当期目录
2023年 第41卷 第2期
2023,
41(2):
333-348. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.138
摘要:
深时古气候的恢复与分析,对于预测未来气候的变化有非常重要的作用。陆相气候的恢复对于全球古气候带的划分、海陆气候差异的比较和气候模型的建立有重要的作用。气候敏感性沉积物的出现可以指示一定程度的气候信息。化学风化程度与气候密切相关,越强烈的化学风化指示越温暖湿润的气候。泥岩化学风化程度的评价有基于地球化学特征建立的指数（CIA、WIP、CIW、PIA、钠亏损指数（τNa））和非常规稳定同位素特征,还有基于泥岩矿物学特征的研究方法：矿物成熟度、黏土矿物的含量及组合和磁性矿物的组成。湖泊沉积岩古气候分析方法有基于元素比值变化和基于高精度天文轨道周期性分析的古气候变化研究。通过古土壤可以根据其淀积层的埋深定量恢复古降水量；黏土矿物、成土方解石、铁锰质结核和淀积层土壤基质的地球化学特征可以恢复古温度、古降水量和古大气二氧化碳浓度（pCO2）。目前对陆相沉积岩和古土壤已经有了比较丰富的研究,但未来还需要更多分辨率更高的陆相古气候分析方法建立和完善。
深时古气候的恢复与分析,对于预测未来气候的变化有非常重要的作用。陆相气候的恢复对于全球古气候带的划分、海陆气候差异的比较和气候模型的建立有重要的作用。气候敏感性沉积物的出现可以指示一定程度的气候信息。化学风化程度与气候密切相关,越强烈的化学风化指示越温暖湿润的气候。泥岩化学风化程度的评价有基于地球化学特征建立的指数（CIA、WIP、CIW、PIA、钠亏损指数（τNa））和非常规稳定同位素特征,还有基于泥岩矿物学特征的研究方法：矿物成熟度、黏土矿物的含量及组合和磁性矿物的组成。湖泊沉积岩古气候分析方法有基于元素比值变化和基于高精度天文轨道周期性分析的古气候变化研究。通过古土壤可以根据其淀积层的埋深定量恢复古降水量；黏土矿物、成土方解石、铁锰质结核和淀积层土壤基质的地球化学特征可以恢复古温度、古降水量和古大气二氧化碳浓度（pCO2）。目前对陆相沉积岩和古土壤已经有了比较丰富的研究,但未来还需要更多分辨率更高的陆相古气候分析方法建立和完善。
2023,
41(2):
349-377. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.117
摘要:
细粒沉积岩是最为常见的岩石类型之一,蕴藏着丰富的油气资源,伴随着非常规油气的发展,有关细粒沉积的研究逐渐成为了热点,但由于陆相细粒沉积岩岩石类型丰富,形成机制复杂,缺乏统一科学的分类方案。对目前常见的陆相细粒沉积岩分类方法进行总结,并依据岩石组分将其分为混合型和碎屑型细粒沉积岩两种,并指明其常见的岩石类型特征；梳理与其相关的成因动力学物理模拟实验成果,其中有关泥级颗粒的搬运—沉积机理已经取得了重大突破。而细粒沉积模式方面,可以分为有机质富集模式,岩相模式以及成因模式,三个模式的内涵和所要解决的地质问题各不相同。在此基础上,提出加强细粒沉积岩不同矿物成分微观结构特征、沉积—成岩机理认识,将岩石微观成因分类方案与宏观成因模式有效融合是未来细粒沉积研究的关键。
细粒沉积岩是最为常见的岩石类型之一,蕴藏着丰富的油气资源,伴随着非常规油气的发展,有关细粒沉积的研究逐渐成为了热点,但由于陆相细粒沉积岩岩石类型丰富,形成机制复杂,缺乏统一科学的分类方案。对目前常见的陆相细粒沉积岩分类方法进行总结,并依据岩石组分将其分为混合型和碎屑型细粒沉积岩两种,并指明其常见的岩石类型特征；梳理与其相关的成因动力学物理模拟实验成果,其中有关泥级颗粒的搬运—沉积机理已经取得了重大突破。而细粒沉积模式方面,可以分为有机质富集模式,岩相模式以及成因模式,三个模式的内涵和所要解决的地质问题各不相同。在此基础上,提出加强细粒沉积岩不同矿物成分微观结构特征、沉积—成岩机理认识,将岩石微观成因分类方案与宏观成因模式有效融合是未来细粒沉积研究的关键。
2023,
41(2):
378-391. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.160
摘要:
武威盆地位于青藏高原东北缘近东西向和近南北向构造转换的过渡地带,是研究青藏高原生长和资源环境效应的关键地区。通过野外考察,以岩石颜色变化为依据,结合区域磁性地层测年结果,对武威盆地西南部出露的原第三系西柳沟组和甘肃群进行了重新划分。原古近系西柳沟组解体为下白垩统河口群、西柳沟组、黄羊河组（新建）和咸水河组,原甘肃群更名为咸水河组。武威盆地地层系统与酒泉盆地古近系—新近系不同,但与兰州盆地相当,地层年代属中始新世—中中新世；武威盆地与兰州盆地发生的时间接近,早期处于同一构造体系,在中新世以后被卷入祁连山北缘冲断带。研究结果为认识青藏高原东北缘沉积—构造演化和油气资源远景提供了基础资料。
武威盆地位于青藏高原东北缘近东西向和近南北向构造转换的过渡地带,是研究青藏高原生长和资源环境效应的关键地区。通过野外考察,以岩石颜色变化为依据,结合区域磁性地层测年结果,对武威盆地西南部出露的原第三系西柳沟组和甘肃群进行了重新划分。原古近系西柳沟组解体为下白垩统河口群、西柳沟组、黄羊河组（新建）和咸水河组,原甘肃群更名为咸水河组。武威盆地地层系统与酒泉盆地古近系—新近系不同,但与兰州盆地相当,地层年代属中始新世—中中新世；武威盆地与兰州盆地发生的时间接近,早期处于同一构造体系,在中新世以后被卷入祁连山北缘冲断带。研究结果为认识青藏高原东北缘沉积—构造演化和油气资源远景提供了基础资料。
2023,
41(2):
392-408. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.122
摘要:
二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明：济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造（MISS）的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝；根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。
二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明：济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造（MISS）的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝；根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。
2023,
41(2):
409-424. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.089
摘要:
青藏高原东北缘是何时卷入现今青藏高原动力学系统而隆升成为高原的组成部分一直存在争议。高原周缘上新世—第四纪广泛出现的粗砾岩多被认为是高原隆升的重要地质标志。西秦岭北缘构造带北侧出露的上新世积石山砾岩、甘家砾岩、韩家沟砾岩等都被认为是青藏高原东北缘快速隆升的地质依据,但这些砾岩由于第四纪以来隆升—侵蚀,多呈孤立块体分布在山顶。西秦岭北缘武山县新寺镇与高楼镇之间卧龙里—大坪一带山顶出露的一套粗砾岩（木梯寺砾岩）具有与漳县北出露的上新统砾岩相同或相似的特征,但却分布在西秦岭北缘断层之南,其研究对于西秦岭上新世隆升及构造边界确定具有重要的地质约束。通过对木梯寺砾岩的地貌特征、沉积旋回、岩性分段、砾石大小、分选性、磨圆度、砾石成分和古流向等较详细的研究,主要取得了如下认识：1）木梯寺砾岩是一套厚度约380 m,粒度粗且变化大、分选差、磨圆度低、旋回性清晰的洪积扇相和扇上季节性河道相互层的粗砾岩,高耸陡峭的山体地貌形态区别于下伏白垩系红色砂砾岩、砂岩的相对平坦地貌；2）扇上河道相砾岩中砾石叠瓦排列指示了自南向北的古流向,砾石成分以石灰岩、砂岩为主,含有少量花岗闪长岩、花岗岩砾石,指示了其物源区主要为西秦岭印支期造山带地层和侵入体；3）该套砾岩近水平的产状、特征性的地貌、典型的冲洪积扇组合,指示了其应该为山前近源、快速堆积体,这与漳县地区上新统韩家沟砾岩具有惊人的相似性,因此,认为这套砾岩与韩家沟砾岩是同时代、同成因的地层,即这套砾岩时代应该为上新世；4）木梯寺砾岩虽然与漳县上新统韩家沟砾岩相似,代表了西秦岭北缘上新世以来的挤压背景下的类前陆盆地沉积,指示了青藏高原东北缘（西秦岭地块）一次快速隆升,但其分布在西秦岭北缘断层之南,角度不整合在白垩系之上,那么上新世西秦岭向北逆冲和隆升的边界应该向南推移至少数十千米,但边界具体位置的确定还有待在西秦岭区域寻找类似砾岩的线索和对边界断层的识别研究。
青藏高原东北缘是何时卷入现今青藏高原动力学系统而隆升成为高原的组成部分一直存在争议。高原周缘上新世—第四纪广泛出现的粗砾岩多被认为是高原隆升的重要地质标志。西秦岭北缘构造带北侧出露的上新世积石山砾岩、甘家砾岩、韩家沟砾岩等都被认为是青藏高原东北缘快速隆升的地质依据,但这些砾岩由于第四纪以来隆升—侵蚀,多呈孤立块体分布在山顶。西秦岭北缘武山县新寺镇与高楼镇之间卧龙里—大坪一带山顶出露的一套粗砾岩（木梯寺砾岩）具有与漳县北出露的上新统砾岩相同或相似的特征,但却分布在西秦岭北缘断层之南,其研究对于西秦岭上新世隆升及构造边界确定具有重要的地质约束。通过对木梯寺砾岩的地貌特征、沉积旋回、岩性分段、砾石大小、分选性、磨圆度、砾石成分和古流向等较详细的研究,主要取得了如下认识：1）木梯寺砾岩是一套厚度约380 m,粒度粗且变化大、分选差、磨圆度低、旋回性清晰的洪积扇相和扇上季节性河道相互层的粗砾岩,高耸陡峭的山体地貌形态区别于下伏白垩系红色砂砾岩、砂岩的相对平坦地貌；2）扇上河道相砾岩中砾石叠瓦排列指示了自南向北的古流向,砾石成分以石灰岩、砂岩为主,含有少量花岗闪长岩、花岗岩砾石,指示了其物源区主要为西秦岭印支期造山带地层和侵入体；3）该套砾岩近水平的产状、特征性的地貌、典型的冲洪积扇组合,指示了其应该为山前近源、快速堆积体,这与漳县地区上新统韩家沟砾岩具有惊人的相似性,因此,认为这套砾岩与韩家沟砾岩是同时代、同成因的地层,即这套砾岩时代应该为上新世；4）木梯寺砾岩虽然与漳县上新统韩家沟砾岩相似,代表了西秦岭北缘上新世以来的挤压背景下的类前陆盆地沉积,指示了青藏高原东北缘（西秦岭地块）一次快速隆升,但其分布在西秦岭北缘断层之南,角度不整合在白垩系之上,那么上新世西秦岭向北逆冲和隆升的边界应该向南推移至少数十千米,但边界具体位置的确定还有待在西秦岭区域寻找类似砾岩的线索和对边界断层的识别研究。
2023,
41(2):
425-434. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.095
摘要:
早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件（简称“T-OAE”）,被认为与Karoo-Ferrar大火成岩省爆发以及与甲烷气水合物有关的温室气体迅速释放导致全球变暖密切相关。该事件在特提斯洋区有较详细研究,但在陆相生态系统中的环境变化和沉积响应报道较少。本文报道了塔里木盆地北缘库车河地区的有机碳同位素地层数据,“东剖面”和“西剖面”中δ13C曲线总体的正偏移趋势被多幕次地快速负偏移打断,表明地表碳循环受到了巨大扰动。事件层内δ13C值的突然负向波动暗示了大气碳库在短时间内有相对轻同位素特征的碳注入,并呈现不稳定的、阶段性注入的特点,推测可能与增温引发的正反馈有关。沉积相突变与孢粉种类的衰减表明该区沉积环境发生了巨大变化；碎屑白云岩和紫红色泥岩的出现和湿生孢粉的衰减以及中生孢粉的出现,均表明在T-OAE期间塔里木盆地北缘气候转为干热。该研究报道了首个来自陆相沉积盆地边缘的T-OAE记录,对于深入理解二氧化碳浓度显著升高背景下引起的陆地系统响应具有借鉴意义。
早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件（简称“T-OAE”）,被认为与Karoo-Ferrar大火成岩省爆发以及与甲烷气水合物有关的温室气体迅速释放导致全球变暖密切相关。该事件在特提斯洋区有较详细研究,但在陆相生态系统中的环境变化和沉积响应报道较少。本文报道了塔里木盆地北缘库车河地区的有机碳同位素地层数据,“东剖面”和“西剖面”中δ13C曲线总体的正偏移趋势被多幕次地快速负偏移打断,表明地表碳循环受到了巨大扰动。事件层内δ13C值的突然负向波动暗示了大气碳库在短时间内有相对轻同位素特征的碳注入,并呈现不稳定的、阶段性注入的特点,推测可能与增温引发的正反馈有关。沉积相突变与孢粉种类的衰减表明该区沉积环境发生了巨大变化；碎屑白云岩和紫红色泥岩的出现和湿生孢粉的衰减以及中生孢粉的出现,均表明在T-OAE期间塔里木盆地北缘气候转为干热。该研究报道了首个来自陆相沉积盆地边缘的T-OAE记录,对于深入理解二氧化碳浓度显著升高背景下引起的陆地系统响应具有借鉴意义。
2023,
41(2):
435-449. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.087
摘要:
根据野外露头、岩心、测井及地震解释成果,结合岩石薄片等分析测试成果,对四川盆地西部—中部地区上三叠统内部层段进行了厘定,并对物源体系及沉积充填特征进行了研究。早卡尼期川西坳陷最早接受沉积,马鞍塘组自西向东、向北上超于雷口坡组古喀斯特面之上,晚卡尼期发生强烈海退导致沉积范围缩小,该期以发育障壁海岸—陆棚沉积体系为主。早诺利期伴随再次海侵,小塘子组再次向川中隆起上超,晚诺利期构造活动导致龙门山中、北段大幅隆升和剥蚀,沉积环境从障壁海岸—陆棚沉积体系向河流相—三角洲沉积体系演变。早瑞替期河流—三角洲沉积体系广泛发育,地层继续向隆起带上超,在中瑞替期川中隆起带开始接受沉积。安县运动导致龙门山大幅抬升和须家河组早期沉积的大量剥蚀,以发育冲积扇—扇三角洲及三角洲为特征。印支晚期差异构造抬升导致须家河组上部地层的削截,自南东—北西须家河组顶部的削蚀量逐渐增大。川西—川中地区上三叠统主要受西部及东南部物源体系控制,早期沉积充填特征主要受雷口坡组古喀斯特地貌控制,而晚期沉积充填特征主要受印支晚期构造活动控制,龙门山的持续抬升导致湖盆中心及物源交汇区不断向东迁移。
根据野外露头、岩心、测井及地震解释成果,结合岩石薄片等分析测试成果,对四川盆地西部—中部地区上三叠统内部层段进行了厘定,并对物源体系及沉积充填特征进行了研究。早卡尼期川西坳陷最早接受沉积,马鞍塘组自西向东、向北上超于雷口坡组古喀斯特面之上,晚卡尼期发生强烈海退导致沉积范围缩小,该期以发育障壁海岸—陆棚沉积体系为主。早诺利期伴随再次海侵,小塘子组再次向川中隆起上超,晚诺利期构造活动导致龙门山中、北段大幅隆升和剥蚀,沉积环境从障壁海岸—陆棚沉积体系向河流相—三角洲沉积体系演变。早瑞替期河流—三角洲沉积体系广泛发育,地层继续向隆起带上超,在中瑞替期川中隆起带开始接受沉积。安县运动导致龙门山大幅抬升和须家河组早期沉积的大量剥蚀,以发育冲积扇—扇三角洲及三角洲为特征。印支晚期差异构造抬升导致须家河组上部地层的削截,自南东—北西须家河组顶部的削蚀量逐渐增大。川西—川中地区上三叠统主要受西部及东南部物源体系控制,早期沉积充填特征主要受雷口坡组古喀斯特地貌控制,而晚期沉积充填特征主要受印支晚期构造活动控制,龙门山的持续抬升导致湖盆中心及物源交汇区不断向东迁移。
2023,
41(2):
450-458. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.094
摘要:
灵山岛修船厂剖面发育了多种类型的软沉积物变形构造,其中一些变形构造的要素发生了定向倾斜,影响因素尚不明确。结合野外露头观察和室内分析等方法,研究了变形构造的形成过程、触发因素和地质意义。结果表明：修船厂剖面的两套浊积岩之间发育了负载—挤入构造、泄水—沉积物充填构造和微断层等软沉积物变形构造；变形机制主要是流体化,触发因素为浊流的快速沉积导致的载荷压力。变形构造的形成过程主要与密度倒置梯度和横向剪切力两个驱动力有关,其中横向剪切力来源于浊流的流动,导致变形构造的要素发生定向倾斜。变形构造的要素的倾斜方向为SEE,指示古水流主要来自SEE方向,与浊积岩序列内底痕指示的古水流方向一致,说明浊流快速沉积形成的软沉积物变形构造能够指示古水流或古斜坡方向。
灵山岛修船厂剖面发育了多种类型的软沉积物变形构造,其中一些变形构造的要素发生了定向倾斜,影响因素尚不明确。结合野外露头观察和室内分析等方法,研究了变形构造的形成过程、触发因素和地质意义。结果表明：修船厂剖面的两套浊积岩之间发育了负载—挤入构造、泄水—沉积物充填构造和微断层等软沉积物变形构造；变形机制主要是流体化,触发因素为浊流的快速沉积导致的载荷压力。变形构造的形成过程主要与密度倒置梯度和横向剪切力两个驱动力有关,其中横向剪切力来源于浊流的流动,导致变形构造的要素发生定向倾斜。变形构造的要素的倾斜方向为SEE,指示古水流主要来自SEE方向,与浊积岩序列内底痕指示的古水流方向一致,说明浊流快速沉积形成的软沉积物变形构造能够指示古水流或古斜坡方向。
2023,
41(2):
459-471. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.088
摘要:
宝音图群是华北地台北缘分布较广的地层单元之一,记录了华北地台北缘晚元古代—早新元古代期间的地质历史演化信息,研究宝音图群大理岩对于重建华北地台北缘的古地理环境具有非常重要的意义。对霍各乞宝音图群大理岩和地层组构特征研究显示,大理岩的Z值（121~130）、Sr/Ba比值（1.90~55.8）、m值（25.7~1973）、C同位素组成（δ13CV-PDB为1.25~4.79）以及地层中发育的变余层理和浪成波痕指示其古沉积环境为海相环境；大理岩弱的负Ce异常（δCe为0.78~0.97）、弱的正Eu异常（δEu为0.93~2.75）、V/Cr比值（0.46~4.09）以及地层中原生黄铁矿风化孔洞和碳质的存在指示原始沉积水体呈次氧化状态；大理岩的哈克图解、Y/Ho比值（27.2~45.0）、δLa-Yb图解及硅铝质矿物的发育指示原始沉积过程中有丰富的陆源碎屑物质输入。晚中元古代—早新元古代时期华北地台北缘为海洋环境。
宝音图群是华北地台北缘分布较广的地层单元之一,记录了华北地台北缘晚元古代—早新元古代期间的地质历史演化信息,研究宝音图群大理岩对于重建华北地台北缘的古地理环境具有非常重要的意义。对霍各乞宝音图群大理岩和地层组构特征研究显示,大理岩的Z值（121~130）、Sr/Ba比值（1.90~55.8）、m值（25.7~1973）、C同位素组成（δ13CV-PDB为1.25~4.79）以及地层中发育的变余层理和浪成波痕指示其古沉积环境为海相环境；大理岩弱的负Ce异常（δCe为0.78~0.97）、弱的正Eu异常（δEu为0.93~2.75）、V/Cr比值（0.46~4.09）以及地层中原生黄铁矿风化孔洞和碳质的存在指示原始沉积水体呈次氧化状态；大理岩的哈克图解、Y/Ho比值（27.2~45.0）、δLa-Yb图解及硅铝质矿物的发育指示原始沉积过程中有丰富的陆源碎屑物质输入。晚中元古代—早新元古代时期华北地台北缘为海洋环境。
2023,
41(2):
472-484. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.111
摘要:
前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层（居仁剖面）视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩（43%）、花岗岩（28%）和石英质（26%）为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石（42%）和锐钛矿（9.9%）占绝对优势,其次为白钛石（8.7%）,重晶石（15.2%）、黄铁矿（14.5%）和萤石（11.3%）在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。
前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层（居仁剖面）视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩（43%）、花岗岩（28%）和石英质（26%）为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石（42%）和锐钛矿（9.9%）占绝对优势,其次为白钛石（8.7%）,重晶石（15.2%）、黄铁矿（14.5%）和萤石（11.3%）在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。
2023,
41(2):
485-497. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.100
摘要:
河型转化机制研究对于分析河流沉积特征具有重要意义。以中国松花江干流中下游为研究对象,利用Google Earth和Arc GIS软件对河流形态参数进行精细测量,进而对不同河段河型发育特征及转化控制因素进行研究,结果表明：1）松花江干流中下游存在曲流河、辫状河和直流河3种类型,依据地貌特征、平面形态和弯曲度自上而下划分为3段,其中上段为低坡度背景下河流逐渐加宽且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流,中A段为低坡度背景下河流较宽且植被密度高的简单辫状河,中B 段为高坡度背景下河流宽度集中且植被密度低的直流河,下段为高坡度背景下河流宽度频繁变化的复杂辫状河；2）曲流河向辫状河转化控制因素为植被密度降低引起的堤岸抗侵蚀能力减弱,辫状河向直流河转化控制因素为河流被两侧山谷夹持且伴随坡度陡增造成河流下蚀能力增强,直流河向辫状河转化控制因素为支流注入导致流量和输沙量增大；3）建立了松花江干流中下游3种河型转化模式,上段为渐变曲—辫转化,中段为突变辫—直转化,下段为突变直—辫转化。
河型转化机制研究对于分析河流沉积特征具有重要意义。以中国松花江干流中下游为研究对象,利用Google Earth和Arc GIS软件对河流形态参数进行精细测量,进而对不同河段河型发育特征及转化控制因素进行研究,结果表明：1）松花江干流中下游存在曲流河、辫状河和直流河3种类型,依据地貌特征、平面形态和弯曲度自上而下划分为3段,其中上段为低坡度背景下河流逐渐加宽且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流,中A段为低坡度背景下河流较宽且植被密度高的简单辫状河,中B 段为高坡度背景下河流宽度集中且植被密度低的直流河,下段为高坡度背景下河流宽度频繁变化的复杂辫状河；2）曲流河向辫状河转化控制因素为植被密度降低引起的堤岸抗侵蚀能力减弱,辫状河向直流河转化控制因素为河流被两侧山谷夹持且伴随坡度陡增造成河流下蚀能力增强,直流河向辫状河转化控制因素为支流注入导致流量和输沙量增大；3）建立了松花江干流中下游3种河型转化模式,上段为渐变曲—辫转化,中段为突变辫—直转化,下段为突变直—辫转化。
2023,
41(2):
498-510. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.090
摘要:
鲁西南地区的单县盆地盐矿是新发现的小陆块盆地形成的大型盐类矿床,成矿时代为古近纪（主要是始新世中晚期至渐新世）。基于单县盆地YZK-3钻孔（521.7 m）元素和碳氧同位素的分析,探讨单县盆地在古近纪时期的古环境演化特征。研究表明：1）单县盆地YZK-3孔沉积物水溶元素和酸溶元素及比值的变化反映了湖泊的咸化和淡化过程；2）受热液补给和成岩作用影响,碳酸盐δ18O和δ13C的相关性不适合论湖泊的封闭与开放状态,但变化趋势仍具有古环境意义；3）始新世—渐新世,单县盆地古湖泊经历了淡水湖—咸水湖—盐湖—咸水湖—淡水湖的演化过程,其干旱化趋势明显。全球气候变化是成盐作用的主要驱动机制。
鲁西南地区的单县盆地盐矿是新发现的小陆块盆地形成的大型盐类矿床,成矿时代为古近纪（主要是始新世中晚期至渐新世）。基于单县盆地YZK-3钻孔（521.7 m）元素和碳氧同位素的分析,探讨单县盆地在古近纪时期的古环境演化特征。研究表明：1）单县盆地YZK-3孔沉积物水溶元素和酸溶元素及比值的变化反映了湖泊的咸化和淡化过程；2）受热液补给和成岩作用影响,碳酸盐δ18O和δ13C的相关性不适合论湖泊的封闭与开放状态,但变化趋势仍具有古环境意义；3）始新世—渐新世,单县盆地古湖泊经历了淡水湖—咸水湖—盐湖—咸水湖—淡水湖的演化过程,其干旱化趋势明显。全球气候变化是成盐作用的主要驱动机制。
2023,
41(2):
511-526. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.008
摘要:
卡尼期梅雨事件（CPE事件）是三叠纪地球上最显著的气候突变事件之一,而气候环境突变对内陆湖盆沉积物特征具有重要控制作用。以我国陆上最主要的含油气盆地——鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例,在充分借鉴国内外有关全球古气候、事件沉积、陆相盆地烃源岩发育机理及异整合面等最新研究进展基础上,对延长组沉积与成藏问题重新思考与研究,取得了如下3点新认识：1）重新厘定了盆地上三叠统延长组卡尼期时限,明确了延长组CPE事件的沉积响应,认为卡尼阶底界大致相当于延长组长7与长8之间的地层界限,顶界相当于长4+5与长3之间的地层界限,CPE事件大致与“长7黑色页岩事件”沉积相对应；2）在卡尼期及CPE事件期间,延长组沉积期湖盆表现为“快速湖侵、震荡式缓慢湖退”特点,十分有利于优质烃源岩的发育；3）受卡尼期古气候及CPE事件影响,延长组内部发育上下两个由于气候环境突变而形成的异整合面,它们对油气分布均具有明显控制作用。该研究对于深入探讨延长组湖盆形成演化机理、沉积层序充填演化特征及指导油气勘探实践均有积极意义。
卡尼期梅雨事件（CPE事件）是三叠纪地球上最显著的气候突变事件之一,而气候环境突变对内陆湖盆沉积物特征具有重要控制作用。以我国陆上最主要的含油气盆地——鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例,在充分借鉴国内外有关全球古气候、事件沉积、陆相盆地烃源岩发育机理及异整合面等最新研究进展基础上,对延长组沉积与成藏问题重新思考与研究,取得了如下3点新认识：1）重新厘定了盆地上三叠统延长组卡尼期时限,明确了延长组CPE事件的沉积响应,认为卡尼阶底界大致相当于延长组长7与长8之间的地层界限,顶界相当于长4+5与长3之间的地层界限,CPE事件大致与“长7黑色页岩事件”沉积相对应；2）在卡尼期及CPE事件期间,延长组沉积期湖盆表现为“快速湖侵、震荡式缓慢湖退”特点,十分有利于优质烃源岩的发育；3）受卡尼期古气候及CPE事件影响,延长组内部发育上下两个由于气候环境突变而形成的异整合面,它们对油气分布均具有明显控制作用。该研究对于深入探讨延长组湖盆形成演化机理、沉积层序充填演化特征及指导油气勘探实践均有积极意义。
2023,
41(2):
527-544. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.116
摘要:
在深层—超深层碳酸盐储层仍有大量油气出现,但优质储层成因尚不明确。通过对塔里木盆地寒武系肖尔布拉克组典型井和露头样品进行岩石学观察,总结出主要发育四类岩石类型：微生物岩、颗粒云岩、晶粒云岩和泥晶灰岩。根据阴极发光、流体包裹体测试、碳酸盐矿物碳氧同位素测试,认为上述白云岩基质形成于弱氧化海水；近地表—浅埋藏环境下则主要形成细晶白云石胶结物；深埋藏条件发育中粗晶白云石胶结物和鞍形白云石。随着埋深增大,白云石δ18O呈现降低的趋势,反映形成温度升高,但都具有较正的δ13C。方解石由于烃类并入,具有负偏的δ13C（-4.07‰±0.92‰）,为热化学硫酸盐还原（TSR）成因。原位微量稀土测试显示成岩流体从早期到晚期：从具有海水特征的配分曲线逐步演化为中稀土富集,最终变为轻稀土富集的模式,反映了从海水为主的孔隙水演化为热流体为主的孔隙水的过程。定量统计表明热液溶蚀可提高储层3%的面孔率,最大孔隙度达10%。根据沉积—成岩改造类型,划分出三类优质储层：热液/大气水改造的凝块石储层、热液/TSR改造的浅滩相颗粒云岩储层、TSR改造的膏盐相关白云岩储层。该研究为塔里木盆地寒武系碳酸盐岩油气勘探提供了有利的指导,有助于理解深层—超深层优质白云岩储层成因。
在深层—超深层碳酸盐储层仍有大量油气出现,但优质储层成因尚不明确。通过对塔里木盆地寒武系肖尔布拉克组典型井和露头样品进行岩石学观察,总结出主要发育四类岩石类型：微生物岩、颗粒云岩、晶粒云岩和泥晶灰岩。根据阴极发光、流体包裹体测试、碳酸盐矿物碳氧同位素测试,认为上述白云岩基质形成于弱氧化海水；近地表—浅埋藏环境下则主要形成细晶白云石胶结物；深埋藏条件发育中粗晶白云石胶结物和鞍形白云石。随着埋深增大,白云石δ18O呈现降低的趋势,反映形成温度升高,但都具有较正的δ13C。方解石由于烃类并入,具有负偏的δ13C（-4.07‰±0.92‰）,为热化学硫酸盐还原（TSR）成因。原位微量稀土测试显示成岩流体从早期到晚期：从具有海水特征的配分曲线逐步演化为中稀土富集,最终变为轻稀土富集的模式,反映了从海水为主的孔隙水演化为热流体为主的孔隙水的过程。定量统计表明热液溶蚀可提高储层3%的面孔率,最大孔隙度达10%。根据沉积—成岩改造类型,划分出三类优质储层：热液/大气水改造的凝块石储层、热液/TSR改造的浅滩相颗粒云岩储层、TSR改造的膏盐相关白云岩储层。该研究为塔里木盆地寒武系碳酸盐岩油气勘探提供了有利的指导,有助于理解深层—超深层优质白云岩储层成因。
2023,
41(2):
545-558. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.077
摘要:
研究陇东地区延安组沉积环境精细变化,对认识我国西北地区成煤环境及气候环境演变具有重要意义。通过对陇东新庄井田钻孔岩性和测井资料分析,发现延安组沉积环境总体为三角洲环境,包括河道间、沼泽、天然堤和分流河道四种微相,煤层主要形成于河道间沼泽环境；沉积微相变化反映自下而上水体由浅变深再变浅,水动力由弱变强再减弱的过程。结合区域气候构造资料,显示延安组沉积期盆地内整体气候温暖湿润,构造比较稳定,成煤阶段主要受季节性气候差异的影响。综合分析盆地内延安组一、二段岩性和沉积微相变化,该时期鄂尔多斯盆地古地理环境分为四个阶段：延安组一段早期为气候稳定的沼泽阶段；延安组一段晚期气候相对干燥,以河道间环境为主,盆地局部出现抬升高地；延安组二段早期气候炎热干燥,以分流河道环境为主；延安组二段晚期盆地气候温暖湿润,以河道间沉积环境为主。
研究陇东地区延安组沉积环境精细变化,对认识我国西北地区成煤环境及气候环境演变具有重要意义。通过对陇东新庄井田钻孔岩性和测井资料分析,发现延安组沉积环境总体为三角洲环境,包括河道间、沼泽、天然堤和分流河道四种微相,煤层主要形成于河道间沼泽环境；沉积微相变化反映自下而上水体由浅变深再变浅,水动力由弱变强再减弱的过程。结合区域气候构造资料,显示延安组沉积期盆地内整体气候温暖湿润,构造比较稳定,成煤阶段主要受季节性气候差异的影响。综合分析盆地内延安组一、二段岩性和沉积微相变化,该时期鄂尔多斯盆地古地理环境分为四个阶段：延安组一段早期为气候稳定的沼泽阶段；延安组一段晚期气候相对干燥,以河道间环境为主,盆地局部出现抬升高地；延安组二段早期气候炎热干燥,以分流河道环境为主；延安组二段晚期盆地气候温暖湿润,以河道间沉积环境为主。
2023,
41(2):
559-568. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.106
摘要:
扶余油层是松辽盆地南部最主要的含油层系,目前已进入致密油勘探阶段,查明成岩作用对致密油储层形成和分布规律的影响,对致密油勘探有着至关重要的作用。以松南让字井斜坡带泉四段扶余油层为例,通过岩石薄片、黏土矿物X衍射、扫描电镜实验分析及物性、高压压汞等实验资料,开展成岩作用对致密油储层分布规律的影响研究。研究表明,研究区扶余油层溶蚀孔隙发育的有效储层多为三角洲水下分流河道、分流河道砂岩。在埋藏深度1 750~2 250 m,I/S混层比为25%~15%,对应的成岩阶段为中成岩A2期,此深度带为次生溶蚀孔隙发育带,目前致密油开采多在本带；当埋藏深度大于2 250 m时,I/S混层比小于15%,对应的成岩阶段为中成岩B期,储层进一步致密。将研究区扶余油层划分为常规储层及Ⅰ类致密油储层、Ⅱ类致密油储层与Ⅲ类致密油储层,在纵向上,随埋藏深度的增加,各类储层依次出现。研究区扶余油层致密油勘探最有利的是Ⅰ类和Ⅱ类致密油储层,最有利的勘探深度介于1 750~2 250 m。
扶余油层是松辽盆地南部最主要的含油层系,目前已进入致密油勘探阶段,查明成岩作用对致密油储层形成和分布规律的影响,对致密油勘探有着至关重要的作用。以松南让字井斜坡带泉四段扶余油层为例,通过岩石薄片、黏土矿物X衍射、扫描电镜实验分析及物性、高压压汞等实验资料,开展成岩作用对致密油储层分布规律的影响研究。研究表明,研究区扶余油层溶蚀孔隙发育的有效储层多为三角洲水下分流河道、分流河道砂岩。在埋藏深度1 750~2 250 m,I/S混层比为25%~15%,对应的成岩阶段为中成岩A2期,此深度带为次生溶蚀孔隙发育带,目前致密油开采多在本带；当埋藏深度大于2 250 m时,I/S混层比小于15%,对应的成岩阶段为中成岩B期,储层进一步致密。将研究区扶余油层划分为常规储层及Ⅰ类致密油储层、Ⅱ类致密油储层与Ⅲ类致密油储层,在纵向上,随埋藏深度的增加,各类储层依次出现。研究区扶余油层致密油勘探最有利的是Ⅰ类和Ⅱ类致密油储层,最有利的勘探深度介于1 750~2 250 m。
2023,
41(2):
569-583. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.071
摘要:
对梨树断陷71个湖相原油样品的饱和烃和芳烃进行了气相色谱和色谱—质谱（GC-MS）分析,根据其生物标志化合物组合特征的差异将梨树断陷的原油划分为三种类型,不同成因类型的原油样品中三环萜烷的分布特征差异明显,其中Ⅰ类原油三环萜烷的浓度明显高于Ⅱ类原油,而Ⅱ类原油Σ三环萜烷/17α（H）-藿烷比值明显高于Ⅰ类原油,但不同类型原油中均存在较高含量的高碳数三环萜烷（C28TT-C29TT）,其相对百分含量均高于低碳数三环萜烷（C19TT-C20TT、C21TT、C23TT）。从沉积环境、母质来源和成熟度三方面对高碳数三环萜烷的主控因素进行了探讨,结果表明,梨树断陷不同类型原油的母质来源都是以细菌及低等水生生物为主,（C28TT-C29TT）/17α（H）-藿烷与伽马蜡烷指数有一定的正相关性,说明偏还原性的咸水环境是高碳数三环萜烷富集的次要影响因素。就该研究区而言,Σ三环萜烷/17α（H）-藿烷比值与成熟度参数Ts/（Ts+Tm）、C29-αββ/（αββ+ααα）和MDR均有良好的正相关性,表明热演化程度越高的原油越有利于高碳数三环萜烷的富集。由此可见,成熟度是梨树断陷不同类型原油高碳数三环萜烷相对丰度产生差异的主控因素。
对梨树断陷71个湖相原油样品的饱和烃和芳烃进行了气相色谱和色谱—质谱（GC-MS）分析,根据其生物标志化合物组合特征的差异将梨树断陷的原油划分为三种类型,不同成因类型的原油样品中三环萜烷的分布特征差异明显,其中Ⅰ类原油三环萜烷的浓度明显高于Ⅱ类原油,而Ⅱ类原油Σ三环萜烷/17α（H）-藿烷比值明显高于Ⅰ类原油,但不同类型原油中均存在较高含量的高碳数三环萜烷（C28TT-C29TT）,其相对百分含量均高于低碳数三环萜烷（C19TT-C20TT、C21TT、C23TT）。从沉积环境、母质来源和成熟度三方面对高碳数三环萜烷的主控因素进行了探讨,结果表明,梨树断陷不同类型原油的母质来源都是以细菌及低等水生生物为主,（C28TT-C29TT）/17α（H）-藿烷与伽马蜡烷指数有一定的正相关性,说明偏还原性的咸水环境是高碳数三环萜烷富集的次要影响因素。就该研究区而言,Σ三环萜烷/17α（H）-藿烷比值与成熟度参数Ts/（Ts+Tm）、C29-αββ/（αββ+ααα）和MDR均有良好的正相关性,表明热演化程度越高的原油越有利于高碳数三环萜烷的富集。由此可见,成熟度是梨树断陷不同类型原油高碳数三环萜烷相对丰度产生差异的主控因素。
2023,
41(2):
584-600. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.085
摘要:
陆源有机质在三角洲—浅海沉积体系中扮演着重要的角色,越来越多的深水区油气勘探实践发现存在陆源有机质的贡献,在琼东南盆地崖城组烃源岩甚至以陆源有机质为主,这引起了诸多学者的关注,但由于深水区烃源岩埋深较大、钻井较少,限制了该地区烃源岩研究及勘探进展。为明确陆源有机质分布特征,以琼东南盆地崖南凹陷崖城组地质背景为基础,设计陆源有机质沉积的水槽实验,用“正演”的方法对陆源有机质沉积过程进行观察,并对沉积结果进行取样,对样品进行粒度分析及TOC分析,结合大量分析测试数据及已有的现代河口陆源有机质分布研究实例,对陆源有机质分布特征进行分析,并建立分布模式。结果表明,由物源向深水区方向,陆源有机碳含量呈先增大后减小的趋势,在三角洲前缘—浅海过渡区出现最大值,古地形坡度越缓,水动力环境越弱,三角洲发育范围受限,陆源有机质搬运最远距离向物源方向迁移。
陆源有机质在三角洲—浅海沉积体系中扮演着重要的角色,越来越多的深水区油气勘探实践发现存在陆源有机质的贡献,在琼东南盆地崖城组烃源岩甚至以陆源有机质为主,这引起了诸多学者的关注,但由于深水区烃源岩埋深较大、钻井较少,限制了该地区烃源岩研究及勘探进展。为明确陆源有机质分布特征,以琼东南盆地崖南凹陷崖城组地质背景为基础,设计陆源有机质沉积的水槽实验,用“正演”的方法对陆源有机质沉积过程进行观察,并对沉积结果进行取样,对样品进行粒度分析及TOC分析,结合大量分析测试数据及已有的现代河口陆源有机质分布研究实例,对陆源有机质分布特征进行分析,并建立分布模式。结果表明,由物源向深水区方向,陆源有机碳含量呈先增大后减小的趋势,在三角洲前缘—浅海过渡区出现最大值,古地形坡度越缓,水动力环境越弱,三角洲发育范围受限,陆源有机质搬运最远距离向物源方向迁移。
2023,
41(2):
601-609. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.107
摘要:
苯基菲（PhP）广泛分布于沉积有机质和原油中,是重要的苯基多环芳烃化合物。通过标样相对保留时间和标准保留指数对比的方法,对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地26件煤中苯基菲系列进行了系统、准确地鉴定,确定了其在色谱柱（HP-5MS）上的流出顺序：4-、9-、1-、3-、2-苯基菲。采用量子化学计算的方法,精确计算了苯基菲系列的热力学性质,确定了其热稳定性大小顺序为：2->3->9->1->4-PhP。结合不同成熟度煤中该系列的分布特征,提出成熟度参数苯基菲比值（PhPR=（2+3）-PhP/（1+9）-PhP）,初步建立了其与镜质组反射率（Ro）的定量关系式：Rc（%）=0.06×PhPR+0.32（Ro>0.4%）,并发现沉积环境对苯基菲比值的影响很小,认为该参数是定量评价低熟—高熟原油和烃源岩（II~III型干酪根）成熟度的良好指标。对比甲基菲（MP）分布特征和热稳定性发现,苯基菲比值的化学机理可能主要与苯基迁移作用有关,即随着成熟度的升高,1-苯基菲可能通过1,2-苯基迁移作用转化为2-和3-苯基菲。相比于对应的甲基菲参数（（2+3）-MP/（1+9）-MP）,苯基菲比值对成熟度的变化更敏感。
苯基菲（PhP）广泛分布于沉积有机质和原油中,是重要的苯基多环芳烃化合物。通过标样相对保留时间和标准保留指数对比的方法,对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地26件煤中苯基菲系列进行了系统、准确地鉴定,确定了其在色谱柱（HP-5MS）上的流出顺序：4-、9-、1-、3-、2-苯基菲。采用量子化学计算的方法,精确计算了苯基菲系列的热力学性质,确定了其热稳定性大小顺序为：2->3->9->1->4-PhP。结合不同成熟度煤中该系列的分布特征,提出成熟度参数苯基菲比值（PhPR=（2+3）-PhP/（1+9）-PhP）,初步建立了其与镜质组反射率（Ro）的定量关系式：Rc（%）=0.06×PhPR+0.32（Ro>0.4%）,并发现沉积环境对苯基菲比值的影响很小,认为该参数是定量评价低熟—高熟原油和烃源岩（II~III型干酪根）成熟度的良好指标。对比甲基菲（MP）分布特征和热稳定性发现,苯基菲比值的化学机理可能主要与苯基迁移作用有关,即随着成熟度的升高,1-苯基菲可能通过1,2-苯基迁移作用转化为2-和3-苯基菲。相比于对应的甲基菲参数（（2+3）-MP/（1+9）-MP）,苯基菲比值对成熟度的变化更敏感。
2023,
41(2):
610-618. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.079
摘要:
原油金属卟啉化合物对于揭示古环境变化过程中有机—无机相互作用及海洋缺氧事件具有重要意义。目前关于金属含量低于10 mg/kg的高成熟原油金属卟啉的分子组成研究鲜见报导。针对基质辅助激光解吸电离源（MALDI）,合成了比金属卟啉电离能高出1.3 eV的新型电离基质,用于促进金属卟啉电离。通过液液萃取富集了塔里木盆地高成熟原油（等效Ro为1.79~2.42%）中的金属卟啉。利用MALDI结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）实现了金属含量小于4.0 mg/kg的高成熟原油中痕量金属卟啉的分子组成分析。新发现并鉴定了10个含有1个氧原子的钒卟啉,7个含有2个氧原子的钒卟啉和1个同时含有1个氧原子和1个硫原子的钒卟啉,实现了在痕量钒卟啉和镍卟啉的同步分析,证实了在高成熟原油中存在金属卟啉化合物。并对新发现的金属卟啉的形成机理进行了讨论。
原油金属卟啉化合物对于揭示古环境变化过程中有机—无机相互作用及海洋缺氧事件具有重要意义。目前关于金属含量低于10 mg/kg的高成熟原油金属卟啉的分子组成研究鲜见报导。针对基质辅助激光解吸电离源（MALDI）,合成了比金属卟啉电离能高出1.3 eV的新型电离基质,用于促进金属卟啉电离。通过液液萃取富集了塔里木盆地高成熟原油（等效Ro为1.79~2.42%）中的金属卟啉。利用MALDI结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）实现了金属含量小于4.0 mg/kg的高成熟原油中痕量金属卟啉的分子组成分析。新发现并鉴定了10个含有1个氧原子的钒卟啉,7个含有2个氧原子的钒卟啉和1个同时含有1个氧原子和1个硫原子的钒卟啉,实现了在痕量钒卟啉和镍卟啉的同步分析,证实了在高成熟原油中存在金属卟啉化合物。并对新发现的金属卟啉的形成机理进行了讨论。
2023,
41(2):
619-632. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.097
摘要:
海陆过渡相富有机质泥页岩已在国内多个区块取得重要突破,以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,基于岩性特征,运用铸体薄片观察、厚度对比、有机地化、全岩X射线衍射、孔隙度、渗透率、扫描电镜、高压压汞、低温N2吸附等技术手段,综合分析西昌盆地上三叠统泥页岩储层特征及其主控因素。结果表明：西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩有机碳含量介于0.3%~2.21%,平均为1.02%,有机质类型为Ⅱ2型和Ⅲ型；有机质成熟度介于1.02%~3.87%。富有机质泥页岩的厚度介于30~110 m,脆性矿物含量较高,为11%~77%,平均为40.5%。孔隙度介于1.28%~9.02%,平均为4.03%,渗透率在（0.001 7~0.146）×10-3 μm2之间,平均为0.03×10-3 μm2。比表面积介于6.25~13.7 m2/g,平均为10.17 m2/g,平均孔径为6.66~9.79 nm。有机碳含量与孔隙度具正相关性,研究区内泥页岩有机质演化程度分布不均,孔隙度与有机质成熟度之间具有正相关性,脆性矿物含量与孔隙度之间具微弱的正相关性,黏土矿物含量与孔隙度之间具有微弱的负相关性。总体而言,西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩储层具有良好的页岩气基础地质条件,具有较大的勘探与开发潜力。
海陆过渡相富有机质泥页岩已在国内多个区块取得重要突破,以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,基于岩性特征,运用铸体薄片观察、厚度对比、有机地化、全岩X射线衍射、孔隙度、渗透率、扫描电镜、高压压汞、低温N2吸附等技术手段,综合分析西昌盆地上三叠统泥页岩储层特征及其主控因素。结果表明：西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩有机碳含量介于0.3%~2.21%,平均为1.02%,有机质类型为Ⅱ2型和Ⅲ型；有机质成熟度介于1.02%~3.87%。富有机质泥页岩的厚度介于30~110 m,脆性矿物含量较高,为11%~77%,平均为40.5%。孔隙度介于1.28%~9.02%,平均为4.03%,渗透率在（0.001 7~0.146）×10-3 μm2之间,平均为0.03×10-3 μm2。比表面积介于6.25~13.7 m2/g,平均为10.17 m2/g,平均孔径为6.66~9.79 nm。有机碳含量与孔隙度具正相关性,研究区内泥页岩有机质演化程度分布不均,孔隙度与有机质成熟度之间具有正相关性,脆性矿物含量与孔隙度之间具微弱的正相关性,黏土矿物含量与孔隙度之间具有微弱的负相关性。总体而言,西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩储层具有良好的页岩气基础地质条件,具有较大的勘探与开发潜力。
2023,
41(2):
633-645. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.101
摘要:
采用岩心观察描述、样品薄片鉴定、激光共聚焦孔缝扫描、X衍射成分分析及扫描电镜观察等技术,对柴达木盆地新生代湖相细粒碎屑岩储层的沉积特征、储层特征、成岩作用及成岩阶段进行研究,明确了茫崖地区浅层和中深层两套细粒碎屑岩优质储层的成因及控制因素。结果表明：茫崖地区的细粒碎屑岩发育的沉积环境主要为滨浅湖滩坝和灰泥坪,具有相带变化快、岩石成分混杂、杂基含量高的特点。细粒沉积岩以低孔特低渗储层为主,浅层物性相对较好,发育残余粒间孔、粒间溶孔及黏土矿物晶间孔,具有分散分布以较粗孔喉为主和相对集中分布以连通微细孔喉为主两类孔喉组合；深层较致密,局部发育粒间溶孔,为相对集中分布的微细孔喉组合。影响储层发育的成岩作用主要为压实作用,两期碳酸盐岩胶结及溶蚀作用；其中压实作用控制浅层残余粒间孔的发育,早期的方解石胶结物抑制了压实作用,同时也是后期溶蚀发育的主要部位；溶蚀作用主要为浅层酸性流体在粒间孔基础上的溶蚀,是形成优质储层的关键。
采用岩心观察描述、样品薄片鉴定、激光共聚焦孔缝扫描、X衍射成分分析及扫描电镜观察等技术,对柴达木盆地新生代湖相细粒碎屑岩储层的沉积特征、储层特征、成岩作用及成岩阶段进行研究,明确了茫崖地区浅层和中深层两套细粒碎屑岩优质储层的成因及控制因素。结果表明：茫崖地区的细粒碎屑岩发育的沉积环境主要为滨浅湖滩坝和灰泥坪,具有相带变化快、岩石成分混杂、杂基含量高的特点。细粒沉积岩以低孔特低渗储层为主,浅层物性相对较好,发育残余粒间孔、粒间溶孔及黏土矿物晶间孔,具有分散分布以较粗孔喉为主和相对集中分布以连通微细孔喉为主两类孔喉组合；深层较致密,局部发育粒间溶孔,为相对集中分布的微细孔喉组合。影响储层发育的成岩作用主要为压实作用,两期碳酸盐岩胶结及溶蚀作用；其中压实作用控制浅层残余粒间孔的发育,早期的方解石胶结物抑制了压实作用,同时也是后期溶蚀发育的主要部位；溶蚀作用主要为浅层酸性流体在粒间孔基础上的溶蚀,是形成优质储层的关键。
2023,
41(2):
646-659. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.092
摘要:
陆相细粒岩储层与海相细粒岩储层在物质组成、沉积环境方面差别较大,储层质量影响因素也不尽相同。以四川盆地下侏罗统为例,利用X射线衍射、氦气法测孔渗、元素地球化学、有机地化分析、扫描电镜等多种实验测试手段,分析陆相细粒岩组成成分、储层物性特征和空间类型,探讨陆相细粒岩储层质量的主控因素。研究认为,四川盆地下侏罗统细粒岩的主要组成矿物为黏土矿物、石英、碳酸盐矿物。黏土矿物与石英普遍含量较高,碳酸盐矿物局部富集。陆相细粒岩层段主要由5种岩石类型组成,包括页岩、介壳泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和介壳灰岩。页岩与介壳泥岩有机质含量较高,物性较好,可作为良好的页岩气储层。陆相细粒岩储层的储集空间主要为黏土矿物片间孔和微裂缝。储层质量主要受沉积环境和成岩作用的影响,与组成成分关系较小。半深湖控制富有机质细粒岩的分布。还原、低盐度、潮湿、物源充足的沉积环境有利于细粒岩孔隙空间的发育,为储层的形成提供物质基础。黏土矿物片间孔在超压作用下保存下来,为页岩气富集提供了储集空间。
陆相细粒岩储层与海相细粒岩储层在物质组成、沉积环境方面差别较大,储层质量影响因素也不尽相同。以四川盆地下侏罗统为例,利用X射线衍射、氦气法测孔渗、元素地球化学、有机地化分析、扫描电镜等多种实验测试手段,分析陆相细粒岩组成成分、储层物性特征和空间类型,探讨陆相细粒岩储层质量的主控因素。研究认为,四川盆地下侏罗统细粒岩的主要组成矿物为黏土矿物、石英、碳酸盐矿物。黏土矿物与石英普遍含量较高,碳酸盐矿物局部富集。陆相细粒岩层段主要由5种岩石类型组成,包括页岩、介壳泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和介壳灰岩。页岩与介壳泥岩有机质含量较高,物性较好,可作为良好的页岩气储层。陆相细粒岩储层的储集空间主要为黏土矿物片间孔和微裂缝。储层质量主要受沉积环境和成岩作用的影响,与组成成分关系较小。半深湖控制富有机质细粒岩的分布。还原、低盐度、潮湿、物源充足的沉积环境有利于细粒岩孔隙空间的发育,为储层的形成提供物质基础。黏土矿物片间孔在超压作用下保存下来,为页岩气富集提供了储集空间。
