湖盆重力流沉积体系

沉积岩与沉积相Sedimentary Rocks and Facies一、内容提要第一部分：前言第二部分：分析原理与方法第三部分：碎屑岩岩石学与沉积相第四部分：碳酸盐岩岩石学与沉积相二、主要内容1、古环境恢复方法与所用资料主要方法:垂直相序列（Vertical Facies Profile)沃塞尔相律（Walther's Law）沉积模式（Depositional Model）物源与古流分析（Provenance and Paleocurrent）地震地层（Seismic Stratigraphy）层序地层（Sequence Stratigraphy）构造—沉积体系分析（Tectonics-Depositional System）主要资料：野外露头资料（Outcrops)岩心资料（Cores)岩屑资料（Sieve residue log）地球物理测井资料（Geophysical Logging）地球物理勘探资料（Geophysical Exploration）实验室分析资料（Laboratory data）2、沉积环境解释参数物理参数（Physical parameters）:沉积构造（Sedimentary structures）, 颗粒特征及分布（Grain and grain size distribution）生物参数（Biological parameters）:生物成因构造（Biogenic structures), 生物化石及生态特征（fossils and Paleocology）化学参数（Chemical parameters）: 岩性（Lithology）, 岩矿（Minerals）, 氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential），酸碱度（Acidicity-Alkalinity），盐度（Salinity），温度（Temperature）3、主要沉积体系及相构成冲积扇体系河流体系扇三角洲体系三角洲体系碎屑海岸体系碳酸盐岩台地体系深水扇体系4、地质应用对于地质勘探:平面及剖面相关系；确定有利勘探目标；寻找隐蔽及岩性圈闭；储层评价；对于地质研究:了解古代及近代地理变迁；沉积盆地的充填样式及其对构造活动与气候变化的响应；湖泊及海洋的水介质特征；5、学习方法整体分析（Integrated analysis）:概括各种资料--岩心（cores）,录井（logging）,地震（seismic），露头（outcrops），化验资料（laboratory data)，古生物（paleontology)层次分析（Gradation of analysis）:盆地尺度（Basin scale）, 油藏尺度（Oil reservoir scale）, 油层尺度（Oil layer scale）6、课程目的及意义意义:一直作为地质研究的热点尽管沉积物与沉积岩只占岩石圈体积的5%,但地球表面的75%被沉积物与沉积岩覆盖。

沉积相和沉积体系分析报告1. 引言沉积相和沉积体系是描述地质研究中重要的概念。

沉积相是指一定时间和空间范围内形成的沉积特征和岩石特征的综合，而沉积体系则是沉积相在相互关联的空间上的总体表现。

本报告旨在对沉积相和沉积体系进行分析和解释。

2. 沉积相的定义沉积相是指在一定时间和空间尺度内具有相似沉积特征的地质单元。

它反映了在该地区沉积作用发生时的物理、化学和生物环境条件。

沉积相的研究对于研究过去的环境条件、沉积作用的影响以及油气和矿产资源的勘探与开发具有重要意义。

沉积相可以根据沉积构造、沉积物类型、沉积结构和岩石组合等方面进行划分和定义。

常见的沉积相包括三角洲相、海滨相、湖相、河道相等。

不同的沉积相具有不同的特征和沉积物组合，可以通过地层剖面、物相图和地球物理资料等进行识别和解释。

3. 沉积体系的定义沉积体系是指在一定时间和空间尺度内具有一致性的沉积相相互组合形成的地质体系。

它是由多个沉积相所组成的，反映了不同沉积相之间的空间和时间关系。

沉积体系的研究对于解释区域地质演化、预测沉积物储量分布等具有重要意义。

沉积体系可以根据主导沉积相、地貌和沉积层序等特征进行划分和描述。

常见的沉积体系包括海陆过渡体系、断陷湖盆体系、潮汐沉积体系等。

不同的沉积体系具有不同的沉积相组合和沉积构造，可以通过钻井、地震资料和岩心分析等进行研究和解释。

4. 沉积相和沉积体系的分析方法4.1 相关地质图件分析方法 - 根据地层剖面图、物相图和陆地地貌图等进行沉积相的识别和分析。

- 利用电子显微镜、红外光谱仪和X射线衍射分析仪等设备对沉积岩样本进行岩相和矿物分析。

4.2 钻井分析方法 - 通过钻井岩心的不同组分、厚度和孔隙度的变化，来判断不同沉积相和沉积体系的存在与分布。

- 利用钻井测井资料，如自然伽马、电阻率和声波测井数据，解释沉积体系的特征和性质。

4.3 地震资料解释方法 - 利用地震反射波的振幅、频率和相位等信息，分析沉积体系的展布、结构和时空变化。

文章编号:16715888(2002)03023305断陷湖盆层序地层格架中的油气聚集规律以松辽盆地为例郭 巍,刘招君,董清水,方 石(吉林大学地球科学学院,吉林长春 130061)摘要:松辽盆地早期断陷湖盆样式研究表明,松辽盆地存在二型四式构造样式:即有补偿断层和无补偿断层的单断型断陷盆地,有补偿断层和无补偿断层的复合型断陷盆地。

一个完整的断陷湖盆层序形成一套区域生储盖组合,其中,发育在T ST 和HST 之间的最大密集段为主力生油层,也是良好的盖层;而L ST 、T ST 底部、HST 顶部及RST 通常发育有利储层。

它们的规律性配置可构成上生下储、下生上储、侧生侧储和自生自储四种有利的生储盖层组合类型。

每个体系域中都有岩性油气藏,构造油气藏是HST 的主要类型,R ST 中可以找到不整合油气藏。

关键词:断陷湖盆;层序地层格架;充填序列;油气聚集规律中图分类号:P618.13 文献标识码:A收稿日期:20010925基金项目:/九五0石油天然气总公司重点攻关项目(97021023)作者简介:郭巍(1960),男,内蒙古包头市人,副教授,博士生,主要从事石油构造和石油地质研究1松辽盆地在其演化历史上经历了断陷期、坳陷期和萎缩期的发展历程,断、坳盆地十分典型。

过去普遍认为早期发育的断陷盆地有三种类型,即地堑式、半地堑式和复合式盆地。

大量的实际地震剖面表明,松辽盆地早期的断陷盆地样式可归纳为二型四式:第一种类型为单断型,又可分为无补偿断层和有补偿断层的单断式断陷;第二种类型为复合式断陷,包括无补偿断层和有补偿断层的复合式断陷(图1)。

这与Rosenolah 等人在1986年对T ang nyika 裂谷研究时得出的认识是一致的。

另外,Allen [1]等人也指出:/裂谷系的特征是呈半地堑型的0。

1断陷湖盆层序地层模式与充填序列1.1单断式断陷层序地层模式与充填序列单断式断陷盆地是指盆地一侧发育有同沉积控盆断裂的盆地样式,因此,盆地两侧有陡坡与缓坡之分,发育的沉积体系也有所不同。

陆相湖盆主要砂岩沉积体地震相特征陆相湖盆由于沉积作用和断裂活动的复杂性和多样性，发育形成了多种沉积样式和特殊地质体，它们在地震剖面上具有各自特殊的地震属性，形成了多种多样的地震相类型，可大致划分为以下几种:砂砾岩扇体地震相、三角洲地震相、滩坝砂体地震相、河道砂体地震相、生物礁地震相、火成岩地震相、白云岩地震相、潜山地震相、深湖相泥岩地震相、盐丘地震相等10种类型。

这里主要介绍与砂岩沉积体有关的地震相特征。

（一）砂砾岩扇体地震相陆相湖盆由于湖岸至深湖中心距离短，物源充足，水系发育，使本区沉积发育了大量的砂砾岩扇体。

同时不同时期地质条件不同，即使同一时期由于沉积部位不同沉积的砂砾岩扇体，也会因物源的距离、水体深度、湖底坡度、水动力条件和形成机制等各方面的差异而导致其形态、规模、岩性和物性都有所不同。

根据沉积相、测井相、地震相标志特征，将陡坡带划分为6种不同类型的砂砾岩扇体:冲积扇、近岸水下扇、扇三角洲、辫状河三角洲、陡坡深水浊积扇、近岸砂体前缘滑塌浊积扇。

各类扇体的一般地震相特征为；（1）一般产于箕状断陷盆地陡坡一侧的断层面附近，或古地貌的山谷出口。

（2）平面外形复杂，典型的呈扇形，顺倾向方向呈楔形，横界面为典型的丘状。

（3）在顺倾向方向的地震剖面中，发散型的反射结构十分发育，或称帚状结构，收敛点指向扇端。

在多期扇体相互叠置的剖面上，由于侧向上的差异压实作用和水流的冲刷剥蚀作用，扇体也可呈丘形反射特点。

（4）在倾向地震剖面上，地震反射的连续性是多变的。

一般说，在各期扇体的顶面和远端的反射连续性强，在它的内侧靠近断层面附近，反射杂乱或无反射。

在它的顶端，特别是靠上的扇体顶面，反射的连续性变差。

（5）在走向剖面上，典型扇体的外包络多呈丘状反射，背斜反射幅度最高部位多为扇中，内幕反射向扇端方向连续性变好，向扇根方向连续性变差。

典型扇体的地震相特征如下:1.冲积扇体这类扇体主要发育于陆相湖盆边缘，处于湖盆近物源区的峡谷出口处，由于古地形高差大，古气候干燥炎热，在湖盆边缘由季节性洪水搬运和堆积了一套粗碎屑物质，在平面上可分为扇根、扇中和扇端3个亚相。

一、冲积扇沉积体系冲积扇是暂时性洪流或间歇性洪流流出山口时,由于地形急剧变缓,水流向四方散开,流速骤减,碎屑物质大量堆积而成的,形状近扇状的沉积体。

从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系，呈扇形或半圆锥状、以粗粒碎屑占优势的堆积物。

（1）冲积扇沉积体系的沉积亚相特征: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。

扇根分布在临近冲积扇顶部地带的古沟口附近,主要发育有古沟道、主水道和主水道间三种沉积微相。

扇中位于冲积扇中部,为冲积扇的主要组成部分。

它与扇根并不具有明显的界限,以具有中到较低的沉积坡角和发育的辫状河道为特征。

与扇根沉积相比较,砂与砾比率增加,沉积物偏细,成分成熟度和结构成熟度增高,砾石碎屑多呈叠瓦状排列。

扇中沉积由于未经过充分分选,加上泥石流的存在,扇中沉积层内、层间和微观非均质性极强。

扇缘是整个冲积扇沉积物最细,流体能量最低的部分,呈环带状围绕在冲积扇周围。

沉积物为细砾、含砾砂、砂及泥,细砾较为少见。

其微相可分为水道径流及片流两种。

（2）冲积扇沉积体系的分类：Ι湿地沉积扇：沉积特征，湿地沉积扇主要发育与潮湿气候带，最明显的终年泄水，这些常年河对扇的沉积作用影响小，而由季节性气候条件产生的巨大洪水起着控制作用。

整个扇的面积大，有时为干旱扇的几百倍；扇面坡度一般较低，因此河流作用常常控制着湿地扇的整个扇面。

自扇顶向扇尾湿地扇的最大碎屑粒径逐渐变小。

沉积亚相分为：扇顶近源相、扇中中段相、扇尾远端相。

Ⅱ扇三角洲：冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。

沉积特征：冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。

它是一种进积到稳定水体中的冲积扇沉积体系，它属于在活动扇与稳定水体交界带上的沉积。

这种沉积一部分在陆上，但大部分在水下，有的几乎完全在水下。

扇三角洲出现于不同气候和能量条件的各种滨海带中，也常常沿冰缘地带的山间湖滨分布。

扇三角洲的远端相形成于滨岸带、海洋或湖泊的水下环境，当有高速的粗粒沉积物注入水体是才能显现出河流的影响。

重力流、浊流、浊积岩的沉积模式以及相关的一些知识深水浊积扇与滑塌浊积扇是寻找隐蔽油气藏的重要场所，浊积扇砂体以其有利的生储盖组合条件成为油田最具潜力的勘探目标之一。

二、什么叫沉积物重力流、浊流、浊积岩?沉积物重力流(Sedimentgravityflow)是指沉积物或沉积物与水的混合物在重力作用下，顺斜坡运动形成流动，简称沉积物流，也称块体流。

按支撑沉积物的颗粒机制的差异，可分为4类:a.浊流，沉积物主要由流体湍流的向上的分力支撑;b.液化沉积物流，沉积物由粒lbJ逸出的向上运动的流体支撑;c.颗粒流，沉积物直接由颗粒与颗粒间的相互作用(碰撞或紧密靠近)所产生的分散应力支撑;d.碎屑流，沉积物中较粗颗粒由基质支撑，基质是较细的沉积物与孔隙内流体的混合物，它有一定的屈服强度。

四种主要的沉积物重力流(Middleton&Hampton，1973)浊积岩(turbidite)就是由浊流沉积作用而形成的岩石组合。

狭义的浊积岩(典型浊积岩)是指可以用Bouma序列描述的、由经典浊流沉积而形成的;广义的浊积岩是指形成于深水环境的各种类型重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总称。

它既包括典型浊积岩，也包含不能用Bouma序列描述的岩系(通常所说的沟道浊积岩)，如块状砾岩、块状砂砾岩、块状砂岩、或由顺坡的块体运动形成的一些滑塌堆积，甚至包括远洋泥页岩等。

沉积物重力流按流变学演化示意图(Donad.R.Lowe，1982)在自然界中出现的沉积物重力流，常常包含一种以上的机制，在不同的阶段有不同的表现，即使经典浊积岩也不能简单地理解为单一的湍流支撑和悬浮作用，其下部的块状段也包含隙间流体的向上流动和颗粒碰撞产生的分散应力支撑，而在沉积的后期阶段还有牵引作用。

而且这几类沉积物重力流在其流动过程中是可以互相转化的，最常出现的是向浊流转化，如碎屑流加水稀释、颗粒流加水和泥，液化流加水均可变成浊流。

所以，这4类沉积物重力流中以浊流最普遍。

1低位体系域（Lowstand system tract，简称LST）低水位体系域是在湖平面下降拐点F至最低点L之间形成的，以Ⅰ型界面(SB1)为底界，以初始湖泛面(f.f.s.)为顶界。

在湖平面下降拐点F之后，湖平面下降速度逐渐减小，至最低点L时刻，湖平面下降速度为零(即湖平面低位停滞时刻)。

在这一特定的时间区内，参照井位置的剩余可容空间虽然渐次加大，但仍为负值，即从参照井位置向盆缘一侧持续暴露于陆上。

在沉积基准面原理的支配下，可堆积一套陆上沉积物，构成低水位体系域。

沉积地层总体呈低位加积型叠置型式。

低水位体系域从盆缘向盆内，出现冲积扇－滨浅湖沉积相配置(图2A)。

在断陷湖盆形成早期，由于物源区大面积遭受侵蚀，盆地内沉积作用极其活跃，可出现泥石流沉积作用；因周期性的洪水泛滥，亦可形成洪水-漫湖沉积作用。

2海侵体系域（Transgressive system tract，简称TST）水进体系域以初始湖泛面(f.f.s.)为底界，以C.S.出现为顶界，是在湖平面最低点L至上升拐点R之间形成的。

在湖平面变化曲线LR时间区内，由于构造沉降及物源补给的协同作用，导致湖水淹没参照井位置，岸线越过参照井位置而向构造枢纽方向迁移，参照井处水深逐渐加大。

至水进末期，水侵最大幅度可使岸线靠拢(甚至抵达)构造枢纽，参照井位置水深加大至巅峰。

水进体系域表现为湖岸不断向盆缘上超，沉积物呈阶状后退，沉积地层总体呈退积型叠置型式。

水进体系域从盆缘向盆内构成(冲积扇)退积型扇三角洲-半深湖沉积相配置(图2B)。

3高位体系域（Highstand system tract，简称HST）高水位体系域形成于断陷湖盆丰水期，对应于湖平面上升拐点R至最高点H时间段。

HST 底以C.S.出现为界，顶以最大湖泛面(m.f.s.)为界。

高水位期继承水进期所形成的潜在可容空间，进行补偿性沉积充填，形成高位垂向加积型地层叠置型式。

高水位期虽仍表现为湖水进侵活动，但其变化速率却呈逐渐衰减之势。

浊积岩重⼒流沉积及沉积相第⼆⼗三章重⼒流沉积及沉积相§23-1 沉积物重⼒流形成的基本条件和类型⼀、形成条件●沉积物重⼒流属于⾮⽜顿流体，其搬运和沉积作⽤不服从⽜顿内摩擦定律。

●重⼒流搬运的驱动⼒——主要是重⼒；因此沉积物重⼒流属于再搬运沉积体系，●它的发⽣地点——主要是海底或湖底的斜坡地带。

沉积物重⼒流的形成条件1．⾜够的⽔深——是重⼒流沉积物形成后不再被冲刷破坏的必要条件。

▲⼀般认为1500～1800m，最⼩⽔深100m（Klein认为是80m）。

最深达8000m（美国加利福尼亚岸外蒙特⾥深海扇）。

▲⾜够的⽔深是相对的，海洋与湖泊有较⼤差异。

▲其形成⽔深必须在风暴浪基⾯以下。

2．⾜够的坡度⾓是造成沉积物不稳定和易受触发⽽作块体流运动的必要条件。

▲⼀般认为，最⼩坡度⾓为3°～5°。

但密西西⽐河三⾓洲的海底滑塌坡度⾓仅有0.5°；▲重⼒流的密度对坡度有明显的补偿作⽤（Lüthi，1981）。

我国中、新⽣代断陷湖盆陡岸或缓岸都有重⼒流沉积物形成。

计算结果表明，形成重⼒流的最⼩坡度⾓2°～3°即可，只要重⼒流与湖⽔之间有⾜够密度差，就具备了形成重⼒流的充分条件。

3．充沛的物源——是形成沉积物重⼒流的必要条件。

洪⽔注⼊的碎屑物质⽕⼭喷发的喷溢物质沉积物重⼒流物质来源浅⽔的碎屑物质碳酸盐岩物质物源成分——决定重⼒流沉积物类型。

随物源成分的变化，重⼒流沉积物类型也有规律地变化，如陕西洛南上张湾罗圈组重⼒流沉积物：上部的浊流碳酸盐减少下部的碎屑流和颗粒流陆源碎屑增多4．⼀定的触发机制▲重⼒流沉积物的形成——属于事件性沉积作⽤。

▲起因于⼀定的触发机制洪⽔地震海啸在巨浪等阵发性因素风暴潮⽕⼭喷发直接或间接诱发下块体流除洪⽔密度流直接⼊海或⼊湖外，⼤多数斜坡带沉积物→必须达⼀定厚度和重量→经滑动、滑塌等触发机制→才能形成⼤规模沉积物重⼒流。

⼆、基本类型1．海相沉积物重⼒流⽶德尔顿等(Middleton and Hampton，1973，1976)按⽀撑机理把沉积物重⼒流→泥⽯流(或碎屑流)、颗粒流、液化沉积物流和浊流4个类型。