沉積相講課3河流

第三章河流第三章河流第一節(jié)河流沉積過程和河流分類一、河流沉積過程1、層流和紊流層流：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向彼此平行、規(guī)則成層流動(dòng)的水流紊流：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向和速度不規(guī)則的、具有強(qiáng)烈側(cè)向混合作用的水流河流沉積過程是河流分類的基礎(chǔ)2、橫向環(huán)流由表流和底流構(gòu)成的、螺旋形向前運(yùn)動(dòng)的水流平直河段，主流線居中，存在兩個(gè)橫向環(huán)流彎曲河段，主流線偏向凹岸，存在一個(gè)橫向環(huán)流曲流河段流速渦流的分布3、流水作用－層流，紊流河流是沉積物搬運(yùn)的重要地質(zhì)營力（1）侵蝕作用－沖刷垂向侵蝕，加深河床；側(cè)向侵蝕，拓展河道3流水作用－層流，紊流河流是沉積物搬運(yùn)的重要地質(zhì)營力（2）搬運(yùn)作用－三種搬運(yùn)方式懸浮搬運(yùn)－粉砂和粘土跳躍搬運(yùn)－細(xì)砂滾動(dòng)搬運(yùn)－粗粒沉積3流水作用－層流，紊流河流是沉積物搬運(yùn)的重要地質(zhì)營力（3）堆積作用－垂向和側(cè)向加積側(cè)向加積－凸岸形成邊灘垂向加積－洪泛形成漫溢沉積二、河流類型及劃分1、河流的分類分類的依據(jù)：河道的幾何形態(tài)、彎度、坡降、流量、地理位置、發(fā)育階段等1、河流的分類1）據(jù)地形和坡度山區(qū)和平原河流2）據(jù)河流發(fā)育階段幼年河、壯年河和老年河1、河流的分類3）據(jù)河流彎曲度（分叉參數(shù)和彎曲度）平直河、曲流河、辮狀河、網(wǎng)狀河河流類型及劃分RUST,1978提出：河道分叉參數(shù)在平均每個(gè)蛇曲波長中，河道砂壩的數(shù)目。河道分叉參數(shù)小于、等于1，為單河道；大于1為多河道。河流類型及劃分RUST,1978提出：彎度指數(shù)：河道長度與河谷長度的比值。該指數(shù)小于1.5，為低彎度河，大于1.5為高彎度河。河道河谷河流類型及劃分平直河曲流河辮狀河網(wǎng)狀河低彎度，<1.5高彎度，>1.5單河道，分叉參數(shù)<1多河道，分叉參數(shù)>1河流名稱河流類型平直河曲流河辮狀河網(wǎng)狀河2、不同類型河流的主要特征（1）平直河平直河流彎度小，彎度指數(shù)小于1.5，在自然界較少見，往往存在于大型河流的某一河段。河流類型（2）曲流河－水深流緩，發(fā)育邊灘彎度指數(shù)大于1.5的單河道，河道較穩(wěn)定、寬深比值低（<40）。河道坡度較緩，流量穩(wěn)定，搬運(yùn)的沉積物較細(xì)，具有明顯的側(cè)向侵蝕和加積作用，發(fā)育邊灘。常發(fā)生河道截彎取直作用。中下游地區(qū)多?，F(xiàn)代曲流河沉積曲流河雅加達(dá)現(xiàn)代河流

河流的基本類型曲流河辮狀河

河流主要分為辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河、平直河，其中辮狀河與曲流河最常見。

曲流河：單河道，水深流緩，發(fā)育邊灘，沉積物細(xì)，以細(xì)砂巖、泥巖為主，具典型的“二元結(jié)構(gòu)”，沉積剖面上砂巖少，泥巖多，為“泥包砂”。（3）辮狀河－水淺流急，發(fā)育心灘多河道、多次分叉并匯聚成辮狀。河道寬淺，彎度小，寬深比值大于40，彎度指數(shù)小于1.5。河道坡降大，沉積物搬運(yùn)量大、粒粗，不穩(wěn)定，發(fā)育心灘。中上游地區(qū)多

河流的基本類型曲流河辮狀河

河流主要分為辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河、平直河，其中辮狀河與曲流河最常見。

辮狀河：多河道，水淺流急，發(fā)育心灘，沉積物粗，以礫巖、中粗砂巖為主，沉積剖面上砂礫巖多，泥巖少，為“砂包泥”。

辨狀河礫質(zhì)辨狀河（以礫巖沉積為主）

辨狀河砂質(zhì)辨狀河（以砂巖沉積為主）

河流類型（4）網(wǎng)狀河－水深流緩，穩(wěn)定多河道，河道窄而深，順流向下呈網(wǎng)狀。河道間存在永久性的、由細(xì)粒沉積物組成的沖積島和泛濫平原，面積占60－90％。中下游地區(qū)多自然界常見的、與油氣勘探開發(fā)關(guān)系密切的河流類型是：曲流河；辮狀河；網(wǎng)狀河同一河流的不同河段或同一河流的不同演化階段，河流類型可以發(fā)生變化第二節(jié)河流沉積模式一、順直河和曲流河沉積特征和沉積模式順直河是不常見的一、曲流河沉積模式1、曲流河沉積亞相劃分（4個(gè)亞相）：河床亞相、堤岸亞相、河漫亞相、牛軛湖亞相曲流河沉積模式2、河床亞相1）微相劃分河床滯留沉積，邊灘沉積河谷－河道－河床的關(guān)系曲流河沉積模式2）河床滯留沉積選擇性搬運(yùn)，在河床底部滯留沉積的礫石（來源可不同），厚度小，成分雜，疊瓦狀排列，呈透鏡狀。河流的側(cè)向侵蝕導(dǎo)致凹岸跨塌礫巖，礫石為泥巖，磨圓差，由河流侵蝕導(dǎo)致凹岸跨塌形成。河流的側(cè)向侵蝕與底部礫巖的形成凹岸河床沉積典型巖心照片陜113，第1次取心陜148，第2次取心曲流河沉積模式3）邊灘沉積(pointbar)是河床的主要沉積，是河床側(cè)向侵蝕和加積作用的結(jié)果滾動(dòng)和跳躍方式搬運(yùn)，沉積成分復(fù)雜的砂巖，交錯(cuò)層理類型多，向上規(guī)模變小陜北侏羅系河床長石砂巖含量達(dá)49％曲流河沉積模式邊灘砂巖河漫灘泥巖曲流河沉積模式3、堤岸亞相1）微相劃分天然堤沉積，決口扇沉積2）天然堤沉積洪水溢岸沉積而成；沉積物粒度細(xì)－粉細(xì)砂巖；沉積厚度取決于河流規(guī)模；凹岸發(fā)育；層理規(guī)模小，上攀交錯(cuò)層理；植物根、鈣結(jié)核等天然堤沉積的典型沉積構(gòu)造3）決口扇沉積洪水沖越天然堤，砂泥物質(zhì)在決口處沉積呈扇體。沉積物較細(xì)，但粗于天然堤沉積物小型波狀層理和交錯(cuò)層理，多沖刷構(gòu)造平面呈舌形，剖面呈透鏡狀決口扇典型巖心照片（陜145，第五次取心）曲流河沉積模式4、河漫亞相1）微相劃分河漫灘沉積河漫沼澤沉積河漫湖泊沉積2）河漫灘沉積河漫灘是河谷底部較平坦的部分，平水期無水，洪水期淹沒形成河漫灘。河漫灘發(fā)育在河流演化的晚期－河谷較寬的時(shí)期粉砂巖，波狀層理和斜波狀層理化石少，干裂和雨痕河道和河漫沉積典型巖心照片河谷及河漫灘的發(fā)育過程河道遷移晚河流泛濫平原典型巖心照片陜122，第二次取心榆31，第2次取心河床高于河谷低洼處，洪水漫出河道形成湖泊沉積粘土巖以及粉砂，可見水平層理。沉積構(gòu)造依賴于古氣候3）河漫湖泊沉積在潮濕氣候條件下，河漫灘和河漫湖泊可演化成沼澤。植物多，可成煤4）河漫沼澤沉積5、牛軛湖亞相沉積序列為不對(duì)稱的二元結(jié)構(gòu)竄溝取直頸項(xiàng)截直粉砂巖和粘土沉積，透鏡狀，延伸達(dá)數(shù)十公里6、曲流河沉積的標(biāo)準(zhǔn)垂向模式可劃分成4個(gè)單元：滯留沉積、邊灘及其頂部、天然堤和泛濫平原。典型的間斷正韻律頂層和底層構(gòu)成“二元結(jié)構(gòu)”。厚度8－10米，巖性和沉積構(gòu)造韻律變化灤河沉積序列7米4米邊灘越岸曲流河垂向?qū)有蚝妥匀浑娢磺€圖粒度SP山西組底界砂巖（北岔溝砂巖）

太原組東大窯灰?guī)r太原組頂部泥巖段山西柳林成家莊

曲流河沉積主要發(fā)育于山西組及上石盒子組大港明化鎮(zhèn)河流沉積930940950遼河?xùn)|營組河流沉積序列14501500大慶油田檢3－23曲流河

砂體巖相柱狀圖粒度滲透率950960英國老紅砂巖沉積序列2－15米準(zhǔn)噶爾盆地河流沉積莫北2井河流二元結(jié)構(gòu)車27井SC2高位體系域河流垂向沉積序列39203960CLINTON油田曲流河砂巖等厚圖據(jù)CLOMENT，1991二、辮狀河沉積特征和沉積模式

1、辮狀河沉積特征多河道、河床坡度大、寬而淺、側(cè)向遷移快、發(fā)育心灘。這是與曲流河的重要區(qū)別。辮狀河沉積模式

2、辨狀河沉積亞相：河床和河漫沉積辨狀河沉積模式3、心灘形成機(jī)理主流線兩側(cè)形成兩個(gè)對(duì)稱性前進(jìn)的水流，由表流和底流形成螺旋式前進(jìn)的橫向環(huán)形水流。底流由兩岸向河流中心會(huì)聚，攜帶沉積物在河流中心沉積而成。布拉馬普特拉河心灘垂向序列心灘沉積特征上游侵蝕、沉積物粗；下游沉積、沉積物細(xì)；心灘向下游遷移。心灘沉積物成分復(fù)雜，粒粗、發(fā)育大型槽狀和板狀交錯(cuò)層理，其底可出現(xiàn)河道滯留沉積河道3－10米4、辮狀河河漫沉積辮狀河沉積不穩(wěn)定，遷移快，故不發(fā)育天然堤、決口扇和泛濫平原沉積。也不易形成牛軛湖。沉積序列不像曲流河那么典型加拿大魁北克省

泥盆紀(jì)巴特里角

辮狀河垂向

沉積序列沖刷面小型板狀大板、大槽波狀層理泥巖沉積物粗，發(fā)育大型交錯(cuò)層理，“二元”結(jié)構(gòu)不對(duì)稱9米厚5、沉積序列辮狀河沉積模式鄂爾多斯辮狀河沉積主要發(fā)育于下石盒子組辨狀河沉積

多河道疊加沉積，每個(gè)河道底部為沖刷面，并有滯留礫石沉積泛濫盆地辨狀河沉積

辨狀河沉積剖面，紅色為泥巖，灰白色為砂巖，典型的“砂包泥”，而且自下而上砂巖增多。準(zhǔn)噶爾盆地河流沉積瑪11井辮狀河沉積辮狀河垂向序列和自然電位曲線圖粒度SP辨狀河沉積

SPRT170017501650辮狀河砂體巖相柱狀圖實(shí)例（勝利油田）粒度滲透率19902000三、網(wǎng)狀河沉積特征和沉積模式1、網(wǎng)狀河概念及組成1）概念：是由窄而深以及順直到彎曲的、相互連接的低坡度穩(wěn)定網(wǎng)狀水道形成的交織河網(wǎng)水系。2）沉積組成河道、天然堤、心灘邊灘、決口扇、湖泊濕地、沼澤、池塘等。三、網(wǎng)狀河沉積特征和沉積模式2、沉積作用1）沉積基本特征發(fā)育于坡緩、氣候潮濕、植被發(fā)育的河流中下游地區(qū)多由幾條彎度多變的、相互連通的、寬深比較小的、分叉系數(shù)較高的河道組成。2）沉積作用低能沉積環(huán)境懸浮搬運(yùn)沉積作用為主，垂向加積明顯。

3、網(wǎng)狀河河道沉積

網(wǎng)狀河道：多河道，但河道穩(wěn)定，河道砂體厚度很大（多在十幾米以上），既有辨狀河的特征（多河道），也有曲流河的特征（河道穩(wěn)定）。槽狀交錯(cuò)層理砂巖，向上變細(xì)的沉積序列

4、濕地沉積河道間發(fā)育沖積島和泛濫平原沉積，河道間“濕地”沉積細(xì)，并且穩(wěn)定發(fā)育，面積占60－90％。沉積物：多為富碳的粉砂和粘土，沉積厚度大，但橫向變化快5、網(wǎng)狀河與曲流河、辮狀河沉積特征對(duì)比河型網(wǎng)狀河辮狀河曲流河水流特點(diǎn)水淺流急水深流緩水深流緩沉積作用側(cè)向加積垂向加積垂向和側(cè)向加積沉積物砂泥砂泥礫砂巖性序列對(duì)稱二元結(jié)構(gòu)，砂泥間互或泥包砂不對(duì)稱二元結(jié)構(gòu)，砂包泥不對(duì)稱二元結(jié)構(gòu)，泥包砂第三節(jié)古代河流鑒別標(biāo)志及河流與油氣勘探的關(guān)系一、鑒別標(biāo)志1、礦物成分復(fù)雜，成熟度低碎屑巖多，碳酸鹽巖少；沉積物粒度變化大；沉積物的成分復(fù)雜；高嶺石等酸性粘土多一、鑒別標(biāo)志2、典型的粒度曲線特征概率曲線多為二段式；C-M圖呈S型，多由PQ、QR、RS段組成一、鑒別標(biāo)志3、沉積構(gòu)造豐富，發(fā)育“二元結(jié)構(gòu)”層理類型多，板狀和槽狀交錯(cuò)層理多；礫石疊瓦構(gòu)造和沖刷面多；不對(duì)稱波痕多；具有二元結(jié)構(gòu)一、鑒別標(biāo)志4、生物化石少，特征的砂體形態(tài)

二、河流沉積與油氣勘探的關(guān)系是油氣儲(chǔ)集的良好場所。心灘和邊灘的儲(chǔ)層物性好。河道砂體可形成巖性油藏。美國德州小白堊油田河流砂體勘探長慶馬嶺油田