一种沉积岩粒度数理统计分析方法与流程

1.本发明属于沉积盆地沉积岩岩石学研究技术领域，具体涉及一种沉积岩粒度数理统计分析方法。


背景技术：

2.粒度是沉积岩的主要特征之一,是沉积岩碎屑颗粒结构特征的重要表征。获得粒度数据的分析方法称为粒度分析，粒度分析的目的是研究沉积岩的粒度大小和粒度分布。沉积岩的粒度分布和分选性可以作为沉积物及沉积岩分类的定量指标,是衡量沉积介质能量的度量尺度，可以反映沉积作用的流体力学性质,作为分析与对比环境的一种依据，是判别沉积时自然地理环境以及水动力条件的良好标志。碎屑岩的粒度及其空间展布也影响了储层的物性。粒度分析不仅有利于分析沉积水动力条件，而且对于沉积储层评价也有意义。
3.衡量粒度大小的单位是粒度标准，所谓粒度标准,就是人们所能通用的粒度标定方法。不同领域，不同行业应用的粒度标准不尽相同，地质学研究中，通常使用伍登-温特华斯-∮值标准，该标准在伍登-温德华标准基础上加以换算得来。伍登-温特华斯标准以毫米为单位,将碎屑物粒度按照一个以1为基数,2为公比数的等比数列形式，划分为砾、砂、粉砂、粘土四个大的级别，以2n向两端扩展,再将四个大的级别细分为若干小的级别，规律严谨,便于计算,其划分的精度随着粒度的减小而提高。伍登-温特华斯标准同尤尔斯特隆图解、谢尔兹图解、维希尔正态概率图解所揭示的砾、砂、粘土的水动力学特性是一致的，因此反映了沉积颗粒的自然特性。但伍登-温特华斯标准的小数形式太过繁琐,应用不便。1934年克鲁宾(krumbain)在此基础上对粒度数值进行了对数换算，取以2为底的负对数，求得“∮值”，从而构成一个简单的等差级数数列,数字简单,便于计算、绘图，这就是地质学研究中，通常使用的伍登-温特华斯-∮值标准。
4.沉积岩碎屑物粒度特征的研究在沉积盆地分析、沉积矿产勘查、环境地质研究等领域都有广泛的应用，其应用的基础在于对粒度数据的数理统计分析，但目前仍未有系统的、程序化的粒度数据数理统计方法，这使得各种粒度参数在同一项研究中无法得到全面、系统的应用，从而使研究结果得出片面或误差较大的成果，影响研究的可信度。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有粒度数据数理统计方法缺少系统性和可靠性的问题，提供一种沉积岩粒度数理统计分析方法，该方法提高沉积岩碎屑物粒度研究的系统性和可靠性。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种沉积岩粒度数理统计分析方法，包括如下步骤：
8.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；
9.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；
10.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；
11.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；
12.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。
13.进一步地，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，所述粒度分析测试方法包括直接测量法、筛析法、水析法和激光粒度分析仪法。
14.进一步地，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。
15.进一步地，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。
16.进一步地，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。
17.进一步地，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。
18.进一步地，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。
19.进一步地，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。
20.进一步地，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。
21.进一步地，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可以判断沉积岩碎屑物分选性的好坏以及粒度分布规律。
22.进一步地，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。
23.进一步地，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。
24.进一步地，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。
25.进一步地，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。
26.进一步地，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。
27.进一步地，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。
28.进一步地，步骤5中，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，综合、系统的分析沉积岩碎屑物的粒度特征，揭示沉积环境、判定碎屑物运动方式和判别水动力条件。
29.进一步地，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。
30.上述一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比为一定粒度数据区间中碎屑物的重量与总重量的比值；由粗粒级开始计算出的累积重量百分比为由粗粒级开始计算出的各粒度数据区间中碎屑物重量百分比的和，即假设粒度区间d
1-d2的重量百分比为x1，d
2-d3的重量百分比为x2，且d1＞d2＞d3，则由粗粒级开始计算出的累积重量百分比为x1+x2；一定粒度数据区间的概率百分数为一定粒度数据区间中碎屑物的累积重量百分比出现的概率值。
31.上述频率曲线图中的峰为频率曲线图中的高点，率曲线图中的峰也叫众数；频率曲线图中只有一个峰，称为单峰；频率曲线图中有两个或两个以上的峰，则称为双峰或多峰。
32.本发明的有益技术效果：
33.本发明的沉积岩粒度数理统计方法，可对沉积岩碎屑物粒度特征做系统的定量分析和统计，从而揭示沉积环境、判定物质运动方式、判别水动力条件，有效的提高了碎屑物粒度研究的系统性和研究成果的准确性。
附图说明
34.图1为腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩c-m图；
35.图2为腾格尔地区赛汉组上段结构参数散点图。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述。
37.实施例1
38.以二连盆地腾格尔地区地区为例，详细描述本发明沉积岩粒度数理统计分析方法，包括如下步骤：
39.步骤(1)、对二连盆地腾格尔地区主要研究层位赛汉组上段进行系统的粒度分析样品采集、分析，针对同一沉积地层中的沉积岩连续取样，同一沉积地层粒度分析样品数量30-50组，粒度分析样品来自于钻孔岩心和野外露头，通过粒度分析测试得出粒度数据、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，粒度区间根据研究区实际情况选定为0.06mm-1mm。
40.步骤2、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。
41.步骤3、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腾格尔地区沉积岩碎屑物的粒度参数。
42.腾格尔地区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。
43.所述中值md和平均粒径mz，表示粒度分布的集中趋势，其受沉积介质的平均动力能和来源物质的原始大小这两个因素控制；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。
44.所述标准偏差σ，表示沉积物分选程度的参数，它表示沉积物围绕集中趋势的离差，即沉积岩碎屑物颗粒大小的均匀程度；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。
45.所述偏度sk，是判别粒度分布的不对称程度的参数，其数值越趋近于零，粒度分布越接近正态分布；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。
46.所述峰度kg，是用来度量粒度分布的中部与两尾端的展形之比；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。
47.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，编制腾格尔地区粒度成因图解，判断腾格尔地区沉积岩碎屑物成因环境。
48.腾格尔地区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。
49.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可以判断沉积岩碎屑物分选性的好坏以及粒度分布规律。
50.频率曲线图理论上为一正态分布曲线，但实际工作中往往表现为双峰或多峰。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。
51.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可以识别不同的搬运和沉积作用，从而判定沉积岩碎屑物成因环境。
52.如果粒度分布符合对数正态分布，概率值累计曲线图为一条直线。但一般沉积岩碎屑物的概率值累计曲线图表现为相交的数个直线段，这反映了在沉积物中包含着几个正态次总体。利用概率值累计曲线图的这些特征，可以识别不同的搬运和沉积作用，从而判定沉积岩碎屑物成因环境。
53.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。
54.参见图1，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。
55.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。
56.参见图2，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。
57.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，综合、系统的分析腾格尔地区沉积岩碎屑物的粒度特征，揭示腾格尔地区沉积环境、判定碎屑物运动方式和判别水动力条件。
58.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。
59.上述一定粒度数据区间中碎屑物的重量百分比为一定粒度数据区间中碎屑物的重量与总重量的比值；由粗粒级开始计算出的累积重量百分比为由粗粒级开始计算出的各粒度数据区间中碎屑物重量百分比的和，即假设粒度区间d
1-d2的重量百分比为x1，d
2-d3的重量百分比为x2，且d1＞d2＞d3，则由粗粒级开始计算出的累积重量百分比为x1+x2；一定粒度数据区间的概率百分数为一定粒度数据区间中碎屑物的累积重量百分比出现的概率值。
60.上述频率曲线图中的峰为频率曲线图中的高点，率曲线图中的峰也叫众数；频率曲线图中只有一个峰，称为单峰；频率曲线图中有两个或两个以上的峰，则称为双峰或多峰。
61.运用以上方法分析得出以下结论：
62.(1)腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩具有粒度较粗、分选性差、沉积水动力较强且具有多个物源的特征，其粒度频率曲线以尖锐的正偏态双峰或多峰形态为主，反映出巴彦乌拉铀矿床赛汉组上段碎屑岩具有明显的多物源粗碎屑河流相沉积的特征。
63.(2)腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩概率累计曲线中一段型、两段型和三段型均可见到，以两段型和三段型为主。概率累计曲线具有悬浮总体含量较发育，悬浮总体与跳跃总体之间的细节点较细，跳跃总体含量高且分选较好的总体特点，显示了以河流为搬运介质的碎屑物粒度特征。
64.(3)腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩c-m图解为典型的牵引流型，粒度分析样品主要集中在pq和op区段，qr段较少，rs和no段没有粒度分析样品，说明研究区赛汉组上段碎屑物以滚动搬运及悬浮搬运方式为主,少部分为递变悬浮搬运。研究区赛汉组上段碎屑岩具有典型的粗碎屑牵引流沉积特征。
65.(4)腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩结构参数散点图中所有点都落在了河流相砂的区间内，反映了研究区赛汉组上段碎屑岩的沉积环境应为河流相。
66.应用沉积岩粒度数理统计分析方法，对二连盆地腾格尔地区赛汉组上段碎屑岩的粒度特征进行了系统研究，得出该区碎屑岩为典型的粗碎屑牵引流成因，为该地区后续的沉积盆地分析及沉积矿产的勘查工作奠定了重要的理论基础。
67.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
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。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m
d
和平均粒径m
z
、标准偏差σ、偏度sk和峰度k
g
；所述中值m
d
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m
z
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k
g
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，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。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。7.根据权利要求6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。8.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。9.根据权利要求8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。10.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。11.根据权利要求10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。12.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。13.根据权利要求1-12任意一项所述的沉积岩粒度数理统计分析方法，其特征在于，步骤5中，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，综合、系统的分析沉积岩碎屑物的粒度特征，揭示沉积环境、判定碎屑物运动方式和判别水动力条件。14.根据权利要求13所述的沉积岩粒度数理统计分析方法，其特征在于，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。

技术总结
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。度研究的系统性和可靠性。度研究的系统性和可靠性。


技术研发人员：李华明 李玲 彭云彪 齐彦宏 蒋孝君 张海云 任全 李喜斌 李天瑜 李东鹏 孙巍 段桂英 刘青占
受保护的技术使用者：核工业二〇八大队
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/3/8