[科普中国]-地层对比

简介

地层划分与对比的主要方法有地层层序律法、岩石地层学方法、化石层序律法、构造学方法、同位素地质年龄法等。 比较化石是否相同，是地层对比最初利用也是最可靠的方法之一，含有相同化石的地层其时代也大致相同。化石是以前生物的遗骸，可以是一个生物壳体，可以是硅化的木头，也可以是石化的鱼类骨骼，或者是生物在砂岩上留下的脚印等。由于生物不断演化，在不同的地质时代的生物都略有不同，特别是那些生存期限很短而分布极广而多的生物，更是地层对比的重要化石。

目的区域地层对比是在勘探过程中利用古生物、岩性、矿物、沉积旋回、测井资料、地震剖面、化学元素、古地磁、岩石矿物的发光现象等进行区域的地层划分及对比。目的是建立标准剖面，并通过不同的剖面对比找出地层（包括含油层系）的区域变化规律，确定生、储、盖的组合。1

方法岩性对比法岩性包括岩石类型、成分、结构、颜色等特征。

利用岩性或岩层组合特征进行地层划分与对比的基础在于：同一沉积盆地中，同时期形成的岩石，若沉积环境和沉积物来源基本一致，其岩石性质和岩层组合也相似；反之，随沉积环境变化，岩性和岩层组合也会变化。利用岩性对比，首先应该研究在稳定沉降阶段所形成的特征明显、分布广泛的岩层，如稳定的黑色页岩，砂泥岩组合中的灰岩、白石岩等。在岩性变化大的地区，应考虑岩性、岩相变化规律，依剖面间的相对关系，并借助于其他标志，如古生物等，即可以将不同岩性的同时期沉积物对比出来。图为岩性对比示意图。从图中可以看出，岩性对比工作中，首先是确定各个剖面中的标准层（即岩性特殊、岩层稳定、厚度较薄、分布广泛的岩层作为标准层），其次是依标准层将各剖面连接起来，然后再根据相似或相同的岩性段逐层进行对比。

岩性对比法只适用于具有相同地质条件的较小范围，就是限制在一定的岩性、岩相范围内。因为不同沉积盆地地质条件经历不同，沉积特征就不相同，缺乏对比基础。同盆地、不同地区，因沉积条件的差异，沉积物来源不同，造成沉积物的特征和成分也不一致。在盆地的边缘地区沉积物为砾岩、砂岩，而盆地的中央则横向变化为细粒的粘土岩类。盆地边缘地区地层多为红色、黄色等氧化色，而盆地的中央地区多为黑色、绿色、灰色等还原颜色。因而在使用岩性资料对比地层时，应综合多方面的资料，进行综合判断对比。

值得提出的是，在覆盖区，岩性对比大多数是使用地球物理测井资料，因为电性是岩性的反映，不同岩性的剖面，测井的曲线特征不同。利用测井资料进行地层对比时，首先必须搞清岩性与电性的关系，作出各类岩性的定性解释。即在全取心井或取心井段长的井、收获率较高的井中进行全套测井，对照取心并段、井壁取心井段或岩屑，研究它们在测井曲线上反映的特征，作出定性和定量的解释，并经过多口井的研究之后，编出典型曲线图版，根据图版上各类岩性曲线特征去解释其他不取心的测井曲线，得出岩性剖面，即可以用来对比。

在对比大地层单位时，主要考虑曲线的大幅度变化和组合关系，而小地层单位进行对比时，则主要考虑单层曲线形状、厚度、组合变化及电性的方向性升高或降低等。在连接相同层位时，还应考虑相邻地层电测曲线的特征，因不同地层具有相似的电性和放射性，若孤立地进行对比，会造成错误的判断。除此之外应尽量参照岩心、岩屑、试油等第一手资料。

古生物对比法地层剖面中保存的生物化石反映了地史中的古生物群的面貌。古生物学研究的成果揭示了地球上不同地质时代各种生物的分布，因此可以利用地层中古生物化石类型、化石组合及含量的不同，鉴别地层时代和划分、对比地层。这就是古生物对比法。

在地质历史中，生物是不断演化发展的。生物演化的规律和阶段反映了自然发展阶段，生物界演化所具有的这种不可逆性和阶段性，是地史阶段的划分和确定地层相对时代的主要依据。实践证明，不同时代的地层往往含有不同种类的生物化石；不同地区的地层所含的化石或化石组合如果相同，它们的地质时代就相同和大致相同。这就是利用古生物划分、对比地层的基本原理。常用的古生物对比方法有2种：

1.标准化石对比法

一般利用地理上分布广泛，地史上存在时间短、演化快、标志清楚、数量多、保存较好的化石作为对比地层的主要依据，把这种化石叫做“标准化石”。利用标准化石划分对比地层的方法叫标准化石对比法。

利用标准化石对比地层，方法简便、可靠，不受岩性变化的影响，可以进行大区域的对比。但是，在石油钻井的岩心、岩屑中很难得到完整的标准化石，通常只见到微体古生物化石。而微体古生物化石单个种属符合标准条件者甚少，因此，标准化石在地面地质工作中应用广泛，而在油矿地质工作中进行钻井剖面地层对比时使用受到限制。微体古生物的体积小、分布广泛，所以在钻井剖面地层对比中，使用微占生物组合效果比较好。

2.微体古生物化石对比法

岩心和岩屑中的微体古生物化石具有个体小、数量多、利，属繁多、演化快、生物群分区现象明显的特点。

微体古生物化石包括古动物、古植物，类型很多，各地区研究的重点不同。当前在我国各油区地层对比中，常采用介形虫、轮藻和抱粉。

介形虫化石是·种个体很小（一般为0.4~4 nm）的双壳动物。它的特点是种类与数量多。演化的阶段短，分布广。它在地史上延续的时间长。每个地区不同地质时期的介形虫具有独特的特征。因此是一种广泛应用的分层对比标志。

矿物对比法这种方法是利用沉积岩中所含矿物组合及某些矿物含量的多少来进行对比。因为同一地区的沉积物来源、搬运条件及沉积环境是近似的，其矿物的组成基本不变，或在平面上呈有规律的变化。

矿物对比法主要根据下列特征进行对比：

①矿一物成分的变化。用不同矿物组合作为对比标志。

②矿物含量的变化。用各种矿物含敏的百分数作为对比特征。

③特殊的标准矿物。即将沉积岩中具有特殊颜色、形状的矿物作为对比标志。

在沉积岩石中把矿物按相对密度大小，分为重矿物（相对密度大于2. 75）及轻矿物（相对密度小于2. 75）两类。按矿物成因，又分为陆源矿物、自生矿物、粘土矿物等几类。在一定条件下均可用于地层对比，其中以重矿物对比使用最广泛。因为它在指示沉积母岩的成分、沉积时水流方向等方面比一般矿物更有效。

为了提高矿物对比成效，必须正确地选择标志矿物群（即分布范围广泛，根据它的变化能清楚地划分地层的矿物群），同时要掌握剖面中各层系的矿物特征，如某地层含角闪石很多，另外的层位含量很少等。

采用这种方法对比时，先把矿物分析的结果绘制在带岩性的柱状图上，其表示方法有2种，一种以柱线方式来表示，左边表示重矿物量筛分百分数（简称重筛百分数），右边表示矿物组合情况。另一种是以曲线来表示，将标志矿物的百分含量绘成矿物含量变化曲线（也有的将自生矿物和陆源矿物分别表示来划分地层）。其目的就是把矿物分析结果用剖面表示出来，便于分层对比。2

沉积旋回时比法沉积旋回（或称沉积韵律）是指垂直地层剖面卜具相似岩性的岩石有规律地重复出现。

值得指出的是，沉积岩的形成，最根本的控制因素是地壳运动，绝大多数沉积旋回也是由于地壳周期性升降运动引起的。当地壳下降，发生水进，水体逐渐加深，就形成由粗到细的沉积。反之，当地壳上升，水体变浅，发生水退，则形成由细到粗的沉积。在同一盆地内，地壳升降运动的过程大致是相同的。因而，反映在沉积岩的旋回性质上也大致相同。而地壳运动的发展是不可逆的，不同时期形成的沉积旋回可能具有相似性，却不可能相同，在垂直方向上每个沉积旋回是有差异的。在确定了某一剖面上的旋回特征及顺序后，便可以作为同一沉积盆地范围内进行地层对比的标准。

旋回的界限通常都是以水进开始部分，即粗粒沉积或间断面为界。在含油层系中，为了突出储油层，通常将连续旋回的砂岩、砾岩放在韵律的中部；以开始水退部分，相当于岩性开始变粗层位的底界，作为韵律的起点。

沉积旋回依其是否连续可以分为连续旋回及间断旋回。在间断旋回中又将粒度变化从下而上由粗到细的称为正旋回。反之。由细到粗的称为反旋回。顶部及底部细，中间粗的称为复合旋回。

正确地划分旋回是对比工作能否顺利进行的关键。在覆盖区，因取心井少，多数情况下利用测井资料即1：500或1：200的标准电测资料。2