碳酸盐岩层序界面识别标志

碳酸盐岩地层划分及类型识别方法碳酸盐岩是一种重要的沉积岩，能够记录地球历史以及古生物演化等相关信息。

因此，对碳酸盐岩地层的划分及类型识别是地质学研究中一项基础性工作。

下面将介绍碳酸盐岩地层划分和类型识别的方法。

碳酸盐岩地层划分主要依据沉积环境和地层特征，常采用塌陷盆地、隆升盆地和台地等划分体制。

对于古海平面变化较小的塌陷盆地，可以根据不同古水深条件下沉积体系特征进行地层划分。

例如，浅水碳酸盐岩沉积以滩洲、珊瑚礁、浅滩等为主，水深逐渐增加时，相应的沉积环境也会从浅水雲洲过渡到深水灰汤盆地。

而隆升盆地的地层划分则更多地依赖于构造运动，以构造隆升和侵蚀剥蚀为特征。

除了沉积环境和地层特征外，根据岩石组分和岩性特征也能够对碳酸盐岩地层进行划分。

根据碳酸盐岩中的不同成分比例，可以分为石灰岩、白云岩和长石石英砂岩等不同类别。

石灰岩主要由方解石和/或矿物质组成，通常呈灰色、白色或黄色，质地较硬。

白云岩则主要由高晶度的白云石组成，通常呈白色或灰色，纹理较细腻。

而长石石英砂岩则主要由长石和石英组成，通常呈白色或粉红色，质地稍软。

此外，根据溶蚀作用的程度，碳酸盐岩地层还可以分为台地与溶洞地形。

台地是由于溶蚀作用的不均一程度造成的，通常呈现为平坦的地形，地表上分布着溶洞、塌陷和溶洞堆积物等地貌特征。

而溶洞地形是由于溶蚀作用形成的地下空洞，通常呈现为洞穴和洞室，地表上则没有明显的地形特征。

碳酸盐岩地层类型的识别方法主要包括岩性特征分析、岩层测井和岩芯描述等。

岩性特征分析是通过对岩石中显微组分、颗粒组成和结构特征等进行观察和分析，从而确定岩石类型。

岩层测井则是通过测井曲线的分析，包括自然伽马测井、声波测井和电阻率测井等，来获得碳酸盐岩地层的物性参数，并进一步推断岩石类型。

岩芯描述则是通过对岩芯的取样分析，观察岩芯的颜色、结构、颗粒组成等特征，来确定岩石类型。

综上所述，碳酸盐岩地层划分和类型识别方法主要包括沉积环境和地层特征、岩石组分和岩性特征分析、岩层测井和岩芯描述等。

152Brown于1943年首次引入“微相”的概念，而后Flügel对其进行补充，指明微相是在薄片、岩石揭片或抛光片中具有鉴别意义的古生物特征和沉积学标志的综合。

Wilson根据现代碳酸盐岩沉积的资料，于1975年建立了一个描述热带镶边碳酸盐岩台地的标准相模式，根据显微结构特征将碳酸盐岩划分为24个标准微相类型（SMF），并将其总结为9个标准相带。

Flügel（2010）充分考虑冷水环境下的碳酸盐岩台地，对Wilson提出的分类方案进行修订，将标准微相类型（SMF）修订为26个，SMF1~SMF26分别对应由盆地至地表暴露区的顺序排列[1]；同时将缓坡模式的标准微相类型（RMF）归纳为30个，将相带更改为10个，该标准被广泛应用到微相研究工作中。

1 微相研究方法微相研究主要包括野外工作、样品采集及实验研究三个部分。

（1）野外工作。

野外工作是开展地质学研究的工作基础。

在野外观测过程中要注意识别：岩性、颜色、结构特征、构造特征、成岩特征、化石及生物特征等相标志[2]。

碳酸盐岩会因沉积氧化还原条件、成岩作用过程和风化作用影响呈现出不同特征。

（2）实验研究。

早期实验技术主要利用偏光显微镜对岩石薄片、揭片或切片进行观察。

后期逐步演变为将常规薄片资料与更精密显微设备（如扫描电子显微镜、阴极发光显微镜、荧光显微镜等）相结合分析观察，辅之地球化学分析得出准确可靠的研究结果。

偏光显微镜是微相研究的基础工具，可以用来观测样品薄片的颗粒类型、灰泥/亮晶相对百分碳酸盐岩微相识别标志及研究意义张雨辰成都理工大学沉积地质研究院 四川 成都 610059摘要：碳酸盐岩是一类重要的沉积岩，在全球范围内广泛分布，不仅蕴含丰富的油气资源，还承载着重要的地下水资源，近年来国内外科学家对其成因及油气资源利用高度关注，微相研究作为碳酸盐岩沉积学研究的基础，可以为岩石地层划分及油气资源勘探提供参考。

介绍了碳酸盐岩微相发展历程及研究方法，重点阐述碳酸盐岩微相识别标志及应用，探讨微相分析与沉积环境演化对应关系。

碳酸盐岩岩性现场识别方法及操作手册地质录井处地质研究所二零零七年十一月碳酸盐岩岩性现场识别方法及操作说明一、识别方法及原理随着PDC钻头的推广普及，碳酸盐岩岩屑细小，现场描述困难比较大，为了更好地服务于勘探开发实际，满足现场录井需求。

我处将实验室技术应用于现场，并与计算机技术结合，开展了碳酸盐岩岩性图像识别技术公关。

应用原理主要是使用化学试剂法，根据碳酸盐矿物的不同染色规律在实物镜下进行识别鉴定，然后通过计算机技术进行图片采集、处理和自动解释，以达到对碳酸盐岩岩性特征进行描述并绘制岩性剖面的目的。

一）化学试剂性质及配制1、化学试剂及性质特征（1）三氯化铁化学名：六水三氯化铁分子式：FeCl3.6H2O分子量：270.3性质：褐黄色晶体，无臭味，有涩味，吸湿性强有潮解性，在空气中可潮解成红棕色液体。

极易溶于水，水溶液呈强酸性，可使蛋白质凝固。

易溶于乙醇、丙酮，也可溶于液体二氧化硫、乙胺、苯胺，不溶于甘油、三氯化磷。

（2）浓盐酸化学名：盐酸又叫氢氯酸分子式： HCl分子量： 36.46性质：①组成：是氯化氢的水溶液（混合物），浓度36-38%，密度1.18g/cm3②纯盐酸是无色透明的液体，工业盐酸因含杂质，而显黄色。

③浓盐酸有挥发性，挥发出氯化氢气体，跟空气中的水蒸汽重新结合成盐酸的小液滴（即白雾），挥发后质量变小。

（3）茜素红化学名：1,2-二羟基蒽醌-3-磺酸钠盐分子式：C14H7O7SNaH2O分子量：360.28性质：橙黄色或黄棕色粉末，溶于水和醇，水溶液呈浅黄色。

亦溶于氨水、苯和三氯甲烷。

2、溶液的配制（1）稀盐酸溶液（5%）的配制将1ml的浓盐酸（浓度36-38%，密度1.18g/cm3）和7.3ml的蒸馏水按体积比配置，即可得到5%的稀盐酸溶液。

（2）三氯化铁溶液（10%）的配制10克的三氯化铁粉末溶解在90毫升的蒸馏水中即成，大量配制时，按1：9比例配制即可。

（3）茜素红溶液的配制将0.2克固体茜素红放入量筒中，加蒸馏水(清洁软水亦可)100毫升，溶解后再加5%盐酸5-6滴，摇匀后即可使用。

碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比，具有以下主要特点：●岩石为生物、化学、机械综合成因，其中化学成因起主导作用。

岩石化学成分、矿物成分比较简单，但结构构造复杂。

岩石性质活泼、脆性大。

●以海相沉积为主，沉积微相控制储层发育。

●成岩作用和成岩后生作用严格控制储集空间发育和储集类型形成。

●断裂、溶蚀和白云化作用是形成次生储集空间的主要作用。

●次生储集空间大小悬殊、复杂多变。

●储层非均质程度高。

1．沉积相标志（1）岩性标志岩性标志包括颜色、自生矿物、沉积结构、构造、岩石类型等五方面。

①岩石颜色：岩石的颜色反映沉积古环境、古气候。

②自生矿物：a．海绿石：形成于水深10～50m，温度25～27℃。

鲕绿泥石：形成于水深25～125m，温度10～15℃。

二者均为海相矿物。

b．自生磷灰石（或隐晶质胶磷矿）：海相矿物。

c．锰结核：分布于深海、开放的大洋底。

d．天青石、重晶石、萤石：咸化泻湖沉积。

e．黄铁矿：还原环境。

f．石膏、硬石膏：潮坪特别是潮上、潮间环境。

③沉积结构。

碳酸盐岩的结构分为粒屑（颗粒），礁岩和晶粒三种。

不同的沉积结构反映不同的沉积环境。

粒屑结构；粒屑结构由粒屑、灰泥、胶结物和孔隙四部分组成。

粒屑结构代表台地边缘浅滩相环境。

根据颗粒类型、分选、磨圆、排列方向性、填充物胶结进一步确定微相。

a．内碎屑、生屑反映强水动力条件。

b．鲕粒、核形石、球团粒、凝块石反映化学加积、凝聚环境，水动力中高能。

鲕粒包壳代表中等能量，持续搅动，碳酸钙过饱和的环境，核形石（藻包壳）、泥晶套反映浅水环境。

c．分选好，反映持续稳定的水动力条件，反之则反映强水动力条件。

d．磨圆度高反映强水动力环境，反之反映弱水动力环境。

e．颗粒、生屑化石平行排列，尖端方向交错，长轴平行海岸，反映振荡水流。

尖端指向一个方向，长轴仍平行海岸线，则为单向水流。

f．用胶结物和灰泥的相对含量反映水动力强弱。

胶结物／（胶结物+灰泥）在0～1之间，越接近0，水动力越弱，反之越强。

层序地层的相关要点：1、层序地层学的基本概念（包括层序、准层序等），每年基本都可能考；2、河流相沉积特点和模式（重点是曲流河和辩状河）3、三角洲相沉积特点（陆相、海相、扇三角洲）4、沙质海岸沉积特点；5、在实际地震剖面上识别层序界面（识别方法）；6、储层方面研究的内容和方法7、生物礁在掌握基本概念的基础上，尽量多看一些书，扩大知识面考生姓名________________ 考试成绩________________一、名词解释(1×10=10)01、层序地层学：02、层序：03、体系域：04、准层序：05、首次海泛面：06、凝缩层：07、I型层序：08、陆棚坡折带：09、低位体系域：10、并进型沉积：二、层序地层学的理论基础是什么？(5×1=5)三、图示并说明三种准层序组序列特征。

(10×1=10)四、对比具陆棚坡折的碎屑岩I型层序与具台地边缘的碳酸盐岩I型层序之间的特征（含成因、边界特征、体系域构成及LST、TST、HST特征、主控因素）。

(15×1=15)五、图示并说明不能确定首次湖泛面的坳陷型湖盆层序地层样式。

(10×1=10)六、叙述利用钻测井资料进行层序地层分析的步骤。

(10×1=10)七、你认为目前中国层序地层学研究需要解决的难题是什么？未来的发展趋势是什么？(10×1=10)八、露头资料层序地层分析。

(实验一，15×1=15)九、钻测井资料层序地层分析。

(实验二，10×1=10)十、地震资料层序地层分析。

(实验三，15×1=15)注：从五、六、七题中选作二题标准答案一、名词解释层序地层学：是研究以不整合面或与之相对应的整合面为边界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回岩性序列间相互联系的地层学分支学科。

层序：一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。

⏹四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、白云岩、膏盐岩为主的岩类。

一直以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。

⏹在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分,常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定.同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性。

⏹酸盐岩储集层，由于强烈的次生变化,特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、结构复杂和分布不均的特点,因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点：⏹1、在岩性观察和描述时，要特别注意白云岩和白云石化，尤其要注意由潮间和浅滩环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩；潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。

⏹2、注意对粗结构岩石的观察和描述.主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。

⏹3、注意对岩石缝、洞、孔的观察统计⏹一是注意观察统计岩屑中的次生矿物，注意研究统计次生矿物的总量和自形晶含量，求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，判断缝洞发育层段。

⏹二是注意对储层岩心孔、洞、缝的观察统计，注意统计张开缝、未充填缝—半充填缝、洞的数量，注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；注意统计分析缝洞层的孔、渗性.⏹三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出.⏹四是注意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。

⏹鉴于碳酸盐岩组构的复杂性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观察,已不有满足需要，采用薄片鉴定技术已成为必不可少的重要手段。

海平面上升和下降的岩性标志1.层序界面和海岸上超层序界面是识别海平面变化的重要标志，被全球性海平面下降所分开的全球高水位期和低水位期之间都相伴有区际的不整合，并有新盆地的成生，继之形成大规模的海岸上超。

鉴别海平面相对变化最可靠的记录是地层标志，反映在海域层序中就是海岸相和深水相上超的沉积边界。

扬子克拉通上，二叠系与前二叠系之间岩石地层为假整合，其间有长期的间断，二叠纪时期形成了一个新盆地和碳酸盐的海岸上超。

2.物源和沉积体系域对比海平面的升降变化在形式上的表现是海面的上升和下降、海水上涌和海水向外海撤退，因此在露头上就形成沉积物的配置和相序的变化。

最直观的、也是最重要的是区分陆源物和海源物之间的叠置比较。

陆源物为近源或远源的砾石、碎屑物被河流搬运和海平面快速下降带到滨海域或外海区沉积；或者是河谷下切发育，以水下扇的形式伸入近滨至远滨带，形成陆源碎屑岩堆积物。

海源物指在海洋环境中生长发育的沉积物，如各类碳酸盐岩、自生粘土矿物和其他自生矿物，以及海相生物体及碎屑，也包括内源物等。

当海平面上升时，海水向岸边方向推移，海源物质则发生与上述相反的沉积作用，向陆地方向搬运，造成海相沉积物叠覆在陆源碎屑岩之上。

物质成分的叠置关系有3种情况：（1）大陆边缘形成碎屑岩陆架，基底被陆源屑充填，陆源细屑岩盖在粗屑物之上，如陆架泥超覆在滨海砂之上；（2）由碎屑岩向碳酸盐转换时的陆架，则碳酸盐超覆在碎屑岩之上，显然是海平面上升的最重要标志，如第三章所述的二叠系碳酸盐超覆在前二叠系的基底上，形成碳酸盐岩上超；（3）在碳酸盐海域内则表现为向上变细和向上变深的沉积序列，生物层和生物搅动层盖在浅水沉积物之上，以及陆架上饥饿盆地中的向上变深的沉积组合等；值得注意的是，如果陆源碎屑供给充足，也可以出现陆架边缘沉积物向深水盆地推进的情况，形成海平面下降的假像。

另一种情况是碳酸盐生产率高和海平面缓慢上升时，形成加积的碳酸盐，也会出现碳酸盐岩上超。

（二）碳酸盐岩的结构分类和命名1、结构分类主要以粒屑、胶结物、基质三种组分进行结构分类，按每种组分的相对百分含量，划出岩石类型，再此基础上，再据粒屑类型作进一步细分，并予以综合分类命名。

2、结构命名原则（1）采用<10%、10-25%、25-50%、>50%的几个界线。

（2）若粒屑<10%就不参加定名；粒屑10-25%为含粒屑xx岩；粒屑25-50%，则叫粒屑xx岩；粒屑>50%者叫xx粒屑岩。

（3）命名原则是含量多者在后，少者在前。

以灰岩具体说明（1）粒屑总量>50%时，以粒屑的名称作为主要结构名称，以胶结物（或基质）为次要结构名称。

将“次要”+“主要”结构，二者构成岩石总结构名称。

a、某种粒屑在粒屑总量中占有优势时，可直接以此粒屑名称作为主要结构名称，其它少量粒屑不参加命名。

示例：砂屑51%、生物9%、亮晶8%、泥晶32%，定名—泥晶砂屑灰岩。

b、有两种含量近似的粒屑联合在粒屑总量中，占优势时，则以该两种粒屑联合作为主要结构名称。

采用少者在前，多者在后命名之。

示例：鲕粒30%、生物36% 、砂屑9%、亮晶25%，定名—亮晶鲕粒生物灰岩。

c、粒屑中没有那一种含量占优势时，则主要结构名称统称为“粒屑”。

示例：生物22%、鲕粒25%、砂屑20%、泥晶25%、亮晶8%，定名—泥晶粒屑灰岩。

（2）粒屑总含量为25-50%，粒屑作为次要结构名称，基质作为主要结构名称以主要在后，次要在前进行命名。

a、粒屑：其中一种含量在25-50%时，便以此为次要结构名称。

示例：砂屑40%、鲕粒5%、粉晶55%，定名—砂屑粉晶灰岩。

b、粒屑中没有那一种含量在25-50%者，而其总含量达到时，采取少者在前，多者在后命名。

示例：鲕粒22%、砂屑20%、泥晶8%、粉晶50%，定名—砂屑鲕粒粉晶灰岩。

（3）粒屑含量为10-25%时作为次要结构名称，以基质作为主要结构名称，二者组合起来，采用少者在前，多者在后，构成岩石的总结构名称，并在次要结构名称之前冠以“含”字表示。