CN113049591A - 通过生物礁进行碳酸盐岩台地古风向确定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了通过生物礁进行碳酸盐岩台地古风向确定的方法，其通过对碳酸盐岩台地目标区域内的生物礁的筛选和分析，获得生物礁的分布规律，并进一步通过沉积学分析确定待测区域的古风向。对生物礁滩的油气藏勘探具有指导作用，可为探寻碳酸盐岩台地礁滩储层、扩充油气资源储备提供指示方向。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探的技术领域。
背景技术
气候变化与资源耗失是全世界目前面临的重大问题。针对这些问题，对古气候和古环境变化的恢复是探索未来气候和环境演变的基础，同时，这种恢复也能揭示矿产的形成机制，从而指导矿产资源的寻找和勘探。大气环流对气候演变具有控制作用，而古风向的恢复是重建古大气环流的重要内容，古风向可对大气环流进行直接记录，因此确定准确的古风向是古气候重建的重要基础，同时，其对矿产资源的寻找和勘探具有重要的指导意义。
如，中国专利CN201710711093.2提供了一种基于风场、物源、盆地系统的储集砂体预测方法和装置，其预测方法需要获取多种地质数据，如岩心数据、古生物数据、测录井数据和地震数据等，并将其输入对应的模型中，所需模型中包括古物源恢复工具、古风力恢复工具、古风向恢复工具、古地貌恢复工具和古水深恢复工具等，可以看出，该方法的实现需要获得准确的古风向工具或信息。
但该方法对于受风成水流形成的碳酸盐岩台地，具有可行性和准确性较差的特点，其主要运用了物理方法，如地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，且主要对滩坝砂体进行分析，对于碳酸盐岩类台地并不适用。该方法主要适用于“风-源-盆”三端元系统控制的碎屑岩沉积体系，不适用于碳酸盐岩台地。
或如中国专利CN201510185331.1提供了一种基于沿岸沙坝厚度定量方法的古风力测量方法及装置，其测量方法包括：根据预先获取的沿岸沙坝的基底坡度和沿岸沙坝的原始厚度，确定沿岸沙坝坝顶处的破浪水深；根据破浪水深和已知的合田良实曲线，确定破浪波高；根据破浪波高和已知的波浪统计特征，确定深水区有效波高；根据古风程和深水区有效波高，结合有限风区水体的波浪预测公式，计算得到风压系数；根据风压系数和已知的风压系数与风速的关系式，确定古风力风速。但该方法主要用于古风力测试，对古风向恢复不具有可行性，同时其主要基于湖相，不适用于海相类型的碳酸盐岩台地。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可通过生物礁类型、分布规律、结构特征等对碳酸盐岩台地古风向进行确定的方法。
本发明的技术方案如下：
通过生物礁进行碳酸盐岩台地古风向确定的方法，其包括：
S1获得待确定古风向碳酸盐台地内不同区域及地层深度的露头及其岩心的现场观测数据；
S2对进行现场观测的露头及其岩心进行部分或全部取样，获得样品观测数据；
S3根据该地域的地质背景信息、所述现场观测数据及所述样品观测数据，对所得样品进行沉积微相及超微相与其在台地内的分布的确定；
S4根据样品沉积微相及超微相的确定，筛选出其中含有生物礁的样品，统计其生物礁类型、不同类型的含量与分布位置，获得该地域内生物礁分布规律；
S5根据所述生物礁分布规律，进行古风向确定。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S1中，进行现场观测的露头为地层出露最全的露头。
其中，所述出露最全的露头是指在该待确定古风向碳酸盐台地内、待恢复区的目的层位发育的地质时代内，露头处可见按地质年代从老到新发育的全套地层或缺失最少的地层的露头。
根据本发明的一些优选实施方式，所述现场观测数据包括肉眼可观测到的露头及其岩心的颜色、成分、结构、矿物类型、岩相类型、展布形态、化石类型和陆源碎屑颗粒大小。
根据本发明的一些优选实施方式，所取样包括：自地层剖面底端向上，每隔5m采集一个露头样品；自岩心观察进尺，每隔5m采集一个岩心样品；将所得样品制备为多功能染色铸体薄片。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S2中，所述样品为通过蓝色树脂进行薄片铸体、通过茜素红进行染色的染色铸体薄片。
根据本发明的一些优选实施方式，所述观测数据包括：露头及其岩心的岩石结构、显微结构、矿物组分及其含量、填隙物组分及其含量、和化石类型及其孔隙度，其中岩石结构包括岩石粒度大小、岩石磨圆度、岩石分选性、岩石支撑类型、岩石接触方式、岩石胶结物及其胶结类型，显微结构包括岩石颗粒排列方式、岩石结核构造、岩石的显微粒序层理。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S3中，所述地质背景信息包括：
确定该台地内地层和区域情况的该地域地层划分标准；
为沉积微相及超微相提供分布框架的该地域岩性垂向分布规律；
将该台地地层分布与国际地层对应的该地域地质年代情况和生物地层情况。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S3中，所述地质背景信息还包括：
为沉积微相和沉积相划分提供岩相古地理依据的该地域相对海平面升降变化情况。
根据本发明的一些优选实施方式，所述沉积微相及超微相的确定包括：通过《石油天然气行业-SYT5368-2000岩石薄片鉴定规范》进行不同样品岩石类型确定，通过邓哈姆分类方法对不同岩石类型的样品进行沉积微相及超微相划分。
根据本发明的一些优选实施方式，所述生物礁类型包括后生动物礁和微生物礁。
根据本发明的一些优选实施方式，所述后生动物礁包括珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁和藻礁中的一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式，步骤S5包括：
S51基于所得生物礁分布规律，得到该台地内生物礁沉积分异规律；
S52根据所述生物礁沉积分异规律及通过沉积学方法确定的该台地古迎风侧和背风侧，得到古风向。
本发明具备以下有益效果：
本发明针对现有技术中缺少对碳酸盐岩台地的古风向确定方案的技术问题，通过对碳酸盐岩台地目标区域内的生物礁的筛选和分析，获得生物礁的分布规律，并进一步通过沉积学分析确定待测区域的古风向，对生物礁滩的油气藏勘探具有指导作用，可为探寻碳酸盐岩台地礁滩储层、扩充油气资源储备提供指示方向。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施流程。
图2为本发明实施例1的台地古地理图。
图3为本发明实施例1的台地及其岩心和露头分布位置示意图。
图4为本发明实施例1中的不同地层统计结果图。
图5为本发明实施例1中的沉积微相1及沉积微相2(MF1及MF2)。
图6为本发明实施例1中的沉积微相3及沉积微相4(MF3及MF4)。
图7为本发明实施例1中的沉积微相5-7(MF5-MF7)。
图8为本发明实施例1中的生物礁平面分布规律图。
图9为本发明实施例1中的碳酸盐岩沉积演化示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。
根据本发明的技术方案，通过如附图1所示的一种具体实施流程进行古风向确定，其包括：
S1获得待确定古风向地域内不同区域及不同地层深度的露头及其岩心的现场观测数据；
在具体实施中，优选根据露头展布形态和地层层位选择被观测的露头；更优选的是，选择地层出露最全的露头作为现场观测露头。
现场观测数据可包括肉眼可观测得到的露头及其岩心的岩性数据和岩相数据，如露头及其岩心的颜色、成分、结构、矿物类型、岩相类型、展布形态、化石类型和陆源碎屑颗粒大小。
S2对进行现场观测的露头及其岩心进行取样，获得样品观测数据；
在具体实施中，所述观测可通过显微分析等手段实现。所述样品可通过以下方式获得：将所得样品磨制为薄片，其后通过蓝色树脂进行铸体、通过茜素红进行染色，得到样品的染色铸体薄片。
所述观测数据可包括露头及其岩心的岩石结构、显微结构、矿物组分及其含量、填隙物组分及其含量，化石类型及其孔隙度，其中岩石结构包括岩石粒度大小、岩石磨圆度、岩石分选性、岩石支撑类型、岩石接触方式、岩石胶结物及其胶结类型，显微结构包括岩石颗粒排列方式、岩石结核构造、岩石的显微粒序层理，化石类型包括如牙形石、头足类、笔石、三叶虫、珊瑚、层孔虫等。
S3根据该地域的地质背景信息、所述现场观测数据及所述样品观测数据进行所得不同区域及不同地层样品的沉积微相及超微相与其分布的确定。
其中，所述地质背景信息优选包括：
确定该地域内地层和区域情况的该地域地层划分标准；
为沉积微相及超微相提供分布框架的该地域岩性垂向分布规律；
将该地域地层分布与国际地层对应的该地域地质年代情况和生物地层情况。
更优选的，还包括为沉积微相和沉积超微相划分提供岩相古地理依据的该地域相对海平面升降变化情况；
具体的，相对海平面升降曲线存在高低起伏，说明在不同地质时间内台地海侵范围的不同；当相对海平面趋向上升阶段，表示海侵范围大，海水深度相对较深；当相对海平面趋向于下降阶段，表示海侵范围小，海水深度较小，且相对于相对海平面上升阶段，该时间段内台地部分暴露；根据这种相对变化，从而为该台地是否存在相对大面积暴露提供依据，为古风向待恢复区提供岩相古地理佐证。
其中，优选通过“石油天然气行业-SYT5368-2000岩石薄片鉴定规范”进行不同样品岩石类型确定，通过邓哈姆分类方法对不同岩石类型的样品进行沉积微相及超微相的划分。
S4根据样品沉积微相及超微相的确定，筛选出其中含有生物礁的样品，统计其生物礁类型、不同类型的含量与分布位置，获得生物礁分布规律；
其中，生物礁类型可包括后生动物礁和微生物礁两大类，具体如珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁、藻礁和微生物礁。
S5根据所得生物礁分布规律，进行古风向确定。
在具体实施中，其可进一步包括：
基于文献资料及所得生物礁分布规律，得到生物礁沉积分异规律；
根据生物礁沉积分异规律，确定基础风向；
基于沉积学方法，对水动力高能带及低能带进行分析，确定区域内的迎风侧和背风侧，得出待测区风向。
实施例1
对陕甘宁台地进行古风向确定。该台地位于华北地台内，为奥陶系碳酸盐岩沉积体，包括三道坎组、桌子山组、马家沟组、克里摩里组层位，其岩心和露头在华北地台的位置分布如附图2及附图3所示，其中DZ＝东庄露头；HS＝好畤河露头；JJ＝将军山露头；LJ＝李家坡露头；LY＝麟游露头；ME＝摩尔沟露头；SC＝三川河露头；TQ＝桃曲坡露头；TW＝铁瓦殿露头；XW＝西硙口露头；TW5、TZ2、TX2、WR4、HQ3、KW9、PM8、IM4、YO3、KZ7、ZI6、GC8、TN7、IR9、AD5为钻井编号。
根据文献资料(Zhao et al.,1992；Huang et al.,1999；Zhu et al.,2012；Jinget al.,2016)，陕甘宁台地及其所属的华北地台奥陶纪古地理与古构造如附图2所示，其中MPD＝米脂古凹陷；QPU＝庆阳古隆起。
根据现场露头的出露具体展布形态和地层层位分布进行露头观测。具体的，选择该台地中地层出露最全的5个露头为考察对象，即对摩尔沟(ME)、青龙山(QL)、麟游(LY)、西硙口(XW)和三川河(SC)5个露头观测点进行现场观测。其中，摩尔沟露头共观测170m，包括三道坎-克里摩里组；青龙山露头共观测40m，包括三道坎-桌子山组；麟游露头共观测120m，包括三道坎-克里摩里组；西硙口露头共观测260m，包括三道坎-克里摩里组；三川河露头共观测160m，包括马家沟组一段-四段(如附图3，4)。
根据现场观测，记录肉眼可观测到的露头地层分布情况，露头的颜色、成分、结构、矿物类型、岩相类型、现场位置、展布形态、化石类型和陆源碎屑颗粒大小，如：
在摩尔沟露头(ME)观测170m，该露头从下到上发育奥陶系三道坎组、桌子山组及克里摩里组，露头主要可见石灰岩和砂岩。在奥陶系三道坎组可见灰色-浅灰的砂岩，矿物成分主要为石英、长石、云母，具有羽状交错层理结构，含有牙形石，其中石英颗粒的大小0.25-0.5mm，为细-中砂粒，长石颗粒大小为0.25-0.6mm，云母大小为0.2-0.6mm。
在现场观测的过程中，以大约5m的间隔在地层剖面中对每个露头进行样品采集，共采集159个地层岩石样品，并观察了其中78口井的岩心，累计进尺1200余米，以大约5m的间隔对岩心进行取样，共制得256个岩心薄片样品。
对采集的样品统一磨制成薄片，并通过蓝色树脂进行铸体，通过茜素红进行染色，得到染色铸体薄片。
通过显微分析获得染色铸体薄片中矿物组分及其含量，填隙物组分及其含量，岩石结构(包括粒度大小、磨圆度、分选性、支撑类型、胶结类型、接触方式)，显微构造(包括颗粒排列方式、结核构造、显微粒序层理等)，生物种类和孔隙度，其中孔隙度采用20×30网格点计数法进行计算(每个样本n＝600个观测值))等，如：
出露于三川河(SC)奥陶系马家沟组马三段的竹叶状砾屑颗粒灰岩，为长条状碎屑颗粒(长度0.05–0.8mm)，占68％，为棱角状，分选差，磨圆差，以水平排列为主，可见少量白云石。
将所得染色铸体薄片在电子显微镜下进行沉积微相鉴定，鉴定的标准基于“石油天然气行业-SYT5368-2000岩石薄片鉴定规范”。
本实施例中，对采集到的共415个样品进行岩相分析，得到7个沉积微相和25个超微相。
另一方面，为了系统地确定各微相和超微相的分布规律，需对该台地奥陶纪的地质背景进行明确，包括：第一，调研地层划分标准(郭彦如等,2012；Guo et al.,2014；王志浩等,2016及Meng et al.,2019)，明确该台地奥陶系西部和南部地区包括三道坎组、桌子山组、克里摩里组，北部和东部为马家沟组(具体细分为马一段-马六段)；第二，调研岩性垂向变化规律(Guo et al.,2014)，明确该台地奥陶系垂向的岩性分布规律，对确定微相和超微相的分布提供大致框架；第三，调研地质年代情况(Cohen et al.,2013)和生物地层文献资料(孙肇才等,2002；陈强,2011；Wang et al.,2013)，将该台地的地层分布与国际地层相对应；第四，调研相对海平面变化曲线(郭彦如等,2012)，明确该台地在整个奥陶纪无大面积暴露的情况，其沉积的地层可以用作古风向恢复。
综合文献资料及现场数据分析，得到如附图4所示的古风向待恢复区的地层组名称及其对应的年龄、生物标志(头足类、笔石、牙形石)、垂向变化、厚度、相对海平面变化分布图。其中W&S表示台地的西缘和南缘，N&E表示台地的北缘和东缘，M1＝马家沟组马一段及以下地层，M2＝马家沟组马二段，M3＝马家沟组马三段，M4＝马家沟组马四段，M5＝马家沟组马五段，M6＝马家沟组马六段及以上地层。
从图中可以看出，在陕甘宁台地区域内主发育有石灰岩、白云岩、藻灰岩、含菱铁矿石灰岩及颗粒灰岩沉积微相，包括地层的发育情况和地层厚度，以及地层所含的化石类型。
基于对古风向待恢复区域内奥陶系钻井岩心观察和露头观测，及染色铸体薄片鉴定的手段，包括野外露头和岩心的数据及显微薄片镜下鉴定结果，对该区岩石的岩性(碎屑岩、蒸发岩、碳酸盐岩等)、构造(层理构造、叠层石构造、示顶底构造等)、颗粒类型(内碎屑、鲕粒、藻粒、生物颗粒)、化石含量(牙形石、头足类、笔石、三叶虫、珊瑚、层孔虫等)、支撑类型(颗粒支撑、基质支撑)几个方面进行分析，同时根据碳酸盐岩标准的描述和解释规范(Tucker et al.,1990；Wright,1992；Flugel,2004)，如表1所示的邓哈姆的分类方案(Dunham,1962)对样品进行微相及超微相划分。
表1.岩石分类方案(Dunham,1962)
以出露于三川河(SC)奥陶系马家沟组马四段图5F中的地质现象为例进行沉积微相鉴定。该岩石样品为灰色，块状构造。岩石组分为颗粒、基质与胶结物；少量副矿物为黄铁矿。颗粒类型为鲕粒，含量约为76％，呈放射状结构，分选中等，颗粒大小在0.2～0.5mm。岩石为颗粒支撑，颗粒被亮晶方解石充填胶结，胶结物约为22％；副矿物为黄铁矿，自形程度为半自形—他形，含量约为2％，黑色不透明。根据邓哈姆分类方案，本次发现的鲕粒颗粒灰岩不含泥晶，且沉积时原始成分中无生物粘结作用，故综合定名为鲕粒颗粒灰岩。其它样品的鉴定原理类似，其结果如表2所示：
表2.陕甘宁台地下-中奥陶统沉积微相、超微相类型及特征
共鉴定划分出如下的7个沉积微相(沉积微相1-7)和25个超微相。其中：
沉积微相1为泥晶灰岩，其数量占采集样品总数量的27％(112/415)，可划分出六种超微相：MF1a为纯的碳酸盐泥晶灰岩，不显任何组构，如附图5A所示；MF1b为生物潜穴泥晶灰岩，含有宽度小于1mm的选择性白云石化的生物潜穴，如附图5B所示，并伴有不规则的生物扰动特征；MF1c为含微生物泥晶灰岩，含有直径小于0.2mm的微生物碎片，如附图5C所示；MF1d为角砾状泥晶灰岩，在露头处可见孔隙度可达6.5％的交叉裂缝，及滑塌构造和角砾，如附图5D所示；MF1e为纹层状泥晶灰岩，纹层发育，暗色纹层厚度可达0.3mm，可见被亮晶方解石充填的裂缝，如附图5E所示；MF1f为有孔泥晶灰岩，发育有不规则孔隙度可达13.2％的孔隙网络，如附图5F所示，其中最常见的超微相为MF1a和MF1b，占泥晶灰岩样品总数的59％。
沉积微相2为粒泥灰岩，其数量占采集样品总数量的6％(25/415)，可划分出三种超微相：MF2a为细粒(<0.2mm)的生屑粒泥灰岩，如附图5G所示；MF2b为粗粒(>0.2mm)的生屑粒泥灰岩，含有分选较差的三叶虫生物碎片，可见介形类和海绵，如附图5H所示；MF2c为内碎屑粒泥灰岩，可见分选差到中等程度、次棱角状至圆状的内碎屑，含有少量生物碎屑颗粒，如附图5I所示，其中，最常见的超微相是MF2b，占所有粒泥灰岩样品的56％。
沉积微相3为泥粒灰岩和颗粒灰岩，其数量占采集样品总数量的12％(50/415)，可划分出四种超微相：MF3a为球粒泥粒灰岩，颗粒为似球粒(<0.2mm)，被亮晶方解石充填胶结，如附图6A所示；MF3b为内碎屑-生物碎屑颗粒灰岩，可见内碎屑颗粒，颗粒直径大多为0.2mm，内碎屑颗粒呈次棱角状至次圆状，分选中等，含少量生物碎屑，局部发生白云石化，内碎屑颗粒被亮晶方解石充填胶结，如附图6B、C所示；MF3c为竹叶状砾屑颗粒灰岩，内碎屑颗粒为次棱角状至圆状，分选差到中等，如附图6D所示，有时可见叠瓦状构造，以近水平方向排列为主，如附图6E所示；MF3d为鲕粒颗粒灰岩，可见鲕粒呈放射状结构，颗粒直径0.2-0.5mm，分选中等，如附图6F所示，其中最常见的超微相是MF3b，占所有泥粒灰岩和颗粒灰岩样品的56％。
沉积微相4为蒸发岩，其数量占采集样品总数量的15％(62/415)，可划分出三种超微相：MF4a为盐岩，如附图6G所示；MF4b为膏岩，如附图6H所示；而MF4c为膏质白云岩，石膏板条分布在白云石中，如附图6I所示，其中最常见的超微相是MF4a，占所有蒸发岩样品的48％。
沉积微相5为黏结岩和格架岩，其数量占采集样品总数量的4％(17/415)，可划分出四种超微相：MF5a是微生物粘结灰岩，结构组分90％为胶结物，如附图7A所示；MF5b是含珊瑚骨架(蜂巢珊瑚目)的珊瑚格架岩，可见紧密排列的多边形珊瑚单体，缺乏典型的内部隔膜，并具有明显的油染色特征，如附图7B、C所示；MF5c是含海绵骨架的海绵格架岩，如附图7D所示，可见海绵生物骨架；MF5d是层孔虫格架岩，如附图7E所示，体腔孔被亮晶方解石充填胶结，其中最常见的超微相是MF5b，占所有黏结岩和格架岩样品的70％。
沉积微相6为碎屑岩，其数量占采集样品总数量的3％(12/415)，可划分出三种超微相：MF6a为方解石充填胶结的砂岩，石英颗粒呈棱角状，分选较差，细粒至中粒0.1-0.8mm，在露头处可见羽状交错层理，如附图7F，G所示；MF6b为方解石充填胶结的粉砂岩，石英颗粒(<0.06mm)呈棱角状，分选差，如附图7H所示；MF6c是深色页岩，可见笔石化石，含少量分选差的棱角状至次棱角状的石英颗粒，如附图7I所示，在露头可见水平层理。最常见的超微相是MF6a，占所有碎屑岩样品的58％。
沉积微相7为白云岩，是陕甘宁台地中最常见的微相，其数量占采集样品总数量的33％(137/415)。大多数白云岩样品由致密的半自形至自形菱形白云石晶体构成，如附图7J，K所示，可见明显不均匀交代结构，同心环带构造发育。待测区域内白云岩的超微相类型比本实施例所述的多，但与原始沉积相的关系不强，对古地理和古风向重建的价值十分有限。在本实施例中，主要将其划分为两种超微相：MF7a为无孔白云岩，如附图7J所示，MF7b为含黑色沥青有孔白云岩，如附图7K所示，其中，最常见的超微相是MF7b，占白云岩样品的60％。
上述图片总结如下：
图5显示为泥晶灰岩(沉积微相1，MF1)和粒泥灰岩(沉积微相2，MF2)。其中，PPL＝单偏光；XPL＝正交光，且：
(A)碳酸盐岩泥晶灰岩(MF1a)，不显任何组构，出露于摩尔沟(ME)奥陶系克里摩里组。
(B)生物潜穴泥晶灰岩(MF1b)，可见生物潜穴，生物潜穴宽度为0.8mm(TN7井岩心，2378.8m，奥陶系马家沟组马五段)。
(C)含微生物泥晶灰岩(MF1c)，可见微生物碎片，生物扰动痕迹，出露于三川河(SC)奥陶系马家沟组马四段。
(D)角砾状泥晶灰岩(MF1d)(KW9井岩心，4443.0m，奥陶系三道坎组)。
(E)纹层状泥晶灰岩(MF1e)，纹层发育，暗色纹层厚度可达0.3mm(IR9井岩心，3095.0m，奥陶系马家沟组马五段)。
(F)有孔泥晶灰岩(MF1f)，发育重结晶灰岩溶洞孔隙，出露于奥陶系桌子山组。
(G)生屑(细粒)粒泥灰岩(MF2a)，可见微小的生物碎片(WR4井岩心，4271.7m，奥陶系克里摩里组)。
(H)生屑(粗粒)粒泥灰岩(MF2b)，可见三叶虫碎片(TZ2井岩心，4283.8m，奥陶系三道坎组)。
(I)内碎屑粒泥灰岩(MF2c)，含少量生物碎屑和化石(YO3井岩心，3381.2m，奥陶系马家沟组马五段)；碎屑为次圆状-圆状(0.01–2mm)，分选较差。
图6显示为泥粒灰岩-颗粒灰岩(沉积微相3，MF3)和蒸发岩(沉积微相4，MF4)。其中：
(A)球粒泥粒灰岩(MF3a)，颗粒支撑，亮晶方解石充填胶结，出露于摩尔沟(ME)奥陶系桌子山组。
(B)内碎屑-生物碎屑颗粒灰岩(MF3b)，内碎屑颗粒0.05–0.4mm，次棱角状，分选中等-良好；颗粒支撑，亮晶方解石充填胶结(KZ7井岩心，2817.0m，奥陶系马家沟组马四段)。
(C)内碎屑-生物碎屑颗粒灰岩(MF3b)，内碎屑颗粒0.05–0.4mm，次棱角状-次圆状，分选中等(KZ7井岩心，2817.0m，奥陶系马家沟组马四段)。
(D)竹叶状砾屑颗粒灰岩(MF3c)，碎屑颗粒(0.05–0.8mm)，棱角状，分选差，以水平排列为主，可见少量白云石，出露于三川河(SC)奥陶系马家沟组马三段。
(E)竹叶状砾屑颗粒灰岩(MF3c)，长条状碎屑(>0.5mm)，棱角状，分选差，以水平排列为主，奥陶系三道坎组。
(F)鲕粒颗粒灰岩(MF3d)，颗粒支撑，鲕粒呈放射状结构，分选中等，出露于三川河(SC)奥陶系马家沟组马四段。
(G)盐岩(MF4a)(ZI6井岩心，2575.8m，奥陶系马家沟组马三段)。
(H)膏岩(MF4b)(KZ7井岩心，3162.8m，奥陶系马家沟组马一段)。
(I)膏质白云岩(MF4c)(KZ7井岩心，2937.1m，奥陶系马家沟组马三段)。
图7显示为黏结岩和格架岩(沉积微相5，MF5)、碎屑岩(沉积微相6，MF6)和白云岩(沉积微相7，MF7)。其中：
(A)微生物粘结灰岩(MF5a)，摩尔沟露头奥陶系桌子山组。
(B)珊瑚格架岩(MF5b)，可见珊瑚格架，紧密堆积的多边形珊瑚单体，摩尔沟露头奥陶系桌子山组。
(C)珊瑚格架岩(MF5b)，珊瑚礁横切面，可见珊瑚格架、紧密排列的珊瑚单体(PM8井岩心，2887.6m，奥陶系平凉组)。
(D)海绵格架岩(MF5c)，可见海绵格架，海绵生物(TW5井岩心，4516.2m，奥陶系克里摩里组)。
(E)层孔虫格架岩(MF5d)，体腔孔被亮晶方解石充填胶结，可见切割裂缝(KW9井岩心，3451.8m，奥陶系平凉组)。
(F)砂岩(MF6a)，方解石充填胶结，摩尔沟露头奥陶系三道坎组。
(G)砂岩(MF6a)，可见羽状交错层理，摩尔沟露头奥陶系三道坎组。
(H)粉砂岩(MF6b)，方解石充填胶结，颗粒呈棱角状，分选差，摩尔沟露头奥陶系三道坎组。
(I)页岩(MF6c)，含少量粉砂级别的石英颗粒，分选差，棱角状至次棱角状(TX2井岩心，4004.3m，奥陶系平凉组)。
(J)白云岩(MF7a)，无孔隙发育，紧密排列，半自形晶(TZ2井岩心4174.8m，奥陶系桌子山组)。
(K)白云岩(MF7b)，晶间孔隙发育，含黑色沥青，约17％的晶间孔隙度(PM8井岩心，3142.5m，奥陶系克里摩里组)。
根据上述分析，进一步进行生物礁分布规律统计，如下：
综合整理上述露头、岩心及岩石薄片分析结果，可以看出，在本实施例中，生物礁包含5种超微相：(1)MF1c含微生物泥晶灰岩，含有直径小于0.2mm的微生物碎片(图5C)；(2)MF5a微生物粘结灰岩，结构组分90％为胶结物(图7A)；(3)MF5b含珊瑚骨架(蜂巢珊瑚目)的珊瑚格架岩，可见紧密堆积的多边形珊瑚单体，缺乏典型的内部隔膜，并具有明显的油染色特征(图7B、C)；(4)MF5c含海绵骨架的海绵格架岩(图7D)，可见海绵生物骨架；(5)MF5d层孔虫格架岩，体腔孔被亮晶方解石充填胶结(图7E)。
可知，该台地生物礁主要的造礁生物为蜂巢珊瑚目，同时包括许多其他分类群，其整体情况如附图8所示。
另一方面，现有的一些研究提供了该台地其它部分的一些生物礁情况，如包洪平等于2016年发现李家坡露头的镣珊瑚、蠕孔藻、管孔藻和层孔虫类，姜红霞等于2013年发现好畤河露头的地衣珊瑚、阿姆塞士珊瑚和小笛管珊瑚，以及桃曲坡露头的蜂房星珊瑚和镣珊瑚，白海峰等于2010年发现东庄露头的层孔虫类；姜红霞等于2011年发现铁瓦殿露头的镣珊瑚、似网膜珊瑚和蜂房星珊瑚；郭彦如等于2012年发现将军山露头的地衣珊瑚。
根据上述分析及文献资料，对该区域内主要造礁生物珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁、微生物礁，及其相应的附礁生物特征。根据岩石露头及钻井的位置(图3、8)；对生物礁在平面上的分布规律进行统计整理，得出其中珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁(后生动物礁)主要分布在台地的南缘和西北缘，并且在南缘的规模和数量都大于西北缘，微生物礁主要分布在台地的北北东缘，如下表3所示：
表3.陕甘宁台地奥陶系生物礁分布规律统计
在上述生物礁分布规律下，进一步进行古风向确定，包括：
确定该区域生物礁沉积分异规律：
后生动物礁的生物在水体循环好的，养分相对充足的水域环境中生长旺盛，常见于碳酸盐岩台地的迎风侧；微生物礁的生物在水体比较局限，养分相对较少的环境中更为常见。本实施例检测得到的生物礁数据显示，区域内的后生动物礁(珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁)主要分布在台地的南南西缘。所以，台地的南南西缘为迎风侧。微生物礁主要分布在台地的北北东缘。所以，台地的北北东缘为背风侧。古风向由迎风侧吹向背风侧，故最终确定的古风向为南南西。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.通过生物礁进行碳酸盐岩台地古风向确定的方法，其特征在于：包括：
S1获得待确定古风向的碳酸盐台地内不同区域及地层深度的露头及其岩心的现场观测数据；
S2对进行现场观测的露头及其岩心进行部分或全部取样，获得样品观测数据；
S3根据该台地的地质背景信息、所述现场观测数据及所述样品观测数据，对所得样品进行沉积微相及超微相与其在台地内的分布的确定；
S4根据样品沉积微相及超微相的确定，筛选出其中含有生物礁的样品，统计其生物礁类型、不同类型的含量与分布位置，获得该台地内生物礁分布规律；
S5根据所述生物礁分布规律，进行古风向确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1中，进行现场观测的露头为地层出露最全的露头。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述现场观测数据包括肉眼可观测到的露头及其岩心的颜色、成分、结构、矿物类型、岩相类型、展布形态、化石类型和陆源碎屑颗粒大小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述样品为通过蓝色树脂进行薄片铸体、通过茜素红进行染色的染色铸体薄片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述观测数据包括：露头及其岩心的岩石结构、显微结构、矿物组分及其含量、填隙物组分及其含量、和化石类型及其孔隙度，其中岩石结构包括岩石粒度大小、岩石磨圆度、岩石分选性、岩石支撑类型、岩石接触方式、岩石胶结物及其胶结类型，显微结构包括岩石颗粒排列方式、岩石结核构造、岩石的显微粒序层理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中，所述地质背景信息包括：
确定该台地内地层和区域情况的该台地地层划分标准；
为沉积微相及超微相提供分布框架的该台地岩性垂向分布规律；
将该台地地层分布与国际地层对应的该台地地址年代情况和生物地层情况。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述沉积微相及超微相的确定包括：通过《石油天然气行业-SYT5368-2000岩石薄片鉴定规范》进行不同样品岩石类型确定，通过邓哈姆分类方法对不同岩石类型的样品进行沉积微相及超微相划分。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生物礁类型包括后生动物礁和微生物礁。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述后生动物礁包括珊瑚礁、层孔虫礁、海绵礁和藻礁中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S5包括：
S51基于文献资料及所得生物礁分布规律，得到该台地内生物礁沉积分异规律；
S52根据所述生物礁沉积分异规律及通过沉积学方法确定的该台地古迎风侧和背风侧，得到古风向。
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