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岩石深水鑽井代理加盟

發布時間: 2021-07-10 04:31:25

① 鑽井第一個岩石出了一點水又鑽到岩石會出水嗎

鑽井出一點水肯定再鑽也會出水的,因為聯通的。

② 地下岩石一百米深水能喝嗎

取樣去質檢部門化驗檢測,看是否達到飲用水標准,安全最重要。

③ 深水鑽井的介紹

深水鑽井,一般是指海上作業水深超過900米,工業上常用深水和極端水深來區別。極端水深指大於1500米 的水深。當現有的石油儲量開采比例不斷增加,勘探新的石油資源就迫在眉睫。海洋深處是石油開發的寶域,近年來,世界許多國家都開始進行深水鑽井方面的研究。 目前,世界上深水鑽井最活躍的地區是:墨西哥灣、西非和巴西。到目前為止,在水深達到 1800米處進行石油開采已經是可以實現的。

④ 盤錦平衡車代理,加盟,批發有么

鑽井的批發市場,現在搬到遼西小食品城,興隆台地區幾乎都是在那批的

⑤ 世界深水油氣勘查

一、內容概述

全球海洋石油蘊藏量超過1000×108 t,其中已探明儲量約為380×108t,佔全球石油資源總量的34%,目前已有100多個國家在進行海上石油勘探與開發,其中對深海進行勘探的有50多個國家。在深水領域,隨著鑽探技術的進步,鑽井深度不斷加深,深水的定義也在不斷擴大。1998年以前,只要離開大陸架即水深大於200m就被認為是深水,1998年以後水深定義擴大到300m,而現在普遍認為水深大於500m才為深水。始於20世紀40年代的海上石油工業,用了近30年的時間實現了在100m水深的海域生產油氣,又用了20多年實現了近2000m水深的海域的油氣生產,最近10年油氣生產已接近3000m水深的海域。深水油氣勘探開發,已成為當今世界油氣增儲生產及油氣資源戰略接替的重要新領域和油氣勘探開發的發展趨勢與新亮點(何家雄等,2006;林聞等,2009)。近年來,深水油氣勘探取得了重要進展,在西非(圖1)、澳大利亞西北大陸架集中發現了一批油田。深水油氣在盆地分析、烴源層、油氣圈閉等方面取得了一定的進展。

圖1 2000~2007年西非近海油氣大發現

(據Database,2012)

Worrall et al.(2001)把全球深水盆地劃分為四類:①由大型河流供應沉積物的具塑性層(鹽、泥)的盆地;②由小型河流供應的具塑性層盆地;③由小型河流供應的無塑性盆地;④發育非深水儲層的盆地。目前,世界75%的深水儲量發現分布在前兩類盆地中。與其他含油氣盆地相比,深水盆地具有一些顯著特徵:它們的油氣是近期生成和運移的(5~10Ma以來),並且所有的油氣系統構成要素,包括構造、地層結構、運移路徑和蓋層的封閉能力等,都在不斷地變化中(Paul Weimer et al.,2011;姚根順等,2012)。

深水儲層體系中的產層包括不同的結構單元,每個盆地不同結構單元的產量所佔比例變化很大,油氣產能主要來自席狀砂、水道沉積和薄層狀天然堤。例如墨西哥北部深水區,60%的產能來自席狀砂,25% 來自水道沉積,15% 來自天然堤中的薄層沉積(Lawerene,2000)。

烴源岩定義為能夠生成和排除足夠油氣,並形成氣藏和油藏的任何岩石。深水潛力烴源岩既可以是陸相的也可以是深海相的。裂谷期湖相烴源岩已證實為良好烴源岩,如巴西坎普斯盆地和西非的安哥拉裂谷盆地都是由湖相烴源岩生油的深水盆地(姚根順等,2012)。有機質豐富的烴源岩提供了該區深水油氣系統最好的油氣來源,而且可以垂向運移到比湖相儲層具有更好孔隙度和滲透率的上覆儲層中。海相烴源岩可以在張裂後任何時期形成,在同一盆地有不同的時代變化。另一種可能的超深水烴源岩是再搬運的有機質,來源於赤道地區的三角洲平原。在新生代低位域,分散有機質被搬運到深水區(Guritno et al.,2003)。在深水陸坡盆地,這類烴源岩比原來想像的要普遍,能夠形成相當數量的油氣,如汶萊西北和汶萊東部的Kutei盆地。如果埋深足夠大,深水盆地往往可以有多套烴源層或生油層,例如加彭和安哥拉之間的西非大陸邊緣深水區至少有3套生油層(Tari,2006)。

深水油氣圈閉類型以大型構造為主,最典型的構造特徵是發育在深水區或超深水區由鹽塑性運動或滑脫運動形成的各類圈閉,如龜背斜、滾動構造、鹽岩構造以及由三角洲砂體或濁積砂體形成的岩性和復合圈閉等。近年來的研究強調各種深水頁岩封堵能力的差異,並將這些差異同蓋層岩石與體系域的沉積位置聯系起來。Almon et al.(2002)分析了美國Wyoning南部上白堊統lewis組中頁岩的封堵能力,它們根據岩石學和汞柱毛細管壓力確定了6種主要微相。Soyinka和Slatt(2004)用激光粒度分析了頁岩中粒度頻率分布曲線的細微變化,並將其與深水沉積過程聯系起來。所有的研究表明封堵能力隨黏土含量的增加而升高,不同體系域中的頁岩具有不同的封堵能力。在海侵體系域頂部的頁岩由於它們的沉積速率低,不含粉砂,通常具有好-極好的封堵能力。在高位體系域和低位體系域的陸坡扇和進積復合體部分的頁岩,都富含粉砂,所以封堵能力差。Tari et al.(2003)總結了各種與產油圈閉有關的鹽構造,主要包括3種:與鹽底劈相鄰或相關的圈閉;不與鹽相鄰但與鹽層流動有關的圈閉;位於岩層下方的圈閉。

二、應用范圍及應用實例

巴西大坎普斯盆地深水區已經成為全球近年來大發現的一個熱點和亮點。2000~2007年發現了10個大型油氣田。目前,探明油氣儲量達6.25×108t。大坎普斯盆地包括坎普斯盆地、桑托斯盆地和埃斯皮里圖桑托盆地3個盆地,由於盆地相鄰,且地質特徵相似,統稱為大坎普斯盆地。大坎普斯盆地屬於典型的大西洋型被動大陸邊緣盆地,沉積了非海相、海陸過渡相和海相3套巨厚層序。大坎普斯盆地烴源岩為下白堊統紐康姆階拉格菲組湖相黑色頁岩;儲層為上白堊統、中始新統、上漸新統的厚層海相濁積砂岩,鹽下儲層及古近系圈閉是重要的勘探目標;蓋層為泥岩夾層和蒸發鹽岩。其圈閉類型以鹽構造圈閉和岩性地層圈閉為主。大坎普斯盆地生儲蓋層匹配完美,其主力烴源岩為下白堊統黑色湖相頁岩,有機碳含量高達5%~6%,厚達數百米,分布范圍廣,是罕見的優質生油岩。主力產層的岩性為濁積砂岩,並被緻密鹽岩層分隔為鹽上和鹽下2套儲集體系。大坎普斯盆地位於水深3000m的聖保羅地台之上,且整體處在斷裂轉換帶上,斷層發育且未切穿上覆蓋層,同時該區發育4個大的不整合面,與轉換斷裂一起為油氣提供了良好的輸導條件,下部烴源岩中的油氣通過斷層和不整合面經垂向和側向運移聚集在油氣圈閉中(圖2)。

該礦床主要特點為:①在被動大陸邊緣,具備油氣生成和保存的物質條件,且盆地深部容易形成大量的裂隙和破裂,以便增加儲層的孔隙度和滲透率,利於油氣排出和運聚;②含油氣系統的油氣成藏事件匹配良好,特別是良好的烴源岩、斷裂構造和不整合面為油氣生成、運移與聚集提供了途徑與動力條件;③蒸發相膏鹽岩可塑性強,可有效化解後期斷裂的破壞作用,同時為油氣成藏充當絕佳蓋層。

圖2 巴西大坎普盆地油氣藏及油氣疏導體系模式圖

(據Mello,1997)

三、資料來源

何家雄,夏斌,施小斌等.2006.世界深水油氣勘探進展與南海深水油氣勘探前景.天然氣地球科學,17(6):747~752

林聞,周金應等.2009.世界深水油氣勘探新進展與南海北部深水油氣勘探.石油物探,48(6):602~620

王宇,蘇勁,王凱等.2012.全球深層油氣分布特徵及聚集規律.天然氣地球科學,23(3):526~534

姚根順,呂福亮等.2012.深水油氣地質導論.北京:地質出版社,1~608

Cardador M H,CuevasA L,Watanabe H et al.2003.ExPerimental evaluation of hydrocarbon detection with the long⁃offset time⁃domaineleetr magnetie method in the eretaeeous carbonates of the Tam Pie⁃Misantla basin,Mexico.Journal of Applied Geophysics,52(2~3):103~122

Guritno E,Salvadori L,Syaaiful M et al.Deep water Kutei basin:A new petroleum province.Proceedings of the Indonesian petroleum association,29th annual convention,October 22

Mello M R,Katz B J.1997.Petroleum Systems of South Atlantic Margins.AAPG Memoir 73

Tari G,Molnar J,Ashton P.2003.Examples of salt tectonics from West Africa:a comparative approach Arthur,D S Macgregor and N R Cameron,eds.,petroleum geology of Africa:New themes and developing technologies.Geological Society,London,Special Publication 207,85~104

Worral D M,Bourque M W et al.2001.Exploration in deep water basins,Petroleum system of deep basins:Global and Gulf of Mexio experience.Gulf coast section⁃SEPM foundation Bob F.Perkins Twenty⁃first Annual research conference,21st Annual Gulf coast section⁃SEPM research conference,71~86

⑥ 常見陸源碎屑岩岩石類型

碎屑岩按碎屑顆粒的大小,可分為礫岩(角礫岩)、砂岩、粉砂岩、泥質岩。

1.礫岩(角礫岩)

礫岩和角礫岩合稱為粗碎屑岩。礫岩是指圓狀、次圓狀的礫石(粒徑>2mm的碎屑)含量超過50%的岩石(圖9-5a);角礫岩是指稜角狀和次稜角狀的礫石含量超過50%的岩石(圖9-5b)。礫岩和角礫岩可按礫石的大小、成分及成因等進一步劃分。

圖9-5 礫岩和角礫岩

按礫石大小,可將粗碎屑岩細分為:巨礫岩或角礫岩(礫石直徑>256mm)、粗礫岩或角礫岩(礫石直徑為64~256mm)、中礫岩或角礫岩(礫石直徑為4~64mm)和細礫岩或角礫岩(礫石直徑為2~4mm)。

按礫石成分,可將粗碎屑岩細分為:單成分礫岩或角礫岩(75%以上的礫石都為相同的成分,如石英岩礫岩)和復成分礫岩或角礫岩(任何一種成分的礫石的含量都達不到75%)。

按成因,可將粗碎屑岩劃分為滑坡角礫岩、洪積礫岩、河成礫岩、湖成礫岩、濱海礫岩、濁積(海底扇)礫岩、冰磧礫岩以及溶洞角礫岩等。

按賦存層位,可將粗碎屑岩劃分為底礫岩(位於層序底部,與下伏岩層呈不整合或假整合接觸,礫石分選性好、圓度好、成熟度高,代表長期侵蝕間斷的產物)和層間礫岩(位於連續沉積的地層內部,其上下無沉積間斷,岩性可以相同,通常是當地岩石邊沖刷、邊沉積形成)。

常見的粗碎屑岩有以下類型:

石英岩礫岩礫石以石英岩、燧石岩、脈石英等為主,中—細礫級,分選、磨圓較好,顆粒支撐。常見膠結物為石英、方解石、赤鐵礦等。

火山岩礫岩礫石主要為火山岩或火山凝灰岩,單成分或復成分,多中礫級,中等分選磨圓,礫石之間常分布砂級沉積基質(砂基)或泥砂混基,砂基成分與礫石成分相近,但有較多石英、長石單晶。膠結物通常為泥質、鈣質或鐵質。

石灰岩角礫岩或礫岩礫石以石灰岩為主或全部為石灰岩,粒度變化較大,可以為粗礫、中礫或細礫,多次角—次圓狀,分選好到差,含較多泥基或泥砂混基,有時也可被方解石膠結。

復成分礫岩礫石成分復雜,常見岩漿岩、沉積岩和變質岩礫石混生,穩定和不穩定礫石比例不定,但不穩定礫石常常較多,圓度中等,分選中等到差。多泥基或混基,混基成分也很復雜。化學膠結物較少,有時有石英膠結物。

如果沒有強烈交代,礫石內部的礦物成分和結構(有時還有構造)與提供它的母岩沒有本質差異。古礫石層往往是重要的儲水層。礫岩的膠結物中常含有金、鉑、金剛石等貴重礦產。研究礫岩還可以了解礫岩生成時的地質背景,巨厚的礫岩幾乎都形成於大規模的造山運動之後,礫岩的成分、結構、礫石的排列方位以及礫岩體的形態可反映母岩的成分、剝蝕和沉積速度、搬運距離、水流方向等。

2.砂岩

砂岩又稱中碎屑岩,是指含50%以上砂級陸源碎屑的沉積岩類。在大陸的沉積地層中,砂岩大約佔25%,是最重要、也是研究得最多的沉積岩類之一。砂岩的沉積環境比粗碎屑岩廣闊得多,主要沉積在河流、沙漠、湖泊等大陸環境、河海過渡三角洲環境、淺海至深海環境,並與粗碎屑岩、粉砂岩、泥質岩、碳酸鹽岩等共同構成各種各樣的垂向序列。

砂岩具有重要的經濟意義,它和碳酸鹽岩是兩類最重要的油氣儲集岩類,砂岩也是地下淡水的巨大存貯庫,純凈的石英砂或石英砂岩還是廉價的玻璃工業原料。

(1)砂岩的一般特徵

砂岩多以較穩定的層狀產出,砂體外形可呈席狀、丘壟狀、水道充填狀和扇狀等。砂岩的沉積構造極為豐富,特別是各種層理、波痕構造非常發育。除了與石灰岩共生或過渡的砂岩中可含一些方解石質自生顆粒(主要是生物碎屑、內碎屑和鮞粒)以外,砂岩中的沉積組分主要是砂級陸源碎屑和沉積基質。砂級陸源碎屑(砂粒)以單晶碎屑最常見,有些砂岩也可含相當多的岩屑。單晶碎屑主要是石英和長石,另有少量雲母和重礦物。岩屑主要有燧石岩、酸性噴出岩、細粒片岩、片麻岩等,有時也可出現中性,甚至基性火山岩或火山凝灰岩、泥質岩的岩屑。砂岩中的基質以粘土為主,也包括細粉砂級碎屑,稱為泥基或雜基,某些與碳酸鹽岩共生的砂岩也可以有碳酸鹽質的泥晶基質。

砂岩的成岩以膠結為主,常見膠結物有石英、方解石、赤鐵礦、海綠石、石膏等。特殊膠結物有菱鐵礦、綠泥石、重晶石、沸石等。由沉積基質起膠結作用的砂岩也較常見。

(2)砂岩的分類命名

根據研究目的、研究程度的不同,可使用不同的砂岩分類命名方案。

圖9-6 砂岩成分分類

按主要砂粒的粒徑,可將砂岩分為:極粗砂岩(主要砂粒的粒徑為2.0~1.0mm);粗砂岩(主要砂粒的粒徑為1.0~0.5mm);中砂岩(主要砂粒的粒徑為0.5~0.25mm);細砂岩(主要砂粒的粒徑為0.25~0.1mm);極細砂岩(主要砂粒的粒徑為0.1~0.05mm)。

按雜基的含量,可將砂岩分為:凈砂岩(雜基含量較少或無雜基)和雜砂岩(雜基含量超過15%)兩類。雜砂岩也叫硬砂岩、瓦克岩。

按砂粒成分,選擇單晶石英、單晶長石和全部岩屑作為端元組分,用三角形圖分類方法,可將砂岩分為:石英砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩、長石石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑長石砂岩、長石岩屑砂岩7種類型(圖9-6)。

(3)砂岩的主要岩石類型

石英砂岩碎屑物質中90%以上為單晶石英,有少數燧石和硅質岩屑等。重礦物很少。膠結物常為硅質,次生加大膠結現象普遍。膠結類型以孔隙式為主(圖9-7a),有時呈鑲嵌式膠結(圖9-7b)。石英砂岩中豐富的石英,一般是在構造穩定、地形起伏不大、溫暖潮濕氣候條件下,由富含石英的母岩(花崗岩、花崗片麻岩、變質石英岩等),遭受強烈的化學風化,並經過長距離搬運在濱海或淺海地區沉積而成。

圖9-7 砂岩

長石砂岩是主要由碎屑石英和長石組成的砂岩,長石碎屑含量超過25%。長石砂岩中的長石多為正長石、微斜長石和酸性斜長石(圖9-7c、d)。顏色常為紅色或黃色。其形成很大程度上取決於母岩成分,首先要有富含長石的母岩,如花崗岩、花崗片麻岩。另外還需要有利的古構造、古地理和古氣候條件。在構造運動強烈的地區,地形起伏也大,花崗岩基底隆起遭受強烈侵蝕,侵蝕產物迅速堆積,而形成厚層的長石砂岩。

岩屑砂岩是主要由碎屑石英和岩屑組成的砂岩,岩屑含量超過25%。岩屑砂岩中岩屑成分多種多樣,隨母岩而異,常見硅質岩屑(圖9-7e)。岩屑砂岩顏色較深,為灰、灰綠、灰黑色,淺色者少見。岩屑砂岩多形成於強烈構造隆起區附近的構陷帶或拗陷盆地中,由母岩迅速剝蝕、快速堆積而成。岩屑砂岩可以是陸相的,也可以是海相的。

雜砂岩是分選不好、泥砂混雜的砂岩。一般含石英較少,且多呈稜角狀。含有不同比例的長石和岩屑,常含少量雲母。長石主要是斜長石,岩屑多種。富含雜基是雜砂岩的基本特徵(圖9-7f),雜基成分以綠泥石、水雲母常見。雜砂岩的形成條件與長石砂岩或岩屑砂岩類似,即快速侵蝕、搬運和沉積形成的,但雜砂岩可在不同的氣候條件下形成。典型的雜砂岩常堆積在急速沉降的濁積岩或復理式建造中。

3.粉砂岩

主要是由粉砂碎屑(粒徑0.0625~0.0039mm)組成的沉積岩。粉砂岩的碎屑組分比較簡單,以石英為主,有時含較多的白雲母。填隙物有鈣質、鐵質及粘土質等。粉砂岩中常具有薄的水平層理,沉積物含水時易受液化產生變形層理及其他滑動構造。

按粉砂粒徑,可將粉砂岩分為:粗粉砂岩(粒徑為0.0625~0.0312mm)和細粉砂岩(粒徑為0.0312~0.0039mm)。

按混入物成分,可將粉砂岩分為:泥質粉砂岩、鐵質粉砂岩、鈣質粉砂岩等。

按碎屑成分,可將粉砂岩分為:白雲母粉砂岩、石英粉砂岩、長石粉砂岩等。較常見的是石英粉砂岩(圖9-8)。

圖9-8 粉砂岩

粉砂岩的顏色多種多樣,隨混入物的成分不同而變。粉砂岩是在經過了長距離搬運、水動力條件比較安靜、沉積速度緩慢的環境下形成的。在橫向上和縱向上可漸變成砂岩或粘土岩,並構成韻律性層理。從沉積環境看,粉砂岩多分布於河漫灘、三角洲、潟湖、沼澤和海湖的較深水部位。

我國是世界上黃土最發育地區,厚度之大居世界之首。黃土呈淺黃色或棕黃色,是具有一系列特殊性質的半固結粉砂岩。其特點是質地均勻,以手搓之易成粉末,並含有多量的奇形怪狀的鈣質結核。黃土中的礦物成分以石英為主,也含有長石、碳酸鹽和粘土礦物。混入物以鈣質為主。

4.泥質岩

泥級質點(粒徑<0.0039mm)含量超過50%的沉積岩稱泥質岩,疏鬆未固結的泥質岩稱為粘土,固結成岩者稱為泥岩和頁岩。泥質岩與粉砂岩(即細碎屑岩)總量約占沉積岩總量的60%~70%,是分布最廣的沉積岩。粘土(泥岩、頁岩)具有獨特的物理性質,如可塑性、耐火性、燒結性、膨脹性、吸附性等,在工農業方面有著廣泛的用途。

(1)泥質岩的一般特徵

大多數泥質岩是母岩風化產物中的細碎屑物質呈懸浮狀態被搬運到沉積場所,以機械方式沉積而成的。粘土礦物是泥質岩中最主要的礦物成分。粘土礦物很細小,它們的結晶大小一般不超過1~2μm。粘土礦物種類繁多,在粘土岩中分布最廣的是高嶺石、水雲母、蒙脫石、綠泥石、凹凸棒石等。

泥質岩的化學成分主要是SiO2、Al2O3及鐵的氧化物等。泥質岩的顏色取決於粘土礦物的成分、雜質礦物的成分、有機質及所含色素的顏色。單一成分的高嶺石粘土(泥岩、頁岩)、水雲母粘土(泥岩、頁岩)等,常呈白色、淺灰色,淺黃色等;某些粘土(泥岩、頁岩)中含細分散狀的鐵的氧化物和氫氧化物,則呈紅色、紫色、棕色、黃色或玫瑰色等;含錳的氧化物時則呈褐色或黑色;含分散狀有機質和硫化鐵時呈灰色或黑色;若粘土(泥岩、頁岩)中含有較多的海綠石、綠泥石、孔雀石、藍銅礦時,則呈綠色或藍色。大多數泥質岩都呈比較穩定的層狀,常與砂岩、粉砂岩共生或互層。

(2)泥質岩的分類命名

按固結作用強度將泥質岩分為未固結的粘土、已固結的泥岩和頁岩。泥岩無頁理,頁岩具有頁理(圖9-9a)。按礦物成分及其性質,將泥質岩(粘土)分為高嶺石粘土、蒙脫石粘土、海泡石粘土、凹凸棒石粘土等。

(3)泥質岩的結構

按粘土、粉砂和砂的相對含量,劃分為泥質結構、粉砂泥質結構和砂泥質結構。

按粘土礦物集合體的形狀,劃分為蠕蟲狀結構和鮞狀及豆狀結構等:蠕蟲狀結構主要見於高嶺石泥岩中,岩石中含有高嶺石重結晶形成的粗大蠕蟲狀晶體(圖9-9b),直徑達2~3mm,長可達20mm。鮞狀及豆狀結構是在沉積過程中粘土質點圍繞某個核心凝聚而成的結構,粒徑不足2mm者稱鮞粒,超過2mm者叫豆粒。

圖9-9 泥質岩

(4)泥質岩的主要岩石類型

鈣質泥岩和頁岩岩石中含有碳酸鈣,分布很廣。

鐵質泥岩和頁岩岩石中含有鐵質礦物,構成所謂「紅層」,是由於沉積物在陸相乾旱、半乾旱氣候條件的氧化環境下,被三價鐵渲染所致。

硅質泥岩和頁岩SiO2可達85%以上。由於在硅質泥岩和頁岩中常保存有硅藻、海綿和放射蟲化石,一般認為硅質的來源與生物有關,也可能和海底噴發的火山灰有關。

炭質頁岩含大量植物化石和炭化有機質,黑色、能染手。灰分超過30%。是湖泊、沼澤環境下的產物。常在煤系地層中,構成煤層的頂板與底板。

黑色頁岩岩石中含有較多的有機質或細分散狀的硫化鐵而呈黑色。外貌與炭質頁岩相似,其區別在於不染手。形成於缺氧、富含H2S的較閉塞海灣和湖泊環境。

油頁岩是含有一定數量乾酪根(>10%)的頁岩。顏色有淺黃、黃褐、暗棕、棕黑、黑色等。其特點是比一般的頁岩輕,易燃,並發出瀝青味及流出油珠。油頁岩屬於頁岩的范疇,但具有腐泥煤的特徵,也有人稱其為「高灰分的腐泥煤」,是在閉塞海灣或湖沼環境中由藻類及浮游生物等低等生物遺體在隔絕空氣的還原條件下形成的。

高嶺石粘土簡稱高嶺土。是一種以高嶺石族礦物為主要成分、質地純凈的細粒粘土,首先發現於我國江西景德鎮附近的高嶺村而得名,是第一個以中國地名命名的礦物學名詞。高嶺土外觀呈白、淺灰等色,含雜質時呈黃、灰、黑色等。緻密塊狀或疏鬆土狀,有滑膩感,硬度小於指甲。相對密度2.4~2.6。乾燥後粘舌,有吸水性。耐火度達1770~1790℃。可塑性低,粘結性小,具良好的絕緣性和化學穩定性。純凈的高嶺土煅燒後色白,白度可達80%~90%。是陶瓷、造紙、橡膠等工業的重要原料。

蒙脫石粘土又稱膨潤土、膨土岩、斑脫岩。是一種以蒙脫石為主要礦物成分的細粒粘土。膨潤土的外觀一般呈白色、粉紅色、淺灰色、淡黃色,當被雜質污染時可呈灰綠色、紫棕色及其他較深的顏色。塊狀或土狀,有滑感。疏鬆土狀者光澤暗淡,緻密塊狀者呈蠟狀光澤。硬度1~2,性柔軟。相對密度2~3。吸水後體積膨脹,最大吸水量為其體積的8~15倍。具高可塑性和良好的粘結性,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀,還具有陽離子交換的特性。膨潤土是重要的工業礦物原料之一。

海泡石粘土是一種以海泡石為主要成分的粘土。外觀呈黃褐、深灰、灰白等色,土塊狀,質軟而輕,硬度1~2,相對密度2.4~2.65,具有黏性和可塑性,手觸之有滑感。加水後能調成糊狀,干後用錘擊之可留下錘痕。主要用途是用作吸收劑,用來凈化、脫色和精製油、脂肪、蠟、樹脂、啤酒、水等。另一重要用途是製作抗鹽耐高溫鑽井泥漿,用於含鹽地層和海上石油鑽探。

凹凸棒石粘土是一種以凹凸棒石為主要成分的粘土。它的外貌與一般粘土無異,尤其是與蒙脫石粘土極為類似,而且兩者常常共生。其野外鑒定標志是外觀為土狀,呈青灰、灰白、鴨蛋青色,土質細膩、有滑感,濕時具黏性和可塑性,干後質輕、收縮小。將它投入水中,嘶嘶發響,並崩散成碎塊,但不膨脹。凹凸棒石粘土的性能和海泡石粘土一樣,具有熱穩定性、抗鹽性、吸附性及較高的脫色能力,在工業中有著廣泛用途。

⑦ 常見的陸源碎屑岩岩石類型

碎屑岩按碎屑顆粒的大小,可分為礫岩(角礫岩)、砂岩、粉砂岩、泥質岩。

1.礫岩(角礫岩)

(1)礫岩(角礫岩)的一般特徵

礫岩和角礫岩合稱為粗碎屑岩。礫岩是指圓狀、次圓狀的礫石(粒徑>2 mm的碎屑)含量>50%的岩石(圖9-6A);角礫岩是指稜角狀和次稜角狀的礫石含量>50%的岩石(圖9-6B)。礫岩和角礫岩可按礫石的大小、成分及成因等進一步劃分。按礫石大小,可將粗碎屑岩細分為:巨礫岩或角礫岩(礫石直徑>256mm);粗礫岩或角礫岩(礫石直徑為64~256mm);中礫岩或角礫岩(礫石直徑為4~64mm)和細礫岩或角礫岩(礫石直徑為2~4mm)。

圖9-6 礫岩和角礫岩

(2)礫岩(角礫岩)的分類

按礫石成分,可將粗碎屑岩細分為:單成分礫岩或角礫岩(75%以上的礫石都為相同的成分,如石英岩礫岩);復成分礫岩或角礫岩(沒有哪一種成分的礫石的含量達到75%)。

按成因,可將粗碎屑岩劃分為滑坡角礫岩、洪積礫岩、河成礫岩、湖成礫岩、濱海礫岩、濁積(海底扇)礫岩、冰磧礫岩以及溶洞角礫岩等。

按賦存層位,可將粗碎屑岩劃分為底礫岩(位於層序底部,與下伏岩層呈不整合或假整合接觸,礫石分選性好、圓度好、成熟度高,代表長期侵蝕間斷的產物)和層間礫岩(位於連續沉積的地層內部,其上下無沉積間斷,岩性可以相同,通常是當地岩石邊沖刷、邊沉積形成)。

(3)礫岩(角礫岩)的主要岩石類型

常見的粗碎屑岩有以下類型:

◎石英岩礫岩:礫石以石英岩、燧石岩、脈石英等為主,中-細礫級,分選、磨圓較好,顆粒支撐。常見膠結物為石英、方解石、赤鐵礦等。

◎火山岩礫岩:礫石主要為火山岩或火山凝灰岩,單成分或復成分,多中礫級,中等分選磨圓,礫石之間常分布砂級沉積基質(砂基)或泥砂混基,砂基成分與礫石成分相近,但有較多石英、長石單晶。膠結物通常為泥質、鈣質或鐵質。

◎石灰岩角礫岩或礫岩:礫石以石灰岩為主或全部為石灰岩,粒度變化較大,可以為粗礫、中礫或細礫,多次稜角狀-次圓狀,分選好到差,含較多泥基或泥砂混基,有時也可被方解石膠結。

◎復成分礫岩:礫石成分復雜,常見岩漿岩、沉積岩和變質岩礫石混生,穩定和不穩定礫石比例不定,但不穩定礫石常常較多,圓度中等,分選中等到差。多泥基或混基。混基成分也很復雜。化學膠結物較少,有時有石英膠結物。

如果沒有強烈交代,礫石內部的礦物成分和結構(有時還有構造)與提供它的母岩沒有本質差異。古礫石層往往是重要的儲水層。礫岩的膠結物中常含有金、鉑、金剛石等貴重礦產。研究礫岩還可以了解礫岩生成時的地質背景,巨厚的礫岩幾乎都形成於大規模的造山運動之後,礫岩的成分、結構、礫石的排列方位以及礫岩體的形態可反映母岩的成分、剝蝕和沉積速度、搬運距離、水流方向等。

2.砂岩

砂岩又稱中碎屑岩,是指含50%以上砂級陸源碎屑的沉積岩類。在大陸的沉積地層中,砂岩大約佔25%,是最重要,也是研究得最多的沉積岩類之一。砂岩的沉積環境比粗碎屑岩廣闊得多,主要沉積在河流、沙漠、湖泊等大陸環境、河海過渡三角洲環境、淺海至深海環境,並與粗碎屑岩、粉砂岩、泥質岩、碳酸鹽岩等共同構成各種各樣的垂向序列。

砂岩具有重要的經濟意義,它和碳酸鹽岩是兩類最重要的油氣儲集岩類,砂岩也是地下淡水的巨大存儲庫,純凈的石英砂或石英砂岩還是廉價的玻璃工業原料。

(1)砂岩的一般特徵

砂岩多以較穩定的層狀產出,砂體外形可呈席狀、丘壟狀、水道充填狀和扇狀等。砂岩的沉積構造極為豐富,特別是各種層理、波痕構造非常發育。除了與石灰岩共生或過渡的砂岩中可含一些方解石質自生顆粒(主要是生物碎屑、內碎屑和鮞粒)以外,砂岩中的沉積組分主要是砂級陸源碎屑和沉積基質。砂級陸源碎屑(砂粒)以單晶碎屑最常見,有些砂岩也可含相當多的岩屑。單晶碎屑主要是石英和長石,另有少量雲母和重礦物。岩屑主要有燧石岩、酸性噴出岩、細粒片岩、片麻岩等,有時也可出現中性,甚至基性火山岩或火山凝灰岩、泥質岩的岩屑。砂岩中的基質以黏土為主,也包括細粉砂級碎屑,稱為泥基或雜基,某些與碳酸鹽岩共生的砂岩也可以有碳酸鹽質的泥晶基質。

砂岩的固結成岩以膠結作用為主,常見膠結物有石英、方解石、赤鐵礦、海綠石、石膏等。特殊膠結物有菱鐵礦、綠泥石、重晶石、沸石等。由黏土基質膠結的砂岩也較常見。

(2)砂岩的分類命名

根據研究目的、研究程度的不同,可使用不同的砂岩分類命名方案。

按主要砂粒的粒徑,可將砂岩分為:極粗砂岩(主要砂粒的粒徑為2.0~1.0 mm);粗砂岩(主要砂粒的粒徑為1.0~0.5mm);中砂岩(主要砂粒的粒徑為0.5~0.25mm);細砂岩(主要砂粒的粒徑為0.25~0.1mm);極細砂岩(主要砂粒的粒徑為0.1~0.05mm)。

按雜基的含量,可將砂岩分為:凈砂岩(雜基含量較少或無雜基)和雜砂岩(雜基含量>15%)兩類。雜砂岩也叫硬砂岩、瓦克岩。

按砂粒成分,選擇單晶石英、單晶長石和全部岩屑作為端元組分,用三角形圖分類方法,可將砂岩分為:石英砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩、長石石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑長石砂岩、長石岩屑砂岩等7種類型(圖9-7)。

圖9-7 砂岩成分分類

1—石英砂岩;2—長石石英砂岩;3—岩屑石英砂岩;4—長石砂岩;5—岩屑長石砂岩;6—長石岩屑砂岩;7—岩屑砂岩

(3)砂岩的主要岩石類型

◎石英砂岩:碎屑物質中90%以上為單晶石英,膠結物常為硅質,次生加大膠結現象普遍(圖9-8A,B)。石英砂岩中豐富的石英,一般是在構造穩定、地形起伏不大、溫暖潮濕氣候條件下,由富含石英的母岩(花崗岩、花崗片麻岩、變質石英岩等),遭受強烈的化學風化,並經過長距離搬運在濱海或淺海地區沉積而成。近海沉積的石英砂岩中常含較多海綠石(Glt)(圖9-8C,D)。搬運距離不太遠的石英砂岩中含少量長石(F)(圖9-8E,F)。

圖9-8 石英砂岩

◎長石砂岩:是主要由碎屑石英和長石組成的砂岩,長石碎屑含量>25%。長石砂岩中的長石多為正長石、微斜長石和酸性斜長石(圖9-9A,B)。顏色常為紅色或黃色。其形成很大程度上取決於母岩成分,首先要有富含長石的母岩,如花崗岩、花崗片麻岩。另外還需要有利的古構造、古地理和古氣候條件。在構造運動強烈的地區,地形起伏也大,花崗岩基底隆起遭受強烈侵蝕,侵蝕產物迅速堆積,而形成厚層的長石砂岩。

圖9-9 長石砂岩和岩屑砂岩

◎岩屑砂岩:是主要由碎屑石英和岩屑組成的砂岩,岩屑含量>25%。岩屑砂岩中岩屑成分多種多樣,隨母岩而異,常見硅質岩屑(R)(圖9-9C)。岩屑砂岩顏色較深,為灰、灰綠、灰黑色,淺色者少見。岩屑砂岩多形成於強烈構造隆起區附近的斷陷帶或坳陷盆地中,由母岩迅速剝蝕、快速堆積而成。岩屑砂岩可以是陸相的或海相的。

◎雜砂岩:是分選不好、泥砂混雜的砂岩。一般含石英較少,且多呈稜角狀。含有不同比例的長石和岩屑,常含少量雲母。長石主要是斜長石,岩屑多種。富含雜基是雜砂岩的基本特徵(圖9-9D),雜基成分以綠泥石、水雲母常見。雜砂岩的形成條件與長石砂岩或岩屑砂岩類似,即快速侵蝕、搬運和沉積形成的,但雜砂岩可在不同的氣候條件下形成。典型的雜砂岩常堆積在急速沉降的濁積岩或復理石建造中。

3.粉砂岩

粉砂岩是主要由粉砂碎屑(粒徑0.0625~0.0039mm)組成的沉積岩。粉砂岩的碎屑組分比較簡單,以石英為主,有時含較多的白雲母。填隙物有鈣質、鐵質及黏土質等。粉砂岩中常具有薄的水平層理,沉積物含水時易受液化產生變形層理及其他滑動構造。

按粉砂粒徑,可將粉砂岩分為:粗粉砂岩(粒徑為0.0625~0.0312mm)和細粉砂岩(粒徑為0.0312~0.0039mm)。

按混入物成分,可將粉砂岩分為:泥質粉砂岩、鐵質粉砂岩、鈣質粉砂岩等。

按碎屑成分,可將粉砂岩分為:白雲母粉砂岩、石英粉砂岩、長石粉砂岩等。較常見的是石英粉砂岩(圖9-10)。

圖9-10 粉砂岩

粉砂岩的顏色多種多樣,隨混入物的成分不同而變。粉砂岩是在經過了長距離搬運、水動力條件比較安靜、沉積速度緩慢的環境下形成的。在橫向上和縱向上可漸變成砂岩或黏土岩,並構成韻律層理。從沉積環境看,粉砂岩多分布於河漫灘、三角洲、潟湖、沼澤和海湖的較深水部位。

我國是世界上黃土最發育地區,厚度之大居世界之首。黃土呈淺黃色或棕黃色,是具有一系列特殊性質的半固結粉砂岩。其特點是質地均勻,以手搓之易成粉末,並含有多量的奇形怪狀的鈣質結核。黃土中的礦物成分以石英為主,也含有長石、碳酸鹽和黏土礦物。混入物以鈣質為主。

4.泥質岩

泥級質點(粒徑<0.0039mm)含量超過50%的沉積岩稱泥質岩,疏鬆未固結的泥質岩稱為黏土,固結成岩者稱為泥岩和頁岩。泥質岩與粉砂岩(即細碎屑岩)總量約占沉積岩總量的60%~70%,是分布最廣的沉積岩。黏土、泥岩、頁岩具有獨特的物理性質,如可塑性、耐火性、燒結性、膨脹性、吸附性等,在工農業方面有著廣泛的用途。

(1)泥質岩的一般特徵

大多數泥質岩是母岩風化產物中的細碎屑物質呈懸浮狀態被搬運到沉積場所,以機械方式沉積而成的。黏土礦物是泥質岩中最主要的礦物成分。黏土礦物很細小,它們的結晶大小一般不超過1~2μm。黏土礦物種類繁多,在黏土岩中分布最廣的礦物是高嶺石、水雲母、蒙脫石、綠泥石、凹凸棒石等。

泥質岩的化學成分主要是SiO2、Al2O3及鐵的氧化物等。泥質岩的顏色取決於黏土礦物的成分、雜質礦物的成分、有機質及所含色素的顏色。單一成分的高嶺石黏土(泥岩、頁岩)、水雲母黏土(泥岩、頁岩)等,常呈白色、淺灰色,淺黃色等;某些黏土(泥岩、頁岩)中含細分散狀的鐵的氧化物和氫氧化物,則呈紅色、紫色、棕色、黃色或玫瑰色等;含錳的氧化物時則呈褐色或黑色;含分散狀有機質和硫化鐵時呈灰色或黑色;若黏土(泥岩、頁岩)中含有較多的海綠石、綠泥石、孔雀石、藍銅礦時,則呈綠色或藍色。大多數泥質岩都呈比較穩定的層狀,常與砂岩、粉砂岩共生或互層。

(2)泥質岩的分類命名

按固結作用強度將泥質岩分為未固結的黏土、已固結的泥岩和頁岩。泥岩無頁理,頁岩具有頁理(圖9-11A)。按礦物成分及其性質,將泥質岩(黏土)分為高嶺石黏土、蒙脫石黏土、海泡石黏土、凹凸棒石黏土等。

(3)泥質岩的結構

按黏土、粉砂和砂的相對含量,劃分為泥質結構、粉砂泥質結構和砂泥質結構。

按黏土礦物集合體的形狀,劃分為蠕蟲狀結構和鮞狀及豆狀結構等:①蠕蟲狀結構主要見於高嶺石泥岩中,岩石中含有高嶺石重結晶形成的粗大蠕蟲狀晶體(圖9-11B),直徑達2~3mm,長可達20mm。②鮞狀及豆狀結構是在沉積過程中黏土質點圍繞某個核心凝聚而成的結構,<2 mm者稱鮞粒,>2 mm者叫豆粒。

圖9-11 泥質岩

(4)泥質岩的主要岩石類型

◎鈣質泥岩和頁岩:岩石中含有碳酸鈣,分布很廣。

◎鐵質泥岩和頁岩:岩石中含有鐵質礦物,構成所謂「紅層」,是由於沉積物在陸相乾旱、半乾旱氣候條件的氧化環境下,被三價鐵污染的所致。

◎硅質泥岩和頁岩:SiO2可達85%以上。由於在硅質泥岩和頁岩中常保存有硅藻、海綿和放射蟲化石,一般認為硅質的來源與生物有關。也可能和海底噴發的火山灰有關。

◎碳質頁岩:含大量植物化石和炭化有機質,黑色、能染手。灰分>30%。是湖泊、沼澤環境下的產物。常在煤系地層中,構成煤層的頂板與底板。

◎黑色頁岩:岩石中含有較多的有機質或細分散狀的硫化鐵而呈黑色。外貌與碳質頁岩相似,其區別在於不染手。形成於缺氧、富含H2S的較閉塞海灣和湖泊環境。

◎油頁岩:是含有一定數量乾酪根(>10%)的頁岩。顏色有淺黃、黃褐、暗棕、棕黑、黑色等。其特點是比一般的頁岩輕,易燃,並發出瀝青味及流出油珠。油頁岩屬於頁岩的范疇,但具有腐泥煤的特徵,也有人稱其為「高灰分的腐泥煤」,是在閉塞海灣或湖沼環境中由藻類及浮游生物等低等生物遺體在隔絕空氣的還原條件下形成的。

◎高嶺石黏土:簡稱高嶺土。是一種以高嶺石族礦物為主要成分、質地純凈的細粒黏土,首先發現於我國江西景德鎮附近的高嶺村而得名,是第一個以中國地名命名的礦物學名詞。高嶺土外觀呈白、淺灰等色,含雜質時呈黃、灰、黑色等。緻密塊狀或疏鬆土狀,有滑膩感,硬度小於指甲。密度為2.4~2.6g/cm3。乾燥後黏舌,有吸水性。耐火度達1770~1790℃。可塑性低,黏結性小,具良好的絕緣性和化學穩定性。純凈的高嶺土煅燒後色白,白度可達80%~90%。高嶺石黏土是陶瓷、造紙、橡膠等工業的重要原料。

◎蒙脫石黏土:又稱膨潤土、膨土岩、斑脫岩。是一種以蒙脫石為主要礦物成分的細粒黏土。膨潤土的外觀一般呈白色、粉紅色、淺灰色、淡黃色,當被雜質污染時可呈灰綠色、紫棕色及其他較深的顏色。塊狀或土狀,有滑感。疏鬆土狀者光澤暗淡,緻密塊狀者呈蠟狀光澤。硬度1~2,性柔軟。密度2~3g/cm3。吸水後體積膨脹,最大吸水量為其體積的8~15倍。具高可塑性和良好的黏結性,在水溶液中呈懸浮和膠凝狀,還具有陽離子交換的特性。膨潤土是重要的工業礦物原料之一。

◎海泡石黏土:是一種以海泡石為主要成分的黏土。外觀呈黃褐、深灰、灰白等色,土塊狀,質軟而輕,硬度1~2,密度2.4~2.65g/cm3,具有黏性和可塑性,手觸之有滑感。加水後能調成糊狀,干後用錘擊之可留下錘痕。主要用途是用作吸收劑,用來凈化、脫色和精製油、脂肪、蠟、樹脂、啤酒、水等。另一重要用途是製作抗鹽耐高溫鑽井泥漿,用於含鹽地層和海上石油鑽探。

◎凹凸棒石黏土:是一種以凹凸棒石為主要成分的黏土。它的外貌與一般黏土無異,尤其是與蒙脫石黏土極為類似,而且兩者常常共生。其野外鑒定標志是外觀為土狀,呈青灰、灰白、鴨蛋青色,土質細膩、有滑感,濕時具黏性和可塑性,干後質輕、收縮小。將它投入水中,嘶嘶發響,並崩散成碎塊,但不膨脹。凹凸棒石黏土的性能和海泡石黏土一樣,具有熱穩定性、抗鹽性、吸附性及較高的脫色能力,在工業中有著廣泛用途。

⑧ 鑽井50米第一個岩石出水少又鑽到岩石了還會有水嗎

有可能有水。50米下面可能有隔水層,深部還可能有地下水,具體需要看你的地理位置和地質構造。

⑨ 鑽井資料

鑽井資料分析元的界面識別方法主要是利用岩心、岩屑錄井及其相關分析測試資料,進行層序地層單元的界面識別和劃分。鑽井資料元最大的特徵是在垂向上有很高的解析度,同時,可對地震資料分析、測井資料分析提供標定。岩心資料、岩屑資料及其地球化學分析資料、古生物資料等具有不同的性質和特徵,因此,利用它們進行層序地層單元界面的識別和劃分的方法也存在差異。

(一)利用岩心資料識別層序地層單元界面

鑽井岩心資料在垂向上具有很高的解析度,可進行准層序和更高級序的層序地層單元的識別和劃分,但由於鑽井取心成本高,一般缺少連續性,在研究過程中需要結合岩心錄井資料進行綜合分析。

1.層序界面的識別

鑽井岩心中尋找層序界面有時較困難,因為鑽井取心一般較短,且取心層位一般也不正好跨越層序界面。若跨越層序界面時,可通過岩心中特殊的沉積地質標志進行識別。

1)古風化暴露面帶

在合適的古氣候、古構造環境下,伴隨著不整合的形成常發育古風化暴露面或帶,並在暴露面附近形成特徵的風化殼、根土層、古喀斯特等。在濟陽坳陷沾車地區古近系沙三段晚期發育了碳酸鹽岩沉積,其暴露後形成了特徵的古喀斯特及其伴生產物(如岩溶角礫、溶蝕孔、縫等),如車鎮凹陷CHE23井(圖版1-A、B、C)、沾化凹陷義13-7-7井的鑽井取心均可見到上述特徵(圖版1-D、圖版2-A)。

若層序界面發育的是碎屑岩,在不整合面的形成過程中,可形成根土層(圖版2-C)、雜色泥岩層、赤鐵礦結核(圖版2-B)等,也可作為層序界面的標志之一。

2)岩相轉換面

當層序界面所對應的不整合的間斷時間較短或為整合時,暴露標志一般不明顯或者基本沒有,但在層序界面上下沉積時期的沉積作用一般存在差異,因此,界面上下的岩性、岩相等也存在差異,其間可形成特徵的岩相轉換面或存在岩相缺失。因此,岩相轉換面可能也是層序界面的識別標志。

2.湖泛面的識別

湖泛面(flooding surface)同海泛面一樣,是一個新老地層的分界面,穿過此界面水深明顯地急劇增加(Van Wagoner,1990),其為准層序界面。實際上,層序就是由一系列湖(海)泛面及其界面間的地層單元所組成的一套連續的沉積序列,層序中體系域邊界、准層序組邊界是一系列湖泛面中的特殊類型。

1)淺水沉積的鑽井岩心

鑽井岩心可有效地進行湖泛面的識別,特別是濱淺湖沉積,沉積物的沉積特徵對水深變化的響應明顯。濱淺湖沉積區的主要湖泛面識別標志如下。

(1)沉積構造:湖泛面以下的砂岩、泥岩中的植物根較發育,多直立或傾斜分布,現多已硫磺化、赤鐵礦化。此外,生物潛穴特徵在湖泛面上下也具有明顯的差異性,湖泛面之上的生物潛穴多以水平、傾斜為主,而湖泛面以下的生物潛穴多以垂直、傾斜為主,反映了湖泛面上下沉積期水體能量的不同。

(2)泥岩顏色:湖泛面上下泥岩的顏色呈突變接觸,上覆泥岩的顏色呈灰色和灰綠色,下伏泥岩的顏色呈紅色或者為黑色炭質頁岩(圖版2-D)。

(3)岩性:湖泛面以上多為淺湖相的泥岩、泥質粉砂岩和生物灰岩等,生物擾動和生物潛穴發育,湖泛面以下多為炭質頁岩(或煤層)和深湖相砂岩(圖版2-E)。

(4)生物化石:湖泛面以上的生物化石較完整,局部地區富集形成生物灰岩,化石多為螺、介形蟲等廣鹽性生物;湖泛面以下主要以植物根和化石碎片為主,多為異地堆積。

(5)微相特徵:湖泛面上下的沉積微相不連續,不符合沃爾索相律。

2)深水沉積的鑽井岩心

對於深水沉積區,一般以深水泥岩、油頁岩沉積為主,較難以進行湖泛面識別,但有時隨著湖平面或水深的升降變化,深水沉積也產生一系列特徵的響應。如在岩心中可見鈣質泥岩或泥質灰岩與純泥岩的互層,此時,湖泛面為鈣質泥岩或泥質灰岩與純泥岩的分界面,且鈣質泥岩或泥質灰岩位於界面之下,純泥岩位於界面之上,其詳細成因解釋見下一節有關內容。

深水沉積中常發育事件性沉積,如深水濁流沉積、風暴沉積等,其底界面一般發育沖刷面,也可作為湖泛面的識別標志。

(二)利用地球化學資料識別層序地層單元界面

在層序地層沉積和演化過程中,湖平面、水深等周期性變化也控制沉積地層中礦物成分、化學成分發生相應的變化。因此,通過岩石地層中有關元素的地球化學性質分析,也可進行層序地層單元界面的識別和劃分。特別在層序界面的形成過程中,伴隨著物理風化作用、化學風化作用和生物風化作用的進行,勢必引起原始沉積的化學成分發生異常變化。

圖6-12 濟陽坳陷東營凹陷T3附近的褐鐵礦含量變化

1.Fe元素

Fe在各種沉積岩中都有一定的豐度(鄧宏文等,1990),但豐度值存在差異。在暴露過程中,氧化作用使低價鐵(Fe2+)被氧化成高價的鐵(Fe3+),因此層序界面附近(特別是界面之下)的鐵元素以高價氧化物的形式出現並富集為特徵(圖6-12、圖版2-B)。

2. U、Th元素

U易氧化為較易溶解的鈾醯離子,因此在表生風化作用中非常活潑而易被搬運走;而Th在氧化條件下不太活潑,基本保存在原始礦物中,並在表生氧化帶中逐漸富集在風化岩石的殘余物中。因此,在表生氧化帶中Th/U比值很大。所以,根據Th、U元素的含量及其相對比值大小的分析,也可為層序界面的確定提供證據。

其他元素如Na、K、Al等也可作為識別層序界面的標志。但在層序地層學研究中,地球化學資料不像岩心、地震等資料那樣直接,且地球化學分析資料一般較少,垂向上也缺少連續性,因此,在層序地層單元劃分和界面識別中,僅作為輔助識別標志。