古流向分析

2008年第21期内蒙古石油化工143古流向分析马文华',贾星亮2(1.西北大学地质系,陕西西安710069;2. 中石化西北石油管理局,新疆乌鲁木齐)摘要:古流分析是物源分析的一个重要手段,通过物源分析可以最大程度恢复古代地层沉积发育史,指导油田的进一步勘探开发工作。进行古流向分析的方法有多种,目前以交错层理运用的最多,操作也最简单。随着科技的发展,电子技术的应用,使得古流分析更快、更准、更方便!关键词:古流向;物源分析;交错层理;玫瑰花困;博格达山;沉积学古流向分析是沉积学的一一个重要部分,其研究'上游,沙纹前积层倾向下游方向。目的是识别、描述和解释过去的水流形式,从中获取④冲洗/楔状斜层理:波浪或流水成因,前积细河流、沿岸流流动方向的信息,它可以为沉积体系中层面倾向代表水流方向,但通常伴有两组方向。砂体的空间定向提供直接的证据。河流沉积物的分⑤波痕:水流方向垂直波脊的走向,不对称波痕散样式主要记录在沉积物组构和相关沉积构造中，陡坡方向指示顺流方向,对称波痕指示双向流方向。通过测最沉积岩中定向组构和沉积构造的方位,获⑥叠瓦状砾石组构:水流方向由a轴与b轴形成得古水流和古斜坡方向,即可建立古河道分布样式的叠瓦面来确定,古流向正好与叠瓦面倾向相反。的模型。⑦单向流向的线状沉积构造:槽模和犁状模;锥古流分析是盆地分析的常规手段,指示古流向痕和跳痕。的沉积构造和组构。其判断方法有多种类型,其中交⑧双向流向的线状沉积构造:沟模和犁状模;剥错层理是判断古流向的一个常用的标志:平面状交离线理;包卷层理的轴向。错层系的指向常与古流向斜交,通过大量古流向数另外,还有宏观的古流向标志，如:重矿物分析、据的统计,绘制出古流向玫瑰花图,就可以确定古流岩石成分分析、粒径趋势分析.砂砾岩百分含量、沉向主趋势。由于沉积后的构造运动使地层产生倾斜，积相和沉积体系分布、地层厚度变化、地震地层学方在科学研究中必须对野外测得的交错层理的产状进法、孢粉资料的指示等。行校正后,才可以作统计使用.校正的原理即求得纹2古流向测量和地层校正层相对于地层面的产状。2.1古流向测量1古流向标志在野外地层露头上,古水流标志方向可以使用古水流标志是指那些可以用来解释古代沉积物罗盘或其它工具很方便的测得,如交错层理面和砾的分散方式的具指向意义的沉积构造.古水流指向石叠瓦状面,可以测量其走向和倾角。对于交错层标志包括:沉积构造颗粒组构、地球物理特性。-些理,可以测量单独的一个层理,也可以测量层系组中古水流标志是单向的,为古水流流动提供唯一的方的一个小的层系。对于小型沙纹交错层理,可以用一向信息,如波痕、沙波和沙丘的前积层、槽模、砾石的个笔记本作工具扩大平面面积来帮助测量。对于叠叠瓦堆积;而另一些古水流标志是双向的,它们的形瓦状排列的砾石堆积，可以对单独的砾石进行测量，状表明两种可能方向,即向.上游或向下游方向,双向也可以对附近-群砾石碎屑作一个总体方向的估古水流标志包括对称波痕、剥离线理.定向的植物碎计.野外对线性构造的测量如果倾角较低,就可以直片.工具痕、底痕等。接测量线性标志的方位角和倾伏角如果倾角较高,具体的古流向标志有:测量方位角和倾伏角就必须用作图法或计算原始水①板状斜层理:流水成因，前积细层面的倾向代平产状时的流向。表水流方向。2.2地层校正②槽状斜层理:流水成因,槽状前积层的长轴所中国煤化工正采用立体解析在面汇聚方向代表的倾斜方向为水流方向。几何三程中,做以下的约③爬升沙纹层理:流水成因,爬升层系界面倾斜定:YHCNMHG收稿8期:2008-08- 19144内蒙古石油化工2008年第21期①坐标系的选用:计算采用与地理坐标-致的当a'≥0时:左手球坐标系,x轴方向与地理的北极相- -致,角度a= arctan[r2●cos(0+ d) / r1] + c(3)以顺时针为正,z轴向上。β= arccos[r2 ●sin(0+ d)](4)②层面的表示方法:面(a∠β)以其的法线矢量当a'<0时:表示,球坐标系方法(r ,a,p) ,其中r为矢量的半径a= - arctan[r2 .cos (θ- d) / r1]+c (5)(默认值为1),a为其在xy坐标面的投影与x轴正方β= arccos [r2● sin(θ- d)](6)向的夹角,β为与z轴正方向的夹角(图1)●如面(a上式中:∠β)的法线矢量为(1 ,a,β) (图2) .rl = sinb'●cosa'(7)a. 计算原理及过程:r2 = sin[arccos( r1 ) ](8)已知纹层(a∠b)和地层(c∠d) ,其球坐标系.0= arcsin (cosb'/ r2 )(9)内法线矢量分别为(1 ,a ,b) .(1 ,c ,d)。计算原理b.盲点分析是以地层走向为轴旋轴,将地层转到为水平,求此时以上计算公式存在盲点,即由于(1) .(3) 式中纹层的产状,即以(c士90)为轴旋轴,将矢量(1 ,a ，、的r1和(7)式中的r2都出现在分母上,当r1 = 0和b)旋转d角度,求此时纹层的产状。统- -采用地层1时,公式没有数学意义,其地质意义和处理方法如走向c'=c- 90*<0 ≤c'< 360) ,否则c' 士360为轴下:①当r1 = 0时,即a'一c = 90和270时,其地质旋轴，并统一做逆时针方向旋转,则:意义是,水流层面和地层面的走向一致,则分别采用a'= a- c'(1)(10)、(11) 式计算.对于180≤a'<360的纹层,其法线矢量做如a= a'+c ,β= b'- d(10)下处理:a= a'+c ,β= b'+ d(11)a'=a-c'- 180 ,b'= 180-b(2)②当r1= 1时,即a'-c=0,b= 90时,地质即纹层法线矢量为(1 , a',b') (图3) ,这样就意义是,纹层与地层的走向线完全垂直,此时的地层满足了在地层走向e'方向上,所有纹层的法线矢量旋转没有 任何意义,不做任何处理。都做逆时针方向旋转。c.结果校正设旋转后纹层的法线矢量为(r ,a,β) ,计算原式中,若a<0或a> 360 ,用a=a士360校正;理见(图4)，若β<0,用β= -β,a=a+ 180 校正;若>90 ,用计算公式为:β= 180β,a=a- 180校正。人线久员0:Aβlβ(r,a,B)图1 球坐标系内矢量图2面及其矢量飞-90图3法线矢预处理示意图d.砾石组构表征古流向中国煤化工向变化小,所以叠牵引流中的叠瓦构造主要见于砾石扁平面向上瓦构|:MYHCNMHG表征古流向。其计呈瓦状叠积的地方,其中最平的表面倾向指向水流算的方法可以采用以上公式,只需要将计算的最后上游的方向,盖在下游方向的另-一个扁平砾石上。由结果做180*旋转即可。2008年第21期马文华等古流向分析1453统计古流向与绘制玫瑰花图(图5)显示,红雁池组古流向指向南西方向。这与底玫瑰花图的花瓣宽度越大，显示结果的分辨率部芦草沟组的古流方向正好相反,芦草沟古流指向和复杂程度就越低，但宽度太小时难以观察古水流北东方向(图6)。连续的地层,相反的古流方向,说明的总体趋势,应用时视具体情况而定,一般选用10°在两组之间存在一一个隆起,而这个突起很可能就是左右。玫瑰花图花瓣的半径直接表征统计结果的多博格达山的隆起。而此时博格达山并没有完全的隆寡,体现了古流向的优势方向。起,只是博格达地区的不均匀隆起.红雁池组和芦草4应用实例沟组古流截然相反的事实,从侧面说明了博格达地位于博格达山南缘塔尔朗沟(塔尔朗剖面)的红区此时正处于一种振荡的环境,水深由于构造的能雁池组以滨浅湖扇三角洲相沉积为主,据组内地层响,不断变化。再者,红雁池组古流指示南西方向,也产状,交错层产状等指示古流的数据测量统计,作图是博格达东部隆升较早,抬升幅度较大的一个证据。55图5红雁池组古流统计图图6芦草沟组古 流统计图5结论2005.古流分析通过识别、描述、解释过去的水流型[4] 谢尧主.基于Visual Basic 可视化程序设计式,从中获取河流、沿岸流流动方向的信息,它可以[M].大连:大连理工大学出版社,2004.作为沉积体系中砂体空间定向的直接证据。对物源[5] 赵文智,靳久强，薛良清,等.中国西北地区侏分析有着重要的意义!对恢复古代地层史也有者重罗纪原型盆地形成与演化[J].北京:地质出.要的指导意义!版社.2000.[参考文献][6] 汪正江,陈洪德,张锦泉.物源分析的研究与[1] 陈妍,陈世悦,等.古流向的研究方法探讨[]] .展望[J].沉积与特提斯地质,2000.断块油气田,2008..[7] 邵磊,李文厚,袁明生。吐鲁番-哈密盆地陆源[2] 于国芳,闫宝珍等.基于VB的古流向玫瑰花.碎屑沉积环境及物源分析[J].沉积学报，图的绘制[J].西部探矿工程,2005.[3] 尹海生。古流向分析及储层评价技术在砂岩[8] A. D.迈尔.沉积盆地分析原理(译本)[M].型铀矿床勘探中的应用[J].四川地址学报,北京:石油工业出版社,1991.Analysis of Palaeocurrent DirectionMA Wen- -hua ,JIA Xing-liangAbstract:The analysis of palaeocurrent is an important means in analysis of the source ,through it canrestoration of ancient sedimentary history maximize and guide further exploration and development in oilfield work. To carry out the analysis of the palaeocurrent direction there are variety of ways, the current :CrOSs bedding used to transport most of the opcration is also tht simplest. With the development of scienceand technology and the use of electronics technology, it marurrent faster andmore accurate, more convenient!中国煤化工Keywords: Palaeocurrent Diretion; Source Analysis ;CrdTYHC N M H G Bogda mt;Sedi-mentology.