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第七章第七章沉积环境与沉积相沉积环境与沉积相第一节基本概念及基本理论第二节洪积相第三节河流相第四节湖泊相第五节三角洲相第六节海岸沉积相第七节碳酸盐岩相沉积相研究意义及工作思路沉积学是地学中的基础学科，其在国民经济各个领域被广泛的应用，特别是在矿产领域，尤其是在油气勘探、开发领域。在石油、天然气勘探、开发中的作用在油气勘探中的应用几个事实：a.到目前为止，世界上发现的油气，99.9%储存在沉积岩中，当然，沉积岩的主要特征受控于沉积相。b.盆地或区域物源分析、沉积相研究，可掌握生油层、储集层、盖层的分布及其空间组合→预测有利探区。c.我国经50年勘探，在老区易找大中型构造油藏的基本已找到，现在多为难找的、复杂的隐蔽油气藏，其中很大一部分是岩性油气藏，岩性油藏在哪里？—→都直接取决于岩性的分布、规模、特征等→受控于沉积相。d.用现有资料，作出相对最好的预测：如第一口探井钻遇5.6m油砂（图）非地质人员眼中：仅仅是5.6m油砂沉积学工作者眼中：①5.6m油砂；②是河流相－曲流河砂体；③油层呈条带状；④油层宽度约800－1500m；⑤砂体可能呈北东向延伸；⑥下口探井应在该井北东向1.5km处。沉积相工作方法沉积相工作方法•野外剖面观察•钻井岩心观察•室内单井沉积相剖面分析•室内井间沉积相对比•室内地震相分析•沉积相平面展布分析－有利储集区带预测“将今论古”的原则和比较地质学研究方法一、相标志是指沉积岩所具有的那些能反映其沉积环境的环境参数，沉积过程的各种特征。包括以下几方面：1、岩石的成分、结构2、岩石的沉积构造沉积构造：交错层理反映水动力条件3、古生物、包括遗迹化石。4、地球化学组成。5、岩石的几何形态。6、岩石的纵向序列，即相序。7、岩石的电性，地球物理测井。8、岩石的地震响应。二、相模式以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征研究为依据，从大量的研究实例中对沉积相的发育和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。相模式可作为立体图、平面图、剖面图、相序图和表格等形式来表示。在沉积相的研究中，相模式可起到标准、指南、预测和解释的作用。环境的概念是指地球表面的地理景观单元第一节第一节基本概念及基本理论基本概念及基本理论一、沉积环境及沉积环境的组成要素1、沉积环境：物质沉积时的自然地理环境。2、沉积环境的组成要素（条件、参数）：1）构造条件：包括大地构造条件和所处的沉积盆地的位置。2）自然地理条件：包括地貌单元、动植物发育情况等。3）气候条件：包括温、湿度条件等。4）沉积介质的物理条件：包括介质的类型、运动方式和动能大小。5）沉积介质的地球化学条件：包括介质的的氧化还原电位、酸碱度、含盐度等。二、沉积相的概念1、沉积相（简称相）：可理解为：“沉积环境及其在该环境中形成的沉积物（沉积岩）特征的总和”。2、岩相：反映沉积环境的岩性特征。3、生物相：反映沉积环境的生物学特征。•现代沉积相研究的主要内容是：研究沉积物（岩）的形成过程及发生此过程的环境。三、沉积环境识别标志及沉积相分析简介：三、沉积环境识别标志及沉积相分析简介：沉积环境识别标志（相标志）：反映沉积环境的沉积物（岩）特征包括，岩石、古生物、地化特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录的标志沉积相分析：对沉积物形成环境的分析（一）、常见沉积环境识别标志及分析1、岩石学标志分析：岩石类型及矿物组合沉积构造沉积岩结构2、古生物与古生态标志3、地球化学标志4、相序递变（沉积层序变化）相序递变（相序）：沉积相特征在时间上和空间上发展变化的有序性。相序递变律：“只有那些没有间断的，现在能看到的相邻的相和相区，才能重叠在一起。”它是相分析应遵循的原则。5、砂体分布及形态标志（二）其它沉积环境识别标志及分析测井曲线及地震相标志区域背景、构造背景分析生物礁环境（相）深海环境（相）半深海环境（相）浅海陆棚环境组海洋环境组（海相）障壁岛环境（相）潮坪环境（相）滨岸环境（相）三角洲环境（相）海陆过渡环境组（海陆过渡相）沼泽环境（相）湖泊环境（相）河流环境（相）冲积扇环境（相）冰川环境（相）沙漠环境（相）坡积带环境（相）残积带环境（相）大陆环境组（陆相）环境(二级)环境组(一级)四、沉积环境四、沉积环境及沉积相的及沉积相的类型类型11、沉积环境分类：、沉积环境分类：按自然地理单元划按自然地理单元划分的沉积环境分的沉积环境2、沉积相划分：1）可按沉积环境划分，且有级别之分：一级相---相组如大陆相组；二级相----相如海陆过渡相组三角洲相三级相----亚相如海陆过渡相组三角洲相三角洲平原亚相；四级相----微相如大陆相组河流相河漫滩亚相河漫沼泽微相2）沉积相还可按岩性划分之后，再按沉积环境划分：陆源碎屑岩相碳酸盐岩相五、恢复重建古代沉积环境的方法沉积相模式的概念：各沉积环境或相在空间上（三度空间）的演化和分布规律的总结。可理解为：沉积环境中各种沉积特征（相特征）的全面总结。沉积相模式的建立依据：相律（相序递变律）为基础，现代沉积为依据，经大量的现代与古代研究的实例中对沉积相的发展和演变加以高度规律性的概括与比较，得出的沉积相在空间上的空间组合形式。在一连续地层剖面中出现的沉积相排列称为相序•以上工作由点---面，得出一个地区不同时代古环境的分布或沉积相的分布（以图件和文字表示）。•反映一个地区某一时期古地理面貌和沉积物分布的一种图件称为岩相古地理图或沉积相图沉积相模式在古代沉积环境识别上（沉积相研究）的应用思路：记住相模式--实际观察、分析相标志等---与相模式进行比较---沉积环境--应用于实际（预测沙体和布井等）第二节第二节山麓山麓----洪积扇（冲积扇）洪积扇（冲积扇）一、概述•洪积扇：干旱、半干旱气候区出现季节性暴雨时，山区河流携带大量的碎屑物质进入平原，在出口处，碎屑物堆积下来，形成的半圆锥形沉积体。•冲积扇：泛指山区河流携带碎屑物质进入平原，在出口处，碎屑物堆积形成的半圆锥形或扇形沉积体。二、冲积扇沉积作用类型二、冲积扇沉积作用类型（一）泥石流沉积--冲积扇沉积的主体泥石流：山区发生的，泥、砂、砾与水混合而成的在重力作用下进行搬运的高密度流体。泥石流沉积特点：常出现在冲积扇根部。形态为：长舌状。沉积物为：泥、砾、沙，粗碎屑分布不均，成分复杂；砾石分选、磨圆差；杂基支撑；沉积体内成层性不明显，多呈块状（二）辫状河道沉积辫状河道沉积特点：出现在冲积扇中部、也可发育在根部；沙体平面形态为辫状，纵剖面为长条形，横剖面为透镜状；沉积物为：砾沙；具大型斜层理及明显的切割--充填构造，常见洪积层理。（三）片流（漫流）沉积片流（漫流）沉积特点：分布于扇末端及辫状河道之间，呈片状，沉积物较细--粉沙或泥，具水平层理（四）筛余沉积（筛积）筛余沉积（筛积）特点：多分布于扇中部，由次棱角状粗块砾石组成；分选较好；粒间主要由砂粒物；颗粒支撑；岩体呈块状，无明显成层界限三、冲积扇的一般特点1、岩石一般为红色，可见盐类（石膏、方解石）等（干旱气候下）；2、岩石粒度差别大，主要由沙、砾级碎屑物，可有漂砾级（64cm)或含有机质的粉沙、泥质物；无海相生物化石；3、层理一般不发育，可见粒序层理和交错层理；4、可划分为扇根、扇中和扇端亚相–由扇根至扇端相特征：–扇根靠近山口，多为混杂砾岩或含砾泥岩，杂乱块状构造和–洪积层理。由粒级变化而微显平行层理，但无明显层面。–扇中为辫状河发育区，见大型的多层序的交错层理和洪积层–理，砂层厚度变薄。–扇端主要为洪水漫沉积的砂、粉砂、泥质沉积物，可见波状–水平层理和块状层理，砂层厚度变薄。5、物源充足时，形成向上变粗变厚的相序6、平面相组合：物源区残积、坡积物相--扇--沉积区冲积平原或湖海区7、砂体平面上为扇形、横剖面为透镜状，纵剖面为顶面下凹的透镜型沉积体系形态特征:单个冲积扇的平面形态成扇形，在垂向辐射方向的横剖面上是上凸的。而在平行辐射方向的纵向剖面上是下凹的楔形体。思考：进积型冲积扇和退积型冲积扇垂向层序？冲积扇相特点（鉴别标志）1、冲积扇相的岩性差别很大，以砾岩、砂砾岩和砂岩为主，夹有粉砂岩和泥岩。有时夹有碳酸盐岩和盐类矿物。2、粒度粗，分选不好，大小混杂，磨圆差。3、一般层理发育程度较差，因其属于间歇性急流成因。但有时具有垂向上粗细频繁交替的成层性。4、岩石多为红色。因其经常暴露于大气中氧化。5、冲积扇相中几乎不含动植物化石，也很少含有机质。四四、、冲积扇相与油气的关系冲积扇相与油气的关系冲积扇沉积环境是陆上的充氧环境，所以它不利于有机质的保存，因此不是生油的环境。但冲积扇相中的砂砾岩、粗砂岩有可能成为良好的油气储集层。我新疆克拉玛依油田中就有冲积扇砂、砾岩储集层形成的油藏。扇中的含砾砂岩胶结疏松、孔隙性、渗透性好，成为有效的产层。第三节第三节河流相河流相一、概述二、河流相的一般特征三、河流各亚相主要特征四、河流沉积的多阶性（多旋回性）五、河流标准相层序六、河流相砂体与油气的关系一、概述一、概述（一）河流类型：辫状河平直河平直河曲流河曲流河网状河1.平直河流弯度小，通常又称低弯度河。平直河流比较少见，一般仅存在于河流某一段较短的距离内，其长度一般不超过宽度的10倍。其特点为：河道较稳定；河道深、弯、坡降小；水流缓、水量变化小；心滩不发育，边滩、漫滩发育。2.2.曲流河曲流河：：发育于河流的中、下游；发育于河流的中、下游；其特点为：河道不稳定，时而分叉，时而合并；河道浅、宽、直、坡降大,水流急、水量变化大，沉积物粗、砾沙含量高；载货量大；心滩发育、边滩、漫滩不发育。3.辫状河：发育于河流的中、上游的冲积平原靠山麓带；冲积扇中部；三角洲平原。4.网状河流指在河流下游三角洲平原地区，由于发洪水时期河水产生决口分流，或由于河口砂坝使河道不断分叉所形成的网状河道。除上述四种主要河流类型外，尚存在一系列过渡型河流，尤其是曲流河与辫状河之间存在一系列过渡类型河流。((二二))河流沉积环境河流沉积环境河流是沉积物沉积的重要场所，平原河流尤其如此。根据河流发育的地貌特征提出弯曲河流的沉积环境模型，并根据微地貌划分出各种次级环境。二、河流相沉积的一般特征二、河流相沉积的一般特征((一一))岩石组合岩石组合河流沉积由砾、砂、粉砂和粘土等各类碎屑沉积物组成。上游偏粗，下游偏细。砾石成分复杂，有比较多的陆源砾石。底部冲刷面之上的泥砾，是河流相的重要鉴定标志之一。第三节第三节河流相河流相((二二))结构结构河流沉积的分选差到中等，分选系数一般大于1.2，粒度频率曲线常为双峰，正偏态；粒度概率图上常表现明显两段性，且以跃移总体为特征。((三三))沉积构造沉积构造层理类型多样，以反映单向水流的大型槽状和板状交错层理为特征，斜层倾角为15°～30°，层系厚度一般为30cm或更薄，一般不超过1m。还有平行层理和上攀波纹状层理，以及包卷层理等。河流中常见流水不对称波痕，有时可见砾石的叠瓦状排列，扁平面倾向上游，倾角10°～30°。河漫沉积可见钙质结核和泥裂，以及碳化植物屑及立生植物根。((四四))生物化石生物化石河流相生物化石一般保存不好，通常较难见到动物化石及较完整的植物化石，所见者常是破碎的植物枝、干、叶，在时代较新的河流相地层中可见到脊椎动物化石。((五五))横向和垂向变化横向和垂向变化在横向上，河流相相变较快，砂岩多呈透镜状；垂向上常出现自下而上由粗变细的间断性岩性正韵律，每个韵律底部发育有明显的底冲刷现象。((六六))相组合相组合在横向上，河流相向上游方向与山麓－洪积相衔接，向下游方向上与湖泊、三角洲、海岸相相邻。在垂向上，向上可演变为三角洲相等相类型。三、河流各亚相主要类型三、河流各亚相主要类型河床亚相堤岸亚相河漫亚相河床滞留沉积边滩沉积心滩沉积天然堤沉积决口扇沉积河漫滩沉积河漫湖泊沉积河漫沼泽沉积微相微相微相三、河流各亚相主要类型三、河流各亚相主要类型（一）河床亚相其岩石类型以砂岩为主，次为砾岩，碎屑粒度是河流相中最粗的。层理发育，类型丰富多样，缺少动植物化石。仅见破碎的植物枝、干等残体岩体形态多具透镜状，底部具明显的冲刷界面。河床亚相可划分为河床滞留沉积