《砂岩及粉砂岩》PPT课件.ppt

第七章 砂岩及粉砂岩,第一节 砂岩的一般特征 第二节 砂岩的分类 第三节 石英砂岩类 第四节 长石砂岩类 第五节 岩屑砂岩类 第六节 杂砂岩类 第七节 粉砂岩类 第八节 砂岩油气储集性及其研究方法,本章重点 、砂岩的分类及命名 、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩的特征及成因。,第一节 砂岩的一般特征,一、定义 砂岩：主要由砂（2-0.1mm的陆源碎屑颗粒）组成的碎屑岩，砂的含量50。,二、砂岩一般特征 1、成分 （1）碎屑颗粒：以石英为主，其次为长石和各种岩屑。有时含云母，绿泥石等，重矿物含量少。 （2）杂基：细粒的机械组分，粒度0.03mm，为粘土、碳酸盐泥、细粉砂等，含量多少反映岩石 分选好坏，是流体性质（密度和粘度）的一种标志。 （3）胶结物：化学沉淀物，硅质、钙质、铁质多见，结构较复杂。,二、砂岩一般特征 2、结构：成熟度可高可低，杂基支撑、颗粒支撑均可出现。 3、构造与颜色：丰富，各种层理，波痕等。 4、产状：席状，带状，透镜状。 5、成因与分布：有海、湖、河流、风等（重力流，牵引流），分布仅次于粘土岩，约占沉积岩的1/3。,二、砂岩一般特征 6、砂岩的成熟度：碎屑组分在风化、搬运、沉积作用改造下接近最稳定的终极产物的程度。砂岩的结构成熟度通常与成分成熟度协调一致。 成分成熟度：Q/(F+R)；“ZRT”指数； 结构成熟度：分选性、磨圆度、杂基含量；,第二节 砂岩的分类,一、砂岩的分类现状 砂岩的分类种类繁多，有结构分类、成分分类、成因分类、综合分类 等。 如： 结构分类：巨砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩； 成分分类：Q、F、R、C M ； 成因分类：河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩； 综合分类：综合成分、结构特征进行分类，试图能反映其成因。,一、砂岩的分类现状 目前国内外砂岩分类普遍采用三角形图解，也有用表格形式的。就分类依据的组分而言，大致分为三组分和四组分两种体系 。,一、砂岩的分类现状,以来源区，构造变动为分类准则 三个端元组分为： 石英硅质岩：代表岩石成熟度长石高岭石：代表母岩性质 云母绿泥石：表示构造变动强度,1、三组分体系 （1）克里宁（1948）的分类,一、砂岩的分类现状 1、三组分体系 （1）克里宁（1948）的分类 具有重大影响的早期砂岩分类方案，采用三端元分类方案。其优点是将成分与成因联系；其缺点是没把岩屑放在重要地位；分类端元云母、绿泥石在成岩过程中也可大量形成。,一、砂岩的分类现状 （2）福克的分类：,（a）1954 年的分类 强调来源区的母岩类型,（ b ）1968 年的分类 偏重于母岩类型和矿物成熟度,一、砂岩的分类现状 （2）福克的分类： 1954年的分类：强调来源区母岩性质，三端元组分为 石英+硅质岩（Q）：沉积来源 长石+火成岩屑（F）：火成来源 云母+变质岩屑（M）：变质来源 其优点是能反映母岩的类型，缺点是把云母都当成变质成因，把岩屑分开，使分类复杂化，没有考虑杂基。,一、砂岩的分类现状 （2）福克的分类： 1968年做了进一步修改，三端元为： 石英（Q） 长石火成岩屑（F） 其它岩屑燧石（R）,一、砂岩的分类现状 2、四组分体系 （1）吉尔伯特（Gilbert）的分类 首先按杂基划分为两大类 杂砂岩：杂基含量10%，分选不好的混杂砂岩 砂屑岩：杂基含量10%，分选良好的纯净砂岩 再根据稳定和不稳定组分的相对含量划分一定类型。,一、砂岩的分类现状 2、四组分体系 （1）吉尔伯特（Gilbert）的分类 优点：引入杂基分类，并认为两种类型的砂岩在成因上不同。 砂屑岩：经流水的充分冲刷、筛选而缓慢沉积。 杂砂岩：未经流水冲刷、筛选而沉积，即快速沉积。 缺点：某些砂岩类型在图解中没有明显的划分界线。,一、砂岩的分类现状,（2）裴蒂庄的分类：,（a） 基 本分类（ Dott，1964）,（b） 岩屑砂岩的次级分类 （ Folk，1968）,一、砂岩的分类现状 （2）裴蒂庄（Petijoin）（1975）分类 分类准则：把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素（介质的密度和粘度）作为砂岩分类的准则。 四组分：石英、长石、岩屑、基质粘土 首先根据粘土含量划分： 杂砂岩，杂基含量15%； 砂屑岩，杂基含量95%)。,一、砂岩的分类现状 （3）从砂岩分类现状中体现的趋向及问题 粘土杂基的处理 是否介入、介入时的处理方式（10%、15%、20%）、杂基颗粒上限； 端元组分的组合方式 三端元基本组成：石英、长石、岩屑； 成因因素：来源区性质、搬运改造历史、流动因素、大地构造状况等 三角图的形式及划分 辅助三角图的采用,二、建议的分类 1、分类原则和依据 （1）分类原则实用性、科学性 应当反映岩石生成的三个主要问题（成因因素） 来源区的毋岩性质（F/R） 母岩区古气候、古大地构造背景/古地形、母岩类型 反映搬运和磨蚀历史（岩石成熟度） 反映沉积时介质的物理条件，即流动因素（C/M）,二、建议的分类 （2）分类端元选择的依据 把石英、长石、岩屑和粘土杂基四组分作为分类依据 容易辨别，又具有成因意义。 Q、F、R是砂岩的主要结构组分。 F/R（来源系数）,长石和岩屑的比值可反映母岩性质。 Q/(F+R)（成分成熟度），稳定组分（石英）和不稳定组分（长石+岩屑）的比值，反映搬运和磨蚀历史。 C/M（claster/matrix,流动系数），碎屑与基质的比值，表示介质性质、沉积速率、沉积能量。,二、建议的分类 （第三版教材）,砂岩的成分分类 （根据基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）,二、建议的分类 2、建议的砂岩分类 （1）按杂基含量将砂岩分为两大类， 砂岩： 杂基15%的混杂砂岩，分选差,二、建议的分类 2、建议的砂岩分类 （2）在砂岩和杂砂岩中，按三角图解中三个端元组分石英（Q）、长石（F）、岩屑（R）的相对含量，以含量10（90）、25（75）、50为界划分类型，其中岩屑中包括燧石、硅质岩屑、花岗岩屑、云母、绿泥石等 （）对于富长石、富岩屑的砂岩（一般指长石或岩屑含量75），可采用辅助三角图解。,二、建议的分类,砂岩成分分类表,砂岩的成因分类 （以粘土基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）,二、建议的分类 （第四版教材）,第三节 石英砂岩类,一、主要类型 石英（Q）50% ,长石（F）25% ,岩屑（R）25% 石英砂岩 长石质石英砂岩 岩屑质石英砂岩 长石岩屑质石英砂岩,二、主要特征 、成分 石英大于5O%（75%），长石和岩屑的含量皆小于25，成分成熟度高，填隙物主要为胶结物，杂基很少。石英大多为单晶石英，长石主要是徽斜长石、正长石、钠长石，岩屑有燧石、石英岩屑等。胶结物主要有： （）硅质（氧化硅胶结物），石英次生加大 （）钙质（碳酸盐胶结物），充填孔隙、嵌晶式、栉壳状 （）铁质和海绿石等胶结物,二、主要特征 、颜色 大部分为灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等，少数为较深色调，主要取决于胶结物的颜色： 硅质或钙质胶结黄白色或浅灰白色 铁质胶结红褐色 海绿石胶结浅绿色 、结构 结构成熟度较高，杂基含量少，颗粒支撑。,二、主要特征 、构造 波痕和交错层理是石英砂岩的特征构造。 、产状 厚度不大的稳定层状 约占砂岩总量的1/3 以前寒武纪和早古生代为多 构造相对稳定的海洋滨岸地区。,三、实例 东河砂岩：塔里木盆地下石炭统底部东河砂岩段的海相石英砂岩，我国首例大型海相碎屑岩油气田 龙山砂岩：北京昌平、河北唐山龙山组含海绿石长石石英砂岩 铁质石英砂岩：河北宣化庞家堡中、上元古界串岒沟组铁质石英砂岩,铁质石英砂岩,石英加大及线-凹凸接触,河北庞家堡,Z1(+100),海绿石石英砂岩,示海绿石及石英加大,唐山,景儿峪组(+100),岩屑质石英砂岩,硅质岩屑及压实作用优选,四川,川中,J (+100),长石岩屑质石英细砂岩,方解石胶结,塔里木,羊屋1井(+100),四、成因： 形成于构造条件相对稳定地区（地台区，海洋环境），是长期，多旋回再沉积（母岩：花岗岩，砂岩）的结果。,第四节 长石砂岩类,一、主要类型 石英(Q)75，长石(F)25，岩屑(R)25 长石砂岩和岩屑质长石砂岩。 二、主要特征 、成分 长石：长石含量较高（25-100），长石以钾长石和酸性斜长石为主。 岩屑：附属成分，因陆源区的母岩类型而异。 常具有混合来源，即在同一岩石中会有多种岩屑类型。,一、主要特征 、成分 含大的云母碎屑，含量高达10%以上，黑云母常见绿泥石化。 重矿物：比石英砂岩类含量高，可达1以上，稳定组分如锆石、金红石、电气石、石榴石和磁铁矿等，稳定性差的如磷灰石、绿帘石、角闪石等。 杂基：含有少量粘土杂基（高岭石，云母和绿泥石）。 胶结物：常为钙质，铁质，硅质较少。 化学成分：与其花岗岩母岩类似，富含Al2O3及K2O。,一、主要特征 、结构：粒度较粗（中-粗砂），分选性和磨圆度变化较大（分选差、棱角状分选好、磨圆好），结构成熟度中等。 、构造：各种大型交错层理、波痕、生物扰动构造等。 、颜色：主要与长石的颜色有关，常呈淡黄色、灰白色或红色， 如钾长石呈肉红色，风化成高岭土后呈灰白色、土黄色，斜长石为灰白色。,三、实 例 1、大庆白垩系姚家组，钙质岩屑长石砂岩（湖泊环境） 、渤海湾地区各油田下第三系沙河街组中细粒岩屑质长石砂岩 、河北唐山青龙山中、上元古界长城系底部长石砂岩（海相）,钙质岩屑质长石砂岩,嵌晶式胶结,大庆,K(+100),长石中-细粒砂岩,正长石高岭土化及粒内溶解,唐山,Z1(+100),长石中-细粒砂岩,微斜长石及长石加大,唐山Z1 (+100),云质次岩屑长石砂岩,强烈交代作用,JZ14-2-1,2696m (+100),四、成因： 取决于母岩，古构造，古气候条件及古地形条件 母岩：母岩富含长石，如花岗岩，花岗片麻岩等。 构造条件：构造活动强烈地区。 气候条件：干旱，寒冷（温、湿条件下亦可），主要是物理风化，机械破碎。 地形：高差较大，花岗质基底崩解产物近源快速堆积（就地取材，快速堆积）。,第五节 岩屑砂岩类,一、主要类型 岩屑25，长石25，石英75 岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩。 二、主要特征 1、成分 岩屑：岩屑丰富，成分复杂，但一般只有几种是主要的。常见三类：各种隐晶质的喷出岩屑；板岩、千枚岩及云母片岩等低级变质岩屑；粉砂岩、粘土岩、硅岩及燧石岩屑等沉积岩屑。,二、主要特征 1、成分 长石：一般含量较少，可见到各种斜长石、正长石、条纹长石和微斜长石等，但主要的长石为酸性斜长石。 云母：黑云母和白云母。 重矿物：种类较多，稳定的，不稳定的。 胶结物：碳酸盐和氧化硅。 化学成分：AlO3，K2O含量比较高反映岩屑的泥质性质； Na2O和MgO含量一般较低。,二、主要特征 2、结构 成熟度低，分选性及磨圆度均不好。 、构造 各种交错层理。 、颜色 岩屑砂岩一般呈浅灰色，灰绿色，灰黑色也常见。,三、实例 我国石炭系、二叠系、侏罗系、第三系含煤地层中普遍分布岩屑砂岩类。 吐哈盆地侏罗系岩屑砂岩 渤海湾地区下第三系沙河街组岩屑砂岩,岩屑细砂岩,塔里木,哈1井,6308m(+40),钙质岩屑细砂岩,二连盆地,哈2-3井,947m (+100),岩屑细砂岩,泥晶方解石胶结(表鲕),XCG-48 (+100),岩屑细砂岩,次棱解状,方解石栉状胶结,黄铁矿 充填孔隙并交代方解石,柴达木,XCG (-40),次长石岩屑中砂岩,方解石嵌晶式胶结,JZ14-2-1,1445m (+100),岩屑砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,JZ14-2-1,1345m (+100),长石质岩屑砂岩,方解石胶结,吐哈盆地(+100),岩屑细砂岩,石膏胶结,柴达木,月牙山(+40),四、成因： 分布较广，占全部砂岩1/51/4，形成条件与长石砂岩基本类似，需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件。构造活动强烈，强烈的物理风化和近源快速堆积,第六节 杂砂岩类,一、定义 杂砂岩：杂基大于15%、分选不好的、泥砂混杂的砂岩。 二、一般特征: 以石英为主，一定量的长石和岩屑，杂基15%，岩屑多样。 、成分 成分成熟度低 石英：一般有棱角，常有显著的波状消光。,二、一般特征: 1、成分： 长石：主要是斜长石，钾长石少见。 岩屑：泥页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩和云母片岩，隧石和细粒石英岩，多晶石英也可以较丰富。 云母：白云母和黑云母（绿泥石化）。 杂基15%，富含杂基。 常具强烈交代作用，使颗粒边缘模糊不清。 化学成分：一般富含SiO2、FeO、Fe2O3、MgO和Na20。,二、一般特征 2、结构 结构成熟度低。磨圆度和分选性不好，颗粒一般呈棱角次棱角状，碎屑包括所有粒级，似斑状结构，杂基支撑。基底式胶结。 、构造 递变层理、块状层理、底面印模构造，牵引流成因的构造不太发育。一般与泥岩或板岩呈韵律互层。 、颜色 暗灰色、褐色、黑色。,三、主要类型和实例 、主要类型 长石质杂砂岩 岩屑质杂砂岩 岩屑质长石杂砂岩 长石质岩屑杂砂岩,三、主要类型和实例 、实例： （1）、渤海湾地区下第三系沙河街组浊积岩中发育岩屑长石质杂砂岩：石英45、长石35、岩屑20、粘土20。 （）、北京西山侏罗系九龙山组有典型的岩屑杂砂岩。 （）、北京西山二叠系红庙岭组砂岩为： 岩屑质石英杂砂岩（河流相）：岩屑20，杂基15。,杂砂岩,杂基绢云母化,强烈交代颗粒,北京西山,J(+100),岩屑杂砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,辽东湾,第三系(+100),岩屑质石英杂细砂岩(海相),泥质绢云母化,巢县,S2(+100),四、成因： 形成条件与长石砂岩、岩屑砂岩类似，需侵蚀，搬运及沉积的快速进行，可以形成于不同的气候条件，也与长石砂岩类似，但杂砂岩反映的物源区更富于变化，其中常含较多的石英，长石，低级变质岩屑，火山岩屑等。,第七节 粉砂岩,一、一般特征 定义：主要由0.10.01mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩。 、成分： 以石英为主，长石较少，岩屑极少或不存在，较多白云母，重矿物含量比砂岩多，可达23,多为稳定性高的组分，填隙物常为粘土、钙质、铁质等。,一、一般特征 3结构： 分选一般较好、磨圆差，碎屑颗粒常呈棱角次棱角状。 （悬浮搬运） 4构造： 交错层理较少，常见水平、波状层理，同生变形构造发育，有重荷、变形层理（包卷层理）、潜穴等。,二、分类和主要类型 、按颗粒大小 粗粉砂岩：01005mm，有储集性，可作储集岩。 细粉砂岩：005 001mm，可作为生油岩。 、根据碎屑成分 单成分粉砂岩：石英为主。 复成分粉砂岩：除石英外，还有较多云母、长石或其它碎屑。 、根据胶结物成分 铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等,三、成因： 长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的，一般分选好，磨圆差。 分布广泛