沉积环境及相模式

1、沉 积 学袁志江汉石油学院地球化学系沉积环境及相模式 概述 冲积相 河流相 中国中-新生代湖相 有障壁海岸相及无障壁海岸相 浅海陆棚相 半深海相及深海相 三角洲相概述 有关概念- 环境、相、相标志、岩相、古地理- 沃尔索相律 “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”，或者说，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。 概述沃尔索相律示意图 概述- 沉积相模式 以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物理特征的研究为依据，从大量的研究实例中，对沉积相的发育的演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积

2、相的空间组合形式 概述 沉积环境分类（自然）- 大陆环境- 海洋环境- 海陆过渡环境 沉积相的分类 概述沉积相的分类：根据沉积岩的原始物质不同碎屑岩沉积相：以陆源碎屑物质为主，沉积介质以深水为主，岩性以碎屑岩为主陆相组残积相山麓洪积相河流相湖泊相沼泽相沙漠相冰川相海陆过渡相组三角洲相河口湾相海相组有障壁海岸相无障壁海岸相浅海陆棚相半深海相深海相碳酸盐岩沉积相：以化学溶解物质为主，介质以清水为特征，岩性以碳酸盐岩为主沉积环境及相模式 概述 冲积相 河流相 中国中-新生代湖相 有障壁海岸相及无障壁海岸相 浅海陆棚相 半深海相及深海相 三角洲相冲积扇 概念 山区洪水涌出山口后，因突变为宽浅水体而流速

3、顿减，所携带的碎屑物在山前堆积一种扇形沉积体冲积平原冲积扇 形成条件- 造山运动、地形坡度的突变、保存条件 研究意义- 地质灾害（泥石流）- 天然水库（粗碎屑）- 储集油气（克拉玛依66.5%)- 重金属砂矿- 地质构造信息冲积扇冲积扇 冲积扇的沉积类型 - 漫流沉积 片状砂、粉砂、砾石；分选中等，交错 - 河道沉积 暂时，粗，分选更差，下切-充填 - 筛状沉积 舌状砾石层，分选较好，颗粒支撑 - 泥石流沉积 泥流、石流、水石流 沉积特征 岩体形态- 构造活跃型-冲积裙- 洪积平原型 沉积物结构构造- 剖面岩性组合 块状砾岩（顶）-粗砂砾与泥粉、粉泥互层（中）- 细粒（底）- 岩石组构 变细趋

4、势、砾圆度变化大，分选差，支撑砾岩（图）、渗透率沉积特征- 支撑砾岩与筛状沉积区别 支撑：抗风化、厚度小(20cm)，顶面与扇面一致，粒 径20-50mm，后期改造，扇面沟槽之中（图） 筛状：任何岩性，高出扇面3-9m，粒度64-760mm，一次形成，各扇体部位（图） - 层理类型 扇顶：“洪积层理”（图）、斜交（图）和块状层理 扇中：洪积层理、交错层理 扇中和扇缘：波状、沙纹、变形和不规则层理岩心易误认为块状层理沉积特征 埋藏冲积扇地地震勘探- 被大体平行的断裂模截- 平行扇体倾向，顶面下凹，底面斜平，底超明显- 横切扇体，顶面上凸，底面不平，反射层略显向两侧倾斜- 核部反射杂乱- 多存在不

5、整合面沉积特征 测井响应- 冲积扇A与三角洲相河口砂坝均呈漏斗前者：之下为高阻基岩，后者：之下为低阻前三角洲泥质，曲线渐变漏斗状含泥造成三角形或梯形指状基线沉积特征 冲积扇前缘的相变（指状交错）- 过渡为河流相 平行长轴：天山北麓独山子以东和昆仑山北麓 垂直长轴：独山子以西 扇缘与河流泛滥平原直接过渡，难区分- 过渡为沙漠相 被风成沙覆盖：昆仑山北麓西段 限于扇缘：见盐结皮或碱滩过渡带- 过渡为湖相 分界明显：见盐结皮或碱滩过渡带，博斯腾湖北岸 伸入湖体：扇三角洲扇缘亚环境与其它环境过渡带克拉玛依古代冲积扇上二叠统冲积扇 50-1200m,断裂附近 复式冲积扇-扇三角洲体系 趋势面分析呈扇形

6、洪积层特发育 成岩作用强烈，岩相控制油气聚集 底部次生孔隙砾岩储层，上部铁泥质胶结砾岩盖层下三叠统冲积扇 130-200m 强氧化环境、高水动力快速堆积 间断沉积（风化及钙质结核出现） 含泥向上变少 洪积层理发育 底部见块状层理，顶部交错和波状层理 支撑砾石见于中部 下部砾岩为扇顶亚相，顶部砾岩为扇中亚相中三叠统冲积扇中三叠统冲积扇 20-40m，变质砂泥 分选差，粒度中值0.5-3.7mm，砾石直径2-60mm，次棱角状 普扁发育洪积层理 常见支撑砾 电性分区明显 泥岩下部透镜，上部层状 少见炭化植物 五个冲积扇由西南向东北厚度增大，泥质含量则减薄。61-91%符合率沉积环境及相模式 概述

7、冲积相 河流相 中国中-新生代湖相 有障壁海岸相及无障壁海岸相 浅海陆棚相 半深海相及深海相 三角洲相河流相 河流分类 沉积环境及其沉积特征 沉积组合及垂向模式 古河道鉴别特征河流分类（据拉斯特，（据拉斯特，19781978）单河道（河道分岔参数1）低弯度（弯度指数1.5）曲流河（蛇曲河）网状河曲流河沉积环境及其特征 曲流河相- 河床亚相 河床滞留沉积微相（砾石，叠瓦状） 边滩沉积微相（大型板状交错层理与水平薄层层理，二元结构）- 堤岸亚相 天然堤沉积微相（沉积颗粒细） 决口扇沉积微相（粗）- 河漫亚相 河漫滩沉积微相（水平层理，暴露标志） 河漫湖泊沉积微相 河漫沼泽沉积微相（淡水湖生物及泥炭

8、层）- 牛轭湖亚相 垂向加积粉砂和泥，水平层理弯曲河道的沉积模式沉积环境及其特征 辫状河- 河道- 心滩可分纵向砂坝、斜砂坝和横向砂坝大型槽状交错层理，冲刷，见砾见心滩沉积曲流河沉积的标准垂向模式（据沃克，1976） 辫状河沉积的垂向层序（据坎特和沃克，1976） 辫状河沉积垂向层序示意图（据赖内克，1973） 古河流的鉴别 曲流河- 侧向侵蚀- 二元结构- 半韵律旋回内向上变细- 单向水流型层理，底部大型槽状交错层理、大型板状交错层理，上部水平层理- 顶部泥裂、钙质结核、植物根、虫孔等古河流的鉴别 辫状河- 下切侵蚀不均匀性- 砂体在剖面上呈透镜状，平面上不稳定透镜状-带状- 旋回上部粉、泥

9、较少- 常出现向上变粗- 平行层理、大型槽状交错层理、逆行砂波- 冲刷面频繁中国现代河流沉积 沉积特征 发育模式沉积特征 河床沉积- 滞留沉积汛期：巨砾、树干、动物遗体，近岸半固结泥团、沙粒等，不连续透镜体如中更新世以前的古滦河在故道中发现珠状石英砂、砾石与大木块组成的透镜状滞留沉积物- 边滩和凸岸边滩（曲流沙坝）沉积边滩下部粗，向上变细分选好，槽状交错层理发育，水浅流急处平行层理如官洲河段西江口门左侧的双口河边滩沉积特征- 心滩（河心沙坝）沉积上端高下端低洪水期： 连片成大沙洲，或变成许多小块，或连岸为河漫滩的一部分江心洲：二元结构，即下部为心滩沉积的河床相，发育交错层理；顶部不厚的河漫滩相

10、沉积，发育水平层理如滦河：众多菱形砂砾质心滩，长300-400m,宽30-50m,平行水流剖面以板状交错层理为主，小型槽状纹理亦发育沉积特征- 浅滩、深槽、冲刷坑的冲淤变化弯道处反向环流易形成浅滩浅滩与深槽交替分布沉积特征 河漫滩沉积- 一次洪水沉积差异大（见表）- 受滩槽高差限制- 横向分异：近槽较粗- 水平层理，纱纹交错层理- 大量植物根、茎和虫迹- 干旱富含钙结核，见“龟裂”沉积特征 河漫滩沉积- 自然堤沉积颗粒最粗，分选最好，发育斜交纹理黄河自然堤特别发育：中游风陵渡附近第二级阶地前缘的自然堤，高出阶地20-25m- 决口扇沉积急流沉积：分选较差黄河下游多见- 牛轭湖沉积两端沙质充填，

11、中部富有机质与下伏古河床沙层接触凹岸，粘土层与侵蚀面重叠；凸：粘土层与河床沙接触古牛轭湖：植物化石、还原的黄铁矿、土状磷矿石沉积环境及相模式 概述 冲积相 河流相 中国中-新生代湖相 有障壁海岸相及无障壁海岸相 浅海陆棚相 半深海相及深海相 三角洲相中国中-新生代湖相 亚相划分 湖泊砂体 湖泊类型亚相划分碎屑湖泊沉积的理想模式（据特温霍费尔，1932） 现代青海湖沉积物分布（据中国科学院兰州地质研究所，1979） 亚相划分 深湖亚相：进一步划分为深湖和半深湖含脊刺华北介、隐瘤华北介、纺锤玻璃介和扁平高盘螺亚相划分 浅湖亚相- 波浪和湖流作用较强- 弱还原到弱氧化- 浅灰、灰绿色粉砂质泥岩和粉-

12、细砂岩薄互层，常夹有鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩薄层- 含菱铁矿或鲕绿泥石的细条带- 砂岩成熟度高，钙质胶结- 水平、波状、斜波状、中-小型交错层- 浪成波痕、虫孔、水下收缩裂纹- 底栖生物丰富：螺、蚌、介形虫和藻类- 出现暗紫色泥岩和泥裂、雨痕、气泡等与滨湖过渡亚相划分 滨湖亚相- 氧化环境- 红色、紫色杂灰绿色泥岩- 常见暴露标志- 砂岩成熟度高- 低角度大型交错层理- 重矿物富集条带- 鲕粒和生屑贝壳- 横向相变快亚相划分楔形，近岸带顶部有削蚀和顶超，底部为下超或上超，连续性差-中等和中-弱振幅的发散同相轴组成亚相划分 扩张湖亚相- 洪水沉积- 剖面上河流相砂泥岩与分布稳定的湖相泥灰岩和泥岩的

13、频繁互层，如柴达木盆地第三系- 地震相内部结构混乱，反射振幅弱，连续性差- 地质条件平缓：单独划分断陷：归入滨湖亚相亚相划分亚相划分 湖湾亚相- 概念近岸的局部地区因受阻隔而与湖泊广大水体交流不畅而呈半封闭水体的地带- 原因近岸沙坝沙嘴的生长三角洲向前延伸水下局部性隆起- 特点平静，水底缺氧，粉砂、泥为主潮湿：碳质和薄煤层；干旱：云岩和膏岩植物丰富，暴露构造很多水平层理、块状层理、季节纹泥亚相划分中国中-新生代湖相 亚相划分 湖泊砂体 湖泊类型湖泊砂体 三角洲砂体 扇三角洲砂体 水下冲积扇 滩坝砂体 浊积砂体三角洲砂体 分布位置 三层结构- 三角洲平原带河流下游第一个分流点至尖岸之间的岸上部分

14、分流河道的砂、砾、泥，河漫竣的粉砂、泥以及漫滩沼泽正韵律与其上方的河流沉积相似，但粒度和层理规模比较小- 三角洲前缘带反韵律反粒序厚层块河口沙坝最为特征，次为薄层席状砂河水作用很强时，为多层正韵律叠置砂岩，为深色岩性包围末端常出现反韵律砂体和席状砂- 前三角洲泥带半深-深湖相水浅时不甚发育三角洲砂体 组合- 进积反旋回，下部两层反韵律，上部正韵律- 退积正旋回，最终被湖水改造成席状砂且覆盖湖相泥质- 理想组合 以两次深陷湖进间的抬升湖退最为理想，如渤海弯盆地渐新统沙三段中上部和沙二段的三角洲砂体三角洲砂体 砂体类型- 入湖类型长河流：大庆长垣三角洲短河流三角洲- 与深湖区关系近深湖：常具多旋回

15、多套生储盖组合，如东营凹陷东辛三角洲远深湖- 平面形态伸长形：鸟足状或舌状平直形：发育平行湖岸的滩坝或堤岛条带- 水进退湖退湖进三角洲砂体识别三层结构反韵律前缘河口砂坝漏斗状自然电位前积结构的地震相特殊地理位置扇三角洲 概念- 扇体推进到滨-浅湖（延伸至扇前缘入湖） 特点- 湖泊短轴陡坡侧- 类似三层结构- 扇三角洲平原相类似辫状河，或扇本身，砾石和粗砂含量高- 前缘：河口沙坝；水道发育时，沙坝变小变薄，类似滨-浅湖亚相- 前扇三角洲：暗色泥岩夹粉砂岩- 垂向：反旋回扇三角洲 扇三角洲与三角洲的区别- 三角洲向陆侧是宽缓斜坡河流冲积平原相、物源、岩性、体积- 扇三角洲直接入湖 如广西百色盆地下

16、第三系百岗组（图）广西百色盆地下第三系百岗组沉积相图扇三角洲 重要的储集砂体 实例- 渤海湾盆地辽西凹陷- 深陷期：沙三段生油层- 抬升期：短轴东西两侧陡，裙带扇三角洲水下冲积扇 概念 - 山地河流出山口后全部没入水下 特点 - 含浅水生物化石 - 细分 扇根：正对河口，紧贴凸起，基质-颗粒支撑块状砂砾 扇中：水下辫状水道，交错、平行砾状砂、叠合砂岩；间道砂泥互层，生物发育，滨-浅湖 扇端：灰色含介形虫泥岩，浅-半深湖水下冲积扇 与靠山型扇三角洲区别 - 前者湖进正粒序- 后者湖退反旋回 油气- 扇中辫状水道- 扇根封存不佳，常为稠油层水下冲积扇 实例- 渤海湾盆地东营凹陷北部滨县凸起南缘-

17、沙三和沙一段- 湖进阶段- 斜坡坡度中等- 水体不深滩坝砂体 分砂质滩坝和碳酸盐滩坝 砂质滩坝- 特点迎风缓坡，水下局部隆起附近砂体再搬运（物性、岩性）中细砂、粉砂，见鲕粒、生屑，钙铁胶结交错层理围岩灰色含湖相化石滨-浅湖相泥岩- 又分滩砂体：砂泥互层，条带或席状坝砂体：水下沙坝、沙嘴、堤岛，厚层砂，sp箱，与岸平等条带状分布，底平顶凸或双凸- 旋回湖进：正湖退：反（多保存）滩坝砂体 砂质滩坝- 与三角洲或扇三角洲区别反旋回的坝砂远离河口，无三角洲平原相- 油气坝砂体（特别是反粒序）滩坝砂体 碳酸盐滩坝- 特点物源近，安静环境泥灰岩、石灰岩、白云岩、鲕粒、生屑多发育于湖盆第二次微陷扩张期黄骅拗

18、陷面部湖湾浊积砂体 沉积特征- 岩性复杂，成熟度较低- 基质支撑- 正粒序（总体并不完全如此）- 鲍玛序列（中细粒） 浊积砂体类型见图近岸洪水积扇 特点 - 断陷湖盆陡侧- 辫状水道砂砾 油气 - 中扇辫状水道砂体 实例- 南襄盆地泌阳凹陷南岸渐新统核桃园组三段中下部- 扇面积73-120km2，厚500m，倾向剖面楔形- 微相 内扇：单一水道沉积，基质支撑混杂砾岩、含砾泥岩，颗粒支撑正递变砾岩（碎屑流） 中扇：正递变含砾砂与块状砂岩，叠合 外扇：暗色泥岩夹薄层粉细砂岩，鲍玛CDE带供给水道的远岸浊积扇 特点- 断陷盆地短轴缓坡一侧 油气- 中扇水道 实例- 辽西凹陷西斜坡沙三段- 锦欢扇体供

19、给水道长11km，宽约3.75，坡度约6度，泥质砾岩充填- 扇体面积280km2，坡度约2度，暗色围岩- 微相内扇：混杂粗砾岩，AE，AB，BC，CE中扇：辫状水道叠合砂岩前端：砂泥互层，AD总体向上变粗（扇进），单个砂体正旋回横切面透镜状近岸浅水砂体前方的浊积砂体 特点- 未完全固结再搬运- 较细，小透镜体，或扇状，席状- 含大量内碎屑- 倒转变形、同生小错断、液化和泄水构造普遍 油气- 典型岩性油气藏- 意义：扩大勘探范围，即在砂体前方还可找到储油砂体近岸浅水砂体前方的浊积砂体 实例- 东营凹陷东辛三角洲前方- 呈马蹄形成群分布小浊积透镜砂体- 粒度细，物性差，巨厚泥岩包围- 油层压力高，单产低不稳定陡岸断槽浊积砂体 特点- 顺槽流动，条带状砂体- 断崖供应点多，岩性杂乱 油气- 储