石油地质学第三章地层与沉积相.ppt

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1、第三章第三章 地层与沉积相地层与沉积相第一节 地层第二节 沉积相的概念与分类 第三节 陆相组第四节 海相组第五节 海陆过渡相组 第一节 地层一、相对地质年代的确定一、相对地质年代的确定（一）地层层韵律（一）地层层韵律（一）地层层韵律（一）地层层韵律 沉积岩按先后顺序一层层地依次沉积下来，沉积岩按先后顺序一层层地依次沉积下来，因此，正常的地层是老在下，新在上（下老上因此，正常的地层是老在下，新在上（下老上新）。新）。（二）化石层韵律（二）化石层韵律（二）化石层韵律（二）化石层韵律(生物层序律生物层序律生物层序律生物层序律)化石化石埋藏在岩层中的古代生物的遗体或遗迹。埋藏在岩层中的古代生物的遗体或

2、遗迹。生物的演化：生物的演化：简单简单复杂复杂低级低级高级高级地层越新，生物越高级地层越新，生物越高级化石层韵律：化石层韵律：根据新老地层不同的地层中的化石的根据新老地层不同的地层中的化石的相对新老关系来确定地层相对新老关系的方法。相对新老关系来确定地层相对新老关系的方法。123456（三）切割或穿插关系（三）切割或穿插关系（三）切割或穿插关系（三）切割或穿插关系1.喷出岩相对年龄的确定喷出岩相对年龄的确定根据地层层序和其上、下地根据地层层序和其上、下地层的化石来确定层的化石来确定.2.侵入岩相对年龄的确定侵入岩相对年龄的确定侵入、包裹、切割或穿插关侵入、包裹、切割或穿插关系来确定系来确定.侵

3、入关系侵入关系侵入关系侵入关系：侵入者新，被侵入者老侵入者新，被侵入者老侵入者新，被侵入者老侵入者新，被侵入者老切割或穿插关系切割或穿插关系切割或穿插关系切割或穿插关系：切割或穿插者新，被切割切割或穿插者新，被切割切割或穿插者新，被切割切割或穿插者新，被切割 或穿插者老或穿插者老或穿插者老或穿插者老包裹关系包裹关系包裹关系包裹关系：包裹者新，被包裹者老包裹者新，被包裹者老包裹者新，被包裹者老包裹者新，被包裹者老二、地质年代表二、地质年代表岩石地层单位岩石地层单位地方性的地层单位：地方性的地层单位：地方性的地层单位：地方性的地层单位：根据地层的岩性特征进行分层，并建立地层系统和层序。一般分为群、

4、组、段、层。一般分为群、组、段、层。一般分为群、组、段、层。一般分为群、组、段、层。柴北缘新生界地层及岩性柴北缘新生界地层及岩性 第二节 沉积相的概念与分类 一、沉积相的概念一、沉积相的概念 相这一概念最早由丹麦地质学家相这一概念最早由丹麦地质学家Steno（1669）引入地）引入地质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。1838年瑞士地质学家格列斯利（年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念）开始把相的概念用于沉积岩，他认为用于沉积岩，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这相是沉积物变化的总和，它表现为这种或

5、那种岩性的、地质的或古生物的差异种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发世纪以来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发展而广为流行，形成了不同的观点和学派，一派认为，相是展而广为流行，形成了不同的观点和学派，一派认为，相是地层的概念地层的概念，把相看着是，把相看着是“地层的横向变化地层的横向变化”；另一派把相；另一派把相理解为环境的同义词，认为相即环境；还有一派认为理解为环境的同义词，认为相即环境；还有一派认为相是岩相是岩石特征和古生物特征的总和石特征和古生物特征的总和（R.C.Selley）。）。二、沉积环境和沉积相的分类二、沉积环境和沉积相

6、的分类 1.沉积环境的分类沉积环境的分类 按照大的自然地理区划，可分出大陆环境、海洋环境与海陆过渡环境。按照大的自然地理区划，可分出大陆环境、海洋环境与海陆过渡环境。2.沉积相分类沉积相分类 划分为三个相组划分为三个相组陆相组、海相组和海陆过渡相组。陆相组、海相组和海陆过渡相组。根据次级环境和沉积物特征划分为若干个相，每个相可根据次级环境和沉积物特征划分为若干个相，每个相可划分为若干个亚相，每个亚相又可划分为若干个微相。划分为若干个亚相，每个亚相又可划分为若干个微相。第三节 陆相组一、冲积扇一、冲积扇1.1.形成条件形成条件（1）气候干燥）气候干燥（2）地壳升降运动强烈）地壳升降运动强烈2.2

7、.形成过程形成过程（1）山区风化剥蚀）山区风化剥蚀（2）雨水或洪水或河流带走剥蚀产物）雨水或洪水或河流带走剥蚀产物（3）在山口或平原区坡度降低，流速降）在山口或平原区坡度降低，流速降低，碎屑物质沉积，形成扇状堆积体。低，碎屑物质沉积，形成扇状堆积体。3.3.沉积特征沉积特征理想的冲积扇地貌剖面和沉积物分布特点理想的冲积扇地貌剖面和沉积物分布特点岩性粗、厚度大岩性粗、厚度大、颜色红颜色红岩石类型岩石类型：以砾岩为主：以砾岩为主 扇根部分以砾、砂岩为扇根部分以砾、砂岩为主，扇端部分砾岩减少，主，扇端部分砾岩减少，砂、粉砂、泥质增多。砂、粉砂、泥质增多。结构：结构：粒度粗，成熟粒度粗，成熟度低，分选

8、、磨圆差。度低，分选、磨圆差。构造：构造：主要为块状层理、薄的水平层理和不规则的主要为块状层理、薄的水平层理和不规则的交错层理等。泥质表面发育泥裂、雨痕、流痕等交错层理等。泥质表面发育泥裂、雨痕、流痕等干旱或半干旱地区冲积扇泥质沉积物一般为红色，含钙质结核。干旱或半干旱地区冲积扇泥质沉积物一般为红色，含钙质结核。亚相特征亚相特征:(1)扇根亚相扇根亚相岩性岩性岩性岩性：以砾岩、砂岩为主：以砾岩、砂岩为主：以砾岩、砂岩为主：以砾岩、砂岩为主结构结构结构结构：分选、磨圆差：分选、磨圆差：分选、磨圆差：分选、磨圆差构造构造构造构造：块状构造、层理：块状构造、层理：块状构造、层理：块状构造、层理不明显

9、不明显不明显不明显亚相特征亚相特征:(2)扇中亚相扇中亚相岩性岩性岩性岩性：以砂岩、砾状砂岩：以砂岩、砾状砂岩：以砂岩、砾状砂岩：以砂岩、砾状砂岩结构结构结构结构：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好构造构造构造构造：见不规则交错层：见不规则交错层：见不规则交错层：见不规则交错层理理理理亚相特征亚相特征:(3)扇缘亚相扇缘亚相岩性岩性岩性岩性：以砂岩和含砾砂：以砂岩和含砾砂：以砂岩和含砾砂：以砂岩和含砾砂岩夹粉砂岩和粘土岩岩夹粉砂岩和粘土岩岩夹粉砂岩和粘土岩岩夹粉砂岩和粘土岩结构结构结构结构：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好：分选和磨圆变好构造构造构造构

10、造：水平层理，泥岩：水平层理，泥岩：水平层理，泥岩：水平层理，泥岩中见泥裂中见泥裂中见泥裂中见泥裂按气候条件，可将冲积扇分为旱地扇和湿地扇按气候条件，可将冲积扇分为旱地扇和湿地扇4.分布分布：沉积盆地边缘，沉积盆地边缘，沿山麓分布，多沿边沿山麓分布，多沿边界大断裂界大断裂 常成群分布，常成群分布，横向连片可形成扇裙横向连片可形成扇裙 在中国中、新生代陆相盆地中，冲积扇是比较在中国中、新生代陆相盆地中，冲积扇是比较常见的油气储层。常见的油气储层。准噶尔盆地准噶尔盆地克拉玛依油克拉玛依油田三叠系冲田三叠系冲积扇砂砾岩积扇砂砾岩体储油层体储油层第二节 陆相组二、河流相二、河流相1.1.河流的类型河流

11、的类型弯曲度弯曲度:指河道长度指河道长度(l)与河谷长度与河谷长度(L)之比之比 辫状指数辫状指数:2各河心滩总长各河心滩总长/河道长河道长(l)二、河流相二、河流相2.2.河流的亚相类型河流的亚相类型二、河流相二、河流相2.2.河流的亚相类型河流的亚相类型(1)河床亚相河床亚相河床滞留河床滞留边滩沉积边滩沉积岩性：以砂岩为主，次为砾岩，河流沉积中最粗的构造：层理类型多样，缺动物化石，见植物碎片岩体呈透镜状，底部见冲刷面。二、河流相二、河流相2.2.河流的亚相类型河流的亚相类型二、河流相二、河流相2.2.河流的亚相类型河流的亚相类型(2)堤岸亚相堤岸亚相岩性：以粒度细，细、粉砂岩构造：小型交错

12、层理为主，见波状层理及水平层理，常见植物碎片。天然堤天然堤决口扇决口扇决口扇决口扇细、粉砂岩组成，粒度比天然堤粗，小型交细、粉砂岩组成，粒度比天然堤粗，小型交错层理，见冲蚀和充填，植物化石碎片。错层理，见冲蚀和充填，植物化石碎片。二、河流相二、河流相2.2.河流的亚相类型河流的亚相类型(3)河漫亚相河漫亚相粒度最细，粉砂岩和粘土岩为主波状层理和水平层理。三、湖泊相三、湖泊相在风力的直接作用下，湖泊的水面可形成较强的波浪。在风力的直接作用下，湖泊的水面可形成较强的波浪。/22 2）生物沉积学特征）生物沉积学特征类型和数量多类型和数量多2.湖泊沉积特征湖泊沉积特征(1)沉积亚相的划分沉积亚相的划分

13、老老新新2.湖泊沉积特征湖泊沉积特征(2)沉积亚相的特征沉积亚相的特征深湖深湖半深湖半深湖2.湖泊沉积特征湖泊沉积特征浅湖浅湖2.湖泊沉积特征湖泊沉积特征滨湖滨湖第四节 海相组二、滨岸沉积特征二、滨岸沉积特征滨岸沉积环境滨岸沉积环境三、浅海陆棚沉积特征三、浅海陆棚沉积特征四、半深海沉积特征四、半深海沉积特征特点：水动力弱特点：水动力弱五、深海沉积特征五、深海沉积特征第五节 海陆过渡组一、三角洲相一、三角洲相 三角洲是河流到达湖盆的入口处，由于坡度减小，流速急剧三角洲是河流到达湖盆的入口处，由于坡度减小，流速急剧减低，水流扩散，携带能力减弱，逐将河流带来的大量碎屑沉减低，水流扩散，携带能力减弱，

14、逐将河流带来的大量碎屑沉积物在河口附近堆积下来，形成平面上顶尖朝向陆地的略似三积物在河口附近堆积下来，形成平面上顶尖朝向陆地的略似三角形沉积体。角形沉积体。1.1.形成过程形成过程三角洲发育过程三角洲发育过程(a)早期河道分叉早期河道分叉(b)晚期河道分叉晚期河道分叉 建设性三角洲建设性三角洲:在以河流作用为主、泥砂在在以河流作用为主、泥砂在河口区堆积的速度远大于波浪所能改造的速度的条件河口区堆积的速度远大于波浪所能改造的速度的条件下形成的。其特点是增长速度快、沉积厚、面积大、下形成的。其特点是增长速度快、沉积厚、面积大、向海突出、砂泥比低。大型河流入海多形成此类三角向海突出、砂泥比低。大型河

15、流入海多形成此类三角洲洲 破坏性三角洲破坏性三角洲:当海洋作用增强而超过河流作用当海洋作用增强而超过河流作用时，波浪、潮汐、海流的能量等于或大于河流输入泥时，波浪、潮汐、海流的能量等于或大于河流输入泥砂的能量，河口区形成的泥砂堆积经海洋水动力的改砂的能量，河口区形成的泥砂堆积经海洋水动力的改造、加工和破坏，就形成了破坏性三角洲。这类三角造、加工和破坏，就形成了破坏性三角洲。这类三角洲形成时间短、分布面积小，多为中、小型河流入海洲形成时间短、分布面积小，多为中、小型河流入海所形成。所形成。三角洲平原亚相三角洲平原亚相三角洲前缘亚相三角洲前缘亚相前三角洲亚相前三角洲亚相三角洲相带三角洲相带(1)(

16、2)亚相特征亚相特征三角洲平原三角洲平原与河流相类似与河流相类似岩性岩性：砂岩、粉砂岩、泥岩（包括泥碳、褐煤等）。：砂岩、粉砂岩、泥岩（包括泥碳、褐煤等）。构造构造：层理复杂，见雨裂、干裂、足迹：层理复杂，见雨裂、干裂、足迹 分支河道微相分支河道微相：构成了三角洲平原亚相沉积的骨架，以砂质沉积为主，粒度构成了三角洲平原亚相沉积的骨架，以砂质沉积为主，粒度比邻近的微相稍粗，分选差。河床可发育边滩或心滩。垂向上具比邻近的微相稍粗，分选差。河床可发育边滩或心滩。垂向上具下粗上细的间断性正韵律。常发育板状、槽状交错层理，具有不下粗上细的间断性正韵律。常发育板状、槽状交错层理，具有不对称波痕及冲刷一充填

17、构造。化石少见，最底部可见植物碎片。对称波痕及冲刷一充填构造。化石少见，最底部可见植物碎片。横剖面呈透镜状，沿河床呈长条状，故又称为河道横剖面呈透镜状，沿河床呈长条状，故又称为河道砂坝。砂坝。洪水漫溢河床，冲破天然堤形成决口扇滩，可形成较洪水漫溢河床，冲破天然堤形成决口扇滩，可形成较大面积的席状砂层，但比河床沉积细，与河流相决口扇沉大面积的席状砂层，但比河床沉积细，与河流相决口扇沉积类似。积类似。陆上天然堤微相陆上天然堤微相 发育在分支河道两侧，以细砂和粉砂沉积为主，远离河床沉积物发育在分支河道两侧，以细砂和粉砂沉积为主，远离河床沉积物变细，泥质增多，常见各种波状层理及流水波痕，可见铁质结核和

18、碳变细，泥质增多，常见各种波状层理及流水波痕，可见铁质结核和碳酸盐结核，少见植物碎片。酸盐结核，少见植物碎片。决口扇决口扇面积小，水体浅，通常为面积小，水体浅，通常为34m，沉积物主要为暗色有机粘土物质。，沉积物主要为暗色有机粘土物质。沼泽微相沼泽微相淡水湖泊微相淡水湖泊微相 位于三角洲平原分支河道间的低洼地区，约占三角洲平原位于三角洲平原分支河道间的低洼地区，约占三角洲平原亚相沉积的亚相沉积的90%，其沉积为深色有机质粘土、泥炭、褐煤，富，其沉积为深色有机质粘土、泥炭、褐煤，富含保存完好的植物碎片和动物化石。含保存完好的植物碎片和动物化石。(2)亚相特征亚相特征三角洲前缘三角洲前缘席状砂席状

19、砂水下天然堤水下天然堤支流间湾支流间湾分支河口坝分支河口坝远砂坝远砂坝水下分支河道水下分支河道较平原粒度细，分选变好较平原粒度细，分选变好 在向海延伸过程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流在向海延伸过程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流速减缓，堆积速度增大。沉积物以砂、粉砂为主，泥质极少。速减缓，堆积速度增大。沉积物以砂、粉砂为主，泥质极少。常发育交错层理、波状层理及冲刷一充填构造，并见有层内变常发育交错层理、波状层理及冲刷一充填构造，并见有层内变形构造。垂直流向剖面上呈透镜状，侧向则变为细粒沉积物。形构造。垂直流向剖面上呈透镜状，侧向则变为细粒沉积物。水下分支河道水下分支河道三角洲前缘水

20、下分流河道三角洲前缘水下分流河道细砂岩细砂岩 小型槽状交错层理小型槽状交错层理席状砂席状砂 在海洋作用较强的河口区，河口砂坝砂受波浪和岸在海洋作用较强的河口区，河口砂坝砂受波浪和岸流的淘洗和簸选，并发生侧向迁移，使之呈席状或带流的淘洗和簸选，并发生侧向迁移，使之呈席状或带状广泛分布于三角洲前缘，形成三角洲前缘席状砂体。状广泛分布于三角洲前缘，形成三角洲前缘席状砂体。席状砂的砂质纯、分选好，沉积构造与河口砂坝相同，席状砂的砂质纯、分选好，沉积构造与河口砂坝相同，广泛发育交错层理，生物化石稀少。砂体向岸方向加广泛发育交错层理，生物化石稀少。砂体向岸方向加厚，向海方向减薄。厚，向海方向减薄。(2)亚相特征亚相特征前三角洲前三角洲 波基面以下，主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成，波基面以下，主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成，水平层理及块状层理，常见广盐性生物化石，暗色水平层理及块状层理，常见广盐性生物化石，暗色泥岩富有有机质，可作为良好的生油层。泥岩富有有机质，可作为良好的生油层。