编制等时层序-岩相古地理图

层序岩相古地理分析的基本方法与应用~

7. 2. 1 层序 － 岩相古地理分析基本方法与意义
不同的岩相古地理研究方法，其编图单元不同，所编出的岩相古地理图反映的内容及真实性各异，以层序地层学理论为指导编制的层序 － 岩相古地理图，同样涉及编图单元的选择问题。具体方法是: ①对研究区不同相带内众多剖面进行层序地层学分析，即进行层序划分; ②在上述基础上进行层序对比，建立等时层序地层格架; ③根据研究目的，选择要进行古地理分析的有关层序，即选择成图单元; ④将与该层序相关的所有剖面的资料投点到工作底图上; ⑤分体系域编制古地理图。
通过上述层序岩相古地理编图可以看出，以层序为基础所编制的层序 － 岩相古地理图具有重要的意义，表现为:
1) 在系统讨论研究层序类型及特征的基础上，以体系域或界面为单位，所编制层序 － 岩相古地理图，更具等时性、成因连续性和实用性。所谓等时性，是由于层序是同一个全球海平面变化条件形成的，层序内的体系域是同一海平面升降周期不同阶段的产物，其更具等时性。所谓成因连续性，是由于以不同体系域编制的层序 － 岩相古地理图反映了不同海平面升降阶段内的古地理格局，在时空演化上具有密切关系。所谓实用性，是由于在海平面升降不同阶段内的沉积体系域与生、储、盖组合具有良好的配置关系，所以以体系域为成图单元编制的层序 － 岩相古地理图可反映生、储、盖时空展布特点，能较有效地克服同时异相沉积难以对比等问题。
2) 由于沉积层序内的沉积组合和组合形式是全球海平面变化、构造沉降速率、陆源补给 ( 即沉积物输入率) 及气候等四大参数相互作用的结果，因此，以沉积层序内的体系域为基本单位编制的岩相古地理图更能反映一个地区在统一地质作用场中的各种地质信息和综合效应，有利于更客观地认识一个地区的沉积作用、构造作用、事件及成矿作用等。
3) 在详细的沉积层序划分、对比研究的基础上，运用沉积层序内的体系域为编图单元编制的岩相古地理图揭示出了一些新的地质现象，诸如: ①古暴露剥蚀的圈定，此地质现象在以往的岩相古地理图上由于采用的编图单元时限跨度太大而被忽略掉了，这对寻找与古风化壳有关的油藏具有重要的意义; ②孤立台地的大小与形态的确定更为准确，其演化历史更加清晰，这在以往的岩相古地理图上由于比例尺太小和时限间隔太大而完全被忽略; ③更加精确真实地反映了海陆分布和其演化过程，这对生储盖组合研究及有利储集和生油区分布范围的圈定具有重要意义; ④反映了沉积盆地所处的大地构造背景。所编制的岩相古地理图明显反映了不同时期沉积相带的展布和迁移方向以及其中的物质组成，从而反映了沉积盆地的大地构造背景。
4) 层序岩相古地理图对覆盖区相带展布及变化具更合理的预测性。由于编图单位是选择短时间间隔内的等时或近等时体，在弄清了沉积和层序发育的主控因素后，根据层序研究总结出的沉积模式和层序模式能更合理地分析和编绘未知相带及相带界线随海平面升降的变化趋势。
7. 2. 2 层序 － 岩相古地理分析实例
7. 2. 2. 1 中国南方晚二叠世早期低水位期岩相古地理特征
以中国南方晚二叠世早期的第一个层序为例讨论不同体系域沉积时的层序 － 岩相古地理特征。

图 7. 9 中国南方二叠系某层序低水位期岩相古地理( 据田景春等，2004)

低位体系域沉积期由于受早二叠世末东吴运动的影响，古地理格局发生了巨大变化。西缘为川滇西陆，西南为越北 － 马关古陆，南缘为大新古陆，东南隅为云开古陆，桂、黔、湘交界处为江南古陆。低水位期，沉积区仅限于右江地区西部残留台地，以混屑浊积岩为主，其他地区为剥蚀区，发育0 ～50m 不等的低水位期残积相 ( 图7. 9) 。这个时期中扬子地区出现大面积暴露区、大陆、碎屑沉积和深水盆地并存的局面，扬子北缘被动边缘以深水欠补偿盆地为主体，为硅质岩、硅质页岩组合，范围限于竹溪、随州、黄陂、黄川一线以北，其余是剥蚀区。扬子克拉通盆地西部隆升成暴露剥蚀区，并在武冈、清州、城步一带出现范围较小的陆地。湘赣板内拉张盆地和华夏克拉通边缘盆地变成统一陆源碎屑充填盆地，早期的环境急剧变浅，大致以弋阳、鹰潭、临川、泰和、遂川一线为界，界线以西为三角洲环境，以东则为大陆冲积相陆源碎屑岩相;在下扬子地区，除云开古陆至浙江地区、安徽东北、江苏西北部为古陆及相应周缘地区为暴露地区外，其余地区为浅水环境，以陆屑沉积为主。
7.2.2.2在高分辨率层序格架内进行层序古地理与微相研究
以郑荣才等(2009)对川东北地区飞仙关组层序－岩相古地理特征进行的研究为例。
以沉积相和界面识别为依据，将川东北地区下三叠统飞仙关组划分为2个三级层序和6个体系域(图7.10，图7.11)，在此基础上对飞仙关组层序地层学特征进行了分析，编制了各沉积体系域的层序－岩相古地理图并对鲕滩发育规律进行了预测。结果表明:SQ1层序发育期，飞仙关组受持续海侵影响，形成以深水台盆为中心的台盆－台地边缘－开阔－局限－蒸发台地的相带展布格局，以海侵体系域的台地边缘和台内鲕滩最为发育，该体系域也是飞仙关组鲕滩相储层最发育的层位;SQ2层序发育期，受海平面大幅度下降和水循环受限及干旱炎热气候影响，区域沉积格局由开阔台地转化为局限台地，鲕滩逐渐消失，最终进入频繁暴露的蒸发台地环境，以沉积膏云岩为主，为飞仙关组天然气藏极其重要的第一套区域性致密盖层发育层位。
依据层序地层学理论，层序界面是由海平面相对下降时形成的不整合面或相关整合面组成，界面上发育有与海平面升降有关的物性标识，是能够加以识别和对比的。层序内部体系域不仅是海平面统一上升和下降地层旋回过程形成的等时地质体，而且体系域之间的界面也有相关的识别和对比标识。因此，而采用层序－岩相古地理编图技术，不仅能较好地细分以体系域(或更精细的准层序)为等时地层的编图单元，而且依据旋回等时对比法则能有效地克服同时异相地层之间的等时对比问题，所编制的层序－岩相古地理图具有更好的等时性、连续性和应用性。因此川东北地区飞仙关组而言，层序的成因类型和充填样式，对鲕粒白云岩储层和膏云岩盖层的发育、区域分布、几何形态、与优越的储－盖组合配置的条件及与油气聚集成藏的关系都有直接的控制作用。
川东北地区飞仙关组地层发育齐全，分布面积大，地层可对比性强，具备在等时地层格架内编制层序－岩相古地理图的条件。为了深入了解川东北地区飞仙关组沉积期沉积环境、特别是鲕滩相带的展布规律，以整个飞仙关期为编图单元先编制川东北地区飞仙关组层序－岩相古地理图，以此为背景，将研究目标锁定在包括毛坝－普光构造带在内的东南部地区，以三级层序界面和最大海泛面为等时界面，以体系域为等时地层单元，编制地层等厚图、鲕粒(颗粒)岩等厚图、白云岩等厚图、膏盐岩层等厚图等单因素基础地质图件，取优势相为编图要素;在此基础上编制以体系域为等时地层单元的层序－岩相古地理图(图7.12)，对飞仙关组鲕滩发育相带进行预测取得了很好效果。
SQ1层序以海侵期鲕滩相带最发育，也为最有利储层发育的层位，因此，仅以海侵体系域为例描述SQ1层序－岩相古地理特征(图7.12A)，并对鲕滩发育相带进行预测。该时期川东北地区的东南部层序－岩相古地理有如下几个特点:①自南西向北东方向，由深水台盆逐渐过渡为台地边缘缓斜坡、台地边缘鲕滩、开阔台地或蒸发台地的相带;②沉积相控制的岩性分异明显，其中台盆和台地边缘缓斜坡相带岩性主要为大套暗色泥灰岩与燧石结核灰岩组合，台地边缘鲕滩岩性主要为鲕粒灰岩、鲕粒白云岩和晶粒白云岩互层组合，开阔台地为大套泥－微晶灰岩夹泥灰岩组合，局限和蒸发台地为大套含膏泥－微晶白云岩、藻团粒白云岩和层纹石白云岩互层组合。

图7.10 川东北地区飞仙关组沉积相及层序地层综合柱状图(普光2井)(据郑荣才等，2009)


图7.11 川东北下= 叠统飞仙关组层序地层对比和地层格架(据郑荣才等， 2009 )


图7.12 川东北地区东部飞仙关组SQ1(A)和SQ2(B)海侵体系域(TST)岩相古地理略图及沉积模式(据郑荣才等，2009)

7.2.2.3构造－层序岩相古地理
构造－层序岩相古地理分析以板块构造理论和活动论为指导，重点突出3个方面:①在非当今的地理坐标上，恢复洋陆的分布和配置;②盆地在全球板块格架中的位置;③盆地性质等，特别是大区域级和全球古地理复原。
古地理研究与编图是力图反映盆地形成与发育时所处的构造背景、盆地的构造性质以及与全球构造的相关性，但具体分析时则仍在现今的地理坐标上表示其古地理单元、岩相和沉积环境。盆地间的距离(洋、陆间)，盆地边界的逆冲推覆或由构造活动导致缺相的地层缩短带等，在图面上以特殊的线条表示陆块和沉积域的构造边界。该边界有的是板块、陆块或地块的边界，反映盆地的归属或构造活动性对沉积体的控制，因而仍属于构造－岩相古地理图。各沉积域和块体间边界的性质依地质时期不同而改变，用符号加以区别，分别代表大陆边缘的性质:拉张、海底扩张、洋壳俯冲、碰撞、消减带和大陆边缘造山等;性质不明者仅以符号代表不同的沉积域。
马永生等(2009)在全区层序划分、对比、板块构造格局和沉积盆地性质及演化研究的基础上，以露头层序地层学理论为指导，结合钻井和地震资料，以超层序(二级层序)的体系域为成图单元，系统地编制了海相盆地和中新生代以陆相盆地为主的构造－层序岩相古地理图，分析了盆地性质和岩相展布及沉积环境，更好地揭示了烃源岩与储集体的时空展布特征(图7.13)。该类构造－层序岩相古地理图代表了岩相古地理分析的最新成果。
中国南方晚震旦世灯影组沉积晚期(SS2超层序高位体系域)构造－层序岩相展布由北向南可分为6部分。
1)南秦岭被动大陆边缘盆地:十堰断裂以北为孤立的小碳酸盐台地，主要由白云岩组成。断裂以南由灰—深灰色薄层状含碳和含磷钙质细砂岩、硅质页岩组成，并夹钙屑浊积岩。
2)上扬子克拉通盆地发育4种沉积相:①台地相，分布四川、滇东、黔西等地;②潮坪潟湖相，分布于台地内的大部分地区，暴露溶蚀作用发育，遍及上扬子地区，形成波状、葡萄状、雪花状、谷壳状和栉壳状等形态的白云岩;③浅滩相有两种:一为台内浅滩，分布于四川的峨眉—汉源、云南的宁南—金阳，由亮晶砾屑白云岩、亮晶核形石藻团块白云岩、亮晶鲕粒白云岩与藻白云岩互层组成，另一为台地边缘浅滩，分布于黔中的开阳—瓮安—湄潭，川北的南江、广元，川西的宝兴—茂汶等地，由厚层状藻白云岩、含砾砂屑白云岩、粗砂屑白云岩夹少量鲕粒白云岩及核形石白云岩组成;④萨布哈相，分布于台地中部的珙县、威信、古蔺等地。
3)上扬子东南大陆边缘盆地:川东的秀山、黔东南的松桃、黄平、镇远、三都和湘西的大庸等地为台缘上斜坡，以角砾碳酸盐岩为特征;川北的城口、黔东南、湘西、桂北等地为台缘下斜坡到盆地环境，为薄层状泥质粉晶－微晶白云岩、黑色薄层状炭质页岩、硅质页岩夹粉砂岩及透镜状白云岩和钙屑浊积岩。
4)湘黔大陆斜坡盆地:分布于安化、溆浦、长安堡等地，主要为硅质页岩、硅化微晶灰岩和硅质岩沉积。

图7.13 中国南方SS2 超层序高位体系域(晚震旦世灯影组沉积晚期)构造层序岩相古地理

5)滇黔桂、湘桂边缘海盆地:滇黔桂相区地处南盘江盆地内，为深水密度流沉积的灰绿色粉砂质绢云母板岩、千枚岩夹细砂岩、粉砂岩;湘桂边缘海盆地主要分布于广西龙胜一带，由硅质岩组成，呈灰色、灰白色，仅底部见一层灰黑色硅质者。
6)华夏克拉通盆地和华夏大陆边缘盆地，华夏克拉通盆地由滨海相灰绿色变质长石石英砂岩、绢云母板岩、夹硅质板岩、硅质岩组成;华夏大陆边缘盆地由次深海—深海相灰—深灰色薄层至中层状硅质泥岩及泥质硅质岩组成。

8.2.1编图工作的设计和准备
沉积相古地理研究与编图不仅要吸收前人的工作成果，还要开展必要的野外工作。在工作方法上强调宏观与微观结合、野外与室内结合;在工作步骤上，一般包括设计准备、野外工作、室内分析鉴定和编图工作。这些不同的工作阶段之间常常是有机联系、相互穿插的。在设计准备阶段，要做好以下几方面的工作:
(1)全面收集资料
在地层划分和对比的基础上，对露头剖面、岩心录井(包括取心及井壁取心)、岩屑录井、古生物及古生态鉴定、分析化验(包括薄片、重矿物、粒度分析、地化指标、油气水分析等)、电测井及地球物理等方面资料进行系统收集和整理，并认真审查与核对，注意准确性与代表性，以保证编图基础资料的扎实可靠。
整理原始资料，一般先建立相分析剖面和岩相古地理卡片，再逐井进行分项统计，如砂岩类型、重矿物、粒度参数、层理特征、古生物、泥岩颜色和地化指标等。
地层资料收集包括:①1∶5万和1∶20万区调图幅中的实测剖面资料，以及石油、地质普查勘探的地层剖面、各类钻孔、石油深井岩心资料(包括电测井、放射性测井和岩屑录井资料等);②用于分析解释地层、构造界面的各种物探资料;③大地构造专题研究资料;④有关工作区及相邻地区的岩相古地理和地层古生物专门性研究成果;⑤沉积、层控矿床资料。
(2)统一地层划分对比方案，确定编图单元
编制中、小比例尺沉积相古地理图，通常是以年代地层为单位，即研究同一时间范围内的沉积环境变迁。这就要求所有的地层剖面是近似等时的。因此在工作之初就要注意地层的等时、穿时和相变等问题，正确选定地层对比的时间界线和分层标志，提出合理的地层划分对比方案，作为测制剖面、资料整理的基础。
在确定地层划分对比方案时，还应考虑到成图单元的合理性。由于目前的成图方法仍然是采用两度空间表现三度空间的变化，因此，成图单元时限长短，直接影响图件的质量，一般来说，成图时间单元愈短，愈能较准确地反映工作区的沉积环境面貌及其变化，但对地层对比、沉积资料收集的精度要求也就愈高。
根据统计分析法进行岩相古地理研究，最终是通过编制岩相古地理图来完成的。或者说，岩相古地理图的编制是相分析及古地理研究的总结。
如何编制岩相古地理图，要收集和整理哪些资料，先作哪些基础图件，如何进行分析，对于不同地区、不同层段以及不同的相不尽相同。
陆源碎屑沉积盆地岩相古地理图的编制大致有3个基本阶段，即基础资料的收集和整理、主要基础图件的编制和分析、岩相古地理图的编制和使用。
8.2.2野外工作
野外工作是沉积相古地理研究与编图的基础。主要是通过测制沉积相剖面，系统研究剖面的岩石成分、结构、构造、古生物组合和生态特点及遗迹化石等各种能够判别沉积环境的成因标志，并收集各种古流向数据，进而划分岩石的成因单元，综合分析剖面的层序结构特点，初步确定沉积相类型。与此同时，还应采集必要的样品供室内分析研究，为正确地划分沉积相类型，建立区域沉积相模式和综合编图工作奠定基础。
8.2.2.1沉积相剖面的测制
(1)野外踏勘
设计期间，应对工作区及主要剖面进行踏勘，以便了解全区基本面貌、地层出露情况，以及沉积相概貌等，初步拟定出一套图例和岩石分类命名方案、确定剖面研究类型、数量及步骤。
(2)剖面的类型、部署原则和精度要求
沉积相的野外研究，主要是在不同类型的剖面上进行的。因此，剖面部署是否合理以及研究程度的高低直接影响到最终成图质量。
剖面类型包括控制剖面、辅助剖面和路线剖面3类。一般要求在平面图上每一个单独表示的沉积单元的主干剖面不少于1条，辅助剖面不少于2～3条。剖面精度与平面图适应，一般大比例尺图的剖面比例尺不小于1∶500，中、小比例尺一般在1∶1000～1∶2000。
(3)剖面测制程序和样品采集
相剖面的测制程度和方法与地层剖面的测量方法一样，但其观察重点应放在相标志的研究和沉积环境的分析上。一般包括踏勘、实测和定相成图3个步骤。在剖面测制过程中，应采集必要的测试分析样品供室内研究用。
8.2.2.2沉积相野外研究
沉积相古地理研究中的野外定相问题十分重要，室内工作只是野外工作的补充、修正和深化。沉积相类型的确定，主要取决于沉积物的结构、构造、生物组合和生态特征等相标志的综合分析，以及剖面结构特征和相组合的时空关系等特征的研究。而这些标志和特征的识别主要是在野外或岩心的观察和研究中完成的。野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征、不同环境的沉积模式，善于发现和识别各种相标志;要求在野外根据不同的剖面特点，抓住要点，仔细观察，根据所有的标志和剖面结构及相序变化特点，综合分析，然后作出判断。
(1)沉积相标志观察
关于沉积相的识别标志在第5章已经做了较系统的介绍。不同岩石类型的剖面，相标志的观察要点不同。对于以陆源碎屑岩为主的剖面，除前述标志外，还应注意砂岩的成熟度和砂体形态方面的特征。砂岩的成熟度包括成分成熟度和结构成熟度两个方面，无论是成分成熟度还是结构成熟度，都与沉积环境密切有关(图8.1)，是确定陆源碎屑岩沉积相的重要标志。

图8.1 砂岩结构成熟度与沉积相的关系(据M.K，Tucker，1980，转引自刘宝珺等，1990)

砂体的几何形态，系指具有相同特征沉积沙体的分布、延伸方向和形态特征。不同沉积环境沉积的砂体形态不同。例如，河控三角洲的砂体呈指状垂直于海岸;浪控三角洲砂体平行于海岸;潮道或河道砂体底凸顶平，而远海砂坝常常是底平顶凸。砂体形态的研究不仅对定相有用，而且对油气资源和沉积矿产的普查评价也很有意义。
对于碳酸盐岩剖面的观察，重点应放在结构、层理类型及厚度、生物组合的观察上。碳酸盐岩的结构类型复杂，与沉积环境关系密切。颗粒的有无、粒泥比的高低、颗粒类型、有无亮晶等，都需要在野外细心地加以观察。碳酸盐岩的颜色和层理特征与沉积环境关系也很密切，浅色厚层状多为浅水环境;深色薄层状则常和潟湖、陆棚或深水盆地有关。碳酸盐岩中层理及层面构造，主要出现在浅水高能的颗粒灰岩中。碳酸盐岩的形成与生物作用关系密切。因此生物组合和生态特征的研究十分重要。根据生物组合和生态类型的分析，可以确定沉积时的生物组合是广盐型还是狭盐型、生物埋藏是原地还是异地等。
(2)剖面结构研究
剖面结构是指由特定的岩性、结构、构造、生物等所表现出的有关联的垂向顺序，或称为相序列或岩相组合。这些序列是属于描述性的，其规模可大可小，多数情况下反复出现形成韵律层或明显的沉积旋回，其形成是由不同沉积环境自身所具有的特定水动力条件和演化规律所致。对这些不同特点的剖面结构的地质解释称为相模式或沉积模式。熟练地掌握这些相模式的特点及其形成机制，对于野外定相具有十分重要的意义。在陆源碎屑岩中，向上变粗变厚的序列有进积型冲积扇、三角洲、堡岛和海底扇模式(图8.2)。它们虽然都是向上变厚变粗，但各具特点。向上变薄变细的序列则有砂质辫状河的河道沉积及曲流河的边滩、潮坪和潮道等沉积相模式(图8.3)。在碳酸盐岩中向上变浅的序列，常常表现为潮下→潮间→潮上环境的反复出现，但在不同的条件下表现出不同的组合特点，例如灰泥序列、颗粒序列、叠层石序列、生物礁序列以及海岸萨布哈序列(图8.4)。至于浊积岩中的鲍马序列和风暴岩序列更为大家所熟知。总之，熟练地掌握和运用这些已知的序列和模式，对沉积相的确定很有帮助。对于一些比较简单的剖面结构，可以通过野外观察和总结，然后和典型模式相比较后作出解释。对于那些剖面结构较复杂、旋回性或规律性不甚清楚的，也可以经过详细测量，采用数学上的马尔柯夫链分析法，作出模式剖面图，而后和典型的相模式进行比较，以确定沉积相。

图8.2 向上变粗变厚的剖面结构(据A.D.Maill，1984)


图8.3 向上变细变薄的剖面结构(据A.D.Maill，1984)


图8.4 碳酸盐岩中常见的剖面结构(据N.P.James，1979，转引自刘宝珺等，1990)

8.2.3室内工作
沉积相古地理研究的室内工作包括各种样品的分析鉴定、综合整理、各种基础图件、综合图件以及最终研究报告的编写。前者的具体内容包括岩石薄片的鉴定及其结果的分析和统计、碎屑岩粒度分析、岩石薄片中生物碎屑、种属和生态特征的鉴定和统计分析、部分沉积成岩矿物的定性定量研究、各项测试数据(包括光谱、化学分析、同位素分析)的综合整理与解释等。在此主要介绍沉积岩薄片鉴定的要点和一些主要图件的编制以及编图中的几个问题。
8.2.3.1沉积岩薄片鉴定
沉积岩薄片鉴定是最基本、最重要的室内鉴定工作，可以为沉积相的确定提供必要的微观证据，同时为最终编图工作提供许多定性定量数据。为了使野外和室内工作、宏观和微观研究紧密结合，提倡野外人员自己鉴定薄片，而室内专门鉴定人员也要参加主要剖面的测量工作。
(1)砂岩薄片鉴定
砂岩主要由碎屑颗粒、胶结物、杂基和孔隙4部分组成。砂岩薄片鉴定包括组分、结构、显微构造及成岩后生变化等4部分。应统计碎屑石英(Q)、长石(F)和岩屑(R)的百分含量，并据以计算稳定碎屑组分和不稳定碎屑组分的比值，即Q(石英+硅质岩屑)/(F+R)。这个比值反映了砂岩的成分成熟度。
杂基指与碎屑物质一起机械沉积下来的较细粒物质，主要是黏土物质，还有细粉砂和碳酸盐岩灰泥等。杂基含量多的岩石分选差、结构成熟度低。
砂岩的结构包括颗粒的结构特征(粒度、形态、表面特征等)和基质结构(颗粒间的接触关系、支撑类型、胶结类型)。粒度分析的数据，可以通过筛析法、薄片法或水析法获得。资料整理包括各种粒度分析图(常用的有频率曲线、累积曲线和概率值累积曲线)的各种参数计算(包括平均值、标准偏差、偏度、峰度、尖度)，以及粒度或粒度参数图像(如C－M图、离散图等)。
成岩后生作用研究包括成岩作用类型、阶段及其演化等。这些对砂岩孔隙度和渗透性能的影响极大，对油气勘探或某些后生金属矿床的形成有重要意义。
(2)碳酸盐岩薄片鉴定
要注意碳酸盐岩的矿物成分、结构和成岩作用特征的研究。碳酸盐岩中矿物成分常见的有方解石、白云石、陆源碎屑、黏土及有机质等。
碳酸盐岩结构的研究，包括颗粒、灰泥基质、胶结物和孔隙等4个部分。鉴定时要注意:①确定颗粒的类型，确定生物骨骼的完整性，非生物骨骼颗粒包括鲕粒、球粒(或称团粒)、核形石、团块及内碎屑等;②含量变化，不同类型颗粒的相对百分含量、灰泥基质的含量、亮晶胶结物的含量、颗粒总量/基质含量之比、基质/亮晶胶结物的含量比等;③对生物碎屑的研究，根据生物骨骼的显微结构特征确定其所属门类及相对含量。
碳酸盐岩的成岩后生作用研究，对于白云岩，应确定其生成时期，是准同生期、成岩期还是后生期形成。通常是用其粒度大小和晶形特征，结合野外产状和其他因素加以确定。除准同生白云岩化外，其余的不具有环境意义。因此对成岩或后生白云岩，应采用多种手段恢复其原岩特点，才能确定其沉积相类型。
8.2.3.2泥质岩的研究
泥质岩颗粒很小，所以必须配合其他方法和手段进行研究。泥质岩研究一般是观察其颜色及原生沉积构造(纹理、层理、生物扰动构造)、矿物成分及含量、有机质含量、生物化石等。
8.2.3.3实验测试数据的获得与分析
包括各种实验室测试分析(如光谱分析、化学分析、同位素分析、微古鉴定、X射线－衍射分析、阴极发光分析、电子扫描与探针分析等)的综合整理与解释等。
8.2.3.4室内综合编图与分析
岩相古地理分析的最终成果图要在室内完成，包括各种单因素分析图件(如砂体图、砂岩百分含量图、某种岩层厚度图等)、各种综合分析图(如沉积体系图、岩相分带图、综合古地理图、矿产形成与分布图等)。
岩相古地理图的编制技术与方法将在以下章节中介绍。

岩相古地理研究及古地理编图是重建地质历史中海(湖)陆分布、山川河流和古地形古地理面貌特征以及盆地分布和沉积演化过程的重要手段，在区域地质、盆地分析、矿产资源勘查和油气藏勘探开发工程中为必不可少的基础地质工作，也是含油气盆地必不可少的研究内容。传统的岩相古地理研究以大地构造学、地层学、古生物学和沉积学为基础编制的图件具有综合内容多、直观和实用等优点，在基础地质研究中被广泛应用，但因其具有跨时长、等时性差和所表达的内容粗略等缺陷，已不能满足资源勘察和工程开发的需要，特别是在含油气盆地中，随着油气勘探与开发等向更复杂和更深入的方向发展，石油地质学家需要编制更精细和准确的岩相古地理图和沉积微相(或砂体)分布图，以提高储层预测评价描述的准确性，因而提高地层划分的时间分辨率精度和等时地层对比的准确性，已成为编制高质量岩相古地理图和沉积微相分布图的技术关键。层序-岩相古地理编图是编制等时岩相古地理图的新技术方法，其最大的特点是将岩相古地理研究和编图与层序地层学的研究紧密结合起来，利用层序界面和其他关键界面的等时性，以体系域、相域和层序为编图单元编制岩相古地理图。由于这种新的编图方法特别强调编图单元的等时性，有效地提高了岩相古地理图的时间分辨率精度和有利于区块的预测与评价水平。与传统岩相古地理图相比，采用层序-岩相古地理图技术方法编制的岩相古地理图具有如下优点:

图6-22 优先充填下切河道的较短期旋回时间-地层格架和砂体逐层等时对比关系

图6-23 地形控制的短期旋回时间-地层格架和砂体逐层等时对比关系———非常等高程、同期、异或同成因砂体对比模式

(1)更加客观地揭示了岩相古地理特征及其演化规律;

(2)更具科学性、等时性、成因连续性和勘探实用性，并能较好地克服等时异相地层的等时对比问题;

(3)更好地反映了研究对象统一地质作用场中的各种地质信息和综合效应，能深刻了解盆地的沉积作用、构造作用及油气成藏演化史;

(4)有效地揭示了储集砂体的平面分布及时空演化规律，为有利相带的预测和区块评价提供了更为可靠的沉积学和层序地层学依据。

一、编图基础和原则

以高分辨率层序分析为依据，以地层等时对比为技术手段，编制层序-岩相古地理图的基础工作包括如下几方面的内容:

1.资料收集与综合分析

系统地收集前人研究成果和勘探开发资料，实测、观察和描述野外地表露头剖面与钻井岩心，收集与解释钻井电测剖面和地震剖面，样品采集和室内鉴定与分析，以及各种野外和室内基础地质资料的综合分析。

2.沉积相和层序分析

进行精细的沉积相和高分辨率层序地层学分析，结合沉积盆地性质和构造演化历史、地层古生物和测井地质、地震地质等特征的综合研究成果，提出高时间精度分辨率的层序地层划分和区域对比方案，详细分析不同级次的基准面旋回层序结构和叠加样式，建立等时地层格架。

3.物源区和古流向分析

在进行岩相古地理分析和平面编图工作中，物源区分析是极其重要的基础地质研究内容之一，它对研究区岩相古地理格局、古流向、砂体成因类型、物质组分变化和砂体展布规律等特征都有重要的控制作用，同时，古流向分析也是古地形、古地理和古水系再造的最重要基础工作内容之一。

二、等时岩相古地理图编图单元选择

(一)编图单元选择

在各级别基准面旋回划分和等时对比的基础上，按不同的研究目标和要求，编制相关时间尺度和比例尺的等时沉积微相图，首先需要选择和确定编图单元，这是进行层序-岩相古地理编图的关键。可供选择的编图单元有如下三种:

1.以各类界面为等时编图单元

包括不同级别层序的顶界面、底界面、层序内部的初始海(湖)泛面、最大洪(海或湖)泛面等多种界面类型，以及具有等时对比意义的区域性标志层。

2.以不同级别层序的相域为等时编图单元

以基准面上升半旋回相域(低位和水进体系域)和下降半旋回相域(早期和晚期高位体系域)作为等时地层编图单元，分别代表水进期和水退期的岩相古地理面貌，或采用与相域相当的体系域作为等时地层编图单元。以长期旋回层序为例，它与Ⅲ级层序相当，两者之间内部结构的对应关系如图5-23所示(详见第五章)。

3.以完整的层序为等时编图单元

不同级别的基准面旋回层序(或Ⅲ级层序、体系域、准层序组、准层序)都可以作为编图单元，在具体的生产和研究工作中，视工作的目的不同、编图精度的要求不同，所选用的层序编图单元层序级别也就不同，如长期旋回层序编图单元适用于早期勘探和评价阶段，中期旋回层序编图单元适用于详勘和开发早期阶段，短期旋回层序编图单元适用于大规模开发阶段，而超短期旋回层序编图单元适用于开发后期阶段。

(二)编图单元评述与选择

必须指出的是，上述三种等时编图单元所反映的岩相古地理面貌、内容及其在科研和生产实践中的适用性有很大的差别。

(1)以界面为等时单元编制的图件，以反映瞬时岩相古地理面貌和相带展布特征为主。连续的界面编图结果，虽然对描述某个时间段内的岩相古地理面貌变迁过程非常精细，但由于编图单元仅限于一个面上，缺乏厚度概念，因此无法表征平面上有利储集相带、烃源岩相带和盖层相带的厚度分布状况、变化趋势和演化规律，然而对石油地质工作者而言，详细了解和精细描述研究区内生、储、盖相带的厚度、分布和变化趋势是最迫切的研究内容，也是编制含油、气盆地岩相古地理图必须表达的关键内容;

(2)以完整的层序作为编图单元，虽然具有很强的等时性，由于一个完整的层序是由分别代表水进扩张的上升半旋回相域(即低位体系域→海或湖侵体系域)和水退收缩的下降半旋回相域(即早期高位体系域→晚期高位体系域)组成，这是两个截然不同的沉积演化过程，由地层过程-响应沉积学原理控制的基准面上升期与下降期的沉积环境往往有很大的差异，特别是物质供给非常充沛的、以河流作用为主和具有较长时间尺度的基准面上升期与下降期两个半旋回相域在地层过程中的沉积环境面貌、水动力条件和沉积作用方式更是大相径庭。因此，在编制陆相地层、特别是河流相和三角洲相地层的等时岩相古地理图时，如采用完整的层序作为编图单元，虽然强调和保证了所编图件的等时性，但由于受上升期与下降期古地理面貌有较大差异的相互干扰影响，所描述的相带展布规律仍然存在模糊失真的缺陷。又由于时间尺度越大的层序(如中、长期和超长期旋回层序)，其上升期与下降期两个半旋回相域的古地理面貌和沉积作用方式的差别亦越大，因此，所采用的等时地层编图单元级别越高，所编图件中描述的相带展布规律失真亦越严重;

(3)在同层序级别的基础上，采用相域(或体系域)作为编图单位，不仅保证了所编图件的等时性，而且由于充分强调了单一基准面上升或下降过程中所具有的沉积环境变迁的相似性、连续性和沉积学响应特征的继承性等发展演化的特点，避免了上升期与下降期两半旋回相域之间由不同方向和性质的地层过程所产生的不同岩相古地理信息之间的相互干扰。因此，与以界面或完整层序为等时地层编图单元编制的图件相比较，在同级别或相当时间尺度的水平上，采用相域(或体系域)为等时地层编图单元编制的岩相古地理图件，更加有效地提高了岩相古地理图的编图精度和有利区块或有利储集相带的预测和评价水平。

三、编图工作流程

同相域等时地层单元地层厚度、砂、砾岩体(或砂层组、小层砂体、单砂体)的厚度及其砂岩密度(或百分含量、砂/地比值)的变化，结合相关的测井相和地震属性等资料的综合研究成果，可最直接、最客观地提供有关砂体成因类型及其时空展布规律的地质信息，因而在编制等时岩相古地理图之前，需要先编制相关编图单元的地层等厚图、砂、砾岩体等厚图和砂岩百分含量等值线图等图件，工作流程如下:

(1)以单剖面精细的沉积相分析和层序地层划分为基础，确定适合研究目标的等时编图单元，在经过同相域编图单元划分和区域等时地层追踪对比后，建立各资料点的统计数据卡片(统计项目和要求按研究需要而定，如表6-4所示内容，能满足大多数精细地质研究的要求)，将所确定的各资料点编图单元的地层厚度、砂、砾岩体(或砂层组)厚度、砂岩百分含量(或砂/泥岩比值)及优势沉积微相分别标定在选定比例尺的工作底图上，先编制相关编图单元的地层等厚图、砂砾岩体等厚图和砂岩百分含量等值线图等图件;

(2)在上述工作的基础上，以地表露头、钻井岩心、测井剖面和地震剖面等资料所描述的优势沉积相、亚相和微相类型的成因分析结果，按层位依次标定相关资料点的沉积亚相和微相类型，并进一步确定不同成因类型的砂、砾岩体(或砂层组)厚度及其密度分布范围;

表6-4基准面旋回层序划分和砂体分布状况数据统计表模板

(3)采用“砂岩密度法”，确定井间的砂体边界和描述相关砂体的连通性和几何形态，在此基础上，以相控模式为指导思想进行井间连线和成图;

(4)需要指出的是，在等时岩相古地理图中所描述的河流、三角洲和水下浊积扇等沉积体系中的各类水道化砂体，大部分具有一定的宽度和分布面积，但这并不是某一瞬间或单一河流旋回的地层过程产物，而是在某个特定时间的间隔内，由众多侧向连续迁移的河道自旋回过程所组成的。因此，岩相古地理图中所标出的某个时期的水道化砂体进积体，也就并非是单个水道于某一瞬间的沉积产物，而是由水道侧向上连续迁移叠置、纵向上频繁分流、复合或废弃的多个旋回复合过程作用的产物，因此，在岩相古地理图中所标出的某个水道砂体并非是单个水道的发育位置，而是指多个自旋回交替连续迁移和叠置的水道活动范围，通常为多个单水道化砂体在侧向上、纵向上和垂向上连续叠置而组成的复合河道砂体。

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编制等时层序-岩相古地理图视频