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2022年 第40卷  第6期

目次
沉积学报 第40卷 第6期
2022, 40(6)
摘要:
主编按语
“源—汇系统”专栏
2022, 40(6)
摘要:
专栏·源—汇系统
珠江口盆地惠州25转换带文昌组五段早期低位体系域源—渠—汇耦合关系及勘探潜力探讨
梁杰, 刘杰, 牛胜利, 林秋金, 朱君雪, 刘徐敏
2022, 40(6): 1451-1460. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.016
摘要:
基于地震和钻井资料,利用层序地层学及源—渠—汇分析技术,探讨了惠州25转换带文五段早期低位体系域发育背景及源—渠—汇沉积充填模式,并对勘探潜力进行分析。结果表明:1)惠州25转换带文五段具有三级层序属性,依据初始湖泛面和最大湖泛面特征,将文五段进一步划分出低位体系域和湖侵体系域;2)综合分析文五段早期低位体系域沉积的源—渠—汇耦合关系,将低位体系域划分为惠州5-4沉积区、惠州5-7A沉积区和惠州5-7B沉积区:惠州5-4沉积区低位体系域规模最大,以文六段滩坝相砂体和辫状河三角洲前缘亚相砂体为母岩,经3号沟谷搬运入湖形成辫状河三角洲前缘沉积,具有高成分成熟度和结构成熟度特征;惠州5-7A沉积区低位体系域规模最小,以文六段辫状河三角洲前缘亚相砂体提供母岩,搬运入湖形成辫状河三角洲前缘沉积;惠州5-7B沉积区低位体系域规模中等,以文六段辫状河三角洲平原、前缘亚相砂体和惠西低凸起西段花岗岩母岩混合物源供源,分别经2号和1号沟谷搬运入湖形成辫状河三角洲前缘沉积,其成分成熟度和结构成熟度低于惠州5-7A区和惠州5-4区;3)惠州5-4沉积区低位体系域砂体规模大、储层优、盖层封堵条件优越,且相对于惠州5-7区低位体系域砂体具有旁生侧储、近源成藏优势,是下一步寻求隐蔽油藏有利勘探目标。
基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法———以晚二叠世峨眉山大火成岩省内带为例
王学天, 邵龙义, , 胡修棉, 刘钦甫, 鲁静
2022, 40(6): 1461-1480. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.035
摘要:
源—汇系统分析下的古地势重建是当前沉积学领域的一个热点方向。古地势重建对于理解区域构造演化、气候变化、地表风化、物源供给及其相互关系具有重要作用。BQART沉积通量模型提供了入海流域中沉积通量与地质背景B、水流量Q、流域面积A、最大地势高度R、年均温度T之间的经验关系,逐渐发展为深时尺度下古流域地势重建的重要工具。本文在综合层序—古地理、旋回地层学、古水文比例关系和古地貌比例关系等方法的基础上,提出基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法,结合沉积体积回填法可进一步获得构造抬升幅度与速率。通过该方法获得峨眉山大火成岩省内带古地势在晚二叠世期间持续缓慢上升,至晚二叠世末达200余米,累计构造抬升幅度约500~750 m。该深时古地势方法适用于气候温暖湿润、构造相对稳定条件下的中大型外流盆地,对能源盆地的勘探开发具有重要意义。
构造掀斜主导的断陷湖盆缓坡层序“源—汇”正演模拟定量研究
谈明轩, 朱筱敏, 张自力, 孙浩南
2022, 40(6): 1481-1493. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.061
摘要:
断陷湖盆缓坡带的构造掀斜作用对其地层叠置样式和沉积体系展布具有重要的控制作用。通过基于“源—汇”系统理论的地层正演模拟研究方法,在三级层序地层格架下(以2 Myr为总时长)对断陷盆地缓坡带构造掀斜型层序地层发育样式及其相关地貌演化、沉积物通量变化进行了定量表征。以恒定的绝对湖平面为研究前提,共建立了高/低沉积物供给的背景下4种不同的地层正演模型。两种不同缓坡带掀斜初始位移模型的设定反映了掀斜点和沉积滨线的相对位置,以便于不同掀斜层序样式对比分析。研究表明,掀斜支点位于滨线之上的模型常形成湖侵和正常湖退,而掀斜支点位于滨线之下的模型常形成强制湖退。滨线迁移轨迹和层序叠置样式的不一致性贯穿整个层序发育过程,是沉积物通量及滨线迁移共同作用的结果。该模型中沉积物通量的变化直接响应于源区地貌演变,滨线迁移则受控于新增可容空间和沉积物供给的相互关系。这一系列构造掀斜型层序模型及其相关成因解释对断陷盆地层序地层格架及其叠置样式的精细解剖具有重要的指导意义。该模拟研究对断陷湖盆的高频湖平面变化特征也有较为合理的解释(如海洋同位素3期以来的贝加尔湖)。然而本次正演模拟所设置的初始地貌较为单一,在相同构造、气候条件下和不同沉积物供给背景下所形成地层模型无法涵盖所有缓坡带层序地层类型。由此可见,基于“源—汇”系统思想探讨断陷盆地层序地层多样性的相关模拟工作仍然任重道远。
陆相盆地河—湖沉积源—汇系统收支分析———以柴北缘中侏罗统石门沟组为例
刘炳强, 王伟超, 张文龙, 黄曼, 孙玉琦, 邵龙义
2022, 40(6): 1494-1512. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.053
摘要:
源—汇系统分析已成为沉积学领域的研究热点,其中关键参数定量恢复是源—汇系统分析的重要内容。以柴北缘鱼卡地区中侏罗世发育的陆相盆地源—汇系统为例,通过支点法进行源—汇系统收支定量分析。首先识别干流河道沉积,测量或计算河道尺寸,进行粒度分析;然后计算瞬时满岸水流量及沉积物流量,结合古气候与流域分析,对年均沉积物量进行计算,得出在给定地层持续时间内输送的沉积物量;再对沉积区的沉积物量进行测量统计,并与计算出的沉积物量进行对比,分析源—汇系统收支状况。对柴北缘鱼卡地区中侏罗统石门沟组下部沉积的源—汇系统收支定量分析显示,目标研究层段河流沉积的干流满岸深度在3.1~3.3 m,河道宽度为69~77 m,流经了较缓的坡度(0.000 204 6~0.000 217 8),流速一般为1.046~1.048 m/s,搬运了中—细砂为主的沉积物。该时期流域面积约为3 209.8~3 781.6 km2,流域长度介于177.8~196.2 km,满岸水流量为239.9~286.2 m3/s,满岸推移载荷流量为0.043~0.048 m3/s,满岸悬浮载荷流量范围为0.083~0.094 m3/s。基于现代类似河流的对比研究,计算出鱼卡地区干流年均沉积物搬运量介于158 862.4~179 242.3 m3,在层序S2所持续的2.2 Ma共向沉积区输入349.5~394.3 km3的沉积物,与沉积区所统计的沉积体积(322 km3)大致相符。河流沉积物输入体积的高值约为支点下游沉积区统计体积的1.22倍,如果这一分析结果准确,则表明存在一定程度的沉积物遗失现象,研究区局限发育的重力流沉积可能是沉积物遗失的主要方式。建立的收支模型可进一步推广应用于陆相河湖沉积组合的源—汇系统分析。
逆断层型构造坡折带对沉积相和储层控制作用———以玛湖凹陷西缘八道湾组厚层砂砾岩为例
王辉, 王智强, 罗淦, 周伟军
2022, 40(6): 1513-1524. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.072
摘要:
玛湖凹陷西缘坡折带控制着古地貌、沉积相类型和展布、油气藏分布等,但目前缺少该坡折带形成机理、演化的研究,制约了该区油气勘探进程。在岩心、测井和地震资料分析的基础上,认为该区八道湾组为湿润型冲积扇相和辫状河三角洲相。八道湾组下段为冲积扇和辫状河三角洲平原亚相组合,地震剖面中可见清晰的扇体前积结构;上段为辫状河三角洲平原和前缘的组合,以辫状河三角洲前缘为主。八道湾组沉积过程受坡折带控制,坡折带的形成与逆冲推覆体派生逆断层有关。分析表明:多条逆断层形成的坡折带阻碍沉积物向盆地搬运,而单断层形成的坡折带在风化侵蚀作用下消失殆尽,利于沉积物的搬运。坡折带靠近物源的一侧为构造高部位,常发育冲积扇和辫状河三角洲平原;坡折带之下为构造低部位,常发育辫状河三角洲前缘,体现了坡折带对沉积相的控制作用。坡折带对储层物性也具有一定的控制作用,物性较好的储层分布在坡折带东南侧,且易于形成上倾尖灭的油气藏,坡折带东侧是油气勘探的重点。
北祁连北大河沉积物碎屑组成及物源正演分析———对物源定量分析方法的启示
马艺萍, 王荣华, 戴霜, 马晓军
2022, 40(6): 1525-1541. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.086
摘要:
开展现代河流沉积物的物源分析正演研究,对厘清河流搬运分选过程对不同碎屑成分的影响、不同源区对汇区沉积物的贡献机制以及物源定量分析具有重要意义。对北祁连北大河与洪水坝河现代河流沉积物的物源开展了正演研究,结合砾石成分统计、重矿物分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,分析了流域内不同物源对现代河流不同碎屑成分贡献的差异性。结果表明,两条河流沉积物的特征显示汇区不同碎屑成分对物源区岩性的反映各有侧重。其中砾石岩性能够反映整个流域的主要岩性;砂粒中的重矿物组合也可以反映源区主要岩性,且对重矿物含量较高的岩体或地层(如铁矿)十分敏感;碎屑锆石年龄谱反映了整个流域物源端元锆石的综合贡献,各年龄峰锆石占比与源区各年龄峰锆石贡献呈较好的正相关关系,其中源区沉积岩碎屑锆石的贡献比较显著。通过河流物源正演分析进一步建立现代河流源汇模式是实现物源量化分析的一个可行方向。
古物源体系多方法表征———以渤海湾盆地沾化渤南洼陷沙四下亚段为例
杨棵, 朱筱敏, 杨怀宇, 朱世发, 董艳蕾, 金磊, 申婷婷, 叶蕾
2022, 40(6): 1542-1560. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.088
摘要:
古物源体系是深时“源—汇”系统研究的重要环节。随着沉积学理论和技术的发展,物源示踪的表征方法已从单一迈向综合、由定性走向定量,这将有助于更全面地揭示母岩发育特征、物源区构造背景、沉积物路径系统等,进而建立更可靠的古物源体系发育模式。碎屑锆石U-Pb定年等多方法物源体系表征研究表明,沾化凹陷渤南洼陷沙四下亚段(Es4x)砂岩样品主要发育岩浆成因的锆石,这些锆石颗粒自形程度较好,具有清晰的岩浆环带,其Th/U>0.4,稀土元素普遍具有“Ce正异常、Eu负异常”特征。微量/稀土元素地球化学指标和砂岩岩石学特征揭示了研究区沙四下亚段陆源碎屑具有岩浆岛弧/活动大陆边缘酸性花岗质源岩的属性。母岩的发育与华北克拉通在新太古代—古元古代及晚古生代—中生代的地球动力学背景密切相关。综合优势年龄贡献、母岩属性、岩石学特征、地球动力学背景,最终建立了渤南洼陷沙四下亚段古物源体系发育模式,即渤南洼陷沙四下亚段同时发育“近源堆积”和“远源供给”两类路径系统,发育东侧中生界岩浆岩主导型物源系、南侧新太古界/古元古界/上古生界/中生界母岩联合控制型物源系、中部混合物源系。其中,东侧物源系和中部物源系的关联性较大,应属于同一沉积物路径系统,南侧物源系相对独立。
昌都盆地古近系贡觉组物源及其沉积环境
张治波, 徐颖, 苗艳菊, 王文锋, 赵迪斐, 陈丹玲
2022, 40(6): 1561-1581. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.094
摘要:
为了研究昌都盆地古近系构造背景和沉积环境演化规律及其资源响应,采集12件昌都盆地贡觉组细碎屑岩样品,通过电子显微镜、XRF和等离子质谱分析(ICP-MS)以及野外沉积特征观察等方法进行系统研究。研究结果显示:盆地贡觉组以红色泥岩和砂岩为主,含纤维状石膏,发育交错层理,可见波痕构造和球状风化,揭示其气候以干旱氧化环境为主;镜下观察石英颗粒磨圆和分选性差,说明以近源沉积为主;主微量元素的岩性和构造图解显示样品主要落入长石砂岩和石英质砂屑砂岩区域以及岛弧环境;微量元素特征指示贡觉组一段和二段以半咸水—咸水的氧化环境为主,气候湿润,而第三段以咸水的强氧化环境为主,气候干热。上述特征表明贡觉组细碎屑岩主要是江达—阿中岛弧花岗岩体风化的产物,其环境演化可划分为两个阶段,第一阶段以贡觉组一段和二段的沉积环境变化为主,第二阶段以贡觉组第三段的沉积环境变化为主;进一步表明新特提斯闭合后,印度板块向欧亚板块俯冲,导致江达—阿中地区变形隆升更为强烈,类乌齐地区变形隆升相对弱,对油气资源的保存起着破坏作用。
裂陷盆地初始阶段构造—沉积协同机制———以蒙古塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组为例
葛家旺, 朱筱敏, 王瑞, 谈明轩, 赵晓明
2022, 40(6): 1582-1598. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.109
摘要:
裂陷盆地蕴含丰富的油气资源,盆地不同演化阶段发育独特的地层结构样式及其砂体成因类型,形成各具特色的油气藏系统。近年来湖盆初始裂陷层系不断获得油气勘探突破,使之成为石油工业界重要关注对象,其多级次断裂演化、组合关系、地貌特征及其与水系和沉积响应关系已成为当前地质学领域关注的热点科学问题。蒙古塔南凹陷下白垩统铜钵庙组良好记录了一套初始裂陷沉积序列,丰富的钻井及地震资料使之可作为理想的研究对象。综合利用地震、岩心及测录井资料,在构造—沉积学理论指导下重建了塔南凹陷初始裂陷构造—沉积演化及源—汇响应模式。研究表明,塔南凹陷初始裂陷第一阶段以新生的分割型小洼陷群为特征,与前裂陷阶段“高山深谷”地貌背景联控下形成短距离输送且数量众多的小型扇群;初始裂陷第二阶段伴随控洼断层长度的迅速增加发生软联结,形成连通且宽浅的盆地结构,发育多套低坡降构造转换带(面积大于50 km2)和西北侧缓坡带(延伸约28 km)供给型大套扇三角洲体系,长轴及陡坡方向水系运输距离较短。实例解析结合调研结果表明,先存水系和盆地地貌结构联合控制初始裂陷盆地源—汇系统,进而形成初始裂陷第一阶段盆地满盆富砂(沟通先存水系)或欠补偿(不沟通先存水系),年轻短程水系主导的孤立小湖盆群则主要发育小规模近源碎屑沉积物;初始裂陷第二阶段源—汇系统则与该时期断裂体系联结方式有关:断裂晚期联结型湖盆主要发育以短程断崖或小型转换带水系为特征,而断裂早期联结型湖盆形成大型构造转换带水系及三角洲体系,其缓坡带长度亦快速增大,盆地整体具有“富砂”特征。本研究为其他裂陷盆地寻找大型优质砂体提供了科学理论依据。
碎屑锆石U⁃Pb年代学定量物源分析的基本原理与影响因素———以现代河流砂为例
王平, 陈玺贇, 朱龙辰, 谢鸿森, 吕开来, 魏晓椿
2022, 40(6): 1599-1614. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.099
摘要:
碎屑锆石U-Pb年代学数据获取快,物源对比精确度高,还可以估算源区剥蚀量,在定量物源分析方面具有显著优势,广受沉积学界青睐。但由于采样、实验过程中的不确定性,常常导致一些物源判别结果存在多解性,甚至产生了很多争议。从碎屑锆石U-Pb年代学定量物源分析的原理入手,综述了由于沉积水动力、母岩锆石产率、沉积再旋回、人类活动、以及数据获取与处理5方面因素对年龄谱可能产生的影响。结果表明,河流砂相比地层中的沉积岩,物源区母岩性质明确,运移路径非常清晰,可以进行锆石产率的准确测定,并能够同时开展混合模型正演和反演,是理想的定量物源分析研究对象。对开展基于现代河流砂的定量物源分析机理研究进行了展望,指出应用新技术、新方法开展小流域碎屑锆石U-Pb年代学研究是揭示锆石侵蚀、搬运和沉积过程行为机理的重要手段、也是构建定量物源分析方法的重要基础,将为规范开展沉积地层的物源研究提供重要的理论依据。
亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统“源—汇”过程———以闽江—东海陆架系统为例
王爱军, 叶翔, 徐晓晖, 谢津剑, 陶舒琴, 赖志坤, 吴水兰, 杨雨欣
2022, 40(6): 1615-1634. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.135
摘要:
中小型山溪性河流易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感,在大陆边缘物质循环过程中发挥着十分重要的作用,但学术界对它们的重视程度不够。以闽江—东海陆架系统为例,通过资料收集、遥感解译、样品采集与分析等方法,系统研究了亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统的“源—汇”过程。研究结果表明,人类活动引起的土地利用变化使得闽江入海径流量和泥沙通量在波动中略有增加,但水库的建设显著减少了入海泥沙通量,并且减弱了水沙通量的季节差异,河流入海泥沙通量变化对流域人类活动敏感且响应迅速;河口水体环境、悬浮体浓度、沉积物粒度组成及陆源有机碳埋藏的空间分布格局均显示,闽江入海泥沙主要分布在闽江河口附近海域,其中粗颗粒泥沙在水动力的作用下主要堆积在河口水下三角洲平原及前缘,细颗粒泥沙主要堆积在水下三角洲前缘斜坡及前三角洲附近海域,仅有少量细颗粒泥沙沿岸向外输运并沿途沉积,与大河流—宽陆架系统及中小型山溪性河流—窄陆架系统显著不同。河口人类活动及极端事件通过改变沉积物组成、环境动力、入海泥沙通量等方式对河流—陆架系统的“源—汇”过程产生显著影响。在当前流域来沙量锐减、河口地区海砂开采等人类活动强度增大的情况下,有必要加强相关研究。
沉积与沉积矿产
塔里木盆地库车河剖面有机碳同位素地层学及三叠系—侏罗系界线
方琳浩, 彭博, 邓胜徽, 卢远征, 张新智, 邱若原, 彭佳里, 张小宇, 鲜本忠, 师生宝
2022, 40(6): 1635-1648. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.123
摘要:
三叠纪—侏罗纪之交发生了地史上五次最大规模之一的生物灭绝事件、中大西洋大火成岩省喷发、泛大陆进一步裂解导致的中大西洋开启以及大气CO2浓度急剧升高等。然而该时期中国各板块主要发育陆相沉积,其三叠系—侏罗系界线(TJB)很难与定义于海相地层的全球层型剖面和点(GSSP)进行精细对比。应用基于C3植物的碳同位素地层学,进行了两次独立地、系统地以高等植物木质部为研究对象的采样和测试,获得了可以指示同期大气CO2δ13C演化和进行全球等时对比的碳同位素地层曲线。并在植物大化石和孢粉的生物地层约束基础上,首次完成了库车河剖面与海相三叠纪末期生物大灭绝事件(ETE)底界和TJB的精细对比;推测与全球其他剖面ETE等时的地层界线位于38层底部附近,与TJB的GSSP等时地层界线位于41层底部附近。海相与陆相的ETE和TJB层位附近均出现了δ13C负偏,指示全球性的碳同位素的波动,推论该时期发生了全球规模的、地表圈层的碳储库扰动。
神农架地区中元古界混合沉积特征及其发育模式———以神农顶乱石沟组—台子组剖面为例
王昌勇, 刘帅, 李胡蝶, 常玖, 许兴斌, 范亚楠, 旷红伟
2022, 40(6): 1649-1659. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.051
摘要:
神农架地区中元古界主要发育碳酸盐岩沉积,局部夹少量陆源碎屑岩。乱石沟组、大窝坑组、矿石山组及台子组位于中元古界中部,混合沉积较为发育,其混合沉积类型及其主控因素尚缺乏系统研究,对陆源碎屑来源及台子组石英砂岩形成环境仍存在较大争议。根据岩石类型和沉积构造组合对神农架地区乱石沟组—台子组沉积相进行分析,并结合岩石薄片及阴极发光分析结果对混合沉积类型、陆源组分特征及来源进行研究,以明确中元古代神农架地区沉积背景及其沉积演化历史。岩石薄片及阴极发光分析表明,神农架地区乱石沟组—台子组陆源碎屑主要来自由大量花岗岩、少量变质岩和沉积岩构成的古陆。乱石沟组—台子组岩石组合特征及混积岩类型存在较大差异,沉积环境、海平面变化及构造活动是控制混积岩分布及混合沉积类型的主要因素。乱石沟组及大窝坑组沉积早—中期,神农架地区毗邻古陆,扬子北缘构造活动相对稳定,地形平缓且水深较浅,以广泛发育“相混合”式混合沉积为特征;大窝坑组沉积晚期及矿石山组沉积早期,扬子北缘开始进入强烈拉张时期并导致相对海平面上升,神农架地区与古陆拉分形成相对独立的碳酸盐台地,以发育缺乏陆源碎屑砂的清水碳酸盐沉积为特征;矿石山组沉积晚期及台子组沉积时期,扬子北缘的持续拉张导致神农架地区进入较深水环境,早期滨岸沉积物崩塌形成重力流搬运至神农顶一带,形成“间断式”混合沉积。乱石沟组—台子组沉积时期处于中元古代重要的构造演化阶段,台子组沉积之后,神农架地区彻底与古陆分隔,不再发育“相混合”式混合沉积,乱石沟组—台子组沉积时期为扬子台地北缘由窄大洋向开阔洋盆演化的重要时期。
渣尔泰山群及宝音图群大理岩古沉积环境研究———以内蒙古霍各乞地区为例
赵伟光, 夏楚林, 陈磊
2022, 40(6): 1660-1675. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.039
摘要:
内蒙古霍各乞位于华北地台北缘西段,区内出露的渣尔泰山群和宝音图群对于揭示中—新元古代时期华北地台北缘的古沉积环境具有重要的科学意义,且这两个岩群均含有大理岩为其研究提供了可能。在对该地区渣尔泰山群和宝音图群大理岩进行详细的野外地质工作的基础上,进一步选取有代表性的大理岩样品做C、O同位素分析。结果显示,内蒙古霍各乞渣尔泰山群大理岩δ13CV-PDB值为-2.4‰~4.3‰,δ18OV-PDB值为-39.0‰~-15.3‰,δ18OV-SMOW值为-8.2‰~15.2‰,宝音图群大理岩δ13CV-PDB值为-1.1‰~5.9‰,δ18OV-PDB值为-18.5‰~-7.8‰,δ18OV-SMOW值为12.0‰~22.7‰,两者的C同位素均具有显著的正漂移特征,O同位素均发生了强烈的亏损。结合地质、地球化学特征综合分析认为:1)霍各乞渣尔泰山群大理岩原岩的古沉积环境为缺氧的浅海相环境,沉积期接受了丰富的陆源碎屑物质的混染,沉积期后发生了明显的碳酸盐溶解作用,大理岩C同位素正漂移与华北克拉通北缘裂解作用关系密切。2)霍各乞宝音图群大理岩原岩形成于相对闭塞的浅海相环境,沉积期受陆源碎屑物质的混染程度相对较小,沉积期后发生了明显的碳酸盐溶解作用,大理岩C同位素正漂移可能与沉积盆地的闭塞性有一定的关系。3)霍各乞渣尔泰山群和宝音图群大理岩原岩具有类似的古沉积环境。
临兴地区太原组下段煤系泥页岩中战略性金属元素镓富集特征及成因分析
张晓丽, 何金先, 董守华, 黄亚平, 师帅, 王伟
2022, 40(6): 1676-1690. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.110
摘要:
鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组下段煤系泥页岩中镓富集,镓含量平均为24.7 μg/g。泥页岩中镓含量在平面上表现为研究区北部、西南部靠近紫金山岩体,镓含量降低。研究区太原组下段煤系泥页岩中镓主要以类质同象取代铝的形式赋存于高岭石中,碎屑中的碱性长石是镓的另一种重要赋存矿物。通过元素地球化学分析,认为阴山造山带花岗岩系是富镓泥页岩的主要物源。加里东期华北克拉通长期缓慢稳定隆升,为源岩风化形成富镓物源提供了有利的构造环境。风化和沉积条件是泥页岩中镓富集的控制性因素,包括温暖湿润、间歇性干热的气候,淡水为主、缺氧还原的沉积环境。成岩期,煤系有机质热演化释放出大量有机酸,溶蚀碱性长石碎屑并将其中的镓释放,致使镓元素进一步富集。由于煤系中煤层—泥页岩—砂岩组合体系的开放性较差,镓在成岩期的富集不能持续进行。研究区泥页岩中镓的富集过程以陆源富集型为主。成岩改造作用在一定程度上促进镓元素进一步富集。岩体侵位导致了低熔点的镓在温度作用下发生迁移,导致靠近紫金山岩体的镓含量降低。
台湾国姓地区中新世海相菱铁矿的成因
陈成业, 王钦贤, 陈多福
2022, 40(6): 1691-1701. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.047
摘要:
菱铁矿很好地记录了过去地质流体的信息,能够用于示踪生物地球化学反应相关的成岩作用带。台湾国姓地区中新世海相泥页岩中发育自生的菱铁矿结核,其成因尚未厘清。野外观察发现菱铁矿以不连续透镜体平行散布于泥页岩中,主要由自生碳酸盐菱铁矿(78.63%)等矿物组成。菱铁矿的稀土元素配分模式为轻稀土亏损、中稀土富集,无Ce异常,指示菱铁矿形成于弱氧化的沉积环境,弱氧化的环境促进了菱铁矿在次氧化带的沉淀。菱铁矿的δ13CVPDBδ18OVPDB值分别为-3.69‰~+0.08‰和-1.09‰~+0.25‰,指示菱铁矿形成于次氧化带,碳源很可能是海水和有机质降解混合产生。研究表明自生菱铁矿能够被用于识别沉积物中的生物地球化学过程和指示成岩作用带。
现代沉积与环境
松嫩平原中更新世以来气候干旱化———来自哈尔滨黄土记录
赵倩, 谢远云, 郝冬梅, 迟云平, 康春国, 吴鹏, 刘硕
2022, 40(6): 1702-1717. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.054
摘要:
哈尔滨黄土位于欧亚黄土带最东端,是研究气候干旱化的理想载体,对于重建松嫩平原气候干旱化历史及完善亚洲内陆干旱化东进进程具有重要意义。然而,松嫩平原干旱化的相关研究相当薄弱,黄土与区域构造—气候—水系演化之间的耦合关系尚未明确。对哈尔滨黄土—古土壤序列进行了沉积学特征分析以及粒度、磁化率、总有机碳和Sr-Nd同位素组成测试,结合粒度端元和小波分析,对松嫩平原气候干旱化历史及驱动机制进行研究。结果表明:受高纬度寒冷气候影响,哈尔滨黄土—古土壤序列的沉积特征与其他地区存在显著差异,潜育化的沉积环境是古土壤层磁化率呈现低值的主控因素;哈尔滨黄土堆积的出现指示了松嫩平原干旱化和松嫩沙地的发育始于~460 ka;黄土大于63 μm以及EM3端元组分共同指示了380 ka和300 ka两次明显的干旱化加剧和沙地扩张事件;TOC和Sr同位素指标揭示了这种干旱化加剧的现象一直持续到180 ka。此后,松嫩平原的气候逐渐趋于暖湿。研究显示,全球气候变冷(冰量的扩增)—区域构造(松辽分水岭隆起)—水系演化(松辽水系的变迁)共同驱动了松嫩平原气候干旱化。上述认识对松嫩平原的生态与社会经济的可持续发展具有重要意义。
137Cs测年的东北兴凯湖现代沉积速率研究
廖东霞, 郭海婷, 吴孟孟, 潘少明
2022, 40(6): 1718-1727. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.055
摘要:
对兴凯湖我国水域沉积物137Cs比活度及通量空间分布进行了研究,利用137Cs测年法建立年代框架,估算了兴凯湖的沉积速率,结合粒度C-M图分析了湖泊现代沉积环境。兴凯湖我国水域西岸白棱河河口区域137Cs剖面形态区别于典型的137Cs全球大气沉降模式,且137Cs沉积通量高、平均137Cs活度高,中部和东部区域137Cs沉积通量低、平均137Cs活度低;137Cs沉积通量的空间分布主要受流域输入、水动力条件以及沉积物粒径的影响。兴凯湖沉积环境多表现为静水沉积,受特殊的风浪条件和泄洪闸等人类活动的影响,1963—2019年平均沉积速率空间分布上呈现西部高,中、东部低的特点,XKH-1、XKH-2和XKH-3柱样1963—2019年的平均沉积速率分别为0.143 cm/a、0.080 cm/a和0.036 cm/a。
非常规油气沉积学
海相页岩定量古地理编图及深水陆棚沉积微相划分———以川南泸州地区五峰组—龙马溪组114小层为例
施振生, 周天琪, 郭伟, 梁萍萍, 程峰
2022, 40(6): 1728-1744. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.162
摘要:
海相页岩古地理编图和深水陆棚亚相微相细分一直是细粒沉积学研究的热点和难点。以川南泸州地区五峰组—14小层为编图单元,通过页岩编图关键单因素的选取和典型钻井矿物组分测井数据的统计分析,编制了关键单因素图件。在此基础上,通过深水陆棚亚相各微相划分标准的确定及多因素图件综合分析,编制了海相页岩定量古地理图。结果表明:1)海相页岩定量古地理编图的关键单因素是地层厚度(m)、碳酸盐矿物含量(%)、石英含量(%)和黏土矿物含量(%)。其中,地层厚度(m)反映了该地层单元在区域上的分布范围、厚度变化及沉积时期的大地构造背景;碳酸盐矿物含量(%)及分布能够反映古水深,水深越浅,碳酸盐矿物含量(%)越高;石英含量(%)及分布主要受古水深控制,水深越大,石英含量越高;黏土矿物含量(%)和分布可以反映古物源方向,黏土矿物含量越高,受陆源碎屑影响越大。2)依据海相页岩的碳酸盐矿物含量(%)、石英含量(%)和黏土矿物含量(%),深水陆棚亚相可划分出深水斜坡、深水洼地、重力流沉积和深水平原4种沉积微相。其中,深水斜坡碳酸盐含量最高(15%~20%),深水洼地石英含量最高(>55%),重力流沉积黏土矿物含量最高(>40%),深水平原各矿物含量介于其他微相之间。3)五峰组—14小层发育时期,川南泸州地区发育深水斜坡、重力流沉积、深水洼地和深水平原4种沉积微相,整体呈“3高1洼1复合体”的分布格局,其中,深水斜坡分布于研究区西北部和东北部,重力流沉积发育于研究区东南部,深水洼地发育于研究区中部,其他地区发育深水平原。沉积微相分布是该时期古地形及古构造活动的产物。
油气地质、地球化学
福山凹陷流沙港期源区构造环境、母岩类型及演化
熊绍云, 黄羚, 程刚, 李昌, 徐政语, 马庆林, 俞广
2022, 40(6): 1745-1761. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.041
摘要:
通过对福山凹陷流沙港组砂岩碎屑组成及Dickinson三角图解分析,揭示了源区主要为稳定成熟陆块的混合造山带,火山弧造山带、碰撞缝合线及褶皱—逆掩带也有一定的贡献,与海南岛以外来峰的方式逆冲—推覆在不同岩片之上形成的岩片叠置堆垛系统的构造背景相吻合。利用Q型和R型聚类划分出源区及不同源区的重矿物组合,结合重矿物含量、形态、构造、岩屑成分及石英阴极发光特征等,认为源区母岩存在10类岩性组合。根据ZTR指数变化趋势及重矿物组合,研究区主要发育云龙凸起和海南隆起两个物源,海南隆起可划分多文—龙波及澄迈两个相对独立的物源。流三段沉积时,美台、花场及白莲地区分别接受来自多文—龙波、迈澄及云龙凸起沉积物,母岩主要为中酸性岩浆岩及变质岩,迈澄源区母岩缺乏变质岩;流二段沉积时,花东及白莲地区接受来自云龙凸起沉积物,母岩为中酸性岩浆岩及沉积岩;流一段沉积时,H7-2井区至永安一带主要由迈澄提供物源,母岩为中酸性岩浆岩、沉积岩及变质岩,H8井区受到澄迈、云龙凸起物源共同影响。
鄂尔多斯盆地红河油田延长组致密砂岩成藏机制分析
马立元, 邱桂强, 胡才志, 徐士林, 陈纯芳, 李松
2022, 40(6): 1762-1773. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.171
摘要:
红河油田位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部,上三叠统延长组处于常压或负压状态,储层致密低渗,成岩与成藏的时间关系在致密砂岩油气成藏动力学机制分析中至关重要。将流体包裹体显微岩相学分析、自生伊利石同位素年代学分析、生烃演化数值模拟和显微镜下观测统计等多种方法结合,研究了延长组储层致密化与石油成藏的时间关系,分析了低动力背景下的致密砂岩成藏机制。结果表明:红河油田延长组储层成岩与石油成藏协同发生,大规模成藏早于关键致密化事件。延长组油藏是在低动力背景下早期充注、优势通道、压差驱动等多种机制共同作用的结果,表现出早期选择性充注、后期继承性充注和浸染式扩展的特点。不同类型砂岩的成藏动、阻力耦合演变关系决定了强非均质性储层的差异成藏富集。
渤海湾盆地渤中19⁃6凝析气田高蜡凝析油地球化学特征及成因分析
胡安文, 于海波, 刘朋波, 邓辉, 梁舒艺, 沈桐
2022, 40(6): 1774-1784. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.102
摘要:
渤海湾盆地渤中19-6凝析气田凝析油以高含蜡为特征,综合前人研究成果和油气地球化学资料对渤中19-6凝析气田高蜡凝析油特征和成因进行了分析。结果表明,研究区凝析油具有低密度、低黏度、低沥青质和胶质、高蜡和高凝固点的物性特征,其低碳数与中—高碳数正构烷烃含量相当,C1-8轻烃组分以正构烷烃和环烷烃为主,C27、C28和C29规则甾烷呈“L”字型分布,C304-甲基甾烷含量较高、伽马蜡烷含量中等—低,3+4—甲基双金刚烷含量较低,主要为沙河街组三段烃源岩成熟阶段的产物。高蜡凝析油的形成主要受控于烃源岩母质类型和相控混溶的凝析气形成机制。研究区烃源岩有机显微组分以腐泥无定形体和腐殖无定形体为主,为高蜡凝析油的形成提供了充足的物质基础。相控混溶的凝析气成因机制为高蜡凝析油的形成与保存创造了良好的外部条件。