文献综述
引言
随着塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积相带及储层特征的不断深入研究，在上奥陶统良里塔格组良一段和良三段见良好的油气显示，其沉积相带（尤其是台缘滩亚相）成为了近年来研究的重点之一。通过对哈拉哈塘地区大量录井、测井、岩心、薄片及地震等资料的分析以及探讨了该区上奥陶统良里塔格组的岩石类型、沉积特征及台缘滩的展布规律。台缘滩是优质储层发育的基础，对研究区域良里塔格组潜在油气储量层位的确定具有指导意义。
1 沉积相的概念
相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为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（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。
20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点。一种观点认为相是地层的概念，把相简单的看做“地层的横向变化”；另一种观点则把相理解为环境的同义语，认为相即为环境；还有人认为相是岩石特征和古生物的总和。
油气田探勘及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展促进了对相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。《沉积学》（姜在兴，2003）把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。沉积环境是在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地表，是发生沉积作用的场所。沉积环境是由下述一系列环境条件（要素）所组成的：1）自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；2）气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；3）构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；4）沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；5)介质的化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度及化学组成等。上述条件的综合即为沉积环境。沉积特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征等。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常构成最主要的相标志。
综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果。这就是相
的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。
2 沉积相的分类
沉积相可根据沉积岩原始物质的不同，分为碎屑岩沉积相和碳酸盐岩沉积相。前者以砂、粉砂、粘土等碎屑物质为主，沉积介质以浑水为特征，岩性以碎屑岩为主；后者以化学溶解物质（尤以碳酸盐岩物质）为主，介质以清水为特征，岩性以碳酸盐岩为主。
目前沉积相的分类通常以沉积环境中占主导地位的自然地理条件为主要依据，并结合沉积动力、沉积特征和其他沉积条件进行划分。对陆源碎屑沉积相的划分如表2-1所示。分类表中的“相组”和“相”分别为一级相和二级相。在此基础上可进一步划分出“亚相”和“微相”。 相组
I.陆相组 II.海相组 III.过渡相组
相 1.残积相 2.坡积—坠积相 3沙漠（风成）相 4.冰川
5冲积扇相
6.河流相
7.湖泊相
8.沼泽相
1.滨岸相
2.浅海陆棚相
3.半深海相及深海相 1.三角洲相 2.扇三角洲相 3.辫状三角洲相 4河口湾 表2-1 沉积相的分类 3 碳酸盐沉积环境及沉积相模式
哈拉哈塘地区上奥陶统良里塔格组的岩性主要是古代海洋碳酸盐岩中的灰岩类，类型主要以亮晶颗粒灰岩类、泥晶颗粒灰岩类、颗粒泥晶灰岩类、泥晶灰岩类、生物灰岩类以及特殊岩类（瘤状灰岩和沉凝灰岩）为主。因此对于海洋碳酸盐沉积环境和沉积相模式的研究尤为重要。
3.1 海洋碳酸盐沉积环境特点
现代海洋碳酸盐沉积，主要分布于南北纬度30。
的赤道温暖的浅海地带，如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国的南海诸岛及印度尼西亚其他陆棚等地。上述地带钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育，局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒、灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。而在南北纬度40。之间的的深海盆地底部，有大量的浮游生物碳酸盐沉积。这些现代海相碳酸盐产出环境，不仅是温暖、浅水，而且是清水环境，这样就会避开了大量细碎屑沉积物的注入；我国的广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域，同样袁力粘土及粉砂的供给区而沉积碳酸盐为主。
除造钙生物提供的骨骼，现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。据金斯伯格
（R.N.Ginsburg，1975）的资料，现代热带浅海小于10~15m水深的海域，所产生的CaCO3比深陆源海每单位面积的CaCO3多几倍，主要与这一水域的绿藻海松科及蓝藻特别丰富有关。由于藻类的光合作用，需要从海水中吸收大量的CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和，沉淀出文石质灰泥来，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者，因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物，而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。如果海水浑浊，不仅妨碍光合作用，阻止藻类的生长，而且悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动物的摄食器官，使这些动物不能繁衍，也也妨碍了大量碳酸盐岩颗粒的产生，故浑水对碳酸盐的生成起着抵制作用。海水太深，阳光不足，氧气不够，对藻类和底栖无脊椎动物生长不利；位于CCD面之下的深海水域，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不仅不会有大量原地碳酸盐沉积物的直接产生，而且对已堆积的碳酸盐沉积物有强烈溶解作用。部分深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层具几丁质表面保护层的浮游生物（如颗粒藻、抱球有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区以浊流方式搬运来的灰泥或粉屑供给。
在开阔海陆棚浅水地带，由于海底坡度不同，在缓斜海底上，波浪及潮汐在滨岸带产生碎浪，出现高能带。随着碳酸盐沉积物的不断产生，自身加积作用使海底坡度逐渐变平，此时波浪及潮汐作用与浅水海底发生摩擦，在远岸地带产生碎浪带，出现滨外高能带。在滨岸高能带或滨外高能带，由于波浪（包括潮汐）及其伴生的沿岸流、底流作用，使碳酸盐沉积物发生筛选，将其中的细屑碳酸盐物质带走，而留下各种砂砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝及砂嘴，或滨外砂堤及砂洲、潮汐三角洲及潮汐砂坝等，常见如现代波斯湾潮坪的鲕粒滩及砂滩、鲕粒三角洲沉积，大巴哈马滩西缘鲕粒砂堤，三亚小东海生物碎屑组成的海滩及三亚湾珊瑚砂坪等，均属于以机械沉积作用为主的碳酸盐沉积体。从浅水陆棚高能带被筛选出来的细屑碳酸盐物质（即灰泥、粉屑）主要被搬运到陆棚边缘或障壁砂坝前缘的较深水地区沉积，部分堆积在障壁后受保护的泻湖主潮坪区，形成所谓的两个低能带沉积区。
碳酸盐沉积物主要是生物成因的，其中有些生物能适应较高水能环境，甚至具有抗浪的生态本能，它们能在高能环境下就地快速生长聚集成为抗浪的礁体，形成高出于周围同期沉积上的建隆。在高能带，由于向岸风及潮汐作用，使波浪搅动及海水压力变化，沿着斜坡上升来的海水，温度骤然升高，水压降低，CO2释放，促进了CaCO3大量沉淀；同时从深水还带来大量其他养料，有利于造礁生物的生长发育。故在沿岸高能带常出现岸礁，如海南岛南端三亚湾的现代珊瑚岸礁；在滨外或陆棚边缘高能带常出现堤礁或堡礁，如澳大利亚东部沿海现代堡礁等。在出现岸礁或堡礁时，礁体首当其冲遭受波浪冲击，从这些礁体中带出大量生物碎屑及礁屑岩块，在礁前斜坡产生礁角砾堆积（塌积岩），在礁后形成生物砂滩。如果在这些地带，持续地保持强到中等的水运动，而又有较咸的碳酸钙经常过饱和的海水不断产生，这就使得正常盐度的造礁生物不能繁衍，由海底碳酸钙的加积作用及胶结作用、水体中的颗粒包壳作用等，可以产生鲕粒、砂屑、球粒、团块、核形石及生物砂等沉积物并被亮晶胶结。
在障壁礁或砂堤之后，水的循环受到限制，出现安静泻湖及潮坪环境。如果气候炎热干燥，由蒸发作用使泻湖水体的盐度不断升高，最初产生的碳酸钙（文石）的化学沉淀。水体中微细的文石针发生絮凝作用，经常出现球粒灰泥沉积，进一步咸化就会出现白云岩及膏盐沉积。如果气候比较潮湿炎热，泻湖水体的盐度变化不大，除了上述生物，还可有大量绿藻、钙质海绵、苔藓虫及腕足类等窄盐度生物，为碳酸盐沉积提供大量颗粒。在潮坪地带由于间歇性的涨潮淹没及退潮期暴露干燥，出现具有特色的沉积物，如层纹石灰岩（白云岩）、叠层石灰岩（白云岩）、以及鸟眼、干裂、纹层、膏盐晶体假象等沉积构造。在热带多雨地区，潮间坪沉积带出现淡水透镜体，提供泉水并造成富含半碱水植物的沼泽，或出现微卡斯特地貌（溶洞、溶缝、岩溶漏斗等），在沉积物表面沉淀出结壳状淡水方解石等。
3.2 海洋碳酸盐沉积相模式
在20世纪50年代以前，人们对碳酸盐沉积环境的认识还是相当肤浅的，几乎全是笼统的“浅海相”化学沉积概念。从20世纪60年代开始，随着对现代碳酸盐沉积作用研究的深入和对碳酸盐沉积原理的逐渐认识和深化，特别是石油工业的推动，对古代海相碳酸盐岩沉积环境的解释才取得突飞猛进发展，并建立了一系列响应的沉积相模式。
形成碳酸盐沉积物的浅海一般分为两种类型，即陆表海与陆缘海（Shaw，1964），这是两种性质截然不同的海洋。陆表海以面积分布面积十分广阔、海水极浅、海底十分平缓为其特征。我国西南地区古生代及早中生代的海洋，华北早古生代的浅海都可能属于陆表海。北美奥陶纪的陆表海，东西延伸达3200km，而宾夕法尼亚纪的陆表海也延伸1600km。陆表海的深度很少超过200m，一般只有30m，其海底平均坡度约0.03~0.15m/km，可见其坡度是十分平缓的。现代陆表海很少见到，但在古代出现大面积分布的陆表海。
陆缘海分布于大陆边缘，占据陆架位置。其宽度达160~480km，深度达200~350m，海底平均坡度为0.6~3m/km。如我国东部沿海的黄海、东海及南海均属于陆缘海。
从目前来看，形成古代碳酸盐沉积物的海洋并不像现代的许多陆缘海性质，而是属于陆表海。
由于陆表海内波浪、还留以及潮汐作用对于碳酸盐沉积物的分异，形成了三个明显的沉积相带，即一个高能带、两个低能带。这一特征首先由肖（Shaw，1964）提出，奠定了碳酸盐沉积相模式的基础，其后欧文（Irwin，1965）正式命名为X，Y，Z三个带，之后拉波特（Laport，1967,1969）提出四个带，一直发展到威尔逊（Wilson，1969,1975）的九个相带和塔克（Tucker，1981）的七个相带，碳酸盐沉积相模式才逐渐趋于完善和适用。在此期间，我国沉积学工作者在引进上述模式的同时，结合中国古生代碳酸盐沉积特点进行了卓有成效的研究（曾允孚等，1983,1989；刘宝珺等，1993），提出众多结合中国古海域发育特点的碳酸盐沉积模式。这一发展过程清楚地表明，人们对碳酸盐沉积相的研究逐渐深入和不断提高。
但是，随着人们对碳酸盐沉积相模式研究的不断深化，发现碳酸盐沉积受生物、气候、水文和自然地理等多种条件影响，沉积作用十分复杂，不可能用单一模式概括所有的特征，随着大地构造背景不同和时间上的推移，碳酸盐沉积模式也出现相对应的演化过程。因此，
进入20实际80年代后，人们摆脱了20实际60~70年代静态碳酸盐沉积模式的束缚，开始了一种动态碳酸盐沉积模式的研究和建立，强调碳酸盐斜坡沉积相模式的重要性（Read，1982,1985；Tucker，1985；Whitaker，1988；Carozzi，1989），并力图把碳酸盐沉积相模式直接与成岩环境、矿产和油气资源勘探联系起来。以下简要介绍最常用的几个碳酸盐岩沉积相模式。
3.2.1 威尔逊的模式
威尔逊（1969，1975）综合了古代及现代碳酸盐岩的大量沉积模式，按照沉积环境的潮汐、波浪、氧化界面、盐度、水深及水循环等因素的控制，建立了综合的碳酸盐沉积模式，划分九个标准相带：盆地、广海陆棚、盆地边缘（深陆棚）、台地前缘斜坡、台地边缘生物礁、台地边缘浅滩、开阔台地、局限台地及台地蒸发岩。此外，威尔逊还提出了在九个相带中24个微相类型的组合特征，为使用他的模式带来了很大方便。
威尔逊模式在我国已被广泛采用，对在碳酸盐岩地区开展沉积环境及相分析的研究工作起到了良好的指导作用，但在使用过程中也还存在些问题，比如陆源碎屑岩与碳酸盐岩同时出现，如何建立模式？我国南方古生代地层经常出现碳酸盐台地与克拉通内部槽盆错综复杂的交错格局，碳酸盐台地内部出现各种微环境以及台地边缘生物礁相和台地边缘浅滩相相带无前后发育关系，更多的出现在平行台地边缘交替展布的格局中，盆地、广海陆棚相盆地边缘和深陆棚边缘相相带的细分在实际工作中无意义等问题。国内外广大沉积学工作者在实践中提出了许多模式，补充和修改了威尔逊模式的不足之处。后面介绍最具代表性的关士聪等的模式，以及塔克（M.E.Tucker，1981）的模式，或许对上述问题的解决有所帮助。
3.2.2 关士聪等的模式
关士聪等（1980）综合研究了我国近年大量地层研究成果，编制了一套千万分之一的全国范围内的古海域沉积相图。在此基础上，进行分析比较，并吸取了威尔逊及赖内克等的沉积模式的优点，提出了中国古海域沉积环境综合模式图。这个模式，按海底地形、海水深度、潮汐作用和海水能量、沉积特征及生物组合特征等，分为两个相组、六个相区、十五个相带（或相），如表3-1。
关士聪等建立的综合模式，具有重要的理论和实践意义，值得推广。他们所划的台棚相组包括了陆表海及边缘海沉积模式。槽盆相组概括了主动及被动大陆边缘盆地沉积特征。模式考虑了各种构造条件下的沉积盆地类型，同时也将陆源沉积模式与清水碳酸盐沉积模式统一起来。
3.2.3 塔克的模式
塔克认为，一个典型而完整的碳酸盐沉积相模式应具有如下特征：在近岸潮间—潮上区，以碳酸盐泥坪为主，如果处在干燥气候带，向陆方向过滤为萨布哈及盐沼的蒸发沉积；在浅水到深水陆棚区，为碳酸盐砂及泥沉积，其中陆棚上或沿陆棚边缘发育的高能浅水区是鲕粒等颗粒形成的场所，由鲕粒和骨骼砂可以形成砂堤、海滩或浅滩。沿着砂堤岸线，在沟通泻湖与开阔陆棚的主要潮汐通道口上，可以发育碳酸盐潮汐三角洲，也是鲕粒生成场所；沿着
槽盆相组深海槽盆相区（O-1）次深海槽盆相区（O-2）
台棚相组浅海陆棚相区（I）
陆棚边缘盆地相带（I1）
浅海陆棚相带（I2）
陆棚内缘斜坡相带（I3）台地边缘相区（II）
台地前缘斜坡相带（II1）
台地边缘礁相带（II2）
台地边缘滩相带（II3）台地相区（III）
台盆（台沟）相带（III0）
开阔台地相带（III1）
半闭塞台地相带（III2）
闭塞台地相带（III3）
陆地边缘相区（IV）
沿岸滩坝相带（IV1）
潮坪泻湖相带（IV2）
滨海沼泽相带（IV3）
滨海陆屑滩相带（IV4）
三角洲相带（IV5）
表3-1 中国古海域沉积环境综合表（据关士聪等，1980）
陆棚边缘，礁和其他碳酸盐岩隆经常发育，可形成障壁地形，导致礁后陆棚静水泻湖的形成，海水循环受限制。在陆棚或开放泻湖内，常形成小的斑礁；沿陆棚边缘，来自礁及滩的碳酸盐碎屑可以通过碎屑流及浊流被搬运进临近的盆地。在很少陆源物注入盆地的时候，则可有异地搬运的远海碳酸盐沉积作用发生。塔克模式的主要特点是，将碳酸盐沉积作用与七个主要环境联系起来划分成潮上—潮间坪、泻湖及局限海湾、潮间—潮下浅滩区、开阔陆棚及台地（由浅水到深水）、礁及碳酸盐岩隆、前缘斜坡和盆地7个相带，其中盆地包括其他欠补偿的远海碳酸盐沉积区和碳酸盐浊积盆地。塔克又将前五种环境划归碳酸盐台地—陆表海，将后两种划归盆地较深水/斜坡区。该模式同威尔逊的模式相比较，不同点在于塔克模式中中将盆地与陆棚放在一起，台地边缘生物礁与浅滩合并。在碳酸盐台地中则将泻湖（局限台地）与潮坪分开，开阔台地内又分出浅水碳酸盐砂滩，局部出现斑（点）礁及泥丘。相对威尔逊模式，塔克这个模式更切合陆表海碳酸盐沉积作用，非常适用于我国华北地台及扬子地台的古生代及三叠纪。
沉积相复习思考题 1、试述沉积相的基本概念及其涵义？ 2、试述相标志，种类及其在相分析中的应用？ 3、试述相序递变规律，及其在相分析中的应用？ 4、何谓相模式？并说明标准相模式的四种作用？ 5、何谓相层序？有几种主要类型？它们的产生原因？ 6、试述沉积相的分类、分类原则、及主要大相（相组）、相类型？ 7、试述陆相沉积的一般特征，及主要相类型？ 8、试述洪积相的一般特征、冲积扇的一般特征、亚相类型、沉积类型及沉积作用、四种常见的沉积类型及其与油气的关系（并能绘出冲积扇的平面相模式，纵、横剖面特征）？ 9、试述河流相概念、河流分类依据、和河流一般沉积特征、类型、亚相和微相类型？ 10、试述曲流河的相模式及相层序？试述辫状河的相模式和相层序？试述网状河的相模式及相层序？ 11、以曲流河的相层序为例，说明侧相加积作用和垂相加积作用？ 12、试对比辫状河与曲流河、网状河的沉积特征、相层序、相模式及砂体类型？ 13、试述三角洲概念，不同三角洲的一般特征、形成作用、主要类型？ 14、详述建设性三角洲一般特征、形成过程、沉积相模式及相层序，砂体类型与油气的关系？ 15、简述浪成三角洲和潮汐三角洲的形成作用及一般特征？ 16、简述扇三角洲一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？ 17、辫状河三角洲的一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？ 18、试述湖泊相的一般特征、主要类型、沉积相模式、相层序、主要亚相类型？ 19、试述湖泊环境的主要沉积体系，分布、形成作用，及其在地震勘探和测井分析解释中的应用？ 20、试述湖底扇的一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？
沉积学原理 主要内容： 绪论、洪积扇沉积、河流沉积、冰川与沙漠沉积、湖泊沉积、海洋碎屑岩沉积、海洋碳酸盐岩沉积、三角洲沉积、事件沉积作用、板块构造与沉积作用、沉积相研究方法与步骤 第一章绪论 一、沉积学的涵义及发展概况 沉积学是研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的一门科学。 沉积学发展的三个阶段： （1）奠基阶段(1777-1940) 1777年：德国地质学家魏纳（A. G. Werner，1749- 1817年)首次提出水成论。1777年，将德国厄兹山区的地层划分为四种类型： 4）冲积层：砾石、沙子、粘土，含大量化石。机械沉积。 3）成层岩层：石灰岩、砂岩、石膏、岩盐、煤，含大量化石。主要是机械沉积，也有化学沉积。 2）过渡层：结晶片岩、板岩，含最早的生物化石。化学沉积为主。 1）原始层：花岗岩、片麻岩、玄武岩等，无化石，原始海洋化学沉积。 1795年：苏格兰地质学家赫顿（James Hutton，1726-1797）出版《地球学说》（Theory of the Earth），提出了均变论的思想。 1830年：莱伊尔（Charles Lyell，1797-1875）出版《地质学原理》（Principles of Geology），正式提出并系统论述了“均变论”（Uniformitarianism）。均变论--研究古代沉积作用和沉积环境的钥匙 1850年：索比（Sorby）首次利用偏光显微镜研究岩石，拉开了对岩石进行微观研究的序目。 1914年：吉尔伯特（Gilbert）首次用各种粒径的砂和不同的水流强度进行了水槽实验，开创了用实验方法进行沉积学研究的先例。 1939年：Twenhofel出版了《沉积学原理》，标志着沉积学作为一门独立的学科形成了。 （2）成熟完善阶段（1940-1970） 提出了科学的沉积岩分类方案，建立了各种沉积相的相模式。 （3）多学科交叉发展阶段（1970-现在） 沉积学与其他学科交叉，形成了交叉学科沉积学，如构造沉积学、沉积地球化学、层序地层学等。 二、陆源碎屑沉积学研究现状 (一)陆源碎屑沉积学理论日益丰富和完善 1、关于事件沉积作用1)风暴沉积和风暴岩2)浊流沉积和浊积岩3)震积作用和震积岩 2、等深流沉积和等深岩 3、关于热水沉积 4、成岩作用研究有新进展 (二)多种技术和手段的应用 1、解释沉积环境 2、确定古水流方向 3、研究成岩作用 (三)多学科的交叉渗透 1、大地构造沉积学 2、测井沉积学 3、地震沉积学 4、沉积地球化学 5、层序地层学 三、陆源碎屑沉积学研究展望 1、从微观到宏观 2、从定性到定量 3、学科的交叉渗透 4、重视新技术、新方法 5、重视对现代沉积环境的研究 6、与社会发展结合越来越紧密
沉积相★★★★★ 沉积环境及在该环境中形成的沉积物（岩）特征的综合 沃尔索相律——相序递变规律——相律★★★★★ 只有在横向上成因相近并且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次出现而没有间断。相模式和相标志——恢复和再现古代沉积环境的钥匙 标准相模式的四个方面作用（Walker，1976）： 1. 比较——标准 2. 进一步观察——提纲和指南 3. 新的研究地区——预测 4. 环境或系统的水动力学解释——基础 大陆相组：洪积扇相、河流相、湖泊相、沙漠相、冰川相 过渡相组：三角洲相、扇三角洲 海洋相组：滨岸相、浅海陆棚相、半深海相、深海相、重力流沉积 第二章洪积（冲积）扇相 一、定义及形成条件（3个）★★★★★ ?陆上氧化条件下由山区河流所携带的粗粒沉积物在山谷出口处堆积而形成的扇形沉积体。 ?1、强烈的构造运动 ?2、山口处地形坡度突然变缓 ?3、干旱、半干旱的气候 二、沉积类型：河道沉积、漫流沉积、筛状沉积、泥石流沉积★★★
三、亚相划分扇根、扇中、扇缘★★★ 四、沉积组合 １. 冲积扇——扇三角洲组合：冲积扇入湖（海） ２. 冲积扇+风成砂+（干）盐湖组合：干旱气候条件 3. 冲积扇+辫状河+曲流河+三角洲组合 五、鉴定标志 1.岩性特征----砂砾岩为主 2.结构标志——成熟度低 3.沉积构造标志 4.颜色标志----泥岩氧化色 5.生物化石标志几乎不含化石，很少含有机质 6.垂向层序----正旋回 六、与油气关系：储集层——扇中；其次为盖层 第三章河流相 曲流河亚（微）相类型★★★★★ 河床亚相（河床滞留沉积、边滩（点坝、曲流砂坝）） 堤岸亚相 河漫亚相 牛轭湖亚相 辫状河亚（微）相类型★ 河床亚相（河床滞留沉积、心滩） 概念和原理 边滩（点砂坝、曲流砂坝）：沉积曲流河中最重要的砂体类型， 是河道侧向迁移，河曲形成过程中在河道凸岸形成的侧向加积 的砂质沉积体。 沉积体系：同一物源、同一水动力系统控制，成因上有联系， 沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。 二元结构——垂向模式★★★★★ 堤岸亚相、河漫亚相（顶层沉积，垂向加积）+底部滞留 沉积、边滩沉积（底层沉积，侧向加积） 相组合 山区冲积扇、辫状河——平原曲流河——滨湖（海）网状河、三角洲 鉴定标志 ?岩性：砂岩、粉砂岩；泥砾 ?成分：长石砂岩、岩屑砂岩；砾岩复成分 ?结构：分选差至中等；粒度曲线两段式； ?构造：板状、槽状交错层理，上部波状交错层理；砾石叠瓦状排列；侵蚀—冲刷构 造；暴露构造 ?生物化石：破碎的植物枝、干、叶；硅化木 ?垂向层序：二元结构；底冲刷——F-U层序 ?砂体特征：平面上：条带状、树枝状；横剖面：上平下凸透镜体或板状
储层沉积学 （试用教材） 罗静兰主编 (博士研究生选修课程，80学时) 2003年1月
绪论 一、储层沉积学基本涵义 沉积学(Sedimentology)是本世纪30年代由沃尔德(Wadell，1932)提出的一个术语，它主要是由沉积岩石学(Sedimentary Petrology)中沉积岩的形成作用中的基础理论部分扩大和发展起来的。而储层沉积学(Reservoir Sedimentology)又是以实用角度从沉积学中派生出来的一个分支，是研究油气储层沉积物(岩)和沉积作用的科学。第十三届国际沉积学大会(1SA，1990)正式应用该术语并引入文献，表明沉积学与油气勘探和开发的关系十分密切，其在阐明生、储、盖层的形成和分布规律等方面具有重要指导作用。沉积学和储层沉积学的基本涵义及主要研究内容是： 1．沉积学是研究沉积物(岩)和沉积作用的科学。包括研究未曾成岩和已经成岩的天然沉积物(岩)，以及它们在自然环境中沉积作用的过程和机理(Reeding，1978)。沉积学作为地质科学中的一个分科，它与流体力学和地层古生物学密切相关，与物理学、化学、海洋学、气象学、水文学和土壤学等也有重要联系。由于有关学科的相互交叉和渗透，以及新技术和新方法的应用，通过对现代沉积物的研究(陆上和水下)和实验模拟，逐渐使沉积学成为一门独立的学科。随着矿产资源，特别是燃料资源(煤炭、石油、天然气、核能等)勘探开发事业的巨大发展，使沉积学从以理论研究为主，逐渐成为一门具有较强应用基础性质的学科。 2．储层沉积学主要是研究碎屑岩储层和碳酸盐岩储层形成、演化、分布及其基本特征(成分、结构、构造等)的一门科学，是沉积学理论与油气勘探开发实践密切结合的结果。一般来讲，石油和天然气生于沉积岩中，也主要储集在沉积岩中，从沉积岩石学、沉积学以及岩相古地理学深化对各类油气储层形成机理的研究，可以为油气勘探开发提供更多的科学依据，因此，储层沉积学的形成和发展有着重要的实际意义。 二、中国油气储集层及其分布概况 我国油气资源丰富，生储类型多样，含油气层系时代分布广，其中又以中－新生代（晚海西～印支阶段、早燕山阶段、晚燕山阶段和喜山阶段）陆相碎屑岩油气藏的形成和演化独具特色，而且形成了—套完整的陆相石油地质学、岩相古地理学、储层沉积学和有机地球化学等理论。含油气层系广布于我国西部和西北部的准噶尔、塔里木、柴达木盆地、吐哈盆地、二连盆地、酒西盆地、鄂尔多斯盆地；东北和华北地区的松辽盆地、渤海湾盆地、华北盆地；西南、东南地区的四川盆地、楚雄盆地、江汉盆地、苏北盆地、北色盆地、南襄盆地；以及我国东南沿海大陆架诸盆地等。 但是也应看到我国陆相地层的油气勘探程度已经较高，而现在已有的几个大油气田(区)，诸如松辽盆地和渤海湾盆地均已进入了高含水阶段，稳产难度越来越大，开发成本越来越高。面临这样严峻的形势，确定新的战略接替区和层系就显得十分重要。与国外相比，我国海相地层的油气勘探程度还比较低，在今后5—15年内必须在海相地层的油气勘探上有重大突破，才有可能增储上产，适应国民经济发展的需要。根据我国石油工业发展除面向国内、同时也面向国外的战略方针，从两方面来看都须要加强海相石油地质学、储层沉积学、有机地球化学等学科的研究和教学。本教材除阐述中一新生代陆相碎屑岩储层形成、分布、评价和预测等内容外，并适当加强了海相碎屑岩、海相碳酸盐岩和特殊岩类储层的形成、分布、评价和预测等基础理论教学内容。
第二十四章碳酸盐岩沉积相 §24-1 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征 ●主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 以化学、生物化学、生物、机械多种机制综合形成的一类化学岩及生物化学岩。颗粒和灰泥（相当于杂基）的比例及其组合而成的多种岩石类型，是浅海相碳酸盐岩沉积环境的重要标志。深水碳酸盐岩多起因于风暴条件，形成于大陆坡及深水盆地中。具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩的重要相标志。碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境，也与成岩环境和成岩作用密切相关。碳酸盐岩具有易溶性和易变性。 二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 ●潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主的碳酸盐岩 盆地环境，——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。潮汐沉积作用带主要发生在： 1）潮下带环境——高能、低能沉积带。 2）潮间沉积带——具间歇能所形成的岩石类型和相标志。 3）潮上沉积带——具暴露蒸发和交代作用标志。 潮坪环境中以物理—生物作用为特征所形成的藻叠层及其形态分带是划分潮坪环境（相）的主要相标志。 ●海滩碳酸盐岩——主要处于缺乏障璧的开阔浅海（无广阔藻席）；其次 主要受制于波浪能量大小，在不同古地形和水动力条件作用下，形成鲕粒滩（岩）、内碎屑滩（岩）和生屑滩（岩）等，其中有发育的冲洗层理和交错层理，以及生物扰动构造。视岩性、结构和构造特征的变化，它们可分别组合成不同类型的相层序。 ●生物礁碳酸盐岩——具格架的珊瑚礁碳酸盐岩，特定形成条件： 1）造礁生物在迎浪带原地生长营造起来的。 2）具水下凸起的地貌，沉积厚度比相邻地区大。 3）具生物格架或只有造礁生物原地生长的痕迹。
碳酸盐沉积环境及相模式 中国地质大学（武汉） 摘要碳酸盐岩在我国广泛发育，是重要的油气勘探层位，在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。我国的碳酸盐主要以海相为主，湖相也很常见。碳酸盐是石油的优良储藏体，特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。而且在石油勘探过程中，主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。目前，碳酸盐的相模式还不是非常的完善，各种相模式混乱，互为独立而又有相同的地方，没有明显的界线划分和分类。导致相模式的标准和用词不尽相同，给油气勘探带来不便。本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类，对碳酸盐的研究的现状总结。 关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地 作者中国地质大学地学院 引言 自上世纪中期以来，碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。在碳酸盐的石油勘探过程中，碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。 1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用 1.1沉积环境 ①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境 现代海洋碳酸盐沉积，主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带，如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。上述地带钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育，局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。而在南北纬度40°之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。这些现代海相碳酸盐产出环境，不仅是温暖、浅水，而且是清水环境，如加勒比海的三大碳酸盐滩，远离密西西比河口自西来的沿岸流，这就避开了大量细碎屑沉积物的注入；我国广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域，同样远离粘土及粉砂的供给区而以沉积碳酸盐为主。 除造钙生物提供的骨骼，现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。据金斯伯格（R. N. Cinsburg，1975）的资料，现代热带浅海小于10－15m水深的海域，所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍，主要与这一水域的绿藻海松科及蓝绿藻特别丰富有关，由于藻类的光合作用，需要从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和，沉淀出文石质灰泥来，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者，因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物，而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。如果海水浑浊，不仅妨碍光合作用，阻止钙藻的生长，另外悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动
沉积相 第五章沉积相 一、名词解释 1、沉积环境：指发生沉积作用的地区的自然地理景观。 2、沉积相：指沉积环境及在该环境中形成的沉积物（岩）特征的总和（包括岩石的、生物的、地化的特征）。 3、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。 4、相模式：对特定沉积环境和某种沉积作用特征的全面概括。 5、河流沉积的二元结构：指河流相的垂向剖面中，下部河床亚相较粗的砾岩、砂岩沉积物与上部堤岸亚相和河漫亚相较细的粉砂岩、粘土岩沉积物所组成的正旋回结构。 6、三角洲：带有泥砂的河流进入蓄水盆地，因流速减小，沉积物在河口地区大量堆积，并导致岸线向盆地方向不规则进积而进行的沉积体。 7、重力流：指在重力作用下沿水下斜坡或峡谷流动的，含大量砂泥并呈悬浮搬运的高密度流体，是一种非牛顿流体。 8、浊流：指沉积物颗粒靠涡流（湍流）支撑，呈悬浮状态在流体中搬运的重力流。 9、碳酸盐岩的清水沉积作用：就是指在没有或很少有陆源物质流入的陆表海环境中的碳酸盐沉积作用。 二、选择 1、按照湖水盐度，含盐度1％－3.5％的湖泊为（C） A、微咸水湖； B、淡水湖； C、咸水湖； D、盐湖。 2、无障壁海岸带的波浪带中能量最高的是（B） A、升浪带； B、破浪带； C、碎浪带； D、冲浪带。 3、无障壁海岸沉积环境中代表潮上带的是（B） A、海岸沙丘； B、后滨； C、前滨； D、近滨。 4、障壁海岸潮坪亚相中砂坪属于（C） A、高潮坪； B、中潮坪； C、低潮坪； D、潮上坪。 5、下列环境中不可能有浊积岩出现的是（D） A、深海； B、浅海； C、湖泊； D、河流。 6、标准相模式应该能起到以下作用（ABCD） A、可以作为对比的标准； B、可以作为进一步研究的提纲和指南； C、可以对新区进行预测； D、可以作为环境或体系水动力条件解释的基础。 7、河流相根据环境和沉积物特征可进一步划分为（ABCE）亚相 A、河床亚相； B、堤岸亚相； C、天然堤亚相； D、河漫亚相； E、牛轭湖亚相。 8、进积式三角洲沉积的层序由底向上依次为（BAC） A三角洲前缘粉砂和泥；B、前三角洲泥；C、三角洲平原的粗粒河流和漫滩沼泽沉积；D、远砂坝沉积。 9、一个典型的现代无障壁海岸沉积环境可分为（BCDE） A、泻湖； B、海岸沙丘； C、后滨； D、前滨； E、近滨。 10、根据沉积物颗粒在块体流中的支撑机理，把重力流划分为（ABCD）类型 A、浊流； B、颗粒流； C、液化沉积物流； D、碎屑流。
碳酸盐岩微相研究现状与发展展望 【摘要】碳酸盐岩是一种重要的储油岩，碳酸盐岩油气勘探工作促进了人们对碳酸盐岩微相的深入研究，微相分析方法在碳酸盐岩沉积学的研究中也十分重要。本文介绍了碳酸盐岩微相研究的简要历程，重点介绍了碳酸盐岩微相研究的方法和技术手段，以及人们对碳酸盐岩微相分析和解释的研究成果和应用，并对近年来微相分析研究的新进展进行了总结和展望。 【关键词】碳酸盐岩；微相；研究现状；进展 碳酸盐岩作为沉积岩中的一种主要岩类，广泛分布于世界各地，在我国约占沉积岩总面积的55％,并且不同时代的地层中均有发育。由于碳酸盐岩成因和结构的特殊性，使微相分析方法在碳酸盐岩沉积学的研究中显得尤为重要，成为碳酸盐岩沉积环境分析、岩石成因研究、相带划分以及岩相古地理研究中不可或缺的沉积学研究方法和手段[1-2]。 1碳酸盐岩微相研究简要历程 早期的微相研究主要以岩石学偏光显微镜观察为主要分析手段。最早进行微相研究工作应为奥地利格拉茨大学的Peters，在他1863年发表的题为“达斯坦石灰岩中的有孔虫”论文中，曾评价了薄片在阐明古生态和古地理问题方面的作用。 1927年，Udden和Walte在发表的论著中阐述了说明他们怎样利用偏光镜来描述和研究石灰岩的微相特征，并将鉴定成果最终应用到了得克萨斯的油气勘探中。 19世纪30年代，Sander和Pia在碳酸盐岩的显微镜研究方面取得了突破性进展，首次介绍了现代碳酸盐的综合研究成果。 1949年，Brown最早提出了“微相”这一概念，随后Cuvillier在1952年又对它进行了重新定义。 1962年，Folk和Dunham根据颗粒类型与泥晶一亮晶一颗粒相对含量，对沉积环境能量进行了分析，并提出了分类方法。 70年代, Wilson系统总结了碳酸盐岩沉积学与微相研究方法, 提出了24个标准微相和9个相带的沉积模式。 80年代, 杨承运和卡罗兹用微相方法对碳酸盐岩进行了分类, 并对微相分析方法进行系统阐述[3]。 2碳酸盐岩微相研究方法和技术手段 要合理的进行微相的分析研究，必须进行野外地质研究，通过对野外露头和岩心的观察，可以识别的相标志有：岩性标志、岩石结构和颜色、层理、沉积构造、成岩特征、化石和生物构造等。在早期的岩石薄片分析研究中，也强调把野外工作和室内薄片研究结合起来。近十几年来，微相的研究方法不断推陈出新，取得了十分显著的成就。 2.1初步分析方法 对岩石样品最基本的也是最初的操作是磨制成薄片，也可以是制作切片、揭片，或者是铸体、刻蚀和染色。碳酸盐岩薄片显微镜研究为微相分析提供了必要的基础资料。 研究微相最基本的工具是偏光显微镜和双目显微镜，这些基本的岩石学显微镜也是到目前为止进行微相研究最常用的工具。通常，需要对研究所用的显微镜配备低倍和高倍物镜以及岩石学鉴定装置，同时为研究岩石的成分和组构，还应
熬的(沉积学原理）（A ） 一、名词解释 1、沉积学：研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。 2、佛罗得数：惯性力和重力之间的一个比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg = 3、牛顿流体：服从牛顿摩擦定律的流体称作牛顿流体，服从牛顿摩擦定律，是指在时间不变的条件下，随着流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。牵引流属于牛顿流体。 4、洪水沉积作用：在山区，阵发行的、瞬间的、短暂的洪水事件中，洪水携带的大量的砂砾、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来，形成了大小混杂的堆积物，称为洪水沉积作用。 5、火山碎屑流：由一些高粘度的富含挥发组分的岩浆，在强烈的爆炸后，大部分甚至全部的熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流，在重力作用下，迅速地沿着山坡流动而形成的。 6、等深流：主要是由大洋温岩旋回驱动的大洋底流，一般都是沿着大陆坡等深流动，其规模甚至可以与某些海底扇相当，可以搬运大量细粒沉积物形成沉积漂流。 7、网状河：呈弯曲多河道的特点，河道窄而深，顺流而下呈现网状，以悬浮负载为主，沉积厚度与河宽变化成比例，其河道间是由细粒物质和泥炭沉积组成的占河流沉积总面积的65%~90%的泛滥平原或湿地。 8、热气地浪沉积：在火山爆发初期，大量热蒸汽携带了火山碎屑以床砂载荷的形式进行的搬运和沉积作用。具有大规模的低角度交错层理。 9、震积岩：由地震灾变引起的，能记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。 10、生物礁：由造礁生物的生长形成的海底建隆，具有格架的珊瑚礁有：岸礁、堡礁和环礁，不同的类型代表不同的演变过程。 二、叙述题 1、 试述当代碳酸盐岩沉积学研究现状与发展趋势 答：碳酸盐岩石学和沉积学重大的进展是Folk 关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观点以及石灰岩的重新分类方案的提出开始的。近些年来，关于碳酸盐岩岩石学和沉积学的发展主要表现在： （1）自Folk 的“异常化学颗粒”和“异常化学石灰岩”的观点和分类系统创立后，关于碳酸盐岩是单一成因的“化学岩”的传统观点被打破，碳酸盐岩的生成机理包括化学作用，同时也包括生物作用和生物化学作用，更有机械作用。 （2）能量观点的定量标志的引入，为碳酸盐岩的分类及沉积环境的分析提供了新的重要的定量的描述； （3）其分类主要依据结构组分为基础的结构—成因分类，使碳酸盐岩岩石学和岩石成因学紧密地结合； （4）全新的白云石及白云岩生成机理的观点和学说的问世； （5）对碳酸盐岩的沉积后作用有了更深入的认识； （6）对碳酸盐岩的环境模式有了深入的研究，对古代碳酸盐岩中的沉积环境分析更加深入了； （7）专门研究和鉴别碳酸盐岩中的生物化石碎片的学科—化石岩石学的出现； （8）学多新的研究方法和手段被引入到碳酸盐岩石学中； （9）深水海洋碳酸盐岩沉积研究近些年有了很大的进展； （10）冯增昭所倡导的碳酸盐岩岩相古地理因素综合作图法推进了我国岩相古地理研究的定量化； 近代碳酸盐岩成岩作用的研究表明，不应仅限于识别碳酸盐矿物形态和晶形，及岩石组构特征，而应该广泛地利用炭同位素，氧同位素，有机和无机包裹体组分等划分成岩作用的阶段及演化序列，进而判断有利孔隙发育带的分布规律。 对我国来讲，应结合南北方的碳酸盐岩岩性、岩相分布特征，以及古构造古环境古气候和古地理条件，建立适合我
第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 第一节绪言 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点） 三、潮汐作用相带模式 四、综合模式 五、深水碳酸盐沉积模式 第三节生物礁与礁相 一、概述 二、礁的分类 三、礁复合体和礁相 四、礁发育的一般规律 五、地质历史中的礁和造礁生物 第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作
用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化石、指相自生矿物、沉积构造以及生油储油有利相带；并在此基础上，通过编制岸进和岸退的垂向层序，分析碳酸盐岩的生储盖组合特征。 ⑦试说明阿姆斯特朗的相带模式，并以此说明陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积的关系。为什 么说陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积常常呈消长关系。 ⑧什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？ ⑨试论述影响生物礁的发生、发展、消亡以及它们的最终形态和内部构造的主要因素。 ⑩试归纳礁和造礁生物在地质历史不同时期的特点。 教学内容提要： 第一节绪言 现代海洋碳酸盐沉积环境的特点：温暖、清洁、透光的浅水。 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 1．陆表海
沉积学原理 一、名词解释 1、沉积学：研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。 2、佛罗得数：惯性力和重力之间的一个比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg =，在明渠流中，一些科技人员定义为：1 2/()r F v Dg =，D 为明渠流水深。1r F >，为水浅激流的情况，1r F <为水身缓流的情况。 3、牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体，服从牛顿内摩擦定律，是指在时间不变的条件下，随着流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。牵引流属于牛顿流体。 4、洪水沉积作用：在山区，阵发行的、瞬间的、短暂的洪水事件中，洪水携带的大量的砂砾、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来，形成了大小混杂的堆积物，称为洪水沉积作用。 5、火山碎屑流：由一些高粘度的富含挥发组分的岩浆，在强烈的爆炸后，大部分甚至全部的熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流，在重力作用下，迅速地沿着山坡流动而形成的。 6、等深流：主要是由大洋温岩旋回驱动的大洋底流，一般都是沿着大陆坡等深流动，其规模甚至可以与某些海底扇相当，可以搬运大量细粒沉积物形成沉积漂流。 7、网状河：呈弯曲多河道的特点，河道窄而深，顺流而下呈现网状，以悬浮负载为主，沉积厚度与河宽变化成比例，其河道间是由细粒物质和泥炭沉积组成的占河流沉积总面积的65%~90%的泛滥平原或湿地。 8、热气地浪沉积：在火山爆发初期，大量热蒸汽携带了火山碎屑以床砂载荷的形式进行的搬运和沉积作用。具有大规模的低角度交错层理。 9、震积岩：由地震灾变引起的，能记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。 10、生物礁：由造礁生物的生长形成的海底建隆，具有格架的珊瑚礁有：岸礁、堡礁和环礁，不同的类型代表不同的演变过程。 11、事件沉积作用：相对于正常沉积作用而言，指事件性的非牵引流沉积作用。目前已发现的事件沉积作用主要有重力流沉积作用、风暴流沉积作用、地震震积作用等。 12、沉积动力学：沉积动力学是利用物理力学的知识来解释沉积构造的形成以及描述沉积物的运动状态，为重塑古沉积环境提供当时的水动力条件信息。
中国地质大学（北京）“层序地层学应用”报告——碳酸盐岩层序地层学发展概论 课程名称：层序地层学基本原理及应用 老师：陈开远 学生：李东 学号：2110120011 学院：地信学院 日期：2012年12月5日
碳酸盐岩层序地层学发展概论 一、碳酸盐岩层序地层学概述 Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequencest rat igraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wag oner 又提出了新的定义: 研究以侵蚀面或无沉积作用面或可相互对比整合面为界的年代地层学格架中有成因相关意义的岩相的科学。层序是最基本的单元,一个层序又可分为若干个体系域,体系域内部是个或多个准层序或准层序组。准层序即是在成因上具有联系的、相对整一的一套岩层或岩层组。 确定层序所必需的许多信息来源于地震资料（当然也可以从露头和井孔中获得）。除了对早期的硅质碎屑岩讨论以外,对碳酸盐岩层序地层学的讨论也是有用的,因为这样可以唤起对沉积倾向性的理解。所有的沉积体系都记录了相同的基本过程的影响,但它们的记录又各有所侧重,地质学家应该了解沉积体系在记录海平面变化、气候或其它环境因素中的倾向性，这样便能更加全面地对层序地层学进行学习和研究。 碳酸盐体系不同于硅质碎屑体系. 碳酸盐沉积物是在盆内形成的,因此除了区域构造沉降和海平面变化外，海洋气候和水文条件也控制着碳酸盐的沉积过程。J. S. Sang在对世界不同碳酸盐台地研究后认：为短期的全球海平面变化( 相对海平面变化)是控制碳酸盐生产率、碳酸盐台地或碳酸盐滩发育及其相分布的主要因素。 1、海相碳酸盐岩——生物礁层序地层学研究 目前,涉及我国新生代、中生代和古生代海相碳酸盐岩一生物礁油气层序地层学最为突出的几个成功研究实例是四川普光、新疆塔里木和南中国海油气区,获得了油气突破性发现。首先研究涉及层序单元划分与基本特征、主要层序界面识别、层序单元划分等内容, 完成了上第三系生物礁——碳酸盐岩层序地层格架、典型生物礁储层层序格架、层序界面或单元划分、层序地层格架下的沉积体系域特征与沉积体系控制因素等研究。 2、碳酸盐岩沉积及层序发育的主要控制因素 大地构造作用决定碳酸盐沉积作用背景, 大地构造背景下的盆地结构是影响碳酸盐岩 层序几何形态的一个关键因素。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地: 缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没型( M. E. Tucker, 1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力, 控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。大部分碳酸盐岩沉积物是由生物产生, 其中不少是光合作用的副产物。因此,这种生产过程取决于光照程度,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部50—100m 的水体中,因为该深度内悬浮着大量能 进行光合作用的生物。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高, 而在10～20m内剧减。气候决定水的盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积, 潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。 二、碳酸盐建造
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 （Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化
阿拉伯半岛阿曼山脉中部的碳酸盐岩台地边缘的侏罗纪期演化 摘要：暴露在阿曼北部的侏罗纪Sahtan沉积组是于阿拉伯台地边缘（正对新特提斯洋，即hamrat duru盆地）的浅海环境下沉积生成的。Sahtan沉积组合的上部由上覆纯净碳酸盐岩沉积的、混合有硅质与碳酸盐碎屑组成，其时期是基于腕足类和有孔虫期的巴通期和早期卡洛夫期。这些碳酸盐沉积体系是由经历了地面暴露的外部鲕粒浅滩和一个更深的、相对紧密的平缓倾斜岩架组成。鲕粒岩质从台地边缘脱落后便进入到guweyza形成层的深海沉积复合层中。Sahtan 沉积组合沿着Jabal Akhdar东北走向经历了厚度减少过程。Sahtan沉积组合顶部的角度不整合（达0.2%）显示其是由于演变过程中的倾斜和顶部截断因素。这个不整合层受Rayda形成层的覆盖，该覆盖层则表现出了一个包括向上侵蚀相演化的超覆模式。该地层间断的最小时间跨度为中卡洛夫阶–启莫里阶。由于缺乏容纳空间，也或是因缺乏地表暴露，牛津和启莫里支阶序列几乎不可能在这个地区沉积下来。本文提出，不整合层是在一个因持续的地壳构造作用使得台地边缘剥落过程中，近地表的碳酸盐岩溶解形成的。在提通阶期间，一次大幅度的海平面上升致使位于台地边缘之上的Rayda地层遭到海侵，而阿拉伯半岛东部的大陆架环境恢复正常。 关键词：侏罗纪；阿拉伯半岛；特提斯洋；岩相；碳酸盐岩台地 阿拉伯台地的侏罗系时期是中东的碳氢化合物（油气）生成的间期。这个期间大范围的碳酸盐岩沉积使邻近深水区、垂直向与横向想拼接的浅水沉积相的形成，也使得粗粒钙质沉积层得以出现。这些沉积相与沉积层随后被并入构造岩片而插入阿拉伯台地东缘（伯努利&瓦塞特，1987）。在阿曼北部Jabal Akhdar地区的大型背斜构造（图1）展现了侏罗纪时期台地临海边缘的露地岩层（Sahtan 沉积组合）（图2），并使得我们能够对半岛边缘的沉积历史进行还原，了解同沉积构造、海平面变化和该区域海洋水文动态。 本文的写作目的是双重的：（1）探究侏罗系-白垩系台地边缘不整合层突出的起源（拉布等人，1990）；（2）记录碳酸盐岩台地生成物向guweyza地层的深海冲积扇的变迁过程（库珀1990；al.1990拉布等；guillocheau等人，2001）。
第五篇碎屑岩和碳酸盐岩沉积相 第十六章沉积相概念及综合分类 第一节沉积相概念 一、沉积相概念及相序定律 1、沉积相的概念 相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引人地质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌，但是，真正在沉积学领域赋予沉积相概念的还是瑞士地质学家格列斯利（Gress1y，1838）。他认为：“相是沉积物变化的总和、它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和引用，同时，也成为重要的争论议题。 二十世纪初至近几十年来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点和学派。一派认为相是地层的概念，把相简单地看作“地层的横向变化”；另一派把相理解为环境的同义语，认为相即环境；还有一派认为相是岩石特征和古生物特征的总和。 塞利（Selly，1970）提出，应该从①沉积岩体几何形态、②岩石学特征、③古生物特征、④沉积物构造特征和⑤古流向特征来限定相或沉积相。鲁欣（1953）将相定义为“相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成条件的物质表现。” 油气田勘探及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展。促进了相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。 鉴于上述，本教材把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。这里所指的沉积环境系由下述一系列环境条件（要素）所组成：①自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；②气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；③构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；④沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；⑤介质的地球化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度。上述条件的综合即为沉积环境。 我们所指的沉积岩特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常也称相标志。 综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果，这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。 与相的概念同时存在的还有沉积相、岩相等这些流行的术语。我们认为，在沉积学中，相就是沉积相，二者是同义语。岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。岩相和沉积相是从属关系而不是同义关系，为了突出沉积环境中的古地理条件和沉积物特征中的岩性特征，通常把“岩相”和“古地理”这两个术语联系在一起，“古地理”和“岩相”，以表示沉积相中最重要和最本质的内容。 250
三★、碳酸盐岩综合相模式——威尔逊（Wilson，1975）模式 目前国内外流传也比较广，这是一个理想化的碳酸盐岩综合模式。他归纳了陆棚上碳酸盐岩台地和边缘温暖浅水环境中碳酸盐岩沉积类型的地理分布规律，把碳酸盐岩划分为：三个大沉积区、九个相带、24个标准微相。 以横切陆棚边缘的剖面，从海至陆九个相带依次是： ①盆地相；②开阔陆棚（广海陆棚）相；③碳酸盐岩台地的斜坡脚（或盆地边缘）相；④碳酸盐岩台地的前斜坡（或台地前缘斜坡）相；⑤台地边缘的生物礁相； ⑤簸选的台地边缘砂（或台地边缘浅滩）相；⑦开阔台地（或陆棚澙湖）相；⑧局限台地相；⑨台地蒸发岩（或蒸发岩台地）相。有关各相带的沉积特征如图24-5所示。 1.盆地相 ▲静水还原环境：位于波基面和氧化界面以下，水深×0~×00m。 ▲不适于底栖生物生长：因水深光暗。 ▲沉积物：从外带入的细粒泥质和硅质，及浮游生物。 ▲停滞缺氧的和过咸化条件均可出现。 按沉积特征盆地相可分为： 1）石灰岩浊积岩相：来自陆棚或陆棚斜坡带的碳酸盐角砾、微角砾及砂屑等内碎屑(异化颗粒)，也常含外来岩块或漂砾，夹有深海结核和泥质岩层，厚度较大，但常有变化。因强烈拗陷及沉积物不稳定性→具复理石结构和构造的巨厚深海沉积。 2）深海瘦地槽相：深海沉积物为主，无大量异地石灰岩堆积。当粘土注入量很少且水深超过碳酸盐补偿深度时，常聚集硅质沉积。常见放射虫岩、红色泥晶石灰岩及红色结核石灰岩、浅色远洋泥晶石灰岩、暗色盆地泥晶石灰岩、骨针石灰岩，以及含有菊石、放射虫、管状有孔虫、远洋瓣鳃类和棘皮类的微球粒泥晶石灰岩等。红色是因细粒物质缓慢沉积，且缺乏有机物质，高价铁未能还原所致。3）克拉通盆地（欠补偿和停滞缺氧的）碳酸盐岩相： ▲位于氧化界面以下的静水沉积环境。 ▲缺少底栖生物生长：水太深(水深>30m，多为几百米)、太暗。 ▲底部水体停滞缺氧:来自周围陆棚的底流可为超盐度、较大密度，不易上流所致。 ▲主要岩石类型：薄层暗色石灰岩、暗色页岩或粉砂岩，及一些薄层石膏，色多样，纹层发育，也有波状交错层理。陆源碎屑呈薄层，石英粉砂岩、页岩与石灰岩互层出现。燧石也较常见。 ▲生物群：主要为自游及浮游生物；大型生物化石有笔石、浮游瓣鳃类、菊石、海绵骨针等；微体化石有钟纤虫、钙球、硅质放射虫、硅藻等。 2.开阔陆棚相（或广海陆棚相） 典型的较深的浅海沉积环境： ▲水深×0~l00m，一般为氧化环境。盐度正常，水体循环良好。 ▲海底一般在波基面以下，但大风暴可影响底部沉积物。 ▲陆棚较宽阔，沉积作用相当均匀。 ▲主要岩石类型——富含化石的石灰岩与泥灰岩； ▲呈灰、绿、红及棕等色，视氧化和还原条件而异； ▲普遍见生物扰动构造。