Métodos de trabajo del mapeo paleogeográfico de litofacies

La investigación y el mapeo de la paleogeografía de facies sedimentarias no solo deben absorber los resultados de sus predecesores, sino también llevar a cabo el trabajo de campo necesario. En términos de métodos de trabajo, el énfasis está en la combinación de macro y micro, y la combinación de campo e interior; en términos de pasos de trabajo, generalmente incluye preparación del diseño, trabajo de campo, análisis e identificación de interiores, y topografía y mapeo; Estas diferentes etapas del trabajo a menudo están orgánicamente vinculadas y entrelazadas. En la etapa de preparación del diseño, se debe realizar el siguiente trabajo:

(1) Recopilación integral de datos

Basado en división y comparación estratigráfica, perfiles de afloramiento, registro de núcleos (incluidos muestreos y pozos). extracción de muestras de paredes), registro de recortes, identificación paleontológica y paleoecológica, pruebas analíticas (incluidas secciones delgadas, minerales pesados, análisis del tamaño de partículas, indicadores geoquímicos, análisis de petróleo, gas y agua, etc.), registros eléctricos y pruebas geofísicas Recopilar y organizar sistemáticamente , y revisar y verificar cuidadosamente, prestando atención a la precisión y representatividad para garantizar que los datos básicos del mapa sean sólidos y confiables.

Para organizar los datos originales, generalmente primero creamos secciones de análisis de facies y tarjetas de paleogeografía de litofacies, y luego hacemos estadísticas por pozo, como tipo de arenisca, minerales pesados, parámetros de tamaño de partículas, características del lecho, paleontología, lutitas. color, tierra Indicadores químicos, etc.

La recopilación de datos estratigráficos incluye: ①Los datos de perfil medidos en los mapas regionales 1:50.000 y 1:200.000, así como perfiles estratigráficos, diversos datos de perforación y de núcleos de pozos profundos de petróleo (incluidos registros eléctricos, datos radiactivos). Datos de registro de pozos y cortes, etc.) para estudios y exploración petrolera y geológica; ② Diversos datos geofísicos utilizados para analizar e interpretar interfaces estratigráficas y estructurales; ③ Datos de investigación especiales sobre estructuras geotectónicas; (4) Área de trabajo y áreas adyacentes; resultados de investigaciones de paleogeografía y paleontología estratigráfica; ⑤ Datos de depósitos minerales sedimentarios y estratigráficos.

(2) Unificar la división estratigráfica y el plano de comparación y determinar las unidades cartográficas.

La elaboración de mapas paleogeográficos de facies sedimentarias a mediana y pequeña escala suele basarse en la cronoestratigrafía, es decir, el estudio de los cambios en el medio sedimentario dentro de un mismo rango temporal. Esto requiere que todas las secciones estratigráficas sean aproximadamente isócronas. Por lo tanto, al comienzo del trabajo, debemos prestar atención a las cuestiones de isocronía, diacronía y cambio de fase de los estratos, seleccionar correctamente los límites de tiempo y las marcas de estratificación para la comparación estratigráfica y proponer una división estratigráfica razonable y un plan de comparación como base. para medir secciones y tomar datos.

A la hora de determinar la división estratigráfica y el plan de comparación, también se debe considerar la racionalidad de las unidades cartográficas. Dado que el método de mapeo actual todavía usa un espacio bidimensional para expresar cambios en el espacio tridimensional, el límite de tiempo de la unidad de mapeo afecta directamente la calidad del mapa. En términos generales, cuanto más corta sea la unidad de tiempo del mapeo, con mayor precisión podrá reflejar el ambiente sedimentario y sus cambios en el área de trabajo, pero mayores serán los requisitos de precisión para la correlación estratigráfica y la recopilación de datos sedimentarios.

Según el método de análisis estadístico, el estudio de la paleogeografía de litofacies finalmente se completó mediante la compilación de mapas de paleogeografía de litofacies. En otras palabras, la preparación de mapas paleogeográficos de litofacies es un resumen del análisis de litofacies y de la investigación paleogeográfica.

Cómo compilar un mapa paleogeográfico de litofacies, qué datos recopilar y organizar, qué mapa básico hacer primero y cómo analizarlo es diferente para diferentes regiones, diferentes capas y diferentes fases.

La preparación de mapas paleogeográficos de litofacies de cuencas sedimentarias clásticas terrígenas tiene tres etapas básicas, a saber, la recopilación y disposición de datos básicos, la preparación y análisis de los mapas básicos principales y la preparación y uso de mapas paleogeográficos de litofacies. .

Trabajo de campo

El trabajo de campo es la base para la investigación y cartografía paleogeográfica de facies sedimentarias. Al medir la sección de facies sedimentarias, estudiamos sistemáticamente la composición de la roca, la estructura, la estructura, el conjunto paleontológico, las características ecológicas y rastreamos los fósiles de la sección, recopilamos varios datos antiguos sobre el flujo de agua y luego dividimos las unidades petrogenéticas, analizamos exhaustivamente las características de la estructura de la secuencia. de la sección, y determinar inicialmente el tipo de fase sedimentaria. Al mismo tiempo, se deben recolectar las muestras necesarias para análisis e investigación en interiores a fin de sentar las bases para clasificar correctamente los tipos de facies sedimentarias, establecer modelos regionales de facies sedimentarias y realizar un mapeo completo.

8.2.2.1 Medición del perfil de facies sedimentarias

(1) Estudio in situ

Durante el período de diseño, se debe investigar el área de trabajo y los perfiles principales para comprender las características básicas de toda el área, exposición estratigráfica y facies sedimentarias, redactar preliminarmente un conjunto de leyendas y esquemas de denominación de clasificación de rocas, y determinar el tipo, cantidad y pasos de la investigación transversal.

(2) Tipo de perfil, principios de implementación y requisitos de precisión.

Los estudios de campo de facies sedimentarias se realizan principalmente sobre diferentes tipos de perfiles. Por lo tanto, la racionalidad y el nivel de investigación del despliegue del perfil afectan directamente la calidad final del mapeo.

Los tipos de secciones incluyen secciones de control, secciones auxiliares y secciones de enrutamiento. Generalmente se requiere que cada unidad sedimentaria mostrada por separado en el mapa del plano tenga no menos de 1 sección principal y no menos de 2 a 3 secciones auxiliares. La precisión del contorno se ajusta al plan. La escala de sección de los mapas de gran escala generalmente no es inferior a 1:500, y los mapas de pequeña y mediana escala son generalmente de 1:1000 ~ 1:2000.

(3) Procedimientos de medición del perfil y toma de muestras

El grado y método de medición del perfil de facies son los mismos que los del perfil estratigráfico, pero el foco de observación debe estar en el estudio. de marcadores de facies y ambiente sedimentario analíticamente. Generalmente incluye tres pasos: reconocimiento, medición real y diagrama de fases. Durante el proceso de elaboración de perfiles, se deben recolectar las muestras de prueba y análisis necesarias para estudios internos.

8.2.2.2 Investigación de campo en facies sedimentarias

Las fases de campo son muy importantes en el estudio paleogeográfico de facies sedimentarias, y el trabajo en interior es sólo un complemento, corrección y profundización del trabajo de campo.

La determinación de los tipos de facies sedimentarias se basa principalmente en el análisis integral de marcadores de facies sedimentarias como estructuras, estructuras, conjuntos biológicos y características ecológicas, así como en el estudio de las características estructurales transversales y las relaciones espaciotemporales de las asociaciones de facies. La identificación de estos signos y características se realiza principalmente en el campo o durante la observación y estudio de núcleos. La cuasi fase en el campo requiere dominar las características principales de diferentes tipos de facies sedimentarias y modelos deposicionales en diferentes entornos, y ser bueno para descubrir e identificar varios signos de facies requiere comprender los puntos clave en el campo en función de las diferentes características de la sección, con cuidado; observación, y basado en varios signos, estructuras de sección, facies Análisis integral de las características de cambio secuencial antes de emitir un juicio.

(1) Observación de marcadores de fases sedimentarias

El Capítulo 5 introduce sistemáticamente los marcadores de identificación de fases sedimentarias. Los diferentes tipos de rocas tienen diferentes puntos de observación de perfiles y marcadores de fase. Para tramos dominados por rocas clásticas terrígenas, además de los signos anteriores, también se debe prestar atención a la madurez de las areniscas y a las características morfológicas del cuerpo de arena. La madurez de la arenisca incluye dos aspectos: madurez composicional y madurez estructural, los cuales están estrechamente relacionados con el ambiente de depósito (Figura 8.1) y son indicadores importantes para determinar las facies de depósito de rocas clásticas terrígenas.

Figura 8.1 La relación entre la madurez estructural de la arenisca y las facies sedimentarias (basado en M.K., Tucker, 1980, citado de Liu Baojun et al., 1990).

La forma geométrica de los cuerpos de arena se refiere a la distribución, dirección de extensión y características morfológicas de los cuerpos de arena sedimentarios con las mismas características. Los cuerpos de arena depositados en diferentes ambientes de depósito tienen diferentes formas. Por ejemplo, los cuerpos de arena en los deltas controlados por ríos tienen forma de dedos y son perpendiculares a la costa; los cuerpos de arena en los deltas controlados por olas son paralelos a la costa; los cuerpos de arena en los canales de marea o canales de agua tienen fondos y cimas planos; , mientras que los bancos de arena marinos suelen tener fondos planos y cimas convexas. El estudio de la morfología de los cuerpos de arena no sólo es beneficioso para la puesta en escena, sino también significativo para el estudio y evaluación general de los recursos de petróleo y gas y minerales sedimentarios.

En la observación de perfiles de carbonatos, la atención debe centrarse en la observación de la estructura, el tipo y espesor del lecho y los conjuntos biológicos. Los tipos estructurales de las rocas carbonatadas son complejos y están estrechamente relacionados con el entorno de depósito. La presencia o ausencia de partículas, la proporción de partículas a lodo, el tipo de partículas y la presencia o ausencia de cristales brillantes deben observarse cuidadosamente en el sitio. El color y las características del lecho de las rocas carbonatadas también están estrechamente relacionados con el ambiente de depósito. Las capas gruesas y de colores claros se encuentran principalmente en ambientes de aguas poco profundas; las capas delgadas y de colores oscuros generalmente están relacionadas con lagunas, plataformas continentales o cuencas de aguas profundas. . Los lechos y estructuras de lecho en rocas carbonatadas se encuentran principalmente en aguas poco profundas y calizas granulares de alta energía. La formación de rocas carbonatadas está estrechamente relacionada con procesos biológicos. Por tanto, es muy importante estudiar su ensamblaje biológico y características ecológicas. Con base en el análisis de conjuntos biológicos y tipos ecológicos, se puede determinar si el conjunto biológico en el momento del depósito era un tipo de sal amplio o un tipo de sal estrecho, y si el entierro biológico fue in situ o ex situ.

(2) Investigación sobre la estructura transversal

La estructura transversal se refiere a la secuencia vertical relevante mostrada por litología, estructura, estructura, biología, etc. , o llamada secuencia de facies o combinación de litofacies. Estas secuencias son descriptivas y pueden ser de tamaño grande o pequeño. En la mayoría de los casos, la aparición repetida de capas rítmicas o ciclos deposicionales obvios es causada por las condiciones hidrodinámicas específicas y las leyes de evolución de diferentes ambientes deposicionales. La interpretación geológica de estas estructuras transversales con diferentes características se denomina modelo de facies o modelo deposicional. El dominio de las características y mecanismos de formación de estos diagramas de fases es de gran importancia para la fase de campo. En las rocas clásticas terrígenas, las secuencias de engrosamiento ascendente incluyen patrones de abanico aluvial progradacional, deltaico, de isla fortaleza y de abanico submarino (Fig. 8.2). Aunque todos están engrosados ​​hacia arriba, cada uno tiene sus propias características. La secuencia de adelgazamiento ascendente incluye la sedimentación de canales de ríos arenosos trenzados y los patrones de facies sedimentarias de ríos serpenteantes como playas, marismas y canales de marea (Figura 8.3). En las rocas carbonatadas, la secuencia de somerimiento ascendente a menudo ocurre repetidamente en un ambiente submareal → zona intermareal → supramareal, pero muestra diferentes características de combinación bajo diferentes condiciones, como secuencia de yeso, secuencia granular y secuencia de laminación de piedras, secuencia de arrecife y secuencia de Sabha costera (. Figura 8.4). En cuanto a la secuencia de Mabo y la secuencia de tempestita en turbiditas, son más conocidas. En resumen, dominar y aplicar estas secuencias y modelos conocidos es muy útil para determinar las fases sedimentarias. Algunas estructuras transversales simples pueden explicarse mediante observaciones de campo y resúmenes, y luego compararse con modelos típicos. Para secciones con estructuras complejas y ciclicidad o regularidad poco clara, también es posible utilizar métodos matemáticos de análisis de cadenas de Markov para crear secciones modelo después de mediciones detalladas y luego compararlas con modelos de fase típicos para determinar las fases sedimentarias.

Figura 8.2 Estructura de sección transversal engrosada hacia arriba (según 1984 AD)

Figura 8.3 Estructura de sección transversal adelgazada hacia arriba (según 1984 AD)

Figura 8.4 Ácido carbónico Estructura transversal común en la roca salada (según N.P. James, 1979, citado de Liu Baojun et al., 1990).

Trabajo en interiores

El trabajo en interiores de la investigación paleogeográfica de facies sedimentarias incluye el análisis e identificación de varias muestras, clasificación integral, varios mapas básicos, mapas completos y la preparación de informes finales de investigación. El primero incluye identificación de cortes de roca y análisis y estadística de los resultados, análisis granulométrico de rocas clásticas, identificación y análisis estadístico de bioclastos, especies y características ecológicas en cortes de roca, estudios cualitativos y cuantitativos de algunos minerales diagenéticos sedimentarios, diversos de organización integral. e interpretación de datos de pruebas (incluidos espectros, análisis químicos y análisis de isótopos). Este artículo presenta principalmente los puntos clave de la identificación de secciones delgadas de rocas sedimentarias, la preparación de algunos dibujos principales y varios problemas en la preparación.

8.2.3.1 Identificación de secciones delgadas de rocas sedimentarias

La identificación de secciones delgadas de rocas sedimentarias es el trabajo de identificación en interiores más básico e importante. Puede proporcionar la evidencia microscópica necesaria para la determinación de las fases sedimentarias y. proporcionar la base final para El trabajo de mapeo proporciona mucha información cualitativa y cuantitativa. Para integrar estrechamente el trabajo de campo y en interiores, la investigación macroscópica y microscópica, se anima al personal de campo a identificar las secciones delgadas por sí mismo, y el personal de identificación especializado en interiores también debe participar en la medición de las secciones principales.

(1) Identificación de secciones delgadas de arenisca

La arenisca se compone principalmente de partículas clásticas, cemento, matriz y poros. La identificación de secciones delgadas de arenisca incluye cuatro partes: composición, estructura, microestructura y cambios epigenéticos en la diagénesis. Se deben contar los porcentajes de cuarzo (Q), feldespato (F) y clastos (R), y en base a esto se debe calcular la relación de componentes de clastos estables e inestables, es decir, Q (cuadratura + siliciclástico) /(F+ R). Esta relación refleja la madurez composicional de la arenisca.

La base mixta se refiere a materiales de grano fino depositados mecánicamente a partir de materiales clásticos, principalmente materiales arcillosos, pero también arena fina y morteros carbonatados. Las rocas con alto contenido heterogéneo tienen malas propiedades de clasificación y baja madurez estructural.

La estructura de la arenisca incluye características de estructura de partículas (tamaño de grano, morfología, características superficiales, etc.) y estructura de matriz (relación de contacto entre partículas, tipo de soporte y tipo de cementación). Los datos del análisis del tamaño de partículas se pueden obtener mediante análisis de tamiz, método de sección delgada o método de separación de agua. La clasificación de datos incluye varios cálculos de parámetros (incluida la media, la desviación estándar, la asimetría, la curtosis y la nitidez) de varios gráficos de análisis del tamaño de partículas (curvas de frecuencia, curvas acumulativas y curvas acumulativas de valores de probabilidad de uso común), así como imágenes paramétricas de tamaño o granularidad de partículas. (como diagramas C-M, diagramas discretos).

El estudio de los procesos epigenéticos diagenéticos incluye los tipos, etapas y evolución de la diagénesis. Estos tienen un gran impacto en la porosidad y permeabilidad de las areniscas y son de gran importancia para la exploración de petróleo y gas o la formación de ciertos depósitos de metales epigenéticos.

(2) Identificación de secciones delgadas de carbonatos

Se debe prestar atención al estudio de la composición mineral, estructura y características diagenéticas de las rocas carbonatadas. Los componentes minerales comunes en las rocas carbonatadas incluyen calcita, dolomita, clastos terrígenos, arcilla y materia orgánica.

El estudio de la estructura de las rocas carbonatadas incluye cuatro partes: partículas, matriz de mortero, cemento y poros. Al identificar, tenga en cuenta: ① Determine el tipo de partículas y la integridad del esqueleto biológico. Las partículas de hueso no biológicas incluyen ooides, bolitas (o gránulos), piedras nucleadas, aglomerados y desechos internos ② Cambios de contenido, como el porcentaje relativo de diferentes tipos de partículas, el contenido de matriz de mortero, el contenido de cemento espumoso, El relación entre el contenido total de partículas y la matriz, la relación entre la matriz y el cemento brillante, etc. ③Para el estudio de detritos biológicos, determine su categoría y contenido relativo en función de las características microestructurales de los huesos biológicos.

En el estudio de los procesos epigenéticos de la diagénesis de las rocas carbonatadas, para la dolomita, se debe determinar si su período de generación es el período penecontemporáneo, el período diagenético o el período epigenético. Por lo general, está determinado por el tamaño de las partículas y las características de la forma del cristal, combinados con la ocurrencia en el sitio y otros factores. A excepción de la dolomitización penecontemporánea, el resto no tiene importancia ambiental. Por lo tanto, para la dolomita diagenética o epigenética, se deben utilizar varios medios para restaurar sus características originales de la roca para determinar su tipo de fase sedimentaria.

8.2.3.2 Investigación sobre rocas arcillosas

Las partículas de rocas arcillosas son muy pequeñas y deben ser estudiadas por otros métodos y medios. El estudio de la lutita generalmente implica observar su color, estructura sedimentaria primaria (estructura, lecho, estructura de bioturbación), composición y contenido mineral, contenido de materia orgánica, fósiles biológicos, etc.

8.2.3.3 Adquisición y análisis de datos de pruebas experimentales

Incluyendo diversos análisis de pruebas de laboratorio (como análisis espectral, análisis químico, análisis de isótopos, identificación microarqueológica, análisis de difracción de rayos X, análisis de catodoluminiscencia, escaneo electrónico y análisis de sondas, etc.). ).

8.2.3.4 Mapeo y análisis integrales de interiores

El mapa de resultados finales del análisis paleogeográfico de litofacies debe completarse en interiores, incluidos varios mapas de análisis de un solo factor (como mapas de cuerpos de arena, mapa de porcentaje de arenisca, mapa de determinado espesor de roca, etc.) y varios mapas de análisis integrales (como mapa de sistema sedimentario, mapa de división de litofacies, mapa de paleogeografía integral, mapa de formación y distribución de minerales, etc.).

Técnicas y en capítulos posteriores se presentarán métodos para compilar mapas paleogeográficos de litofacies.