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2023年 第41卷 第5期
2023,
41(5):
1281-1294. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.084
摘要:
在国内外文献调研的基础上,系统总结了吉尔伯特型三角洲概念、沉积物特征、沉积过程及模式。吉尔伯特型三角洲特指顶积层、前积层、底积层三层结构显著、重力流沉积过程主导前缘沉积的三角洲沉积。吉尔伯特型三角洲以兼具牵引流沉积与重力流沉积为典型特征,三角洲平原对应顶积层,以辫状河道沉积垂向叠置为主要特征,波浪改造作用发育；三角洲前缘斜坡以碎屑流沉积和浊流沉积为主,超临界浊流沉积构造发育,典型的沉积构造包括侵蚀凹槽、旋回坎、后积层理和广泛发育的分层构造；前三角洲对应底积层,以低密度浊流沉积为主,滑塌变形构造与碎屑滚落沉积发育,局部可见风暴改造沉积。吉尔伯特型三角洲前积层的形成过程是沉积物垮塌再搬运形成的重力流与洪水作用形成的异重流综合作用的结果,其形成过程受沉积物粒度和泥质杂基含量等内部因素与基准面升降、气候变化和构造活动等外部因素综合控制。异重流触发下超临界浊流发育的吉尔伯特型三角洲前积层形成过程研究和沉积过程与沉积构型要素综合的沉积模式研究,是吉尔伯特型三角洲沉积未来研究的攻关方向。
在国内外文献调研的基础上,系统总结了吉尔伯特型三角洲概念、沉积物特征、沉积过程及模式。吉尔伯特型三角洲特指顶积层、前积层、底积层三层结构显著、重力流沉积过程主导前缘沉积的三角洲沉积。吉尔伯特型三角洲以兼具牵引流沉积与重力流沉积为典型特征,三角洲平原对应顶积层,以辫状河道沉积垂向叠置为主要特征,波浪改造作用发育；三角洲前缘斜坡以碎屑流沉积和浊流沉积为主,超临界浊流沉积构造发育,典型的沉积构造包括侵蚀凹槽、旋回坎、后积层理和广泛发育的分层构造；前三角洲对应底积层,以低密度浊流沉积为主,滑塌变形构造与碎屑滚落沉积发育,局部可见风暴改造沉积。吉尔伯特型三角洲前积层的形成过程是沉积物垮塌再搬运形成的重力流与洪水作用形成的异重流综合作用的结果,其形成过程受沉积物粒度和泥质杂基含量等内部因素与基准面升降、气候变化和构造活动等外部因素综合控制。异重流触发下超临界浊流发育的吉尔伯特型三角洲前积层形成过程研究和沉积过程与沉积构型要素综合的沉积模式研究,是吉尔伯特型三角洲沉积未来研究的攻关方向。
2023,
41(5):
1295-1310. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.083
摘要:
深水浊流与泥质碎屑流间过渡流沉积,对深刻理解细粒沉积物沉积过程及非常规油气勘探意义重大。陆相湖盆发育湍动增强过渡流、下部过渡塞流、上部过渡塞流三种过渡流体类型。湖盆湍动增强过渡流沉积以向上粒度变粗砂质沉积为主,大尺度沙纹层理发育；下部过渡塞流沉积以上下等厚沉积单元为特征,中间多发育薄层状砂质与泥质明暗相间条带；上部过渡塞流沉积整体以泥质沉积为主,下部发育的反序薄层砂质沉积中可发育低幅波纹层理。湖盆过渡流体沉积包含侧向搬运演化与垂向物质分异两种成因类型。前者紧邻相对粗粒砂质沉积,为低密度浊流在演化的晚期由于膨胀减速,演化为湍动增强过渡流或下部过渡塞流沉积,以下部砂质沉积单元厚度大于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。后者主要发育于沉积最远端,多为泥质碎屑流搬运晚期底部剪切形成的上部过渡塞流沉积和发生内部碎屑颗粒重排的泥质碎屑流沉积,以下部砂质沉积单元厚度小于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。细粒重力流形成的砂泥频繁互层沉积组构受外部因素和内部沉积分异作用综合控制,其沉积过程解释对沉积环境恢复意义重大；湖盆中重力流过渡流体沉积发育区域可能是有机质富集的有利部位,也是潜在的页岩油气甜点发育区。
深水浊流与泥质碎屑流间过渡流沉积,对深刻理解细粒沉积物沉积过程及非常规油气勘探意义重大。陆相湖盆发育湍动增强过渡流、下部过渡塞流、上部过渡塞流三种过渡流体类型。湖盆湍动增强过渡流沉积以向上粒度变粗砂质沉积为主,大尺度沙纹层理发育；下部过渡塞流沉积以上下等厚沉积单元为特征,中间多发育薄层状砂质与泥质明暗相间条带；上部过渡塞流沉积整体以泥质沉积为主,下部发育的反序薄层砂质沉积中可发育低幅波纹层理。湖盆过渡流体沉积包含侧向搬运演化与垂向物质分异两种成因类型。前者紧邻相对粗粒砂质沉积,为低密度浊流在演化的晚期由于膨胀减速,演化为湍动增强过渡流或下部过渡塞流沉积,以下部砂质沉积单元厚度大于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。后者主要发育于沉积最远端,多为泥质碎屑流搬运晚期底部剪切形成的上部过渡塞流沉积和发生内部碎屑颗粒重排的泥质碎屑流沉积,以下部砂质沉积单元厚度小于上部泥质沉积单元厚度为典型特征。细粒重力流形成的砂泥频繁互层沉积组构受外部因素和内部沉积分异作用综合控制,其沉积过程解释对沉积环境恢复意义重大；湖盆中重力流过渡流体沉积发育区域可能是有机质富集的有利部位,也是潜在的页岩油气甜点发育区。
2023,
41(5):
1311-1328. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.125
摘要:
有关冲决的研究已充分应用于地质学、地貌学、水工学等领域,但尚未受到国内沉积学家的充分重视。在梳理相关争议性问题的基础上,综述并讨论有关冲决概念、成因、演化、识别、应用等关键问题。主要成果包括：（1）阐述冲决的概念,以及冲决与决口、改道的异同,并建议使用狭义的冲决概念来解释大规模的河道改道；（2）明确坡度比是冲决的主要控制因素,天然堤的抗冲性（砂质天然堤还是泥质天然堤）、泛滥平原的地貌特征（地表植被,水位,排水状况,废弃河道）是河道冲决的次要控制因素；（3）总结了冲决的演化模式与识别标准,提出了适用于储层沉积学的分类方案；建议国内的沉积学家使用决口型冲决与废弃河道再占用型冲决识别不同的河道类型与演化方式,或使用地层过渡型冲决与地层突变型冲决的分类方案来区分河道之间的叠置关系；（4）讨论了冲决在储层构型、河型转化等当前热点问题中的应用前景。建议引入冲决的概念来完善储层构型领域5级构型的演变、大型河道化体系的地质知识库的建立,以及异旋回对储层构型的影响；补充河型转化当中大型单一河道与网状化河道相互转化的沉积模式。有关冲决问题的综述与讨论为储层沉积学家恢复古河道演化方式,建立更加精准的地质模型提供更多的科学依据。
有关冲决的研究已充分应用于地质学、地貌学、水工学等领域,但尚未受到国内沉积学家的充分重视。在梳理相关争议性问题的基础上,综述并讨论有关冲决概念、成因、演化、识别、应用等关键问题。主要成果包括：（1）阐述冲决的概念,以及冲决与决口、改道的异同,并建议使用狭义的冲决概念来解释大规模的河道改道；（2）明确坡度比是冲决的主要控制因素,天然堤的抗冲性（砂质天然堤还是泥质天然堤）、泛滥平原的地貌特征（地表植被,水位,排水状况,废弃河道）是河道冲决的次要控制因素；（3）总结了冲决的演化模式与识别标准,提出了适用于储层沉积学的分类方案；建议国内的沉积学家使用决口型冲决与废弃河道再占用型冲决识别不同的河道类型与演化方式,或使用地层过渡型冲决与地层突变型冲决的分类方案来区分河道之间的叠置关系；（4）讨论了冲决在储层构型、河型转化等当前热点问题中的应用前景。建议引入冲决的概念来完善储层构型领域5级构型的演变、大型河道化体系的地质知识库的建立,以及异旋回对储层构型的影响；补充河型转化当中大型单一河道与网状化河道相互转化的沉积模式。有关冲决问题的综述与讨论为储层沉积学家恢复古河道演化方式,建立更加精准的地质模型提供更多的科学依据。
2023,
41(5):
1329-1339. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.161
摘要:
决口扇是河流三角洲沉积体系重要的组成部分,有利于剩余油气富集,但目前关于决口扇沉积在三角洲平原亚相中的砂体连通方式及连通程度研究薄弱。以松辽盆地卫星油田下白垩统姚家组葡萄花油层为研究对象,利用5处密井网开发区块岩心、测井及生产动态资料,首先开展了决口扇沉积结构定量表征,重点对沉积相标志识别、砂体几何学参数刻画、砂体钻遇比例分析和砂体连通方式进行了研究,并以此为数据基础,采用三维随机地质建模技术进行了三角洲平原亚相砂体连通性定量表征,定量分析了决口扇沉积在三角洲平原亚相中对砂体连通性的影响程度。结果表明：（1）决口扇砂体长50~3 000 m,宽50~2 500 m,厚0.2~5.0 m,且决口扇与分流河道钻遇比例呈负相关；（2）决口扇与分流河道之间连通关系可划分为5类：孤立型决口扇、成因连通单河道、非成因连通单河道、连通同期不同河道和连通非同期不同河道；（3）决口扇沉积对砂地比低于30%的中小型三角洲平原亚相砂体连通影响程度最为显著。该研究对油田井网设计和剩余油气高效开发有重要指导意义。
决口扇是河流三角洲沉积体系重要的组成部分,有利于剩余油气富集,但目前关于决口扇沉积在三角洲平原亚相中的砂体连通方式及连通程度研究薄弱。以松辽盆地卫星油田下白垩统姚家组葡萄花油层为研究对象,利用5处密井网开发区块岩心、测井及生产动态资料,首先开展了决口扇沉积结构定量表征,重点对沉积相标志识别、砂体几何学参数刻画、砂体钻遇比例分析和砂体连通方式进行了研究,并以此为数据基础,采用三维随机地质建模技术进行了三角洲平原亚相砂体连通性定量表征,定量分析了决口扇沉积在三角洲平原亚相中对砂体连通性的影响程度。结果表明：（1）决口扇砂体长50~3 000 m,宽50~2 500 m,厚0.2~5.0 m,且决口扇与分流河道钻遇比例呈负相关；（2）决口扇与分流河道之间连通关系可划分为5类：孤立型决口扇、成因连通单河道、非成因连通单河道、连通同期不同河道和连通非同期不同河道；（3）决口扇沉积对砂地比低于30%的中小型三角洲平原亚相砂体连通影响程度最为显著。该研究对油田井网设计和剩余油气高效开发有重要指导意义。
2023,
41(5):
1340-1353. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.138
摘要:
在济阳坳陷砂砾岩体油气勘探中,砂体复杂分布和油水差异聚集等问题引发了对现有近岸水下扇沉积充填样式的思考、探索和补充。为完善断陷湖盆陡坡带砂砾岩体发育模式提供实验素材和地质实例,在系统梳理前人研究硕果的基础上,通过开展水槽沉积模拟实验、解析沉积充填过程,并结合油气勘探实践论证。可将断陷湖盆陡坡带近岸水下扇分为扇根、扇中、扇间和扇端4种沉积亚相,并包括9种沉积微相；较之以往,补充建立了扇中坡积朵叶体微相和扇间侧向迁移朵叶体微相,前者多超覆在早期扇主体斜坡之上,纵向呈独特的前积式反旋回并表现为“底凹上凸”的外部形态,后者则以发育正粒序中—细砂岩为主,沉积充填特征显著；二者均与半深湖—深湖泥岩、扇端和扇间泥岩紧密接触,利于形成岩性圈闭；济阳坳陷陡坡带以坡积朵叶体和侧向迁移朵叶为勘探目标的多口井接连获得高产、稳产工业油气流,在勘探实践中验证了近岸水下扇扇体沉积新认识,拓宽了断陷湖盆砂砾岩体的勘探新空间。科学发展的动力之一来源于理论与实验的矛盾,油气地质学更是着重表现出“问题由实践中来,认识到实践中去”的特点,基于水槽模拟实验的沉积充填模式探讨是促进沉积学繁荣发展的有效手段。
在济阳坳陷砂砾岩体油气勘探中,砂体复杂分布和油水差异聚集等问题引发了对现有近岸水下扇沉积充填样式的思考、探索和补充。为完善断陷湖盆陡坡带砂砾岩体发育模式提供实验素材和地质实例,在系统梳理前人研究硕果的基础上,通过开展水槽沉积模拟实验、解析沉积充填过程,并结合油气勘探实践论证。可将断陷湖盆陡坡带近岸水下扇分为扇根、扇中、扇间和扇端4种沉积亚相,并包括9种沉积微相；较之以往,补充建立了扇中坡积朵叶体微相和扇间侧向迁移朵叶体微相,前者多超覆在早期扇主体斜坡之上,纵向呈独特的前积式反旋回并表现为“底凹上凸”的外部形态,后者则以发育正粒序中—细砂岩为主,沉积充填特征显著；二者均与半深湖—深湖泥岩、扇端和扇间泥岩紧密接触,利于形成岩性圈闭；济阳坳陷陡坡带以坡积朵叶体和侧向迁移朵叶为勘探目标的多口井接连获得高产、稳产工业油气流,在勘探实践中验证了近岸水下扇扇体沉积新认识,拓宽了断陷湖盆砂砾岩体的勘探新空间。科学发展的动力之一来源于理论与实验的矛盾,油气地质学更是着重表现出“问题由实践中来,认识到实践中去”的特点,基于水槽模拟实验的沉积充填模式探讨是促进沉积学繁荣发展的有效手段。
2023,
41(5):
1354-1365. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.027
摘要:
库车坳陷牙哈气藏是我国开发时间最早、开发技术最为成熟的凝析气藏之一,其主要产层段为古近系苏维依组底砂岩段,岩性以含石膏团块的细砂岩为主。石膏的赋存状态多种多样,而不同赋存状态的石膏发育时期、水动力条件、沉积环境和对储层物性的影响均有不同。基于牙哈气田古近系苏维依组底砂岩段钻井取心、野外剖面、岩石薄片等资料,探讨石膏赋存状态及其形成过程。结果表明：（1）研究区古近系底砂岩段沉积成因石膏可分为异地沉积石膏和原地沉积石膏；（2）异地沉积石膏团块经流水搬运,搬运距离从近到远依次为：①撕裂状,粒径8~10 cm的不规则状石膏团块；②云雾状,粒径4~8cm的云雾状石膏团块,具棱角；③团砾状,粒径2~5 cm,近圆状石膏团块,磨圆度较好；④定向排列石膏,粒径0.5~2 cm,石膏团块定向排列,围岩见平行层理构造；原地沉积石膏包括蒸发浓缩形成均匀分布的点状石膏,以及流水搅动形成的具核心、不具同心圈层结构的鲕状石膏；（3）干旱气候背景下湖泊蒸发环境沉积时期可分为丰水期与枯水期,枯水期为盐湖蒸发沉积模式,石膏等盐类矿物蒸发沉积,丰水期为河流—三角洲—湖泊沉积,沉积砂体。不同赋存状态的石膏代表了不同的古环境、古气候、古水动力条件,该研究为苏维依组干旱气候条件下季节性河流—盐湖三角洲的沉积模式研究提供了新的思路。
库车坳陷牙哈气藏是我国开发时间最早、开发技术最为成熟的凝析气藏之一,其主要产层段为古近系苏维依组底砂岩段,岩性以含石膏团块的细砂岩为主。石膏的赋存状态多种多样,而不同赋存状态的石膏发育时期、水动力条件、沉积环境和对储层物性的影响均有不同。基于牙哈气田古近系苏维依组底砂岩段钻井取心、野外剖面、岩石薄片等资料,探讨石膏赋存状态及其形成过程。结果表明：（1）研究区古近系底砂岩段沉积成因石膏可分为异地沉积石膏和原地沉积石膏；（2）异地沉积石膏团块经流水搬运,搬运距离从近到远依次为：①撕裂状,粒径8~10 cm的不规则状石膏团块；②云雾状,粒径4~8cm的云雾状石膏团块,具棱角；③团砾状,粒径2~5 cm,近圆状石膏团块,磨圆度较好；④定向排列石膏,粒径0.5~2 cm,石膏团块定向排列,围岩见平行层理构造；原地沉积石膏包括蒸发浓缩形成均匀分布的点状石膏,以及流水搅动形成的具核心、不具同心圈层结构的鲕状石膏；（3）干旱气候背景下湖泊蒸发环境沉积时期可分为丰水期与枯水期,枯水期为盐湖蒸发沉积模式,石膏等盐类矿物蒸发沉积,丰水期为河流—三角洲—湖泊沉积,沉积砂体。不同赋存状态的石膏代表了不同的古环境、古气候、古水动力条件,该研究为苏维依组干旱气候条件下季节性河流—盐湖三角洲的沉积模式研究提供了新的思路。
2023,
41(5):
1366-1379. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.133
摘要:
准噶尔盆地阜康凹陷进入深层油气勘探阶段后,在芦草沟组首次钻遇厚层砂砾岩,打破了凹陷区芦草沟组储层不发育、整体为细粒沉积的认识。现阶段的油气勘探迫切需要对芦草沟组岩相的类型特征与展布规律开展系统研究。通过岩心、薄片、录井、测井资料对阜康凹陷芦草沟组砂砾岩储层的岩石学特征与岩相类型进行识别和区分,并对岩相在垂向和横向上的叠置类型及影响因素进行研究。结果表明,阜东斜坡芦草沟组纵向发育一套湖侵背景下的退积序列,下部发育粗粒碎屑岩,包含砂质细—中砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩,其中砾岩的母岩以凝灰岩为主,砂岩的长石和岩屑含量较高,岩屑以火山岩岩屑为主,芦草沟组上部主要发育泥质粉砂岩和泥岩,厚度大,晚期湖泛泥岩盖层覆盖在早期低位域砂砾岩储层之上,具备形成岩性油气藏的条件。平面上西泉鼻隆北翼、南翼分别发育陡坡近岸水下扇与缓坡辫状河三角洲沉积体系,北翼砂砾岩分选差、砾石颗粒呈棱角状且定向性差、杂基颗粒支撑,呈现搬运距离近、水动力强、重力流沉积的特点,南翼砂砾岩分选好、颗粒支撑且具一定定向性,牵引流特征明显。该区岩相特征及展布规律受控于晚石炭世—早二叠世火山活动、鼻隆南北两翼石炭系顶界古地貌坡度变化、气候条件以及湖平面升降变化。
准噶尔盆地阜康凹陷进入深层油气勘探阶段后,在芦草沟组首次钻遇厚层砂砾岩,打破了凹陷区芦草沟组储层不发育、整体为细粒沉积的认识。现阶段的油气勘探迫切需要对芦草沟组岩相的类型特征与展布规律开展系统研究。通过岩心、薄片、录井、测井资料对阜康凹陷芦草沟组砂砾岩储层的岩石学特征与岩相类型进行识别和区分,并对岩相在垂向和横向上的叠置类型及影响因素进行研究。结果表明,阜东斜坡芦草沟组纵向发育一套湖侵背景下的退积序列,下部发育粗粒碎屑岩,包含砂质细—中砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩,其中砾岩的母岩以凝灰岩为主,砂岩的长石和岩屑含量较高,岩屑以火山岩岩屑为主,芦草沟组上部主要发育泥质粉砂岩和泥岩,厚度大,晚期湖泛泥岩盖层覆盖在早期低位域砂砾岩储层之上,具备形成岩性油气藏的条件。平面上西泉鼻隆北翼、南翼分别发育陡坡近岸水下扇与缓坡辫状河三角洲沉积体系,北翼砂砾岩分选差、砾石颗粒呈棱角状且定向性差、杂基颗粒支撑,呈现搬运距离近、水动力强、重力流沉积的特点,南翼砂砾岩分选好、颗粒支撑且具一定定向性,牵引流特征明显。该区岩相特征及展布规律受控于晚石炭世—早二叠世火山活动、鼻隆南北两翼石炭系顶界古地貌坡度变化、气候条件以及湖平面升降变化。
2023,
41(5):
1380-1395. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.033
摘要:
鄂尔多斯盆地中东部本溪组蕴藏着丰富的天然气资源,具有较好勘探开发潜力,但沉积环境复杂,砂体横向变化快、气藏连续性差,成因不明确,探讨这一时期内的砂体成因类型及发育模式对于该地区油气勘探及古地理重建提供有益的参考和借鉴。在野外露头和岩心观察的基础上,结合岩石薄片、粒度分析以及测井资料分析,系统开展了本溪组岩相及岩相组合特征研究,讨论本溪组砂体成因类型,揭示砂体展布规律与沉积演化过程,建立了本溪组的沉积模式。鄂尔多斯盆地中东部本溪组沉积期发育12种岩相类型。砂体成因类型主要为水下分流河道、潮道、潮坪（砂坪—混合坪）、潮汐砂坝、障壁砂坝、潮汐风暴—陆棚6种。其中,湖田段沉积期,华北板块南北两端处于小陆块初始碰撞拼接阶段,物源供给弱,不发育砂体；畔沟段沉积期,海平面快速上升,研究区东部地区被海水覆盖,南北物源体系进入盆地后,受到以大潮差背景为主的潮汐作用改造,砂体类型主要为潮汐砂坝砂体,同时发育小规模的水下分流河道砂体、潮道砂体和潮坪（砂坪—混合坪）砂体；晋祠段沉积期,南、北两个方向的造山作用增强,其中研究区北部物源供给充足,发育三角洲体系,三角洲砂体往盆内不断进积,发育规模较大,但受到以中小潮差背景为主的潮汐作用改造,以水下分流河道砂体为主,中南部受到以大潮差背景为主的潮汐作用改造,主要发育潮汐砂坝砂体,西部临近中央古隆起水体相对较浅,受到了以中小潮差背景为主的潮汐作用改造,发育障壁砂坝砂体、潮道砂体和潮坪（砂坪—混合坪）砂体。
鄂尔多斯盆地中东部本溪组蕴藏着丰富的天然气资源,具有较好勘探开发潜力,但沉积环境复杂,砂体横向变化快、气藏连续性差,成因不明确,探讨这一时期内的砂体成因类型及发育模式对于该地区油气勘探及古地理重建提供有益的参考和借鉴。在野外露头和岩心观察的基础上,结合岩石薄片、粒度分析以及测井资料分析,系统开展了本溪组岩相及岩相组合特征研究,讨论本溪组砂体成因类型,揭示砂体展布规律与沉积演化过程,建立了本溪组的沉积模式。鄂尔多斯盆地中东部本溪组沉积期发育12种岩相类型。砂体成因类型主要为水下分流河道、潮道、潮坪（砂坪—混合坪）、潮汐砂坝、障壁砂坝、潮汐风暴—陆棚6种。其中,湖田段沉积期,华北板块南北两端处于小陆块初始碰撞拼接阶段,物源供给弱,不发育砂体；畔沟段沉积期,海平面快速上升,研究区东部地区被海水覆盖,南北物源体系进入盆地后,受到以大潮差背景为主的潮汐作用改造,砂体类型主要为潮汐砂坝砂体,同时发育小规模的水下分流河道砂体、潮道砂体和潮坪（砂坪—混合坪）砂体；晋祠段沉积期,南、北两个方向的造山作用增强,其中研究区北部物源供给充足,发育三角洲体系,三角洲砂体往盆内不断进积,发育规模较大,但受到以中小潮差背景为主的潮汐作用改造,以水下分流河道砂体为主,中南部受到以大潮差背景为主的潮汐作用改造,主要发育潮汐砂坝砂体,西部临近中央古隆起水体相对较浅,受到了以中小潮差背景为主的潮汐作用改造,发育障壁砂坝砂体、潮道砂体和潮坪（砂坪—混合坪）砂体。
2023,
41(5):
1396-1413. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.118
摘要:
陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946 Ma和2 446 Ma四个主要峰值；中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值；晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带；石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供；石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带的物质进入研究区。结合铜川地区二叠系物源分析结果与周缘锆石数据对比发现,鄂尔多斯盆地南部自东向西先后隆起,这种时间上的差异可以反映华北板块和扬子板块在二叠纪自东向西剪刀式闭合碰撞的启动过程,以及由此所导致的古地形和物源体系的演变。
陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946 Ma和2 446 Ma四个主要峰值；中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值；晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带；石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供；石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带的物质进入研究区。结合铜川地区二叠系物源分析结果与周缘锆石数据对比发现,鄂尔多斯盆地南部自东向西先后隆起,这种时间上的差异可以反映华北板块和扬子板块在二叠纪自东向西剪刀式闭合碰撞的启动过程,以及由此所导致的古地形和物源体系的演变。
2023,
41(5):
1414-1429. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.154
摘要:
鄂尔多斯盆地位于华北克拉通的西部,处于中国西部活动带和东部稳定区域之间的结合部位,其物源体系研究是探讨该地区盆—山演化的关键,但是前人对于鄂尔多斯盆地下侏罗统的物源体系研究还较薄弱。以鄂尔多斯盆地东北部榆林安崖剖面富县组砂岩为研究对象,对富县组砂岩进行了岩石学及地球化学分析,利用地球化学和岩石学特征对富县组的物质来源、源区构造背景进行判别,并结合周缘潜在源区的稀土元素数据对物源体系进行了探讨。结果表明,研究区富县组物源来自同一物源体系,物源物质主要形成于再旋回造山带构造背景,母岩岩性为中酸性岩浆岩及变质岩；稀土元素分配整体表现为“缓右倾斜”的样式,呈平坦型分布,与阴山造山带源岩的稀土元素分配模式相似,指示鄂尔多斯盆地东北部富县组的主物源区为阴山造山带。二叠纪—三叠纪,古亚洲洋板块俯冲形成的洋壳根部发生断裂拆离导致大量的花岗岩侵入阴山造山带,至早—中侏罗世富县组时期被风化剥蚀,随后被搬运至鄂尔多斯盆地东北部沉积。
鄂尔多斯盆地位于华北克拉通的西部,处于中国西部活动带和东部稳定区域之间的结合部位,其物源体系研究是探讨该地区盆—山演化的关键,但是前人对于鄂尔多斯盆地下侏罗统的物源体系研究还较薄弱。以鄂尔多斯盆地东北部榆林安崖剖面富县组砂岩为研究对象,对富县组砂岩进行了岩石学及地球化学分析,利用地球化学和岩石学特征对富县组的物质来源、源区构造背景进行判别,并结合周缘潜在源区的稀土元素数据对物源体系进行了探讨。结果表明,研究区富县组物源来自同一物源体系,物源物质主要形成于再旋回造山带构造背景,母岩岩性为中酸性岩浆岩及变质岩；稀土元素分配整体表现为“缓右倾斜”的样式,呈平坦型分布,与阴山造山带源岩的稀土元素分配模式相似,指示鄂尔多斯盆地东北部富县组的主物源区为阴山造山带。二叠纪—三叠纪,古亚洲洋板块俯冲形成的洋壳根部发生断裂拆离导致大量的花岗岩侵入阴山造山带,至早—中侏罗世富县组时期被风化剥蚀,随后被搬运至鄂尔多斯盆地东北部沉积。
2023,
41(5):
1430-1450. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.134
摘要:
鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组具有较大的油气资源勘探潜力,但受其复杂的构造活动影响,其从源到汇充填过程及古地理格局尚有诸多争议。通过轻矿物、重矿物、岩屑组合和稀土元素等特征进行物源分析,结合前人研究资料,共划分出西北部阿拉善、东北部阴山、西南部北祁连和东南部北秦岭4个源—汇系统。阿拉善源—汇系统源区构造背景整体以主动大陆边缘和大陆岛弧为主,沉积物主要来自平均上地壳长英质源和镁铁质火成物源区；阴山源—汇系统源区构造背景整体以被动大陆边缘为主,沉积物来源较为复杂,为平均上地壳长英质源、中性岩火成物源区和镁铁质火成物源区的混合；北祁连源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘和主动大陆边缘的混合,沉积物主要源自镁铁质火成物源区和中性岩火成物源区；北秦岭源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘,沉积物主要来自镁铁质火成物源区。4个源—汇系统母岩主要为碱性玄武岩、花岗岩与钙质泥质沉积岩的混合。基于源—汇系统分区,重建古地理格局：（1）阿拉善源—汇系统碎屑沉积物从西北部汇入,向南东方向搬运,且搬运距离较远,发育海陆过渡相的河控三角洲沉积体系；（2）源自阴山源—汇系统的沉积物由东北部汇入,向南西方向搬运,搬运距离远分布面积广,发育海陆过渡相的潮控三角洲沉积体系；（3）北祁连源—汇系统碎屑沉积物由西南部汇入,沿岸发育小型河控三角洲沉积,深水区发育以浅海—半深海陆棚沉积为主的海相沉积体系；（4）北秦岭源—汇系统碎屑沉积物由东南部汇入,沉积砂体受中央古隆起影响搬运距离短,发育海相的障壁岛海岸沉积体系。
鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组具有较大的油气资源勘探潜力,但受其复杂的构造活动影响,其从源到汇充填过程及古地理格局尚有诸多争议。通过轻矿物、重矿物、岩屑组合和稀土元素等特征进行物源分析,结合前人研究资料,共划分出西北部阿拉善、东北部阴山、西南部北祁连和东南部北秦岭4个源—汇系统。阿拉善源—汇系统源区构造背景整体以主动大陆边缘和大陆岛弧为主,沉积物主要来自平均上地壳长英质源和镁铁质火成物源区；阴山源—汇系统源区构造背景整体以被动大陆边缘为主,沉积物来源较为复杂,为平均上地壳长英质源、中性岩火成物源区和镁铁质火成物源区的混合；北祁连源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘和主动大陆边缘的混合,沉积物主要源自镁铁质火成物源区和中性岩火成物源区；北秦岭源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘,沉积物主要来自镁铁质火成物源区。4个源—汇系统母岩主要为碱性玄武岩、花岗岩与钙质泥质沉积岩的混合。基于源—汇系统分区,重建古地理格局：（1）阿拉善源—汇系统碎屑沉积物从西北部汇入,向南东方向搬运,且搬运距离较远,发育海陆过渡相的河控三角洲沉积体系；（2）源自阴山源—汇系统的沉积物由东北部汇入,向南西方向搬运,搬运距离远分布面积广,发育海陆过渡相的潮控三角洲沉积体系；（3）北祁连源—汇系统碎屑沉积物由西南部汇入,沿岸发育小型河控三角洲沉积,深水区发育以浅海—半深海陆棚沉积为主的海相沉积体系；（4）北秦岭源—汇系统碎屑沉积物由东南部汇入,沉积砂体受中央古隆起影响搬运距离短,发育海相的障壁岛海岸沉积体系。
2023,
41(5):
1451-1467. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.142
摘要:
随着勘探由常规油气向非常规油气的深入,致密砂岩气逐渐成为勘探热点。川西坳陷新场地区须二段、四段致密砂岩储层是须家河组主要的产气层。受沉积环境、埋深、成岩环境的影响,不同物源下储层砂岩矿物组成、成岩演化以及储集物性等方面存在显著差异。首先,结合前人研究成果,通过砂岩类型和岩屑类型特征分析研究区须二段、须四段的物源方向。其次,通过储层岩石学特征、物性特征、储集空间特征及储集层成岩作用类型探究物源对储层特征的影响。最后,分别讨论不同物源下研究区须二段、须四段储层特征的差异性,揭示物源对储层的控制作用。取得认识如下：（1）须二段主物源区是米仓山—大巴山,须四段主物源区是龙门山；（2）须二段,米仓山—大巴山物源较龙门山物源控制的储层压实作用及硅质胶结作用略强,绿泥石薄膜发育,碳酸盐胶结作用弱。须四段,龙门山物源较米仓山—大巴山物源控制的储层碳酸盐岩屑极大地提高了储层的抗压实能力,长石溶蚀作用显著,方解石胶结作用略弱；（3）龙门山物源体系下,须二段绿泥石胶结和长石溶蚀作用主要改变储层物性,碳酸盐胶结和硅质胶结作用是储层致密化的关键因素；须四段溶蚀作用和相对较弱的压实作用是储层孔隙发育的主要因素,碳酸盐胶结作用是储层致密化的关键因素。米仓山—大巴山物源体系下,须二段绿泥石胶结和长石溶蚀作用是改善储层物性的主要因素,硅质胶结作用是储层致密化的关键因素；须四段碳酸盐岩屑的抗压实能力使原生孔隙保存较好,溶蚀作用使次生孔隙发育,二者是孔隙发育的主控因素,碳酸盐胶结作用是储层致密化的关键因素。同一层位不同物源控制的储层成岩作用特征有所差异,且同一物源控制不同层位的储层成岩作用特征存在明显差异。
随着勘探由常规油气向非常规油气的深入,致密砂岩气逐渐成为勘探热点。川西坳陷新场地区须二段、四段致密砂岩储层是须家河组主要的产气层。受沉积环境、埋深、成岩环境的影响,不同物源下储层砂岩矿物组成、成岩演化以及储集物性等方面存在显著差异。首先,结合前人研究成果,通过砂岩类型和岩屑类型特征分析研究区须二段、须四段的物源方向。其次,通过储层岩石学特征、物性特征、储集空间特征及储集层成岩作用类型探究物源对储层特征的影响。最后,分别讨论不同物源下研究区须二段、须四段储层特征的差异性,揭示物源对储层的控制作用。取得认识如下：（1）须二段主物源区是米仓山—大巴山,须四段主物源区是龙门山；（2）须二段,米仓山—大巴山物源较龙门山物源控制的储层压实作用及硅质胶结作用略强,绿泥石薄膜发育,碳酸盐胶结作用弱。须四段,龙门山物源较米仓山—大巴山物源控制的储层碳酸盐岩屑极大地提高了储层的抗压实能力,长石溶蚀作用显著,方解石胶结作用略弱；（3）龙门山物源体系下,须二段绿泥石胶结和长石溶蚀作用主要改变储层物性,碳酸盐胶结和硅质胶结作用是储层致密化的关键因素；须四段溶蚀作用和相对较弱的压实作用是储层孔隙发育的主要因素,碳酸盐胶结作用是储层致密化的关键因素。米仓山—大巴山物源体系下,须二段绿泥石胶结和长石溶蚀作用是改善储层物性的主要因素,硅质胶结作用是储层致密化的关键因素；须四段碳酸盐岩屑的抗压实能力使原生孔隙保存较好,溶蚀作用使次生孔隙发育,二者是孔隙发育的主控因素,碳酸盐胶结作用是储层致密化的关键因素。同一层位不同物源控制的储层成岩作用特征有所差异,且同一物源控制不同层位的储层成岩作用特征存在明显差异。
2023,
41(5):
1468-1477. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.112
摘要:
扫描电镜—阴极发光（SEM-CL）可通过同时分析矿物的微观结构和阴极发光特性来反映成岩机制及流体来源,但碳酸盐矿物在SEM-CL下的发光特性及其影响因素尚不明确。应用光学显微镜阴极发光（OM-CL）、电子探针（EPMA）和SEM-CL等技术手段,以川西坳陷须家河组致密砂岩中碳酸盐矿物为研究对象,分析碳酸盐矿物在OM-CL和SEM-CL下发光特性的差异,评估影响碳酸盐矿物SEM-CL发光特性的因素,探讨砂岩中方解石胶结物的成岩意义。结果表明,相比OM-CL,SEM-CL在区分碳酸盐岩屑和碳酸盐胶结物方面具有更高的灵敏度。当Mn/Fe值低于0.1或Mn/Fe值介于0.1~0.5且Fe含量低于0.1%时,碳酸盐矿物具有中低强度的SEM-CL发光强度；当Mn/Fe值高于0.5且Fe含量高于0.1%时,碳酸盐矿物在SEM-CL照射下几乎不发光。Mn/Fe值和Fe含量是影响SEM-CL照射下碳酸盐矿物发光强度的主要因素。阴极发光分析和EPMA元素组成面扫描分析表明,方解石胶结物的元素分布是均质的,形成于同一成岩世代,晚于长石等矿物的溶解。岩屑砂岩和岩屑石英砂岩的方解石胶结物具有相同的来源,表现为高Mn/Fe特征；钙屑砂岩的方解石胶结物具低Mn高Fe特征,成分组成与白云石岩屑相似,推测流体可能受到白云石岩屑溶解的影响。
扫描电镜—阴极发光（SEM-CL）可通过同时分析矿物的微观结构和阴极发光特性来反映成岩机制及流体来源,但碳酸盐矿物在SEM-CL下的发光特性及其影响因素尚不明确。应用光学显微镜阴极发光（OM-CL）、电子探针（EPMA）和SEM-CL等技术手段,以川西坳陷须家河组致密砂岩中碳酸盐矿物为研究对象,分析碳酸盐矿物在OM-CL和SEM-CL下发光特性的差异,评估影响碳酸盐矿物SEM-CL发光特性的因素,探讨砂岩中方解石胶结物的成岩意义。结果表明,相比OM-CL,SEM-CL在区分碳酸盐岩屑和碳酸盐胶结物方面具有更高的灵敏度。当Mn/Fe值低于0.1或Mn/Fe值介于0.1~0.5且Fe含量低于0.1%时,碳酸盐矿物具有中低强度的SEM-CL发光强度；当Mn/Fe值高于0.5且Fe含量高于0.1%时,碳酸盐矿物在SEM-CL照射下几乎不发光。Mn/Fe值和Fe含量是影响SEM-CL照射下碳酸盐矿物发光强度的主要因素。阴极发光分析和EPMA元素组成面扫描分析表明,方解石胶结物的元素分布是均质的,形成于同一成岩世代,晚于长石等矿物的溶解。岩屑砂岩和岩屑石英砂岩的方解石胶结物具有相同的来源,表现为高Mn/Fe特征；钙屑砂岩的方解石胶结物具低Mn高Fe特征,成分组成与白云石岩屑相似,推测流体可能受到白云石岩屑溶解的影响。
2023,
41(5):
1478-1494. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.003
摘要:
为明确层序格架下不同构造—沉积分异格局内筇竹寺组富有机质页岩展布特征和页岩气储层差异特征。基于T-R层序模型划分筇竹寺组层序并建立层序地层格架,在层序格架约束下,对筇竹寺组岩心、测井、地球化学及孔隙结构资料进行分析。研究表明,筇竹寺组可识别及划分出4个层序界面与3个三级层序,各层序厚度表现为从绵阳—长宁裂陷的裂陷中心向裂陷外缘逐渐减薄,其中SQ2-RST的厚度在JS1—JY2地区大幅减薄,SQ3厚度减薄范围扩展至Z4—JS1一线。明确了层序格架内不同构造—沉积分异格局下筇竹寺组页岩气储层特征：TOC含量表现为TST大于RST,裂陷中心大于过渡带大于裂陷外缘；矿物含量表现为SQ1和SQ2以长石和石英为主,而SQ3以黏土和石英为主,过渡带的石英和黄铁矿含量高于裂陷外缘；孔隙度表现为过渡带大于裂陷外缘,SQ1低于SQ3和SQ2,且SQ1有机质孔发育较差。绵阳—长宁裂陷的构造—沉积分异作用控制了筇竹寺组沉积时期的地形地貌和水体深度,导致不同层序和构造—沉积分异格局下沉积水体的氧化还原条件、古生产力水平、自生矿物形成环境以及底板封闭性存在差异,并进一步影响了有机质的富集、矿物组分含量和孔隙发育特征。
为明确层序格架下不同构造—沉积分异格局内筇竹寺组富有机质页岩展布特征和页岩气储层差异特征。基于T-R层序模型划分筇竹寺组层序并建立层序地层格架,在层序格架约束下,对筇竹寺组岩心、测井、地球化学及孔隙结构资料进行分析。研究表明,筇竹寺组可识别及划分出4个层序界面与3个三级层序,各层序厚度表现为从绵阳—长宁裂陷的裂陷中心向裂陷外缘逐渐减薄,其中SQ2-RST的厚度在JS1—JY2地区大幅减薄,SQ3厚度减薄范围扩展至Z4—JS1一线。明确了层序格架内不同构造—沉积分异格局下筇竹寺组页岩气储层特征：TOC含量表现为TST大于RST,裂陷中心大于过渡带大于裂陷外缘；矿物含量表现为SQ1和SQ2以长石和石英为主,而SQ3以黏土和石英为主,过渡带的石英和黄铁矿含量高于裂陷外缘；孔隙度表现为过渡带大于裂陷外缘,SQ1低于SQ3和SQ2,且SQ1有机质孔发育较差。绵阳—长宁裂陷的构造—沉积分异作用控制了筇竹寺组沉积时期的地形地貌和水体深度,导致不同层序和构造—沉积分异格局下沉积水体的氧化还原条件、古生产力水平、自生矿物形成环境以及底板封闭性存在差异,并进一步影响了有机质的富集、矿物组分含量和孔隙发育特征。
2023,
41(5):
1495-1511. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.019
摘要:
西秦岭北缘漳县—武山地区沿漳河两岸出露一套厚度近300 m的渐新统红色砾岩、砂砾岩夹粗砂岩组成的砾岩组合。这套砾岩角度不整合在古生代、中生代不同时代地层之上或以断层与前新生代地层相接触,其在孙家峡一带出露典型,层序完整,故称其为孙家峡砾岩。这套砾岩向上逐渐过渡为红色或灰色泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩等湖相沉积,构成了一个下粗上细正旋回沉积组合。这套沉积组合是漳县渐新世—中新世含盐盆地最下部的一个沉积旋回,其沉积旋回、沉积环境及其沉积的构造背景研究对于漳县渐新世—中新世含盐盆地的构造属性确定和认识印度—欧亚板块碰撞汇聚动力学的远程地质响应等具有重要意义。通过对孙家峡砾岩的沉积旋回、沉积构造、砾石特征、古流向等详细研究,结合控制这套砾岩组合的边界断层多期变形资料和区域上同时代相应沉积地层的对比,取得了如下认识：（1）孙家峡砾岩沉积旋回、沉积构造和砾石分选、磨圆、排列等特征指示了其除底部为冲洪积扇和扇上河道沉积外,主体为山区辫状河道相、曲流河道相夹洪泛相沉积为主的河流加积沉积；砾石成分和古流向指示了F1断层之南的志留纪—三叠纪造山带地层虽对其物源有一定贡献,但其主要物源区更可能是来自西部祁连地块；（2）依据孙家峡砾岩及上覆湖相沉积共同构成的具有断陷盆地的正旋回沉积特征和控制盆地沉积的F1断层早期伸展正断层作用,证实这套砾岩组合为伸展断陷河谷盆地沉积,砾岩之上的湖相沉积是持续快速伸展断陷而形成的湖相沉积；（3）西秦岭北缘渐新世断陷盆地性质确认,澄清了地学界长期持有的压陷盆地或前陆挠曲盆地的模糊认识,也指示了西秦岭北缘渐新世—中新世盆地发育初期无疑是处于伸展拉张状态,这与印度—欧亚碰撞汇聚向北扩展的挤压缩短构造相悖。因此,推测渐新世印度—欧亚碰撞汇聚的动力学效应尚未波及到该区域。
西秦岭北缘漳县—武山地区沿漳河两岸出露一套厚度近300 m的渐新统红色砾岩、砂砾岩夹粗砂岩组成的砾岩组合。这套砾岩角度不整合在古生代、中生代不同时代地层之上或以断层与前新生代地层相接触,其在孙家峡一带出露典型,层序完整,故称其为孙家峡砾岩。这套砾岩向上逐渐过渡为红色或灰色泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩等湖相沉积,构成了一个下粗上细正旋回沉积组合。这套沉积组合是漳县渐新世—中新世含盐盆地最下部的一个沉积旋回,其沉积旋回、沉积环境及其沉积的构造背景研究对于漳县渐新世—中新世含盐盆地的构造属性确定和认识印度—欧亚板块碰撞汇聚动力学的远程地质响应等具有重要意义。通过对孙家峡砾岩的沉积旋回、沉积构造、砾石特征、古流向等详细研究,结合控制这套砾岩组合的边界断层多期变形资料和区域上同时代相应沉积地层的对比,取得了如下认识：（1）孙家峡砾岩沉积旋回、沉积构造和砾石分选、磨圆、排列等特征指示了其除底部为冲洪积扇和扇上河道沉积外,主体为山区辫状河道相、曲流河道相夹洪泛相沉积为主的河流加积沉积；砾石成分和古流向指示了F1断层之南的志留纪—三叠纪造山带地层虽对其物源有一定贡献,但其主要物源区更可能是来自西部祁连地块；（2）依据孙家峡砾岩及上覆湖相沉积共同构成的具有断陷盆地的正旋回沉积特征和控制盆地沉积的F1断层早期伸展正断层作用,证实这套砾岩组合为伸展断陷河谷盆地沉积,砾岩之上的湖相沉积是持续快速伸展断陷而形成的湖相沉积；（3）西秦岭北缘渐新世断陷盆地性质确认,澄清了地学界长期持有的压陷盆地或前陆挠曲盆地的模糊认识,也指示了西秦岭北缘渐新世—中新世盆地发育初期无疑是处于伸展拉张状态,这与印度—欧亚碰撞汇聚向北扩展的挤压缩短构造相悖。因此,推测渐新世印度—欧亚碰撞汇聚的动力学效应尚未波及到该区域。
2023,
41(5):
1512-1529. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.006
摘要:
贵州是我国重要的铝工业生产基地之一,铝土矿资源保有储量12.89亿吨,占全国资源总量的17%,位居全国第二,铝土矿中广泛富集锂（Li）、镓（Ga）、钪（Sc）、稀土（REE）等关键金属。通过对贵州铝土矿含铝岩系的地质特征及其中富集的上述关键金属研究,系统总结了关键金属的富集特征,并分析了其资源潜力。研究结果表明,贵州铝土矿含铝岩系中不同程度富集关键金属Li、Ga、Sc和REE。其中,Li在北部务正道矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中上部的致密状铝土矿中；Ga在北部务正道矿集区和中部遵义—瓮安矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中部的土状铝土矿和碎屑状铝土矿中；REE在北部务正道矿集区和南西部修文—清镇矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系下部的绿泥石泥岩和铁质黏土岩中；Sc在含铝岩系平面上和垂向上含量变化较小,分布相对均匀。含铝岩系各类岩（矿）石中Li、Ga、Sc、REE的赋存状态可能主要以离子吸附和类质同象置换的形式赋存于黏土矿物、铝矿物以及副矿物的表面和晶格中,少量REE以独立矿物的形式存在。总体而言,贵州含铝岩系中关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力及潜在经济价值巨大,后续应加强系统研究和综合利用,以期实现最大化的经济效益和环境效益。
贵州是我国重要的铝工业生产基地之一,铝土矿资源保有储量12.89亿吨,占全国资源总量的17%,位居全国第二,铝土矿中广泛富集锂（Li）、镓（Ga）、钪（Sc）、稀土（REE）等关键金属。通过对贵州铝土矿含铝岩系的地质特征及其中富集的上述关键金属研究,系统总结了关键金属的富集特征,并分析了其资源潜力。研究结果表明,贵州铝土矿含铝岩系中不同程度富集关键金属Li、Ga、Sc和REE。其中,Li在北部务正道矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中上部的致密状铝土矿中；Ga在北部务正道矿集区和中部遵义—瓮安矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中部的土状铝土矿和碎屑状铝土矿中；REE在北部务正道矿集区和南西部修文—清镇矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系下部的绿泥石泥岩和铁质黏土岩中；Sc在含铝岩系平面上和垂向上含量变化较小,分布相对均匀。含铝岩系各类岩（矿）石中Li、Ga、Sc、REE的赋存状态可能主要以离子吸附和类质同象置换的形式赋存于黏土矿物、铝矿物以及副矿物的表面和晶格中,少量REE以独立矿物的形式存在。总体而言,贵州含铝岩系中关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力及潜在经济价值巨大,后续应加强系统研究和综合利用,以期实现最大化的经济效益和环境效益。
2023,
41(5):
1530-1542. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.113
摘要:
砂岩侵入体形成的触发机制有差异压实、地震、流体注入、波浪、重力滑动等,但普遍认为地震是最常见的一种触发机制。目前对于地震触发的砂岩侵入体的变形机理研究还相对薄弱,通过建立一套模拟地震触发砂岩侵入体的实验装置,成功地模拟了地震发生不同阶段的砂质变化过程。基于实验结果观察、分析,将地震触发砂岩侵入体的形成过程分为三个演化阶段,即：（1）震前阶段,局部地层因差异压实或地层饱含流体,导致砂质地层微弱起伏变形或无变化；（2）震中阶段,由于地震循环剪切波的影响以及不同介质内地震波波速存在差异,地层异常压力迅速增大并突破上覆盖层破裂强度,产生裂缝,同时砂质发生液化、流化形成一系列的变形构造；（3）震后阶段,伴随余震的产生,液化砂质会继续进行小规模的迁移改动直到地震完全结束,砂岩侵入体整体形态固定。地震作用可以独立触发砂岩侵入,也可以诱发其他地质作用,共同控制砂岩侵入体的形成。
砂岩侵入体形成的触发机制有差异压实、地震、流体注入、波浪、重力滑动等,但普遍认为地震是最常见的一种触发机制。目前对于地震触发的砂岩侵入体的变形机理研究还相对薄弱,通过建立一套模拟地震触发砂岩侵入体的实验装置,成功地模拟了地震发生不同阶段的砂质变化过程。基于实验结果观察、分析,将地震触发砂岩侵入体的形成过程分为三个演化阶段,即：（1）震前阶段,局部地层因差异压实或地层饱含流体,导致砂质地层微弱起伏变形或无变化；（2）震中阶段,由于地震循环剪切波的影响以及不同介质内地震波波速存在差异,地层异常压力迅速增大并突破上覆盖层破裂强度,产生裂缝,同时砂质发生液化、流化形成一系列的变形构造；（3）震后阶段,伴随余震的产生,液化砂质会继续进行小规模的迁移改动直到地震完全结束,砂岩侵入体整体形态固定。地震作用可以独立触发砂岩侵入,也可以诱发其他地质作用,共同控制砂岩侵入体的形成。
2023,
41(5):
1543-1558. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.049
摘要:
砂砾岩体不仅是重力流沉积的主要研究对象,在油气勘探和水文地质勘探领域同样占据重要地位。选用东营凹陷北部陡坡带典型砂砾岩样品,分析其物性,测量其超声频段弹性波速度,依据统计学理论计算指示因子,寻找岩性及流体敏感参数；基于超声频段弹性波速度反演裂隙密度和软孔隙特征,计算砂砾岩频散特征并与地震频段弹性参数测量结果对比,分析跨频段（地震频段和超声频段）岩石物理响应特征。结果表明：（1）依据敏感参数,砂砾岩与泥岩、砾岩差异明显,但砂砾岩与砂岩之间不易区分；对于流体,砂砾岩储层中气和水易区分,但油和水不易区分；（2）在原位储层压力下,相较于砂岩、砾岩、泥岩和灰岩,砂砾岩纵波速度频散范围更大,裂隙密度更大,相应的闭合压力范围也较大；（3）频散特征满足“喷射流”机制,其中微裂隙纵横比为一组分布,频散发生的频率范围及幅度可作为区分油和水的敏感参数。研究成果为区分砂砾岩储层中不同频段地震波响应特征及进一步识别流体类型提供了理论依据,有助于实现储层与非储层的地震精准预测。
砂砾岩体不仅是重力流沉积的主要研究对象,在油气勘探和水文地质勘探领域同样占据重要地位。选用东营凹陷北部陡坡带典型砂砾岩样品,分析其物性,测量其超声频段弹性波速度,依据统计学理论计算指示因子,寻找岩性及流体敏感参数；基于超声频段弹性波速度反演裂隙密度和软孔隙特征,计算砂砾岩频散特征并与地震频段弹性参数测量结果对比,分析跨频段（地震频段和超声频段）岩石物理响应特征。结果表明：（1）依据敏感参数,砂砾岩与泥岩、砾岩差异明显,但砂砾岩与砂岩之间不易区分；对于流体,砂砾岩储层中气和水易区分,但油和水不易区分；（2）在原位储层压力下,相较于砂岩、砾岩、泥岩和灰岩,砂砾岩纵波速度频散范围更大,裂隙密度更大,相应的闭合压力范围也较大；（3）频散特征满足“喷射流”机制,其中微裂隙纵横比为一组分布,频散发生的频率范围及幅度可作为区分油和水的敏感参数。研究成果为区分砂砾岩储层中不同频段地震波响应特征及进一步识别流体类型提供了理论依据,有助于实现储层与非储层的地震精准预测。
2023,
41(5):
1559-1567. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.100
摘要:
准噶尔盆地车排子地区白垩系储层以滩坝相沉积为主,储层砂体薄,纵向变化快,孔隙度估算难度较大。基于Xgboost机器学习算法,根据取心井的岩心实测数据,结合其对应的测井数据,建立了测井孔隙度模型。结果表明,研究区对储层孔隙度影响较大的测井变量为自然伽马测井、声波测井、密度测井和冲洗带电阻率测井,其相关系数分别为0.38、0.42、0.28和0.32。基于特征测井数据,利用Xgboost算法预测的孔隙度与实测孔隙度吻合度较高,相关系数为0.92,均方差为0.20。此外,对近期钻探的新井储层孔隙度进行预测,结果表明孔隙度较高的井段与试油数据相吻合,从侧面反映了模型的可靠性。这一结果为研究区油气藏评价和后期油藏模型的建立提供基础数据,有利于提高研究区勘探的精度。同时,该模型也可用于类似滩坝相、砂体薄的沉积背景下储层孔隙度估算研究。
准噶尔盆地车排子地区白垩系储层以滩坝相沉积为主,储层砂体薄,纵向变化快,孔隙度估算难度较大。基于Xgboost机器学习算法,根据取心井的岩心实测数据,结合其对应的测井数据,建立了测井孔隙度模型。结果表明,研究区对储层孔隙度影响较大的测井变量为自然伽马测井、声波测井、密度测井和冲洗带电阻率测井,其相关系数分别为0.38、0.42、0.28和0.32。基于特征测井数据,利用Xgboost算法预测的孔隙度与实测孔隙度吻合度较高,相关系数为0.92,均方差为0.20。此外,对近期钻探的新井储层孔隙度进行预测,结果表明孔隙度较高的井段与试油数据相吻合,从侧面反映了模型的可靠性。这一结果为研究区油气藏评价和后期油藏模型的建立提供基础数据,有利于提高研究区勘探的精度。同时,该模型也可用于类似滩坝相、砂体薄的沉积背景下储层孔隙度估算研究。
2023,
41(5):
1568-1582. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.024
摘要:
南昆嵩凹陷位于万安盆地西部,新生代以来伴随万安断裂多期左旋—右旋走滑运动,凹陷地层展布呈现典型的下断上拗双层结构。研究综合运用沉积盆地分析、层序地层分析以及地震解释等方法,通过精细刻画地震相,分析南昆嵩凹陷中新世以来三角洲地震响应,重点厘清晚中新世以来陆架三角洲三种亚相平面展布特点。研究结果表明：早中新世—中中新世时期,南昆嵩凹陷物源主要来自纳土纳隆起,凹陷西部发育冲积扇,冲积扇远端发育辫状河三角洲；晚中新世时期,湄公河水系越过昆嵩隆起区,形成大量山间水系,逐渐影响南昆嵩凹陷的沉积作用,伴随海平面上升,研究区开始发育陆架三角洲,南昆嵩凹陷开始成为湄公河物源主要的沉积区；上新世—更新世时期,湄公河三角洲大规模发育,由西向东进积,三角洲前缘进入万安盆地中部地区,在万安盆地中西部地区形成陆架三角洲—陆坡沉积体系。
南昆嵩凹陷位于万安盆地西部,新生代以来伴随万安断裂多期左旋—右旋走滑运动,凹陷地层展布呈现典型的下断上拗双层结构。研究综合运用沉积盆地分析、层序地层分析以及地震解释等方法,通过精细刻画地震相,分析南昆嵩凹陷中新世以来三角洲地震响应,重点厘清晚中新世以来陆架三角洲三种亚相平面展布特点。研究结果表明：早中新世—中中新世时期,南昆嵩凹陷物源主要来自纳土纳隆起,凹陷西部发育冲积扇,冲积扇远端发育辫状河三角洲；晚中新世时期,湄公河水系越过昆嵩隆起区,形成大量山间水系,逐渐影响南昆嵩凹陷的沉积作用,伴随海平面上升,研究区开始发育陆架三角洲,南昆嵩凹陷开始成为湄公河物源主要的沉积区；上新世—更新世时期,湄公河三角洲大规模发育,由西向东进积,三角洲前缘进入万安盆地中部地区,在万安盆地中西部地区形成陆架三角洲—陆坡沉积体系。
2023,
41(5):
1583-1597. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.034
摘要:
近期,鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破,开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型,基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气吸附等方法,详细研究了铝土岩系储层岩石学特征和孔隙结构特征,进而阐述了盆地铝土岩系储层的主控因素和勘探意义。结果表明：（1）岩性垂向上具有三段式的结构特征,上部和下部以铝土质泥岩为主,中部以铝土岩为主,溶蚀孔隙发育,是铝土岩系主要储层发育段；（2）太原组铝土岩系矿物组成以铝质矿物和黏土矿物为主,主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石及绿泥石,矿物晶体细小,以隐晶、微晶及隐晶质团块为主；（3）铝土岩储集空间主要是颗粒内溶孔、基质溶孔、粒间溶孔、晶间孔隙及微裂隙等,孔径主要介于20~200 μm；储层主流喉道孔径介于150 nm~4 μm,孔隙结构较好,退汞效率高,整体上以亚微米—微米级孔喉为主；储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04×10-3 μm2,大于0.3×10-3 μm2以上的占到36%,储集条件较好；（4）沉积环境和古地貌控制了铝土岩储层的分布,潜坑和阶地型微古地貌富集铝土岩,是主要的勘探有利区。该研究成果可为华北等地区铝土岩天然气勘探提供借鉴。
近期,鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破,开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型,基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气吸附等方法,详细研究了铝土岩系储层岩石学特征和孔隙结构特征,进而阐述了盆地铝土岩系储层的主控因素和勘探意义。结果表明：（1）岩性垂向上具有三段式的结构特征,上部和下部以铝土质泥岩为主,中部以铝土岩为主,溶蚀孔隙发育,是铝土岩系主要储层发育段；（2）太原组铝土岩系矿物组成以铝质矿物和黏土矿物为主,主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石及绿泥石,矿物晶体细小,以隐晶、微晶及隐晶质团块为主；（3）铝土岩储集空间主要是颗粒内溶孔、基质溶孔、粒间溶孔、晶间孔隙及微裂隙等,孔径主要介于20~200 μm；储层主流喉道孔径介于150 nm~4 μm,孔隙结构较好,退汞效率高,整体上以亚微米—微米级孔喉为主；储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04×10-3 μm2,大于0.3×10-3 μm2以上的占到36%,储集条件较好；（4）沉积环境和古地貌控制了铝土岩储层的分布,潜坑和阶地型微古地貌富集铝土岩,是主要的勘探有利区。该研究成果可为华北等地区铝土岩天然气勘探提供借鉴。
2023,
41(5):
1598-1608. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.015
摘要:
鄂尔多斯盆地东南部作为我国重要的煤炭和煤层气产地,其较为复杂的沉积环境演化过程为陆表海背景下聚煤环境研究提供了良好的研究对象。以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为例,建立统一标准的层序地层格架,并且提出对应的层序叠置样式；在此基础上结合陆表海聚煤规律,揭示不同层系间聚煤范围的差异,厘清垂向上的层序叠加样式和平面含煤沉积体展布规律之间的关系。从井—震精细解释出发,定量刻画出不同平面范围内沉积物供给量（S）与可容纳空间变化量（A）。最终归纳出三种短期层序的叠加演化样式：持续进积型层序,持续暴露型层序,沉积转化型层序。其中,持续进积型层序主要发育中厚煤层,受地形影响较大；持续暴露型层序发育煤层较薄,分布范围有限；沉积转化型层序,沉积供给方向不断变化,导致泥炭局部聚集为厚煤层,但是平面发育范围有限。针对上述三种层序样式,结合成煤环境确定对应主控因素,提出持续进积型层序与持续暴露型层序主要受控于可容纳空间变化,而沉积转化型层序受控于沉积供给速率影响。
鄂尔多斯盆地东南部作为我国重要的煤炭和煤层气产地,其较为复杂的沉积环境演化过程为陆表海背景下聚煤环境研究提供了良好的研究对象。以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为例,建立统一标准的层序地层格架,并且提出对应的层序叠置样式；在此基础上结合陆表海聚煤规律,揭示不同层系间聚煤范围的差异,厘清垂向上的层序叠加样式和平面含煤沉积体展布规律之间的关系。从井—震精细解释出发,定量刻画出不同平面范围内沉积物供给量（S）与可容纳空间变化量（A）。最终归纳出三种短期层序的叠加演化样式：持续进积型层序,持续暴露型层序,沉积转化型层序。其中,持续进积型层序主要发育中厚煤层,受地形影响较大；持续暴露型层序发育煤层较薄,分布范围有限；沉积转化型层序,沉积供给方向不断变化,导致泥炭局部聚集为厚煤层,但是平面发育范围有限。针对上述三种层序样式,结合成煤环境确定对应主控因素,提出持续进积型层序与持续暴露型层序主要受控于可容纳空间变化,而沉积转化型层序受控于沉积供给速率影响。
2023,
41(5):
1609-1623. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.022
摘要:
早白垩世为中生代鄂尔多斯盆地演化的最晚阶段,构造环境与沉积物源体系发生了明显的改变,对盆地演化及多能源矿藏（产）赋存具有重要影响。以鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组为主要研究对象,利用碎屑锆石定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰及构造演化特征,示踪了宜君组沉积物质来源并探讨了其地质意义。结果表明,宜君组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中分布于早中生代（195~250 Ma）和早古生代（400~500 Ma）时期,峰值年龄分别为218 Ma和450 Ma,与今北秦岭地区广泛出露岩体的时代具明显的时空一致性,而元古宙—太古宙锆石年龄不但数量少且较为分散。经区域对比,指出宜君组物源主要来自秦岭造山带,秦岭造山带早中生代岩体侵位后,最晚在早白垩世初已抬升剥露至地表,并开始向盆地南部提供大量物源。本研究在一定程度上间接约束了秦岭晚中生代隆升剥露及渭北隆起发育的时限,对明确盆地南部中生代砂岩型铀矿铀源及成矿分布具有一定的指示意义。
早白垩世为中生代鄂尔多斯盆地演化的最晚阶段,构造环境与沉积物源体系发生了明显的改变,对盆地演化及多能源矿藏（产）赋存具有重要影响。以鄂尔多斯盆地南部下白垩统宜君组为主要研究对象,利用碎屑锆石定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰及构造演化特征,示踪了宜君组沉积物质来源并探讨了其地质意义。结果表明,宜君组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中分布于早中生代（195~250 Ma）和早古生代（400~500 Ma）时期,峰值年龄分别为218 Ma和450 Ma,与今北秦岭地区广泛出露岩体的时代具明显的时空一致性,而元古宙—太古宙锆石年龄不但数量少且较为分散。经区域对比,指出宜君组物源主要来自秦岭造山带,秦岭造山带早中生代岩体侵位后,最晚在早白垩世初已抬升剥露至地表,并开始向盆地南部提供大量物源。本研究在一定程度上间接约束了秦岭晚中生代隆升剥露及渭北隆起发育的时限,对明确盆地南部中生代砂岩型铀矿铀源及成矿分布具有一定的指示意义。
2023,
41(5):
1624-1634. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.090
摘要:
岩相古地理恢复是碳酸盐岩油气勘探的重要环节。为了明确岩相古地理环境与天然气分布之间的关系,以鄂尔多斯盆地西北部奥陶系马家沟组马五4亚段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、多矿物测井解释以及“单因素分析多因素综合作图法”等多种方法,对研究区马五4亚段岩相分布、岩相古地理特征进行研究,并结合天然气层厚度及岩相古地理与天然气产能数据,探讨了岩相古地理特征与天然气分布关系。结果表明：研究区马五4亚段岩石类型主要包括泥质白云岩、膏质白云岩、白云质石灰岩和白云岩,共发育蒸发台地和局限台地两种沉积环境,蒸发台地相包括白云岩坪和含膏白云岩坪亚相,局限台地相主要包括含膏潟湖亚相。白云岩坪和含膏白云岩坪分别主要分布于研究区西北部和中部,而含膏潟湖主要展布于中东部及东南部。蒸发台地相中的含膏白云岩坪亚相是研究区马五4亚段天然气储集的最有利相带。
岩相古地理恢复是碳酸盐岩油气勘探的重要环节。为了明确岩相古地理环境与天然气分布之间的关系,以鄂尔多斯盆地西北部奥陶系马家沟组马五4亚段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、多矿物测井解释以及“单因素分析多因素综合作图法”等多种方法,对研究区马五4亚段岩相分布、岩相古地理特征进行研究,并结合天然气层厚度及岩相古地理与天然气产能数据,探讨了岩相古地理特征与天然气分布关系。结果表明：研究区马五4亚段岩石类型主要包括泥质白云岩、膏质白云岩、白云质石灰岩和白云岩,共发育蒸发台地和局限台地两种沉积环境,蒸发台地相包括白云岩坪和含膏白云岩坪亚相,局限台地相主要包括含膏潟湖亚相。白云岩坪和含膏白云岩坪分别主要分布于研究区西北部和中部,而含膏潟湖主要展布于中东部及东南部。蒸发台地相中的含膏白云岩坪亚相是研究区马五4亚段天然气储集的最有利相带。
