沉積型膨潤土

礦區(qū)是一個新生代的斷陷盆地，盆地內(nèi)部堆積全新統(tǒng)及中更新統(tǒng)沉積物，周圍有變質巖和花崗巖分布。膨潤土產(chǎn)于中更新統(tǒng)湖相碎屑黏土沉積層中，底板為含石膏黏土巖，外觀呈米黃、蛋青等色，成分以鈣蒙脫石為主，含少量石英、高嶺石、方解石等。石膏和方解石的出現(xiàn)反映沉積時水介質處于堿性環(huán)境，促使被搬運到水盆中的母巖風化產(chǎn)物轉化為蒙脫石，形成膨潤土礦。

產(chǎn)于由砂巖夾砂質泥巖、粉砂巖組成的白堊系陸相湖泊沉積層底部。含礦巖系厚340～800 m，共有兩層膨潤土，其1司為碳酸鹽巖、巖屑石英砂巖，厚6～7 m。礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，頂?shù)装寰鶠楹擅撌鄮r，少數(shù)為粉砂巖或泥質礫巖。膨潤土中蒙脫石含量占50%～95%，顆粒細小，屬鈣基膨潤土。伴生礦物有石英、長石碎屑、綠泥石等。 2100433B

沉積型膨潤土多呈層狀、透鏡狀產(chǎn)出，與圍巖呈連續(xù)漸變沉積關系，地層剖面中缺乏火山活動的證據(jù)，在其周圍也缺乏在時間上與之比較接近的同時期的火山噴發(fā)證據(jù)。它的形成與古地理、古氣候條件有密切關系，系母巖風化產(chǎn)物被流水搬運到封閉、半封閉的湖泊、潟湖、海洋中，在干燥氣候及高鎂的堿性介質下，由長石、云母及其他黏土礦物轉化而成，也可以在成巖期由于孔隙水pH值的變化，導致黏土沉積物中的高嶺石向蒙脫石轉化而成。中生代以前，此類膨潤土比較少見，可能與蒙脫石的不穩(wěn)定性(在成巖過程中易向伊利石、綠泥石轉化)有關，但在古生代煤系沉積中亦有產(chǎn)出，如甘肅金昌石炭-二疊系煤系中的膨潤土。白堊系-新近系中則有廣泛地分布，通常產(chǎn)于含膏鹽的碎屑巖系中，與石膏、白云巖、石灰?guī)r共生。

產(chǎn)于第四系更新統(tǒng)內(nèi)陸湖泊相沉積物中，與石膏層及石灰?guī)r共生，三者在地層剖面中交替沉積，指示沉積環(huán)境在垂直方向上的有規(guī)律演化。氣候干燥、含鹽度高時，形成方解石和石膏的沉積，含鹽度較低、高堿及鎂離子的存在則有利于母巖風化產(chǎn)物中的礦物、巖石細碎屑轉化為蒙脫石，形成膨潤土的沉積，故有些蒙脫石還保留。

沉積物在潮汐的作用下可以形成各種沉積底形。流態(tài)和底形序列的概念基本上可以應用于潮流沉積。但是，潮汐是周期性的雙向水流運動，因此其沉積構造也往往具有韻律性和雙向性的特點。這是鑒定潮汐沉積的充分標志。

潮流沙丘(dune)是潮汐作用帶主要的底形類型。在主潮流的速度足以推動沙丘運動的情況下，形成交錯層理。其中常有幾乎等間距的不連續(xù)面，標志著反向的次潮流的存在。如果次潮流也足夠強，就會侵蝕沙丘，形成微向潮流方向傾斜的再活動面，并推動沉積物向相反方向運動，形成反向的交錯層理。潮流轉向的拐點，流速為零。在潮流速度大幅度減緩的時期，在背流面形成泥皮，多為以糞粒形式出現(xiàn)的泥質(Dalrymple,1992)。由于被次潮流所搬運的沉積物為量少，故次潮流形成的泥皮與主潮流形成的泥皮十分接近，構成雙黏土層。波浪作用較強或發(fā)生旋轉潮流的地方，沒有零速期，也就沒有泥皮。在一個主潮期內(nèi)形成的砂質細層系，上下界面由再活動面或泥皮限定，稱為潮積束。

由周期性大潮引起的潮流速度的變化，勢必導致沉積層厚度的旋回性變化，形成所謂的潮汐韻律。潮汐韻律層的砂層是由沙波或沙丘側向遷移形成的潮積束，而泥層則是懸浮體垂向加積形成的泥皮。由砂層到泥皮通常為漸變過渡，沒有截然的界限，而由泥層到砂層的轉變通常為突變接觸。

魚骨形交錯層理是一種比較典型的潮流沉積構造。呈板狀雙向交錯，狀似魚骨。魚骨形交錯層理是判別潮流沉積的充分條件，但不是必要條件。在潮流有主次之分的情況下，一般都形成單向層理或以單向為主、逆向為輔的潮汐層理，魚骨形層理并不多見。

在潮流較弱的情況下，底形規(guī)模較小，以波紋為主。潮流速度較高時形成的砂質波紋與潮汐轉向期形成的泥皮在縱向上更迭，即形成壓扁層理或透鏡狀層理。如果次潮流也較強，則在砂巖透鏡體內(nèi)可以見到反向的交錯層理。砂泥比、砂泥層的厚薄和沉積物的粒度大小都取決于潮流的強弱。

潮汐層理在絕大多數(shù)情況下是鑒定潮汐沉積的充分必要條件。這種情況在其他的沉積物中并不多見。

高分辨率地層傾角測井包含有大量的沉積結構和構造方面的信息,在油田構造和沉積學研究中發(fā)揮著重要的作用。油氣勘探中使用斯倫貝謝公司的阻HDT 和阿特拉斯公司的CLS3700 系列四臂傾角儀,通過計算機處理(TREEDIP 模式識別交互處理)可以得到反映巖石內(nèi)部界面的傾角和傾向；也可以得到微電阻率環(huán)井眼成像,為沉積學研究進一步提供沉積結構、構造、古水流等方面的信息。

通常地層傾角測井經(jīng)過長相關對比處理得到小比例尺(1:200)的傾角成果圖用于地層構造學解釋,包括產(chǎn)狀、褶皺、斷層壓實后的砂體形態(tài)、裂縫識別等。而應用于沉積學中必須作特殊的處理,即短相關對比或精細模式識別的交互處理,甚至使用最先進的成像手段,并始終貫徹“巖心刻度測井”的指導思想,在工作中通過巖心觀察和沉積構造描述,總結測井相和沉積相之間的對應關系,并在塔中、輪南、東河塘、英買力等主要油氣田區(qū)沉積學研究中得到重視和應用。

1.傾角模式及其地質含義

地層傾角測井研究構造和沉積時,在矢量圖上可以把地層傾角的矢量與深度關系大致分為四類：紅模式:傾向大體一致,傾角隨深度增加而增大的一組矢量,它可以指示斷層、沙壩及河道等。

藍模式:傾向大體一致,傾角隨深度增加逐漸變小的一組矢量,它一般反映地層水流層理、不整合等。

綠模式:傾向大體一致,傾角隨深度不變的一組矢量,一般反映構造傾斜和水平層理等。

白(雜亂)模式:傾角變化幅度大,或者矢量很少,可信度差,它指示斷層面、風化面或者塊狀地層等。

每一種模式的代表性仍然是相對簡單和存在多解性,尤其是在沉積學研究中,目標是巖石內(nèi)部的微細層面,那么沉積巖中哪一級層面才能計算出來并組成模式是至關重要的。很顯然只有那些可以切過井筒的中一大型層理沉積構造的變化面才有可能被地層傾角測井四臂電極探測到,并計算出其產(chǎn)狀,而在井筒中不成平面或在井筒中彎曲變化劇烈的小型層理是不可能被計算出來的。在建立沉積構造解釋模型時是值得注意的。而多種模式的組合關系是判斷各級層面相互轉換、變化的表征,模式間斷往往是特殊地質事件(沖刷面)等,因此在解釋過程中要充分重視模式本身和它之間的關系。

2.微電導率插值環(huán)井眼成像

微電導率環(huán)井眼成像是將電導率曲線按相對大小內(nèi)插,表示環(huán)井眼電導率大小分布的值以一系列不同級別顏色表示,可以清楚地看出以下幾項特征:

(1)不同電導率大小的電性層和不同的巖性界面很清楚。

(2)電導率逐漸遞變,顏色級別逐漸變化,是巖石內(nèi)部韻律的表現(xiàn)；

(3)電導率異常特征變化段,顏色級別突變是微細層面的反映,以此可參考矢量圖模式判斷沉積構造中層理的微細層變化及其組合關系；

(4)成像圖中明顯的顏色變化是檢驗傾角計算對比的準確性的標志之一。一般成像圖中明顯的層,應在對比計算中準確無誤地計算出來相應的矢量點,否則對比就有問題。

(5)成像圖中顏色變化旋回,應與電導率劃分的旋回一致,并受到常規(guī)曲線層序模型的約束,可以在層序內(nèi)部或其間有清楚的成像圖顏色級別遞變或界面。

(6)成像圖中顏色變化成有規(guī)律的密集層狀及正弦波狀是層理的發(fā)育段,可以結合傾角矢量模式進一步解釋層理類型。

3.沉積構造的地層傾角測井解釋模型

巖性單元內(nèi)部和巖性單元之間的層理幾何形態(tài)和空間關系,是組成盆地充填物的成因地層層序中沉積成因單元的基本特征。在區(qū)域和局部這兩種規(guī)模上描繪“層理形式”和“沉積構造“能為沉積過程及判斷沉積相(沉積環(huán)境)提供大量的資料。層理按其形成的單元可以從單一細層到層序,大致劃分為紋層或細層(指一次水流形成的)、層系(一組紋層)、層系組(幾組層系)及層序。地層傾角測井長相關對比的成果矢量圖一般反映地層層序之間的層面,精細的地層傾角處理矢量圖和電導率成像一般可以反映層系或層系組以下的各種層理面。

人一機交互式地層傾角沉積學處理程序為研究者提供了方便的工作界面,其中的地層傾角矢量和微電導率環(huán)井眼插值成像是用于判斷沉積構造及其組成的主要依據(jù),一般認為其矢量的紅、綠、藍、白模式及其組合形式是分析微細層理形態(tài)、類型的基本方法,同時可以用來分析古水流或沉積物搬運方向、沉積體延伸及加厚方向,這都源于矢量圖代表的界面及矢量的趨勢模式,是碎屑物質沉積時的水動力能量逐漸變化的真實反映。于是在工作中,首先要對交互處理的成果用巖心資料反復刻度,建立正確的地層傾角矢量模式圖,然后由已知到未知,從解釋模型到未知層段,逐層解釋沉積構造及其組合關系。 2100433B

沉積物亦可以由風（風成過程（eolian processes））及冰川搬運。沙漠的沙丘及黃土是風成運輸及沉積的例子。冰川的冰磧石（Moraine）礦床及冰磧（Till）是由冰所運輸?shù)某练e物。簡單的重力崩塌制造了如碎石堆、山崩沉積及喀斯特崩塌特色的沉積物。每一種類型的沉積物有不同的沉降速度，依據(jù)其大小、容量、密度及形狀而定。

江河、海洋及湖泊均會累積產(chǎn)生沉積物。這些物質可以在陸地沉積或是在海洋沉積。陸生的沉積物由陸地產(chǎn)生，但是也可以在陸地、海洋或湖泊沉積。沉積物是沉積巖的原料，沉積巖可以包含水棲生物的化石。這些水棲生物在死后被累積的沉積物所覆蓋。未石化的湖床沉積物可以用來測定以前的氣候環(huán)境。

沉積物在人造防波堤累積，因為防波堤減慢水流速度令水流可攜帶沉積物減少。

冰川搬運石塊。那些石塊在冰川退縮時會沉積起來。