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目次
沉积学报 第40卷 第4期
2022, 40(4).  
[摘要](59) [PDF 930KB](18)
摘要:
专栏·水系固体物质研究
特约主编按语
2022, 40(4).  
[摘要](40) [PDF 1480KB](19)
摘要:
现代河流碎屑磷灰石原位地球化学分析—对长江物源示踪研究的启示
林旭, 陈济鑫, 吴中海, 刘海金, 张洋
2022, 40(4): 861-870.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.103
[摘要](37) [HTML全文](12) [PDF 4008KB](38)
摘要:
长江是连接青藏高原和西太平洋的东亚最大河流,研究其源汇过程对于认识和理解沉积物剥蚀、搬运和沉积过程等方面具有重要科学意义。对河流沉积物中常见的磷灰石开展了原位微量元素和87Sr/86Sr比值分析,结果表明,金沙江的微量元素和87Sr/86Sr比值二维散点图的分布区域与大渡河、岷江和嘉陵江的明显不同;丰都段长江干流样品与大渡河、岷江和嘉陵江样品形成重叠区域,结合MDS(非矩阵多维标度)判断图结果,说明丰都段长江干流的物质主要来自龙门山。磷灰石原位地球化学分析方法可以有效区分发源于青藏高原东南的金沙江和发源于龙门山的大渡河、岷江和嘉陵江的物质。但由于金沙江梯级水电站的建设对其下游沉积物的组成起到重要影响,在今后使用该方法进行长江全流域物源示踪研究时需要谨慎。
河流砂碎屑统计方法的对比实验研究
董小龙, 胡修棉, 郭荣华, 赖文
2022, 40(4): 871-882.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.099
[摘要](53) [HTML全文](17) [PDF 7207KB](38)
摘要:
碎屑统计是定量研究陆源碎屑沉积物常用的方法,其中最具代表性的有四种:全颗粒法、Glagolev-Chayes法、Gazzi-Dickinson法和全面积法。目前对以上方法的差异性缺乏定量研究,其统计的颗粒数各不相同(从300颗到500颗不等),也缺乏样品分选程度和颗粒含量对统计结果影响的探讨。选取雅鲁藏布江干流的两个河流砂样品,分别用四种方法进行定量颗粒统计,并结合Matlab模拟统计开展实验。将全面积法统计结果作为最能够代表样品真实成分的标准,结果表明,Glagolev-Chayes法与全面积法的统计结果相近,全颗粒法与全面积法的偏差较大;对于分选越差的样品,全颗粒法与全面积法统计结果的差异性越大;统计颗粒数达到384颗时满足95%的置信度;在统计过程中应重点关注含量小于10%的颗粒类型,若岩屑总量小于10%时建议不再进行Lv/Lm/Ls投图。在计算河流通量时建议采用全面积法或Glagolev-Chayes法进行碎屑统计。
河流砾—砂过渡(GST)研究进展
张艺秋, 胡修棉
2022, 40(4): 883-893.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.123
[摘要](18) [HTML全文](7) [PDF 2630KB](30)
摘要:
河流从上游山区流经下游宽阔地带时,所搬运物质在磨损和分选作用下逐步变细,当沉积物减小到中粗卵砾级别时(10~20 mm),会在相对短距离内(几倍河道宽度)快速转变为极粗砂(1~2 mm),这种粒度突变现象被称为砾—砂过渡(gravel-sand transition,GST)。对河流砾—砂过渡进行了系统调研,介绍了其在河流中的基本特征;分析了砾—砂过渡的发生机理,包括粒度突变的外因假说、2~10 mm粒径空缺的内因解释,以及GST中加剧砾砂流动性差异的过程;也介绍了GST的空间普适性、其前后的河流转变和位置稳定性。GST的深入研究对于理解河流演化、泥沙运移、洪水风险管理、沉积物源分析具有重要意义。
动力地形控制下的大河水系演化
陈磊, 王平, 张怀
2022, 40(4): 894-911.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.134
[摘要](35) [HTML全文](12) [PDF 9651KB](32)
摘要:
大河既是人类文明的发源地,也是大陆地貌乃至地球表层系统中最重要的组成部分。大河水系形成与演化的决定性因素是大陆构造演化引起地形的改变。传统观念认为,大河水系的演化主要受板块构造的影响即“构造地形”,但越来越多的证据表明,地球地形并非单纯由板块水平运动塑造,还包括由地幔对流造成的“动力地形”的影响。从深部地幔对流控制下的动力地形与地貌演化模型两方面,分别介绍了其概念,模拟计算以及模型验证。并以北美、澳大利亚、南美以及非洲的大河水系演化为例,阐明了大河水系的演化与长波长动力地形之间存在的耦合关系,相对于构造作用的局部影响,长波长动力地形能影响甚至改变大陆尺度上的水系演化模式。最后简要综述了亚洲的构造背景及动力地形研究进展,亚洲特别是东亚地区从侏罗世开始就受到了多阶段板块汇聚与俯冲的影响,动力地形情况复杂,但最近的研究表明东亚地区的水系演化与动力地形之间存在相应联系,这对亚洲地区的构造—沉积演化研究具有重要的指示意义。
陆相流域盆地沉积通量模拟及古地貌意义—以西藏尼玛地区为例
王新航, 汪银奎, 旦增平措, 巴桑曲珍, 韩中鹏
2022, 40(4): 912-923.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.143
[摘要](29) [HTML全文](20) [PDF 3122KB](24)
摘要:
青藏高原新生代的地貌演变一直是国际地球科学研究的前沿领域和热点问题。目前对于高原中部新生代地貌演变及其动力学机制的认识仍旧存在较大的争议,并且通过不同研究手段得到的结论也存在较大不同。流域盆地内的沉积物不仅记录了其沉积场所的大地构造背景、古气候和古环境特征等重要信息,同时也记录了源区的剥露历史,以及整个流域盆地的时空展布、地貌演变、风化强度和沉积通量变化等重要的地表过程。高原中部至少在早中新世就已形成的内流水系为进一步认识高原地貌演化提供了可能。基于源—汇系统质量平衡原则,以高原中部新生代尼玛盆地及其物源区构成的陆相盆地源—汇系统为研究对象,以沉积通量数值模拟(BQART-MCS)为研究方法,尝试重建高原中部新生代晚期的地貌格局。模拟结果表明:只有在年均气温为2 ℃~10 ℃、最大地势为1~3 km、干旱—半干旱的地貌条件下,源区产生的碎屑物质总量才可以与汇区沉积物总量达到平衡。本项研究是深时沉积通量数值模拟方法(BQART-MCS)在青藏高原的首次尝试,为在陆相盆山源—汇系统开展沉积物定量研究提供了新的思路。
银川盆地晚上新世物质来源及其对黄河上游形成年代的约束
王钊, 聂军胜, 彭文彬, 张浩博, 李峁潼
2022, 40(4): 924-930.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.007
[摘要](30) [HTML全文](10) [PDF 2682KB](35)
摘要:
黄河上游河段的形成年代依然存在争论,而银川盆地是黄河上游物质的主要沉积区之一,该盆地沉积序列的研究能为了解黄河上游的物质来源和形成年代提供重要线索。对银川盆地钻孔(PL02)底部进行了碎屑锆石U-Pb测年和碎屑组分统计研究,并与上游黄河沉积物以及盆地周边贺兰山和鄂尔多斯高原西部的锆石U-Pb年龄数据和碎屑组分数据进行了对比分析。结果表明贺兰山和鄂尔多斯高原西部并不是银川盆地晚上新世沉积物的物质供应区,而是黄河将银川盆地以上河段地区物质输送到银川盆地。这一结果进一步证明了黄河上游兰州—银川段在晚上新世已经形成的观点。
江苏沿岸辐射沙脊物源分析——来自碎屑重矿物与锆石年代学的证据
李姝睿, 孙高远, 茅昌平, 饶文波
2022, 40(4): 931-943.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.023
[摘要](14) [HTML全文](4) [PDF 5394KB](16)
摘要:
辐射沙脊是分布在我国江苏沿岸南黄海浅海内陆架上的一种特殊地貌,其沉积物质来源一直广受关注。通过原位微区X荧光光谱分析、重矿物统计学以及碎屑锆石年代学等方法,对江苏沿岸辐射沙脊开展物源分析。结果表明辐射沙脊的重矿物组合为角闪石—绿帘石—铁氧化物,并且角闪石为绝对优势矿物(平均含量55.06%),其含量远大于绿帘石(平均含量20.71%)。这与长江中重矿物特征相似(角闪石平均含量46.05%,绿帘石平均含量24.69%)。碎屑锆石U-Pb年龄显示出了5个主要的年龄区间及峰值,依次为160~330 Ma(占22.89%,峰值为~200 Ma);350~550 Ma(占18.61%,峰值为~430 Ma);650~1 200 Ma(占29.32%,峰值为~750 Ma);1 700~2 000 Ma(占10.58%,峰值为~1 850 Ma)和2 400~2 600 Ma(占5.09%,峰值为~2 500 Ma)。结合重矿物组分数据和锆石年龄谱分析,并与各潜在源区进行对比,认为辐射沙脊的碎屑重矿物特征以及锆石年龄与长江最为相近,指示长江作为辐射沙脊最主要的物质源区。此外,古黄河三角洲的沉积物显示出对江苏沿岸北部沙脊沉积具有一定的影响,而现代黄河可能对辐射沙脊最北缘提供了沉积物质,该物源分析结果反映了南黄海的海流系统在辐射沙脊搬运沉积体系中起到重要作用。
渭河流域沉积矿物组合定量分析及示踪
张瀚之, 鹿化煜, 周亚利, 崔颖颖, 张津, 吕帆, 陈泽宇
2022, 40(4): 944-956.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.021
[摘要](12) [HTML全文](4) [PDF 5091KB](28)
摘要:
扫描电镜定量分析沉积物矿物组合的方法,可以快速准确得到大量详细的矿物组合、矿物颗粒大小和岩屑组成等信息。尝试利用这一方法,研究渭河流域现代河流样品的矿物组合和沉积物碎屑组分,探究其在沉积物源示踪上的应用。研究表明,渭河流域现代沉积重矿物组合主要以角闪石、帘石类矿物和石榴石为主,不同区域沉积物矿物组合通过主成分分析图表(Principal Component Analysis,PCA)可以较好地区分开。轻矿物以石英和长石为主。碎屑组分石英—长石—岩屑(QFL)三角图解显示渭河干流和流经鄂尔多斯高原的两大主要支流北洛河和泾河的沉积物碎屑组分,主要位于再旋回造山带区域;而北秦岭山前河流沉积碎屑组分则主要位于岩浆岛弧区域。这一结果符合区域地质构造背景,表明扫描电镜定量分析手段可很好地应用于沉积物碎屑组分QFL三角图解、重矿物组合物源示踪研究。
学科综述
河流—波浪—潮汐混合作用过程研究进展
彭旸, 龚承林, 李顺利
2022, 40(4): 957-978.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.154
[摘要](38) [HTML全文](12) [PDF 9774KB](57)
摘要:
河流、波浪和潮汐混合作用过程是当前沉积学的热点问题。通过梳理三角洲与其他一些海(湖)陆过渡沉积体系中关于河流—波浪、河流—潮汐、波浪—潮汐和河流—波浪—潮汐相互作用的相关研究,归纳总结了目前几种沉积过程的相互作用以及相应的沉积特征。河流和波浪的相互作用一般发生在河口附近,两者的相对强度以及波浪入射方向共同控制三角洲的形态和沉积物分布。长期的河流和波浪共同作用能够形成非对称性三角洲以及浪控复合斜坡型三角洲。河流和潮汐的相互作用通常发生在强潮汐或中潮汐区域的三角洲或河口湾的河流—海洋过渡带;随着相对海平面升降、沉积物供给变化和气候变化等因素的影响,潮汐和河流相互作用的三角洲和河口湾沉积体系经常反复叠加发育。潮汐和波浪的相互作用主要体现在潮汐不仅直接控制沉积物的沉积过程,而且间接性地移动波浪带进而影响相应的沉积相带。尽管目前河流、波浪、潮汐混合作用过程已经有一定程度的研究,但无论是短期小尺度的相互作用过程,还是长期受宏观因素(包括沉积物供给、海平面升降、构造沉降等)影响下的相互作用与演化过程,均有待进一步研究。
陆相页岩油研究进展及开发地质面临的问题
印森林, 谢建勇, 程乐利, 吴有鑫, 朱柏宇, 陈恭洋, 赵俊威
2022, 40(4): 979-995.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.109
[摘要](37) [HTML全文](10) [PDF 7090KB](57)
摘要:
针对页岩油开展了广泛文献调研,在页岩油概念的提出、演化及研究历程基础上,对陆相页岩油资源量分布、类型和潜力及若干关键问题等研究进展进行了综述,提出了陆相页岩油效益开发面临的关键开发地质问题。具体如下:1)阐述了页岩油概念的由来及最新定义。国内外页岩油均历经三个发展阶段,对页岩油的理论认识不断深入,开发效果和水平逐渐提升。我国陆相页岩油资源丰富、潜力巨大,是今后一个时期的重点攻关对象。2)陆相页岩油可按不同方式进行分类。按成熟度演化阶段划分固态有机质阶段、滞留烃阶段、液态烃阶段、液态烃裂解天然气阶段等四类;按源储组合类型划分源储共存型、源储分离型和纯页岩型三类;按开发方式分为夹层型、混积型、页岩型和裂缝型四类。3)陆相页岩油在细粒岩分类及沉积模式、源储岩石微观特征、富集机制、“七性特征”和工业化开采技术等方面取得了较大的进展。4)陆相页岩油源储结构表现出极强的非均质性,亟待加强细粒页岩沉积超高频基准面旋回对比模式、半深湖—深湖相低级次构型单元成因及分布模式、相控储层质量差异分布模式和地质工程一体化及甜点快速评价等开发地质方面的研究,以提高页岩油开发经济效益和采收率。
储层孔隙系统“水—岩”反应结晶动力学研究进展
伍坤宇, 熊鹰, 谭秀成, 刘向君, 张云峰, 陈晓冬, 李亚锋, 郭荣涛, 曹喆, 王鹏
2022, 40(4): 996-1009.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.029
[摘要](16) [HTML全文](5) [PDF 3321KB](30)
摘要:
“水—岩”反应作为储层成岩作用研究的重要组成部分,其研究结果对解释储层非均质性成因机制、综合评价储层品质等方面都具有重要意义。近年来随着基础理论、分析测试手段、物理实验方法和模拟技术的进步,该领域研究取得了诸多进展。成岩物理模拟实验的进步实现了对流体—围岩/矿物体系“水—岩”作用过程的宏观尺度观测和研究,也明确了各物理化学参数对体系内矿物溶解—结晶过程的影响,但分辨率限制了其在微观(纳米)尺度解释许多现象成因机制和约束条件方面的应用。晶体生长理论的建立和发展为解释储层孔隙系统中“水—岩”作用过程的结晶动力学原理奠定了基础,特别是近年来伴随纳米科技而发展起来的各种在线和非在线测量技术大大提高了储层孔隙系统结构和内部晶体生长情况的观测精度,将“水—岩”作用研究分辨率提升至纳米级,这为从微观尺度了解孔隙系统中流体—矿物体系的溶解—结晶(沉淀)相平衡过程及其控制因素提供了方案。储层孔隙系统中流体的结晶动力学行为与孔隙介质和流体性质密切相关,是成核自由能、矿物表面电化学特征、传质速率等多因素综合作用的结果。对不同成岩环境和孔隙系统中孔隙流体结晶动力学行为的系统研究,有助于了解孔隙系统空间结构、底衬表面化学特性、表面能效应等对矿物晶体成核生长与溶解过程的影响,为进一步深入解释储层非均质性的结晶动力学原理奠定了理论基础。
非常规油气沉积学
四川盆地自流井组陆相页岩石英成因研究
王昕尧, 金振奎, 朱毅秀, 胡宗全, 刘光祥, 赵国伟, 李硕, 史书婷
2022, 40(4): 1010-1018.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.053
[摘要](16) [HTML全文](4) [PDF 6094KB](34)
摘要:
为了分析含气陆相页岩中石英矿物的成因、分布及其影响因素,以四川盆地自流井组含气页岩层段为主要研究对象,利用X射线衍射分析、普通薄片、扫描电镜、阴极发光、电子探针及元素地球化学分析测试手段,识别出陆源石英和成岩过程中形成的石英。陆源石英在阴极光下表现为棕色光,粒径较大。成岩过程中形成的石英在阴极发光下不发光,晶形较好,粒径较小。根据成岩作用的不同,将成岩过程中形成的石英细分为黏土矿物转化过程中形成的石英和硅质交代介壳边缘形成的石英。分析不同成因的石英分布特征发现,东岳庙段内石英矿物主要为陆源输入和黏土转化成因;马鞍山段内的石英主要为陆源石英;大安寨段内的石英则为硅质交代自生和陆源输入成因。在此基础上,总结了陆相页岩中不同成因石英的影响因素,包括沉积环境和地层压力。在沉积环境方面,随陆源物质输入的增加,陆源石英增加。同时,适合的湖水盐度,有利于介壳生物的生存,为硅质交代介壳形成石英提供物质基础。此外,地层的异常高压会抑制黏土转化,减少硅质析出,阻碍自生石英的沉淀。
威远五峰组—龙马溪组页岩岩相展布及对水平井产量的影响
梁峰, 张琴, 卢斌, 姜巍, 熊小林, 陈鹏, 姜仁, 梁萍萍, 马超
2022, 40(4): 1019-1029.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.006
[摘要](14) [HTML全文](4) [PDF 10255KB](26)
摘要:
通过对威远地区14口评价井或导眼井五峰组—龙马溪组地层开展系统的笔石生物地层、岩相地层、测井响应、地球化学、元素地球化学等特征分析,证实了威远地区五峰组—龙马溪组古隆起的发育,指出古隆起发育控制页岩的厚度及岩相展布,明确优质页岩展布受古隆起发育控制,并提出水平井井位优化部署建议。主要结论如下:1)从生物地层、岩性地层、电性特征、地层厚度等方面证实在Z4-Z1—WY1—W5—WX井一带存在(水下)古隆起;2)不同时期地层分布及岩相主要受古隆起发育控制,隆起区及周边地层厚度薄,黏土矿物或碳酸盐矿物含量高,坳陷区沉积厚度大,硅质矿物含量高;3)威远地区五峰组页岩沉积期物源多来自其西部或北部,鲁丹阶早期以生物成因石英为主,物源较少,鲁丹阶晚期物源可能来自川南的黔中古陆,不同的物源方向意味着沉积体系的变化;4)鲁丹阶早期(LM1~LM3)地层储层品质最优,产量高,其储层参数平面展布受隆起发育控制,拗陷区域储层品质最好。建议以鲁丹阶早期地层为目标靶体实施水平井,优先部署该层段厚度较大区域水平井,尽量避开隆起发育区。
海陆过渡相与海相富有机质页岩储层特征差异
蔡光银, 蒋裕强, 李星涛, 孙莎莎, 付永红, 谷一凡, 王占磊, 季春海
2022, 40(4): 1030-1042.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.069
[摘要](21) [HTML全文](1) [PDF 8174KB](35)
摘要:
海陆过渡相页岩气逐渐成为非常规油气的接替能源,系统分析海相与海陆过渡相储层特征差异,可为海陆过渡相页岩气勘探开发提供借鉴。选取大吉区块山23亚段底部海陆过渡相、威远区块龙一11小层海相页岩,开展TOC、有机质显微组分、全岩—黏土X衍射、物性、氩离子抛光扫描电镜、氮气吸附、核磁共振等实验,厘清了海相与海陆过渡相页岩储层宏观参数与微观孔隙结构两方面差异。结果显示:与海相页岩储层相比,海陆过渡相页岩储层TOC含量高达10.91%,干酪根类型为Ⅱ2型,黏土矿物以高岭石为主,孔隙度与含气量略低。微观储层特征方面,海相页岩储层孔隙类型以有机孔为主,孔径分布介于10~50 nm,微裂缝主要为生烃增压缝和成岩缝,而海陆过渡相页岩储层孔隙类型以无机孔为主,孔径分布介于5~20 nm,有机孔多为孤立状不规则孔隙,微裂缝主要为有机质边缘缝和黏土矿物层间缝。在此基础上,初步揭示了海陆过渡相优质页岩储层孔隙发育受控于有机质和黏土矿物类型,阐释了页岩气赋存的优势孔隙类型为黏土矿物粒间孔。借鉴浅层海相页岩气的成功勘探实践经验,仍需加强有机质、矿物组分、孔隙赋气机制之间的三元耦合关系研究,以期为海陆过渡相页岩气的勘探开发提供坚实的理论支撑。
沉积与沉积矿产
新元古代“雪球地球”形成与消融及华南板块的记录
邹灏, 李峤昕, 陈安清, 肖斌, 蒋修未, 黄长成, 胡成辉, 李蝶
2022, 40(4): 1043-1058.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.019
[摘要](41) [HTML全文](12) [PDF 4830KB](37)
摘要:
新元古代为距今约1 000~540 Ma的地质历史时期,当时地球处于Rodinia超大陆汇聚和裂解期,板块运动和岩浆作用强烈,且伴随全球性气温下降以及大范围的几期冰期作用,形成覆盖整个地球的冰雪,形成雪球地球(Snowball Earth)。就华南板块而言,在新元古代时期存在有几期冰期冰碛物残留,学者们对其的定年工作成果也相当丰富,但对雪球地球的形成和消融因素方面还存在的一定争议,包括形成与消融时间、方式、影响因素等。通过总结前人研究成果,从而提出关于华南板块新元古代“雪球地球”形成与消融因素,即在当时古地理环境下雪球地球的形成与消融是多因素综合性作用的结果,包括地史早期微生物作用、超大陆裂解以及超级地幔柱、甲烷渗漏、冰期岩浆热液作用。从新元古代以来,随着Rodinia超大陆的裂解以及在超级地幔柱作用下,海岸线不断增加,大量微生物以及小壳动物繁殖,呈现峰值增加,CO2等温室气体含量迅速下降,从而破坏温室平衡。后期由于冰期岩浆热液作用以及海底温室气体CH4排放,导致温室效应重新加剧,恢复原始地球形貌。
东营凹陷中晚始新世古气候演化特征及其意义———以Hk1井为例
王健, 彭捷, 操应长, 刘可禹, 宋明水, 刘惠民
2022, 40(4): 1059-1072.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.010
[摘要](44) [HTML全文](12) [PDF 9201KB](41)
摘要:
始新世中晚期是东亚地区古近纪气候的关键转变期,其古气候演化过程及影响因素非常复杂。以往主要是依据中国中西部地区的沉积资料对这一时期的古气候演化进行研究,但是中国东部缺少广泛分布的沉积地层证据,使得这一时期的古气候演化仍然是争论的焦点。位于中国东部的东营凹陷中晚始新世发育有一套连续的红层—膏盐层—湖相泥岩沉积序列,对古气候变化非常敏感。以东营凹陷Hk1井沙四段为研究对象,综合利用沉积学资料和Na/Al比值、化学变化指数(CIW’)等地球化学指标,探讨了其中晚始新世古气候演化特征及其意义。研究表明:中国东部中晚始新世气候演化分为五个阶段,其中,第1~3阶段古气候变化与中国中西部古气候变化基本一致,即长周期的干冷趋势中出现一个短暂的急剧变暖过程(MECO);第4~5阶段古气候演化与中国中西部古气候变化趋势出现明显差异。第4阶段沉积时期,中国东部古气候变得湿润,纬向分带古气候开始格局被打破;第5阶段时期,古气候整体转变为东湿西干的气候格局,东亚季风开始盛行并成为中国东部地区气候的主导因素。
山东杨庄地区寒武系风暴沉积特征及沉积模式
黄迟强, 陈世悦, 赫庆庆, 李强, 马培领, 韩长伟, 陈湘飞, 刘军
2022, 40(4): 1073-1082.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.022
[摘要](23) [HTML全文](9) [PDF 7085KB](31)
摘要:
山东杨庄地区寒武系发育大量风暴沉积及相关沉积构造。以沉积学理论为指导,通过详细的野外踏勘,结合室内资料综合分析,识别研究区典型的风暴沉积构造并划分风暴沉积序列,并建立风暴沉积模式。结果表明:杨庄地区发育风暴侵蚀构造、砾屑段、丘状构造及粒序层理4种沉积构造。根据风暴岩垂向组合特征及沉积构造差异,进一步划分出三种风暴沉积序列,分别对应潮坪、台缘滩台地和前缘斜坡。在风暴沉积垂向演化研究的基础上,建立了研究区风暴沉积模式。风暴岩的发现指示寒武纪杨庄地区位于低纬度热带区域,对早古生代华北东部古环境及古地理恢复具有重要意义。
由层序地层学角度分析大塘坡式锰矿沉积过程———以湘西北民乐锰矿为例
曹默雷, 陈建平
2022, 40(4): 1083-1094.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.020
[摘要](12) [HTML全文](4) [PDF 4592KB](21)
摘要:
以湘西北民乐锰矿为例,基于矿区内钻孔信息对成矿期(大塘坡组下段)进行地层对比,由新分层信息及厚度变化分析沉积特征并建立三级、四级层序格架,由三级、四级层序尺度的古地貌变化分析成矿期沉积演变特征。主要认识有:1)民乐锰矿含矿层(大塘坡组下段)可根据岩性细分为下亚段1段(致密块状、密集条带状矿体夹黑色炭质页岩)、下亚段2段(黑色页岩夹薄层锰矿条带)、上亚段(黑色炭质页岩夹黄铁矿)。2)民乐锰矿的三级层序凝缩层体系域可划分为四个四级层序,其中第二、三层序菱锰矿发育较厚,形态以块状和密集条带状为主;第一、四层序菱锰矿发育薄,形态多为条带状。3)民乐锰矿沉积过程可以通过三级层序和四级层序两个研究尺度共同解释,三级层序尺度解释锰矿沉积过程,而四级层序尺度则揭示了多期不同形态、厚度锰矿的沉积过程。
油气地质、地球化学
三角图的原理、快速绘制以及在砂岩分类中的应用
单云鹏, 王红军, 张良杰, 白振华, 苏朋辉, 赫英旭, 孟维康, 刘航宇, 程木伟
2022, 40(4): 1095-1108.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.166
[摘要](48) [HTML全文](10) [PDF 4026KB](62)
摘要:
三角图广泛用于砂岩分类,但个别高引用率文献论证公式的过程繁琐甚至推导出现错误。为系统阐述三角图的原理与制作,在确定三角图的读图规则后,进行平面几何推导,指出并修正了前人推导过程中的逻辑性错误,最后使用Excel成图与商业软件Origin及Grapher的三角图进行对比。结果表明,等边三角形与等腰三角形的投点方式存在差异,但两种图版可以进行变形操作而相互转化,三角形的侧边能否作为坐标轴以及纵坐标的绝对长度能否代表石英的含量取决于三角形的形态。商业软件的图版难以满足需求,建议以Excel使用等腰三角形的投点方式,结合地质绘图软件进行制图。为降低工作量,可以使用本文所编写的VBA代码,快速绘制砂岩分类三角图。
珠一坳陷小型洼陷文昌组烃源岩发育模式与主控因素
赵鹏, 彭光荣, 吴静, 许新明, 熊万林, 石创, 蔡国富, 张月霞
2022, 40(4): 1109-1121.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.081
[摘要](16) [HTML全文](7) [PDF 7708KB](15)
摘要:
小型洼陷烃源岩的形成条件区别于大型洼陷,近年逐渐得到勘探重视。以珠一坳陷小型洼陷始新统文昌组烃源岩为研究对象,利用地球化学资料,结合洼陷构造演化与沉积背景,分析总结其烃源岩的发育模式和主控因素。珠一坳陷小型洼陷文昌组烃源岩形成于温暖潮湿的淡水湖盆,沉积模式包括洼陷带单源型和边缘带陆源贡献型两种:前者烃源岩有机质来源单一,基本为水生生物,陆源高等植物贡献较少;后者有机质来源除水生生物外,存在明显的陆源有机质的贡献;前者烃源岩品质优于后者。小型洼陷对沉积物供给敏感、易过补偿,高沉降速率及低沉积物供给是保障烃源岩发育环境的关键,较一般大型盆地要求更严苛。欠补偿、富营养水体形成的高生产力控制小型洼陷优质烃源岩发育的规模。小型洼陷湖盆烃源岩的发育环境不具备空间优势,烃源岩品质相对于规模更重要,以洼陷带单源型为优势的洼陷易成为富烃洼陷。
准南四棵树凹陷沉积古环境与物源研究———来自侏罗系—下白垩统元素地球化学的指示
朱明, 施辉, 袁波, 冯兴强, 吴林, 唐雪颖, 张浩, 庞志超
2022, 40(4): 1122-1136.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.024
[摘要](16) [HTML全文](5) [PDF 11456KB](27)
摘要:
准噶尔盆地西南缘四棵树凹陷下组合油气勘探程度较低,并在侏罗纪—早白垩世沉积古环境演化的认识上还存在分歧,影响了对层序和沉积演化的理解,制约了勘探进程。利用便携式XRF元素仪大量、快速、无损地测试了北天山山前塞力克提沟和扎伊尔山前吐孜阿克内沟侏罗系—下白垩统野外露头细粒沉积物的元素地球化学数据,结合钻井岩心的重矿物分析,重建了凹陷侏罗纪—早白垩世的古气候、古盐度、古氧化—还原条件和古物源的演化历史。研究结果表明:从J1b至K1q时期,古气候表现为从温湿向干热变化的趋势,早侏罗世温度相对偏高、湿度偏低,中—晚侏罗世温度下降至最低、湿度增至最大,而K1q时期以干热气候为主。沉积水体总体为淡水,盐度受古气候的影响较大,早侏罗世相对偏高,中—晚侏罗世相对最低,K1q时期沉积水体盐度达到弱咸化程度。J1s古水体相对最深、还原性最强,J1b平均古水深相对较浅,处于弱氧化—弱还原状态,中侏罗世至K1q时期平均古水深逐渐减小,从弱还原向氧化环境递变。凹陷在侏罗纪主要受南部北天山物源区的影响,K1q时期北部的扎伊尔山物源区供源作用逐渐变强;J/K之交,北天山物源区母岩混入部分凝灰岩,而扎伊尔山物源区变质岩类型母岩组分升高较明显。
川北中、下侏罗统烃源岩重排藿烷组成变化与油源对比
朱扬明, 郝芳, 邹华耀, 李平平, 胡东风
2022, 40(4): 1137-1150.   doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.118
[摘要](17) [HTML全文](5) [PDF 4601KB](25)
摘要:
利用色谱—质谱定量分析技术,对40余个取自四川盆地北部石龙场和元坝地区不同成熟度的中、下侏罗统湖相烃源岩和原油样品进行分析,以此揭示其重排藿烷组成和分布的变化特征,并进行精细的油源对比。研究结果表明,不同成熟度的烃源岩中重排藿烷的丰度相差悬殊。石龙场地区Ro值为0.8%~1.0%的中侏罗统千佛崖组和下侏罗统自流井组大安寨段泥岩中,各类重排藿烷异常丰富,检出了17α(H)-重排藿烷、18α(H)-新藿烷和早洗脱重排藿烷3个完整碳数系列。它们的相对含量大都数倍于规则藿烷,是该层系烃源识别的分子标志。而在相邻的元坝地区相带、岩性相近的这两层段高成熟(Ro值主要在1.4%~1.9%)烃源岩中,藿烷类化合物出现异常变化,重排藿烷的相对含量很低,可能与干酪根在高热演化阶段生成的规则藿烷比例较高有关。烃源岩中高丰度重排藿烷并不取决于其绝对含量的高低,而在于它们相对于规则藿烷的富集。弱氧化的沉积环境是导致重排藿烷相对富集的一个重要原因,而有机质生源中的细菌组成可能更是一个关键因素。当烃源岩达到高成熟阶段时,藿烷类化合物的组成和分布不再受控于热化学动力学机制,各类重排藿烷均按一定比例分布,基本失去了其地球化学属性。区内中、下侏罗统原油中重排藿烷的组成和分布也随热演化程度而变化。它们在成熟原油中极丰富,而在高成熟原油中则很少,与烃源岩存在对应关系。经油—岩对比,认为这些原油来源于所在层位的烃源岩。

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