沉积环境-沉积相研究思路与方法

地质应用
对于地质勘探-实践： 平面及剖面相关系； 确定有利勘探目标； 寻找隐蔽及岩性圈闭； 储层评价； 对于地质研究-学术理论: 了解古代及近代地理变迁； 沉积盆地的充填样式及其对构造 活动与气候变化的响应； 湖泊及海洋的水介质特征；
主要沉积环境及相构成
冲积扇 河流 扇三角洲 三角洲 碎屑海岸 碳酸盐岩台地 深水扇
（fossils and Paleocology)
化学参数（Chemical parameters）: 岩性
（Lithology), 岩矿（Minerals), 氧化还原电位 （Oxidation-Reduction Potential），酸碱度（AcidicityAlkalinity），盐度（Salinity），温度（Temperature）
Facies）：某一地层单位所有
原生沉积特征+环境的总和，包括物理、化学及生物特征 等。 波状层理砂岩相：岩性组成与构造 浊积岩相： 沉积成因 河流相：沉积环境 磨拉石相：构造成因 研究尺度不同：相组合、亚相、微相
沉积模式（Depositional Model）：根据现代沉积环境、 古代沉积物和实验室模拟的综合研究为依据，对某种沉积环境 的沉积特征、发展演化与沉积相三维组合关系所作的高度概括。 层序地层学（Sequence Stratigraghy） Exxon 石油公司， P.R. Vail 等（ 1987 ），根据被动大 陆边缘盆地的研究成果提出。根据地震、钻井与露头资料，并 结合沉积环境与相特征，对地层分布模式进行综合解释，并提 出旋回式的年代地层格架。 层序 （Sequence)： 以不整合面或与之对应的整合面为界 的沉积单元。
变细、砂层变薄，呈“树 形”
反旋回：自下而上，粒度
变粗、砂层变厚，呈“钟 形”
体系域及相特征
低位扇体（LSF）
向盆地方向（S）
LSF
SB41
H21上层序低位盆底扇中的重力滑塌变形构造
SB41层序界面及低位扇（LSF）及其内的滑塌构造
辨 状 三 角 洲 沉 积
辨状三角洲辨状水道和洪泛平原沉积
体系域及相特征
沉积环境、沉积相恢复方法与所用资料
主要方法 : 垂直相序列（Vertical Facies Profile) 沃塞尔相律（Walther's Law） 沉积模式（Depositional Model） 物源与古流分析（Provenance and Paleocurrent） 地震地层（Seismic Stratigraphy） 层序地层（ Sequence Stratigraphy ） 构造—沉积体系分析（TectonicsDepositional System) 沉积学作图（ Sedimentary Mapping）
研究使用的主要资料： 野外露头资料（Outcrops) 岩芯资料（Cores) 岩屑资料（Sieve residue log） 地球物理测井资料（Geophysical Logging） 地球物理勘探资料（ Geophysical
Exploration )
实验室分析资料（Laboratory
data）
2. 盆地的沉积学研究：
沉积学研究是盆地分析的重要内容，通过对盆地充填序列、 沉积体系、沉积相及其空间配置、古流向和分布样式等方面的 分析，重建盆地各个同沉积期的岩相古地理。 在沉积学特征研究过程中，首先必须进行详细的地质研 究，同时需要应用高精度地震、钻井、测井、同位素分析及 VSP技术，需要岩石学、古生物地层学、稳定同位素地层学、 地震地层学、层序地层学及现代沉积学的综合运用。
例如：典型测井相：
自然伽玛（或自 然电位）测井曲线的 相识别. 以上是理想 化的测井曲线和沉积 相的例子 （据Serra，1972； Parker；1977； Galloway and Hobday，1983，等资 料修改）
排204井
港80-1井
自然电位
视电阻率
自然电位
视电阻率
正旋回：自下而上，粒度
A: H31层序湖扩域与高位域全 景
轴向辨状三角洲沉积
相序列(Vertical Facies Profile)：几种有成因 联系的沉积相和沉积环境在垂向上的叠置关系。正旋回 （Fining-upwards sequence）：在某一相序列中，沉积 物的粒度自下而上由粗变细，底部为突变接触关系；反 旋回（Coarsening-upwards sequence）：在某一相序列 中，沉积物的粒度自下而上由细变粗，底部为渐变接触 关系。 物源与古流分析（Provenance and Paleocurrent）： 沉积物颗粒的分选、磨圆 沉积物结构：纹理（微观）、反射外形（宏观） 沉积物的组成：重矿物、矿物成分变化 沉积物颗粒的定向：砾石定向、粘土矿物定向、 有机质定向
Walther（沃塞尔）相律沃在连续地层剖
面中，垂向上几种有成因联系的相和环境的叠置 次序，与它们在平面上所出现的次序是一致的。
障壁岛沉积相构成模式
（据Galloway，1986）
潮控、浪控 海岸地貌特 征对比
Tidedominated
Wavedominated
沉积环境、沉积相的工作方法
整体分析：
沉积学研究过程中需要多学科技术的应用，表现在：
1）野外露头或钻井岩芯的观察分析是盆地沉积学研究的基础。首先应该对 野外露头或钻井岩芯的有关沉积垂向序列、沉积构造、沉积韵律、颜色、古生 物等宏观成因标志进行详细的观察和描述，并结合薄片分析、铸体薄片分析、 阴极发光技术、粒度分析、重矿物分析、X衍射、SEM技术等研究岩石的结构、 粒度、分选、磨圆等微观成因标志，为盆地沉积环境分析积累重要的第一手资 料。 2）地震技术是沉积学研究的重要手段。地震技术既是层序地层学的基础， 也是沉积学研究的重要手段，对沉积盆地地层格架与沉积环境研究提供了关键 性的信息。通过地震资料的解释，可以识别层序界面，大的沉积单元或沉积 体，沉积体系、沉积相（地震相）及其三维的配置关系。 3）地球物理测井技术是沉积学研究中必不可少的手段。常与古生物学、古 地磁学、同位素测年技术、VSP技术、岩芯分析技术、成像测井技术等相结合 进行测井沉积相分析。例如用自然伽玛曲线可以进行沉积相的识别；而用自然 电位曲线、自然伽玛曲线、电阻率曲线、声波及密度曲线来解释岩性、物性、 沉积相及其相组合，用地层倾角处理技术揭示古流向，用神经网络岩相处理技 术开展岩性分析和砂体预测等。如用岩芯分析技术，微电极、自然电位、自然 伽马等测井曲线特征分析和薄层砂体识别的综合勘探技术来开展储集体的微相 研究—包括储集体的微相类型、砂体展布、砂体储集性能的分带性、储集体与 泥岩隔层的相互关系以及确定储集层与生油层、盖层的配置情况。
沉积环境、沉积相解释参数
物理参数（Physical parameters）: 沉积构造
（Sedimentary structures）, 颗粒特征及分布（ Grain and grain size distribution）
生物参数（Biological parameters）: 生物成因
构造 （Biogenic structures), 生物化石及生态特征
4）沉积学研究需要多学科技术的交叉运用：运用多学科技术 方法进行相互补充或相互验证。如利用地震资料反射终止关系或 露头岩芯资料识别不整合界面，并利用古生物、火山岩同位素、 古地磁、VSP和合成地震记录等多种定时方法技术，赋予盆地地层 格架地质时代意义，进而建立以不整合面及与之可对比的整合面 为边界的等时地层格架。 一方面要综合运用地质资料）、地震、测井、岩芯分析技术及 计算机技术，建立准确的沉积序列模式，沉积相模式，并应用古 地理学原理重建盆地的岩相古地理环境；另一方面综合利用钻 （测）井和地震资料进行BCI反演，结合石油地质理论和现代成藏 模式，开展储层和含油层的追踪和预测。而沉积古环境的重建本 身又需要多学科技术的综合配套使用，如利用岩类法研究母岩类 型和母源区特征（岩石学）；利用X光照相法研究隐蔽沉积构造； 利用孢粉组织及其含量的变化研究古气候（古生物学、古气候 学）；利用动物化石群分异度确定古水深（海洋学、古生物 学）；采用铁、硫等元素的环境地球化学指标研究古盐度（地球 化学）；运用沉积构造、地震反射前积结构和地层倾角矢量模式 确定盆地古水流方向；应用古生物化石、沉积构造、岩性特征及 砂体几何形态说明古湖岸线的位置和延伸方向；利用沉积物粒度 特征、沉积构造特征确定湖盆古水动力条件（沉积学、地震地层 学、岩石学）；利用古地磁研究古纬度（古地磁学、古气候学）。
研究内容及其概念体系 研究方法与技术系列 碎屑岩沉积体系分析的几个例子
沉积环境和沉积相研究目的及意义
尽管沉积物与沉积岩只占岩石圈体积的 5%, 但地球表面的75% 被沉积物与沉积岩覆盖。 沉积学与沉积体系的研究就是研究地球的演化 史，古地理变迁及人文地理等； 沉积体系研究对于自然资源的勘探来说极 为重要，如石油、煤、石灰岩与铀等都与特定 的沉积体系及环境有关沉积岩既是石油地质学 研究的基础，又是油气勘探的最终目标；沉积 盆地的主体是沉积岩，盆内油气生成、运移与 聚集都离不开沉积岩，从而离不开沉积体系的 研究。
3、相控制因素分析： a 沉积物供给（Sediment Supply）：控制沉积相的组成和厚度。 花岗岩、花岗片麻岩物源：砂质沉积物 酸性火成岩：火成岩角砾、细粒沉积物 碳酸盐岩：碳酸盐岩砾石、细粒沉积物 b 气候（Climate）：控制相类型与水介质性质。 干旱气候：碱性水介质、蒸发岩 潮湿气候：酸性水介质 c 构造（Tectonics）：控制古地理格局、沉积空间、沉积厚度、 沉积物供给、盆地类型。 d 海平面变化（Sea-level Changes）：控制沉积边界、沉积物 供给、相变等。 e 生物活动（Biological Activity）：控制有机物的堆积速率、 沉积结构等。 f 火山活动（Volcanism）：控制沉积物供给、水介质性质、 古地理等。
地震相 （ Seismic facies ）： 具有相似反射
结构、连续性、频率、层速度等的三维地震反射单元。
测井相 （ Log Facies ） ： 典型岩电组合特
征。 在连续地层剖面中，垂向上几种有成因联系的相和环境 的叠置次序，与它们在平面上所出现的次序是一致的。
沃塞尔相律 （ Walther’s Law of Facies ）：
编图系列
盆地的沉积—充填研究：包括充填体的三维几何形态、规模， 充填序列，地层—构造格架，沉积—充填过程，沉积相和相模式 等。 1. 盆地形态和规模的确定： 盆地的几何形态须从平面和剖面入手 首先要应用重力、磁力、地震等物探方法，结合盆地边缘露 头的观察，了解盆地的边界范围、性质和平面形态； 第二，应用地震、测井、钻探资料及层序地层学方法识别地 层、岩性类型及其界面特征，建立盆地地层—构造格架，查明盆 地的剖面形态和结构，盆地充填样式、岩性结构特点、沉积范围 的变化、沉积中心的迁移等； 第三，综合盆地的平面和剖面特征资料，查明盆地充填体的 规模，建立盆地的三维充填模式。
概括各种资料— 岩心、录井、地震、 露头、化验资料、古生物！
层次分析：
盆地尺度、油藏尺度、油层尺度！
沉积相分析流程
1、沉积相分析流程：层序地层格架、等时
界面--相组合、相-亚相、微相-储集相 2、相关系的建立：两种基本方法：统计法 和模式法 模式法（Model method）：将现有资料的沉积 特征与典型相模式对比，并结合研究实例的特点， 提出综合性的相关系。 统计法（Statistical method）：根据现有资 料，统计不同岩性的接触次数， 采用某种统计方 法，提出相接触的优先顺序，并进行沉积学解释。
沉积环境分析要考虑的问题
1、主要（经典）沉积模式 2、主要沉积环境的相构成与相关 学科的关系 3、在油气勘探与开发中的应用
沉积环境 （Sedimentary
Environments）： 沉积物堆
积的自然地理空间。 欧美：沉积相与沉积环境混用；前苏联：沉积相与 沉积环境严格分开。
沉积相（Sedimentawenku.baidu.comy