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论文:海相碎屑岩层序地层

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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套相对整一的、成因上有联系的地层,它是层序地层学分析的基本地层单元。990)认为,层序是在一个三级,全球海平面升降旋回中沉积而成的,形成时限为数十万年至数百万年,层序厚度数十至数百米、侧向分布数百至数万千米。• 层序包含两种类型: Ⅰ和Ⅱ层序• Ⅰ层序由低位、海侵和高位体系域组成• Ⅱ层序由陆棚边缘、海侵和高位体系域组成上为:相对海平面变化是形成沉积层序的根本原因对比图下为:R. 出的层序地层模式图上为:序边界类型1)层序界线类型 I 是在全球海平面下降速度大于沉积滨线坡折处沉降速度时形成的。2)层序界线类型 在全球海平面下降速度几乎等于或小于沉积滨线坡折处沉降速度时形成的。上为:Ⅰ型层序边界图下为:Ⅱ层序边界基本识别标志层序边界在地质和地球物理资料上有不同的响应,进行综合分析有以下结论:1)Ⅰ型层序的识别标志(1)广泛出露地表的陆上侵蚀不整合面不整合之上可存在成分和结构成熟度均较高的、厚几十厘米的底砾岩;可存在厚几厘米至几十厘米的含褐铁矿、铝土矿的古土壤和根土层。(2)层序界面上下地层颜色、岩性以及沉积相的垂向不连续或错位。(3)伴随海平面相对下降,由河流回春作用形成的深切谷是层序边界的典型标志;(4)相对海平面明显下降造成层序界面处的古生物化石断带或绝灭。(5)在岩性和地层产状突变的层序界面处,测井曲线具有良好的层序界面响应,如电阻率曲线、自然伽玛和自然电位曲线、地层倾角矢量模式图以成像测井特征都会发生曲线形态、异常幅度、测量值等方面的明显变化。(6)层序界面上、下体系域类型或准层序类型的突变,比如层序界面之下为高位体系域沉积,层序界面之上为海侵体系域沉积,其间缺少低位体系域。(7)伴随着沉积相向盆地方向的迁移,可在地震剖面上识别出一个层序的顶部海岸上超的向下迁移现象和一个层序下部层序界面之上的海岸上超向陆迁移现象;以及地震反射终止关系的变化。(8)层序边界上、下地层所含的地球化学微量元素类型和含量、古地磁极性和构造运动面、古气候和水深等方面都有明显的变化。上为:下切谷与三角洲分支河道区别标志统计表下为:不同地震类型反射终止关系与年代地层关系以意图2)Ⅱ型层序的识别标志(1)沉积滨线坡折带向陆一侧的、分布范围相对较小的陆上暴露及其不整合。(2)海岸上超向下迁移至沉积滨线坡折带向陆一侧并形成由进积到加积准层序构成的陆棚边缘体系域。上为:Ⅱ型层序边界图2 陆棚坡折边缘的盆地特点(1)存在着明显地形分异的陆棚、陆坡和盆地地形。陆棚坡度小于 1 度,陆坡坡度 3-6度。(2)具有明显分割陆棚沉积物与陆坡沉积物的陆棚坡折,在这陆棚坡折两侧存在突然的浅水到深水的过渡。(3)具有倾斜的斜坡沉积地层样式。当海平面下降到陆棚坡折带以下时,河流深切形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。(4)存在能够形成深切峡谷并向盆地输送沉积物的、足够大的河流体系。(5)具有足够大的可容空间将准层序组保存下来。(6)海平面下降幅度足以使低位体系域在陆棚坡折或在其外侧不远的地方发生沉积。陆棚坡折边缘的 I 型层序地层样式低位体系域的成因:低位体系域是在相对海平面下降(全球海平面下降速率大于沉积滨线坡折带构造沉降速率)以及其后的缓慢上升时期形成的。低位体系域的界面: 低位体系域底为Ⅰ型不整合界面及其对应的整合面,其顶为首次越过陆棚坡折带的初始海泛面。具陆棚坡折边缘的Ⅰ型层序地层样式(1)低位体系域低位体系域在具陆棚坡折的盆地中,低位体系域常由盆底扇、斜坡扇和低位前积楔状体(下切谷)组成。• 盆底扇( 指沉积在盆地底部或大陆斜坡下部的海底扇,其形成与斜坡上的峡谷侵蚀以及陆棚暴露地表发生河流回春下切作用密切相关。由于陆棚部分或全部出露地表遭受剥蚀,沉积物越过陆棚和大陆斜坡,通过深切谷和斜坡峡谷以点物源的供应方式在盆底形成盆底扇。低位域盆地扇沉积特征:发育内扇、中扇和外扇;可用 列描述;主要岩性为砂砾岩;无水道;典型的地震反射。• 斜坡扇(位于大陆斜坡中部或底部的重力流沉积体,它是在海平面相对下降晚期或上升早期形成的。斜坡扇可沉积于盆底扇之上,也可沉积在比盆底扇更近源的地方,其顶被低位前积楔状体下超。斜坡扇可以与盆底扇同期沉积,也可与低位前积楔状体同期沉积。低位域斜坡扇沉积特征:发育内扇、中扇和外扇;可用 列描述;主要岩性为砂岩,偏细;有水道;典型的地震反射。• 下切谷(指因海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的的深切河流体系及其充填物。下切谷沉积特征:下切谷规模大和形态多;下切谷充填物质复杂;下切谷发育的多期性;下切谷的演化-早期过路,晚期充填;下切谷发育的影响因素;-海平面下降与河流规模。(2)海侵体系域• 海侵体系域是具有陆棚坡折边缘Ⅰ型层序中部的一个体系域。它是在海平面快速上升期间,可容空间增长大于沉积物供给速率的情况下形成的。底界为首次海泛面,顶界为最大海泛面。海侵体系域几乎没有前积沉积物,主要的沉积体系有潮汐三角洲、滨岸平原、富煤的海陆交互沉积、冲积和越岸冲积以及泻湖和湖泊沉积,潮汐影响可能是广泛的。• 海侵体系域较低位和高位体系域具有更低的砂泥百分比值,因而它可构成广泛分布的盖层和烃源岩层。• 现今世界上被海侵体系域占据的大多数陆棚,主要沉积是河口湾、潮汐海、障壁岛和泻湖凝缩层在区域性或全球性地层对比中以及层序地层学研究中起着重要作用(目前有人认为凝缩层顶底面不是一个等时界面) 。它是由沉积速率极低的、富含有机质的、薄层半深海、深海沉积物组成。(3)高位体系域• 高位体系域是在海平面相对上升速率不断降低时形成的,下部以加积准层序的叠置样式向陆上超于层序边界之上,向海方向下超于海侵体系域顶面之上。•高位体系域的沉积类型中 煤、越岸沉积、泻湖、湖泊沉积减少,三角洲沉积和河道砂体发育连片。• 全球海平面升降、构造沉降、沉积物供给和气候之间的相互作用控制了层序地层样式以及体系域的类型。• 体系域的形成和发育与相对海平面变化曲线的特定段密切相关。陆棚坡折盆地的 型层序边界和体系域构成Ⅱ型层序底界为Ⅱ型层序边界,顶界为Ⅰ型或Ⅱ型层序边界。Ⅱ型层序自下而上由陆棚边缘体系域、海侵体系域、高位体系域组成。型层序体系域特征(1)陆棚边缘体系域• 陆棚边缘体系域是Ⅱ型层序最下部的一个体系域。• 底界是一个以覆盖河流沉积的海相平原或以覆盖河流沉积的滨岸和三角洲沉积物为特征的侵蚀不整合或与之可对比的整合面。• 陆棚边缘体系域是在一个海平面相对上升时形成的海退地层单元,它以逐渐减弱的进积、继之以加积的准层序叠置样式为特征。(2)海侵和高位体系域Ⅱ型层序海侵体系域一开始发育就表现为沿层序边界广泛的海侵沉积,这是Ⅰ型层序与Ⅱ型层序海侵体系域的不同之处。而Ⅱ型层序高位体系域与Ⅰ型层序类似,均以加积至前积准层序组为特征。3 具缓坡边缘和生长断层边缘盆地的层序地层样式具缓坡边缘盆地的层序地层样式;具缓坡边缘的盆地特点。缓坡边缘的盆地特点 -陆表海(1)盆地坡度低而坡折均一,地形坡度小于 1 度,最常见的坡度小于 ,并且不存在突然的从缓坡到陡坡的地形和浅水至深水的突然变化。(2)盆地缓坡沉积物成叠瓦状至 S 形倾斜形态广泛分布于盆地缓坡及其它地区。(3)海平面下降时伴生的河流深切作用可下切至低位滨岸沉积,但不会继续向下进行。(4)由于海平面下降而形成低海平面三角洲和其它滨岸砂岩,但不发育盆底扇和斜坡扇。(5)海平面下降速度和幅度足以使具缓坡边缘的Ⅰ型层序低位体系域在沉积滨线坡折带或其外侧不远处发生沉积。生长断层边缘的盆地特点(1)被动大陆边缘盆地的边界是重力驱动的同沉积伸展断层。由于边界断层的差异伸展活动,造成盆地呈半地堑状,有的沉积盆地也可呈地堑状。(2)生长断层上盘沉降速率明显大于下盘沉降速率,从而造成较为明显的地势高差。(3)存在较为明显的地形坡度变化◎生长断层上盘和下盘地形较为平缓;◎连接生长断层上、下盘的断层面地形较陡;◎生长断层面上可以发育峡谷及其充填物。(4)在生长断层活动期间,海平面发生升降旋回变化,加之沉积物供给多少的变化,可充填低位、海侵和高位体系域沉积序列。(5)同生断层活动强度具有周期性造成沉积可容空间随时间的变化。上、下盘沉积物充填序列的厚度和沉积相类型就会存在差异。(6)当海平面下降,同生断层上升盘出露地表遭受风化剥蚀时,深切谷所搬运的沉积物就会在同生断层下降盘形成的新增可容空间中沉积下来。4 油气勘探开发中的应用层序地层学是一门实用性、综合性较强的学科,它在地层学、沉积学、石油地质学和地球物理学之间架起了互为因果的桥梁,为油气勘探开发提供了崭新的思维方法和有效的地质工具。1)未成熟区油气勘探中的应用未成熟勘探区是指勘探资料稀少的勘探新区,仅有少量的钻井资料以及地震资料、尚未进行有效的生储盖评价的地区。◎在盆地骨干测网上建立层序界面框架;◎在层序框架内细分体系域和进行地震相研究;◎在年代地层框架内,主要依据储集层和盖层的分布,确定含油气远景区带;2)成熟区油气勘探中的应用勘探成熟区是指具有丰富的油气勘探资料并具有油气勘探成果的地区。◎为预测生储盖分布提供概念模型◎可评价砂岩储层的产状和连续性并以海泛页岩作为次级地层对比标志层;◎预测井间潜在的生储盖组合;◎探索新的成藏组合。3)油田开发期中的应用◎了解储层非均质性、流体连通性等油田开发面临的问题;充分地利用钻测井资料,预测储层连续性;◎预测含水层体积和连续性;研究岩石物理性质,估算油气田储量;◎确定储层和隔层的分布及其储层和含油气性,为编制高效的油气田开发方案提供地质基础;◎制定注水驱油和提高采收率的开发方案等。系域的成藏条件分析1)有利烃源岩和盖层分析不同沉积体系域发育不同丰度的烃源岩;主力烃源岩发育在海侵体系域影响沉积物有机质丰度的因素-气候、沉积水深、沉积速率、盆地结构、有机质产率等。2)有利的储集层分析海相碎屑岩层序各体系域都包含着不同成因类型的、利于油气富集的储集层。盆地扇、斜坡扇、低位楔、下切谷海侵临滨砂、高位三角洲。3)体系域的成藏条件分析可容空间变化速率和沉积物供给的差异,各沉积体系域就形成了不同的成藏条件。应注意勘探低位盆底扇和斜坡扇地层圈闭、预测低位进积楔状体、临滨砂体的顶超和上超尖灭、勘探低位体系域下切谷砂体的地层圈闭以及识别不连续的高位体系域砂体。5 总结我们通过对起层序层序基本概念、具陆棚坡折盆地的层序地层样式、具缓坡边缘和生长断层、海相碎屑岩层序地层与油气勘探中主控因素分析、层序类型及层序构成、层序界面及体系域界面的识别标志与层序与油气生成、运移、聚集的关系等各方面的原理分析,让我们对海相层序地层学都有了一定的了解,使我们对海相碎屑岩层序地层有了全面的了解和认识,使我们对此方面研究有了更浓的兴趣。[1] 解习龙,李思田。海相碎屑岩层序地层研究特点[J]. 地质科技情报, 1993,12(2):22] 解习龙,任建业,焦养泉,等。断陷岩层构造作用与层序样式[J] 。地质评论, 1996,42(3):2393] 胡宗全层序地层研究的新思路——构造一层序地层研究 [J]004, 18(4) ;549
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