沉积相的基本概念和分类

沉积相的基本概念和分类 及研究进展 目 录 一、沉积岩概述 二、沉积相的基本概念 三、沉积相基本原理 四、沉积相标志和相模式 五、沉积相的分类 六、沉积相的研究方法 七、沉积相的研究进展 一 、 沉 积 岩 概 述 沉积岩是在 地壳表层条件 下 ， 由母岩风化产物 、 火山物质 、 有机物质等 沉积岩原始物质 成分 （ 沉积物 ） ， 经 搬运作用 、沉积作用 以及 沉积后作用 而形成的一类岩石 。 它是地壳中三大岩类之一 ， 具有岩石的共同属性；是地壳中地质作用的产物；在一定的地质条件和环境中是稳定的；是矿物的集合体 。 沉积岩 (主要 )是外动力地质作用的产物 ， 形成并稳定在地壳表层 。 沉积岩与岩浆岩 、 变质岩具有相似的矿物成分和化学成分 ， 但仍有很大差别 。 外动力地质作用 生物在沉积岩的形成过程有着重要的作用与意义 。 沉积岩具有特殊的复杂多样的结构与构造 。 沉积岩形成过程的空间与时间跨度大 ， 阶段性明显 ， 分异作用普遍 。 面积 陆地的大约 3/4被沉积物 （ 岩 ） 所覆盖 ,而海底几乎全被沉积物 （ 岩 ） 所覆盖 。 体积 沉积岩约占岩石圈体积的 5 ， 而岩浆岩和变质岩约占 95 。 沉积岩在地壳表层分布十分广泛。具体地说， 分布区域 现代和古代沉积物大量沉积的场所为：大陆边缘 和 大陆内部的拗陷带 。 厚度 沉积岩在地壳表层各处的具体厚度变化很大 。 有的地方可达几十公里 ， 如高加索地区 ， 仅中生代和新生代的沉积厚度就达 2030有的地方则很薄 ， 甚至没有沉积岩的分布 ， 直接出露着岩浆岩和变质岩 。 沉积岩的分类是沉积岩石学研究中要解决的首要问题之一。 分类的原则 要正确反映客观事实的内在联系 。 综合分类 （冯增昭， 1982， 1992） 首先根据沉积岩的形成作用划分大类和基本类型，然后根据粒度、主要成分特征及是否可燃等细分。我们采用的分类方案。 二、沉积相的基本概念 环境是指地球表面的地理景观单元 。 如山地 、 高原 、 冲积平原 、 河流 、 湖泊 、 海洋等 。 沉积作用进行的自然地理环境 ， 是物理上 、化学上和生物学上有别于相邻地区的一块地表（ 塞利 ， 1970年 ） 。 即是说有沉积物堆积并保存的环境区域 ， 如河流 、 湖泊 、 三角洲 、 滨海 、 浅海 、 深海等 。 沉积环境系由下述一系列环境条件(要素 )所组成： 自然地理条件 ， 包括海 、 陆 、 河 、 湖 、 沼泽 、 冰川 、 沙漠等的分布及地势的高低； 气候条件 ， 包括气候的冷 、 热 、 干旱 、 潮湿； 构造条件 ， 包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷； 沉积介质的物理条件 ， 包括介质的性质(如水 、 风 、 冰川 、 清水 、 浑水 、 浊流 )、 运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；介质的地球化学条件 ， 包括介质的氧化还原电位( 酸碱度 (及介质的含盐度 。 上述条件 、 、 、 的综合即为沉积环境 。 相这一概念最早由丹麦地质学家 斯丹诺 (669)引入地质文献 。 瑞土地质学家 格列斯利 (838)认为：“ 相是沉积物变化的总和 ， 它表现为这种或那种岩性的 、 地质的或古生物的差异 ” 。 塞利 (1970)提出：应该从沉积岩体几何形态 、 岩石学特征 、 古生物特征 、 沉积物构造特征和古流向特征来限定相或沉积相 。 鲁欣 （ 1953） 将相定义为 “ 相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合 ， 因此 ， 相是沉积物形成条件的物质表现 ” 。 目前把 “ 相 ” 定义为 沉积环境 及在该环境中形成的 沉积岩 （ 物 ） 特征 的 综合 。 沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素 ， 沉积岩特征则是沉积环境的物质表现 。 换句话说 ， 前者是形成后者的基本原因 ，后者乃是前者发展变化的必然结果 。 这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系 。 沉积岩特征要素包括： 岩性特征： 如岩石的颜色 、 物质成分 、 结构 、构造 、 岩石类型及其组合； 古生物特征： 如生物的种属 、 数量和生态； 地球化学特征：如 同位素含量 、 微量元素类型含量 。 岩相 是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合 ，它是沉积相的主要组成部分 。 岩相和沉积相是从属关系 ， 而不是 同 义关系 。 为了突出沉积环境中的古地理条件和沉积物特征中的岩性特征 ， 通常把 “ 岩相 ” 和 “ 古地理 ” 这两个术语联系在一起（ 岩相古地理 ） ， 以表示沉积相中最重要和最本质的内容 。 沉积体系： 指的是在某一时间地层单元内 ， 根据 物源性质 、 搬运过程 、 沉积作用 和 发育演化 几方面 ， 把有内在联系的各个沉积相 ， 组成的一个连续体系 ， 它能与相邻的体系区分开来 。 一个碎屑沉积盆地 ， 一般是多物源的 。所以沉积体系主要是以流入湖盆的水系及其组合型式为基础 ， 把沉积相在横向上相关的单元联系在一起的体系 。 概括我国中 、 新生代陆源碎屑沉积盆地的自然地理环境 、 水流机制和砂体类型可划分出下列沉积体系： （ 1） 陆上环境： 如冲积扇辫状河洪水沉积体系等； （ 2） 过渡环境： 如网状河三角洲沉积体系等； （ 3） 水下环境： 如滨岸浅水堡坝沉积体系等 。 区域勘探中编制沉积体系图 ， 对指导油气勘探 、 扩大勘探领域有重要指导意义 ！ 三、沉积相基本原理 相序定律） 沃尔索 （ 894年 ） 提出了相律： “ 只有那些没有间断的 ， 现在能看到的相互邻接的相和相区 ，才能重叠在一起 ” 。 换句话说 ， 只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相 ， 才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断 。 即只有在那些在横向上没有间断的 、 彼此相邻的沉积环境中形成的沉积岩才能在连续的地层剖面上重叠在一起 。 显然 ， 相序定律为人们利用现代沉积环境特征去研究古代沉积物垂向序列提供了良好的 比较沉积学基本原理 。 在一连续地层剖面中出现的沉积相排列顺序称为相序 偿原理（ 了解 ） 在传统的沉积相分析和岩相古地理条件分析中 。至今还沿用沉降补偿原理 。 该原理除应用于相连续剖面的解释外 ， 也可应用于相不连续情况的解释 。 它强调地质历史时期曾发生的盆地下降 、 物源区上升 、气候变化和海 （ 湖 ） 平面升降等 ， 都会反映在沉积环境的补偿速率和遭受剥蚀的程度上 。 沉积盆地沉降和补偿可概括为下列四种情况： 快速沉降 、 快速补偿： 显洪积冲积相 ， 多具沉降中心的特点； 快速沉降 、 缓慢补偿： 显深水较深水相 ， 多具沉积中心 （ 或生油中心 ） 的特点； 缓慢沉降 、 快速补偿： 以淤积冲积沉积为主； 缓慢沉降 、 缓慢补偿： 常为浅海陆棚区所特有 。 等时面： 是指地质历史过程中某一时刻的沉积界面 。 常与某一事件平行或一致 ， 可反映特殊的地质事件 。 如我国西南地区中三叠统底部的“ 绿豆岩事件 ” 。 穿时性： 是指同岩性的岩层实际为不同时期的沉积产物 。 注意： 等时面与岩石（性）界面的穿时性 了解 ） 地层旋回等时对比法则是高分辨率层序地层学 （ 1994） 的基本原理之一 ， 由于层序岩相古地理和层序沉积相的出现 ， 它也成为沉积相基本原理之一 。 沉积相鉴别标志） 相标志能反映沉积环境特征（物理的、化学的、生物的）及沉积作用过程的沉积岩的特征。 沉积流体种类 ， 性质；流体动力条件；水体深度 ， 浊度； 度；动植物种类 ，数量等都影响相标志特征 。 沉积相分析就是利用相标志来研究和解释沉积岩的形成（沉积）过程及沉积时环境的特征，以达到了解由此决定的沉积岩空间分布规律和其他性质，从而为油气勘探开发服务之目的。 四、沉积相标志和相模式 岩石学特征 岩石的成分、结构、构造、颜色、类型、 自生矿物等 沉积构造 反映流体性质及特征。具有水力学意义的原 生沉积构造，如层理构造，层面构造变形构 造等 生物化石 指示海陆环境 ,水体盐度 ,深度 ,浊度 遗体化石（实体化石， （大化石，微体化石，超微化石） 遗迹化石（ 岩体 (砂体 )形态 平面形态，剖面形态 古水流方向 剖面结构（沉积层序） 一套有成因联系的沉积岩层的 岩石学特征在纵向上的变化规律。 测井响应 地震响应 模式是帮助人们认识复杂自然现象和过程的理想的简化形式 。 相模式以 从大量研究中 ， 对沉积相的发育演化加以高度的概括 ， 归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式 。 沉积模式实质上是描述了再现的沉积作用的面貌 。五、沉积相的分类 沉积相的划分应该依据自然地理条件或地貌特征及沉积物综合特征，并且要遵循简单易行、便于记忆和理解的原则，对沉积相进行划分。常以沉积环境的名称 命名沉积相。沉积相常分为四级： 相组 (环境组 )、 相 (环境 )、 亚相 (亚环境 )、 微相 (微环境 )。 任何级的相均可统称为相 (环境 ) 沉积相分析是利用各种资料分析沉积岩的形成作用和形成过程 ， 并解释和重塑古沉积环境 。 沉积相分析最基本的工具：相律、相标志、相模式、 沉积相解释成果：图件 六、沉积相的研究方法 三角洲前缘水下分流河道微相 三角洲前缘河口坝微相 川西白马庙气田蓬莱镇组 段沉积相 平面展布图 川西白马庙气田蓬莱镇组 段沉积相 平面展布 图 具体的分析方法： 成为较为活跃的研究领域； 七、沉积相的研究进展 甘肃省泾川县人，出生于 1976年 7月，汉族。 就读西北师范大学地理科学专业，获得理学学士学位； 就读西南石油学院矿产普查与勘探专业，获得工学硕士学位 (雷卞军教授指导 )； 读西南石油大学矿产普查与勘探专业，获得工学博士学位 (陈景山教授指导 )； 今 在西安石油大学油气资源学院石油天然气地质研究所工作，讲师 。 赵永刚（博士） 2000年至今共主研或参研科研项目 11项： 研） 研） 研） 利相带预测（主研） 研） 研） 研） 研） 研） 研） 主研，正在进行） 公开发表学术论文 20篇： 截至目前 ， 在 中国地质 、 天然气工业 、 大庆石油地质与开发 和 西南石油学院学报 等刊物上 公开发表学术论文 20篇 （ 其中第一作者 12篇 ， 核心刊物 8篇 ） 。 如： 川西邛崃县白马庙气田上侏罗统蓬莱镇组沉积相及砂体展布研究 ，中国地质 （ 原中国区域地质 ） ， 2004， 31（ 3） 地质学类 ） ， 中国科技核心期刊 （ 第一作者 ） ； 川西邛崃县白马庙气田上侏罗统蓬莱镇组高分辨率层序地层分析 ，中国地质（原中国区域地质）， 2005， 32（ 4） 质学类），中国科技核心期刊 （第一作者） ； 低孔渗裂缝一孔隙型砂岩储层的分类评价 ， 大庆石油地质与开发 ，2006， 25（ 1） 中国科技核心期刊 ， 中国期刊方阵双效期刊 （ 第一作者 ） ； 川中川南过渡带嘉二气藏成藏条件分析及有利区块评价 ，大庆石油地质与开发， 2006， 25（ 5） 国科技核心期刊，中国期刊方阵双效期刊 （第一作者） 。 岩体破坏接近度系数 （ ） ”作为低孔低渗裂缝 孔隙型砂岩储层分类评价的重要指标 ， 再进行该类储层的分类