层
特别具有指相意义。
20
第二十页，课件共105页
岩心描述沉积相
1
第一页，课件共105页
一、沉积岩、沉积学有关概念回顾
•油气生成、运移和聚集主要发生在沉积盆地中， •油气勘探、开发也出现在沉积盆地中，
•油气田钻探常见的为沉积岩，少见的为火成岩、变质岩。
苏格兰Fife海滩
石炭系河流相砂岩
2
第二页，课件共105页
沉积岩的概念和基本特征
沉积岩是在地壳表层的温度和压力条件下，在水、大气、生物 和生物化学以及重力的作用下，主要由母岩的风化产物，同时
十进制
>1mm
2～0.1mm
0.1～0.01mm
<0.01mm
砾
砂
粉砂 粘土(泥)
几何级数制：以1mm为中心，每次除以2或乘以2来进行分级。
Φ= -log2D，D为碎屑颗粒直径(mm)
D >2mm 2~0.0625mm 0.0625~0.0039mm <0.0039mm
Φ <-1
-1~4
4~8
>8
砾
岩相：由一个地质事件形成的、岩性相同的岩石单元，
厚度在几到几百米。 如页岩相、砂岩相等。 地震相：由一组特定的地震反射参数定义的、与沉积相具有
某种对应关系的特征反射。 测井相：依据测井特征描述的一组岩石组合。
有人将相赋予岩性、沉积环境和大地构造位置意义：
复理石相：大陆边缘海洋重力流沉积物。
磨拉石相：在褶皱带上升期间和其后堆积于褶皱带内及其翼部
概括，
• 归纳出的带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。
相模式和相标志
—— 恢复和再现各种古代沉积环境的钥匙。
沉积物(岩)特征 相标志
•岩性特征 •古生物特征 •地球化学特征
9
第九页，课件共105页
建立相模式四个方面作用(Walker，1976)
1.比较(对比)——标准
2.进一步观察——提纲和指南
3.新的研究地区——预测 4.环境或系统的水动力学解释——基础
3
第三页，课件共105页
沉积岩的分类
根据原始沉积物质的成分来源 主要由母岩风化产物组成的沉积岩
碎屑岩：砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩
化学岩：碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩 主要由火山碎屑物质组成的沉积岩
火山碎屑岩：火山集块岩、凝灰岩 主要由生物遗体组成的沉积岩
可燃有机岩 煤 非可燃有机岩 油页岩
3种颜色
•继承色：主要指碎屑颗粒的颜色——母岩的颜色
•自生色：沉积和早期成岩过程中自生矿物的颜色——指相意义
——粘土岩、泥岩的颜色主要为自生色 •次生色：后生作用阶段或风化作用阶段碎屑岩原生组分发生
次生变化，由新生成的次生矿物造成的颜色 ——不能作为相标志。
继承色和自生色 是碎屑岩的原生色 可判断沉积环境
也有火山物质、生物以及宇宙物质，大都经过搬运作用、沉积
作用以及沉积后的成岩作用所形成的岩石。
或者说：组成沉积岩的原始物质通过机械的、化学的或生物的 沉积作用而形成松散的沉积物，再经埋藏改造(即成岩作用)，
在地下不很深处固结形成沉积岩。
沉积岩的 基本特征
•矿物成分：原生矿物、自生矿物 •化学成分：与岩浆岩相近 •结构特征：与形成方式有关的结构、结晶作用的结构 •构造特征：层内构造、层面构造、孔隙、裂缝
沉积相分析制图法
2. 剖面沉积相分析图
主干剖面各井相分析的连井剖面，包括SP曲线、井间相变
特征，研究区至少要有相互交叉的相剖面。
16
第十六页，课件共105页
沉积相分析制图法
4. 建立相模式 预测各种相带的空间展布，预测有利相带的分布规律，
分析油气等矿产资源的分布状态
17
第十七页，课件共105页
二、岩心描述寻找沉积相标志
多呈椭球体、球体
圆度与颗粒形态无关
30
第三十页，课件共105页
碎屑颗粒的圆度
31
第三十一页，课件共105页
颗粒分选与定向
分选：碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程度。
•分选好：主要粒级成分含量>75％ •分选中等：主要粒级成分含量为50～75％
•分选差：没有一种粒级成分能够超过50％
颗粒的定向：沉积物在介质作用下的排列方式
• 风成砂：风棱石；磨圆度好，弱凸起的脊梁
• 滨海石英砂：高能急流——V形刻痕
低能缓流——雁行凹形刻痕
浊流沉积
静水悬浮沉积
29
第二十九页，课件共105页
颗粒的形态和圆度
形态
•粒状——颗粒各向等长，如石英； •柱状——一方向特长，柱面发育，如角闪石、磷灰石； •板状——两方向较长，一向较短，形如板片，如长石； •针状——一方向极长，两向极短，如电气石；
•其它——放射状、纤维状等。
圆度
•棱角状——颗粒的棱角明显，无磨蚀 •次棱角状——颗粒的棱角普遍磨蚀，但原形明显 •次圆状——颗粒的棱角明显磨损，原形改变较大 •圆状——颗粒棱角基本或全部消失，原形已消失，
21
第二十一页，课件共105页
(3) 碎屑岩颗粒结构
指碎屑岩内各结构组分 的特点和相互关系。
粒度大小 颗粒的形态和圆度 颗粒定向排列 颗粒支撑结构 颗粒表面特征 杂基和胶结物的结构 孔隙的结构 碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系
•适用于颗粒型碳酸盐岩的结构分析
22
第二十二页，课件共105页
粒度大小
5. 化石组合、古生态、生物遗迹
三、相序列建立
1. 多元统计方法 (对砂泥岩常用Q聚类分析，对碳酸盐岩常用R 聚类分析。
2. 由于沉积的旋回性，利用马尔可夫链方法建立相序列
13
第十三页，课件共105页
间接资料分析沉积相
一、古水流分析 可以提供4方面信息：(1)局部古斜坡产状；(2)指示沉积环境；
(3)沉积物源供给方向；(4)沉积体系走向和几何形态。 1. 古水流的标志及其测量
海滩沙的粒度累积概率曲线
河道沙的粒度累积概率曲线
27
第二十七页，课件共105页
浊流沙的粒度累积概率曲线
28
第二十八页，课件共105页
C－M图
•C值：概率累积曲线上1%对应的粒径，代表水动力开始
搬运的最大能量 •M值：概率累积曲线上50%处对应的粒径，代表水动力
的平均能量。
牵引流沉积的C-M图
N ——— O ——— P ——— Q ——— R ——— S 滚动搬运 滚动为主 悬浮为主 均匀悬浮 递变悬浮
流体性质：RT、AC、DEN 2. 人工智能测井相分析 3. 地层倾角沉积相分析
三、地震相分析
14
第十四页，课件共105页
沉积相分析的制图法
1. 单井相分析图
• 岩心素描图、照片
• 粒度概率曲线，
• 展示沉积韵律特征，
• 电性特征，
• 物性特征， • 沉积水体深浅， • 沉积相单元划分等信息
15
第十五页，课件共105页
沉积相及其相模式的表达
——图解：平面图、立体图、剖面图
具体的沉积相研究结果——可以建立地区性相模式。
10
第十页，课件共105页
大陆 相组
沉积相类型
•残积和坡积相 •沙漠相 •冰川相 •冲积扇相 •河流相 •湖泊相 •沼泽相
海洋 相组
•滨海相 •浅海陆棚相 •半深海相 •深海相 •生物礁相
海陆 过渡 相组
＜0.0039
24
中国石油行业标准——习惯用法
粒级
粒径，mm
砾石
>2
粗砂
0.5~2
中砂
0.25~0.5
细砂
0.1~0.25
粉砂 杂基
0.03~0.1
<0.03（实际使用将其定位为 <0.01mm）
25
第二十五页，课件共105页
粒度分析资料的应用
算术坐标
粒度累积概率曲线
26
第二十六页，课件共105页
中砂
细砂
粗粉砂
细粉砂
砾 砂 粉砂 粘土
巨砾 中砾 砾石 卵石
极粗砂 粗砂 中砂 细砂 极细砂
粗粉砂 中粉砂 细粉砂
极细粉砂
第二十四页，课件共105页
＞256 256～64 64～4
4～2
2～1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.125 0.125～0.0625
0.0625～0.0312 0.0312～0.0156 0.0156～0.0078 0.0078～0.0039
4
第四页，课件共105页
沉积相(Sedimentary facies)概念
沉积相：指某一沉积环境及在该环境中形成的沉积物(岩)的
综合组成。
沉积环境：自然地理条件、气候条件、构造条件、沉积介质的
物理条件和化学条件。
岩相古地理：沉积相最重要和最本质的内容
古地理条件＋岩性特征/岩性组合
沉积体系：在盆地区域构造背景下形成的一些成因上相互关联
砂
粉砂
粘土(泥)
23
第二十三页，课件共105页
常用的碎屑颗粒粒度分级表
十进制
颗粒直径(毫米)
粒级划分
2的几何级数制 颗粒直径(毫米)
>1000 1000～100 100～10
10～1 1～0.5
0.5～0.25
0.25～0.1 0.1～0.05
0.05～0.01
＜0.01
巨砾 粗砾 中砾 细砾 粗砂
•颜色
•矿物组成
1. 岩性标志 •颗粒组成与结构
•沉积构造
•垂向上的组合或序列关系
2. 古生物标志 •化石类型及其生态组合
•生物遗迹
•氧化还原性
3. 地球化学标志 •含盐性及其盐度
•酸碱性
18
第十八页，课件共105页
1. 岩性标志
•颜色——反映沉积环境的氧化、还原性，水体深度、水动力 强度、沉积相带等。
32
第三十二页，课件共105页
颗粒的支撑结构
结
胶
支
构
胶结物
结
撑
组
类型
类
类
分
型
型
填
碎 屑 颗 粒
隙
物
胶杂 结基
泥 质 胶 结
化 学 胶 结
基 底 式
孔 隙 式
接 触 式
镶 嵌 式
杂颗 超 基 粒 孔隙 支 支 压力 撑 撑 支撑
湍 流 支 撑
物
杂基和胶结物的结构
碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系
33
第三十三页，课件共105页
一、岩心或露头描述
1. 垂向上的岩性、岩相描述(要求建立真实的垂向旋回序列)
2. 建立岩相序列与测井曲线或地震来自射资料的对应关系二、总结相标志：鉴别沉积环境 1. 粒径与结构 (鉴别水动力、重力，水流方向等)
2. 岩石学组成标志 (硅质碎屑不能直接说明环境，碳酸盐岩成分
可以反映环境) 3. 层理、层面构造：由底床的水动力造型所产生的沉积构造。 4. 准同生期构造：液化、负荷和失水构造。
的沉积相的组合。
5
第五页，课件共105页
•沉积岩是相应各种环境条件的物质记录 沉积环境
↓ 沉积物(岩)特征
（因） （果）
风化、剥蚀 (物理、化学)
搬运 (水流、风力，磨圆、分选) 沉积 (多次沉积)
第六页，课件共105页
成岩(多种条件)
6
沉积相概念的扩展
生物相：由岩石富含某种化石而定名。如笔石相、贝壳相等。
•三角洲相 •滨岸相 •潮坪相 •障壁岛相 •河口湾相
11
第十一页，课件共105页
沉积相研究方法
基本思路：
根据露头、岩心、测井和地震等资料总结出各种相标志， 进行综合、分类和简化，按相模式和相序定律归纳出地
区性的相模式，再进行古地理、沉积过程和相带分布规 律预测。
12
第十二页，课件共105页
直接的沉积相分析
形成的陆相或浅海相沉积物。
7
第七页，课件共105页
• 沃尔索相律——相序递变规律——相律：
Wolth
只有在横向上成因相近并且紧密相邻而发育着的相，才
能在垂向上依次出现而没有间断。
• 相序：在一个连续地层剖面中出现的沉积相的排列。
8
第八页，课件共105页
相模式：
• 以相序递变规律为基础，
• 以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据， • 从大量的研究实例中，对沉积相的发育和演化加以高度的
(2) 碎屑岩中的自生矿物具有指相意义
•主要矿物的组成可以反映沉积区与剥蚀区的距离和性质
•自生矿物的组成反映沉积环境的氧化-还原性质、相带和水体深浅
•鮞绿泥石——温暖、浅水环境
指相的 自生矿物
•海绿石——较冷、较深水环境 •磷灰石、锰结核——海相环境 •黄铁矿——强还原环境
•高岭石—— 陆相环境
•伊利石、蒙皂石—— 海相环境
标志：波痕和交错层理、水道和冲蚀沟槽、砾石排列、底面印痕、 植物和介壳化石定向排列、滑塌构造等
2. 古斜坡解释 一般利用玫瑰图确定倾向，用直方图确定倾角
3. 地层倾角测井在古水流分析中的应用 一般需要高分辨率的地层倾角测井资料。
二、测井相分析
1. 有用的测井信息：岩性：SP、GR、HDT、DEN、PE、CAL 物性：AC、DEN、PE、SP
游离式
线接触 颗 粒 的 镶 嵌 接 触
点接触
镶嵌式
第三十四页，课件共105页
颗粒的线接触、镶嵌接触 颗 粒 的 点 接 触 、 线 接 触
34
基底式
孔隙式
接触式
胶 结 类 型
压嵌式
薄膜式
加大式 凝块式
弱胶结型
35
第三十五页，课件共105页
颗粒表面特征
表面形态往往反映沉积相 • 冰川砂：平行擦痕、丁字痕、贝壳状断口