本发明具体涉及一种沉积岩粒度数理统计方法,包括如下步骤:对粒度分析样品进行统计分析,获取粒度数据、一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比、由粗粒级开始计算出的累积重量百分比和一定粒度数据区间的概率百分数;根据粒度数据和由粗粒级开始计算出的累积重量百分比,编制累计曲线图;根据粒度数据和累计曲线图,计算得到沉积岩碎屑物的粒度参数;根据粒度数据和沉积岩碎屑物的粒度参数之间的函数关系,编制粒度成因图解,判断沉积岩碎屑物成因环境;根据沉积岩碎屑物的粒度参数和粒度成因图解,分析粒度特征指示意义。本发明的沉积岩粒度数理统计方法,提高沉积岩碎屑物粒度研究的系统性和可靠性。
1.一种沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤(1)、对粒度分析样品进行统计分析,获取粒度数据、一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比、由粗粒级开始计算出的累积重量百分比和一定粒度数据区间的概率百分数; 步骤(2)、根据步骤(1)的粒度数据和由粗粒级开始计算出的累积重量百分比,编制累计曲线图; 步骤(3)、根据步骤(1)的粒度数据和步骤(2)中累计曲线图,计算得到沉积岩碎屑物的粒度参数; 步骤(4)、根据步骤(1)的粒度数据和步骤(3)的粒度参数之间的函数关系,编制粒度成因图解,判断沉积岩碎屑物成因环境; 步骤(5)、根据步骤(3)中沉积岩碎屑物的粒度参数和步骤(4)的粒度成因图解,分析粒度特征指示意义; 步骤(4)中,所述粒度成因图解包括频率曲线图、概率值累计曲线图、C-M图解和结构参数散点图解; 步骤(5)中,首先依据步骤(4)的频率曲线图的判别方法,判定沉积岩碎屑物的分选性;再根据步骤(4)的概率值累计曲线和C-M图解的判别方法,判定搬运碎屑物的介质性质为重力流还是牵引流,同时根据粒度分析样品点落入区域,判定碎屑物运动方式和水动力条件的强弱,概率值累计曲线中牵引总体、跳跃总体、悬浮总体代表的水动力条件依次减弱,碎屑物运动方式由滚动—跳跃—悬浮逐渐过渡,C-M图解中NO段、OP段、PQ段、QR段、RS段代表的水动力条件依次减弱,碎屑物运动方式由滚动—跳跃—悬浮逐渐过渡;最后根据步骤(3)中沉积岩碎屑物的粒度参数和步骤(4)的结构参数散点图解的判断方法,判定沉积岩形成于河流相、海滩相还是湖滩相。
2.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,步骤(1)中,通过对同一沉积地层中的沉积岩连续取样,获得粒度分析样品;采用粒度分析测试方法对粒度分析样品进行统计分析,通过粒度分析测试得出多组粒度数据、一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比、由粗粒级开始计算出的累积重量百分比和一定粒度数据区间的概率百分数。
3.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,步骤(2)中,编制累计曲线图包括以下步骤:以粒度数据为横坐标,以由粗粒级开始计算出的累积重量百分比为纵坐标,利用步骤(1)的粒度数据和由粗粒级开始计算出的累积重量百分比,编制累计曲线图。
4.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,步骤(3)中,根据步骤(1)的粒度数据和步骤(2)的累计曲线图,通过数学方法计算得到沉积岩碎屑物的粒度参数,所述沉积岩碎屑物的粒度参数包括中值Md和平均粒径MZ、标准偏差σ、偏度SK和峰度KG; 所述中值Md是累积曲线上累积重量百分比50%对应的粒度值,以毫米或∮值表示;所述平均粒径MZ是累积曲线上累积重量百分比16%、50%和84%对应的三个粒度值的算术平均值,以毫米或∮值表示; 所述标准偏差σ的公式为:σ=(∮84-∮16)/4+(∮95-∮5)/6.6,其中,∮84、∮16、∮95和∮5分别代表累积曲线上累积重量百分比84%、16%、95%和5%对应的粒度值,以毫米或∮值表示; 所述偏度SK的公式为:SK=(∮16+∮84-2∮50)/2(∮84-∮16)+(∮5+∮95-2∮50)/2(∮95-∮5),其中,∮84、∮16、∮95、∮5和∮50分别代表累积曲线上累积重量百分比84%、16%、95%、5%和50%对应的粒度值,以毫米或∮值表示; 所述峰度KG的公式为:KG=(∮95-∮5)/2.44(∮75-∮25),其中,∮95、∮5、∮75和∮25分别代表累积曲线上累积重量百分比95%、5%、95%、75%和25%对应的粒度值,以毫米或∮值表示; 所述毫米和∮值之间的换算关系为∮=-log2D,式中,D为沉积岩碎屑物直径,单位为毫米。
5.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述频率曲线图通过以下步骤绘制得到:以粒度数据为横坐标,以一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比为纵坐标,利用步骤(1)的粒度数据和一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比,绘制直方图;然后将直方图上各方块的顶点中点连接,绘制成一条圆滑曲线,所述圆滑曲线即为频率曲线图;根据频率曲线图的形态判断沉积岩碎屑物分选性的好坏以及粒度分布规律。
6.根据权利要求5所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述频率曲线图中峰的高度、宽窄、个数代表了沉积岩碎屑物粒度分布的集中程度,高度大,宽度窄的单峰,代表了碎屑物粒度分布集中,分选性好;高度低,宽度宽的双峰或多峰,代表了碎屑物粒度分布不集中,分选性差。
7.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述概率值累计曲线图通过以下步骤绘制得到:以粒度数据为横坐标,以一定粒度数据区间的概率百分数为纵坐标,利用步骤(1)的粒度数据和一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比,编制概率值累计曲线图;根据概率值累计曲线的形态识别不同的搬运和沉积作用,判定沉积岩碎屑物成因环境。
8.根据权利要求7所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述概率值累计曲线的形态根据相交直线段的数量分为一段型、两段型和三段型;一段型代表一条直线,两段型代表一条直线,三段型代表三条直线相交,每条直线代表包含一个正态次总体;一段型各粒级总体分异不好,粒级范围宽,分选差,为高能环境下的快速沉积的产物;两段型的两条直线分别代表跳跃总体和悬浮总体,根据两段型的跳跃总体和悬浮总体所占比例的大小,判断两段型的碎屑物的沉积环境;三段型的三条直线分别代表牵引总体、跳跃总和悬浮总体,根据三段型的引总体、跳跃总体和悬浮总体所占比例的大小,判断三段型的碎屑物的沉积环境;所述牵引总体是以牵引方式搬运的最粗碎屑物,其为高能环境下的快速沉积的产物;所述跳跃总体是以跳跃方式搬运的中粗碎屑物,其分选较差,代表高能环境下的沉积产物;所述悬浮总体是以悬浮方式搬运的细碎屑物,其分选好,代表低能环境下的沉积产物。
9.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述C-M图解通过以下步骤绘制得到:以C值为纵坐标,以M值为横坐标,将每个粒度分析样品的C值作为纵坐标在双对数坐标中投一点,所有粒度分析样品投得一群点按点群分布绘出相应的图形,得到C-M图;所述C值是累计曲线上累积重量百分比1%处对应的粒径粒度值,以毫米或∮值表示;所述M值是累积曲线上累积重量百分比50%处对应的粒度值,以毫米或∮值表示;所述毫米和∮值之间的换算关系为∮=-log2D,式中,D为沉积岩碎屑物直径,单位为毫米;C值与粒度分析样品中最粗颗粒的粒径相当,代表了水动力搅动开始搬运的最大能量;M值是粒度分析样品中所有颗粒粒径的中值,代表了水动力的平均能量;根据C-M图的形态判断沉积岩的沉积环境,再根据投点所在区域判断沉积岩碎屑物成因环境特征。
10.根据权利要求9所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述C-M图根据形态分为牵引流沉积和重力流沉积,在C-M图中,将C=M的点连成一条线,构成C=M基线,重力流沉积的图形是以平行于C=M基线为特征的;而牵引流沉积的图形则只有较短的一部分平行C=M基线,或者完全不与C=M基线平行;牵引流沉积的典型图形可划分为N-O-P-Q-R-S各段,NO段代表滚动搬运颗粒;OP段以滚动搬运为主,滚动组分与悬浮组分相混合;PQ段以悬浮搬运为主;QR段代表递变悬浮沉积,即流体中悬浮物质由下向上粒度逐渐变细,密度逐渐变低,代表典型的牵引流搬运特征;RS段为均匀悬浮;根据C-M图整体形态可以判断沉积岩的沉积环境为重力流还是牵引流,再根据投点所在区域可判断沉积岩碎屑物成因环境特征。
11.根据权利要求1所述的沉积岩粒度数理统计分析方法,其特征在于,所述结构参数散点图通过以下步骤绘制得到:利用步骤(3)中沉积岩碎屑物的粒度参数,作散点图,以标准偏差σ为横坐标,偏度SK为纵坐标,将粒度分析样品的数据投成散点图,根据已有典型砂岩标准偏差与偏度的关系数据将河砂、海滩砂、湖滩砂区分开来,在散点图上划分出不同的环境范围,粒度分析样品点落入的区域就代表其沉积物的沉积环境。
请联系平台
请联系平台