石油地质概论

石油工业概论

IntroductionofPetroleumindustry

——地球科学学院——第一部分石油地质第一节地球科学概论第二节石油的生成第三节石油的聚集与分布石油地质学（petroleum

geology）：研究石油和天然气在地壳中生成、运移和分布规律的地质学分支。石油和天然气地质学的简称。第一节地球科学概论一、地球与地壳二、地壳运动与地质构造三、矿物与岩石四、地层与地质时代一、地球与地壳1、地球的形状及大小地球不是一个圆球体，而是一个实心椭球体，赤道半径长，两极半径短，且北极比旋转椭球体凸出14m,南极却凹进24m。根据1975年第16届国际大地测量和地球物理协会公布的数据：赤道半径a=6378.137KM两极半径c=6356.752KM平均半径R=6371.004KM长短半径差a-c=21.385KM扁平δ=（a-c）/a=1/298.257表面积S=4πr2=510064472KM2体积V=4πr2/3=10832亿KM22、地球的物理性质地球的质量=平均密度=5.517g／cm3。-组成地球的岩石、水、大气、生物都含有一定的放射性元素。-地球具有磁性，且和地理的南北极不一致。-地球存在电场，带有电。-地球还具有一定的弹性和塑性。

日变化一般为1～1.5m1.外热层（变温层）年变化影响深度达20～30m受太阳辐射影响3.增温层——地温随深度增加而逐渐增加，受地球内部热能影响，深度每增加100米升高的温度称为地温梯度。一般大陆为1～5℃/100m，海底为4～8℃/100m。2.常温层——与当地年平均温度大致相当，常年不变，其深度一般为20～40m。3、地球的温度吐鲁番火焰山地表温度2011年8月10日（1）莫霍面——地表以下数公里～40km±，纵波（P波）穿越该界面Vp=6～7km/s→8.1km/s。（南斯拉夫学者莫霍洛维奇（Mohorovicic）于1909年首先发现，因此被称为“莫霍洛维奇面”，简称“莫霍面”。其上为地壳、其下为地幔。（2）古登堡面——地下2900km深度。横波（S波）穿越该界面时消失，纵波可通过。（美国地球物理学家古登堡以最早（1914年）研究该界面而命名。其上为地幔，其下为地核。4、地球的内部圈层（两个面三个层）视频纵波横波重点★小知识——地震波中的P波和S波-莫霍面和古登堡面的研究是利用天然地震波观测的结果。-p波（primarywave），s波（secondarywave）。p波也可以说是压力波pressurewave，s波也可以说是剪力波shearwave。-切变，即剪切变形（即媒质各层之间发生平行于这些层的相对移动）；容变，即拉伸和压缩形变。-液体、气体没有剪切形变，因此，在机械波中，横波是不能在液体和气体中传波的；而固、液、气体都能发生拉伸和压缩形变，所以纵波能在其中传波。地壳(crust)是固体地球的最外一圈，由岩石组成，是一个相对刚性的外壳。其下界以莫霍面与地幔分开。平均厚度约为16Km,分为大洋地壳（oceancrust）和大陆地壳（continentalcrust）两种类型。——大陆地壳（简称陆壳）的厚度不一，最薄处在沿海的平原上（<20Km），最厚处在青藏高原上（70-80Km），平均厚度为35Km。-上层为硅铝层（主要由氧、硅、铝等组成），平均密度为2.7g/cm3。-下层为硅镁层（主要由氧、硅、铁、镁等组成），平均密度为3.0g/cm3。分界面为康拉德面——位于地壳内部。表现为纵波速度由6km/s突变为6.6km/s。由此而推断地壳分为密度不同的上、下两层。——大洋地壳（简称洋壳）平均厚度6Km，只有硅镁层，因此，康拉德面并不到处存在，只存在于大陆地壳中。硅镁层在大陆地壳和大洋地壳中连续分布。★小知识——2008年，世界著名的油田服务巨头美国斯伦贝谢公司和丹麦马士基石油公司麾下的卡塔尔子公司日前合作在位于卡塔尔海上的AlShaheen油田完成了世界上最深井的钻井作业。这口井的钻井总深度达到了40320英尺（12289.57米），超过了原世界最深井钻井纪录2000英尺（609.6米）。康拉德面二、地壳运动与地质构造1、构造运动的概念■构造运动——指由地球内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的机械运动。我们现今研究的内容和深度只限定是在地壳深度范围内。2、构造运动的基本特征（1）构造运动的方向性■水平运动——地壳（岩石圈）块体沿水平方向移动(造山运动)。。三种基本形式——①相邻块体分离（张开）②相邻块体相向聚会（挤压）③相邻块体剪切、错开（平移）

内力■垂直运动（升降运动）—地壳（岩石圈）相邻块体或同一块体的不同部位作差异性上升或下降，使某些地区上升成为高地或山岭，另一些地区下降成为盆地或平原。又称为造陆运动。(2)构造运动的幅度和速度-某地区若长期处于上升或下降运动，或一直朝某一方向发生水平运动→运动幅度大；-一定时间间隔内，运动方向频繁变化，或时上升下降交替，或作往复水平运动→运动幅度小。-构造运动速度一般不为人所能感觉，相当缓慢的（地震例外）。（3）构造运动的空间分布和历史发展规律①构造运动发展在空间上具有不均衡性某些地区表现为大面积隆起，遭受风化剥蚀；另一些地区表现为大面积拗陷，接受沉积。有的地区表现为大规模水平挤压，形成高大褶皱山系。②构造运动的周期性和阶段性-一方面是升降性质的转化；-另一方面表现为运动速度和性质的转化。视频不见不散如：到新生代时，我国喜玛拉雅山褶皱上升了七、八千米，江汉平原则下降接受了近一万米的沉积。青藏高原的隆升过程1234视频高原隆升尼泊尔青藏高原（二）地质构造

组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位、变形留下的形迹称为地质构造。在层状岩石中表现最为明显。（1）水平构造产状是水平或近于水平的岩层（一般倾角小于5°）。绝对水平的岩层是没有的。水平构造出现在构造运动较轻微的地区或大范围内均匀抬升/下降地区，岩层未发生明显变形。（2）单斜构造岩层层面与水平面之间有夹角。是大区域内的不均匀抬升或下降，使岩层向某一方向倾斜形成。岩层产状三要素：走向、倾向、倾角（3）褶皱构造褶皱——岩层在构造运动作用下所产生的一系列弯曲。①褶皱的几何要素：核部——褶皱岩层的中心。翼部——褶皱岩层的核部的两翼。枢纽——岩层褶皱面上最大弯曲点连线。轴面——褶皱内各相邻褶皱面上枢纽联成的面。②褶皱的基本形态背斜（anticline）是岩层向上拱的弯曲，形成中心部分为较老岩层，两侧岩层依次变新；向斜（syncline）是岩层向下的弯曲，中心部分是较新岩层，两侧部分岩层依次变老。在野外往往不能看到褶曲的全貌，主要是根据岩层的时代新老关系及对称出现的关系来判断。432432核部核部11重点轴面直立；两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。褶皱轴面倾斜；两翼岩层倾向相反，但倾角不等。褶皱轴面倾斜；两翼岩层向同－方向倾斜，即一翼正常，一翼倒转。轴面近水平，其中一翼地层倒转。直立褶皱倾斜褶皱平卧褶皱（4）断裂构造——岩石受到外力作用发生破裂的现象（包括节理和断层）。■节理——岩石破裂后没有明显位移的断裂。■断层——岩石断裂后，两侧岩石发生显著的相对位移。①正断层——上盘相对下降，下盘相对上升。②逆断层——上盘相对上升，下盘相对下降。③平移（推）断层——断层两侧岩块，沿着断层面走向的水平方向相对移动的断层。①①①①①①视频汶川地震重点①地垒——是由两条或多条走向基本一致倾向相反的正断层构成，中央部分相对上升，两侧相对下降的构造。②地堑——是由两条或多条走向基本一致，相向倾斜的正断层构成，中央部分相对下降，两侧相对上升的构造。断层组合形态：视频地堑地垒（三）板块（六大板块）板块构造——刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体——板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带。亚欧板块太平洋板块非洲板块印度洋板块美洲板块南极洲板块视频大陆漂移大陆架大陆坡边缘海盆地海沟世界最深的海沟——马里亚纳海沟（MarianaTrench），位于菲律宾东北部太平洋底，最深11034米。全球洋中脊体系三、矿物与岩石一、矿物1、矿物的概念矿物（mineral）是地质作用形成的天然单质或化合物，它具有一定的化学成分和物理性质。由一种元素组成的矿物，称为单质矿物，由两种或两种以上的元素组成的矿物，称化合物矿物。长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）石英方解石石墨食盐石膏云母（Al2O3·SiO2）石英(quartz)自然硫赤铜矿（Cu2O）石墨石盐印尼火山硫磺矿——在卡瓦伊真火山坑内，蒸汽和酸性气体从淡黄色的大块硫磺和燃烧的液体硫磺之间的喷气孔里冒出来。印尼火山硫磺矿——硫磺沉积物悬挂在一个如今已经嵌入到卡瓦伊真火山里的旧桶边缘。印尼火山硫磺矿——卡瓦伊真火山里的液体硫磺形成的独特造型。熔化时硫磺的颜色接近血红色，而冷却后硫磺的颜色会变得越来越黄。印尼火山硫磺矿——熔融硫磺在固体硫磺沉积物上燃烧。滑石——Mg3（Si4O10）（OH）2

黄铁矿（愚人金）

——FeS2

★小知识——黄铁矿与金矿的区分1、在不带釉的白瓷板上划出条痕：金矿条痕为金黄色，黄铁矿条痕为绿黑色。2、称重：黄金密度为15.6-18.3，而黄铁矿密度只有4.9-5.2。3、灼烧：真金不怕火炼，而黄铁矿灼烧后会产生刺激性气味（SO2）气体，颜色会变得红一些。白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2

赤铁矿（Fe2O3

）朱砂（HgS）自然银石榴石----Fe3Al2(SiO4)3

白铅矿长石和石英白钨矿和白云母玉髓石英自然铜自然铂萤石方铅黄铁透长石雄黄-As4S4

叶腊石-Al2·Si4O10(OH)2

天青石--SrSO4

铁铝榴石石英矿物及其硬度2.55.5★小知识——摩氏硬度——矿物学名词，表示矿物抵抗外来机械作用的能力。它也是用来鉴定矿物相对硬度的常用标准，是德国矿物学家FriedrichMohs（1773—1839）在1822年提出。重点(二)岩石岩石（rock）——矿物的自然混合物，也可以是岩屑或矿屑的自然混合物。由一种矿物组成的称单矿岩；由多种矿物组成的称复矿岩；由岩屑或矿屑组成的称碎屑岩。岩浆岩变质岩沉积岩重点1、岩浆岩岩浆（magma）是产生于地下的高温熔融体。其成分以硅酸盐为主，还具有数量不等的挥发性组分。由岩浆冷凝而成的岩石称岩浆岩。--岩浆在地表冷凝形成喷出岩。--岩浆在地下冷凝形成侵入岩。喷出岩侵入岩组成岩浆岩的矿物种类很多，其主要矿物有石英、正长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石和黑云母等。视频石英正长石斜长石角闪石辉石橄榄石黑云母海底火山视频火山熔岩尼拉刚果火山坑2、沉积岩(1)沉积岩的概念及结构

沉积岩（sedimentaryrock）——在地表或近地表常温常压条件下，各种外动力地质作用以及某种火山作用形成的松散堆积物经成岩作用所形成的岩石。沉积岩在陆地表面的分布很广，约占面积的3/4，但仅占地壳重量的5%。沉积岩的物质组成有矿物碎屑和岩石碎屑（如石英、长石等），以及有机质和胶结物。沉积岩中已发现矿物160余种，但常见的只有20余种。沉积岩灰岩沉积岩按碎屑颗粒大小可分为：砾状结构颗粒直径大于2mm；砂状结构颗粒直径2mm－0.125mm；粉砂状结构颗粒直径0.125－0.032mm；泥（粘土）状结构颗粒直径小于0.032mm。(2)沉积岩的形成风化作用——岩石受外力作用后发生机械崩解和化学分解，破坏产物基本残留原地，坚硬岩石变为松散的碎屑及土壤(物理、化学、生物)。剥蚀作用——岩石受外力作用而破坏，破坏产物同时被搬走。搬运作用——将风化、剥蚀物搬运到它处。（机械、化学、生物搬运）沉积作用——搬运物在条件适宜的地方发生沉积。搬运能力减弱。过饱和沉积胶体凝胶作用发生化学沉积。固结成岩作用

——松散沉积物（任何动力搬来的机械的或化学的）转变为坚硬的沉积岩。东营凹陷沾化凹陷车镇凹陷惠民凹陷鲁西隆起区埕宁隆起区视频沉积成岩视频有机埋藏3、变质岩变质岩（metamorphicrock）是原先存在的岩浆岩、沉积岩甚至变质岩，由于物理化学条件的变化而形成的新岩石。——变质岩与岩浆岩形成条件相似，与油气关系不大。四、地层与地质时代（一）地层地层：地壳中具一定层位的一层或一组岩石。地层可以是固结的岩石，也可是没有固结的堆积物，包括沉积岩、火山岩和变质岩。

地层层序律：沉积岩是按先后顺序一层层地依次沉积下来的，因