中國(guó)河流沉積學(xué)研究20年進(jìn)展

中國(guó)河流沉積學(xué)研究20年進(jìn)展

自1983年《沉積物》發(fā)表以來(lái)的20年里，中國(guó)的河流沉積物研究取得了巨大成功。它的進(jìn)展可分為：（1）河流類(lèi)型和分類(lèi)研究；（2）現(xiàn)代河流沉淀研究；（3）河流沉積相和相模式的研究；（4）河流相地層的層序地層學(xué)；（5）河流沉積物的結(jié)構(gòu)是精細(xì)的解剖學(xué)的。（6）河流沉積模擬研究等六個(gè)方面。與國(guó)際河流沉積學(xué)的發(fā)展相比較,中國(guó)河流沉積學(xué)研究有其明顯的特色,同時(shí)也存在一些不足。1地質(zhì)、地質(zhì)和沉積學(xué)學(xué)界關(guān)于河流分類(lèi)的研究“河相”一詞常用于地理和水利界,是指河流的寬度、深度、寬深比、河道沉積物粒度等及其與其它水文參數(shù)之間的關(guān)系,河型是指河(流)道的類(lèi)型。河相問(wèn)題一直是地理和水利界研究的重點(diǎn),而河型則是地理學(xué)家、水利學(xué)家和沉積學(xué)家共同關(guān)心的問(wèn)題。20世紀(jì)80年代初期的沉積學(xué)教科書(shū)一般把河流分為辮狀(網(wǎng)狀)河、(蛇)曲流河和順直河三種類(lèi)型,有些教材根據(jù)辮狀河的形態(tài)把辮狀河又稱(chēng)為“網(wǎng)狀河”。與此同時(shí),地理、地貌和水利界早就引入了游蕩型(辮狀河的又一個(gè)名字,WandringStream),和分汊河流(Anabranchingstream)的概念,典型的游蕩型河流以黃河為代表,典型的分汊河流以現(xiàn)代上荊江為榜樣。裘懌楠在《石油勘探與開(kāi)發(fā)》上發(fā)表的題為“河流沉積學(xué)中的河型分類(lèi)”一文可能是沉積學(xué)界第一次引入網(wǎng)狀河(Anastomosing)的概念,從此河流類(lèi)型的四分方案被國(guó)內(nèi)沉積學(xué)界廣泛接受。張昌民認(rèn)為長(zhǎng)江上荊江為網(wǎng)狀河,并研究了上荊江網(wǎng)狀河的沉積學(xué)特點(diǎn)和上荊江江心洲之一的馬羊洲的沉積學(xué)特征,繼而總結(jié)了作為網(wǎng)狀河特征的江心洲的沉積模式和建筑結(jié)構(gòu)要素形態(tài),雷卞軍等認(rèn)為青海油砂山油田下第三系為網(wǎng)狀河三角洲沉積,李維鋒等認(rèn)為珠江口現(xiàn)代河網(wǎng)屬于網(wǎng)狀河三角洲平原沉積,陳代釗和張鵬飛研究了盤(pán)縣龍?zhí)督M三角洲平原上網(wǎng)節(jié)(狀)河的發(fā)育和聚煤規(guī)律,王隨繼總結(jié)了網(wǎng)狀河流體系的基本特征及其影響因素,王隨繼研究了贛江入湖三角洲上的網(wǎng)狀河流體系。在河流名稱(chēng)上,地理、水利和沉積學(xué)家存在一些認(rèn)識(shí)上的差別和習(xí)慣上的差異,地理和水利界往往比較一致,他們從河道的穩(wěn)定性出發(fā)提出了游蕩型和穩(wěn)定型的概念,游蕩型河流既存在多河道游蕩和單河道游蕩,也存在高彎游蕩和低彎游蕩,穩(wěn)定型河道同樣存在多河道穩(wěn)定型(網(wǎng)狀河)和單河道穩(wěn)定(曲流河),也存在高彎度穩(wěn)定和低彎度穩(wěn)定型河道,只是我們對(duì)許多河流尚缺乏詳細(xì)的研究。地理和水利學(xué)家十分重視也從來(lái)沒(méi)有放棄對(duì)河型及其演變的研究,王平義提出了河型分類(lèi)的模糊數(shù)學(xué)方法,倪晉仁和張仁研究了河型成因的各種理論及其間關(guān)系,陳寶沖提出了一個(gè)新的河型分類(lèi)方案,尹學(xué)良對(duì)河型成因問(wèn)題進(jìn)行了回顧和總結(jié),倪晉仁和王隨繼對(duì)現(xiàn)代河流的河型轉(zhuǎn)化問(wèn)題進(jìn)行了探討,張歐陽(yáng)和金德生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)研究游蕩河型造床過(guò)程中河型的時(shí)空演替和其他的復(fù)雜響應(yīng)現(xiàn)象,王隨繼和尹壽鵬討論了網(wǎng)狀河流和分汊河流的河型歸屬問(wèn)題,許炯心分別總結(jié)了我國(guó)游蕩型和江心洲河型的地域分布特征、研究了南運(yùn)河彎曲河型的成因、討論了高含沙曲流河床的形成機(jī)理。沉積學(xué)家關(guān)心的是不同河流沉積形成的河流沉積體、這些沉積體的外部形態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及賦存于其間的礦產(chǎn)資源,這就決定了他們對(duì)河型研究的興趣是“醉翁之意不在酒”,因而對(duì)河型的分類(lèi)研究顯得冷淡和滯后。王隨繼和任明達(dá)在對(duì)以前的河型分類(lèi)研究進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了基于河道形態(tài)和沉積物特征的河流新分類(lèi),以求能使沉積學(xué)界、地貌學(xué)界和水利學(xué)界在一個(gè)統(tǒng)一的河型分類(lèi)的格架中相互借鑒各自的研究成果,但是類(lèi)似于對(duì)辮狀河所稱(chēng)呼的辮狀河、游蕩型河、網(wǎng)狀河、分汊河,對(duì)網(wǎng)狀河所稱(chēng)呼的網(wǎng)狀河、網(wǎng)節(jié)河、分汊河等差異,由于行業(yè)習(xí)慣或同一行業(yè)中的個(gè)人愛(ài)好,甚至值得討論的個(gè)人標(biāo)新立異等各方面的原因,至今仍然沒(méi)有統(tǒng)一。事實(shí)上,在地貌和水利學(xué)家的眼中,世界上“從來(lái)沒(méi)有同一條河流”,而沉積學(xué)家總認(rèn)為河流沉積“萬(wàn)變不離其宗”,地貌和水利學(xué)家強(qiáng)調(diào)“眼見(jiàn)為實(shí)”,而沉積學(xué)家的哲學(xué)是“將今論古”。2環(huán)境地質(zhì)研究將今論古的比較研究方法是沉積學(xué)的基本研究方法之一,沉積學(xué)報(bào)在其創(chuàng)刊號(hào)上就發(fā)表了高健等對(duì)灤河中游現(xiàn)代沉積構(gòu)造與水動(dòng)力關(guān)系的研究,第二卷發(fā)表了朱宣清和何可華)關(guān)于滹沱河現(xiàn)代沉積物的比重研究,在第三卷上,張紀(jì)易發(fā)表了可以稱(chēng)之為中國(guó)沖積扇沉積的經(jīng)典之作的“粗碎屑洪積扇的某些沉積特征和微相劃分”一文,次年,何鯉介紹了對(duì)長(zhǎng)江上游重慶段珊瑚壩(心灘)現(xiàn)代沉積考察,許炯心提出可以根據(jù)沉積物的粒度來(lái)判別河道類(lèi)型,賴(lài)志云介紹了荊江太平口邊灘的現(xiàn)代沉積特征。河流現(xiàn)代沉積調(diào)查在20世紀(jì)80年代取得了許多優(yōu)秀的成果,沉積學(xué)界較為熟悉且規(guī)模較大的有華東師范大學(xué)對(duì)灤河的現(xiàn)代沉積考察,石油勘探開(kāi)發(fā)研究院對(duì)河北拒馬河的現(xiàn)代沉積考察,江漢石油學(xué)院對(duì)現(xiàn)代荊江的河流沉積學(xué)考察。進(jìn)入九十年代,石油大學(xué)對(duì)黃河三角洲的研究,大慶石油學(xué)院對(duì)東北嫩江的現(xiàn)代沉積調(diào)查都取得了豐富的成果。地理和水利部門(mén)結(jié)合河道整治和防洪的需要,對(duì)渭河、黃河上游的階地與地貌、黃河中下游、獨(dú)龍江、長(zhǎng)江三峽、長(zhǎng)江中下游、清江的地貌特征及其演變進(jìn)行了大量調(diào)查。環(huán)境工作者對(duì)現(xiàn)代河流沉積物中的同位素、河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況、河流水中的溶解硅、河流沉積物中的磷等水化學(xué)和地球化學(xué)以及生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特征進(jìn)行了跟蹤調(diào)查研究。各地區(qū)的水文工作者對(duì)于河流的水文特征以及水文與河道地形地貌的調(diào)查研究報(bào)告可以引用錢(qián)寧先生曾經(jīng)引用過(guò)的一個(gè)詞來(lái)說(shuō)明,叫做“積筐盈篋”,這些“他山之石”對(duì)于沉積學(xué)家是十分有益的。中國(guó)河流現(xiàn)代沉積調(diào)查的內(nèi)容和成果大致分為如下幾個(gè)方面:(1)通過(guò)現(xiàn)代沉積調(diào)查研究沉積構(gòu)造和水動(dòng)力之間的關(guān)系,驗(yàn)證理論模型與自然現(xiàn)象的差異;(2)通過(guò)現(xiàn)代沉積調(diào)查發(fā)現(xiàn)一些新的河流沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征;(3)通過(guò)對(duì)某些河段的系統(tǒng)考察建立一些特定河型的沉積學(xué)模式[5,24,29,33,49,50,51];(4)建立局部河流砂體和特殊砂體的沉積學(xué)模式和非均質(zhì)模型。河流現(xiàn)代沉積調(diào)查使沉積學(xué)的基本理論和基本知識(shí)得到廣泛的普及和推廣,使沉積學(xué)的過(guò)程響應(yīng)分析原理更加深入人心,這些成果在石油勘探開(kāi)發(fā)和研究部門(mén)的推廣對(duì)人們認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層、開(kāi)發(fā)利用儲(chǔ)層起到了巨大的推動(dòng)作用。然而我們也應(yīng)當(dāng)看到,我們所進(jìn)行的現(xiàn)代沉積調(diào)查還只是針對(duì)局部的、特殊的、個(gè)別的相類(lèi)型,與國(guó)際上已經(jīng)發(fā)表的成果相比仍然顯現(xiàn)出模仿性、滯后性等缺點(diǎn)。由于現(xiàn)代沉積調(diào)查成果在國(guó)際上發(fā)表的不多,加之成果的創(chuàng)新性不夠,我們的河流現(xiàn)代沉積調(diào)查至今未引起國(guó)際學(xué)術(shù)界重視。20年來(lái)中國(guó)河流現(xiàn)代沉積考察大多受到石油公司的支持,進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),由于石油公司和石油高校的體制改革,石油公司投入基礎(chǔ)性研究的經(jīng)費(fèi)支持明顯減少,現(xiàn)代沉積調(diào)查近幾年來(lái)進(jìn)行的不多。3關(guān)于砂體及砂體的沉積和砂體問(wèn)題河流沉積相是指由河流過(guò)程形成的沉積物的特征,河流沉積模式是指某些沉積環(huán)境下形成的代表性河流相集合形成的沉積體的特征及其聚集規(guī)律。很早以前,人們就發(fā)現(xiàn)了河流沉積物的二元結(jié)構(gòu)模式,后來(lái)隨著河流分類(lèi)愈來(lái)愈細(xì),人們把河流沉積歸結(jié)為不同的沉積模式,最為通用的是曲流河的向上變細(xì)模式。但是人們發(fā)現(xiàn),世界上河流的沉積模式千變?nèi)f化各不相同。河流相和相模式的研究大致分為沉積構(gòu)造、沉積砂體模式和不同類(lèi)型的河流沉積模式等三個(gè)方面。中國(guó)沉積學(xué)家對(duì)于河流沉積構(gòu)造的研究給予了較多的關(guān)注,高健等對(duì)灤河河床沉積構(gòu)造系列及其與水流狀態(tài)的關(guān)系研究,對(duì)沉積物粒度、弗勞德數(shù)與層理類(lèi)型的關(guān)系的探索至今仍然值得效仿,后來(lái)的現(xiàn)代沉積學(xué)研究工作者也曾經(jīng)作出了許多水深、沉積構(gòu)造類(lèi)型、沉積構(gòu)造形態(tài)參數(shù)、沉積物粒度等參數(shù)圖版和定量化公式,但這些公式尚停留在局部經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系上,理論上的研究甚少。張昌民討論了近岸平行層理的成因,何鯉和舒文震發(fā)現(xiàn)并研究了心灘尾部的大型“人字型”層理,這種層理在馬羊洲的尾部也曾發(fā)現(xiàn),鐘建華和王冠民研究了現(xiàn)代黃河三角洲平原上的凍裂滑塌與塌陷沉積構(gòu)造,孫景耀和陳輝軍研究了由于黃河斷流形成的風(fēng)蝕地貌、水風(fēng)混合地質(zhì)作用以及由此形成的變形層理、泥沙鐘乳、液化(泄水)、氣脹、植物劃痕、特殊波痕、特殊流痕等沉積構(gòu)造,尹三泉和張靖報(bào)道了現(xiàn)代曲流邊灘中的紋層反韻律、層系反韻律、層系組的反韻律和層間反韻律等四種反韻律類(lèi)型,胡斌和吳賢濤研究了川西峨眉晚古生代和中生代河流沉積中的痕跡化石,胡斌和黃長(zhǎng)春研究了豫西濟(jì)源晚三疊世河流環(huán)境中的五種沉積類(lèi)型和痕跡化石組合特征,并由此研究河流環(huán)境的演化歷史,葉良苗和裘懌楠運(yùn)用油田鉆井巖心研究了河流相古土壤及其在河流沉積地層對(duì)比中的作用這也是迄今為至國(guó)內(nèi)關(guān)于這一方面的唯一發(fā)現(xiàn)。在河流砂體研究方面,賴(lài)志云教授從1982年開(kāi)始在長(zhǎng)江荊江段開(kāi)始現(xiàn)代沉積研究,先后研究了沙市三八灘和太平口下邊灘的沉積特征,張昌民通過(guò)對(duì)荊江馬羊洲的詳細(xì)解剖,提出網(wǎng)狀河江心洲的沉積模式和建筑結(jié)構(gòu)要素模型,指出較厚的堤岸沉積以及植被的出現(xiàn)是江心洲區(qū)別與邊灘和心灘沉積的主要標(biāo)志,曹耀華將長(zhǎng)江荊江段的邊灘劃分為凸岸邊灘、凹岸邊灘、順直邊灘和三角邊灘四種類(lèi)型,并進(jìn)一步劃分了一些亞類(lèi),對(duì)各類(lèi)砂體的形態(tài)及其演化的階段進(jìn)行了分析,薛培華運(yùn)用大型探槽對(duì)拒馬河現(xiàn)代點(diǎn)壩進(jìn)行了解剖,完善了點(diǎn)壩沉積的側(cè)積體、側(cè)積層的概念,提出了點(diǎn)壩相儲(chǔ)層的“半連通體”模式,由此探討了點(diǎn)壩相儲(chǔ)層砂體的預(yù)測(cè)方法。河流的綜合沉積相模式研究是河流沉積學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域,特別是在實(shí)際應(yīng)用中,沉積模式往往是沉積學(xué)研究的主要成果。裘懌楠等1984年完成了“我國(guó)河道砂體儲(chǔ)層沉積特征和非均質(zhì)模式”的研究,他們將湖盆中的河流砂體分為六種類(lèi)型,總結(jié)了各種河道砂體的沉積模式、電性特征和識(shí)別標(biāo)志,建立了砂體的儲(chǔ)層地質(zhì)模型。這項(xiàng)成果在第三屆國(guó)際河流沉積學(xué)大會(huì)發(fā)表之后,被Miall稱(chēng)之為迄今為至所見(jiàn)到的最出色的應(yīng)用研究成果(裘懌楠2003,私人交談)。李維鋒和肖傳桃對(duì)湖北荊門(mén)海慧溝上三疊統(tǒng)河流相沉積研究表明,本區(qū)1100m的地層從上到下分別發(fā)育辮狀河、曲流河、辮狀河、曲流河兩個(gè)沉積旋回,王俊玲和任紀(jì)舜對(duì)嫩江下游現(xiàn)代河流沉積進(jìn)行了詳細(xì)考察,發(fā)現(xiàn)本段河流沉積垂向上自上而下包括了兩種河型沉積,底部是以礫石沉積為主的辮狀河沉積,上部為一低能量曲流點(diǎn)壩沉積,整體上呈現(xiàn)出在一個(gè)辮狀河泛濫平原上發(fā)育起來(lái)的低能量曲流河沉積。孫俊民和吳賢濤在豫西濟(jì)源譚莊組識(shí)別出六種河道巖石相和四種河道間巖石相類(lèi)型,根據(jù)巖石相組合特征識(shí)別出高彎度(曲流)河流沉積體系與低彎度暫時(shí)性河流沉積體系兩種類(lèi)型。陳斯盾在尤溪地區(qū)侏羅系梨山組識(shí)別出辮狀河和交織河(網(wǎng)狀河)兩種沉積類(lèi)型,廖保方和薛培華對(duì)永定河的高坡降辮狀河和沖積平原區(qū)低坡降辮狀河進(jìn)行了研究后指出二者的河流形態(tài)和沉積物不同,但是卻顯示相近的沉積作用機(jī)制和沉積模式,各油田地質(zhì)工作者結(jié)合油田勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)行了大量的河流沉積相模式重建工作,在此不加贅述。由此可見(jiàn),我國(guó)沉積學(xué)家運(yùn)用現(xiàn)代沉積考察的方法在河流沉積構(gòu)造和河流灘、壩沉積特征研究方面作出了許多特有的貢獻(xiàn),識(shí)別并發(fā)現(xiàn)了一些新的沉積構(gòu)造類(lèi)型和河道砂壩類(lèi)型。但是,我們的研究定性的多,定量的少,描述的多,對(duì)規(guī)律和預(yù)測(cè)方法研究的少,現(xiàn)代沉積中發(fā)現(xiàn)的多,在古代歷史沉積物中發(fā)現(xiàn)的少。除此而外,我國(guó)河流沉積學(xué)相模式研究的理論基礎(chǔ)仍然沒(méi)有擺脫國(guó)外現(xiàn)有河型分類(lèi)和相模式研究理論的束縛,雖然在實(shí)際應(yīng)用方面作了大量的工作,但如何結(jié)合自己的研究成果提出新的河流相模式仍然是中國(guó)河流沉積學(xué)的努力方向。4層序地層研究層序地層學(xué)是上世紀(jì)70年代末期由VailPR等(1977)在地震地層學(xué)基礎(chǔ)上創(chuàng)立起來(lái)的一門(mén)獨(dú)立的地層學(xué)分支學(xué)科,國(guó)內(nèi)河流層序地層研究可歸納為以下幾個(gè)方面:①經(jīng)典層序地層學(xué)在河流沉積研究中的應(yīng)用。張周良通過(guò)分析河流相層序地層的相關(guān)概念和河流類(lèi)型變化規(guī)律,總結(jié)出河流相地層的層序地層模式,并探討了不同時(shí)期河流相砂體的發(fā)育分布規(guī)律,方石等應(yīng)用層序地層學(xué)理論,深入分析了不同層序演化時(shí)期及不同沉積體系域內(nèi)河型的變化特點(diǎn)及其發(fā)育規(guī)律,羅立民等運(yùn)用層序地層學(xué)模式預(yù)測(cè)了準(zhǔn)葛爾盆地東部河流相砂巖儲(chǔ)層,樊太亮等研究了鄂爾多斯盆地上古生界基準(zhǔn)面變化對(duì)河流沉積物源區(qū)分布面積、物源供應(yīng)情況的影響,總結(jié)出該盆地上古生界不同沉積體系域內(nèi)河流地貌單元的變化規(guī)律,張哨楠以氣候及海平面變化作為主控因素,討論了河流沉積對(duì)氣候和海平面變化的響應(yīng)關(guān)系,張柏橋等通過(guò)分析河流沉積體系砂巖的疊置關(guān)系,總結(jié)出不同可容納空間條件下河流相地層的層序地層劃分識(shí)別標(biāo)志。②河流相地層的高頻層序地層研究及應(yīng)用,這是在經(jīng)典層序地層學(xué)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是依據(jù)經(jīng)典層序地層學(xué)原理,對(duì)層序進(jìn)行更精細(xì)的劃分。陳代釗以貴州盤(pán)縣西部龍?zhí)督M煤系地層為例,討論了河流沉積占優(yōu)勢(shì)地層中的高頻旋回地層層序,并建立起高分辨率的等時(shí)地層格架,羅立民討論了河流體系三維高分辨率層序地層學(xué)特征。③河流相地層的高分辨率層序地層學(xué)研究及應(yīng)用,是以科羅拉多礦業(yè)學(xué)院CrossTA的高分辨率層序地層學(xué)理論為基礎(chǔ),探討河流沉積地層的高分辨率層序地層樣式及其變化規(guī)律,建立河流沉積高分辨率層序地層模型,進(jìn)而研究河流相儲(chǔ)集砂體的發(fā)育分布規(guī)律。鄧宏文和王洪亮討論了河流相地層基準(zhǔn)面旋回劃分對(duì)比問(wèn)題,鄧宏文和徐長(zhǎng)貴研究了陸東凹陷辮狀河流地層高分辨率層序地層特點(diǎn),彭立才等運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)理論方法,針對(duì)柴達(dá)木盆地大煤溝侏羅系沖積扇上辮狀河道發(fā)育特點(diǎn),總結(jié)出辮狀河流的高分辨率層序地層學(xué)特征。國(guó)內(nèi)河流相沉積層序地層學(xué)研究,存在著重視應(yīng)用而輕視基礎(chǔ)理論研究的問(wèn)題,應(yīng)用成果較為豐富,而理論研究突破不大,大多套用國(guó)外層序地層學(xué)理論體系。所研究的河道體系多為近海(湖)河流或三角洲上的分支流河道,這是由于它們?nèi)菀资芎?湖)平面變化的影響,而海(湖)相地層發(fā)育分布較為穩(wěn)定,從而使研究更方便,對(duì)于遠(yuǎn)離海(湖)的河流相沉積,由于受控因素更復(fù)雜,常常缺乏明顯的劃分對(duì)比標(biāo)志,研究起來(lái)難度較大。應(yīng)該大力發(fā)展和完善河流層序地層學(xué)理論體系,全面探討河流相地層層序發(fā)育的控制因素。5在露頭精細(xì)勘探和野外露頭研究中的應(yīng)用作為20年來(lái)河流沉積學(xué)的重要進(jìn)展之一的建筑結(jié)構(gòu)要素分析法在中國(guó)河流沉積學(xué)研究中受到重視和推廣,河流沉積學(xué)中的結(jié)構(gòu)要素分析法一改過(guò)去沉積相分析采用的“巖性—層理—層序——沉積模式”程序,它引入沉積界面的概念,將河流沉積物中形成的“微相”歸納為8種建筑結(jié)構(gòu)要素,并認(rèn)為所有河流沉積物都可以歸結(jié)為這8種建筑結(jié)構(gòu)要素中的一種,而不同類(lèi)型的河流具有不同的結(jié)構(gòu)要素組合,因此河流的類(lèi)型并不僅僅只有四種,而是多種多樣的。河流沉積學(xué)中的結(jié)構(gòu)要素分析法由加拿大沉積學(xué)家MiallAD提出,由柯保嘉介紹給中國(guó)學(xué)術(shù)界,也出現(xiàn)了一些不同的譯法,裘懌楠建議將之譯為建筑結(jié)構(gòu)要素,王德發(fā)稱(chēng)之為構(gòu)型要素,李思田等稱(chēng)之為構(gòu)成要素,這些譯法一直延續(xù)到今天。儲(chǔ)層建筑結(jié)構(gòu)要素分析方法的提出與油田進(jìn)入高含水期,需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行橫向上的精細(xì)預(yù)測(cè)的時(shí)代要求相適應(yīng),很快引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視,這一思想不但應(yīng)用在河流沉積研究中,而且擴(kuò)大到三角洲、障壁海岸等研究領(lǐng)域。不但應(yīng)用于現(xiàn)代沉積考察,而切大量應(yīng)用于野外露頭砂體的精細(xì)解剖,從而推動(dòng)了我國(guó)砂體幾何學(xué)研究不斷向前發(fā)展。在河流沉積學(xué)研究方面,張昌民提出網(wǎng)狀河流的江心洲砂體由正常的向下游加積(NDA)、匯流區(qū)向下游加積(DAC)、反向雙側(cè)積(LABB)、向上加積(UA)等四種建筑結(jié)構(gòu)要素組成,趙翰卿和付志國(guó)研制出依據(jù)油田密井網(wǎng)測(cè)井資料和大型河流-三角洲特有的沉積規(guī)律和模式,由大到小,由粗到細(xì)分層次逐漸解剖砂體幾何形態(tài)和內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu),精細(xì)地質(zhì)模型,系統(tǒng)描述儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)體系的方法。李陽(yáng)和李雙應(yīng)等根據(jù)鉆井資料分析勝利油田孤島油區(qū)館陶組上段河流沉積的結(jié)構(gòu)單元,在其中分出11個(gè)巖石相類(lèi)型,劃分出河道滯留沉積(CHL)、側(cè)向加積砂壩(LA)、天然堤(LA)、決口扇(CS)、決口水道(CR)和洪泛平原細(xì)粒(FF)等6種建筑結(jié)構(gòu)要素,張昌民等在分析了南襄盆地西大崗的河流砂體露頭,在一個(gè)厚十米左右的河道砂體內(nèi)部劃分出四個(gè)河流沉積時(shí)件和六級(jí)沉積界面系列,張昌民等通過(guò)對(duì)青海油砂山剖面第68層分流河道砂體的精細(xì)解剖,在其中識(shí)別出12種巖石相類(lèi)型,6種巖石相組合和6種建筑結(jié)構(gòu)要素類(lèi)型,并對(duì)各種建筑結(jié)構(gòu)要素的幾何形態(tài)和儲(chǔ)層特征進(jìn)行了詳細(xì)的描述,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)李思田教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組在陜甘寧地區(qū)作了大量的河流沉積露頭精細(xì)解剖研究,并組織了野外考察培訓(xùn),對(duì)推進(jìn)本方面的研究起了很好的推動(dòng)作用。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)與石油勘探開(kāi)發(fā)研究院合作開(kāi)展的大同辮狀河露頭精細(xì)解剖取得了豐富的成果。以建筑結(jié)構(gòu)要素分析為指導(dǎo),以探索砂體幾何形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)層非均質(zhì)性為目的的露頭調(diào)查和現(xiàn)代沉積研究雖然在國(guó)內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了十多年,但是與國(guó)際上相比較,這樣的工作還開(kāi)展的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,特別是針對(duì)陸相盆地的露頭調(diào)查更應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)。如何結(jié)合地下地質(zhì)資料進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)要素的定量分析是目前這一研究方法在推廣中遇到的最大困難,我們已經(jīng)提出了將建筑結(jié)構(gòu)要素分析與儲(chǔ)層層次分析相結(jié)合,但是如何量化表征各層次的結(jié)構(gòu)要素并建立各層次的地質(zhì)模型是目前研究的重點(diǎn)。6數(shù)值模擬方法在油氣儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用河流沉積模擬可以分為兩類(lèi),即物理模擬和數(shù)字模擬。物理模擬最早應(yīng)用在水利界,主要通過(guò)物理模型研究河道的演變,岸線(xiàn)和邊坡的穩(wěn)定型,為河道整治、防洪和航運(yùn)提供決策依據(jù)和工程方案,雖然也有基礎(chǔ)性的定性研究,但水利上的模擬研究一般都是針對(duì)自然界現(xiàn)代河流的真實(shí)的河段而進(jìn)行的。20世紀(jì)70年代,國(guó)家地理研究所建立了模擬河道地貌演變的水槽實(shí)驗(yàn)室,地理研究所在河流地貌模擬研究方面所取得的有關(guān)不同類(lèi)型河流演變過(guò)程,構(gòu)造對(duì)河流地貌影響等成果非常值得沉積學(xué)家學(xué)習(xí)和借鑒,80年代中期,吳崇筠和裘懌楠等倡導(dǎo)建立用于模擬湖盆沉積過(guò)程的水槽實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)實(shí)驗(yàn)室于90年代初正式在江漢石油學(xué)院立項(xiàng)建設(shè),王澤中和汪崎生關(guān)于含砂河流入湖后砂體形成和發(fā)展的研究是在國(guó)內(nèi)沉積學(xué)水槽中完成的第一篇研究報(bào)告,劉忠保和曹耀華通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了不同粒徑條件下定床曲流河的邊灘分布特征,發(fā)現(xiàn)曲流邊灘的規(guī)模、形態(tài)及水動(dòng)力特征均與河流彎曲系數(shù)關(guān)系密切,隨著曲率增大,邊灘上頂點(diǎn)向上游移動(dòng),邊灘外緣的水下傾角也隨之增大,邊灘形狀由長(zhǎng)條形到非對(duì)稱(chēng)弧形和對(duì)稱(chēng)弧形。劉忠寶和汪崎生還對(duì)拓寬河段心灘的形成和演變規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。河流沉積的數(shù)值模擬也分為兩個(gè)方面,其一是模擬河流沉積過(guò)程及其形成的砂體幾何形態(tài),其原理是河流動(dòng)力學(xué)與河流沉積學(xué)中的過(guò)程響應(yīng)模型,另一個(gè)方面是運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法進(jìn)行河流相儲(chǔ)層的隨機(jī)建模,建立河流相儲(chǔ)層的地質(zhì)模型。雖然泥沙動(dòng)力學(xué)家和河流演變學(xué)家已經(jīng)能夠在計(jì)算機(jī)上模擬不同水流狀態(tài)下不同河道的沖刷堆積作用,但是對(duì)于地質(zhì)歷史時(shí)期河流的沉積學(xué)模擬至今尚未發(fā)表有影響的論文,盡管已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)的努力。19年前,裘懌楠等就建立了湖盆河道砂體的六種定量?jī)?chǔ)層地質(zhì)模型。河流沉積儲(chǔ)層的隨機(jī)建模是最近十多年來(lái)儲(chǔ)層研究中的熱門(mén)話(huà)題,布爾模擬方法是基于目標(biāo)的隨機(jī)模擬方法中最簡(jiǎn)單的一種方法,也是國(guó)內(nèi)引入最早的一種河流相儲(chǔ)層隨機(jī)建模技術(shù),針對(duì)傳統(tǒng)的布爾方法只能在背景相基礎(chǔ)上產(chǎn)生一種巖石相類(lèi)型的限制,李少華對(duì)此作了改進(jìn),使之可以用來(lái)建立具有多種巖石相的骨架模型。馮國(guó)慶針對(duì)布爾模擬中存在的模擬結(jié)果很難忠實(shí)于條件數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不易條件化等問(wèn)題,提出了實(shí)現(xiàn)布爾條件模擬的兩步模擬方法。在研究區(qū)資料較少的情況下,通常需要借助露頭或密井網(wǎng)區(qū)的資料為建模提供有用信息,呂曉光利用深度開(kāi)發(fā)階段老油田密井網(wǎng)提供的豐富的動(dòng)、靜態(tài)資料,將沉積過(guò)程分析、界面分析、測(cè)井曲線(xiàn)分析及油田動(dòng)態(tài)資料分析相結(jié)合的思路應(yīng)用于油田地下研究,進(jìn)行河流相儲(chǔ)層平面連續(xù)性精細(xì)描述,為老油田儲(chǔ)層建模提供借鑒。文健在埕島油田曲流河建模過(guò)程中,針對(duì)油田資料很少的困難,利用相鄰成熟油田作原型模型,采用布爾方法和順序指示模擬分別建立不同類(lèi)型的儲(chǔ)層模型,并進(jìn)行了井網(wǎng)井距與各類(lèi)小層水驅(qū)控制面積比率、井控砂體面積比率關(guān)系研究。武軍昌在黃驊油田應(yīng)用密井網(wǎng)區(qū)單河道砂體定量幾何學(xué)數(shù)據(jù),采用標(biāo)點(diǎn)過(guò)程方法,對(duì)井網(wǎng)較稀的目標(biāo)研究區(qū)進(jìn)行了三維沉積微相建模研究。伍濤在露頭砂體密集取樣的基礎(chǔ)上建立了砂體的地質(zhì)模型,探討了辮狀河儲(chǔ)層的建模方法,認(rèn)為分形幾何模型是一種相對(duì)比較好的模型。張永慶采用確定性?xún)?nèi)插與隨機(jī)模擬相結(jié)合的建模方法,建立FJC油田砂質(zhì)辮狀河Y9儲(chǔ)層的地質(zhì)模型,較好地揭示了河流相疊置砂巖分布連通性和傳導(dǎo)性的一般特征。王仲林針對(duì)河流相儲(chǔ)集層非均質(zhì)性強(qiáng),在孤東油田對(duì)多種建模方法進(jìn)行了二維、三維對(duì)比研究和分析,認(rèn)為指示模擬方法是河流相儲(chǔ)集層定量建模的最優(yōu)方法。王家華等設(shè)計(jì)了河流儲(chǔ)層的隨機(jī)游走算法。賴(lài)澤武提出了一種基于目標(biāo)的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模擬方法,開(kāi)發(fā)了相應(yīng)建模程序MOD_OBJ,并進(jìn)行了初步應(yīng)用。胡向陽(yáng)應(yīng)用標(biāo)點(diǎn)過(guò)程隨機(jī)模擬方法對(duì)沉積微相進(jìn)行定量表征及三維建模。7發(fā)展河流沉積學(xué)的建議1)河流沉積學(xué)是沉積學(xué)最活躍的分支領(lǐng)域,國(guó)際上迄今為止已經(jīng)召開(kāi)了7次專(zhuān)門(mén)性的國(guó)際河流沉積學(xué)大會(huì),每次會(huì)議都有大量的地質(zhì)、地理、地貌和水利工作者參加,也都出版了相應(yīng)的論文集,除此之外,國(guó)際沉積學(xué)大會(huì)等國(guó)際和地區(qū)性學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的有關(guān)會(huì)議收集了大量有關(guān)河流沉積學(xué)的論文,也有一些專(zhuān)門(mén)的著作出版。與國(guó)際河流沉積學(xué)研究相比較可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)河流