实验一 砂岩分类三角投点图及其命名自动识别模型

砂岩分区
首先根据Q的含量95%和75%值为界 分为三大区： • 1、石英砂岩区（Ⅰ）； • 2、长石砂岩-岩屑砂岩区（Ⅳ-Ⅶ）； • 3、二者的过渡区（Ⅱ-Ⅲ）。
砂岩分类
根据Q 、F和R的相对含量进一步细分为：
• • • • • • •
Ⅰ：石英砂岩（杂砂岩） Ⅱ：长石石英砂岩（杂砂岩） Ⅲ：岩屑石英砂岩（杂砂岩） Ⅳ：长石砂岩（杂砂岩） Ⅴ：岩屑长石砂岩（杂砂岩） Ⅵ：长石岩屑砂岩（杂砂岩） Ⅶ：岩屑砂岩（杂砂岩）
岩石基本名称 长石石英砂岩 岩屑石英砂岩 长石砂岩 岩屑长石砂岩 长石岩屑砂岩 岩屑砂岩 样品数（个） 频率（%） 4 0 .2 3 5 0 .2 9 494 2 8 .7 5 928 5 4 .0 2 265 1 5 .4 2 22 1 .2 8
60 928 50 鄂尔多斯盆地某地区 1718个 薄 片 分 析 结 果
实验一 砂岩分类三角投点图及 其命名自动识别模型的建立
概 述
•Hale Waihona Puke Baidu
砂岩作为最重要的沉积岩类型之一，多年来， 它的分类一直是备受关注的讨论课题，全世界已有 的分类方案就达50余种。随着研究者的不断努力， 综合各种因素的成熟的分类方案应运而生，砂岩的 三角图分类在其中占了举足轻重的地位。在研究与 陆源碎屑岩相关的各种问题时，常用砂岩骨架组分 的投点图来直观的反映碎屑颗粒埋藏前的组成、成 分成熟度、物质来源、大地构造性质、甚至气候和 风化的特点。对储集砂岩而言，岩石基本组成、尤 其是骨架组分为埋藏成岩作用提供了重要的物质基 础，埋藏前组成的差异对成岩作用、砂岩的初始孔 隙度、以及原生孔隙的改造和次生孔隙的发育都起 着十分重要的作用。因此，近年来砂岩的三角分类 投点图广泛应用于陆源碎屑储集岩的研究之中。
成因意义
• 1、Q含量或Q/（F+R）：反映砂岩成分 成熟度； • 2、F/R值：既反映物质来源（深成岩 或表成岩），又反映大地构造情况； • 3、F：在一定程度上反映了气候和风 化作用特点。
三角图中投点的方法
1、三角图框架的建立 2、作图原理 3、实例
分类三角图各关键点坐标的确立 及三角图的绘制
杂 砂 岩
泥 岩
50
Ⅳ
量 杂 基 含
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
15 F 25 50 75 0
R
图1 F ig u re 1
砂 岩 分 类 三 角 图 （ 据 曾 允 孚 等 1986 1 ）
[ ]
[ ]
T rian g le fo r th e classificatio n o f san d sto n es （ fro m Z en g Yu n fu et al． 1 9 8 6 1 ）
三端元分类（进一步的划分）
• Q（石英）端元：石英、燧石、石英岩和其它 硅质岩岩屑； • F（长石）端元：长石以及花岗岩和花岗片麻 岩类岩屑； • R（岩屑）端元：除Q、F中的岩屑以外的其它 岩屑（火山岩及其变化产物，板岩、千枚岩、 结晶片岩等浅变质岩，粉砂岩及泥质岩、碳酸 盐岩等沉积岩），以及碎屑云母和绿泥石。
40
频 率 （ %）
494 30
20
265
10 4 0 长石石英砂岩 岩屑石英砂岩 长石砂岩 岩屑长石砂岩 长石岩屑砂岩 岩屑砂岩 5 22
图4
鄂尔多斯盆地某地区延长组砂岩岩石类型（基本名称）分布频率直方图 （图内数字分别为该岩石类型出现的频数）
F ig u re 4
D istrib u tio n fre q u e n c y h isto g ra m fo r th e c la ssific a tio n o f sa n d sto n e s a t Ya n C h a n g
fo rm a tio n o f a n O rd o s fie ld （ th e n u m b e r sa n d s fo r th e fre q u e n c e o f th e sa n d sto n e 's ty p e w h ic h a p p e a rs in sid e th e fig u re）
图5 鄂尔多斯盆地某地区延长组砂岩碎屑成分三角投点图 Figure 5 Composition plot in a triangle for the classification of sandstones at YanChang formation of an Ordos field
作 业
• 1、 用Microsoft Excel建立以下模型： 1）砂岩三角形分类投点图计算模型 2）砂岩类型的自动识别和综合定名模型 • 2、提交在Microsoft Excel上所建立的数据图表。
Q、F、R端元的换算及投点
• 根据砂岩分类中Q、F、R三个端元的地 质意义和对分类三角图坐标的定义，需 要把从薄片鉴定或其他分析资料获得的 Q、F、R在碎屑中的含量（%）变换成 投点坐标，显然y坐标值不用进行换算， y坐标值正好等于Q端元在碎屑中的含量， x坐标值需要进行换算，即：
• X=Q/2+R • Y=Q
论文
• 1、题目：Microsoft Excel在砂岩分类三角图投点中的 应用 • 2、内容包括： • （1）砂岩分类方案 • （2）三角图中投点的方法 • A.三角图框架的建立 • B.作图原理 • （3）三角图投点实例 （包括简单的地质解释） • 3、参考文献 • 4、在Microsoft Excel上所建立的数据图表
实 例
• 如图所示，利用Excel作出的某油田陇 东地区1718个砂岩样品的Q-F-R投点 图,图中清楚地显示了不同层位骨架组 分的差别、砂岩成分成熟度的差别以 及物源的差别。这样的投点图显然是 不可能通过手工方式完成的。
表2 Tab le 2
鄂尔多斯盆地某地区延长组储层砂岩的岩石类型分类统计
T h e Stat. fo r th e classificatio n o f reservo ir san d sto n es at Yan C han g fo rm atio n o f an O rd o s field
Grapher软件是一较为实用的二维图形绘制软 件，为地质学提供了基于等边三角形分类方 案的投点图；之后，由黄思静等（2002）提 出了用Microsoft Excel在砂岩的等腰三角形 分类图上完成碎屑成分投点。
砂岩分类方案
• 沉积岩石学中的砂岩分类方案繁 多,都属于异形图形,很难在计算机 上进行投点作图。在国内较为流 行的如McBride(1963)的分类、 Folk(1968)分类、刘宝珺(1980) 以及曾允孚等(1986)的分类。砂 岩的分类与投点看似简单,实际上 很容易出错。
• 按曾允孚等(1986)的分类方案,选取F 点为坐标原点,则三角图中各点的坐 标如表1所示,根据表中数据,便可利 用Excel的二维投点功能画出砂岩三 角分类图。这里需要注意的是:在选 取图表类型的时候,最好选取“无数 据点折线散点图”子图表类型。
表 1 砂岩三角分类图中关键点坐标 关键点 Q 100 95 95 95 75 75 75 75 75 0 0 0 0 0 F 0 5 2.5 0 25 18.75 12.5 6.25 0 100 75 50 25 100 R 0 0 2.5 5 0 6.25 12.5 18.75 25 0 25 50 75 0 对应坐标 X=R+Q/2 50 47.5 50 52.5 37.5 43.75 50 56.25 62.5 0 25 50 75 100 Y=Q 100 95 95 95 75 75 75 75 75 0 0 0 0 0
参考文献
• 1、黄思静等，用MicrosoftExcel在砂岩的三角分 类图上完成碎屑成分投点 ，成都理工学院学报， 2002，Vol.29（2）：213-216. • 2、张萌等，巧解砂岩分类三角图 ，成都理工大 学学报（自然科学版），2005，Vol.32（4）： 423-429. • 3、沉积岩石学，曾允孚等， 1984，地质出版社： P114.
砂岩的成分-成因分类 曾允孚等（1986）
• 1、依杂基的含量分大类：
杂基含量小于15%的„„„„净砂岩（砂岩） 杂基含量大于15%的„„„„杂砂岩（瓦克砂岩）
• （杂基含量当然<50%） • 杂基：反映砂岩的结构成熟度和搬运介质的流动 特征。
净 砂 岩 Q 95 Ⅰ 75 Ⅱ Ⅲ
Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
• 就目前所采用的各种砂岩分类投点图而言，都是 在三角图中进行的。在国内较为流行的如 McBride（1963）的分类、Folk（1968）分类、 刘宝珺（1980）以及曾允孚等（1986）的分类 （图1）。然而，由于所采用图形的复杂和不规 则性，造成大多数的三角分类图的投点过程都停 留在手工操作的阶段，为大数据量砂岩骨架颗粒 的定量研究带来了阻碍。随着计算机技术在地学 研究中的不断渗入，为砂岩分类图的准确而轻松 的投点带来了可能。Golden Software公司的