碳酸盐岩层序界面识别标志
碳酸盐岩层序界面及其识别标志(碳酸盐岩与油气储层作业3-长大学长版)
碳酸盐岩层序界面及其识别标志
3、Ⅰ型层序界面的识别标志
⑴ 层序界面
以下的沉积物
具有明显的暴 露、溶蚀等特
征
古岩溶
碳酸盐岩层序界面及其识别标志
3、Ⅰ型层序界面的识别标志
⑵ 斜坡边缘的侵蚀作用 ① 在Ⅰ型层序界面形成时，常常发生明显的斜坡前缘的侵蚀， 导致台地和滩边缘斜坡上部大量沉积物被侵蚀，造成大量碳酸 盐岩砾屑的向下滑塌堆积作用和碳酸盐砂的碎屑流、浊流沉积
碳酸盐岩层序界面及其识别标志
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碳酸盐岩层序界面及其识别标志
1、碳酸盐岩层序界面的形成与海平面 变化的关系 2、碳酸盐岩层序界面类型 3、Ⅰ型层序界面的识别标志 4、Ⅱ型层序界面的识别标志 5、Ⅲ型层序界面的识别标志
1、层序界面的定义及其分类
1）层序界面的基本定义
作用；
② 在碳酸盐缓坡和碳酸盐台地边缘出现的水道充填砾屑灰岩， 以及向陆方向由河流回春作用引起的由海相到陆相、碳酸盐岩
到碎屑岩的转换相沉积物，也是确定Ⅰ型层序界面的标志
碳酸盐岩层序界面及其识别标志
3、Ⅰ型层序界面的识别标志
⑶ 淡水透镜体向海的方向运动 Ⅰ型层序界面形成时发生的另一种作用，就是淡水透镜体向 海或向盆方向的区域性迁移，使得原海相沉积物遭受淡水和混合 水的成岩作用。
型层序界面sb海平面下降幅度在2050或60m之间内台地或内缓坡及其向陆方向遭受暴露型层序界面sb浅滩区遭受暴露海平面上升阶段形成型层序界面sb沉没不整合碳酸盐岩台地三级层序界面分类表1碳酸盐岩层序界面的形成与海平面变化的关系3型层序界面的识别标志2碳酸盐岩层序界面类型4型层序界面的识别标志5型层序界面的识别标志2碳酸盐岩层序界面类型根据碳酸盐岩的沉积体系和层序地层分布模式以及相对海平面变化的反映可识别出三类不同的层序界面即型型型层序界面
碳酸盐岩地层划分及类型识别方法
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。
表3碳酸盐岩现场鉴定方法
立即强烈起 泡，泡径大， 作用时间 短。
较软，易碎，断 面较平坦呈贝 壳状，盐酸作用 后岩石表面与 溶液呈浑浊。
白云质泥
xJU岩
泥质
50-75%
白云质
20-50%
不起泡。
微弱起小 泡，作用时 间短。
较软，易碎，断 面较平坦呈贝 壳状，盐酸作用 后岩石表面与 溶液呈浑浊。
方解石脉有时变紫红色
表2下古生界标志岩性简表
层位
标志岩性
奥
陶
系
中统
1、纯隐晶白云岩
2、白云质隐晶豹皮灰岩
3、砂屑灰岩和含燧石结核灰岩
4、鲕粒白云岩和藻团粒白云岩
5、硬石膏岩
6结晶灰岩
下统
1、 细晶、中晶、粗晶白厶岩 （具砂糖状断口）
2、含燧石结核白云岩
寒
上统
1、竹叶状灰岩（竹叶状砾屑边缘见红色氧化圈）
极少见
常见
结构特征
一般均为致密隐晶质或含生物
结构
见鲕粒，碎屑结构，常见豹斑状结 构及硬石膏假晶，鲕粒溶孔
生物化石
蜓、有孔虫、苔鲜虫、刺皮动物 中的海百合茎经常大量出现呈 肉眼能见到的白色圆点直径
1-3毫米或长方纵面。
肉眼难以见到生物化石
加茜素红-铁氢化钾复 合液试剂反
应
总是呈暗紫红色
灰质变红
白云质有时变蓝
武
系
中统
1、鲕状灰岩（即鱼子状灰岩）
下统
1、含海绿石石英砂岩
2、紫红色页岩（馒头组含大量白云母碎片）
灰质砂岩
砂岩
50-75%
灰质
20-50%
起泡，作用时间、 较短，过量酸作用 后残余砂粒。
碳酸盐岩微相识别标志及研究意义
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。
碳酸盐岩层序界面识别标志研究
１ 碳 酸 盐 岩 层 序 界 面 形成 的 控 制 因素
碳 酸盐 岩层序 的地层 样式 和 岩相 分布 受构 造沉 降 、沉 积物 供 给 、气 候 和全 球海平 面升 降 ４个 主要 变 量 的控制 ］ 。构造 沉 降产生 了沉积 物沉 积空 间 ，同时 ，构造 沉 降作用 也会 影 响碳 酸盐 岩 台地 的暴露 及 化 学侵 蚀 。通 常一级 或 二级层 序 界 面 由构造作 用 控制 ，有 明显 的地层 缺失 或者 角度 不整 合 现象 ＿ 。沉 积 物 ５ ］ 供 给控制 古水 深 ，气 候控 制全 球海 平 面升 降 ，全球 海平 面 升 降变化 控 制 了地 层 的分 布模 式 ，其 与构造 沉 降共 同作 用产 生 了相 对海 平 面 的升降 变化 。因此 ，构造 沉 降 、沉积 物供 给 、气候 和全 球 海平 面 升降共 同 作用 产生 了相 对海 平 面 的升 降变化 ，该 变 化对 碳 酸盐岩 层 序界 面形 成产 生重 要影 响 。
其上 下 岩性 突变 ，上覆 为 灰色亮 晶藻砂 屑灰 岩 ，下 伏 地层 为灰 色 、棕 色 含泥纹 层 泥品灰 岩及 大段 红 色泥
相碳 酸 盐 岩 பைடு நூலகம் 层 油 气勘 探 提 供 参 考 。
［ 键 词 ］ 碳 酸 盐岩 ；层 序 界 面 ；主 控 因素 ；识 别 标 志 关
［ 图 分 类 号 ］ Ｐ ３ ． 中 ５ ９２
［ 献标识码］ Ａ 文
［ 文章 编 号 ］ １ ７ ６ ３—１０ （０ ２ ６ ０ ７ ０ ４ ９ ２ １ ）０ 一Ｎ ２ — ４
碳酸盐岩层序界面识别标志
成岩标志
层序界面形成期间,台地由于沉积环境的变浅甚至暴露, 对于不稳定的碳酸盐岩矿物来说极易发生一些成岩变 化. 界面上下超盐度的、混合水的或渗透-回流成因的白 云岩化作用, 其形成与干旱气候条件下有关. 在高位体系域中形成规模不等的大气淡水透镜体及 喀斯特现象,形成于潮湿气候条件下，发育程度与暴 露时间密切相关. 混合带的硅化作用.
Ⅰ型层序边界识别标志
（3）淡水透镜体向海的方向运动
淡水透镜体渗入碳酸盐岩剖面的程度与海平面下降速率、下降幅度 和海平面保持在低于台地或滩边缘的时间长短有关。 在大规模Ⅰ型层序边界形成时期，当海平面下降75～100米或更多 并保持相当长的时间时，在陆棚上就会长期地产生淡水透镜体， 它的影响会充分地深入到地下，并可能深入到下伏层序。降雨量 大，剖面浅部就会发生明显的淋滤、溶解作用，潜流带出现大量 的淡水胶结物，如不稳定的文石、高镁方解石可能被溶解，形成 低镁方解石沉淀。 一般的海平面下降幅度不超过70～100m。在小规模Ⅰ型层序边界 形成时期，淡水透镜体未被充分建立起来，只滞留在陆架地层的 浅部，没有造成广泛的溶解和地下潜水胶结物的沉淀。 在Ⅰ型层序边界形成时期，在适宜的构造、气候和时间条件下可 能发育风化壳。同时，伴随Ⅰ型界面形成期间，可发生不同规模 的混合水白云化和强烈蒸发作用而引起的白云化
元素地球化学特征
海洋直接与大气相通，陆地相连，表面开阔，所以海 相碳酸盐岩自然会详细而准确地纪录大量过去古温度、 古降水、 古盐度以及古生产力等多方面环境要素的变 化历史。 通过锶同位素、碳氧同位素及微量元素的变化可以确 定海平面变化。 较低的 δ13C 值、87Sr /86Sr 比值和较高的 Mn、Ni、 V、Cr 含量对应着较大的古水深或相对海平面上升; 较高的 δ13C 值、87Sr /86Sr比值和较低的 Mn、Ni、 V、Cr 含量则对应着较小的古水深或相对海平面下降
碳酸盐岩岩性现场识别方法及操作手册-gwp
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。
碳酸盐岩层序分析的微相方法
次生晶粒鲒构微相系列该微相系列主要由晶 粒结构的碳酸盐矿物组成，其晶粒一般明显较粗，以 粉细晶或粗晶结构为主，反映次生的成岩变化作用 的强烈影响，原生的沉积构造多已消失，只能凭残余 的结构及其与上下层序的关系推断其原始沉积环 境。依据矿物成分的不同，又可分为粗晶次生灰岩
３．２．１海进体系域
研究区东部地区发育对早期形成的高位体系域沉积 的成岩改造作用。
在层序中位于初始海侵面（层序底界面）和最大
本区次生晶粒结构微相系列中的粉晶一细晶白
海泛面之问，形成于海平面变化旋回的初始阶段，这 时海平面上升速率较高，碳酸盐的生产速率相对较
云岩微相即可能与低水位时期淡水透镜体迁移造成 的混合水自云石化成岩环境有关。
在一个剖面中，准层序的堆叠方式往往与海平
面 向的 上相逐对渐变增化厚有时关代，表当了准海层侵序体堆系叠域在（剖研面）的中沉表积现，为
向上变薄时则代表了高水位体系域（ＨＳＴ）的沉积， 最厚的准层序即代表了最大海泛面附近的沉积。当 准层序厚度很薄且频繁变化时则代表了层序边界附
近的沉积。在本区这种准层序堆叠方式的变化亦极 为常见，也是本次层序划分中较常用的一种微相标
利用微相方法对岩石微相特征和微相实体的研 究工作。
１微相类型划分
本文首先按矿物组成、微观结构和生物化石（及 其碎屑）组成特征对微相进行类型划分，再按其内在 成因联系将微相类型进行成因系列的划分，以分析 其组合规律及形成环境，探讨由微相特饪所反映的 沉积环境在纵向上的演化特征及平面分布规律，进 而研究微相变化与海平面变化的相互关系。
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地震标志
地震反射特征: 海岸上超的突然向海方向迁移,上覆地层的海岸上超, 下伏地层的顶超及侵蚀截切. 自盆底逐渐向台地方向的大规模的海相上超代表了 沉没不整合的发育.
元素地球化学特征
海洋直接与大气相通，陆地相连，表面开阔，所以海 相碳酸盐岩自然会详细而准确地纪录大量过去古温度、 古降水、 古盐度以及古生产力等多方面环境要素的变 化历史。 通过锶同位素、碳氧同位素及微量元素的变化可以确 定海平面变化。 较低的 δ13C 值、87Sr /86Sr 比值和较高的 Mn、Ni、 V、Cr 含量对应着较大的古水深或相对海平面上升; 较高的 δ13C 值、87Sr /86Sr比值和较低的 Mn、Ni、 V、Cr 含量则对应着较小的古水深或相对海平面下降
碳酸盐岩层序界面识别标志
主要内容
层序界面划分 沉积标志 成岩标志 测井标志 元素地球化学特征 地震标志 Ⅰ型层序边界识别标志 Ⅱ型层序界面识别标志
碳酸盐岩层序界面划分
根据全球或区域性构造运动以及海平面升降的相对幅度 和持续时间的差异， 可将层序界面划分 为 六 级 层 序 ： Ⅰ 级 层 序 持 续 时 间 超 过50 Ma， Ⅱ级层序持续时间在 3 ～ 50 Ma， Ⅲ级层序持续时间在 0. 5 ～ 3 Ma， Ⅳ级层序为 0. 08 ～ 0. 5 Ma， Ⅴ级层序 0. 03 ～ 0. 08 Ma， Ⅳ级层序 0. 01 ～ 0. 03 Ma
碳酸盐岩层序界面划分
Ⅰ级层序界面一般对应全球性和大区域的构造运动，由古构 造运动、 构造应力场转换或海平面大规模下降造成的区域性 不整合界面， 常常代表着盆地基底面或盆地收缩时的古风化 剥蚀面。 这种界面与区域构造事件相吻合，是构造旋回划分的标志， 与全球性大规模海平面下降一致，其沉积间断时间可达数百 至千万年，部分地区有时可达一亿多年， 常常表现为区域性 的角度不整合和经历强烈剥蚀的平行不整合， 很少出现整合 接触
元素地球化学特征
地球化学特征: 层序界面处古风化壳 中碳酸盐岩的 δ13C 值 和 δ18 O 值明显偏负 ， 粘土和大量的氧化矿 物组合也是直接表现出 独有的地球化学特征。
地震标志
地震反射剖面上最常见的反射波组合关系分别对应于 整合层序界面和不整合层序界面。 层序内部反射相对整一,层序边界的主要识别标志是 地震反射终止方式,并兼顾地震内部反射结构 指示层序界面的反射波终止形式有上超、下超、顶 超、底超及削截等。 上超和下超为指示层序底界面的反射，属于沉积 型不整合 顶超和削截指示层序顶界面的反射，对应侵蚀暴 露型不整合，
Ⅳ—Ⅵ级层序界面则对应主要海泛面和次级海泛面， 以及其他沉积事件面，主要由海平面变化以及与之伴 生的沉积速率变化所形成， 局部可以出现短期的暴露 或者侵蚀作用导致少量地层缺失，因而，仅局部可以 出现平行不整合，大部分地区表现为整合接触。
碳酸盐岩层序界面划分
较大级次的层序界面 ( Ⅰ到Ⅲ级) 与各种不整 合面相对应， 较小级次的层序界面主 要与海泛面或局部的沉 积事件相对应。
碳酸盐岩层序界面划分
Ⅲ级层序界面往往对应局部 性的构造运动和海平面较小 规模的下降，局部沉积间断 时间可达数万年。 常常表现为局部的低角度 不整合和经历较弱剥蚀的 平行不整合，盆地中心多 为整合接触。 地震剖面上表现为上超或 顶超， 钻井中多表现为沉积旋回 的转换， 在盆地内可进行 对比
碳酸盐岩层序界面划境的变浅甚至暴露, 对于不稳定的碳酸盐岩矿物来说极易发生一些成岩变 化. 界面上下超盐度的、混合水的或渗透-回流成因的白 云岩化作用, 其形成与干旱气候条件下有关. 在高位体系域中形成规模不等的大气淡水透镜体及 喀斯特现象,形成于潮湿气候条件下，发育程度与暴 露时间密切相关. 混合带的硅化作用.
沉积标志
（2）沉积物空间堆积样式的变化 沉积物内部空间堆积样式主要是进积、加积和退积。 如果堆积样式发生变化,如由进积过渡到退积,说明相对 海平面由下降转变为上升。
沉积标志
（3）沉积相的变化 碳酸盐沉积物对海平面变化非常敏感,因此其相带变化 实际反映相对海平面的升降。依据沉积相带的转变， 可以识别划分层序界面： 当界面上下的2个相是Walther相律中2个相邻的相，若 浅的相位于深的相之上。则代表沉积相向盆地方向迁 移，即海平面相对下降； 当海平面下降而致使沉积岩层出露地表时，将引起沉 积作用的中断，形成沉积间断面。在界面上下，发生 沉积环境、岩性、岩相组合的突变。
碳酸盐岩层序界面划分
Ⅱ级层序界面多由明显的海平面下降造成的， 并伴随着区域性 的构造运动。沉积间断时间可达数十至数百万年。这类不整合 面在盆地不同部位表现为不同的性质， 盆地边缘带或隆起区常常表现为局部的角度不整合和经历较 强烈剥蚀的平行不整合， 地震剖面上见削截和( 或) 顶超现象。 盆地内部可由无沉积作用到连续沉积， 盆地中心部分地区可出现整合接触， 地震剖面上表现为上超至平行整一。
沉积标志
沉积间断面特征 沉积物空间堆积样式变化 沉积相的连续性
沉积标志
（1）沉积间断面
层序顶界面附近出现的局部白云石化作用、小型喀斯特作 用、干裂构造和暴露后脱水收缩、角砾岩化等; 大的古风化暴露面常具明显的成壤化特征.另外,铁质、铝质、 钙质风化残积物也是最常见的产物.小的间断面则常表现为 一些薄的成壤化面及钙结壳面.它们主要分布于潮缘带准层 序的顶部。 短间隔密集分布的小间断面常能反映大的三级层序界面的 发育. 除有时存在明显的角度关系外，不整合界面下往往由于暴 露侵蚀、 岩溶作用，出现古岩溶所形成的地貌、 洞穴、 机 械及化学充填， 滑塌角砾岩等现象 。
测井标志
层序界面上下地层沉积物特征、成岩作用特征存在突 变，自然电位、自然伽马等测井曲线均存在一定的响 应，因此可以利用测井曲线作为识别层序界面的辅助 标志
测井标志
测井响应特征: 暴露不整合的存在处自然伽 马、 能谱测井曲线 U 元素明 显偏大， Th /K ＞ 7， 上下地层和沉积岩石组合出 现特殊的测井响应