岩相古地理学研究现状及发展趋势

岩相古地理学研究现状及发展趋势

蒋维红1　董春梅1　闫家宁2

(11中国石油大学,山东东营257061;21辽河油田分公司勘探开发研究院,辽宁盘锦124000)

摘　要　古地理学的理论发展和相关的技术进步为推动中国油气资源勘探开发起到了不可替代的作用,中国含油气盆地的油气勘探表明,岩相古地理控制了油气成藏的基本要素组合和油气资源的分布,地层和岩性圈闭的发育和分布受控于古地理条件的改变。目前,岩相古地理学在向着定量化、精细化、综合化方向长足发展的同时,仍然面临许多重大的理论和技术问题。阐述了岩相古地理学发展的现状,认为多信息、多尺度、多元化和数字化的古地理研究是未来的发展趋势。

关键词　岩相古地理学　油气勘探　层序地层学　层序岩相古地理编图

岩相古地理研究是重建地质历史中海陆分布、构造背景、盆地配置和沉积演化的重要途径和手段,重塑盆地在全球古地理中的具体位置、恢复沉积作用与成矿过程的关系,对于资源远景预测评价和勘探开发实践具有十分重要的意义。3

1　岩相古地理学新进展

111　定量岩相古地理学

岩相古地理研究从定性走向定量是当前该学科的重要发展趋势。我国古地理学研究的3个学派中以沉积学理论为指导的岩相古地理学派最为活跃,这一学派又可分2个阶段,20世纪70年代以前,基本上以传统的沉积岩石学理论为指导,其图件也大都是小比例尺、定性的或示意的;20世纪70年代以后,开始以新的沉积学理论为指导,出现新型的中比例尺乃至大比例尺定量化岩相古地理图[1-2]。

石油大学(北京)冯增昭教授提出了“单因素分析综合作图方法”,而后发展为“单因素分析多因素综合作图法”这一定量的岩相古地理学方法论,认为单因素能独立反映一个地区在某地质时期或某沉积层段的沉积环境的某些特征因素,其存在与否、含量多少均可独立反映该地区、该层段沉积环境的某些特征。单因素分析多因素综合作图可分为3个步骤:第一,对各剖面尤其是各基干剖面进行认真的地层学和定量岩石学研究,取得较为详尽的定性和定量资料,了解各剖面各沉积层段的沉积环境特征;第二,在已取得的各剖面的定量资料中,选择能独立反映沉积环境特征的因素,即单因素将全区各剖面各作图单位的各种单因素的百分含量都统计出来,然后做出各种相应的单因素图(主要是等值线图),这些单因素图可从不同侧面定量地反映该地区该沉积层段的沉积环境,这就是单因素分析;第三,把这些定量的单因素图叠加起来,结合该地区该沉积层段的其他定量和定性资料,全面分析,综合判断,即可编制出所需要的定量岩相古地理图,这就是多因素综合作图。运用单因素分析多因素综合作图法编制出的岩相古地理图的最大特色是定量,即以各剖面的定量单因素资料为基础,从各单因素图的分析入手,再通过各单因素图的叠加和综合分析判断,最后做出定量的岩相古地理图[3-4]。

112　等时层序岩相古地理编图

以层序体系域或层序界面以及相关界面为编图单元,编制不同层序内的各体系域或有关界面沉积时的古地理图的岩相古地理图,即层序岩相古地理图可以满足等时的要求。这种新的层序岩相古地理编图更接近盆地沉积演化的真实性,可

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断块油气田

第14卷第3期 F AULT2BLOCK O I L&G AS F I ELD 2007年5月

3收稿日期:2006-09-27。

作者简介:蒋维红,男,1978年生,中国石油大学在读硕

士研究生,研究方向为油藏描述与开发地质。E-mail:

j0401006@1261com。

用客观的动态变化来反映盆地的充填历史[5-6]。

实践表明,该编图方法具有以下优点:等时和具有成因上的连续性,更能反映一个地区在统一地质作用中的各种地质信息和综合效应,有利于更客观地认识一个地区的沉积作用、构造作用、事件及成矿作用等,可以揭示出一些新的地质现象或规律,更加精确真实地反映海陆分布及其演化过程等,而且,对覆盖区相带展布及变化具有更合理的预测性。

自从层序地层学及高分辨率层序地层学引入中国之后,有关专家一直在尝试将其原理应用于陆相沉积环境的研究与预测,并有大批成果出现[7],但是陆相沉积的复杂多变及缺乏大范围统一的层序界面使目前的研究仍处于深化探索阶段。113　沉积相古地理研究与矿产资源预测相结合在当前的沉积环境分析和岩相古地理研究中,除采用定性的沉积学、地球化学、同位素地质学等多种方法重建不同地区、不同时代的岩相展布和古地理格局外,相关领域比如岩相古地理与煤油气聚集成藏、金属矿藏成矿方面等也开展了深入的研究。

我国已探明的油气田,绝大部分位于中新生代盆地陆相地层中,陆相地层中湖泊相、特别是深水湖泊的深水区是主要的油源区,吴崇筠教授系统研究之后划分出三角洲砂体,水下冲积扇砂体,滩、坝砂体及浊积砂体,并研究上述砂体位置和沉积特征、湖泊砂体的测井曲线和地震相特征,这对于寻找不同沉积环境下油气藏具有指导意义[8]。114　加强岩相古地理研究方法和测试手段研究在岩相古地理研究方法方面,微体化石、痕迹化石、生物群落、微相分析方法、黏土矿物的环境标志、地震相、测井相分析和物探多种信息法、同位素测定、微量元素测定及地球化学方法、数学模拟和数值分析方法,以及计算机辅助设计方法、阴极发光技术等等,都有不少新的成果。

2　中国古地理特征与油气资源分布中国的古地理学研究有相当长的历史,许多学者分别从古生物地层学、大地构造学以及沉积学理论出发,从不同角度对我国的古地理进行了研究并编图,阐明了中国不同地质时期的古地理面貌、沉积特征以及沉积体系与油气资源之间的关系,诸多的研究成果论证了中国的油气资源明显受岩相古地理的控制。

通过近50年的油气勘探,中国的沉积学家针对中国陆相沉积盆地多物源、相变快、相带窄、沉积相带时空变化明显的特点,系统总结了中国陆相湖盆沉积体系类型、沉积体系组合序列、沉积体系时空模式、沉积体系与油气藏之间的关系等沉积规律,形成了一套完善的沉积体系综合研究方法和油气评价标准,已分别在多种成因类型的沉积体系中发现了极为丰富的油气资源,其中冲积扇占615%,河流相占13%,三角洲相占553%,水下扇占1216%,滩坝和碳酸盐岩沉积体系分别占1216%和5%,另外716%的原油地质储量分布在盆地基岩内。

3　发展趋势

311　从单一发展到综合发展

我国的古地理学是多来源的和多分支学科的,各分支学科或研究领域在逐步相互渗透和相互取长补短,从而逐步走向综合发展的道路,即利用多种学科的多信息资料重建古地理的道路。值得注意的是,传统地质学领域中用于重建地质历史时期古地理的主要古地理学分支学科,如地层古地理学、构造古地理学、生物古地理学、岩相古地理学等开始与地理学领域中用于重建第四纪和人类历史时期古地理的各主要古地理学分支学科如第四纪古地理学、人类历史古地理学、考古学、古人类学、遥感学等相结合。

312　构造过程与岩相分布样式耦合[9]

在盆地演化的每一个较小的时间单元内,沉积岩相的分布都有其特定的格局和样式,这种样式与盆地演化的构造过程是否存在着某种耦合关系,以及如何从沉积物记录中或者从地层岩性的结构中鉴别沉积环境和岩相变化的内旋回和外旋回机制进而预测目标相带的分布规律等等,都是需要深化研究的问题。研究结果表明,相对优质的储层往往形成于某个特定的跨度较小的时间段,厚度可能只有几米,其物质组成和岩相环境与其下伏和上覆的同类岩性明显不同,它们和非优质储层之间无明显的沉积间断,这些储层的岩相环境和分布样式肯定有某种机制在起作用,如果能够比较精确地了解由盆地构造演化控制的沉积物充填过程及其岩相环境发育与分布规律,掌握它们之间的内在规律,那么就有可能预测优质储

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2007年5月 断块油气田 第14卷第3期