沉积相-3

第一一节 沉积相的概念及分类
★章 节 导 学 本节以沉积相的基本概 念、沉积相的分类 及沉积相识别标志为学 习重点，要求掌握沉积 相、相序递变规律、相 标志、相模式的概念或 原理。
一一 、沉积相的概念
“相”这一一概念最早由丹⻨麦地质学家斯丹诺 （ Steno ， 1699 ） 首首先引入入地质文文 献。他认为，“相是一一定地质历史时期中地表某一一部分的全貌”。1833年瑞士士地质 学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用用于沉积岩，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、地质的或古生生物的差异”。由此开始，相的概念 逐渐为地质界所接受和引用用。 进入入20世纪以来，相的概念随着沉积学、古地理学的发展而而干广广为流行行，不少学 者对它进行行了详尽的论述，当然各有看法。总的来说，有三种主要观点。一一是“相是 地层”的观点，把相简单地看作“地层”的横向变化；另一一观点是把相理解为“环 境”的同义语，即认为“相就是环境”。另外还有人人认为“相就是能表明沉积条件的 岩性特征和古生生物特征的有规律综合”，即把相看作沉积物（岩）形成条件的物质表 现。 上述观点是对沉积相概念的不同理解。油气气及其它矿产资源勘探事业的发展，促 进了对沉积相的研究，使人人们对这一一概念的理解更加深入入和准确。⺫目目前，较为一一致的 看法是：相的概念中应包括沉积环境和沉积特征这两方方面面的内容，而而不应把相简单地 理解为环境，更不能把相与地层的概念混淆起来。因此，相的较完整的定义应该 是：“沉积环境及在该环境中形成的沉积物（岩）特征的综合”。 这里里所说的沉积环境由下面面一一系列环境条件组成：
★知 识 点 概 要 1. 沉积环境的识别标志 ★ ★★
一一、“将今论古”的现实主义原则和比比较地质学研究方方法

弯曲河道的沉积模式
沉积环境及其特征
• 辫状河
- 河道 - 心滩
可分纵向砂坝、斜砂坝和横向砂坝 大型槽状交错层理，冲刷，见砾见
心滩沉积
曲流河沉积的 标准垂向模式 （据沃克，1976）
辫状河沉积的垂向层序 （据坎特和沃克，1976）
辫状河沉积垂向层序示意图 （据赖内克，1973）
古河流的鉴别
- 与深湖区关系
近深湖：常具多旋回多套生储盖组合，如东营凹陷东 辛三角洲
远深湖
- 平面形态
伸长形：鸟足状或舌状 平直形：发育平行湖岸的滩坝或堤岛条带
- 水进退
湖退 湖进
三角洲砂体
识别 三层结构 反韵律前缘河口砂坝பைடு நூலகம்漏斗状自然电位 前积结构的地震相 特殊地理位置
扇三角洲
• 概念
- 扇体推进到滨-浅湖（延伸至扇前缘入湖）
- 洪水沉积 - 剖面上河流相砂泥岩与分布稳定的湖相泥灰岩 和泥岩的频繁互层，如柴达木盆地第三系 - 地震相内部结构混乱，反射振幅弱，连续性差 - 地质条件
平缓：单独划分 断陷：归入滨湖亚相
亚相划分
亚相划分
• 湖湾亚相
- 概念
近岸的局部地区因受阻隔而与湖泊广大水体交流不畅而呈半封闭水体的 地带
- 原因
（据中国科学院兰州地质研究所，1979）
亚相划分
• 深湖亚相：进一步划分为深湖和半深湖
含脊刺华北介、隐瘤华北介、纺锤玻璃介和扁平高盘螺
亚相划分
• 浅湖亚相
- 波浪和湖流作用较强 - 弱还原到弱氧化 - 浅灰、灰绿色粉砂质泥岩和粉-细砂岩薄互层，常夹有 鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩薄层 - 含菱铁矿或鲕绿泥石的细条带 - 砂岩成熟度高，钙质胶结 - 水平、波状、斜波状、中-小型交错层 - 浪成波痕、虫孔、水下收缩裂纹 - 底栖生物丰富：螺、蚌、介形虫和藻类 - 出现暗紫色泥岩和泥裂、雨痕、气泡等与滨湖过渡

(c)若选出的两个样品已分别出现在分好的两组中，则 把这两个样品联在一起。
(d)若选出的一对样品出现在同一组中，则这对样品不 再分组。
在进行聚类分析时，应注意对过渡带和薄层的处理， 因它们的测井值不能反映地层的真实情况，应采用特殊方 法处理。如对界面附近的过渡带利用测井曲线的拐点确定 层界面，而将拐点上、下部分归于上下邻层。
Байду номын сангаасd 1
来计算 xi与xk距离系数 dik外，还可用相似系数 (夹角余弦)。对于R型聚类分析，可用距离系数或相 关系数对指标聚类。
(4)聚合归类的原则
(a)若选出的一对样品在己分好的组中均未出现 时，则将它们形成一个独立的新组。
(b)若选出的一对样品中，有一个样品出现在已分好的 组中，则将另一个也加入到该组中。
３．相分析的一般程序
单井剖面相分析 从所研究地层的露头和岩心剖面入手，通过观察和描述
岩石的成分、结构、沉积构造及古生物等一系列特征，建立 垂向层序，分析可能的形成条件，了解相邻相的相互关系， 利用相模式与分析剖面的垂向层序进行对比，确定沉积相类 型。 剖面对比相分析
在单井剖面相分析的基础上，建立各单井剖面直接的联 系，通过对比确定沉积相在二维空间的展布特征。在岩心井 资料较少时，可充分利用测井曲线资料进行对比。
并考虑孔隙度的类型及变化范围，再将岩相细分。
三、测井相转换为岩相
一般是通过关键井或关键井段的岩心、岩屑及其他录井 资料与所确定出的测井相进行反复详细的对比，找出两者之 间的对应关系。
1. FACIOLOG程序中，是利用测井相—岩相数据库中主 成分分析聚类分析得到的测井相与由岩心等确定的岩相的对 应数据进行测井相与岩相的转换的。对于未取心的井，经聚 类等分析得出测井相，并按聚类号给每个测井相以岩相名称 及地质学描述。利用测井相一岩相数据库中两者的对应关系 ，便可将测井相转换为岩相。

1-0.1
0.1-0.01
<0.01
根据粒度分析结果，可编制各种粒度曲线及计算粒度参数。常见粒度曲线包括 直方图、频率曲线、累积曲线及概率累积曲线（图5-6）。C-M图（图5-7）是 一种粒度参数散布、综合性成因图解，能反映沉积物的搬运、沉积方式，进而 判断沉积环境。
（六）、 古水流的判别标志 许多流动构造中的指向构造和颗粒组构都可作为 指示古水流方向的直接标志。另外，一些非定向 特征也可为确定古流向提供有价值的资料。 （七）、沉积序列标志 垂向沉积序列通常简称沉积序列。是指几种成因 上有联系的沉积相在垂向剖面中的相互组合关系。 德国学者沃塞尔（J.Walther）早在十九世纪就 提出了沃塞尔定律（相律），即在连续的地层剖 面中，垂向上集中有成因联系的沉积相相互出现 的次序，与在横向上出现的次序是一致的（图58）。可以根据垂向沉积序列的研究来推测可能 出现的沉积相的横向变化，反之，也可根据现代 和古代沉积的横向岩相资料来建立垂向沉积序列。 （八）、沙体的几何形态也是判断沉积相的标志 之一 除上述标志外，尚有其它一些直接或间接标志， 如地球化学、电测曲线、地震地层学等标志。 沉积相的研究是一项复杂的工作，必须用综合分 析的方法，尽量利用各方面资料，取长补短，以 取得可靠的判断和解释。
三、物理标志 沉积构造是沉积岩的重要特征之一，它们是由沉积物的成分、结构、颜色的不均一 性而引起的岩石宏观特征。由于规模一般较大，多在野外露头上及岩心中直接进行 观察和测量。根据其形成时间可划分为原生沉积构造及次生沉积构造，下面主要介 绍原生沉积构造。 原生沉积构造是指在沉积物沉积时或者沉积后不久，以及在其固结以前所形成的那 些构造。它们可提供有关沉积时期的沉积介质性质和能量方面的信息。目前国内外 已广泛利用原生沉积构造及其沉积组合或序列，作为判断沉积相的重要标志。 （一）、流动构造 流动构造是最常见的一类沉积构造，是沉积物在搬运、沉积过程中，由于介质的流 动在沉积物表面及内部形成的各种构造现象。 表面痕迹：表面痕迹即层面构造，主要代表类型有 再作用面：是指交错层理中某些层组内的一个冲蚀波痕、细流痕、剥离线理等。 底面印痕：是在松软的泥质沉积物表面上，由于 水流的侵蚀或水流携带物的压刻形成的形状不同、 大小不一的痕迹。 层理：层理是岩石性质沿沉积物堆积方向发生变 化而形成的层状构造（图5-3）。是绝大部分沉 积物或沉积岩的外貌特征之一，也是沉积岩区别 于岩浆岩和部分变质岩的主要标志。 成因的倾斜面（图5-4）。再作用面一般较平滑， 常见于河流和潮汐沉积中。

但是，由于影响矿物和岩石形成的因素很多，特别是在成岩后生过程中，矿物成分经常发 生变化，产生新矿物，就造成环境的多解性。故使用时要注意。
三、物理标志 沉积构造是沉积岩的重要特征之一，它们是由沉积物的成分、结构、颜色的不均一 性而引起的岩石宏观特征。由于规模一般较大，多在野外露头上及岩心中直接进行 观察和测量。根据其形成时间可划分为原生沉积构造及次生沉积构造，下面主要介 绍原生沉积构造。 原生沉积构造是指在沉积物沉积时或者沉积后不久，以及在其固结以前所形成的那 些构造。它们可提供有关沉积时期的沉积介质性质和能量方面的信息。目前国内外 已广泛利用原生沉积构造及其沉积组合或序列，作为判断沉积相的重要标志。 （一）、流动构造 流动构造是最常见的一类沉积构造，是沉积物在搬运、沉积过程中，由于介质的流 动在沉积物表面及内部形成的各种构造现象。 表面痕迹：表面痕迹即层面构造，主要代表类型有 再作用面：是指交错层理中某些层组内的一个冲蚀波痕、细流痕、剥离线理等。
第二节 相标志 相标志是指在沉积相分析中具有成因意义的各种特征。概括起来包括生物、物 理、化学等三方面的标志。其中个别标志可直接说明沉积相形成的沉积环境， 而大多数标志只能反映环境某一方面的特点，如水的含盐度、水深、水动力、 沉积物搬运方式等，下面对各种主要相标志进行概述。 一、生物标志 沉积物或地层中的生物化石不仅可以鉴定地层的地质年代，而且也是进行沉积 相分析的重要标志之一。 根据对现代沉积环境中生物种（群）的观察，生物种（群）的分布及其生态特 点严格地受环境控制。从生物的出生到死亡，都受环境因素的制约，甚至在生 物死亡后还影响其能否保存为化石。由于生物长期适应环境的结果，各种生物 在其习性和实体形态构造上，都具有反映环境因素的特征，可用生物的古生态 特征推断其生活环境。 但是，也要看到古生态法的局限性和复杂性。首先生物本身处于进化中，随环 境的变迁也发生变异，如海百合及腕足动物在晚古生代广泛居住于浅海，而现 代浅海中仅有少数残留，大多数迁移到深海中去了。只有那些在古代和现代都 很繁盛的生物应用效果较好。还应注意，并非所有地层都能找到指相化石，而 且化石群埋藏的地方和反映沉积环境的生物群也可能不一致。必须对各种标志 综合分析，才能进行正确判断。目前古生物标志主要用来划分大的沉积环境， 如大陆、海陆过渡及海洋地区等。

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三角洲相鉴别标志
1. 岩石类型 以砂岩、粉砂岩、粘土岩为主，成分成熟度及 结构成熟度比河流高； 2. 粒度分布特征 由陆地向海方向，砂岩的粒度和分选性有 变细变好的总趋势。 3. 沉积构造 4. 生物化石 5. 沉积层序 复杂多样。 海生与陆生混生现象是重要特征。 垂向上是下细上粗的反旋回。
6. 砂体形态 平面上是朵状或指状；剖面上呈发散的扫帚状， 与前三角洲呈齿状交错。
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• 碎屑湖泊相的亚相类型及其特征（湖成三角洲亚相：顶 积层是粒度最粗的砂质物质、前积层主要为细砂岩和粉 砂岩、底积层主要为粉砂岩和泥岩；滨湖亚相距离岸最 近，以砂和粉砂为主，发育小型交错层理；浅湖亚相以 粉砂和粘土为主，化石丰富；半深湖亚相，弱还原环境， 以粘土为主，化石丰富，以浮游生物为主；深湖亚相以 泥岩和页岩为主，沉积厚度大，主要是水平层理） • 碎屑湖泊相组合（平面上是环带状，垂向上是反旋回） • 砂岩体平面上呈舌状。 • 碎屑湖泊沉积与油气关系：有很好的生油环境，有较好 的储集层，有较好地生储盖组合。垂向上可形成多个沉 积旋回和生储盖组合。 • 对盆地“满盆砂”解释盆地脉动式沉降特征造成了盆 地“满盆砂”现象。湖浪及湖流改造形成滩坝，反粒序。
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• • • • • • • • • • • • • •
古河道计算方法 现代河流沉积总结的经验公式： F=225M-1.05 P=3.5F-0.27 LgS=1.48085+0.94774lgF-0.87937lgW SV=S×P 式中： Dm:水深（近似于单一完整正韵律的厚度）（米）； Hm:沙波高度（米）； F:宽深比 M: 悬移质（粒径小于0.074毫米）的含量； P:弯曲率； S:河床比降（英尺/英里）； W:河流宽度（英尺）； SV：河谷波降（英尺/英里） 河流沉积与油气关系

课后
分析
教案
授课
日期
200年月日
班级
石油工程
授课
顺序
第16大节
课题
沉积相（1）
教学
目的
及要
求
了解沉积相的概念、主要相组及亚相。掌握陆相沉积的基本特征，明确陆相沉积的岩石类型及其与油气的关系。
教学
内容
要点
第五章沉积相
第一节沉积相概述
第二节陆相沉积与油气
重点
难点
分析
沉积相的概念；陆相沉积的类型及基本特征；陆相沉积与油气的关系。
授课
顺序
第18大节
课题
沉积相（3）
教学
目的
及要
求
了解海陆过渡相的基本概念、主要的亚相，掌握其沉积基本特征，明确海陆过渡相与油气的关系。
教学
内容
要点
第四节 海陆过渡相与油气
重点
难点
分析
海陆过渡相的概念；三角洲相的亚相组成和构造层序，各崖相的基本特征；三角洲沉积与油气的关系。
教学
思路
或教
法设
计
以现代三角洲环境及其沉积物质入手，介绍三角洲相的主要沉积相特征及与油气的关系（为石油天然气章节埋下伏笔），并与陆相、海相的沉积条件及沉积类型相比较，突出三大相组的异同
教学
思路
或教
法设
计
以现代陆相环境——河、湖及其沉积物质（如河漫滩、湖滨等）入手，引出沉积相的概念，介绍陆相相组的主要沉积相特征及与油气的关系（为石油天然气章节埋下伏笔）。
课后
分析
教案授课日期Fra bibliotek200年月日
班级
石油工程
授课
顺序
第17大节

沉积环境三要素
二、沉积相 相最早由丹麦地质学家斯丹诺（N.Steno, 1669） 引入地质文献，认为相是一定地质时期内地表某一 部分的全貌。 1838年瑞士地质学家格利斯利（A.Gressly） 在阿尔卑斯的研究中，首先采用“相”表示岩石单 位，他认为具有相同的岩石学特点和古生物学特点 的岩石单位，才能作为一个相。 一百多年来，相的含义有过许多变化，学者们对 相有着各自不同的理解，至今没有统一起来。现在， 关于相的定义不下几十种，但归纳起来主要有三种 理解：
亚相：相的次级单元，形成于相同的亚环境 微相：相的三级单元，亚相范围内次一级单 元，形成于相同的微环境。 河流相 → 河道亚相 → 边滩微相
目前我国油气勘探与开发的重点都是微相级。
主要相类型与分布
冰川
冲积扇
湖泊
河流 潮坪 障壁岛
陆棚 瀉湖 大陆坡 深海
沙丘
思考题 1、何谓沉积相?何谓沉积环境？二者关系如何？ 2、何谓相序基本法则（或称相变规律、或沃尔索 法则）？ 3、何谓相模式？它有那四方面的作用？它是如何 建立的？ 4、沉积相以自然地理环境为依据，划分出那些相 组和相？
沃尔索相律：只有在横向上成因相近且紧密相邻 而发育的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。
以三角洲的相序为例
相序递变规律的意义：
根据垂向沉积序列推断、预测沉积相的横向展布，反过来 ，根据古代沉积环境横向岩性资料建立垂向沉积序列。
河流相 冲 积 扇
三角洲相
半深湖-深湖相
相标志 ——最能反映沉积相的一些标志。
相模式和相标志是恢复和再现古代沉积环境的两个 重要手段和钥匙。 沃克（1976）认为，标准相模式应起到四方面的 作用（重点）： （1）比较的目的来说，必须起到一个标准的作用 （2）进一步观察来说，必须起到提纲和指南的作用 （3）新的研究地区来说，必须起到预测的作用 （4）环境或水动力学解释来说，必须起一个基础的作用

次叠覆出现而没有间断。
沉积模式（相模式）
以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征
的研究为依据，从大量的研究实例中，对沉积相的发育 和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相 的空间组合形式，称为“相模式”。
模式是具有解释性的，可以用文字、公式或各种图件表
示。
相模式的作用
比较目的
物理学上、化学上和生物学上均有别于相邻地区的一 块表面”。
沉积相（Facies）
特定沉积环境之下沉积作用产物的总和。即相是
沉积环境的物质表现。
古地理 沉积岩（物）
沉积作用产物
岩相（Lithofacies）
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。
岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及 组合等。 地球化学特征。
沉积相还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。
碎屑岩沉积相
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。
碳酸盐岩沉积相
以化学溶解物质（尤以碳酸盐物质）为主，介质以清水为特 征，岩性以碳酸盐岩为主。
沉积相的分类－2
复习题
沉积相、相序、相模式的概念 相序定律 沉积相的分类
⑴ 沉积相的概念 ⑵ 相序定律
环境
自然地理环境
环境是从地理学中引进来的概念，地理学家把地球表
面划分为若干不同的地理景观单位，包括山脉、河流、 湖泊、沙漠、海洋等。这就是自然地理环境。
沉积环境（Depositional Environment）
物质沉积时的自然地理环境，称之为沉积环境。 按照R.C. Selley（1976）的概念，沉积环境乃是“在