煤层和油气藏的形成和变化

第五章煤层和油气藏的形成和变化,第一节成油、气、煤的沉积体系第二节煤层的形成和变化第三节油、气藏的运移与聚集,一、沉积相、沉积体系概念二、冲积扇沉积体系三、河流沉积体系四、三角洲沉积体系五、湖泊沉积体系六、滨岸带的各种沉积体系,第一节成油、气、煤的沉积体系,（一）沉积相的概念1、相沉积环境1669年，斯丹诺相是一定地质时期内地表某一部分的全貌。2、相沉积特征1938年，格列斯利相是沉积变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异。3、二者的综合沉积相是一定沉积环境下的沉积特征的综合。,一、沉积相、沉积体系概念,相序递变：沉积相在时间上和空间上的连续变化。沃尔索相律（相律连续性原理或相律递变规律）只有在横向上成因相近且紧密相邻发育的相才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。,（二）沉积体系概述1沉积体系：具有统一物源、统一水流动体制、在成因上具有共生关系的沉积组合面成的巨大三维沉积体。体系域构造层序tectonicsequence沉积体系层序sequence相小层序组arasequenceSet亚相小层序parasequence微相微层序microsequence,2含能源资源的沉积体系具能源资源的沉积盆地都是多种沉积体系复合充填的结果“五史”：构造史、沉积史、埋藏史、热演化史、生烃运移史古构造古气候古生物古地理含能源资源的沉积岩系，其围岩与化石燃料矿产在成因上具有共生关系含油岩系含煤岩系含气岩系含油页岩岩系,（一）定义从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系。（二）特征冲积扇是陆地上最靠近物源区的沉积体系，粒度粗，分选差，沉积速率高。（三）类型,二、冲积扇沉积体系,1、湿地扇沉积特征,2、扇三角洲滨湖或滨海地带的沉积体系。,思考题：扇三角洲与湿地扇沉积环境组合的异同？滨海扇三角洲与滨湖扇三角洲沉积特征的差异？,泥石流,砾质坝,砾质辫状河道,扇顶,扇中,砾质和砂质辫状河道,砾质坝与砂质坝,扇尾,洪泛平原,砂质辫状河道,砂质坝,扇顶泥石流,水磨沟延长组低位砾岩叠瓦构造,水磨沟延长组底部砾岩,扇顶泥石流,扇中,3、冲积扇体系与能源资源,（一）河流沉积类型,三、河流沉积体系,（二）河流沉积亚相,（三）主要河流沉积特征、辫状河的沉积特征缺少明显的天然堤洪泛沉积不发育纵向砂坝具各种类型的河道坝沉积横向砂坝心滩发育侧向砂坝,鄂尔多斯西缘水磨沟延长组,辫状河道,2、曲流河的沉积特征（1）岩性（2）粒度概率曲线（3）沉积构造（4）C-M图（帕塞加图）（5）生物化石（6）地球化学（7）地球物理特征（8）横向、垂向变化,楔状层理,2、网结河的沉积特征,河道相与河道沉积有关的相决口扇相天然堤相湖泊相与湿地有关的相沼泽相泥炭沼泽相思考题：曲流河与网结河的河道砂岩的沉积特征？冲积扇、顺直河、辫状河、曲流河可能的平面配置关系？,（三）河流沉积与能源资源,冲积平原1、泥炭沼泽发育场所岸后沼泽废弃河道、牛轭湖2、石油、天然气储层,阜新盆地海州组网结河沉积体系古环境图,1-浅湖2-湿地3-扇三角洲4-冲积沉积5-河道相6-辫状河,含砾粗石英砂岩，泥质胶结，分选较好。是优质储层,含砾石英粗砂岩，假杂基填隙，分选差。储层物性差,1古水流方向2河道相3边滩相4堤岸相5河漫沼泽相6湖泊相7剥蚀区,鄂尔多斯盆地侏罗系底部古河道沉积体系分布图,（一）特征1、湖泊的碎屑沉积速度比海盆要快2、湖水波浪的影响范围要小3、湖泊对气候因素的影响反应较快（二）亚相组成三角洲平原（顶积层）1、湖三角洲三角洲前缘（前积层）前三角洲（底积层）,四、湖泊沉积体系,砂砾混杂粘土含量高成熟度低下倾方向为浊积物2、滨湖：洪水期岸线枯水期岸线3、浅湖：枯水期最低水位线正常浪基面4、半深湖：正常浪基面风暴浪基面5、深湖：风暴浪基面以下6、湖湾相：滨浅湖地带，由于砂坝或砂嘴的生长，三角洲的突出或水下局部基岩的隆起而受到阻挡形成半封闭的水域区。,扇三角洲,滇池三角洲类型与河、湖作用的关系（据中科院，1989）,1、湖泊三角洲湖泊三角洲由于受到湖泊作用或河流作用的强弱不同，其形态特征也多样化,1冲积扇2辨状河3湖三角洲4滨浅湖相5深湖相6泥坪相7相带分界8盆地边界9物源方向(据吴崇筠，1992),松辽盆地青二、三段河湖沉积图,2,3,4,湖泊亚相的沉积特征,重力流或浊流沉积1、碎屑流沉积：泥石流2、高密度浊流沉积：水下崩塌、滑塌形成的深水浊流，以砂泥互层为特征，3、低密度浊流沉积：悬浮物质能保持稳定供应的密度流，主要是粉砂、粘土。明显地受季节性洪水的影响,（三）与能源资源形成、聚集的关系,（一）三角洲的定义由于河流作用沉积在水体（海、湖）中的陆上和水下连续的沉积体，称为三角洲。（二）类型,五、三角洲沉积体系,五、三角洲沉积体系,（三）沉积特征,三角洲前缘,三角洲平原,河控三角洲沉积的垂向层序,据孙永传1986,2、浪控三角洲（1）特点水下分流河道不发育海滩脊的加积作用河口沙坝的进积作用（2）垂向层序C三角洲平原相B海滩障壁沙坝远端相A前三角洲相/陆棚相,尼罗河浪控三角洲主要沉积环境1-水上分流河道；2-海岸砂坝-滨海平原；3-湖沼；4-海岸低地；5-三角洲平原；6-陆架和前三角洲。（据高善明，1989）,3、潮控三角洲,（1）特点分流河道呈顺直河道砂体具有海成的沉积构造，双相平面结构三角洲平原受潮汐作用的影响（2）垂向层序C三角洲平原潮坪、潮道相B潮砂脊三角洲前缘A前三角洲相,奥德河潮控三角洲层序,据Coleman,1975,思考题：1、河控、浪控、潮控三角洲的沉积特征有何异同？2、三角洲的亚相划分及其与能源的聚集关系？,（三）与能源资源形成、聚集的关系,稀土元素沉积体系标志稀土元素配份模式的研究是新的尝试，经过初步研究表明，河流沉积体系和三角洲沉积体系配份模式有所不同，河流沉积体系镧/铈大于1，而三角洲沉积体系镧/铈小于1，而边缘海沉积体系也不同于河流沉积体系。,河流沉积体系（鄂8）,三角洲前缘（苦深1）,镧,铈,铈,镧,镧/铈大于1,镧/铈小于1,山西组早期仅接受残积铝土岩和泥炭沉积，后期残接受粗碎屑沉积,石英以深成岩浆岩为主，岩浆弧物源区,石英以变质岩为主，再旋回造山物源区,阿拉善板块,胡鲁斯台,Pt2-Ar,V,V,V,V,（一）定义滨海带一般指滨海平原的外缘一直到海水浪基面以上的地带。滨海：风暴潮线至低潮线浅海：低潮线至水深200米左右处的陆棚坡折处半深海：200米2000米水深处深海：2000米以下（二）类型陆源碎屑滨海带碳酸盐滨海带,六、滨浅海带沉积体系,滨岸带沉积环境示意图（据Curry,1969）,1）海岸带:水深在20m以内的地带。2）大陆架:海水深度不超过200m，所以又称为浅海。3）大陆坡:由大陆架再向外洋延伸，海底坡度突然加大，由几度至二十几度，水深由200m2500m，这一带的海称为半深海。4)大洋盆地:海深2500-6000n，称为深海或大洋。5）海岭:在大洋盆地的中部常分布着海下山脊，称为海岭或大洋中脊。6）海沟:在大洋的边缘，往往分布着深沟，称为海沟。海水深度一般为800010000m左右。世界上最深的海沟在菲律宾群岛以东，深达11033m,1、陆源碎屑滨海带,不同潮差海岸砂体几何形态的变化1小潮差海岸；2中潮差海岸：3大潮差海岸（据Barwis和Hayes）,（1）障壁岛（barriar）特征由波浪建造起来的砂质沉积，正粒序、磨圆好、成熟度高、海绿石、底部无侵蚀面。,（2）入潮口与潮汐三角洲小潮差：涨潮三角洲(浅潮道)大潮差：退潮三角洲(深潮道),（3）泻湖、潮坪潮坪：沉积在泻湖周边地带，是由潮汐作用形成的堆积。泻湖：潮湿淡化泻湖,（4）障壁岛一泻湖体系与能源资源形成、聚集的关系泻湖淤浅后沼泽化障壁岛后成煤模式障壁岛间成煤模式,适用于滨海地区聚煤模式图（Horne等，1978）,适用于滨海地区聚煤模式图（Horne等，1978）,2、陆源碎屑浅海带通常指水深1020m至200m左右的广阔海域，占据着大陆架坡折以上的广大又较浅的陆架(棚)部分，一般地势低平，泛称陆架浅海，对于那些从各个方向供应沉积物源的，而且不直接面对开阔大洋的浅海称为陆表海，,3、碳酸盐岩滨浅海带1）形成条件（1）具有温暖的浅水（2）具有清水环境（3）沉积物主要是生物化学成因的2）沉积模式（1）碳酸盐缓坡的沉积体系（2）碳酸盐陆架或镶边陆架沉积体系,碳酸盐缓坡的沉积体系海岸到大陆架明显坡折处之间的浅水地带形成的一套有成因联系的碳酸盐岩沉积组合。,（2）沉积亚相,沉积体系组合模式,1、等深流由于大洋水团的温、盐度变化而形成的一种环流体系。2、生、储、盖层烃源岩