下载文档原格式
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。
碳酸盐岩引言：在第二次世界大战以后，由于在西亚地区的石灰岩和白云岩中发现了大量的石油，因而促进了现代碳酸盐沉积物的研究工作。
由于这些发现，石油工业部门感到对浅水碳酸盐的沉积作用、成岩作用和石化作用的基本知识的缺乏，于是展开对现代碳酸盐沉积环境的研究工作。
碳酸盐岩是重要的烃源岩和储集岩，在当前国内外的大油田中，碳酸盐岩占很大比例，据统计，在世界上储量在0.14亿吨以上的546个油田中，就数目而论，以碳酸盐岩为储集层者虽然只占总数的37.9%，但就储量而言，则占57.9%。
碳酸盐岩油气田的平均储量为2亿吨，而砂岩油气田的平均储量仅为0.9亿吨。
碳酸盐岩储集层不仅具有如上所述的高储量，而且往往具有极高的产能。
据统计，目前世界上共有9口日产量达万吨以上的高产井，其中8口属于碳酸盐储集层。
显然，碳酸岩储集层中的石油具有很大的经济价值，激励我们去了解碳酸盐岩作为储油岩所应具有的性质。
我国的碳酸盐岩油气田的勘探与开发有着悠久历史，如四川在碳酸盐岩地层中采气已经有两千多年历史，至今仍为我国重要的碳酸盐岩气田分布区。
此外，近年来在华北盆地老第三系和震旦亚阶至奥陶系中也证实了高产能碳酸盐岩储集层的存在，更进一步开拓了碳酸盐储集层在我国的广阔前景。
随着国内外对碳酸盐岩研究的日益深入，当前已从根本上改变了认为碳酸盐岩是单纯化学沉积的观点，绝大部分的现代海洋碳酸盐都是生物成因的。
与此同时，对碳酸盐岩含油性的研究和认识也获得了新飞跃。
碳酸盐岩孔隙空间特征在碳酸盐岩储集层中常见的和对油气储集作用影响较大的空隙类型，目前已知有以下几种。
①粒间孔隙：是指碎屑碳酸盐岩颗粒之间的孔隙，如内碎屑之间、生物碎屑之间、鲕粒直间的孔隙等。
其特征与碎屑岩的的粒间空隙相似。
碳酸盐岩的粒间孔隙一般是原生的，但也可以是次生的，如大颗粒之间的微晶基质的选择性溶解造成的粒间孔隙。
②粒内孔隙：组成碳酸盐岩的各种颗粒内部的孔隙，如骨屑、团块、内碎屑、鲕粒等颗粒内部的空隙。
目录一、碳酸盐岩的孔隙类型 (1)二、碳酸盐岩类描述 (2)2.1灰岩 (2)2.2白云岩 (8)三、碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比 (11)一、碳酸盐岩的孔隙类型碳酸盐岩孔隙的分类及命名，乔奎特等按受组构控制及不受组构控制将碳酸盐岩孔隙划分为三大类十五种基本类型，如图1-1-4所示。
（1）原生孔隙这是沉积时形成的孔隙，成岩过程中可能产生一定的变化。
这种孔隙主．要受碳酸盐岩的结构组分所控制，其中颗粒因素是主要的。
原生孔隙可分为粒间孔隙、粒内孔隙、晶间孔隙、壳体掩蔽孔隙和生物骨架孔隙等五种。
（2）溶蚀孔隙指沉积过程及成岩后由于溶解作用所形成的孔隙。
地下水的溶解作用往往在沉积过程中就已开始进行，并延续到成岩作用结束。
在这个阶段，地层中原生孔隙发育时，地下水大都比较活跃，并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。
成岩作用结束后，溶蚀孔隙仍可继续发育。
尤其在不整合侵蚀面附近，由于处于渗流带及潜流带上部水文条件下，使得地下水在原生的孔隙发育带更为活跃。
加上地表水的不断补充，因而在不整合面附近往往形成极为发育的溶烛孔隙，有时可具有极高的产能。
（3）生物钻孔和潜孔孔隙这种孔隙多在沉积及成岩过程中形成。
（4）收缩孔隙由于沉积物的收缩作用而形成的孔隙。
（5）裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的。
裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等。
宽度也可由几毫米到几十厘米，但微裂缝的宽度仅数十微米。
一般说来，大裂缝延伸远，方向稳定，与油气储集关系更为密切。
二、碳酸盐岩类描述1、观察碳酸盐岩主要结构特征（包括晶粒结构、粒屑结构、生物骨架结构和交代结构）、胶结类型，注意泥晶基质与亮晶胶结物的区别。
2、学会对碳酸盐岩标本及薄片的描述方法。
3、掌握碳酸盐岩岩石分类命名原则和最基本的岩石类型。
4、碳酸盐岩主要由自生的碳酸盐矿物方解石和白云石组成。
自生的碳酸盐矿物方解石含量>50%时称为石灰岩；若一半以上为白云石时为白云岩。
它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。
第二章沉积岩的原生构造及产状沉积岩是地壳表层分布最广泛的岩石，其分布面积约占地球大陆面积的75%，在我国约占77%。
大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的。
观察分析沉积岩层的原生构造、岩层产状、厚度和岩层出露特征是研究地质构造的一项基础工作，也是本课程的基本内容之一。
第一节沉积岩层的原生构造沉积岩层的原生构造（Primary structure）是指在沉积物堆积与成岩过程中产生的非构造变动的构造特征，如：层理构造、层面构造、包卷构造、同生结核、叠层石、生物遗迹、叠锥等。
次生构造（Secondary structure）是指固结成岩之后所形成的构造，如：缝合线构造、次生褶皱与断裂等。
沉积岩的原生构造主要是岩石学和沉积学研究的内容，但是，它对地质构造的研究有着重要的意义。
沉积岩原生构造不仅为研究和判断岩层形成时的古地理（Paleogeography）和构造运动（Tectonic movement）特征提供重要资料，而且有些原生构造，如层理构造、层面构造等，还可以用来鉴别岩层顶、底面以及确定岩层相对层序的重要依据。
了解这些构造特征，对观察、分析构造形态和分析构造环境，确定岩层产状和岩石变形特征具有一定的指导意义，在某些情况下具有特殊作用。
一、层理及其识别（一）岩层、层面、层理的概念由两个平行或近于平行的界面所限制的岩性基本一致的层状岩体称为岩层（Terrane）。
由沉积作用所形成的岩层称为沉积岩层（Sediment terrane）。
岩层的形成过程是内动力地质作用（主要是地壳的升降作用）和外动力地质作用（包括风化、剥蚀、搬运、沉积等作用）相互影响、相互制约的过程。
如处于地壳不断下降过程中接受沉积的坳陷盆地，在其边缘沉积砾石，向盆地内部逐渐过渡为砂、细砂、粘土等物质，在盆地中心过渡为较稳定的化学沉积。
成岩以后即分别形成了粗、细不同的砾岩、砂岩、页岩、泥灰岩或石灰岩等（图2-1A ）。
如果地壳继续下降，沉积区继续扩大，沉积区段则发生变化，在原来砾石层上面又沉积了砂层，原砂层上面又沉积了细砂或粘土等，使水平方向和垂直方向上均呈现出由粗到细逐渐过渡的关系（图2-1B ）。
碳酸盐岩微相分析解释及应用碳酸盐岩微相分析是一种通过显微镜观察和描述碳酸盐岩中的微观结构和组分特征的方法。
碳酸盐岩是一种由碳酸盐类矿物组成的沉积岩，主要包括石灰岩、白云岩和大理岩等。
这些岩石通常具有复杂的组分和结构，而微相分析可以帮助我们更好地理解岩石的成因、性质和储层特征。
碳酸盐岩微相分析主要通过显微镜观察和描述岩石中的颗粒、胶结物和空隙等组分特征。
具体包括以下几个方面的内容：1. 颗粒类型和组成：通过观察岩石中的颗粒组成和分类，可以了解岩石的物源性质、形成环境以及岩石的颗粒分选特征。
2. 胶结物类型和特征：碳酸盐岩中的胶结物主要包括胶结粘土、黏土矿物以及碱性胶结物等。
通过观察这些胶结物的类型和特征，可以了解岩石的胶结程度和孔隙度等重要指标。
3. 空隙类型和分布：碳酸盐岩中的主要储集空隙有晶间孔隙、晶内孔隙和裂缝等。
通过观察和描述这些空隙的类型和分布，可以了解岩石的孔隙度、渗透性和储层特征。
4. 岩石结构和组织：碳酸盐岩的结构和组织通常受到生物作用的影响，主要包括泥块状结构、骨架结构、晶粒胶结结构和晶间胶结结构等。
通过观察和描述这些结构和组织，可以了解岩石的成因和地质演化过程。
碳酸盐岩微相分析在油气勘探和生产中具有重要的应用价值：1. 确定储层特征：通过观察岩石的微相特征，可以确定岩石的孔隙度、孔隙结构和孔隙连通性等，从而评估岩石的储集空间和储集能力。
2. 预测储层类型：通过观察岩石中的颗粒和胶结物特征，可以推测岩石的沉积环境和储层类型，为储层评价和开发提供重要依据。
3. 确定岩石性质：通过观察岩石中的颗粒和胶结物特征，可以确定岩石的孔隙度、渗透率和孔隙连通性等，从而评估岩石的物性和渗流特征。
4. 识别岩石发育演化过程：通过观察岩石的结构、组织和胶结物特征，可以了解岩石的成因和发育演化过程，为油气勘探和开发提供重要的理论指导。
除此之外，碳酸盐岩微相分析还可以用于岩石分类、岩石成因研究、储层评价和油藏描述等方面。
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。
碳酸盐岩储层地质学参考教材：碳酸盐岩储层地质学，强子同主编石油大学出版社，1998一、研究进展与发展方向■储层地质学的一般概念■储层地质学在石油勘探开发中的作用■储层地质学发展前景1.储层地质学概念储层地质学是研究油气储集岩（Reservoir Rock）的一门学科，它是从石油地质学和开发地质学独立出来的一门学科，它与岩石学、地球化学、测井地质学和地震地层学、以及石油地质学和开发地质学有着密切的关系。
储层地质学研究的主要内容：储集岩的成因（形成的条件—沉积环境）和它的物性特征（孔隙度、渗透率、流体饱和度、油气比及油水界面），储层的形成、发展和演化，有效储层的形成和空间上的分布、形状和大小，控制储层特征的基本因素，以及解决储层中某些地质问题所要使用的岩石学、地球化学、地震和测井的方法。
2.储层研究的本质储层研究的本质就是通过精细的地质认识探寻合乎客观实际的统计方法，从而在杂乱无序的数据中寻找某种规律，并利用各种数学方法表述储渗体的时空分布规律。
3.在石油勘探开发中的作用石油聚集在储层中，油气勘探的目的层就是储层。
因此储层地质学的研究在整个油气勘探开发中都是至关重要的，从第一口成功的探井到三次采油的各个阶段都具有重要意义。
世界上有很多由于对储层地质学的重视不够而造成重大损失的实例。
石油地质工作者和开发工程师若不注意储层地质资料，将会带来严重的后果，从而造成重大的经济损失；相反，深入研究储层，将为油气田带来巨大的经济效益。
4.发展前景一些国家和地区上世纪50年代以前发现的老油田，由于勘探阶段对油气储层研究不够，遗留下许多储层地质方面的重大问题尚未解决；上世纪40年代末至50年代现代沉积研究风起云涌，这些研究成果把沉积岩石学推向一个崭新的阶段。
碳酸盐岩的“结构—成因”分类，以及这些分类的成因解释，把砂岩和碳酸盐岩储层研究的沉积学方面的认识加深了，从而提高了对储层沉积学的研究水平。
实践表明，有些沉积岩体在岩性变化不大时孔隙度和渗透率却有很大差别，这使得我们在研究储层沉积学的同时还必须研究储层的成岩作用和它们对储层孔隙性和渗透率的影响。
第九章 碳酸盐岩第一节 概述一、概念碳酸盐岩：主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物（含量大于50%）组成的沉积岩。
主要岩石类型：石灰岩（方解石>50%）；白云岩（白云石>50%）。
它们经常还和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。
二、研究意义1、分布广：占沉积岩总量的20%，居第三位，仅次于泥质岩和砂岩2、重要的生油岩和储集岩3、蕴藏丰富的矿产，本身就是很有价值的资源蕴含铁、铝、锰、磷、硫、石膏、钾盐等层状矿床；铜、铅、锌、汞、锑、砷、铀等多金属层控矿床4、重要的地下水储集岩石三、现代碳酸盐岩的沉积作用和分布1、赤道两侧的南、北纬30°的范围内2、洁净的浅海水域3、动荡—弱动荡的沉积环境4、生物和生物化学作用的产物5、文石、高镁方解石和低镁方解石第二节 碳酸盐岩的成分碳酸盐岩的成分： 矿物成分、 化学成分、 同位素成分一、 碳酸盐岩的矿物成分⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧有机质盆外矿物：陆源物质非碳酸盐矿物碳酸盐矿物盆内矿物（一）、盆内矿物：碳酸盐矿物1．主要的碳酸盐矿物为方解石和白云石方解石矿物体系中：方解石、低镁方解石（一般的方解石，很稳定）文石、高镁方解石白云石矿物体系中：白云石、原白云石（富钙的白云石，向白云石转化）2．次要的碳酸盐矿物：铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。
文石(又名霰石)文石是方解石的同质异象变体,含 Mg[CO3]少于 2mol ％,属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。
{010}解理不完全,硬度3.5,比重2.9。
基本特征：(1)在现代沉积物中常呈现针状，有时也呈现泥状。
(2)形成有利条件为：温度较高（＞15 ℃ ），温暖浅海沉积物以文石为主；pH值> 8；盐度高，超盐条件有利于形成文石；Mg／Ca＞2：1(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因，李普曼（Lippman）认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。
(4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间)，易于转变为方解石，在古老的碳酸岩中不存在。
