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砂岩的磨圆度?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-04 04:27   点击:153  编辑:admin   手机版

砂岩的磨圆度?

砂岩是一种沉积岩,主要由各种砂粒胶结而成的,颗粒直径在0.05-2mm,其中砂粒含量要大于50%,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。它是指粒度为2~0.0625mm的砂占全部碎屑颗粒50%以上的陆源碎屑岩。

(二)沉积相特征综述

1.碳酸盐岩台地相

主要分布于研究区的本溪组和太原组,常与海湾泥岩和滨岸沼泽互层(图1-3-5),岩性以灰-暗灰色的泥晶生物碎屑灰岩为主,不同程度地含有泥质,泥质含量向北增多,含、珊瑚、菊石及苔藓类等海相动物化石,常见黄铁矿结核,具波状及块状层理。其中,本溪组和太原组石灰岩的含量在中南部约10%~30%,在东南部的两淮一带达30%~60%。总体上,自北而南,石灰岩的层数和累积厚度增加,赋存层位也逐步升高,有机质含量增加,是油气生成的有利相带。

2.碎屑滨岸带体系

碎屑滨岸带是甚为复杂的地带,大体上,包括湖-堡坝、潮坪、海滩及滨面等。就研究区来看,湖-堡坝、潮坪,及潮道沉积是该沉积体系的主要组成部分。

(1)湖(或海湾)相

主要发育于本溪组和中南部的太原组,东南部两淮地区的山西组(图1-3-6)亦有分布。主要是灰色铝质泥岩、灰黑色泥岩和泥质粉砂岩,泥岩中不同程度地含有粉砂岩和细小云母碎片。具双壳类、腕足类等生物化石,生物种类单调,壳体小,纹饰不明显。含较多的植物碎片。泥岩中多含菱铁矿结核,但个体大小悬殊,直径多为5~10cm。水平层理和缓波状层理发育,也可见块状结构。该沉积相的泥岩在研究区分布广泛,有机质丰富,是烃源岩分布的有利相带。

图1-3-6 山东淄博山西组湖(海湾)相沉积序列模式

图1-3-5 华北石炭―二叠系近岸浅海沉积体系剖面序列模式

(2)潮坪相

研究区内的潮坪沉积分布很广,主要发育于本溪组、太原组下部、中南部的太原组、山西组及上、下石盒子组。由此可见,本区潮坪、潮道沉积有自下而上由北向南迁移趋势。该沉积相的广泛分布是本区地势宽缓,以潮汐作用为主的陆表海环境发育的有力体现。

这一地区的潮坪沉积发育完全,砂坪、混合坪和泥坪均较发育(图1-3-7)。砂坪沉积由中细粒石英砂岩和长石石英砂岩组成,厚1~2m,分选磨圆很好,石英含量多为75%~90%,局部高达95%,杂基含量一般小于10%,为泥晶方解石和硅质,含少量细小云母碎片,具缓倾斜的双向交错层理,亦可见双粘土层。侧向上常过渡为具冲刷底面的潮道沉积;砂泥混合坪在本区很发育,是潮间带的主体沉积,以灰黑色泥岩、粉砂岩和细砂岩互层为特征,单一岩性层厚度常小于5cm。混合坪的沉积构造非常丰富,发育有脉状、波状和透镜状等潮汐环境下的各种层理,另见生物潜穴和逃逸迹等遗迹化石;高潮线附近的泥坪以泥岩和粉砂质泥岩为主,与下伏砂泥混合坪逐渐过渡或直接覆于砂坪之上,多见生物扰动构造,有机质含量一般较高,可见植物化石碎片。

(3)潮道相

图1-3-7 潮坪沉积的垂向序列模式

潮道是发育于潮坪之上的水道(图1-3-7),常对潮坪沉积物进行改造形成含生物介壳的潮道沉积。区内潮道沉积物以含砾中粗粒砂岩和中粗粒砂岩为主,具自下而上粒度变细的正粒序。砂岩成分以石英为主,含量高达90%以上,磨圆较好,分选中等,硅质和泥质胶结为主。发育大型板块和槽状交错层理,纹层倾角一般小于15°,底部具冲刷面,侧向上常过渡为潮坪沉积,向上粒度变细,层系规模变小,过渡为砂坪沉积,见生物扰动构造。该类沉积多发育于研究区中部的太原组和南部的山西组。

(4)堡坝相及滨岸滩坝相

堡坝相主要分布于区内中南部的太原组和山西组。岩性以灰白色中细-中粗粒砂岩常见。局部见细砾岩,颗粒几乎全为石英,结构成熟度很高。砂岩底部具平缓的冲刷面,下部由具板块槽状交错层理和平行层理的中、粗粒砂岩组成,中上部则是由具冲洗交错层理的中细粒砂岩组成,纹层和层系界面都很平直,延伸远,层系之间呈侵蚀接触,交角很小,总体呈楔状。

滨岸滩坝发育于区内中南部的山西组和山东淄博一带的上石盒子组,成分成熟度极高,几乎全由石英组成,中细粒结构,硅质和铁质胶结,碎屑颗粒分选磨圆较好,冲洗交错层理极为发育(图1-3-8),细层2~5cm,层系20~50cm,纹层倾角50°~10°,局部可达20°。

图1-3-8 山西晋东南太原组底部的海滩沉积序列模式

(5)滨岸(泥炭)沼泽相

研究区总体为陆表海环境的性质决定了区内滨岸泥炭沼泽相当发育(图1-3-9)。该相主要分布于太原组、中南部山西组及东南部的上、下石盒子组。该相通常是在湖潮坪或海滩的基础上发育起来的,由于该类环境多受海水侵入的影响,由它所形成的煤层往往硫分较高,同时也因其远离陆地,它所形成的煤层常含夹矸或含少量矸且灰分通常较低。该类沼泽所形成的煤层通常富含镜质组。该组是研究区的主要烃源岩,是油气生成的有利相带。

3.三角洲体系

三角洲沉积在研究区的晚古生代地层中很发育,由北向南,从下部的太原组到上部的上、下石盒子组都有分布。具体一点讲,太原组的三角洲沉积位于研究区的中北部,山西组的三角洲沉积主要位于中、南部,而上、下石盒子组的三角洲沉积则位于研究区的南部。区内的三角洲沉积有两个特点:一是地形平宽,水体较浅,前三角洲沉积很不发育,北部还常出现分流河道直接切入前三角洲沉积;另一是不同程度地受互潮间作用的影响而成的河流与潮汐作用联合控制的三角洲,河口沙坝常受到潮汐作用改造而形成砂质潮坪。

(1)前三角洲

发育于湖海湾 内(图1-3-10),由灰黑色和黑色泥岩夹少量粉砂岩薄层组成,富含炭质碎屑。向上粉砂含量增多。厚度通常较小,约1~2m。具生物扰动构造,常含特化的双壳类动物化石并黄铁矿化,常具水平层理和均匀层理。该相带有机质含量丰富,也是生成油气的主要相带。

(2)三角洲前缘相

三角洲前缘相位于前三角洲泥之上,与其呈过渡接触(图1-3-11),包括远沙坝和河口坝两部分。

图1-3-9 北京西山太原组的滨岸沼泽-潮间潮下带的沉积序列模式

远沙坝主要由细砂岩、粉砂岩和灰黑色泥岩互层组成,总厚度仅几米。单层泥岩、细粉砂岩厚几毫米到数厘米。砂岩分选和磨圆中等至较好,沉积构造十分发育,有水平层理、缓波状层理和沙纹层理及韵律层理等,另可见变形层理。

河口坝覆于远沙坝之上。由中细粒砂岩组成,总厚数米。成分成熟度很高,石英含量在85%以上,分选磨圆也很好,硅质或泥质胶结。交错层理发育,下部以小型交错层理为主,向上变为大型板状和槽状交错层理。由下而上,层系厚度逐渐增大,粒度也逐渐变粗。砂岩层面含炭化植物碎片,偶见海绿石颗粒。河口沙坝常与富含有机质的湖海湾泥岩毗邻,原始粒间孔隙较发育,对储集早期形成的油气较有利,是油气聚集的有利相带。

(3)三角洲平原相

前已述及,本区三角洲的前三角洲很不发育,部分地区三角洲前缘也不太发育,由此导致三角洲平原沉积相对比较发育,在整个三角洲沉积中占很重要地位。该相由分流河道、分流间平原和分流间湾等沉积组成(图1-3-12)。

①分流河道沉积

覆于湖海湾泥岩或三角洲前缘之上。具冲刷底面,其上为含砾石、炭屑及菱铁矿碎块的细-粗粒砂岩,碎屑颗粒分选中等,但磨圆较好,多为钙质和泥质胶结。具板状、楔状和槽状交错层理。自下而上,碎屑粒度变细,层系规模变小。下三角洲平原上的分流河道还受到一定程度的潮汐水流的影响,使得层系间常出现断续的泥披盖,古水流方向离散率增大。由于该相与分流间湾、海湾湖及分流平原沼泽等富含有机质的沉积相毗邻,且原生粒间孔隙较发育,因而是油气聚集的有利相带。

图1-3-11 山西阳泉太原组三角洲前缘沉积序列模式

图1-3-10 滩南水观2井三角洲前缘沉积序列模式

图1-3-12 山西寿阳太原组三角洲平原沉积序列模式

②分流间平原沉积

位于分流河道间,包括天然堤、决口扇和泛滥盆地等沉积。岩性以灰色、黑灰色和杂色泥岩为主,夹粉砂岩、细砂岩、炭质泥岩及薄煤层。其中,砂岩累积厚度也较小。水平层理、小波状层理及块状层理等沉积构造比较发育,生物扰动构造也较常见。含丰富的植物化石及菱铁矿结核。研究区中部及南部上、下石盒子组中,局部蒙脱石、高岭石泥岩发育,其膨胀性和密封性较好,凡厚度较大者(>5m),可能为局部盖层。

(4)分流间平原(泥炭)沼泽

发育于三角洲平原或三角洲前缘之上(图1-3-12)。岩性以灰黑色泥岩、炭质泥岩和煤层为主,煤层累积厚度较大,煤岩组分中的镜质组含量较高。水平层理和波状层理发育,炭化植物碎片及菱铁矿结核十分丰富。富含有机质暗色泥岩及煤层的发育决定了该相成为油气生成的有利相带。

4.曲流河体系

曲流河沉积在研究区内广为发育,垂向结构完整(图1-3-13)。分布于研究区北部的太原组和山西组以及广大地区的下石盒组-石千峰组。自下而上,河流沉积有由北向南逐步推进的趋势。

(1)河道充填相

图1-3-13 山东淄博下石盒子组曲流河沉积序列模式

河道充填相位于河流沉积的下部,底部具起伏不平的冲刷面,其上是断续分布的、呈透镜状的河床滞留沉积,岩性为中细砾岩,分选差但磨圆尚好,砂泥质胶结。河床滞留沉积之上是曲流沙坝沉积,由各种粒度的岩屑或长石石英砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩及长石砂岩组成,含燧石、石英岩及泥砾等岩屑、炭屑及大型树杆化石。碎屑颗粒分选磨圆中等―差,钙、泥质胶结。板状、楔状及槽状交错层理发育。河道沙体多具多阶性,但在每一个阶内,砂岩粒度和层系规模向上变小。河道沙体原始孔渗条件较好,属于有利的原始储集相带。

(2)河道边缘(堤岸)相

河道边缘相覆于河道沉积之上,包括天然堤和决口扇两类沉积。岩性以灰色、灰白色和杂色的细砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩为主,分选磨圆中等―较好,多为泥质胶结,具小型交错层理、波状层理、沙纹层理及水平层理,含植物化石碎片。

(3)泛滥平原相

位于河流层序顶部,由暗灰色、灰黄色及杂色的泥质岩、粉砂岩、细砂岩及薄煤层组成,但以泥岩为主,具水平层理、透镜层理及块状层理,另可见到水体扰动构造及虫迹。泥岩中常见植物化石碎片和铁质结核。煤层通常较薄或呈煤线。

(4)河间(泥炭)沼泽相

岩性以灰绿、棕红和黑灰色泥岩为主,夹粉细砂岩、炭质泥岩和煤层。水平层理及波状层理发育,富含菱铁矿结核。煤层赋存层位自北而南升高,累积厚度多为2~5m,其中的丝质组含量较高,镜质组含量较低,有机质含量较滨海泥炭沼泽相和分流间平原(泥炭)沼泽相要低,属于较差的生烃相带。

5.辫状河体系

低弯度辫状河沉积主要分布于研究区北部的上、下石盒子组中。它与高弯度曲流河沉积的最大区别是河道顶部的泛滥盆地沉积很不发育,河道充填相在整个辫状河沉积中占有极为重要的地位(图1-3-14)。

图1-3-14 北京西山上石盒子组辫状河垂向序列模式

辫状河河道由含砾或砾质的中粗粒岩屑石英砂岩和长石石英砂岩组成,底部常具冲刷面和砾质滞留沉积,底砾岩为泥质和粉细砂胶结。其上是具平行层理、板状层理、槽状层理及楔形层理的含砾或砾质砂岩及砾岩,分选通常较差,但磨圆中等,砂泥质胶结,略具自下而上粒度变细的正粒序。

6.湖泊体系

分布于上、下石盒子组及石千峰组。包括扇三角洲和浅湖盆沉积两部分。

(1)扇三角洲相

分布于北部的北京、唐山一带,是一套呈扇状分布的砂砾岩沉积,由砾岩、砾状砂岩,含砾粗砂岩、砂岩和粉砂岩组成,整体上反旋回,具体河道为向上变细的正粒序,见板状、槽状及平行层理。碎屑颗粒分选磨圆一般较差,成分成熟度变低,主要为岩屑长石砂岩,泥质胶结。

(2)浅水湖泊相

发育于上、下石盒子组及石千峰组的河道间平原上,北东部的北京―唐山一带及中部的临清―邯郸一带均有分布。岩性以棕色、杂色泥岩为主,夹粉、细砂岩和灰绿色薄层泥灰岩,具水平层理和波状层理,含有介形虫、双壳类及鱼化石,偶见赤铁矿鲕粒。

(3)冲积扇体系

分布于北部阴山褶皱带山前沉积盆地边缘的唐山、南票等地的山西组及下石盒子组。下部岩性为黄绿色及褐红色的砂砾岩,上部为少量灰绿、黄绿及杂色泥岩(图1-3-15)。砂砾岩的成分及结构成熟度均较差,砾石略具叠瓦状排列,沉积构造以均匀层理为主,局部洪积层理。

图1-3-15 冲积扇体系沉积序列模式

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