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, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.078
摘要:
【目的】早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。【方法】本文利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐台地普林斯巴晚期–托阿尔(最早)期的生物地层学(大型底栖有孔虫)、沉积学和碳同位素(δ13C)地层学,探讨碳循环扰动以及相应的气候环境变化对该地区的碳酸盐台地生物演化过程影响。【结果】普林斯巴晚期–托阿尔(最早)期大型底栖有孔虫生物地层显示有3个带:Bosniella oenensis–Cyclorbitosella tibetica(?)、Streptocyclammina liasica和Siphovalvulina sp. A。在生物地层基础上,我们识别出以δ13C正偏移为特征的普林斯巴晚期margaritatus菊石带事件(margaritatus zone event, ME)和以δ13C负偏移为特征的margaritatus–spinatum界线事件(margaritatus–spinatum boundary event, MSBE)。【结论】在ME期间,生屑颗粒含量呈增长趋势、大型底栖有孔虫的种属和数量保持较高的水平以及Lithiotis Fauna出现并扩散,这可能表明有机质的大量埋藏消耗了辛涅缪尔晚期–普林斯巴早期产生的大量CO2,从而创造了更适合生物生存的海洋环境条件。在MSBE期间,生屑颗粒含量以及Lithiotis Fauna丰度和长度整体呈下降趋势,并且部分大型底栖有孔虫的灭绝,表明该时期存在着生物危机,可能与海平面下降有关。虽然Lithiotis Fauna存在大小和出现的频率变化,但不可否认的是,Lithiotis Fauna在普林斯巴期整个特提斯浅水碳酸盐台地蓬勃发展,直到T-OAE时期才完全破坏其生存条件。
【目的】早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。【方法】本文利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐台地普林斯巴晚期–托阿尔(最早)期的生物地层学(大型底栖有孔虫)、沉积学和碳同位素(δ13C)地层学,探讨碳循环扰动以及相应的气候环境变化对该地区的碳酸盐台地生物演化过程影响。【结果】普林斯巴晚期–托阿尔(最早)期大型底栖有孔虫生物地层显示有3个带:Bosniella oenensis–Cyclorbitosella tibetica(?)、Streptocyclammina liasica和Siphovalvulina sp. A。在生物地层基础上,我们识别出以δ13C正偏移为特征的普林斯巴晚期margaritatus菊石带事件(margaritatus zone event, ME)和以δ13C负偏移为特征的margaritatus–spinatum界线事件(margaritatus–spinatum boundary event, MSBE)。【结论】在ME期间,生屑颗粒含量呈增长趋势、大型底栖有孔虫的种属和数量保持较高的水平以及Lithiotis Fauna出现并扩散,这可能表明有机质的大量埋藏消耗了辛涅缪尔晚期–普林斯巴早期产生的大量CO2,从而创造了更适合生物生存的海洋环境条件。在MSBE期间,生屑颗粒含量以及Lithiotis Fauna丰度和长度整体呈下降趋势,并且部分大型底栖有孔虫的灭绝,表明该时期存在着生物危机,可能与海平面下降有关。虽然Lithiotis Fauna存在大小和出现的频率变化,但不可否认的是,Lithiotis Fauna在普林斯巴期整个特提斯浅水碳酸盐台地蓬勃发展,直到T-OAE时期才完全破坏其生存条件。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.059
摘要:
【目的】“碳酸盐(生产)工厂”研究强调生物群落对碳酸盐生产过程以及规模的调控和特异性影响,对深入认识碳酸盐岩成因和形成机制方面具有重要价值,是碳酸盐沉积学领域关注热点和重要方向。虽然该概念的正式提出已有二十多年历史,但如何从工厂角度解读地质历史时期,特别是深时特异性、大规模碳酸盐岩的发育过程和影响因素等方面缺乏系统性认识。【方法】以河南云梦山剖面寒武系崮山组为例,利用多尺度、网格定量化评价方法对微生物碳酸盐生产工厂的具体样式、内部结构、建造过程等方面进行了详细阐述。【结果】结果显示研究区微生物碳酸盐生产工厂以底栖微生物群落为主要建造者,形成样式包括:叠层石、凝块石、树枝石、均一石以及微生物诱导沉积构造(MISS)。伴生的颗粒类型包括鲕粒、球粒、生屑、竹叶状内碎屑和微生物岩角砾,主要分布于工厂建造格架间。微生物碳酸盐生产工厂发育具期次性,单期工厂发育规模较小(海底至水面高度不足1米)但空间延伸广,包括半球状、穹窿状、板状等宏观形态;其内部结构包括少量单独的建造样式,以及广泛发育的垂向复合形式。【结论】通过分析影响工厂发育的各类因素,局限潮坪环境下较高的营养水平对微生物碳酸盐生产工厂的繁盛可能起到了主要作用,而古丈期总体海侵背景造成适宜微生物碳酸盐生产工厂发育的环境消失,导致工厂最终关闭。相关工作的开展提供了一个与现代澳大利亚Hamelin Pool微生物碳酸盐生产工厂非常相似的古代实例,对认识寒武纪碳酸盐生产工厂类型、特征和演化规律方面具有较好的参考价值。
【目的】“碳酸盐(生产)工厂”研究强调生物群落对碳酸盐生产过程以及规模的调控和特异性影响,对深入认识碳酸盐岩成因和形成机制方面具有重要价值,是碳酸盐沉积学领域关注热点和重要方向。虽然该概念的正式提出已有二十多年历史,但如何从工厂角度解读地质历史时期,特别是深时特异性、大规模碳酸盐岩的发育过程和影响因素等方面缺乏系统性认识。【方法】以河南云梦山剖面寒武系崮山组为例,利用多尺度、网格定量化评价方法对微生物碳酸盐生产工厂的具体样式、内部结构、建造过程等方面进行了详细阐述。【结果】结果显示研究区微生物碳酸盐生产工厂以底栖微生物群落为主要建造者,形成样式包括:叠层石、凝块石、树枝石、均一石以及微生物诱导沉积构造(MISS)。伴生的颗粒类型包括鲕粒、球粒、生屑、竹叶状内碎屑和微生物岩角砾,主要分布于工厂建造格架间。微生物碳酸盐生产工厂发育具期次性,单期工厂发育规模较小(海底至水面高度不足1米)但空间延伸广,包括半球状、穹窿状、板状等宏观形态;其内部结构包括少量单独的建造样式,以及广泛发育的垂向复合形式。【结论】通过分析影响工厂发育的各类因素,局限潮坪环境下较高的营养水平对微生物碳酸盐生产工厂的繁盛可能起到了主要作用,而古丈期总体海侵背景造成适宜微生物碳酸盐生产工厂发育的环境消失,导致工厂最终关闭。相关工作的开展提供了一个与现代澳大利亚Hamelin Pool微生物碳酸盐生产工厂非常相似的古代实例,对认识寒武纪碳酸盐生产工厂类型、特征和演化规律方面具有较好的参考价值。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.082
摘要:
莱州湾位于渤海陆架的南端,是研究第四纪东北亚地理与环境重组的关键地点之一,较为连续地记录了渤海盆地陆—海转换时区域环境变化的历史。为揭示区域地层特征及其可能的环境意义,本文以莱州湾地区11支钻孔岩心为研究对象,详细分析了第四纪地层对比框架与沉积演化过程。具体包括:(1)通过布容正极性时和松山负极性时两个等时面的对比分析,推测莱州湾地区向海一侧可能在早更新世经历了显著的沉降过程,导致了盆地向南(山区一侧)广泛扩张;(2)基于11支钻孔岩心的地层特征对比,初步构建了区域第四纪地层框架,识别出17个水退—水进旋回,包括全新统1个、中更新统上部—上更新统2个、下更新统上部—中更新统7个,和下更新统7个;(3)开展环渤海地区地层对比研究,基于加拉米诺正极性亚时的等时面对比,推测中更新世渤海盆地向东、西北缘显著扩张。在此基础上,初步重建了渤海盆地陆—海转换的主要过程,包括晚上新世的泛湖—湖群环境,早更新世的大湖发育(最近一期“渤海古湖”),中更新世大湖萎缩—弱海侵过程,至晚更新世大海侵—陆架沉积环境等阶段。因此,莱州湾第四系的初步框架为重构盆地演化和区域古环境过程提供了新证据,也为探讨更大区域内盆地演化的协同性积累了新素材;不过由于缺少生物化石序列等证据,这些推测仍需更多检验。
莱州湾位于渤海陆架的南端,是研究第四纪东北亚地理与环境重组的关键地点之一,较为连续地记录了渤海盆地陆—海转换时区域环境变化的历史。为揭示区域地层特征及其可能的环境意义,本文以莱州湾地区11支钻孔岩心为研究对象,详细分析了第四纪地层对比框架与沉积演化过程。具体包括:(1)通过布容正极性时和松山负极性时两个等时面的对比分析,推测莱州湾地区向海一侧可能在早更新世经历了显著的沉降过程,导致了盆地向南(山区一侧)广泛扩张;(2)基于11支钻孔岩心的地层特征对比,初步构建了区域第四纪地层框架,识别出17个水退—水进旋回,包括全新统1个、中更新统上部—上更新统2个、下更新统上部—中更新统7个,和下更新统7个;(3)开展环渤海地区地层对比研究,基于加拉米诺正极性亚时的等时面对比,推测中更新世渤海盆地向东、西北缘显著扩张。在此基础上,初步重建了渤海盆地陆—海转换的主要过程,包括晚上新世的泛湖—湖群环境,早更新世的大湖发育(最近一期“渤海古湖”),中更新世大湖萎缩—弱海侵过程,至晚更新世大海侵—陆架沉积环境等阶段。因此,莱州湾第四系的初步框架为重构盆地演化和区域古环境过程提供了新证据,也为探讨更大区域内盆地演化的协同性积累了新素材;不过由于缺少生物化石序列等证据,这些推测仍需更多检验。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.069
摘要:
湖泊年纹层是季节-年际尺度的超高分辨率地质记录,对发展高精度地质年代学和研究古气候与古环境具有重要意义。本文综合前人研究成果,对湖泊年纹层的形成和保存、识别和分类、纹层年代学以及湖泊年纹层对古气候和古环境的指示等方面进行了总结:1)湖泊年纹层的形成和保存受季节性气候和环境变化的影响,在北半球中高纬地区分布较广;2)对湖泊年纹层的鉴定需结合其物理、化学和生物特征,并通过放射性同位素定年手段进行交叉验证;3)湖泊年纹层可用于建立精确的或浮动的年代学标尺;4)湖泊年纹层普遍用于重建年际古气候与古环境,但是研究程度不均衡,时间上主要集中于第四纪,空间上主要集中于欧美地区。结合目前湖泊年纹层的研究现状和不足,本文有以下展望:1)加强现代沉积过程监测,优化湖泊年纹层识别标准;2)利用多种研究手段,系统构建并完善湖泊年纹层研究体系;3)深入挖掘深时湖泊年纹层的研究价值,聚焦深时年际古气候变化等科学前沿。
湖泊年纹层是季节-年际尺度的超高分辨率地质记录,对发展高精度地质年代学和研究古气候与古环境具有重要意义。本文综合前人研究成果,对湖泊年纹层的形成和保存、识别和分类、纹层年代学以及湖泊年纹层对古气候和古环境的指示等方面进行了总结:1)湖泊年纹层的形成和保存受季节性气候和环境变化的影响,在北半球中高纬地区分布较广;2)对湖泊年纹层的鉴定需结合其物理、化学和生物特征,并通过放射性同位素定年手段进行交叉验证;3)湖泊年纹层可用于建立精确的或浮动的年代学标尺;4)湖泊年纹层普遍用于重建年际古气候与古环境,但是研究程度不均衡,时间上主要集中于第四纪,空间上主要集中于欧美地区。结合目前湖泊年纹层的研究现状和不足,本文有以下展望:1)加强现代沉积过程监测,优化湖泊年纹层识别标准;2)利用多种研究手段,系统构建并完善湖泊年纹层研究体系;3)深入挖掘深时湖泊年纹层的研究价值,聚焦深时年际古气候变化等科学前沿。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.071
摘要:
竹叶状灰岩通常被解释为风暴沉积,但其沉积过程,尤其是含竖直砾屑的竹叶状灰岩丘的成因,仍存在很大争议。该文对鲁西寒武系芙蓉统炒米店组的此类竹叶状灰岩开展了传统沉积学研究,以示其蕴含的复杂的沉积过程。该竹叶状灰岩发育在两中厚层鲕粒灰岩之间,以底平顶凸的丘形为特征,也见不规则形态。竹叶状砾屑是由先前沉积的薄板状球粒颗粒灰岩,被风暴引起的强水流或波浪破碎而成;这些砾屑在鲕粒灰岩硬底构造之上,由风暴混合流改造搬运,最终呈不连续的丘状或不规则状堆积起来。杂基中的化石碎屑、破碎的鲕粒、及钙化微生物团块等也指示了高能动荡的水体环境。在竹叶状砾屑沉积时,微生物在其之上或之间生长、钙化,并将砾屑粘结,阻止了砾屑被再次改造而保存为一些竖直或倾斜的排列状态;同时钙化微生物粘结或障积更多的竹叶状砾屑,而最终形成大小不一的竹叶状丘或滩。竹叶状砾屑丘在沉积之后,其边缘和顶部不断地被强水流和波浪侵蚀,并被随之沉积的鲕粒覆盖。该研究揭示了丘形竹叶状灰岩复杂动荡的沉积过程,其指示了多次风暴事件的沉积、侵蚀和改造。基于详细系统的沉积学特征,对竹叶状灰岩的成因解释,将对深时风暴的频率、强度及沉积过程等有一定的指导意义。
竹叶状灰岩通常被解释为风暴沉积,但其沉积过程,尤其是含竖直砾屑的竹叶状灰岩丘的成因,仍存在很大争议。该文对鲁西寒武系芙蓉统炒米店组的此类竹叶状灰岩开展了传统沉积学研究,以示其蕴含的复杂的沉积过程。该竹叶状灰岩发育在两中厚层鲕粒灰岩之间,以底平顶凸的丘形为特征,也见不规则形态。竹叶状砾屑是由先前沉积的薄板状球粒颗粒灰岩,被风暴引起的强水流或波浪破碎而成;这些砾屑在鲕粒灰岩硬底构造之上,由风暴混合流改造搬运,最终呈不连续的丘状或不规则状堆积起来。杂基中的化石碎屑、破碎的鲕粒、及钙化微生物团块等也指示了高能动荡的水体环境。在竹叶状砾屑沉积时,微生物在其之上或之间生长、钙化,并将砾屑粘结,阻止了砾屑被再次改造而保存为一些竖直或倾斜的排列状态;同时钙化微生物粘结或障积更多的竹叶状砾屑,而最终形成大小不一的竹叶状丘或滩。竹叶状砾屑丘在沉积之后,其边缘和顶部不断地被强水流和波浪侵蚀,并被随之沉积的鲕粒覆盖。该研究揭示了丘形竹叶状灰岩复杂动荡的沉积过程,其指示了多次风暴事件的沉积、侵蚀和改造。基于详细系统的沉积学特征,对竹叶状灰岩的成因解释,将对深时风暴的频率、强度及沉积过程等有一定的指导意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.075
摘要:
【目的】转换陆缘虽然发现时间相对较晚,但近年却获得重大油气勘探发现;其海底扇沉积特征和沉积模式是当前深水油气勘探研究的热点。【方法】本文以赤道大西洋漂移晚期转换陆缘为例,利用PaleoScan全三维智能解释手段和三色(RGB)混相分频技术,揭示了转换陆缘海底扇的沉积特征与沉积模式。【结果】漂移晚期陆缘上发育的海底扇主要由深水水道和末端朵叶两个亚相单元构成。在剖面上,深水水道连续无间断发育,呈多期叠置状;在平面上,单期水道-朵叶复合体规模相对较小,且无溢岸和决口沉积伴生,在远物源一端,多期水道-朵叶复合体则汇聚叠置成裙边状。【结论】海底扇的剖面沉积特征是转换陆缘“较小陆架宽度(平均为43 km)”的沉积响应。窄陆架使得陆源沉积物在基准面变化的任何时刻均可被搬运分散到深水陆坡,导致形成的多期水道复合体在剖面上连续叠置。海底扇的平面沉积特征是转换陆缘“窄(平均为23 km)陡(平均为5.4°)陆坡地貌”的沉积响应。窄陡陆坡孕育“流速大-侵蚀能力强”的重力流,其所形成的水道不易发生溢岸和决口现象,从而使得单期水道-朵叶复合体的平面规模相对较小;此外,由于陆坡外缘海山或转换脊的存在,其阻挡了重力流进一步向下游流动,使得水道-朵叶复合体多期汇聚叠置成裙边状。
【目的】转换陆缘虽然发现时间相对较晚,但近年却获得重大油气勘探发现;其海底扇沉积特征和沉积模式是当前深水油气勘探研究的热点。【方法】本文以赤道大西洋漂移晚期转换陆缘为例,利用PaleoScan全三维智能解释手段和三色(RGB)混相分频技术,揭示了转换陆缘海底扇的沉积特征与沉积模式。【结果】漂移晚期陆缘上发育的海底扇主要由深水水道和末端朵叶两个亚相单元构成。在剖面上,深水水道连续无间断发育,呈多期叠置状;在平面上,单期水道-朵叶复合体规模相对较小,且无溢岸和决口沉积伴生,在远物源一端,多期水道-朵叶复合体则汇聚叠置成裙边状。【结论】海底扇的剖面沉积特征是转换陆缘“较小陆架宽度(平均为43 km)”的沉积响应。窄陆架使得陆源沉积物在基准面变化的任何时刻均可被搬运分散到深水陆坡,导致形成的多期水道复合体在剖面上连续叠置。海底扇的平面沉积特征是转换陆缘“窄(平均为23 km)陡(平均为5.4°)陆坡地貌”的沉积响应。窄陡陆坡孕育“流速大-侵蚀能力强”的重力流,其所形成的水道不易发生溢岸和决口现象,从而使得单期水道-朵叶复合体的平面规模相对较小;此外,由于陆坡外缘海山或转换脊的存在,其阻挡了重力流进一步向下游流动,使得水道-朵叶复合体多期汇聚叠置成裙边状。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.080
摘要:
风成沉积作为风对地球表层沉积物剥蚀、搬运和堆积的产物,在地质历史时期具有广泛的时空分布,其形成演化与以干旱为主的气候条件和相对持续沉降的古地理背景密切相关,是开展区域古地理和古气候研究的重要载体和理想材料。经过近百年的研究,目前国际上已形了成较为完善的风成沉积理论体系,有效地促进了古风成沉积的识别和解释。然而,目前国内还没有相关综述性文章对风成沉积理论体系进行系统介绍。近年来,随着我国越来越多的古沙漠盆地被发现和报道,古风成沉积的研究逐渐受到了国内外广泛关注。为了更好的推动我国风成沉积学研究,本文在前人研究基础上,从大气的流动特征、风的流体性质与风场、沉积物的搬运、风成沉积的组成与结构、风成床沙形体、风成地层、风成界面、风成沉积体系、风成沉积的形成与保存等方面对风成沉积理论体系进行了详细介绍,探讨了当前风成沉积研究中存在的问题,并展望了未来研究的重要方向。
风成沉积作为风对地球表层沉积物剥蚀、搬运和堆积的产物,在地质历史时期具有广泛的时空分布,其形成演化与以干旱为主的气候条件和相对持续沉降的古地理背景密切相关,是开展区域古地理和古气候研究的重要载体和理想材料。经过近百年的研究,目前国际上已形了成较为完善的风成沉积理论体系,有效地促进了古风成沉积的识别和解释。然而,目前国内还没有相关综述性文章对风成沉积理论体系进行系统介绍。近年来,随着我国越来越多的古沙漠盆地被发现和报道,古风成沉积的研究逐渐受到了国内外广泛关注。为了更好的推动我国风成沉积学研究,本文在前人研究基础上,从大气的流动特征、风的流体性质与风场、沉积物的搬运、风成沉积的组成与结构、风成床沙形体、风成地层、风成界面、风成沉积体系、风成沉积的形成与保存等方面对风成沉积理论体系进行了详细介绍,探讨了当前风成沉积研究中存在的问题,并展望了未来研究的重要方向。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.063
摘要:
【目的】为了解四川盆地大安寨段介壳灰岩-页岩混积层系的沉积特征及对页岩油有利层段的影响,【方法】以川东北达州铁山金窝及梁平福禄镇野外剖面为研究对象,开展岩石薄片、XRD全岩、有机地化等分析测试,详细评价了大安寨段页岩层系的岩相类型及序列、源储品质和有利层段。【结果】结果表明:1)大安寨段为一套以灰岩-页岩为主的混积层系,不同岩相有序叠置形成多种向上变浅的岩相序列,从浅湖到半深湖-深湖环境中共识别出6种向上变浅的分米-米级的岩相序列:①页岩-含介壳/介壳质页岩、②页岩-纹层/薄层介壳灰岩、③页岩-中层介壳灰岩、④页岩-瘤状泥晶灰岩、⑤薄层页岩-介壳灰岩-结晶灰岩、⑥介壳灰岩-粉砂岩/细砂岩。2)不同序列的源储品质差异较大,序列1-3的黑色页岩最为发育,烃源品质最好,单期序列内黑色页岩的有机碳含量具有下高上低的趋势,有机碳(TOC)随介壳含量增加逐渐减少。不同岩性物性差异大,页岩孔隙度高于灰岩和粉砂岩,但黏土含量高、孔径小,渗流能力差。灰岩易发育节理缝,节理密度随灰岩厚度增加呈指数下降。因此发育中层、薄层灰岩的序列2-4储集性能更好。3)大安寨段页岩油具有源储分离、优质储层薄的特征。野外油苗主要分布于中薄层介壳灰岩的节理附近,有利储集段主要受控于沉积条件、微裂缝以及源储配置的影响。【结论】6种序列中以序列2和3的源储配置条件最好,为页岩油的有利层段。
【目的】为了解四川盆地大安寨段介壳灰岩-页岩混积层系的沉积特征及对页岩油有利层段的影响,【方法】以川东北达州铁山金窝及梁平福禄镇野外剖面为研究对象,开展岩石薄片、XRD全岩、有机地化等分析测试,详细评价了大安寨段页岩层系的岩相类型及序列、源储品质和有利层段。【结果】结果表明:1)大安寨段为一套以灰岩-页岩为主的混积层系,不同岩相有序叠置形成多种向上变浅的岩相序列,从浅湖到半深湖-深湖环境中共识别出6种向上变浅的分米-米级的岩相序列:①页岩-含介壳/介壳质页岩、②页岩-纹层/薄层介壳灰岩、③页岩-中层介壳灰岩、④页岩-瘤状泥晶灰岩、⑤薄层页岩-介壳灰岩-结晶灰岩、⑥介壳灰岩-粉砂岩/细砂岩。2)不同序列的源储品质差异较大,序列1-3的黑色页岩最为发育,烃源品质最好,单期序列内黑色页岩的有机碳含量具有下高上低的趋势,有机碳(TOC)随介壳含量增加逐渐减少。不同岩性物性差异大,页岩孔隙度高于灰岩和粉砂岩,但黏土含量高、孔径小,渗流能力差。灰岩易发育节理缝,节理密度随灰岩厚度增加呈指数下降。因此发育中层、薄层灰岩的序列2-4储集性能更好。3)大安寨段页岩油具有源储分离、优质储层薄的特征。野外油苗主要分布于中薄层介壳灰岩的节理附近,有利储集段主要受控于沉积条件、微裂缝以及源储配置的影响。【结论】6种序列中以序列2和3的源储配置条件最好,为页岩油的有利层段。
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摘要:
摘 要 通过室内定性资料整合分析,综述了金衢盆地的构造环境演化,并利用地球化学方法,辅以野外调查事实,对其作了定量及定性判别;从金衢盆地的基底、稀土元素、微量元素及同位素特征等方面对金衢盆地的构造环境作了描述,展示了金衢盆地构造环境演化的多阶段特点。
摘 要 通过室内定性资料整合分析,综述了金衢盆地的构造环境演化,并利用地球化学方法,辅以野外调查事实,对其作了定量及定性判别;从金衢盆地的基底、稀土元素、微量元素及同位素特征等方面对金衢盆地的构造环境作了描述,展示了金衢盆地构造环境演化的多阶段特点。
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鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组发育有长8、长6、长4+5等多套油层组,不同油层组的原油来源问题一直是该盆地延长组成藏领域讨论的热点。由原油和油田水物理性质,原油和烃源岩族组成,饱和烃气相色谱和萜烷/甾烷等生物标志化合物特征的多项地球化学指标的对比分析结果,表明各油层组的原油性质较为复杂,成熟度、母源氧化-还原环境及母质类型等方面存在明显的差异性。潜在的烃源岩评价,也显示长9、长8、长7、长6、长4+5段的暗色泥岩有机质质量有别,但均具备生排烃能力。而油源对比结果进一步证明成藏过程存在以长7为主的多套烃源岩混源供油的成藏效应,其中长8油层组原油主要来源于长7和长8段烃源岩;长6油层组原油主要来源于长7-长6段烃源岩;长4+5段原油主要来源于长6段烃源岩。
鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组发育有长8、长6、长4+5等多套油层组,不同油层组的原油来源问题一直是该盆地延长组成藏领域讨论的热点。由原油和油田水物理性质,原油和烃源岩族组成,饱和烃气相色谱和萜烷/甾烷等生物标志化合物特征的多项地球化学指标的对比分析结果,表明各油层组的原油性质较为复杂,成熟度、母源氧化-还原环境及母质类型等方面存在明显的差异性。潜在的烃源岩评价,也显示长9、长8、长7、长6、长4+5段的暗色泥岩有机质质量有别,但均具备生排烃能力。而油源对比结果进一步证明成藏过程存在以长7为主的多套烃源岩混源供油的成藏效应,其中长8油层组原油主要来源于长7和长8段烃源岩;长6油层组原油主要来源于长7-长6段烃源岩;长4+5段原油主要来源于长6段烃源岩。
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苏北盆地金湖凹陷古近系戴南组发育重力流水道沉积。通过地震、测井、岩心和室内分析化验资料的分析,论述了重力流水道的成因、沉积特征和分布规律。重力流水道的成因与间歇性洪水作用及其对先存未固结的三角洲沉积的冲刷、再搬运及沉积作用相关,分布于盆内顺源同沉积断层形成的断槽内,可分为主水道和侧缘两个亚相,其中侧缘亚相可进一步划分为水下漫堤和漫溢微相。建立了重力流水道的垂向沉积序列模式。研究表明,重力流水道是一种有利的油气储集相带。研究结果扩大了苏北盆地油气勘探领域。
苏北盆地金湖凹陷古近系戴南组发育重力流水道沉积。通过地震、测井、岩心和室内分析化验资料的分析,论述了重力流水道的成因、沉积特征和分布规律。重力流水道的成因与间歇性洪水作用及其对先存未固结的三角洲沉积的冲刷、再搬运及沉积作用相关,分布于盆内顺源同沉积断层形成的断槽内,可分为主水道和侧缘两个亚相,其中侧缘亚相可进一步划分为水下漫堤和漫溢微相。建立了重力流水道的垂向沉积序列模式。研究表明,重力流水道是一种有利的油气储集相带。研究结果扩大了苏北盆地油气勘探领域。
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古近系以来,伴随着青藏高原隆升、地层的大规模逆冲和走滑,在青藏高原北部形成了众多内陆盆地。由于这些盆地位置的特殊性,盆地内部的古气候和古植被演化对厘清欧亚大陆古近系气候演化特征具有重要意义。本研究利用青藏高原中东部囊谦盆地古近系沉积地层剖面中的生物标志化合物和总有机碳含量(TOC)重建了51.8~37.5 Ma囊谦盆地古气候和古植被演化历史。囊谦盆地古近系气候指标演化历史具体可分为三个阶段,其每个阶段的沉积相变化也有所不同。阶段Ⅰ:51.8~46.4Ma,该阶段沉积相以河流相和短期湖泊相为主,CPI值和总有机碳含量(TOC)值均较低, Paq值偏高,ACL值和nC27/nC31在该时期展现出明显的变化趋势,这可能是受到河流所带来的陆源沉积物混入影响,主峰碳大部分为nC22和nC23,植被类型以木本植物为主,气候条件相对较为潮湿;阶段Ⅱ:46.4~42.7Ma,此阶段Paq值和nC27/nC31值逐渐降低,ACL值逐渐上升,主峰碳碳数逐渐由低碳数向中高碳数转变,植被类型逐渐由木本占优势转变为以草本植物为主,气候条件逐渐变干,同时伴有干湿交替的气候特征;阶段Ⅲ:42.7~37.5Ma,Paq、nC27/nC31和ACL值变化不大,主峰碳碳数明显增加,高碳数正构烷烃明显增多,干旱化程度进一步增加;同时有机碳含量(TOC)明显增加,指示植被总生产力增强,这可能是对中始新世温暖适宜期(MECO)的响应。此外,通过与研究区以及相邻盆地气候变化的研究结果对比分析,认为囊谦盆地51.8~37.5Ma期间的气候变化主要受全球性气候变化和特提斯海退缩的影响,青藏高原的隆升,海拔的增加对于囊谦盆地水汽影响较大,季风对于水汽影响较小。
古近系以来,伴随着青藏高原隆升、地层的大规模逆冲和走滑,在青藏高原北部形成了众多内陆盆地。由于这些盆地位置的特殊性,盆地内部的古气候和古植被演化对厘清欧亚大陆古近系气候演化特征具有重要意义。本研究利用青藏高原中东部囊谦盆地古近系沉积地层剖面中的生物标志化合物和总有机碳含量(TOC)重建了51.8~37.5 Ma囊谦盆地古气候和古植被演化历史。囊谦盆地古近系气候指标演化历史具体可分为三个阶段,其每个阶段的沉积相变化也有所不同。阶段Ⅰ:51.8~46.4Ma,该阶段沉积相以河流相和短期湖泊相为主,CPI值和总有机碳含量(TOC)值均较低, Paq值偏高,ACL值和nC27/nC31在该时期展现出明显的变化趋势,这可能是受到河流所带来的陆源沉积物混入影响,主峰碳大部分为nC22和nC23,植被类型以木本植物为主,气候条件相对较为潮湿;阶段Ⅱ:46.4~42.7Ma,此阶段Paq值和nC27/nC31值逐渐降低,ACL值逐渐上升,主峰碳碳数逐渐由低碳数向中高碳数转变,植被类型逐渐由木本占优势转变为以草本植物为主,气候条件逐渐变干,同时伴有干湿交替的气候特征;阶段Ⅲ:42.7~37.5Ma,Paq、nC27/nC31和ACL值变化不大,主峰碳碳数明显增加,高碳数正构烷烃明显增多,干旱化程度进一步增加;同时有机碳含量(TOC)明显增加,指示植被总生产力增强,这可能是对中始新世温暖适宜期(MECO)的响应。此外,通过与研究区以及相邻盆地气候变化的研究结果对比分析,认为囊谦盆地51.8~37.5Ma期间的气候变化主要受全球性气候变化和特提斯海退缩的影响,青藏高原的隆升,海拔的增加对于囊谦盆地水汽影响较大,季风对于水汽影响较小。
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致密砂岩储层具有孔喉细小、孔喉类型多样、非均质性强的特点,明确孔喉的微观形态,划分储层孔隙结构级次,多角度半定量评价储层的储集特征和渗流能力,有助于明确具有高效产能潜力的储层类型。本文以莺歌海盆乐东区黄流组致密砂岩为例,利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等实验手段,定量剖析储层微观结构参数对宏观物性的影响,开展储层孔隙结构分形维数计算与分级评价的研究。结果表明:大孔喉的孔隙结构特征是影响致密砂岩储层储集能力和渗流能力的重要因素之一;分形维数越接近3,孔隙结构越复杂,连通的大孔喉越少。依据孔喉分级特征、成岩相、孔隙结构的复杂程度,建立了孔隙结构分级评价的4类模型:类型①为小孔喉优势型储层,强胶结成岩相,大孔喉孔隙度占比小于45%,Dmax为2.75~2.9,致密储层;类型②为大-小孔喉连续型储层,弱胶结-弱溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比45%~70%,Dmax为2.7~2.85,低渗储层;类型③为大孔喉优势型储层,强溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比大于70%,Dmax为2.55~2.65,优质储层;类型④为大孔喉单峰型储层,强压实成岩相,大孔喉孔隙度占比50%~60%,Dmax为2.65~2.75,低渗储层。通过Fisher判别方法,建立了4种储层类型的测井预测模型,将储层类型与气测响应、储层含气饱和度对比,发现③类储层的产气效能高,具有良好勘探价值。研究成果为黄流组致密砂岩储层评价与分类提供了新思路,明确了储层孔隙结构特征对气水分布存在控制作用。
致密砂岩储层具有孔喉细小、孔喉类型多样、非均质性强的特点,明确孔喉的微观形态,划分储层孔隙结构级次,多角度半定量评价储层的储集特征和渗流能力,有助于明确具有高效产能潜力的储层类型。本文以莺歌海盆乐东区黄流组致密砂岩为例,利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等实验手段,定量剖析储层微观结构参数对宏观物性的影响,开展储层孔隙结构分形维数计算与分级评价的研究。结果表明:大孔喉的孔隙结构特征是影响致密砂岩储层储集能力和渗流能力的重要因素之一;分形维数越接近3,孔隙结构越复杂,连通的大孔喉越少。依据孔喉分级特征、成岩相、孔隙结构的复杂程度,建立了孔隙结构分级评价的4类模型:类型①为小孔喉优势型储层,强胶结成岩相,大孔喉孔隙度占比小于45%,Dmax为2.75~2.9,致密储层;类型②为大-小孔喉连续型储层,弱胶结-弱溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比45%~70%,Dmax为2.7~2.85,低渗储层;类型③为大孔喉优势型储层,强溶蚀成岩相,大孔喉孔隙度占比大于70%,Dmax为2.55~2.65,优质储层;类型④为大孔喉单峰型储层,强压实成岩相,大孔喉孔隙度占比50%~60%,Dmax为2.65~2.75,低渗储层。通过Fisher判别方法,建立了4种储层类型的测井预测模型,将储层类型与气测响应、储层含气饱和度对比,发现③类储层的产气效能高,具有良好勘探价值。研究成果为黄流组致密砂岩储层评价与分类提供了新思路,明确了储层孔隙结构特征对气水分布存在控制作用。
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塔里木盆地塔中地区中15井上奥陶统良里塔格组泥质条带灰岩段为开阔台地的台内洼地沉积,中上部发育一套厚约12.3m的深灰色含泥质条带核形石灰岩、含生屑泥晶核形石灰岩,核形石粒径大、丰度高。核心为早期台缘生屑、团块;包壳厚度大,富含细菌纹层;基质中多充填灰泥、细生屑,普遍发育泥质条带;代表了一种水体搅动及搬运作用不强烈的原地或近距离搬运沉积成因。核形石类型可分为球状、帽状、板条状、椭球状等4类,以帽状、球状为主。垂向上为3个核形石发育段,单个旋回含量、粒度呈变大趋势。球状、帽状核形石形成于水体处于搅动和静止相交替状态、沉积条件稳定的环境,板条状核形石形成于弱搅动的低能环境。中15井核形石的产出受奥陶纪全球海平面上升以及生物大辐射影响,具体为丰富的核心物质来源(相邻台缘带生屑、团块)、发育程度高的细菌粘附生长、稳定或弱波动的沉积环境等因素的有机耦合
塔里木盆地塔中地区中15井上奥陶统良里塔格组泥质条带灰岩段为开阔台地的台内洼地沉积,中上部发育一套厚约12.3m的深灰色含泥质条带核形石灰岩、含生屑泥晶核形石灰岩,核形石粒径大、丰度高。核心为早期台缘生屑、团块;包壳厚度大,富含细菌纹层;基质中多充填灰泥、细生屑,普遍发育泥质条带;代表了一种水体搅动及搬运作用不强烈的原地或近距离搬运沉积成因。核形石类型可分为球状、帽状、板条状、椭球状等4类,以帽状、球状为主。垂向上为3个核形石发育段,单个旋回含量、粒度呈变大趋势。球状、帽状核形石形成于水体处于搅动和静止相交替状态、沉积条件稳定的环境,板条状核形石形成于弱搅动的低能环境。中15井核形石的产出受奥陶纪全球海平面上升以及生物大辐射影响,具体为丰富的核心物质来源(相邻台缘带生屑、团块)、发育程度高的细菌粘附生长、稳定或弱波动的沉积环境等因素的有机耦合
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被动陆缘盆地深水浊积砂体已成为深海油气勘探突破及储量发现的新领域。本文以典型被动陆缘纳米贝盆地深水高分辨率三维地震资料为研究基础,以受构造活动和沉积压实影响较小而保持原始水道沉积构型的海底第四纪沉积地层为目标,精细描述和解析了目标层内限制性水道沉积的剖面和平面地震响应特征。研究表明,限制性浊积水道侵蚀作用总体大于沉积作用,单一水道的沉积模式以凹岸侵蚀、凸岸“S”型加积为主;河谷底部持续侵蚀导致“V”型河谷展宽为“U”型沉积;多期叠置水道沉积体系分为侧切叠置和垂切叠置的两种模式,以侧切叠置模式为主;窄陆架、宽缓陆坡的海底地形控制限制性水道的延伸方向及长度规模,陆缘盆地的沉降中心控制着各期水道的迁移方向,古气候事件发生频率控制着水道体系内部浊积砂体发育的期次。该研究成果能够对限制性水道沉积构型及砂体储层预测给予启发。
被动陆缘盆地深水浊积砂体已成为深海油气勘探突破及储量发现的新领域。本文以典型被动陆缘纳米贝盆地深水高分辨率三维地震资料为研究基础,以受构造活动和沉积压实影响较小而保持原始水道沉积构型的海底第四纪沉积地层为目标,精细描述和解析了目标层内限制性水道沉积的剖面和平面地震响应特征。研究表明,限制性浊积水道侵蚀作用总体大于沉积作用,单一水道的沉积模式以凹岸侵蚀、凸岸“S”型加积为主;河谷底部持续侵蚀导致“V”型河谷展宽为“U”型沉积;多期叠置水道沉积体系分为侧切叠置和垂切叠置的两种模式,以侧切叠置模式为主;窄陆架、宽缓陆坡的海底地形控制限制性水道的延伸方向及长度规模,陆缘盆地的沉降中心控制着各期水道的迁移方向,古气候事件发生频率控制着水道体系内部浊积砂体发育的期次。该研究成果能够对限制性水道沉积构型及砂体储层预测给予启发。
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成冰纪发生的雪球地球冰期事件是地质历史时期最极端的冰室气候事件之一。在冰期过程中,冰盖分布范围达到低纬度甚至赤道区域,海洋被完全冰冻。雪球地球冰期过程中的古海洋化学研究相对薄弱,生物地球化学循环机制并不明确。桂北地区成冰系富禄组主要为一套碎屑岩地层,并发育有多套碳酸盐岩夹层。地层对比显示富禄组碳酸盐岩是斯图特雪球地球冰期过程中的沉积。地球化学分析显示其具有相对稳定的碳酸盐岩碳同位素值(?13Ccarb)(平均值为-3.5‰),并且与有机碳同位素(?13Corg)呈现不耦合关系。富禄组的?13Ccarb明显高于地幔碳同位素值(-5‰),指示了斯图特冰期过程中的海洋初级生产力并未完全终止,应存在持续的有机碳埋藏,但却表现为较低的水平。海洋热液系统提供的P可能是维持海洋初级生产力的主要原因。
成冰纪发生的雪球地球冰期事件是地质历史时期最极端的冰室气候事件之一。在冰期过程中,冰盖分布范围达到低纬度甚至赤道区域,海洋被完全冰冻。雪球地球冰期过程中的古海洋化学研究相对薄弱,生物地球化学循环机制并不明确。桂北地区成冰系富禄组主要为一套碎屑岩地层,并发育有多套碳酸盐岩夹层。地层对比显示富禄组碳酸盐岩是斯图特雪球地球冰期过程中的沉积。地球化学分析显示其具有相对稳定的碳酸盐岩碳同位素值(?13Ccarb)(平均值为-3.5‰),并且与有机碳同位素(?13Corg)呈现不耦合关系。富禄组的?13Ccarb明显高于地幔碳同位素值(-5‰),指示了斯图特冰期过程中的海洋初级生产力并未完全终止,应存在持续的有机碳埋藏,但却表现为较低的水平。海洋热液系统提供的P可能是维持海洋初级生产力的主要原因。
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柴北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点,存在不少争议。通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析,全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,对柴北缘东段中侏罗统进行了系统物源研究;进一步结合古构造背景、地层与沉积相对比,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。研究表明:1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异。2)研究区物源母岩主要为中-酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩。3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300Ma和400~500Ma)的影响。4)通过对比研究区与潜在物源区特征,认为A区物源主要来自于柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自于北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自于近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自于东部东昆仑鄂拉山附近。5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦-红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有重要的意义。
柴北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点,存在不少争议。通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析,全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,对柴北缘东段中侏罗统进行了系统物源研究;进一步结合古构造背景、地层与沉积相对比,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。研究表明:1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异。2)研究区物源母岩主要为中-酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩。3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300Ma和400~500Ma)的影响。4)通过对比研究区与潜在物源区特征,认为A区物源主要来自于柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自于北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自于近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自于东部东昆仑鄂拉山附近。5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦-红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有重要的意义。
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华北中北部云岗盆地缺失三叠系地层,而最新的1:5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部(原石盒子组)地层划为下三叠统刘家沟组。为解决争议并确定这个新认识的可靠性,本文对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其它同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。结果表明:羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组地层与马道头剖面石盒子组地层具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄(288.0±4.7 Ma)也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世间华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。
华北中北部云岗盆地缺失三叠系地层,而最新的1:5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部(原石盒子组)地层划为下三叠统刘家沟组。为解决争议并确定这个新认识的可靠性,本文对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其它同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。结果表明:羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组地层与马道头剖面石盒子组地层具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄(288.0±4.7 Ma)也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世间华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。
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明确沉积环境演化与岩相类型、有机质富集特征的响应关系具有重要意义。开展显微薄片、主/微量元素测试等分析手段,探讨了长岭凹陷青一段细粒沉积岩的岩石学特征及古沉积环境的垂向变化规律,明确了青一段典型细粒沉积岩岩相的有机质差异富集过程。研究表明,长岭凹陷青一段上部、中部、下部主要发育的细粒沉积岩岩相类型分别为低有机质块状黏土质细粒沉积岩相、高有机质纹层状/层状长英质细粒沉积岩相、中有机质块状混合质细粒沉积岩相。目的层位在垂向上的古气候、陆源输入程度、古生产力、古盐度及古氧相的演化具有明显阶段性,共同影响着垂向上不同岩相的有机质富集机制,其中,上部为低古生产力-高保存条件-强絮凝沉积的有机质富集机制,中部为高古生产力-高保存条件-弱絮凝沉积的有机质富集机制,下部为中古生产力-中保存条件-强絮凝沉积的有机质富集机制。
明确沉积环境演化与岩相类型、有机质富集特征的响应关系具有重要意义。开展显微薄片、主/微量元素测试等分析手段,探讨了长岭凹陷青一段细粒沉积岩的岩石学特征及古沉积环境的垂向变化规律,明确了青一段典型细粒沉积岩岩相的有机质差异富集过程。研究表明,长岭凹陷青一段上部、中部、下部主要发育的细粒沉积岩岩相类型分别为低有机质块状黏土质细粒沉积岩相、高有机质纹层状/层状长英质细粒沉积岩相、中有机质块状混合质细粒沉积岩相。目的层位在垂向上的古气候、陆源输入程度、古生产力、古盐度及古氧相的演化具有明显阶段性,共同影响着垂向上不同岩相的有机质富集机制,其中,上部为低古生产力-高保存条件-强絮凝沉积的有机质富集机制,中部为高古生产力-高保存条件-弱絮凝沉积的有机质富集机制,下部为中古生产力-中保存条件-强絮凝沉积的有机质富集机制。
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扇体作为断陷盆地重要的粗粒沉积体系类型和油气储层类型,其展布范围、演化期次、成藏模式等一直是湖盆沉积和成藏研究的热点。以中非Melut盆地A凹陷高精度三维地震和钻测井资料为基础,以扇体沉积特征分析作为切入点,发现研究区扇体的沉积相类型包括扇三角洲和重力流成因的滑塌扇,滑塌扇具有两类形貌特征,第一类为受坡折控制的线状供源滑塌扇,第二类为受较陡地形坡度所控制的单点供源多级滑塌扇。井震结合划分扇体演化期次,在白垩系研究层段刻画出5期扇体,多期扇体具有“先进积、后退积”的垂向演化特征,其中下白垩统Renk组沉积末期扇体规模最大,达到148 km2;单期扇体均具有退积特征,属于水进型扇体。扇体演化主要受构造活动、古地貌和物源供给、以及基准面旋回的影响,构造活动强烈、物源供给充足、短轴构造隆升幅度大的时期,扇体规模更大,长期基准面旋回转换期滑塌扇最为发育。提出A凹陷早白垩世和晚白垩世发生沉积格局转换的新认识,建立了“生烃灶直接充注、不整合面-构造脊控制运聚方向、扇体内部辫状水道输导聚集”的扇体成藏模式,明确了断陷期扇体勘探潜力,指导了勘探部署。
扇体作为断陷盆地重要的粗粒沉积体系类型和油气储层类型,其展布范围、演化期次、成藏模式等一直是湖盆沉积和成藏研究的热点。以中非Melut盆地A凹陷高精度三维地震和钻测井资料为基础,以扇体沉积特征分析作为切入点,发现研究区扇体的沉积相类型包括扇三角洲和重力流成因的滑塌扇,滑塌扇具有两类形貌特征,第一类为受坡折控制的线状供源滑塌扇,第二类为受较陡地形坡度所控制的单点供源多级滑塌扇。井震结合划分扇体演化期次,在白垩系研究层段刻画出5期扇体,多期扇体具有“先进积、后退积”的垂向演化特征,其中下白垩统Renk组沉积末期扇体规模最大,达到148 km2;单期扇体均具有退积特征,属于水进型扇体。扇体演化主要受构造活动、古地貌和物源供给、以及基准面旋回的影响,构造活动强烈、物源供给充足、短轴构造隆升幅度大的时期,扇体规模更大,长期基准面旋回转换期滑塌扇最为发育。提出A凹陷早白垩世和晚白垩世发生沉积格局转换的新认识,建立了“生烃灶直接充注、不整合面-构造脊控制运聚方向、扇体内部辫状水道输导聚集”的扇体成藏模式,明确了断陷期扇体勘探潜力,指导了勘探部署。
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准噶尔盆地阜康凹陷中东部下侏罗统八道湾组和三工河组是当前油气勘探的重点层位,但由于其物源体系尚不明确,严重制约了该区沉积体系研究和油气勘探进程。基于八道湾组和三工河组的碎屑成分、古流向、重矿物、阴极发光和砂地比平面分布等的相关分析,对阜康凹陷中东部早侏罗世物源体系及对博格达山隆升的响应特征进行了探讨。结果显示,研究区八道湾组主要受控于东北部克拉美丽山物源体系,北天山及博格达山物源的影响程度有限;而三工河组不仅存在继承性的克拉美丽山及北天山物源输入,又叠加了来自博格达山的分支物源,且博格达山物源的影响不断增强。研究区下侏罗统物源变化清晰地响应了博格达山由东向西不断增强的隆升过程。阜康凹陷南斜坡表现为构造南倾的特征,下侏罗统东南物源的存在为地层岩性圈闭的发育奠定了物质基础,对该区油气勘探有重要的指示意义。
准噶尔盆地阜康凹陷中东部下侏罗统八道湾组和三工河组是当前油气勘探的重点层位,但由于其物源体系尚不明确,严重制约了该区沉积体系研究和油气勘探进程。基于八道湾组和三工河组的碎屑成分、古流向、重矿物、阴极发光和砂地比平面分布等的相关分析,对阜康凹陷中东部早侏罗世物源体系及对博格达山隆升的响应特征进行了探讨。结果显示,研究区八道湾组主要受控于东北部克拉美丽山物源体系,北天山及博格达山物源的影响程度有限;而三工河组不仅存在继承性的克拉美丽山及北天山物源输入,又叠加了来自博格达山的分支物源,且博格达山物源的影响不断增强。研究区下侏罗统物源变化清晰地响应了博格达山由东向西不断增强的隆升过程。阜康凹陷南斜坡表现为构造南倾的特征,下侏罗统东南物源的存在为地层岩性圈闭的发育奠定了物质基础,对该区油气勘探有重要的指示意义。
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白云岩常比同时期灰岩具有更好的物性而成为油气勘探的优选目标,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96.2%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了石油地质学家极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用;白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。综合实验模拟结果的共性特征表明,交代反应是一个溶解-运移-沉淀的微过程,新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行;新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积的控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。
白云岩常比同时期灰岩具有更好的物性而成为油气勘探的优选目标,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96.2%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了石油地质学家极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用;白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。综合实验模拟结果的共性特征表明,交代反应是一个溶解-运移-沉淀的微过程,新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行;新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积的控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。
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侏罗纪是典型的温室气候时期,期间存在着长期和短期的气候波动,且在陆相盆地有响应。中国同期发育多个大型陆相盆地,但各个盆地中的记录有差异。本文对四川盆地东北中-上侏罗统陆相红层进行了野外详细观察,显微碎屑组份统计,碳-氧同位素分析,二氧化碳浓度重建,试图对该区沉积环境及古气候变化做较为细致的刻画。研究结果显示,这些红层的岩性以中-细粒碎屑岩为主,其中砂岩以长石类砂岩为主,沉积环境单元分为曲流河、湖泊和古土壤;相序上表现为中侏罗统沙溪庙组以低砂/泥比的曲流河泥岩为主,常土壤化改造形成古土壤相,上侏罗统遂宁组下部湖泊泥岩和粉砂岩占优,遂宁组上部和蓬莱镇组演变为高砂/泥比的曲流河,岩性变粗变厚。相对于川西和川中地区,川东北地区沉积环境单元和相序较为单一。依据F/Q和F/L指数,研究区中-晚侏罗世气候变化可分为半干旱-干旱两个半旋回,分别对应下沙溪庙组、上沙溪庙组+遂宁组下部、遂宁组上部+蓬莱镇组。CO2浓度变化指示中侏罗世相对温凉,晚侏罗世早期转为温暖,中-晚期属于高温炎热气候,与全球同期古海洋气候格局相似。总体而言,四川盆地东北中-晚侏罗世属于温凉-温暖的干旱-半干旱气候,与四川盆地其它地区相似,但晚侏罗世中-晚期东、西部可能存在高温炎热与半湿润间断的差异。
侏罗纪是典型的温室气候时期,期间存在着长期和短期的气候波动,且在陆相盆地有响应。中国同期发育多个大型陆相盆地,但各个盆地中的记录有差异。本文对四川盆地东北中-上侏罗统陆相红层进行了野外详细观察,显微碎屑组份统计,碳-氧同位素分析,二氧化碳浓度重建,试图对该区沉积环境及古气候变化做较为细致的刻画。研究结果显示,这些红层的岩性以中-细粒碎屑岩为主,其中砂岩以长石类砂岩为主,沉积环境单元分为曲流河、湖泊和古土壤;相序上表现为中侏罗统沙溪庙组以低砂/泥比的曲流河泥岩为主,常土壤化改造形成古土壤相,上侏罗统遂宁组下部湖泊泥岩和粉砂岩占优,遂宁组上部和蓬莱镇组演变为高砂/泥比的曲流河,岩性变粗变厚。相对于川西和川中地区,川东北地区沉积环境单元和相序较为单一。依据F/Q和F/L指数,研究区中-晚侏罗世气候变化可分为半干旱-干旱两个半旋回,分别对应下沙溪庙组、上沙溪庙组+遂宁组下部、遂宁组上部+蓬莱镇组。CO2浓度变化指示中侏罗世相对温凉,晚侏罗世早期转为温暖,中-晚期属于高温炎热气候,与全球同期古海洋气候格局相似。总体而言,四川盆地东北中-晚侏罗世属于温凉-温暖的干旱-半干旱气候,与四川盆地其它地区相似,但晚侏罗世中-晚期东、西部可能存在高温炎热与半湿润间断的差异。
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鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8下段为重要产气层。盒8下段储层受沉积相控制,砂体摆动变化大,干扰试井显示砂体连通性差。在苏东27-36区块500×600 m井网限制条件下砂体展布仍认识不到位,这制约了苏里格气田进一步的开发部署。基于地质统计学与地震反演对砂体三维空间进行了定量刻画。在野外观测基础上,统计并优选与盒8下段辫状河沉积特征相似的现代和古代辫状河沉积砂体长宽比等参数。结果显示辫状河单心滩砂体纵横向剖面上呈孤立、对接、切叠等多种接触关系,而平面上规模较小(长200~600 m,宽50~250 m),主要以叠置、复合形成特定形态的复合心滩砂体。利用井震结合的地质统计学反演,将优选的砂体长、宽、厚和砂体接触关系等地质数据进行优化,并精细识别砂体边界与叠置关系,以完成砂体三维刻画。砂体刻画边界清晰,井间砂体与井点岩性过渡自然,其规模与沉积观测结果吻合。与干扰试井试验得到的砂体连通性结果对比显示,砂体刻画的30套砂体中26套与干扰试井试验的结果一致,符合率达87%。该方法不仅能指导苏里格气田的勘探和开采井部署,也可以为其它辫状河砂体三维刻画提供借鉴。
鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8下段为重要产气层。盒8下段储层受沉积相控制,砂体摆动变化大,干扰试井显示砂体连通性差。在苏东27-36区块500×600 m井网限制条件下砂体展布仍认识不到位,这制约了苏里格气田进一步的开发部署。基于地质统计学与地震反演对砂体三维空间进行了定量刻画。在野外观测基础上,统计并优选与盒8下段辫状河沉积特征相似的现代和古代辫状河沉积砂体长宽比等参数。结果显示辫状河单心滩砂体纵横向剖面上呈孤立、对接、切叠等多种接触关系,而平面上规模较小(长200~600 m,宽50~250 m),主要以叠置、复合形成特定形态的复合心滩砂体。利用井震结合的地质统计学反演,将优选的砂体长、宽、厚和砂体接触关系等地质数据进行优化,并精细识别砂体边界与叠置关系,以完成砂体三维刻画。砂体刻画边界清晰,井间砂体与井点岩性过渡自然,其规模与沉积观测结果吻合。与干扰试井试验得到的砂体连通性结果对比显示,砂体刻画的30套砂体中26套与干扰试井试验的结果一致,符合率达87%。该方法不仅能指导苏里格气田的勘探和开采井部署,也可以为其它辫状河砂体三维刻画提供借鉴。
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塔河油田是中国第一大古生界海相油田,含有丰富的油气资源。根据物性的差异,可将塔北地区原油分为重质、中质和轻质三类。为了明确原油正构烷烃单体碳同位素(δ13Calkane)组成差异的成因,本次研究分析了塔北地区奥陶系共计17个原油样品δ13Calkane组成特征,结合相关有机地球化学参数,从沉积环境、成熟度和生物降解作用三个方面解释了三类原油δ13Calkane值的变化趋势,主要得到以下认识:塔北地区奥陶系原油δ13Calkane值介于-37‰~-31‰之间,呈现出海相原油的特征,表明原油δ13Calkane组成及分布范围受其形成的沉积环境和母质类型控制;从重质原油到中质原油再到轻质原油,成熟度逐渐增大,导致原油δ13Calkane值变重;重质原油低碳数部分δ13Calkane明显负偏,相较于中质原油和轻质原油,重质原油受到的生物降解作用最强,表明生物降解程度是重质原油中、低分子量正构烷烃δ13C14~δ13C19值变轻的主要影响因素。
塔河油田是中国第一大古生界海相油田,含有丰富的油气资源。根据物性的差异,可将塔北地区原油分为重质、中质和轻质三类。为了明确原油正构烷烃单体碳同位素(δ13Calkane)组成差异的成因,本次研究分析了塔北地区奥陶系共计17个原油样品δ13Calkane组成特征,结合相关有机地球化学参数,从沉积环境、成熟度和生物降解作用三个方面解释了三类原油δ13Calkane值的变化趋势,主要得到以下认识:塔北地区奥陶系原油δ13Calkane值介于-37‰~-31‰之间,呈现出海相原油的特征,表明原油δ13Calkane组成及分布范围受其形成的沉积环境和母质类型控制;从重质原油到中质原油再到轻质原油,成熟度逐渐增大,导致原油δ13Calkane值变重;重质原油低碳数部分δ13Calkane明显负偏,相较于中质原油和轻质原油,重质原油受到的生物降解作用最强,表明生物降解程度是重质原油中、低分子量正构烷烃δ13C14~δ13C19值变轻的主要影响因素。
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以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7油层组深水重力流沉积为研究对象,依据大量岩心、测录井、薄片鉴定、电镜扫描、粒度数据分析、X-衍射全岩分析以及矿物鉴定分析等资料,对研究区深水重力流沉积岩石类型、岩相特征、岩相组合、岩相分布特征以及沉积相划分等进行分析,并在此基础上建立了重力流沉积模式。研究结果表明:(1)研究区岩性主要以灰色、褐灰色细粒级砂岩,灰色、深灰色极细-粉级砂岩,暗色、黑色泥页岩为主,夹少量凝灰岩;矿物成分主要由石英、长石及黏土矿物组成;(2)综合岩性特征、宏观与微观沉积构造特征将其划分为块状层理细砂岩相(Sm)、鲍马序列粉(细)砂岩相(Sb)、条带状泥岩相(Mh)、水平纹层页岩相(Sh)、似块状页岩相(Mm)、凝灰岩相(T)等6种岩相类型,并根据不同沉积环境的发育情况总结出四种岩相组合类型:Sm-Mh(Sh)、Sm-Sb-Mh(Sh)、Sb-Mh(Sh)、T-Sh(Mm),反映出深水重力流沉积与湖泊相环境中砂质碎屑流-深水原地沉积、砂质碎屑流-浊流-深水原地沉积、浊流-深水原地沉积、火山碎屑沉积-深水原地沉积作用;(3)依据不同类型重力流发育的岩相组合及平面分布特征认为从坡折带以下至湖盆中心,重力流呈现砂质碎屑流、砂质碎屑流-浊流、浊流的演化特征。(4)提出依据砂质碎屑流砂体所占重力流砂体比例、岩相类型、岩相组合、GR形态和水道规模等因素将重力流沉积划分为限制性水道、非限制性水道、前端朵体三个亚相。
以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7油层组深水重力流沉积为研究对象,依据大量岩心、测录井、薄片鉴定、电镜扫描、粒度数据分析、X-衍射全岩分析以及矿物鉴定分析等资料,对研究区深水重力流沉积岩石类型、岩相特征、岩相组合、岩相分布特征以及沉积相划分等进行分析,并在此基础上建立了重力流沉积模式。研究结果表明:(1)研究区岩性主要以灰色、褐灰色细粒级砂岩,灰色、深灰色极细-粉级砂岩,暗色、黑色泥页岩为主,夹少量凝灰岩;矿物成分主要由石英、长石及黏土矿物组成;(2)综合岩性特征、宏观与微观沉积构造特征将其划分为块状层理细砂岩相(Sm)、鲍马序列粉(细)砂岩相(Sb)、条带状泥岩相(Mh)、水平纹层页岩相(Sh)、似块状页岩相(Mm)、凝灰岩相(T)等6种岩相类型,并根据不同沉积环境的发育情况总结出四种岩相组合类型:Sm-Mh(Sh)、Sm-Sb-Mh(Sh)、Sb-Mh(Sh)、T-Sh(Mm),反映出深水重力流沉积与湖泊相环境中砂质碎屑流-深水原地沉积、砂质碎屑流-浊流-深水原地沉积、浊流-深水原地沉积、火山碎屑沉积-深水原地沉积作用;(3)依据不同类型重力流发育的岩相组合及平面分布特征认为从坡折带以下至湖盆中心,重力流呈现砂质碎屑流、砂质碎屑流-浊流、浊流的演化特征。(4)提出依据砂质碎屑流砂体所占重力流砂体比例、岩相类型、岩相组合、GR形态和水道规模等因素将重力流沉积划分为限制性水道、非限制性水道、前端朵体三个亚相。
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【目的】中元古界熊耳群大古石组是华北克拉通南缘变质结晶基底上最早的沉积岩盖层,研究其沉积环境和沉积过程对反演熊耳群早期沉积环境和构造背景,以及哥伦比亚超大陆裂解过程具有重要意义。然而,目前对大古石组仍缺少系统性研究,在沉积物源和古气候特征方面尤为薄弱。【方法】对豫西北济源小沟背地区熊耳群大古石组进行了主、微量地球化学分析,并探讨了大古石组的物源特征、沉积环境和构造背景。【结果】主量元素分析结果显示,该组细粒碎屑岩离物源区较近,自下而上成分成熟度逐渐降低。其沉积物母岩主要来自长英质岩石和基性岩,自下而上逐渐由花岗岩向长英质火山岩,再到中性岩过渡,上段中古老沉积物成分逐渐增加。沉积期间整体为温暖湿润的气候环境,并存在多次气候波动。微量和稀土元素分析结果表明,大古石组下段形成于相对稳定的构造背景,而中、上段形成于较活跃的构造背景。【结论】沉积期间物源、气候及构造环境的变化是因为地壳活化及与之相关的构造-热作用所致。地幔柱导致地壳上升并逐渐活化,华北克拉通南缘逐渐转入活跃构造背景,大古石组沉积区位于地壳整体抬升的局部凹陷区。熊耳群早期火山活动在局部地区逐渐发育,并给大古石组提供了部分物源。本研究为理解华北克拉通南缘中元古代早期的构造-沉积演化提供了新证据。
【目的】中元古界熊耳群大古石组是华北克拉通南缘变质结晶基底上最早的沉积岩盖层,研究其沉积环境和沉积过程对反演熊耳群早期沉积环境和构造背景,以及哥伦比亚超大陆裂解过程具有重要意义。然而,目前对大古石组仍缺少系统性研究,在沉积物源和古气候特征方面尤为薄弱。【方法】对豫西北济源小沟背地区熊耳群大古石组进行了主、微量地球化学分析,并探讨了大古石组的物源特征、沉积环境和构造背景。【结果】主量元素分析结果显示,该组细粒碎屑岩离物源区较近,自下而上成分成熟度逐渐降低。其沉积物母岩主要来自长英质岩石和基性岩,自下而上逐渐由花岗岩向长英质火山岩,再到中性岩过渡,上段中古老沉积物成分逐渐增加。沉积期间整体为温暖湿润的气候环境,并存在多次气候波动。微量和稀土元素分析结果表明,大古石组下段形成于相对稳定的构造背景,而中、上段形成于较活跃的构造背景。【结论】沉积期间物源、气候及构造环境的变化是因为地壳活化及与之相关的构造-热作用所致。地幔柱导致地壳上升并逐渐活化,华北克拉通南缘逐渐转入活跃构造背景,大古石组沉积区位于地壳整体抬升的局部凹陷区。熊耳群早期火山活动在局部地区逐渐发育,并给大古石组提供了部分物源。本研究为理解华北克拉通南缘中元古代早期的构造-沉积演化提供了新证据。
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【目的】为进一步研究黄土高原在冰期-间冰期沉积的黄土物源变化特征。【方法】本文选取黄土高原中南部的洛川、灵台黄土-古土壤剖面,分别采集黑垆土(S0)、马兰黄土(L1)、第二层黄土(L2)、第二层古土壤(S2)及洛川黄土-古土壤剖面的第一层古土壤(S1)共九个样品,进行碎屑锆石U-Pb年代学研究。通过对比不同层位之间以及潜在物源区的锆石U-Pb年龄组合,并利用MDS技术分析数据的相关性。【结果】发现两个黄土-古土壤剖面样品的锆石U-Pb年龄分布特征与青藏高原东北部、阿拉善区域以及西毛乌素沙漠锆石U-Pb年龄分布特征更为相似;代表冰期的黄土与代表间冰期的古土壤之间,碎屑锆石U-Pb年龄分布特征基本一致。【结论】研究后认为,受青藏高原隆起以及东亚季风增强的影响,亚洲内陆干旱区持续扩大,六盘山以东黄土高原的粉尘物质主要来源于青藏高原东北部、阿拉善区域及西毛乌素沙漠的混合物质,且冰期-间冰期内的季风演化并未造成黄土物源发生分异。
【目的】为进一步研究黄土高原在冰期-间冰期沉积的黄土物源变化特征。【方法】本文选取黄土高原中南部的洛川、灵台黄土-古土壤剖面,分别采集黑垆土(S0)、马兰黄土(L1)、第二层黄土(L2)、第二层古土壤(S2)及洛川黄土-古土壤剖面的第一层古土壤(S1)共九个样品,进行碎屑锆石U-Pb年代学研究。通过对比不同层位之间以及潜在物源区的锆石U-Pb年龄组合,并利用MDS技术分析数据的相关性。【结果】发现两个黄土-古土壤剖面样品的锆石U-Pb年龄分布特征与青藏高原东北部、阿拉善区域以及西毛乌素沙漠锆石U-Pb年龄分布特征更为相似;代表冰期的黄土与代表间冰期的古土壤之间,碎屑锆石U-Pb年龄分布特征基本一致。【结论】研究后认为,受青藏高原隆起以及东亚季风增强的影响,亚洲内陆干旱区持续扩大,六盘山以东黄土高原的粉尘物质主要来源于青藏高原东北部、阿拉善区域及西毛乌素沙漠的混合物质,且冰期-间冰期内的季风演化并未造成黄土物源发生分异。
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细粒沉积岩纹层是半深湖-深湖盆内地层中可分辨的、最基本的沉积单元结构,单层厚度一般小于10mm,其物质组分、连续性和几何形态对与恢复古环境变迁和沉积机制中起到重要作用。伴随着非常规油气革命的开展,众多学者发现湖盆纹层对页岩油气富集、开发生产效果等方面产生重要影响且种类丰富、形成机制复杂以及受控因素繁多。通过系统梳理国内外学者研究成果,分别厘定黏土矿物纹层、长英质纹层、钙质纹层以及有机质纹层的成因机制,阐述细粒凝絮反应为近年纹层沉积机理的主要热点理论。并把湖盆纹层沉积过程的影响因素归类为古气候因素、古地理条件、古地质事件和其他因素共四类,分别总结不同环境条件下与优先发育纹层种类的对应耦合关系。最后提出包含多因素组合作用下的纹层机理模型建立和利用完善模型对纹层状地层精准反演是未来阶段的主要探究方向,为深化细粒沉积岩纹层结构研究以及非常规油气研究和应用提供指导意义。
细粒沉积岩纹层是半深湖-深湖盆内地层中可分辨的、最基本的沉积单元结构,单层厚度一般小于10mm,其物质组分、连续性和几何形态对与恢复古环境变迁和沉积机制中起到重要作用。伴随着非常规油气革命的开展,众多学者发现湖盆纹层对页岩油气富集、开发生产效果等方面产生重要影响且种类丰富、形成机制复杂以及受控因素繁多。通过系统梳理国内外学者研究成果,分别厘定黏土矿物纹层、长英质纹层、钙质纹层以及有机质纹层的成因机制,阐述细粒凝絮反应为近年纹层沉积机理的主要热点理论。并把湖盆纹层沉积过程的影响因素归类为古气候因素、古地理条件、古地质事件和其他因素共四类,分别总结不同环境条件下与优先发育纹层种类的对应耦合关系。最后提出包含多因素组合作用下的纹层机理模型建立和利用完善模型对纹层状地层精准反演是未来阶段的主要探究方向,为深化细粒沉积岩纹层结构研究以及非常规油气研究和应用提供指导意义。
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混积岩同时具有指示水体化学条件和生物活动的碳酸盐组分以及指示物源区性质和风化过程的碎屑组分,因而在古环境和古气候研究方面具有独特价值。寒武纪早期上扬子克拉通北缘汉南—米仓山古陆周缘混合沉积非常发育,以陕西南郑朱家坝剖面仙女洞组为例,对研究区混积岩特征开展了系统的岩相学和沉积学研究。结果显示,混合沉积形成于海退背景下由中缓坡向内缓坡转变的过渡环境,且混积程度具有规律性:在多个向上变浅序列的中部最为发育,在每个序列底部和顶部分别为碎屑组分主导和碳酸盐组分主导(或清水碳酸盐沉积)。中缓坡环境下以碎屑组分原地沉积为主,碳酸盐组分除小型原地生物礁外,主要来自浅水环境搬运的细粒沉积物;内缓坡潮下带低能环境仍以碎屑组分原地沉积为主,但原地生物礁以及礁角砾和内碎屑搬运沉积常见;内缓坡潮下高能带以鲕粒滩和生物礁等原地碳酸盐沉积为主,混入的陆源组分主要为砂级石英和岩屑颗粒;潟湖环境以白云石化颗粒和陆源细粒物质的混合为特征。研究区寒武纪早期混积体系的发育与当时浅水环境较高的碳酸盐产率以及沿岸流、波浪、风暴等搬运作用有关。本实例可为了解深时混合沉积成因提供一个思路,也可为上扬子地区寒武系混积岩油气勘探提供参考。
混积岩同时具有指示水体化学条件和生物活动的碳酸盐组分以及指示物源区性质和风化过程的碎屑组分,因而在古环境和古气候研究方面具有独特价值。寒武纪早期上扬子克拉通北缘汉南—米仓山古陆周缘混合沉积非常发育,以陕西南郑朱家坝剖面仙女洞组为例,对研究区混积岩特征开展了系统的岩相学和沉积学研究。结果显示,混合沉积形成于海退背景下由中缓坡向内缓坡转变的过渡环境,且混积程度具有规律性:在多个向上变浅序列的中部最为发育,在每个序列底部和顶部分别为碎屑组分主导和碳酸盐组分主导(或清水碳酸盐沉积)。中缓坡环境下以碎屑组分原地沉积为主,碳酸盐组分除小型原地生物礁外,主要来自浅水环境搬运的细粒沉积物;内缓坡潮下带低能环境仍以碎屑组分原地沉积为主,但原地生物礁以及礁角砾和内碎屑搬运沉积常见;内缓坡潮下高能带以鲕粒滩和生物礁等原地碳酸盐沉积为主,混入的陆源组分主要为砂级石英和岩屑颗粒;潟湖环境以白云石化颗粒和陆源细粒物质的混合为特征。研究区寒武纪早期混积体系的发育与当时浅水环境较高的碳酸盐产率以及沿岸流、波浪、风暴等搬运作用有关。本实例可为了解深时混合沉积成因提供一个思路,也可为上扬子地区寒武系混积岩油气勘探提供参考。
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【目的】晚三叠世诺利-瑞替期之交(NRT)的古气候-环境发生了显著的变化,且伴随着全球性的碳同位素负漂和生物绝灭事件。目前多数NRT研究均聚焦于特提斯域的浅海相地层,而关于NRT时期陆地的气候与环境变迁及其驱动机制的研究还非常缺乏。【方法】为了解决这一科学问题,对四川盆地西北部以河流相和沼泽相沉积为主的诺利-瑞替阶剖面(须家河剖面)进行研究。利用主、微量元素分析,重建了四川盆地须家河组NRT时期的古气候演化过程并探讨了其驱动机制。【结果】须家河组诺利末期(剖面:105.5~129.5m)古气候指数CIAcorr、Rb/Sr相对较高,R值相对较低(平均值分别为73、1.2、8.2);诺利-瑞替期界线处(剖面:129.5~135 m)CIAcorr、Rb/Sr相对较低,R值相对较高(平均值分别为60、0.5、13.5)。【结论】结果表明:四川盆地须家河组NRT时期气候波动频繁,诺利末期以温暖湿润的气候为主,到了诺利-瑞替期界线附近,发生了一次短暂的降温事件。须家河组NRT时期湿暖-干冷的古气候变化和诺利-瑞替期界线处的降温事件主要受到晚三叠世盛行于泛大陆中的超级季风控制,但不排除同时期的火山活动和野火事件对古气候系统的影响,然而火山活动、野火事件以及气候环境变化三者间的互馈机制,需要进一步明晰。
【目的】晚三叠世诺利-瑞替期之交(NRT)的古气候-环境发生了显著的变化,且伴随着全球性的碳同位素负漂和生物绝灭事件。目前多数NRT研究均聚焦于特提斯域的浅海相地层,而关于NRT时期陆地的气候与环境变迁及其驱动机制的研究还非常缺乏。【方法】为了解决这一科学问题,对四川盆地西北部以河流相和沼泽相沉积为主的诺利-瑞替阶剖面(须家河剖面)进行研究。利用主、微量元素分析,重建了四川盆地须家河组NRT时期的古气候演化过程并探讨了其驱动机制。【结果】须家河组诺利末期(剖面:105.5~129.5m)古气候指数CIAcorr、Rb/Sr相对较高,R值相对较低(平均值分别为73、1.2、8.2);诺利-瑞替期界线处(剖面:129.5~135 m)CIAcorr、Rb/Sr相对较低,R值相对较高(平均值分别为60、0.5、13.5)。【结论】结果表明:四川盆地须家河组NRT时期气候波动频繁,诺利末期以温暖湿润的气候为主,到了诺利-瑞替期界线附近,发生了一次短暂的降温事件。须家河组NRT时期湿暖-干冷的古气候变化和诺利-瑞替期界线处的降温事件主要受到晚三叠世盛行于泛大陆中的超级季风控制,但不排除同时期的火山活动和野火事件对古气候系统的影响,然而火山活动、野火事件以及气候环境变化三者间的互馈机制,需要进一步明晰。
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【目的】前积斜坡在湖泊或海洋环境均可出现,其生长方式能够反映物源、湖平面及沉积物输送和分散样式的变化。鄂尔多斯盆地西南部最新三维地震资料显示,延长组中上部发育较典型的前积斜坡生长现象。这一发现改变了以往延长组“千层饼式”沉积分层的传统认识,也为分析三角洲-深湖区砂体分布规律及储层预测提供了新思路。【方法】以斜坡生长理论为指导,基于三维地震和钻井资料,将鄂尔多斯盆地西南部庆城地区延长组长7-长1油层组依次划分为F1-F6共6期前积斜坡体,【结果】定量表征了发育较完整的F1-F4斜坡体特征,识别出平坦型(0~0.5°)和低角度上升型(0.5~1°)两种坡折迁移轨迹。【结论】F1沉积期,物源供应弱,湖盆规模最大,形成加积型斜坡,砂体主要发育于顶积层;F2-F3沉积期,物源供应增强,湖盆收缩,形成进积型斜坡,具有平坦型迁移轨迹,砂体主要分布在深湖区。F4沉积期,形成加积-进积混合型斜坡,具有低角度上升型迁移轨迹,顶积层及深湖区均富砂。研究认为,物源供给与湖平面变化是研究区斜坡生长及砂体分布的主控因素。
【目的】前积斜坡在湖泊或海洋环境均可出现,其生长方式能够反映物源、湖平面及沉积物输送和分散样式的变化。鄂尔多斯盆地西南部最新三维地震资料显示,延长组中上部发育较典型的前积斜坡生长现象。这一发现改变了以往延长组“千层饼式”沉积分层的传统认识,也为分析三角洲-深湖区砂体分布规律及储层预测提供了新思路。【方法】以斜坡生长理论为指导,基于三维地震和钻井资料,将鄂尔多斯盆地西南部庆城地区延长组长7-长1油层组依次划分为F1-F6共6期前积斜坡体,【结果】定量表征了发育较完整的F1-F4斜坡体特征,识别出平坦型(0~0.5°)和低角度上升型(0.5~1°)两种坡折迁移轨迹。【结论】F1沉积期,物源供应弱,湖盆规模最大,形成加积型斜坡,砂体主要发育于顶积层;F2-F3沉积期,物源供应增强,湖盆收缩,形成进积型斜坡,具有平坦型迁移轨迹,砂体主要分布在深湖区。F4沉积期,形成加积-进积混合型斜坡,具有低角度上升型迁移轨迹,顶积层及深湖区均富砂。研究认为,物源供给与湖平面变化是研究区斜坡生长及砂体分布的主控因素。
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冲积扇构型影响其内部优质储层的发育,因此厘清冲积扇构型及其发育样式对于预测其内部优质储层的分布有重要意义。以准噶尔盆地西北缘和什托洛盖盆地内的白杨河冲积扇为例,根据大量的野外露头资料,解剖了其内部构型,将白杨河冲积扇内部划分为6级到9级构型单元:6级构型单元为冲积扇复合体,由7级构型单元(单一冲积扇体)叠置形成;7级构型单元由冲积扇内的单期沉积形成的各沉积微相(8级构型单元)组成,洪水期的8级构型单元自扇根至扇缘依次为片流微相—辫流微相—径流微相;间洪期的8级构型单元由槽流带和逐渐分岔的辫流带组成。8级构型单元内部由单一片流增生体、沟间滩和下切河道增生体等(9级构型单元)所组成。洪水期沉积被间洪期的辫状河道改造和叠置,两时期沉积物在时空上频繁叠置形成了砾质辫状河型冲积扇的构型模式。在此基础上,研究了白杨河冲积扇优质储层的类型和分布规律,将白杨河砾质辫状河型冲积扇优质储层主要分为两类:颗粒支撑砾岩和净砂岩,其分布受构型控制。其中颗粒支撑砾岩又可细分为7种,净砂岩细分为4种。通过上述研究,建立了8级构型单元与优质储层的空间展布模型,其中颗粒支撑砾岩储层主要发育在扇根外带和扇中;优质砂岩储层主要发育在扇中外带。
冲积扇构型影响其内部优质储层的发育,因此厘清冲积扇构型及其发育样式对于预测其内部优质储层的分布有重要意义。以准噶尔盆地西北缘和什托洛盖盆地内的白杨河冲积扇为例,根据大量的野外露头资料,解剖了其内部构型,将白杨河冲积扇内部划分为6级到9级构型单元:6级构型单元为冲积扇复合体,由7级构型单元(单一冲积扇体)叠置形成;7级构型单元由冲积扇内的单期沉积形成的各沉积微相(8级构型单元)组成,洪水期的8级构型单元自扇根至扇缘依次为片流微相—辫流微相—径流微相;间洪期的8级构型单元由槽流带和逐渐分岔的辫流带组成。8级构型单元内部由单一片流增生体、沟间滩和下切河道增生体等(9级构型单元)所组成。洪水期沉积被间洪期的辫状河道改造和叠置,两时期沉积物在时空上频繁叠置形成了砾质辫状河型冲积扇的构型模式。在此基础上,研究了白杨河冲积扇优质储层的类型和分布规律,将白杨河砾质辫状河型冲积扇优质储层主要分为两类:颗粒支撑砾岩和净砂岩,其分布受构型控制。其中颗粒支撑砾岩又可细分为7种,净砂岩细分为4种。通过上述研究,建立了8级构型单元与优质储层的空间展布模型,其中颗粒支撑砾岩储层主要发育在扇根外带和扇中;优质砂岩储层主要发育在扇中外带。
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米兰科维奇周期通过调控地球天文轨道参数来影响地球气候系统和有机碳埋藏。除通过线性过程调控气候系统的常规周期外,还存在通过一系列“非线性”正负反馈进程调控气候系统的“非常规”天文周期,如17万年斜率振幅调制周期。先前研究已证明17万年天文周期对中新生代地球中高纬度有机碳埋藏具有调控作用,然而由于缺乏准确的天文解和高分辨率的地质记录,17万年信号在古生代鲜有报道。对准噶尔盆地早二叠世芦草沟组的总有机碳含量和自然伽马测井数据进行旋回地层学分析,认为芦草沟组保存有短偏心率、斜率、岁差周期信号。根据短偏心率周期进行了天文调谐,结果显示芦草沟组沉积持续时间约为2.8 Myr,沉积速率估算为9.1 cm / kyr。除常规周期外,17万年周期信号也在去趋势数据序列和斜率振幅调制曲线中被发现,对古生代陆相地层中的17万年天文周期进行系统探讨,基于强烈的斜率信号,推测该17万年周期信号来源于斜率振幅调制周期s3-s6。它通过调控早二叠世地球中高纬度水循环过程影响有机碳埋藏,而沉积盆地中的阈值响应效应将高频的斜率周期中的较低频17万年振幅调制周期放大,并出现在地质记录中。
米兰科维奇周期通过调控地球天文轨道参数来影响地球气候系统和有机碳埋藏。除通过线性过程调控气候系统的常规周期外,还存在通过一系列“非线性”正负反馈进程调控气候系统的“非常规”天文周期,如17万年斜率振幅调制周期。先前研究已证明17万年天文周期对中新生代地球中高纬度有机碳埋藏具有调控作用,然而由于缺乏准确的天文解和高分辨率的地质记录,17万年信号在古生代鲜有报道。对准噶尔盆地早二叠世芦草沟组的总有机碳含量和自然伽马测井数据进行旋回地层学分析,认为芦草沟组保存有短偏心率、斜率、岁差周期信号。根据短偏心率周期进行了天文调谐,结果显示芦草沟组沉积持续时间约为2.8 Myr,沉积速率估算为9.1 cm / kyr。除常规周期外,17万年周期信号也在去趋势数据序列和斜率振幅调制曲线中被发现,对古生代陆相地层中的17万年天文周期进行系统探讨,基于强烈的斜率信号,推测该17万年周期信号来源于斜率振幅调制周期s3-s6。它通过调控早二叠世地球中高纬度水循环过程影响有机碳埋藏,而沉积盆地中的阈值响应效应将高频的斜率周期中的较低频17万年振幅调制周期放大,并出现在地质记录中。
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为了明确古地貌、古物源及古沉积环境对沉积相的控制作用,充分认识沉积相平面展布特征,优选下一步勘探领域,以台北凹陷中西部三叠系克拉玛依组为例,采用印模法恢复古地貌,通过重矿物组合法进行古物源分析、微量元素进行古沉积环境分析,并结合岩石相、单井相及剖面相标志,砂砾岩厚度、砂地比,确定台北凹陷中西部三叠系克拉玛依组沉积相平面展布特征,最终依据模糊数学评判法,对储层进行多因素综合分类评价。结果表明:克拉玛依组沉积时期台北凹陷中西部整体古地形较缓,古水流相对较缓,水动力相对较弱,发育广覆式辫状河三角洲沉积,克拉玛依组为辫状河三角洲前缘沉积,沿盆地边缘呈席状分布。沉积物源主要来源于南部古凸起,沉积环境为半湿润、厌氧还原的盐湖环境。根据模糊评价,辫状河三角洲凸起前缘是克拉玛依组优质储层有利沉积相带,生运聚条件良好,是有利的油气勘探区带。
为了明确古地貌、古物源及古沉积环境对沉积相的控制作用,充分认识沉积相平面展布特征,优选下一步勘探领域,以台北凹陷中西部三叠系克拉玛依组为例,采用印模法恢复古地貌,通过重矿物组合法进行古物源分析、微量元素进行古沉积环境分析,并结合岩石相、单井相及剖面相标志,砂砾岩厚度、砂地比,确定台北凹陷中西部三叠系克拉玛依组沉积相平面展布特征,最终依据模糊数学评判法,对储层进行多因素综合分类评价。结果表明:克拉玛依组沉积时期台北凹陷中西部整体古地形较缓,古水流相对较缓,水动力相对较弱,发育广覆式辫状河三角洲沉积,克拉玛依组为辫状河三角洲前缘沉积,沿盆地边缘呈席状分布。沉积物源主要来源于南部古凸起,沉积环境为半湿润、厌氧还原的盐湖环境。根据模糊评价,辫状河三角洲凸起前缘是克拉玛依组优质储层有利沉积相带,生运聚条件良好,是有利的油气勘探区带。
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中-上奥陶统萨尔干组是一套在塔里木盆地广泛分布的海相烃源岩,其沉积模式目前尚未明确。高分辨率地质年代学的约束有助于精确刻画萨尔干组沉积过程。对新疆阿克苏市柯坪地区苏巴什沟剖面长度为9 m的萨尔干组进行质量磁化率测试,并利用获得的701个数据进行详细的旋回地层学分析。通过频谱分析识别出0.74–1.28 m、0.2–0.27 m、0.057–0.071 m和0.035–0.039 m的显著谱峰,其比例约为21.14: 7.71: 5.71: 1.86: 1.11: 1,与中-晚奥陶世天文轨道旋回周期的比值相近。利用405 kyr长偏心率旋回的周期进行天文校准,得到短偏心率、斜率和岁差旋回的周期分别为100 kyr、30.6–31.2 kyr和20–21.8 kyr。利用识别出的长偏心率旋回建立了研究剖面持续时间为~3.9 Myr的“浮动”天文年代标尺。以Nemagraptus gracilis笔石带底界作为等时界面,实现了苏巴什沟剖面和大湾沟剖面(上奥陶统底界全球辅助层型剖面)在405 kyr时间尺度上的旋回地层对比,计算出苏巴什沟剖面萨尔干组开始沉积的时间比大湾沟剖面晚约1.03 Myr。上述研究支持萨尔干组形成于逐步海侵过程。此外,本文提出~1.2 Myr的超长斜率旋回可能控制着萨尔干组沉积期的海平面变化。
中-上奥陶统萨尔干组是一套在塔里木盆地广泛分布的海相烃源岩,其沉积模式目前尚未明确。高分辨率地质年代学的约束有助于精确刻画萨尔干组沉积过程。对新疆阿克苏市柯坪地区苏巴什沟剖面长度为9 m的萨尔干组进行质量磁化率测试,并利用获得的701个数据进行详细的旋回地层学分析。通过频谱分析识别出0.74–1.28 m、0.2–0.27 m、0.057–0.071 m和0.035–0.039 m的显著谱峰,其比例约为21.14: 7.71: 5.71: 1.86: 1.11: 1,与中-晚奥陶世天文轨道旋回周期的比值相近。利用405 kyr长偏心率旋回的周期进行天文校准,得到短偏心率、斜率和岁差旋回的周期分别为100 kyr、30.6–31.2 kyr和20–21.8 kyr。利用识别出的长偏心率旋回建立了研究剖面持续时间为~3.9 Myr的“浮动”天文年代标尺。以Nemagraptus gracilis笔石带底界作为等时界面,实现了苏巴什沟剖面和大湾沟剖面(上奥陶统底界全球辅助层型剖面)在405 kyr时间尺度上的旋回地层对比,计算出苏巴什沟剖面萨尔干组开始沉积的时间比大湾沟剖面晚约1.03 Myr。上述研究支持萨尔干组形成于逐步海侵过程。此外,本文提出~1.2 Myr的超长斜率旋回可能控制着萨尔干组沉积期的海平面变化。
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湘西北早寒武世热水活动对当时的沉积地层造成了巨大影响,但对周缘区域的具体影响和程度范围并不清楚。本次研究以花页1井(HY1)、湘安1井(XA1)、湘吉1井(XJ1)为研究对象,综合运用有机碳、X射线衍射、主微量元素等分析,系统揭示沉积地球化学特征的差异和热水活动的具体影响。研究表明各井皆相对远离热水活动,但部分指标显示其牛蹄塘组底部黑色页岩兼具正常和热水沉积的特征。比较而言XJ1所受热水活动及沉积的影响最大,XA1基本不受影响,而HY1则介于两者之间,Co/Zn、LaN/CeN与ΣREE以及∑LREE/∑HREE是较好的热水活动示踪指标。Ba、Mo、Ni、U、V等元素在岩层中高度富集,它们的富集是热水活动、强还原环境、生物活动、有机质等共同作用下的结果。强还原至硫化的沉积环境可能是元素富集的主要原因,有机质丰度在一定范围内与不同元素的富集程度都存在着较好的正相关关系。依次远离热水活动的XJ1、HY1与XA1在沉积地球化学特征响应上有一定差异,深海盆地中的XA1表现为更依赖深海内源远端碎屑的供给。热水活动提供了富含这些元素的物质基础,同时加强了周缘沉积环境的还原性,有利于部分元素及有机质的进一步富集,这种影响伴随距离的增大而逐渐衰减。
湘西北早寒武世热水活动对当时的沉积地层造成了巨大影响,但对周缘区域的具体影响和程度范围并不清楚。本次研究以花页1井(HY1)、湘安1井(XA1)、湘吉1井(XJ1)为研究对象,综合运用有机碳、X射线衍射、主微量元素等分析,系统揭示沉积地球化学特征的差异和热水活动的具体影响。研究表明各井皆相对远离热水活动,但部分指标显示其牛蹄塘组底部黑色页岩兼具正常和热水沉积的特征。比较而言XJ1所受热水活动及沉积的影响最大,XA1基本不受影响,而HY1则介于两者之间,Co/Zn、LaN/CeN与ΣREE以及∑LREE/∑HREE是较好的热水活动示踪指标。Ba、Mo、Ni、U、V等元素在岩层中高度富集,它们的富集是热水活动、强还原环境、生物活动、有机质等共同作用下的结果。强还原至硫化的沉积环境可能是元素富集的主要原因,有机质丰度在一定范围内与不同元素的富集程度都存在着较好的正相关关系。依次远离热水活动的XJ1、HY1与XA1在沉积地球化学特征响应上有一定差异,深海盆地中的XA1表现为更依赖深海内源远端碎屑的供给。热水活动提供了富含这些元素的物质基础,同时加强了周缘沉积环境的还原性,有利于部分元素及有机质的进一步富集,这种影响伴随距离的增大而逐渐衰减。
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【目的】最新三维地震资料显示,鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组三角洲—深水沉积过渡带存在大量的前积反射现象,指示以往“千层饼”式的近等厚地层划分方案在前积发育区存在“穿时”问题。研究旨在探索建立前积模式下延长组的等时划分与对比方案,并探讨其与传统地层划分方案的衔接对比关系。【方法】以三维地震资料为基础,通过井—震相互约束和标定,结合岩心沉积相标志的识别,明确盆地西南部延长组中上部(长7及以上地层)的等时划分与对比关系。【结果】将庆城、合水地区延长组中上部划分出6期前积斜坡体(F1-F6),环县地区划分出5期前积体(F1-F5)。【结论】各期前积体在顶积段与传统分层可较好衔接对比,但在斜坡段和底积段,新、旧方案差异较大。各期前积体在斜坡段普遍较厚,在深水区,F1-F3厚度明显减薄,F5、F6厚度大幅增加。从研究区西南向东北,各期前积体平面分布呈薄—厚—薄的带状样式;北西向展布的地层较厚带指示前积体向湖盆中心的持续推进,指示了湖盆的收缩和充填过程。研究结果为深入理解延长组三角洲—深水区砂体连通关系、空间分布规律以及湖盆沉积充填过程等提供了重要启示。
【目的】最新三维地震资料显示,鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组三角洲—深水沉积过渡带存在大量的前积反射现象,指示以往“千层饼”式的近等厚地层划分方案在前积发育区存在“穿时”问题。研究旨在探索建立前积模式下延长组的等时划分与对比方案,并探讨其与传统地层划分方案的衔接对比关系。【方法】以三维地震资料为基础,通过井—震相互约束和标定,结合岩心沉积相标志的识别,明确盆地西南部延长组中上部(长7及以上地层)的等时划分与对比关系。【结果】将庆城、合水地区延长组中上部划分出6期前积斜坡体(F1-F6),环县地区划分出5期前积体(F1-F5)。【结论】各期前积体在顶积段与传统分层可较好衔接对比,但在斜坡段和底积段,新、旧方案差异较大。各期前积体在斜坡段普遍较厚,在深水区,F1-F3厚度明显减薄,F5、F6厚度大幅增加。从研究区西南向东北,各期前积体平面分布呈薄—厚—薄的带状样式;北西向展布的地层较厚带指示前积体向湖盆中心的持续推进,指示了湖盆的收缩和充填过程。研究结果为深入理解延长组三角洲—深水区砂体连通关系、空间分布规律以及湖盆沉积充填过程等提供了重要启示。
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吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育了一套陆相混积沉积体系,针对混积细粒岩沉积微相类型及甜点储层分布规律等研究的不足,综合岩心、露头、测井、XRF元素录井、分析化验和试油试采等资料,采用岩相构型、沉积微相耦合分析和动静结合等方法开展了沉积微环境及微相类型划分、沉积模式及其对甜点的控制作用等研究。结果表明:(1)岩心观察表明研究区主要发育浪成交错层理、水平层理、同生变形构造、黄铁矿、方解石条带、鸟眼构造和结核、缝合线构造、含生物化石和白云岩溶蚀孔8类沉积构造。研究区分为半深湖-深湖、混合浅湖和碎屑浅湖亚相,细分为半深湖泥、云坪、混合滩坝、混合浅湖泥、浅湖砂坝和碎屑浅湖泥等6种微相,不同微相沉积特征及其沉积机制差异明显。(2)建立了咸化湖泊相混积细粒岩沉积微相模式。芦一段自下而上从深湖-半深湖-浅湖演化过程,发育了浅湖砂坝、混合滩坝与云坪储集层微相。其中,云坪呈连片状大范围分布,混合滩坝呈土豆状分布,发育程度较高,不同层规模有差异,浅湖砂坝发育程度一般,呈断续状局限分布,垂向上呈薄储集层与厚层泥岩叠置状。芦二段以浅湖为主,微相类型与芦一段类似,但形态、规模与叠置样式差异较大。云坪和混合滩坝发育数量和规模大大减小,浅湖砂坝则发育程度较高,呈大规模分散土豆状发育,垂向上呈厚层叠置状。不同位置剖面微相的叠置样式不同。(3)甜点段XRF元素分析显示,目的层沉积时为干燥炎热的半咸水环境到咸水过渡环境,古生产力水平较高;下甜点段为富氧环境,上甜点段则为厌氧亚还原到还原环境。(4)沉积微相控制了甜点分布和开发对策。混合滩坝微相Ⅰ类甜点发育程度高,非均质性弱,开发效果最好,采用大规模部署水平井平台化作业进行效益开发。云坪微相Ⅲ类甜点发育,非均质性强,开发效果一般,是后续接替区域。浅湖砂坝Ⅱ类甜点发育,整体分散状,连续性较差,非均质性强,开发效果较好。需开展精细储层构型研究后部署水平井开发。
吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育了一套陆相混积沉积体系,针对混积细粒岩沉积微相类型及甜点储层分布规律等研究的不足,综合岩心、露头、测井、XRF元素录井、分析化验和试油试采等资料,采用岩相构型、沉积微相耦合分析和动静结合等方法开展了沉积微环境及微相类型划分、沉积模式及其对甜点的控制作用等研究。结果表明:(1)岩心观察表明研究区主要发育浪成交错层理、水平层理、同生变形构造、黄铁矿、方解石条带、鸟眼构造和结核、缝合线构造、含生物化石和白云岩溶蚀孔8类沉积构造。研究区分为半深湖-深湖、混合浅湖和碎屑浅湖亚相,细分为半深湖泥、云坪、混合滩坝、混合浅湖泥、浅湖砂坝和碎屑浅湖泥等6种微相,不同微相沉积特征及其沉积机制差异明显。(2)建立了咸化湖泊相混积细粒岩沉积微相模式。芦一段自下而上从深湖-半深湖-浅湖演化过程,发育了浅湖砂坝、混合滩坝与云坪储集层微相。其中,云坪呈连片状大范围分布,混合滩坝呈土豆状分布,发育程度较高,不同层规模有差异,浅湖砂坝发育程度一般,呈断续状局限分布,垂向上呈薄储集层与厚层泥岩叠置状。芦二段以浅湖为主,微相类型与芦一段类似,但形态、规模与叠置样式差异较大。云坪和混合滩坝发育数量和规模大大减小,浅湖砂坝则发育程度较高,呈大规模分散土豆状发育,垂向上呈厚层叠置状。不同位置剖面微相的叠置样式不同。(3)甜点段XRF元素分析显示,目的层沉积时为干燥炎热的半咸水环境到咸水过渡环境,古生产力水平较高;下甜点段为富氧环境,上甜点段则为厌氧亚还原到还原环境。(4)沉积微相控制了甜点分布和开发对策。混合滩坝微相Ⅰ类甜点发育程度高,非均质性弱,开发效果最好,采用大规模部署水平井平台化作业进行效益开发。云坪微相Ⅲ类甜点发育,非均质性强,开发效果一般,是后续接替区域。浅湖砂坝Ⅱ类甜点发育,整体分散状,连续性较差,非均质性强,开发效果较好。需开展精细储层构型研究后部署水平井开发。
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【目的】从晚石炭世到早二叠世,全球多地有冰川发育,保山地块作为冈瓦纳大陆边缘的一部分,在此期间经历了多次海侵海退事件,保存了冰川消长的重要信息。本文以滇西保山地区西邑、东山坡、卧牛寺剖面为研究对象,石炭—二叠纪古海洋氧化还原环境为研究内容,分析缺氧事件的成因,探讨其与冰期的关系。【方法】通过对草莓状黄铁矿的粒径统计等方法,恢复古海洋氧化还原环境。【结果】识别出四个氧化还原阶段:第Ⅰ阶段为Tournaisian晚期,古海洋环境经历了硫化—缺氧—次氧化—氧化环境的快速变迁。第Ⅱ阶段为整个Visean期,从硫化—缺氧环境过渡为次氧化环境。第Ⅲ阶段为Sakmarian中期—Artinskian早期,第Ⅳ阶段为Kungurian早期—Roadian中期,二者经历相似,皆以氧化及次氧化—氧化环境为主,间歇出现缺氧及次氧化环境。【结论】Tournaisian晚期—Visean初期的硫化—缺氧事件和δ13Ccard的正漂以及生物量的减少呈明显正相关,全球其他地区早石炭世也指示为缺氧环境,保山地区早石炭世古海洋的硫化—缺氧事件很可能是对晚古生代冰期前幕冰川事件的响应。早中二叠世较早石炭世的古海洋整体较氧化,这可能与冰期导致的海平面下降及基默里区古地理演化导致的区域温度下降有关,这一变化可能对该区域早二叠世生物复苏起到关键的促进作用。
【目的】从晚石炭世到早二叠世,全球多地有冰川发育,保山地块作为冈瓦纳大陆边缘的一部分,在此期间经历了多次海侵海退事件,保存了冰川消长的重要信息。本文以滇西保山地区西邑、东山坡、卧牛寺剖面为研究对象,石炭—二叠纪古海洋氧化还原环境为研究内容,分析缺氧事件的成因,探讨其与冰期的关系。【方法】通过对草莓状黄铁矿的粒径统计等方法,恢复古海洋氧化还原环境。【结果】识别出四个氧化还原阶段:第Ⅰ阶段为Tournaisian晚期,古海洋环境经历了硫化—缺氧—次氧化—氧化环境的快速变迁。第Ⅱ阶段为整个Visean期,从硫化—缺氧环境过渡为次氧化环境。第Ⅲ阶段为Sakmarian中期—Artinskian早期,第Ⅳ阶段为Kungurian早期—Roadian中期,二者经历相似,皆以氧化及次氧化—氧化环境为主,间歇出现缺氧及次氧化环境。【结论】Tournaisian晚期—Visean初期的硫化—缺氧事件和δ13Ccard的正漂以及生物量的减少呈明显正相关,全球其他地区早石炭世也指示为缺氧环境,保山地区早石炭世古海洋的硫化—缺氧事件很可能是对晚古生代冰期前幕冰川事件的响应。早中二叠世较早石炭世的古海洋整体较氧化,这可能与冰期导致的海平面下降及基默里区古地理演化导致的区域温度下降有关,这一变化可能对该区域早二叠世生物复苏起到关键的促进作用。
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摘要:在沉积学研究中,如何有效地区分风成与水成沉积长期以来都是学界关注的焦点同时也是难点所在。虽然部分宏观尺度沉积特征(如风成波痕、风成沙波层、条纹层等)能够为风成沉积的鉴别提供有利支撑,但由于露头出露条件的差异,上述特征很难被完全识别出来。相比之下,风成沉积特征性的微观结构(如高成分与结构成熟度、稳定单矿物表面形貌等)却不受露头条件限制,这为我们鉴别风成沉积提供了有效途径。本研究以山西宁武-静乐盆地晚侏罗世风成和水成沉积为例,对二者开展了薄片、粒度、扫描电镜和能谱方面的对比研究,综合分析了风成沉积的显微鉴别标准,提出单矿物颗粒表面的碟形撞击坑以及具有逆粒续性的风成沙波层够作为风成沉积的特有鉴别指标。鉴于多数风成沉积显微特征具有多解性,建议采用多指标联合分析风成沉积成因。
摘要:在沉积学研究中,如何有效地区分风成与水成沉积长期以来都是学界关注的焦点同时也是难点所在。虽然部分宏观尺度沉积特征(如风成波痕、风成沙波层、条纹层等)能够为风成沉积的鉴别提供有利支撑,但由于露头出露条件的差异,上述特征很难被完全识别出来。相比之下,风成沉积特征性的微观结构(如高成分与结构成熟度、稳定单矿物表面形貌等)却不受露头条件限制,这为我们鉴别风成沉积提供了有效途径。本研究以山西宁武-静乐盆地晚侏罗世风成和水成沉积为例,对二者开展了薄片、粒度、扫描电镜和能谱方面的对比研究,综合分析了风成沉积的显微鉴别标准,提出单矿物颗粒表面的碟形撞击坑以及具有逆粒续性的风成沙波层够作为风成沉积的特有鉴别指标。鉴于多数风成沉积显微特征具有多解性,建议采用多指标联合分析风成沉积成因。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.066
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狮子沟背斜构造位于柴达木盆地西部,其古近纪下干柴沟组上段赋存着丰富的卤水资源,卤水K、B、Li等含量较高,具开发前景。本文通过对该套卤水进行常、微量元素、锶同位素检测等发现:研究区卤水中K+含量为1.058~15.87g/L,其中70%超过了3g/L;卤水水化学类型以氯化物型为主;经计算卤水特征系数,结合水盐体系相图分析,认为溶滤盐层为该套高矿化度卤水的主要成因。与此同时,卤水与盐层锶同位素特征关系以及K+与Li+的相关性特点,反映深部热流体来源K也有一定贡献。通过分析,初步建立研究区卤水钾的成矿模式:古近纪下干柴沟时期,狮子沟地区弱拉张环境,沉积环境较为稳定,沉积了晚始新世下干柴沟组上段石盐和钾镁盐沉积,后期构造活动加剧,富钾热流体沿张性断裂上升入湖,提供了部分深部物质来源K,同时造成已有钾镁盐和部分石盐沉积的溶解,进而为该区卤水提供了另一种重要的溶滤钾物质来源。
狮子沟背斜构造位于柴达木盆地西部,其古近纪下干柴沟组上段赋存着丰富的卤水资源,卤水K、B、Li等含量较高,具开发前景。本文通过对该套卤水进行常、微量元素、锶同位素检测等发现:研究区卤水中K+含量为1.058~15.87g/L,其中70%超过了3g/L;卤水水化学类型以氯化物型为主;经计算卤水特征系数,结合水盐体系相图分析,认为溶滤盐层为该套高矿化度卤水的主要成因。与此同时,卤水与盐层锶同位素特征关系以及K+与Li+的相关性特点,反映深部热流体来源K也有一定贡献。通过分析,初步建立研究区卤水钾的成矿模式:古近纪下干柴沟时期,狮子沟地区弱拉张环境,沉积环境较为稳定,沉积了晚始新世下干柴沟组上段石盐和钾镁盐沉积,后期构造活动加剧,富钾热流体沿张性断裂上升入湖,提供了部分深部物质来源K,同时造成已有钾镁盐和部分石盐沉积的溶解,进而为该区卤水提供了另一种重要的溶滤钾物质来源。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.072
摘要:
【意义】通过发表文献统计和前人研究成果分析,表明纹层状细粒沉积岩的储集物性和油气富集明显优于不发育/弱发育纹层状细粒沉积岩且与其具有极好的正相关性。相比于海相细粒沉积岩纹层结构,纹层状湖盆细粒沉积岩受限于沉积环境距物源区较近、沉积环境水动力变换频繁、受气候和构造活动等控制更加明显,导致不同种类纹层所表现的储集物性和油气富集特征不尽相同,相关差异性的总结至今仍不清晰且有待揭示。【方法】经聚焦近十年内的国内外相关文献,综述纹层状细粒沉积岩的孔隙、裂缝类型与成因,以及分别按纹层成分、连续性、序列组合阐述对其储集物性和油气富集特征的控制作用。【结果】认为纹层结构具有垂向上物质成分的频繁更替、内部微裂缝异常发育以及纹层结构下的有机质演化差异的优势特征,使其在细粒沉积岩的基础上进一步提升了油气富集的能力。【展望】并指出至今仍缺乏均为纹层发育的细粒沉积岩因彼此层内的孔隙、裂缝等因素不同所体现的储集物性的差异对比,以及利用计算机依据纹层微观数据反演宏观储层沉积模式以指导非常规储层开发将是未来阶段的发展方向
【意义】通过发表文献统计和前人研究成果分析,表明纹层状细粒沉积岩的储集物性和油气富集明显优于不发育/弱发育纹层状细粒沉积岩且与其具有极好的正相关性。相比于海相细粒沉积岩纹层结构,纹层状湖盆细粒沉积岩受限于沉积环境距物源区较近、沉积环境水动力变换频繁、受气候和构造活动等控制更加明显,导致不同种类纹层所表现的储集物性和油气富集特征不尽相同,相关差异性的总结至今仍不清晰且有待揭示。【方法】经聚焦近十年内的国内外相关文献,综述纹层状细粒沉积岩的孔隙、裂缝类型与成因,以及分别按纹层成分、连续性、序列组合阐述对其储集物性和油气富集特征的控制作用。【结果】认为纹层结构具有垂向上物质成分的频繁更替、内部微裂缝异常发育以及纹层结构下的有机质演化差异的优势特征,使其在细粒沉积岩的基础上进一步提升了油气富集的能力。【展望】并指出至今仍缺乏均为纹层发育的细粒沉积岩因彼此层内的孔隙、裂缝等因素不同所体现的储集物性的差异对比,以及利用计算机依据纹层微观数据反演宏观储层沉积模式以指导非常规储层开发将是未来阶段的发展方向
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应用LA-ICP-MS 法测定太阳寺岩组变质石英片岩中39粒碎屑锆石的U-Pb年龄和微量元素含量。锆石年龄主要分布在429~530 Ma,757~1902 Ma,2119~2280 Ma,2518~2544 Ma四个区间;其中429~530Ma年龄组分的锆石约占31%,757~1902 Ma年龄组分的锆石约占56%。最年轻组分锆石的加权平均年龄430.6±3.4Ma可以有效地限定太阳寺岩组的沉积时代是晚于早志留世的。其物源区主要是北秦岭微陆块元古宙基底,其次是早古生代的火山-岩浆弧,碎屑锆石微量元素组成特征表明其大多数来自大陆地壳内中酸性岩浆岩。作为北秦岭微陆块边缘火山-岩浆弧初始阶段的沉积响应,太阳寺岩组是在微陆块基底上形成的一套活动陆缘台地型沉积岩系,沉积物质来源于再旋回的秦岭基底杂岩和岛弧火山-沉积岩系。
应用LA-ICP-MS 法测定太阳寺岩组变质石英片岩中39粒碎屑锆石的U-Pb年龄和微量元素含量。锆石年龄主要分布在429~530 Ma,757~1902 Ma,2119~2280 Ma,2518~2544 Ma四个区间;其中429~530Ma年龄组分的锆石约占31%,757~1902 Ma年龄组分的锆石约占56%。最年轻组分锆石的加权平均年龄430.6±3.4Ma可以有效地限定太阳寺岩组的沉积时代是晚于早志留世的。其物源区主要是北秦岭微陆块元古宙基底,其次是早古生代的火山-岩浆弧,碎屑锆石微量元素组成特征表明其大多数来自大陆地壳内中酸性岩浆岩。作为北秦岭微陆块边缘火山-岩浆弧初始阶段的沉积响应,太阳寺岩组是在微陆块基底上形成的一套活动陆缘台地型沉积岩系,沉积物质来源于再旋回的秦岭基底杂岩和岛弧火山-沉积岩系。
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摘要:塔本组和蓬当组沉积期,由于盆地的复杂构造格局及物源-沉积物分散体系的变化导致盆内沉积体系展布复杂。区内发育的沉积体系主要有:河流、三角洲、碎屑海岸、浅海沉积等,是河流入海后形成的一套以碎屑岩为主的沉积组合。较有利的储集层主要是塔本组下部三角洲前缘近端坝、水下分流河道,塔本组上部浅海沉积的滨岸砂坝蓬当组下部三角洲平原分流河道,中部潮间带砂坪等沉积砂体。塔本组沉积期,盆地在弱挤压作用下形成了边缘海的古地理格局,物源主要来自盆地的东及东北部,蓬当组沉积期,强挤压作用下古地理格局转变为由北向南开口的海湾,并主要接受了西部和东部的物源,其中河流、三角洲沉积体系不断向盆内推进。沉积相带具有由西向东、由南向北展布的特点。
摘要:塔本组和蓬当组沉积期,由于盆地的复杂构造格局及物源-沉积物分散体系的变化导致盆内沉积体系展布复杂。区内发育的沉积体系主要有:河流、三角洲、碎屑海岸、浅海沉积等,是河流入海后形成的一套以碎屑岩为主的沉积组合。较有利的储集层主要是塔本组下部三角洲前缘近端坝、水下分流河道,塔本组上部浅海沉积的滨岸砂坝蓬当组下部三角洲平原分流河道,中部潮间带砂坪等沉积砂体。塔本组沉积期,盆地在弱挤压作用下形成了边缘海的古地理格局,物源主要来自盆地的东及东北部,蓬当组沉积期,强挤压作用下古地理格局转变为由北向南开口的海湾,并主要接受了西部和东部的物源,其中河流、三角洲沉积体系不断向盆内推进。沉积相带具有由西向东、由南向北展布的特点。
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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(Li)、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粘土岩中;Sc在平面空间上和含铝岩系垂向剖面上的含量变化较小,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粘土矿物、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,后续加强系统研究和综合利用,能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(Li)、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粘土岩中;Sc在平面空间上和含铝岩系垂向剖面上的含量变化较小,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粘土矿物、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,后续加强系统研究和综合利用,能实现最大化的经济效益和环境效益。
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早白垩世为中生代鄂尔多斯盆地演化的最晚时期,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)的勘探具有重要意义。本文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LA-ICP-MS U-Pb定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰特点及构造演化特征,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(195~250Ma±)和早古生代(400 ~500Ma±)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,而元古代-太古代锆石年龄不但数量少且未出现明显峰值。经区域对比,认为宜君组沉积是秦岭造山带晚侏罗世构造事件的响应,物源主要来自于北秦岭造山带,同时指出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;这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时期,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)的勘探具有重要意义。本文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LA-ICP-MS U-Pb定年方法,结合周邻地质体锆石U-Pb年龄谱峰特点及构造演化特征,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(195~250Ma±)和早古生代(400 ~500Ma±)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,而元古代-太古代锆石年龄不但数量少且未出现明显峰值。经区域对比,认为宜君组沉积是秦岭造山带晚侏罗世构造事件的响应,物源主要来自于北秦岭造山带,同时指出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;这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。
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川东地区下侏罗统湖泊-三角洲沉积具有较大的勘探潜力,但基础地质研究的滞后制约了勘探进程,古水深恢复对川东地区下侏罗统岩相古地理恢复及页岩油气勘探具有重要指导意义。根据岩石类型、沉积构造和古生物化石分布特征,结合Fe/Mn比值、(Al+Fe)/(Ca+Mg)比值及干酪根类型对川东地区自流井组和凉高山组古水深变化趋势进行分析,并采用La-Co法、TOC法及Th/U比值法对早侏罗世古水深进行定量恢复。沉积构造及古生物分布特征表明早侏罗世川东地区中部长期处于湖盆低洼位置,Fe/Mn比值和(Al+Fe)/(Ca+Mg)比值的变化趋势反映研究区东北部和南部为近岸浅水区。La-Co法、TOC法及Th/U比值法古水深恢复结果存在一定差异,La-Co法恢复的古水深与沉积相存在较大矛盾,Th/U比值法对浅湖沉积区古水深恢复较为可靠、但在滨湖及半深湖沉积区可靠度较低,而基于TOC法的古水深恢复结果最为可靠、与沉积相吻合度最高。早侏罗世川东地区湖泊浪基面约15m,TOC法古水深恢复结果表明川东地区下侏罗统半深湖广泛发育,早侏罗世湖泊最大水深约60m,广安-万州一带广泛发育半深湖-深湖沉积,有利于有机质的富集和保存,是页岩油气勘探的有利位置。
川东地区下侏罗统湖泊-三角洲沉积具有较大的勘探潜力,但基础地质研究的滞后制约了勘探进程,古水深恢复对川东地区下侏罗统岩相古地理恢复及页岩油气勘探具有重要指导意义。根据岩石类型、沉积构造和古生物化石分布特征,结合Fe/Mn比值、(Al+Fe)/(Ca+Mg)比值及干酪根类型对川东地区自流井组和凉高山组古水深变化趋势进行分析,并采用La-Co法、TOC法及Th/U比值法对早侏罗世古水深进行定量恢复。沉积构造及古生物分布特征表明早侏罗世川东地区中部长期处于湖盆低洼位置,Fe/Mn比值和(Al+Fe)/(Ca+Mg)比值的变化趋势反映研究区东北部和南部为近岸浅水区。La-Co法、TOC法及Th/U比值法古水深恢复结果存在一定差异,La-Co法恢复的古水深与沉积相存在较大矛盾,Th/U比值法对浅湖沉积区古水深恢复较为可靠、但在滨湖及半深湖沉积区可靠度较低,而基于TOC法的古水深恢复结果最为可靠、与沉积相吻合度最高。早侏罗世川东地区湖泊浪基面约15m,TOC法古水深恢复结果表明川东地区下侏罗统半深湖广泛发育,早侏罗世湖泊最大水深约60m,广安-万州一带广泛发育半深湖-深湖沉积,有利于有机质的富集和保存,是页岩油气勘探的有利位置。
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勘探实践及柴达木盆地第4次油气资源评价表明,柴达木盆地剩余油主要集中于西部地区,但由于地表复杂且属于典型的非常规低渗储集层,其勘探程度相对较低。为进一步加大柴达木盆地西部地区的石油勘探,基于岩心沉积构造,结合岩石薄片、X衍射全岩分析化验和地震反射等资料,对咸东1井上新统下油砂山组取心段的沉积相进行综合研究。结果表明:①咸东1井下油砂山组深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有灰色薄—中层块状层理细杂砂岩,砂体顶、底部与泥岩突变接触,底界面为明显凸凹不平的侵蚀面,侵蚀面之下的泥页岩中变形层理发育,为沉积物再搬运的砂质碎屑流沉积;②咸东1井下油砂山组深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有含介壳—陆源碎屑的砾屑灰岩和具明显变形层理的粉砂岩及粉砂质团块,其变形纹层清晰且具明显的变形方向,为滑塌碎屑沉积;③咸东1井下油砂山组主要为深灰—灰黑色灰质泥页岩夹灰色含云灰黏土质粉砂岩,泥页岩中发育水平层理及韵律层理等,粉砂岩中发育有较多泥质纹层的小型单斜层理、上攀波痕纹理及厚互层层理,为半深—深湖沉积夹由沉积物重力流末期演变的较弱底流沉积。此外,盆地发育的不同时期在阿尔金山前较深水区应具备发育类似咸东1井滑塌—沉积物重力流沉积储层的条件,尚需进一步的深入研究。
勘探实践及柴达木盆地第4次油气资源评价表明,柴达木盆地剩余油主要集中于西部地区,但由于地表复杂且属于典型的非常规低渗储集层,其勘探程度相对较低。为进一步加大柴达木盆地西部地区的石油勘探,基于岩心沉积构造,结合岩石薄片、X衍射全岩分析化验和地震反射等资料,对咸东1井上新统下油砂山组取心段的沉积相进行综合研究。结果表明:①咸东1井下油砂山组深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有灰色薄—中层块状层理细杂砂岩,砂体顶、底部与泥岩突变接触,底界面为明显凸凹不平的侵蚀面,侵蚀面之下的泥页岩中变形层理发育,为沉积物再搬运的砂质碎屑流沉积;②咸东1井下油砂山组深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有含介壳—陆源碎屑的砾屑灰岩和具明显变形层理的粉砂岩及粉砂质团块,其变形纹层清晰且具明显的变形方向,为滑塌碎屑沉积;③咸东1井下油砂山组主要为深灰—灰黑色灰质泥页岩夹灰色含云灰黏土质粉砂岩,泥页岩中发育水平层理及韵律层理等,粉砂岩中发育有较多泥质纹层的小型单斜层理、上攀波痕纹理及厚互层层理,为半深—深湖沉积夹由沉积物重力流末期演变的较弱底流沉积。此外,盆地发育的不同时期在阿尔金山前较深水区应具备发育类似咸东1井滑塌—沉积物重力流沉积储层的条件,尚需进一步的深入研究。
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山西地堑系因其独特的大地构造位置而成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,阻碍了人们对地堑系演化过程的认识。通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8–4.4 Ma和2.2–1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明早期物源主要来自东部太行山中生代砂岩,并揭示了太行山脉的蚀顶剥蚀过程;第一期湖泊的发育过程伴随着碎屑成分和重矿物组合的转变,来自吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑开始进入盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造-地貌响应。
山西地堑系因其独特的大地构造位置而成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,阻碍了人们对地堑系演化过程的认识。通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8–4.4 Ma和2.2–1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明早期物源主要来自东部太行山中生代砂岩,并揭示了太行山脉的蚀顶剥蚀过程;第一期湖泊的发育过程伴随着碎屑成分和重矿物组合的转变,来自吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑开始进入盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造-地貌响应。
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渤海辽东湾海域西南部钻井钻遇新元古界青白口系长龙山组石英砂岩,深入研究其物源特征,对华北克拉通太古代至元古代重大地质事件解剖具有重大意义。本文对采自 BD4-1a井2482m附近的五件石英砂岩样品进行了全岩地球化学和碎屑锆石 U-Pb年代学分析,全岩地球化学显示该石英砂岩具有较高的 SiO2含量(88.53%~93.06%), CIA值为69.5~71.6, ICV值为0.69~3.99,样品表现为高成分成熟度和结构成熟度、中等风化。 Th/U的比值为3.46~4.92, Cr/Zr的比值为0.17~0.35, ΣREE范围为(8.26~24.12)×10-6, LREE/HREE值为6.28~10.21, δEu值范围为0.77~1.04,呈弱负异常,反映了物源主要来自于上地壳长英质岩石。碎屑锆石 U-Pb年龄分布于2744-1581 Ma之间;其主要年龄峰值为~1855 Ma,次要年龄峰值为~2725 Ma、~2585 Ma、~2335 Ma和~2225 Ma。~2.7-2.5Ga的碎屑锆石是华北克拉通陆壳生长事件及构造热事件形成的记录;~2.2-1.8Ga的碎屑锆石与华北克拉通东部陆块和西部陆块拼合形成同一结晶基底事件的时间相吻合,是哥伦比亚超大陆聚合事件的地质记录;而~1.7-1.6Ga的碎屑锆石年龄应该记录的是哥伦比亚超大陆裂解事件。
渤海辽东湾海域西南部钻井钻遇新元古界青白口系长龙山组石英砂岩,深入研究其物源特征,对华北克拉通太古代至元古代重大地质事件解剖具有重大意义。本文对采自 BD4-1a井2482m附近的五件石英砂岩样品进行了全岩地球化学和碎屑锆石 U-Pb年代学分析,全岩地球化学显示该石英砂岩具有较高的 SiO2含量(88.53%~93.06%), CIA值为69.5~71.6, ICV值为0.69~3.99,样品表现为高成分成熟度和结构成熟度、中等风化。 Th/U的比值为3.46~4.92, Cr/Zr的比值为0.17~0.35, ΣREE范围为(8.26~24.12)×10-6, LREE/HREE值为6.28~10.21, δEu值范围为0.77~1.04,呈弱负异常,反映了物源主要来自于上地壳长英质岩石。碎屑锆石 U-Pb年龄分布于2744-1581 Ma之间;其主要年龄峰值为~1855 Ma,次要年龄峰值为~2725 Ma、~2585 Ma、~2335 Ma和~2225 Ma。~2.7-2.5Ga的碎屑锆石是华北克拉通陆壳生长事件及构造热事件形成的记录;~2.2-1.8Ga的碎屑锆石与华北克拉通东部陆块和西部陆块拼合形成同一结晶基底事件的时间相吻合,是哥伦比亚超大陆聚合事件的地质记录;而~1.7-1.6Ga的碎屑锆石年龄应该记录的是哥伦比亚超大陆裂解事件。
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陆坡因其巨大的沉积物总量和丰富的油气资源而成为油气勘探的热点领域。明确陆坡地貌演化特征能够助力于深水沉积学研究和油气勘探。针对具有强物源供给条件且重力滑动构造普遍发育的三角洲型被动陆缘盆地陆坡开展沉积构型研究,探索基于沉积构型原理的古陆坡地貌演化特征研究方法。深水沉积构型的时—空演化特征揭示出研究区中新世至今的地貌演化过程经历了两个阶段。阶段1中,地貌演化受大型三角洲进积驱动,研究区由深海平原演化为陆坡,地貌始终为非限制型。阶段2中,在重力滑动作用下经历了由逆冲断层、泥底辟、填平补齐主导的演化过程,地貌由限制型、半限制型演变为现今的非限制型。逆冲断层期,下伏流动性泥岩活动强度有限,地貌形态受控于断层活动,研究区处于重力滑动体系的远缘逆冲构造区。泥底辟期,底辟强度大幅增强,具备了独立改造地貌格局的能力,研究区由逆冲构造区向泥底辟构造区转化。重力滑动体系由沉积作用驱动,表现出与沉积相类似的空间组合与演化特征。平面上紧邻的伸展、泥底辟、逆冲构造区存在成因关联,与具有排序特征的沉积相类似。因此研究区两期构造活动的叠合关系指示了陆坡向海推进过程与地形坡度增加的宏观趋势。综上,典型深水研究区重力流沉积构型的时—空演化特征能够为陆坡古地貌演化过程的恢复提供重要依据。
陆坡因其巨大的沉积物总量和丰富的油气资源而成为油气勘探的热点领域。明确陆坡地貌演化特征能够助力于深水沉积学研究和油气勘探。针对具有强物源供给条件且重力滑动构造普遍发育的三角洲型被动陆缘盆地陆坡开展沉积构型研究,探索基于沉积构型原理的古陆坡地貌演化特征研究方法。深水沉积构型的时—空演化特征揭示出研究区中新世至今的地貌演化过程经历了两个阶段。阶段1中,地貌演化受大型三角洲进积驱动,研究区由深海平原演化为陆坡,地貌始终为非限制型。阶段2中,在重力滑动作用下经历了由逆冲断层、泥底辟、填平补齐主导的演化过程,地貌由限制型、半限制型演变为现今的非限制型。逆冲断层期,下伏流动性泥岩活动强度有限,地貌形态受控于断层活动,研究区处于重力滑动体系的远缘逆冲构造区。泥底辟期,底辟强度大幅增强,具备了独立改造地貌格局的能力,研究区由逆冲构造区向泥底辟构造区转化。重力滑动体系由沉积作用驱动,表现出与沉积相类似的空间组合与演化特征。平面上紧邻的伸展、泥底辟、逆冲构造区存在成因关联,与具有排序特征的沉积相类似。因此研究区两期构造活动的叠合关系指示了陆坡向海推进过程与地形坡度增加的宏观趋势。综上,典型深水研究区重力流沉积构型的时—空演化特征能够为陆坡古地貌演化过程的恢复提供重要依据。
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生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。华南板块扬子陆表海西北缘的陕南勉县大河坝剖面仙女洞组生物礁发育,岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的内缓坡临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。
生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。华南板块扬子陆表海西北缘的陕南勉县大河坝剖面仙女洞组生物礁发育,岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的内缓坡临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。
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障碍沉积是一种常见的沉积现象,广泛发育河流、滨岸、海滩、风成沙丘等沉积环境中。障碍沉积的存在指示了该区域有着长期且稳定的水流。前人对不同环境下形成的砂质中障碍沉积特征、规模等进行了较详细的描述但对砾岩上发育的障碍沉积报道较少,缺乏对障碍沉积的分类研究。通过对准噶尔盆地南缘安集海河、头屯河砾质河流的现代沉积考察,对砾质河床发育的障碍沉积进行了详细的描述和测量,分析了障碍沉积的沉积模式和形成机理。研究表明,砾质障碍沉积的形态可划分为锥状沉积,梭状沉积、岩石组合和横向脊沉积4种模式。锥状沉积是单一大砾石作为障碍物,砾石后有细粒的沉积物脊,沉积物脊的长度与砾石前的冲刷范围之比应在2:1,沉积物脊的长轴指示水流方向。梭状沉积是单一大砾石作为障碍物,小砾石在障碍砾石前进行叠瓦状堆积,在障碍砾石后形成沉积物脊。岩石组合是多个大小相似的砾石作为障碍物的主体,在单元中心存在“U”字形以颗粒支撑的细砾岩。横向脊沉积是大的砾石在河道侧面或中心堆积形成成滩坝,作为障碍物,控制着河流边界。根据现代沉积障碍沉积模式对准噶尔盆地喀拉扎组砾岩层出露的障碍沉积现象做出精细划分,研究障碍沉积的成因类型及其沉积特征,对确定古水流方向有新的启示,砾质障碍沉积可成为判断河流相的重要判别标志之一。
障碍沉积是一种常见的沉积现象,广泛发育河流、滨岸、海滩、风成沙丘等沉积环境中。障碍沉积的存在指示了该区域有着长期且稳定的水流。前人对不同环境下形成的砂质中障碍沉积特征、规模等进行了较详细的描述但对砾岩上发育的障碍沉积报道较少,缺乏对障碍沉积的分类研究。通过对准噶尔盆地南缘安集海河、头屯河砾质河流的现代沉积考察,对砾质河床发育的障碍沉积进行了详细的描述和测量,分析了障碍沉积的沉积模式和形成机理。研究表明,砾质障碍沉积的形态可划分为锥状沉积,梭状沉积、岩石组合和横向脊沉积4种模式。锥状沉积是单一大砾石作为障碍物,砾石后有细粒的沉积物脊,沉积物脊的长度与砾石前的冲刷范围之比应在2:1,沉积物脊的长轴指示水流方向。梭状沉积是单一大砾石作为障碍物,小砾石在障碍砾石前进行叠瓦状堆积,在障碍砾石后形成沉积物脊。岩石组合是多个大小相似的砾石作为障碍物的主体,在单元中心存在“U”字形以颗粒支撑的细砾岩。横向脊沉积是大的砾石在河道侧面或中心堆积形成成滩坝,作为障碍物,控制着河流边界。根据现代沉积障碍沉积模式对准噶尔盆地喀拉扎组砾岩层出露的障碍沉积现象做出精细划分,研究障碍沉积的成因类型及其沉积特征,对确定古水流方向有新的启示,砾质障碍沉积可成为判断河流相的重要判别标志之一。
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徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。综合运用岩心、录井、测井及地震等资料对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了研究。结果表明,徐家围子断陷沙河子组发育辫状河三角洲、扇三角洲、具供给水道的远岸浊积扇、近岸水下扇、扇三角洲前端滑塌浊积扇以及浅湖-半深湖、深湖相等沉积相。安达凹陷、徐东凹陷以及肇洲凹陷东侧的缓坡带接受来自肇东-朝阳沟基底古隆起的碎屑物质而发育辫状河三角洲沉积,局部发育由远源供给水道形成的湖底浊积扇沉积体;安达凹陷、徐东凹陷、徐西凹陷以及肇洲凹陷西侧等徐西陡坡带接受来自中央隆起带粗碎屑物而发育扇三角洲沉积体系,以近源短流为基本特征,局部发育近岸水下扇沉积,且由于湖盆边缘发育的扇三角洲沉积体不稳定,在扇三角洲沉积体前方形成滑塌浊积扇沉积。
徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。综合运用岩心、录井、测井及地震等资料对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了研究。结果表明,徐家围子断陷沙河子组发育辫状河三角洲、扇三角洲、具供给水道的远岸浊积扇、近岸水下扇、扇三角洲前端滑塌浊积扇以及浅湖-半深湖、深湖相等沉积相。安达凹陷、徐东凹陷以及肇洲凹陷东侧的缓坡带接受来自肇东-朝阳沟基底古隆起的碎屑物质而发育辫状河三角洲沉积,局部发育由远源供给水道形成的湖底浊积扇沉积体;安达凹陷、徐东凹陷、徐西凹陷以及肇洲凹陷西侧等徐西陡坡带接受来自中央隆起带粗碎屑物而发育扇三角洲沉积体系,以近源短流为基本特征,局部发育近岸水下扇沉积,且由于湖盆边缘发育的扇三角洲沉积体不稳定,在扇三角洲沉积体前方形成滑塌浊积扇沉积。
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砂岩侵入体近些年受到越来越多的关注,已成为国际沉积学研究热点之一。其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还相对薄弱,因此本文建立了一套模拟地震触发砂岩侵入体的实验装置,成功模拟了地震的发生的不同阶段砂质的变化过程。通过对实验结果观察、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,伴随着余震的产生,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。
砂岩侵入体近些年受到越来越多的关注,已成为国际沉积学研究热点之一。其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还相对薄弱,因此本文建立了一套模拟地震触发砂岩侵入体的实验装置,成功模拟了地震的发生的不同阶段砂质的变化过程。通过对实验结果观察、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,伴随着余震的产生,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。
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烃源岩类型及质量是控制徐家围子断陷深层多类型气藏分布的关键因素,为明确沙河子组不同类型烃源岩质量的差异及成因、指导断陷深层天然气精细勘探,利用岩心、有机地球化学测试、元素地球化学分析,在沙河子组沉积环境和水体环境恢复基础上,确定断裂活动、沉积相和古沉积环境对各类型烃源岩质量的控制。结果表明:沙河子组发育暗色泥岩和煤岩2种烃源岩,暗色泥岩有机质丰度较高,以II型干酪根为主,部分为III型,集中在下部沙I段;煤岩有机质丰度高,为III型干酪根,主要分布在上部沙II段。沙I段沉积期断裂活动强,在下降盘形成面积小、水体深的“深水窄盆”,盐度高、还原性好,沙II段沉积期断裂活动弱,湖盆面积达到最大,形成的“浅水宽盆”盐度低、还原性变差。烃源岩发育受断裂活动、沉积相和古沉积环境联合控制,断裂活动在下降盘为泥岩堆积提供可容纳空间,控制了泥质烃源岩厚度;沉积环境影响有机质输入,决定了泥质烃源岩类型和煤岩分布;由古盐度、古水深和氧化还原组成的古沉积环境影响有机质富集和保存,是导致现今烃源岩质量差异的主要原因。
烃源岩类型及质量是控制徐家围子断陷深层多类型气藏分布的关键因素,为明确沙河子组不同类型烃源岩质量的差异及成因、指导断陷深层天然气精细勘探,利用岩心、有机地球化学测试、元素地球化学分析,在沙河子组沉积环境和水体环境恢复基础上,确定断裂活动、沉积相和古沉积环境对各类型烃源岩质量的控制。结果表明:沙河子组发育暗色泥岩和煤岩2种烃源岩,暗色泥岩有机质丰度较高,以II型干酪根为主,部分为III型,集中在下部沙I段;煤岩有机质丰度高,为III型干酪根,主要分布在上部沙II段。沙I段沉积期断裂活动强,在下降盘形成面积小、水体深的“深水窄盆”,盐度高、还原性好,沙II段沉积期断裂活动弱,湖盆面积达到最大,形成的“浅水宽盆”盐度低、还原性变差。烃源岩发育受断裂活动、沉积相和古沉积环境联合控制,断裂活动在下降盘为泥岩堆积提供可容纳空间,控制了泥质烃源岩厚度;沉积环境影响有机质输入,决定了泥质烃源岩类型和煤岩分布;由古盐度、古水深和氧化还原组成的古沉积环境影响有机质富集和保存,是导致现今烃源岩质量差异的主要原因。
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西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身潜在经济价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正确评价其矿产资源潜在价值有指导作用。对最为典型的羊八井—当雄断裂带温泉、河流、泉华等样品化学组成与B、Li同位素系统分析可知,沸泉水多为Na-Cl型且中偏碱性,属于大陆非火山型地热。温泉最显著的地球化学特征是δ11B值普遍偏负,且具有B、Li浓度越高,B、Li同位素越偏负的典型分布规律。地壳重熔型残余岩浆流体上涌,可以合理解释地热系统独特的元素富集组合特征与同位素分布规律,以及极高的热储温度等。基于岩浆活动与各类元素富集规律之间的耦合关系,类似羊八井-当雄深大断裂带地热系统不但具有良好的地热能开发前景,而且各类异常或超常富集的B、Li、Rb、Cs等元素也具有作为矿产资源进行综合回收利用的潜力。
西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身潜在经济价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正确评价其矿产资源潜在价值有指导作用。对最为典型的羊八井—当雄断裂带温泉、河流、泉华等样品化学组成与B、Li同位素系统分析可知,沸泉水多为Na-Cl型且中偏碱性,属于大陆非火山型地热。温泉最显著的地球化学特征是δ11B值普遍偏负,且具有B、Li浓度越高,B、Li同位素越偏负的典型分布规律。地壳重熔型残余岩浆流体上涌,可以合理解释地热系统独特的元素富集组合特征与同位素分布规律,以及极高的热储温度等。基于岩浆活动与各类元素富集规律之间的耦合关系,类似羊八井-当雄深大断裂带地热系统不但具有良好的地热能开发前景,而且各类异常或超常富集的B、Li、Rb、Cs等元素也具有作为矿产资源进行综合回收利用的潜力。
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早二叠世的准噶尔盆地是古亚洲洋闭合之后形成的一个陆内继承性断陷盆地。在同断陷阶段,在准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷充填了最重要的烃源岩层系——下二叠统风城组碱湖烃源岩,但是尚不清楚准确的沉积年龄。通过扫描电镜和能谱分析对1件凝灰质岩屑砂岩开展了详细的岩石学分析,结果显示该样品包含大量的凝灰岩岩屑和火山玻璃(52%)、中-酸性岩浆岩岩屑(38%),以及少量石英、长石和角闪石矿物(10%),报道的最年轻五颗碎屑锆石年龄平均值及最年轻年龄图谱一致,年龄为282±4 Ma,指示早二叠世的同沉积火山活动是主要物源区,西准噶尔山系和中拐-陆梁凸起是次要物源区。结合碱湖沉积底部和顶部报道的两件沉凝灰岩样品锆石U-Pb结果,最年轻的五颗碎屑锆石平均年龄分别为284±4 Ma和279±4 Ma。从底部到顶部年龄逐渐变年轻,是同断陷阶段幕式火山喷发的同沉积记录,表明下二叠统风城组碱湖的沉积年龄为284-279?Ma。
早二叠世的准噶尔盆地是古亚洲洋闭合之后形成的一个陆内继承性断陷盆地。在同断陷阶段,在准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷充填了最重要的烃源岩层系——下二叠统风城组碱湖烃源岩,但是尚不清楚准确的沉积年龄。通过扫描电镜和能谱分析对1件凝灰质岩屑砂岩开展了详细的岩石学分析,结果显示该样品包含大量的凝灰岩岩屑和火山玻璃(52%)、中-酸性岩浆岩岩屑(38%),以及少量石英、长石和角闪石矿物(10%),报道的最年轻五颗碎屑锆石年龄平均值及最年轻年龄图谱一致,年龄为282±4 Ma,指示早二叠世的同沉积火山活动是主要物源区,西准噶尔山系和中拐-陆梁凸起是次要物源区。结合碱湖沉积底部和顶部报道的两件沉凝灰岩样品锆石U-Pb结果,最年轻的五颗碎屑锆石平均年龄分别为284±4 Ma和279±4 Ma。从底部到顶部年龄逐渐变年轻,是同断陷阶段幕式火山喷发的同沉积记录,表明下二叠统风城组碱湖的沉积年龄为284-279?Ma。
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【目的】三角洲–浅海陆架区常见各类型条带状砂体,其形态、规模和时空展布等是水动力过程、沉积物供给和周缘气候变化的综合响应,记录了丰富的地质信息,但其结构、成因和发育的主控因素尚需进一步研究。【方法】研究选取南海北部珠江口盆地惠州地区为例,基于井震资料建立了下–中中新统韩江组和珠江组高精度层序地层格架,并结合全三维解释、频谱分解、属性融合等手段开展了精细的地震沉积学分析。【结果】研究在多个层序内识别出了位于强制海退体系域的强振幅条带砂体,其在地震剖面上多呈脊状,并具有头部强振幅反射、中部叠瓦状高角度前积和尾部弱振幅反射等地震相结构;平面上沿北东–南西向变宽,可见密集排列的条纹状内部结构;岩心上为下细上粗的反旋回序列,可见波浪侵蚀面;测井上可见底突变箱状响应。【结论】结合上述特征和与现代沉积的类比,综合判断其为古海滩脊沉积,并提出其发育演化主要受到强制海退过程和稳定高沉积物供给的联合影响。基于古海滩脊平面发散特征,推测其形成演变可能受控于区域的南西向古水流场。同时,依据古海滩脊发育的最早时间,提出影响古珠江三角洲的南西向古水流场可能在距今大约21 Ma前已经显现。
【目的】三角洲–浅海陆架区常见各类型条带状砂体,其形态、规模和时空展布等是水动力过程、沉积物供给和周缘气候变化的综合响应,记录了丰富的地质信息,但其结构、成因和发育的主控因素尚需进一步研究。【方法】研究选取南海北部珠江口盆地惠州地区为例,基于井震资料建立了下–中中新统韩江组和珠江组高精度层序地层格架,并结合全三维解释、频谱分解、属性融合等手段开展了精细的地震沉积学分析。【结果】研究在多个层序内识别出了位于强制海退体系域的强振幅条带砂体,其在地震剖面上多呈脊状,并具有头部强振幅反射、中部叠瓦状高角度前积和尾部弱振幅反射等地震相结构;平面上沿北东–南西向变宽,可见密集排列的条纹状内部结构;岩心上为下细上粗的反旋回序列,可见波浪侵蚀面;测井上可见底突变箱状响应。【结论】结合上述特征和与现代沉积的类比,综合判断其为古海滩脊沉积,并提出其发育演化主要受到强制海退过程和稳定高沉积物供给的联合影响。基于古海滩脊平面发散特征,推测其形成演变可能受控于区域的南西向古水流场。同时,依据古海滩脊发育的最早时间,提出影响古珠江三角洲的南西向古水流场可能在距今大约21 Ma前已经显现。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.064
摘要:
【目的】最新三维地震资料显示延长组存在大量强反射同相轴前积现象,与传统“平起平落、等厚分布”的地层方案差异较大,为重新认识延长组地层格架提供了新视角。【方法】通过岩心观察、井震标定及三维地震解释,结合地震反演技术,对鄂尔多斯盆地陇东地区的地震相、层序地层及沉积体系等进行系统研究。【结果】延长组地震强反射连续同相轴可指示湖泛面凝缩层沉积。不同方向的地震相特征差异较大,平行物源方向的地震剖面包括中等振幅中等连续性亚平行结构、强振幅强连续性前积结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类,其中前积结构“穿层”最明显;垂直物源方向包括强振幅强连续性平行结构、强-中振幅中连续性丘状结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类地震相。陇东地区延长组湖盆充填演化经历了多期快速湖侵、缓慢湖退的震荡过程,可划分为多期湖侵-湖退体系域(T-R)组成的三级层序单元,呈透镜状依次向湖中心进积叠置,发育“斜坡富泥、两端富砂”的沉积序列。【结论】新的层序格架与传统等厚沉积模式存在三个方面的差异:一是烃源岩标志层没变,单井之间的对应关系变;二是延长组湖盆范围没变,湖盆充填演化过程变;三是砂岩总体分布规律没变,砂层之间的连通性变。
【目的】最新三维地震资料显示延长组存在大量强反射同相轴前积现象,与传统“平起平落、等厚分布”的地层方案差异较大,为重新认识延长组地层格架提供了新视角。【方法】通过岩心观察、井震标定及三维地震解释,结合地震反演技术,对鄂尔多斯盆地陇东地区的地震相、层序地层及沉积体系等进行系统研究。【结果】延长组地震强反射连续同相轴可指示湖泛面凝缩层沉积。不同方向的地震相特征差异较大,平行物源方向的地震剖面包括中等振幅中等连续性亚平行结构、强振幅强连续性前积结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类,其中前积结构“穿层”最明显;垂直物源方向包括强振幅强连续性平行结构、强-中振幅中连续性丘状结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类地震相。陇东地区延长组湖盆充填演化经历了多期快速湖侵、缓慢湖退的震荡过程,可划分为多期湖侵-湖退体系域(T-R)组成的三级层序单元,呈透镜状依次向湖中心进积叠置,发育“斜坡富泥、两端富砂”的沉积序列。【结论】新的层序格架与传统等厚沉积模式存在三个方面的差异:一是烃源岩标志层没变,单井之间的对应关系变;二是延长组湖盆范围没变,湖盆充填演化过程变;三是砂岩总体分布规律没变,砂层之间的连通性变。
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早成岩期岩溶是碳酸盐岩储层形成和改善的重要因素,但丘滩相早成岩期岩溶储层特征分布和控制因素尚不明确。以川中地区灯四段为例,利用成像测井(FMI)、岩心、薄片以及常规测井资料对丘滩相岩溶储层的岩溶相类型、岩溶储层分布规律及控制因素开展研究。主要根据FMI图像特征将灯四段划分为缝洞相(F1)、充填洞穴相(F2)、角砾岩相(F3)、顺层孔洞相(F4)、分散孔洞相(F5)等7种岩溶相。岩溶相及有利储层的分布与高频层序结构密切相关,孔洞型储层(F4和F5)主要发育于高频层序上部的丘滩相沉积中,在灯四段顶部的厚层丘滩体中发育厚层的缝洞型储层(F1~F4)。早成岩期岩溶储层的发育首先受到沉积相和高频层序的综合控制,丘滩相是岩溶发育的物质基础,高频层序界面控制着岩溶储层的发育规模,灯四段顶部不整合界面附近岩溶作用最强烈。沉积微地貌的差异进一步控制了岩溶储层质量,岩溶斜坡区在储层总厚度、储层类型、储能系数等方面均优于岩溶高地区。研究结果将有助于深入理解早成岩期岩溶储层的发育机制,并为区内有利储层预测提供依据。
早成岩期岩溶是碳酸盐岩储层形成和改善的重要因素,但丘滩相早成岩期岩溶储层特征分布和控制因素尚不明确。以川中地区灯四段为例,利用成像测井(FMI)、岩心、薄片以及常规测井资料对丘滩相岩溶储层的岩溶相类型、岩溶储层分布规律及控制因素开展研究。主要根据FMI图像特征将灯四段划分为缝洞相(F1)、充填洞穴相(F2)、角砾岩相(F3)、顺层孔洞相(F4)、分散孔洞相(F5)等7种岩溶相。岩溶相及有利储层的分布与高频层序结构密切相关,孔洞型储层(F4和F5)主要发育于高频层序上部的丘滩相沉积中,在灯四段顶部的厚层丘滩体中发育厚层的缝洞型储层(F1~F4)。早成岩期岩溶储层的发育首先受到沉积相和高频层序的综合控制,丘滩相是岩溶发育的物质基础,高频层序界面控制着岩溶储层的发育规模,灯四段顶部不整合界面附近岩溶作用最强烈。沉积微地貌的差异进一步控制了岩溶储层质量,岩溶斜坡区在储层总厚度、储层类型、储能系数等方面均优于岩溶高地区。研究结果将有助于深入理解早成岩期岩溶储层的发育机制,并为区内有利储层预测提供依据。
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摘要:
极低级变质作用处于石油-湿气-干气以及泥煤-烟煤-无烟煤的演化阶段,与古地温有着极其密切的关系,因而,极低级变质作用及古地温的研究对于油气、煤等能源矿产的勘探具有重要的现实意义。在上扬子地区,与已取得勘探突破的龙马溪组页岩气相比,下寒武统牛蹄塘组(筇竹寺组)页岩具有有机质丰度、脆性和热演化程度更高,裂缝更为发育的特点,具有更大的沉积厚度和更广泛的分布面积,页岩气资源潜力巨大,是中国页岩气勘探开发的另一个重点层系。已有的关于筇竹寺组的研究,主要集中在有机质类型、储层孔隙及裂缝结构、沉积相特征等方面,对这套高成熟度烃源岩未曾开展较系统的极低级变质作用及古地温研究。在剖面实测基础上,以伊/蒙混层矿物结构有序度、伊利石结晶度和烃源岩镜质体反射率为研究对象,首次开展了滇东北地区筇竹寺组极低级变质作用及古地温研究。结果表明:(1)筇竹寺组粉砂质泥岩中伊/蒙混层矿物中伊利石含量达95%。自生伊利石及伊/蒙混层矿物中伊利石结晶度介于0.24-0.35;由沥青反射率计算的烃源岩镜质体反射率(Ro)介于2.22%-2.65%,低于扬子东南缘(Ro3.18%-3.43%)及海相干酪根天然气生成成熟度上限(Ro3%);(2)滇东北地区筇竹寺经历最高古地温确定在200℃-227.57℃,低于扬子东南缘(211℃-246℃)及烃类死亡最高温度(230-300℃)。早白垩世至新近纪最大埋深期古地温梯度介于2.53℃/100m至2.91℃/100m,与扬子东南缘接近;(3)综合考虑各变质作用划分标准及方案,滇东北地区筇竹寺组分别属于极低级变质A带-B带、近变质带、低级近变带-高级近变带,系葡萄石-绿纤石相。滇东北地区筇竹寺期处于由沉积凹陷向隆起过渡的有利指向区,该区筇竹寺组经历了较低的最高古地温,且有机质成熟度相对于扬子其余地区成熟度更低,具有油气形成条件和物质基础。目前未发现古油藏出露,后期构造保存条件较好,滇东北地区筇竹寺组的油气远景应予以关注。
极低级变质作用处于石油-湿气-干气以及泥煤-烟煤-无烟煤的演化阶段,与古地温有着极其密切的关系,因而,极低级变质作用及古地温的研究对于油气、煤等能源矿产的勘探具有重要的现实意义。在上扬子地区,与已取得勘探突破的龙马溪组页岩气相比,下寒武统牛蹄塘组(筇竹寺组)页岩具有有机质丰度、脆性和热演化程度更高,裂缝更为发育的特点,具有更大的沉积厚度和更广泛的分布面积,页岩气资源潜力巨大,是中国页岩气勘探开发的另一个重点层系。已有的关于筇竹寺组的研究,主要集中在有机质类型、储层孔隙及裂缝结构、沉积相特征等方面,对这套高成熟度烃源岩未曾开展较系统的极低级变质作用及古地温研究。在剖面实测基础上,以伊/蒙混层矿物结构有序度、伊利石结晶度和烃源岩镜质体反射率为研究对象,首次开展了滇东北地区筇竹寺组极低级变质作用及古地温研究。结果表明:(1)筇竹寺组粉砂质泥岩中伊/蒙混层矿物中伊利石含量达95%。自生伊利石及伊/蒙混层矿物中伊利石结晶度介于0.24-0.35;由沥青反射率计算的烃源岩镜质体反射率(Ro)介于2.22%-2.65%,低于扬子东南缘(Ro3.18%-3.43%)及海相干酪根天然气生成成熟度上限(Ro3%);(2)滇东北地区筇竹寺经历最高古地温确定在200℃-227.57℃,低于扬子东南缘(211℃-246℃)及烃类死亡最高温度(230-300℃)。早白垩世至新近纪最大埋深期古地温梯度介于2.53℃/100m至2.91℃/100m,与扬子东南缘接近;(3)综合考虑各变质作用划分标准及方案,滇东北地区筇竹寺组分别属于极低级变质A带-B带、近变质带、低级近变带-高级近变带,系葡萄石-绿纤石相。滇东北地区筇竹寺期处于由沉积凹陷向隆起过渡的有利指向区,该区筇竹寺组经历了较低的最高古地温,且有机质成熟度相对于扬子其余地区成熟度更低,具有油气形成条件和物质基础。目前未发现古油藏出露,后期构造保存条件较好,滇东北地区筇竹寺组的油气远景应予以关注。
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为明确麦盖提斜坡中-下奥陶统碳酸盐岩多期白云岩化作用,在岩相分析基础上,利用LA-ICP-MS开展了原位微区微量及稀土元素测试,分析了白云岩成因及其对储层的控制。研究区中-下奥陶统白云岩(石)主要包括粉晶云岩、颗粒云岩、灰质云岩、中晶云岩和缝洞充填白云石,沉积环境解释为局限台地颗粒滩和潮坪。各类白云岩(石)的稀土配分样式及高Na的特征共同指示白云化流体主要具海源性,局部受热液作用影响。白云岩化作用具有多期叠加的特征:蓬莱坝组沉积期,准同生白云化作用使潮坪沉积形成粉晶云岩,回流渗透白云化作用使得颗粒滩沉积发生云化形成颗粒云岩。鹰山组沉积期,埋藏白云化作用使白云石晶体持续生长,部分颗粒结构被破坏而形成中晶云岩,缝洞中持续充填白云石。鹰山组颗粒灰岩在埋藏期部分发生白云化,形成斑状分布的白云石。多期白云化控制了区内中—下奥陶统白云岩储层的差异,局限台地滩—坪体系中,早成岩期受回流渗透白云化作用形成的颗粒滩白云岩是最有利的储层。
为明确麦盖提斜坡中-下奥陶统碳酸盐岩多期白云岩化作用,在岩相分析基础上,利用LA-ICP-MS开展了原位微区微量及稀土元素测试,分析了白云岩成因及其对储层的控制。研究区中-下奥陶统白云岩(石)主要包括粉晶云岩、颗粒云岩、灰质云岩、中晶云岩和缝洞充填白云石,沉积环境解释为局限台地颗粒滩和潮坪。各类白云岩(石)的稀土配分样式及高Na的特征共同指示白云化流体主要具海源性,局部受热液作用影响。白云岩化作用具有多期叠加的特征:蓬莱坝组沉积期,准同生白云化作用使潮坪沉积形成粉晶云岩,回流渗透白云化作用使得颗粒滩沉积发生云化形成颗粒云岩。鹰山组沉积期,埋藏白云化作用使白云石晶体持续生长,部分颗粒结构被破坏而形成中晶云岩,缝洞中持续充填白云石。鹰山组颗粒灰岩在埋藏期部分发生白云化,形成斑状分布的白云石。多期白云化控制了区内中—下奥陶统白云岩储层的差异,局限台地滩—坪体系中,早成岩期受回流渗透白云化作用形成的颗粒滩白云岩是最有利的储层。
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【目的】分析湘西北古丈地区南华系大塘坡组锰矿沉积环境,探讨古丈地区大塘坡组锰成矿环境和成矿物质来源,为该区大塘坡组锰矿的勘探提供理论依据。【方法】以主、微量元素、稀土元素和碳氧同位素等地球化学分析为基础,对大塘坡组锰矿沉积时的氧化—还原环境、成矿物质来源等进行研究。【结果】(1)古丈地区锰矿床的主量元素Al2O3与SiO2、TiO2、K2O都具有良好的正相关性,与MgO、CaO呈弱的负相关,而与MnO、Na2O、TFe、P2O5的相关性不强,这种相关关系与湖北古城锰矿、湖南湘潭锰矿和湖南照洞锰矿具有一定相似性,整体表现为高Si、低Fe、含P锰矿;(2)Fe/Mn<1、20.57、Ni/Co<5、U / Th<0.75等多种沉积环境氧化—还原敏感元素指标显示古丈地区大塘坡组锰矿形成时处于常氧—贫氧环境,“帽式”稀土元素分配模式和弱的Ce正异常表明Mn先以锰的氧化物或氢氧化物形式沉淀,然后在成岩过程中转化为菱锰矿;(3)SiO2/Al2O3>3.6、Y/Ho比值接近海底热流体比值、Fe-Mn-(Ni+Cu+Co)×10三角图解和Co/Zn-(Cu+Ni+Co)图解投点结果等多种成矿物质来源判别指标均显示古丈地区大塘坡组锰矿Mn元素的形成具有热水沉积的特征,与海底热液作用关系密切。【结论】以上研究结果及表明湘西北古丈地区大塘坡组锰矿形成时处于常氧—贫氧环境,锰质形成与海底热液作用密切相关。
【目的】分析湘西北古丈地区南华系大塘坡组锰矿沉积环境,探讨古丈地区大塘坡组锰成矿环境和成矿物质来源,为该区大塘坡组锰矿的勘探提供理论依据。【方法】以主、微量元素、稀土元素和碳氧同位素等地球化学分析为基础,对大塘坡组锰矿沉积时的氧化—还原环境、成矿物质来源等进行研究。【结果】(1)古丈地区锰矿床的主量元素Al2O3与SiO2、TiO2、K2O都具有良好的正相关性,与MgO、CaO呈弱的负相关,而与MnO、Na2O、TFe、P2O5的相关性不强,这种相关关系与湖北古城锰矿、湖南湘潭锰矿和湖南照洞锰矿具有一定相似性,整体表现为高Si、低Fe、含P锰矿;(2)Fe/Mn<1、2
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古海洋中C、S同位素分馏过程的研究一直是难点,对研究区该时期C、S同位素分馏过程的研究鲜有报道,开展模拟研究是解决该问题的途径之一因此,以测试数据为约束条件,建立了四川盆地晚奥陶世-早志留世C、S同位素分馏动力学模型。模拟结果显示(1)碳、硫同位素循环在0.5Myr~1.5Myr时间内,当有机碳的埋藏通量增加至原来的1.5~2.0倍,黄铁矿埋藏通量增加至原来的1.5~3.0倍,即可出现C、S同位素同步正偏的现象;较高的初级生产力和铁质缺氧水体的存在使得水体中的有机碳能够在短时间内大量埋藏,并逐渐引起δ13Corg的正偏移;到观音桥组沉积时期,随着海平面的不断下降,水体含氧量逐渐上升,有机碳埋藏速率大幅降低,此时δ13Corg达最大值并逐渐负偏。赫南特末期增强的火山作用,促进了δ13Corg偏移幅度,并缩短了其恢复至初始状态所需的时间。(2)通过硫酸盐在5mM条件下模拟结果推测非冰期期间水体硫酸根离子浓度应为5mM,且在晚凯田阶随着缺氧水体的发育和相对较强的黄铁矿埋藏通量(Fpy)使得海水硫酸盐浓度逐渐由5mM下降至3mM。赫南特冰期前段受黄铁矿埋藏通量(Fpy)持续增加的影响,硫酸盐浓度再次下降,硫同位素分馏逐渐正偏,并在观音桥组沉积时期达到峰值;赫南特冰期后段,随着温度的升高,海平面迅速上升,陆源风化输入增强,硫同位素分馏减弱,硫酸盐浓度逐渐恢复到非冰期的5mM。通过其它剖面验证了模型的有效性。
古海洋中C、S同位素分馏过程的研究一直是难点,对研究区该时期C、S同位素分馏过程的研究鲜有报道,开展模拟研究是解决该问题的途径之一因此,以测试数据为约束条件,建立了四川盆地晚奥陶世-早志留世C、S同位素分馏动力学模型。模拟结果显示(1)碳、硫同位素循环在0.5Myr~1.5Myr时间内,当有机碳的埋藏通量增加至原来的1.5~2.0倍,黄铁矿埋藏通量增加至原来的1.5~3.0倍,即可出现C、S同位素同步正偏的现象;较高的初级生产力和铁质缺氧水体的存在使得水体中的有机碳能够在短时间内大量埋藏,并逐渐引起δ13Corg的正偏移;到观音桥组沉积时期,随着海平面的不断下降,水体含氧量逐渐上升,有机碳埋藏速率大幅降低,此时δ13Corg达最大值并逐渐负偏。赫南特末期增强的火山作用,促进了δ13Corg偏移幅度,并缩短了其恢复至初始状态所需的时间。(2)通过硫酸盐在5mM条件下模拟结果推测非冰期期间水体硫酸根离子浓度应为5mM,且在晚凯田阶随着缺氧水体的发育和相对较强的黄铁矿埋藏通量(Fpy)使得海水硫酸盐浓度逐渐由5mM下降至3mM。赫南特冰期前段受黄铁矿埋藏通量(Fpy)持续增加的影响,硫酸盐浓度再次下降,硫同位素分馏逐渐正偏,并在观音桥组沉积时期达到峰值;赫南特冰期后段,随着温度的升高,海平面迅速上升,陆源风化输入增强,硫同位素分馏减弱,硫酸盐浓度逐渐恢复到非冰期的5mM。通过其它剖面验证了模型的有效性。
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【目的】深水沉积能在海底斜坡、深海平原和深海湖泊等区域内形成粗碎屑砂体沉积和细粒沉积物,近年来被越来越多的学者关注,但目前对其发育规律及沉积模式的认识尚存争议。【方法】以日青威盆地灵山岛地区下白垩统莱阳组为例,借助灵科1井岩芯观察、薄片镜下鉴定和野外露头踏勘,从岩相组合、沉积作用类型、成因机理、流体演化特征、沉积模式等方面,深入探讨了深水沉积过程。【结果】研究结果表明:1)研究区早白垩世深水沉积岩相可划分为层状泥页岩相、变形构造泥岩相、变形构造泥质粉砂岩相、平行层理粉砂岩相、含泥质碎屑粉砂岩相、粒序层理细砂岩相、块状层理细砂岩相、交错层理细砂岩相、块状层理含砾砂岩相9种类型,并根据发育情况总结出5种岩相组合类型;2)以岩相组合类型为基础,识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积、浊流沉积、混合层沉积、底流沉积和深水悬浮沉积6种沉积作用类型;3)在充分考虑盆地构造背景、深水沉积分布规律、重力流触发机制等因素的前提下,发现重力流从陆坡到盆底呈现出砂质碎屑流到砂质碎屑流—浊流再到浊流的演化特征,并以此为基础建立了以深水重力流为主导的灵山岛地区早白垩世深水沉积模式。【结论】研究成果不仅对灵山岛莱阳组深水细粒沉积物的形成过程及流体演化机制取得了新的认识,而且为该区域早白垩世时期古环境和古地理重建提供了沉积方面的证据。
【目的】深水沉积能在海底斜坡、深海平原和深海湖泊等区域内形成粗碎屑砂体沉积和细粒沉积物,近年来被越来越多的学者关注,但目前对其发育规律及沉积模式的认识尚存争议。【方法】以日青威盆地灵山岛地区下白垩统莱阳组为例,借助灵科1井岩芯观察、薄片镜下鉴定和野外露头踏勘,从岩相组合、沉积作用类型、成因机理、流体演化特征、沉积模式等方面,深入探讨了深水沉积过程。【结果】研究结果表明:1)研究区早白垩世深水沉积岩相可划分为层状泥页岩相、变形构造泥岩相、变形构造泥质粉砂岩相、平行层理粉砂岩相、含泥质碎屑粉砂岩相、粒序层理细砂岩相、块状层理细砂岩相、交错层理细砂岩相、块状层理含砾砂岩相9种类型,并根据发育情况总结出5种岩相组合类型;2)以岩相组合类型为基础,识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积、浊流沉积、混合层沉积、底流沉积和深水悬浮沉积6种沉积作用类型;3)在充分考虑盆地构造背景、深水沉积分布规律、重力流触发机制等因素的前提下,发现重力流从陆坡到盆底呈现出砂质碎屑流到砂质碎屑流—浊流再到浊流的演化特征,并以此为基础建立了以深水重力流为主导的灵山岛地区早白垩世深水沉积模式。【结论】研究成果不仅对灵山岛莱阳组深水细粒沉积物的形成过程及流体演化机制取得了新的认识,而且为该区域早白垩世时期古环境和古地理重建提供了沉积方面的证据。
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摘要:
为深入剖析四川盆地五峰-龙马溪组页岩中有机质富集的沉积环境,本文通过类比煤的成矿模式,结合不同水体的初级生产力及固碳速率的空间分布,以及沉积相、古地貌、化石发育等特征,研究了页岩与其有机质在空间、时间上的分布特征。研究发现,越浅越封闭的水体初级生产力及固碳速率越高;含油气页岩发育于受限的淡化海浅水环境,该环境具备低能、滞水和强还原环境,可以发育I型有机质;页岩油气与煤层具有相似的模式,马尾模式,离陆地越近有机质越富集,且与煤、蒸发盐岩等共生;水体中碳源、氮源以外源为主,元古至早古生代发育腐泥质页岩和石煤得宜于此时缺少产生腐殖质的陆源高等植物;开阔的陆棚或海湾环境初级生产力低,海底受洋流影响属于高水动力环境,不利于发育页岩和保存有机质;海侵或高水体沉积期不利于有机质富集。得出五峰组-龙马溪组页岩发育于海退环境,为受古陆、水下低隆限制的泻湖、较封闭海湾等浅水海陆过渡相环境,具有近陆远水特征;最后建立了水体深度、封闭性二维表来精细刻画有机质的富集规律,提出海相页岩中有机质富集的充分条件是具有封闭的水体,必要条件是较浅的水体(<40 m)。
为深入剖析四川盆地五峰-龙马溪组页岩中有机质富集的沉积环境,本文通过类比煤的成矿模式,结合不同水体的初级生产力及固碳速率的空间分布,以及沉积相、古地貌、化石发育等特征,研究了页岩与其有机质在空间、时间上的分布特征。研究发现,越浅越封闭的水体初级生产力及固碳速率越高;含油气页岩发育于受限的淡化海浅水环境,该环境具备低能、滞水和强还原环境,可以发育I型有机质;页岩油气与煤层具有相似的模式,马尾模式,离陆地越近有机质越富集,且与煤、蒸发盐岩等共生;水体中碳源、氮源以外源为主,元古至早古生代发育腐泥质页岩和石煤得宜于此时缺少产生腐殖质的陆源高等植物;开阔的陆棚或海湾环境初级生产力低,海底受洋流影响属于高水动力环境,不利于发育页岩和保存有机质;海侵或高水体沉积期不利于有机质富集。得出五峰组-龙马溪组页岩发育于海退环境,为受古陆、水下低隆限制的泻湖、较封闭海湾等浅水海陆过渡相环境,具有近陆远水特征;最后建立了水体深度、封闭性二维表来精细刻画有机质的富集规律,提出海相页岩中有机质富集的充分条件是具有封闭的水体,必要条件是较浅的水体(<40 m)。
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【目的】固体沥青广泛分布于全球各大含油气盆地中,在油气勘探领域有广阔的应用前景,特别对深层-超深层碳酸盐岩油气勘探尤为重要。然而,在固体沥青具体应用过程中,也存在固体沥青反射率难以确定、油气源对比参数适用性受成因约束等诸多问题,若不妥善处理,可能会得出错误的成果认识。因此,需要对固体沥青在油气勘探中的应用进行有效的归纳总结。【方法】结合广泛的文献调研,此次研究首先对与应用研究密切相关的固体沥青形态学特征和成因类型进行分析,然后总结固体沥青在油气勘探中的诸多应用并指出其中的优势与不足。【结果】固体沥青发育复杂多样的光性结构,主要受形成环境、母质成分等因素控制;其同样具有复杂多样的超显微形态,可能受运移和天然气的生成及逸散等因素控制。固体沥青具有多种成因类型,在有机元素组成、碳和硫同位素值以及生物标志化合物组成等方面差异显著;可用于指示油气的生成和运聚、表征热演化成熟度以及追踪油气来源等,但由于不同成因固体沥青油气源对比参数的适用性差异很大,应用前需判断其成因类型。【结论】此次研究为固体沥青的有效应用提供了有力的支撑,对深层-超深层油气的勘探有重要的指导作用。
【目的】固体沥青广泛分布于全球各大含油气盆地中,在油气勘探领域有广阔的应用前景,特别对深层-超深层碳酸盐岩油气勘探尤为重要。然而,在固体沥青具体应用过程中,也存在固体沥青反射率难以确定、油气源对比参数适用性受成因约束等诸多问题,若不妥善处理,可能会得出错误的成果认识。因此,需要对固体沥青在油气勘探中的应用进行有效的归纳总结。【方法】结合广泛的文献调研,此次研究首先对与应用研究密切相关的固体沥青形态学特征和成因类型进行分析,然后总结固体沥青在油气勘探中的诸多应用并指出其中的优势与不足。【结果】固体沥青发育复杂多样的光性结构,主要受形成环境、母质成分等因素控制;其同样具有复杂多样的超显微形态,可能受运移和天然气的生成及逸散等因素控制。固体沥青具有多种成因类型,在有机元素组成、碳和硫同位素值以及生物标志化合物组成等方面差异显著;可用于指示油气的生成和运聚、表征热演化成熟度以及追踪油气来源等,但由于不同成因固体沥青油气源对比参数的适用性差异很大,应用前需判断其成因类型。【结论】此次研究为固体沥青的有效应用提供了有力的支撑,对深层-超深层油气的勘探有重要的指导作用。
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摘要:
【目的】为研究分支河流体系河型演变规律,建立相应参数的数据库,并为盆地范围内的沉积体系分布预测提供数据基础,【方法】利用Google Earth、Global Mappere现代地理信息软件,首次按照等比例网格进行河道弯度数据的采集,分析河道弯度沿程变化规律,建立格尔木河流扇河型演变的沉积模式。【结果】共测量河道弯度数据2989个,根据格尔木河流扇河道弯度特征,可将格尔木河流扇划分为“辫状河段”、“辫曲共生段”、“大型高弯曲流河段”、“小型低弯曲流河段”4个部分:1)辫状河段坡度0.7%%,发育低弯度顺直河和辫状河,辫流带宽度大,河道弯度1.01-1.43,平均弯度1.08,主要发育辫状河道、废弃河道、泛滥平原等微相;2)辫曲共生段坡度0.63%,%,既发育辫状河也发育曲流河,不同位置辫状河和曲流河发育程度和河道弯度大小不同,河道弯度1.08-5,平均弯度1.52,主要发育辫状河道、曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相;3)大型高弯曲流河段坡度0.29%,%,以大型曲流河为主,河道宽,河湾摆幅大,河道弯度1.12-5,平均弯度1.83,主要发育曲流河道、废弃河道、沙丘、泛滥平原等微相;4)小型低弯曲流河段坡度0.08%,%,主要发育小型分叉状的曲流河,河道窄,河湾摆幅小,河道弯度1.07-3.13,平均弯度1.51,主要发育曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相。【结论】研究建立了格尔木河流扇河型演变的沉积模式,为开展地下沉积体系分布预测提供新的知识库信息。
【目的】为研究分支河流体系河型演变规律,建立相应参数的数据库,并为盆地范围内的沉积体系分布预测提供数据基础,【方法】利用Google Earth、Global Mappere现代地理信息软件,首次按照等比例网格进行河道弯度数据的采集,分析河道弯度沿程变化规律,建立格尔木河流扇河型演变的沉积模式。【结果】共测量河道弯度数据2989个,根据格尔木河流扇河道弯度特征,可将格尔木河流扇划分为“辫状河段”、“辫曲共生段”、“大型高弯曲流河段”、“小型低弯曲流河段”4个部分:1)辫状河段坡度0.7%%,发育低弯度顺直河和辫状河,辫流带宽度大,河道弯度1.01-1.43,平均弯度1.08,主要发育辫状河道、废弃河道、泛滥平原等微相;2)辫曲共生段坡度0.63%,%,既发育辫状河也发育曲流河,不同位置辫状河和曲流河发育程度和河道弯度大小不同,河道弯度1.08-5,平均弯度1.52,主要发育辫状河道、曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相;3)大型高弯曲流河段坡度0.29%,%,以大型曲流河为主,河道宽,河湾摆幅大,河道弯度1.12-5,平均弯度1.83,主要发育曲流河道、废弃河道、沙丘、泛滥平原等微相;4)小型低弯曲流河段坡度0.08%,%,主要发育小型分叉状的曲流河,河道窄,河湾摆幅小,河道弯度1.07-3.13,平均弯度1.51,主要发育曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相。【结论】研究建立了格尔木河流扇河型演变的沉积模式,为开展地下沉积体系分布预测提供新的知识库信息。
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摘要:
【目的】廊固凹陷历经50余年勘探,进入以岩性和构造-岩性油气藏为主要目标的油气勘探开发阶段,但是对于优质砂体空间展布和油气分布主控因素的认识有所欠缺,需要解决制约隐蔽油气藏评价建产的瓶颈问题。【方法】综合运用岩心、录井、测井、地震数据、分析化验和生产资料,对旧州-万庄地区沙河街组进行系统研究,识别划分沉积相及微相类型,精细刻画表征砂体空间展布,分析烃源岩、圈闭和断层疏导体系等成藏控制要素,建立了油气成藏模式,并预测了有利的隐蔽岩性或构造-岩性油藏分布区带。【结果】研究区主要沉积了扇三角洲体系和湖泊体系,扇三角洲体系可识别出辫状河道、水下分流河道、河口砂坝、席状砂等微相类型,砂体空间展布以厚层的、呈指状分布的分流河道-砂坝复合体以及连片的薄层席状砂为特征。【结论】油源断层与构造甚至岩性圈闭的有机配置是研究区油气成藏的主控因素,最终预测了旧州倾伏鼻状区SE翼部、旧州倾伏鼻状构造NW翼部和桐西古构造脊NE翼部有利的岩性或构造-岩性油藏发育目标区。
【目的】廊固凹陷历经50余年勘探,进入以岩性和构造-岩性油气藏为主要目标的油气勘探开发阶段,但是对于优质砂体空间展布和油气分布主控因素的认识有所欠缺,需要解决制约隐蔽油气藏评价建产的瓶颈问题。【方法】综合运用岩心、录井、测井、地震数据、分析化验和生产资料,对旧州-万庄地区沙河街组进行系统研究,识别划分沉积相及微相类型,精细刻画表征砂体空间展布,分析烃源岩、圈闭和断层疏导体系等成藏控制要素,建立了油气成藏模式,并预测了有利的隐蔽岩性或构造-岩性油藏分布区带。【结果】研究区主要沉积了扇三角洲体系和湖泊体系,扇三角洲体系可识别出辫状河道、水下分流河道、河口砂坝、席状砂等微相类型,砂体空间展布以厚层的、呈指状分布的分流河道-砂坝复合体以及连片的薄层席状砂为特征。【结论】油源断层与构造甚至岩性圈闭的有机配置是研究区油气成藏的主控因素,最终预测了旧州倾伏鼻状区SE翼部、旧州倾伏鼻状构造NW翼部和桐西古构造脊NE翼部有利的岩性或构造-岩性油藏发育目标区。
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大同火山的活动在区域湖相沉积和黄土沉积中留有丰富的遗痕,但尚未被完全认识。根据野外调查和室内磁化率、化学成分、粒度等参数的测试结果发现:1)过去湖滨处的不同阶段火山碎屑沉积层存在4个不同倾角的倾斜。2)近岸处的灰绿色湖相沉积层中夹有4层细粒火山碎屑沉积层。3)深湖处的湖相剖面中也存在4个磁化率值特别异常、疑含夹火山灰的层位。4)湖岸上的黄土剖面中含3个磁化率值为峰值但Rb/Sr比值为谷值、疑含火山灰的层位。此外,深湖处湖相沉积中的4个磁化率异常层位颗粒粒度都较粗。据此分析推断,区域的火山活动曾经历过4个活跃期,在每一活跃期内都发生多次密集的火山喷发;每一活跃期的发生在时间上与区域湖退期是相吻合的。这些结论可为将来区域火山活动年代研究提供多条独立但又可互相印证的测年线索。
大同火山的活动在区域湖相沉积和黄土沉积中留有丰富的遗痕,但尚未被完全认识。根据野外调查和室内磁化率、化学成分、粒度等参数的测试结果发现:1)过去湖滨处的不同阶段火山碎屑沉积层存在4个不同倾角的倾斜。2)近岸处的灰绿色湖相沉积层中夹有4层细粒火山碎屑沉积层。3)深湖处的湖相剖面中也存在4个磁化率值特别异常、疑含夹火山灰的层位。4)湖岸上的黄土剖面中含3个磁化率值为峰值但Rb/Sr比值为谷值、疑含火山灰的层位。此外,深湖处湖相沉积中的4个磁化率异常层位颗粒粒度都较粗。据此分析推断,区域的火山活动曾经历过4个活跃期,在每一活跃期内都发生多次密集的火山喷发;每一活跃期的发生在时间上与区域湖退期是相吻合的。这些结论可为将来区域火山活动年代研究提供多条独立但又可互相印证的测年线索。
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火星表面的水活动地质历史一直是科学界关心的热点,直接影响着火星探测的研究方向。本文根据火星和地球的可对比性,建立了融合345个地球现代河流扇沉积的数据集并形成了高精度扇体面积预测模型。结合数据集的扇体特征,在火星南部高地霍尔顿陨石坑附近识别出一个面积约84.35平方千米的典型河流扇沉积。基于神经网络模型,反向预测出该扇体形成需要的年平均地表水径流量为1882800立方米。根据与地球河流扇径流量的对比分析,发现火星该区域径流量不是由单一降水构成,推测为雪山(冰川)融水和降水多种来源。该成果是河流扇研究在行星沉积学中的应用,为进一步深入研究火星和其它天体地表水活动提供了新的方法。
火星表面的水活动地质历史一直是科学界关心的热点,直接影响着火星探测的研究方向。本文根据火星和地球的可对比性,建立了融合345个地球现代河流扇沉积的数据集并形成了高精度扇体面积预测模型。结合数据集的扇体特征,在火星南部高地霍尔顿陨石坑附近识别出一个面积约84.35平方千米的典型河流扇沉积。基于神经网络模型,反向预测出该扇体形成需要的年平均地表水径流量为1882800立方米。根据与地球河流扇径流量的对比分析,发现火星该区域径流量不是由单一降水构成,推测为雪山(冰川)融水和降水多种来源。该成果是河流扇研究在行星沉积学中的应用,为进一步深入研究火星和其它天体地表水活动提供了新的方法。
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古盐湖盆地沉积模式的建立,往往以现代盐湖沉积考察为基础。自然条件下的盐湖水体蒸发缓慢,一般处于相对静态的特定阶段。室内蒸发实验可以提供动态的、持续沉积的演化过程,观察氯化钠结晶特征,分析石盐结晶与沉积环境之间的关系,可以为盐湖盆地沉积研究提供有益补充。研究发现:石盐沉积位置受结晶习性影响,晶体可以在卤水界面之上沉积,其形成的动力除了蒸发泵作用外,还受空气湿度和石盐潮解共同控制;人字晶一般形成于漏斗晶基础之上,在发育空间受限时,绕不同漏斗晶核生长的纹层斜交后形成人字晶纹, 2种晶型可以同时沉积于水面之上;盐湖干涸之前,可能经历盐层封锁水面的现象,并可能对临层的碎屑沉积物产生影响。
古盐湖盆地沉积模式的建立,往往以现代盐湖沉积考察为基础。自然条件下的盐湖水体蒸发缓慢,一般处于相对静态的特定阶段。室内蒸发实验可以提供动态的、持续沉积的演化过程,观察氯化钠结晶特征,分析石盐结晶与沉积环境之间的关系,可以为盐湖盆地沉积研究提供有益补充。研究发现:石盐沉积位置受结晶习性影响,晶体可以在卤水界面之上沉积,其形成的动力除了蒸发泵作用外,还受空气湿度和石盐潮解共同控制;人字晶一般形成于漏斗晶基础之上,在发育空间受限时,绕不同漏斗晶核生长的纹层斜交后形成人字晶纹, 2种晶型可以同时沉积于水面之上;盐湖干涸之前,可能经历盐层封锁水面的现象,并可能对临层的碎屑沉积物产生影响。
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通过高密度覆盖二维地震资料,在安达曼海东部丹老陆坡识别出由19条小型峡谷组成的峡谷群体系。单条峡谷地震剖面形态表现为“W型”、“U型”和“V型”三种形态;从上游向下游,峡谷的数量明显增多,侵蚀深度不断增加,峡谷宽度则不断变窄;峡谷群体系表现出单向往南迁移的特征;发育演化可划分为晚中新世-上新世初始发育阶段、上新世-第四纪的扩展发育阶段以及第四纪以来的现代海底峡谷阶段3个阶段。丹老陆坡峡谷群体系受到海底地形坡度、沉积物供给、海平面变化以及洋流作用等多种因素的共同控制。本文研究对于揭示峡谷群的形成与演化以及预测优质储层具有重要意义。
通过高密度覆盖二维地震资料,在安达曼海东部丹老陆坡识别出由19条小型峡谷组成的峡谷群体系。单条峡谷地震剖面形态表现为“W型”、“U型”和“V型”三种形态;从上游向下游,峡谷的数量明显增多,侵蚀深度不断增加,峡谷宽度则不断变窄;峡谷群体系表现出单向往南迁移的特征;发育演化可划分为晚中新世-上新世初始发育阶段、上新世-第四纪的扩展发育阶段以及第四纪以来的现代海底峡谷阶段3个阶段。丹老陆坡峡谷群体系受到海底地形坡度、沉积物供给、海平面变化以及洋流作用等多种因素的共同控制。本文研究对于揭示峡谷群的形成与演化以及预测优质储层具有重要意义。
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摘 要 扇三角洲沉积体系在全国广泛发育,尤其是我国陆相各大含油气沉积盆地边缘及内部,其具有规模庞大、体系多样、生储盖配置良好的特点,蕴藏着巨大的勘探潜力。因此本次研究通过野外露头剖面及探槽进行精细刻画的形式以青海希里沟湖出露的扇三角洲剖面为例进行剖面描述和沉积特征研究,刻画了扇三角洲垂向不同层位的颗粒大小和排列方式并划分出9类岩相及7种垂向组合序列;将希里沟扇三角洲沉积的流体类型划分为三种-碎屑流、洪流、牵引流,根据扇三角洲同阶段的主控流体类型不同,将沉积演化过程划分为三个期次,其与青海湖气候的变化具有较好的对应关系。同时,利用AMSQ14C定年标定识别出沉积界面,并且将坡度及湿润气候的变化造成沉积物的剥蚀及物源供给的不同进行分析,最终得到扇三角洲的展布及发育与控制因素的关系。
摘 要 扇三角洲沉积体系在全国广泛发育,尤其是我国陆相各大含油气沉积盆地边缘及内部,其具有规模庞大、体系多样、生储盖配置良好的特点,蕴藏着巨大的勘探潜力。因此本次研究通过野外露头剖面及探槽进行精细刻画的形式以青海希里沟湖出露的扇三角洲剖面为例进行剖面描述和沉积特征研究,刻画了扇三角洲垂向不同层位的颗粒大小和排列方式并划分出9类岩相及7种垂向组合序列;将希里沟扇三角洲沉积的流体类型划分为三种-碎屑流、洪流、牵引流,根据扇三角洲同阶段的主控流体类型不同,将沉积演化过程划分为三个期次,其与青海湖气候的变化具有较好的对应关系。同时,利用AMSQ14C定年标定识别出沉积界面,并且将坡度及湿润气候的变化造成沉积物的剥蚀及物源供给的不同进行分析,最终得到扇三角洲的展布及发育与控制因素的关系。
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通过对淮河流域详细的野外调查,在汝河上游诸市乡段第一级河流阶地前沿发现了夹有多层古洪水滞流沉积层的全新世黄土土壤地层剖面。对该剖面进行详细观察测量,地层划分和分层采样,在实验室进行多种指标分析研究。本文在前期沉积学性质研究和年代测定的基础上,应用端元分析方法进行粒度成分解析,以便于深入揭示这个古洪水沉积物序列的物源及其其沉积动力学特征变化规律。从这个沉积序列当中,采用非参数法,解析出具有不同物源和沉积动力学意义的4个端元组分。各土壤地层单元中除了现代洪水沉积物层和河漫滩相细沙层外,其余层次都显示出多端元组分混合叠加的特点。结合野外宏观特征及其理化性质综合分析,可知其端元1组分代表西北季风沙尘暴远源风成沉积物及其风化成壤改造的产物,端元2组分代表了东北风吹扬黄泛平原松散沉积物沙尘暴的近源沉积物,端元3组分代表了河流洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境条件下的沉积物,端元4组分为河流在河槽之内河漫滩水动力作用下的沉积物。这表明通过对全样粒度进行端元解析后,能够更清晰地反映出汝河流域多元化的沉积动力特点。该研究对于深刻理解淮河流域全新世环境与地表过程演变具有重要的科学意义。
通过对淮河流域详细的野外调查,在汝河上游诸市乡段第一级河流阶地前沿发现了夹有多层古洪水滞流沉积层的全新世黄土土壤地层剖面。对该剖面进行详细观察测量,地层划分和分层采样,在实验室进行多种指标分析研究。本文在前期沉积学性质研究和年代测定的基础上,应用端元分析方法进行粒度成分解析,以便于深入揭示这个古洪水沉积物序列的物源及其其沉积动力学特征变化规律。从这个沉积序列当中,采用非参数法,解析出具有不同物源和沉积动力学意义的4个端元组分。各土壤地层单元中除了现代洪水沉积物层和河漫滩相细沙层外,其余层次都显示出多端元组分混合叠加的特点。结合野外宏观特征及其理化性质综合分析,可知其端元1组分代表西北季风沙尘暴远源风成沉积物及其风化成壤改造的产物,端元2组分代表了东北风吹扬黄泛平原松散沉积物沙尘暴的近源沉积物,端元3组分代表了河流洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境条件下的沉积物,端元4组分为河流在河槽之内河漫滩水动力作用下的沉积物。这表明通过对全样粒度进行端元解析后,能够更清晰地反映出汝河流域多元化的沉积动力特点。该研究对于深刻理解淮河流域全新世环境与地表过程演变具有重要的科学意义。
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河口三角洲是陆海相互作用的敏感地带,也是人类活动最为频繁的地区,一直以来都是国际上的研究重点和热点。本文以福建闽江河口三角洲为研究对象,通过对表层沉积物粒度分析结果进行统计分析,探
河口三角洲是陆海相互作用的敏感地带,也是人类活动最为频繁的地区,一直以来都是国际上的研究重点和热点。本文以福建闽江河口三角洲为研究对象,通过对表层沉积物粒度分析结果进行统计分析,探
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全球变暖背景下,喀斯特地貌广布的西南地区可能面临石漠化加剧的风险,对该区域石漠化演变历史的重建具有重要意义。通过采自贵州省黔西县黑洞一支石笋(HD12)的29个230Th年龄和954个δ13C数据,重建了该区过去4750年的区域生态环境演变历史,发现在4322~3526 a B.P.以及803~82 a B.P.时段存在两个显著的δ13C正偏移,说明这两个时段洞穴上方的生态环境出现了恶化。黑洞HD12石笋δ13C记录在约803 a B.P.的显著偏正持续了约290 a,其振幅达4.2‰,指示了该区域石漠化的扩张过程。这一时期西南地区多个洞穴石笋δ13C值的一致偏正特征,可能指示了宋末靖康事件(823 a B.P.)后,人口的大量迁入和气候的干旱化导致了该区域石漠化的扩张。HD12石笋δ13C值在4322~3526 a B.P.时期的偏正,振幅达4.9‰,其中4322~3977 a B.P.偏正过程对应于北半球4.2 ka事件,而3777~3526 a B.P.的偏正对应3.7 ka事件,两个时期的干旱事件在西南地区的多个石笋与湖泊记录中也都有体现,说明在此期间,亚洲夏季风减弱,降水减少可能引起了该区域植被覆盖度大幅降低和土壤严重退化。
全球变暖背景下,喀斯特地貌广布的西南地区可能面临石漠化加剧的风险,对该区域石漠化演变历史的重建具有重要意义。通过采自贵州省黔西县黑洞一支石笋(HD12)的29个230Th年龄和954个δ13C数据,重建了该区过去4750年的区域生态环境演变历史,发现在4322~3526 a B.P.以及803~82 a B.P.时段存在两个显著的δ13C正偏移,说明这两个时段洞穴上方的生态环境出现了恶化。黑洞HD12石笋δ13C记录在约803 a B.P.的显著偏正持续了约290 a,其振幅达4.2‰,指示了该区域石漠化的扩张过程。这一时期西南地区多个洞穴石笋δ13C值的一致偏正特征,可能指示了宋末靖康事件(823 a B.P.)后,人口的大量迁入和气候的干旱化导致了该区域石漠化的扩张。HD12石笋δ13C值在4322~3526 a B.P.时期的偏正,振幅达4.9‰,其中4322~3977 a B.P.偏正过程对应于北半球4.2 ka事件,而3777~3526 a B.P.的偏正对应3.7 ka事件,两个时期的干旱事件在西南地区的多个石笋与湖泊记录中也都有体现,说明在此期间,亚洲夏季风减弱,降水减少可能引起了该区域植被覆盖度大幅降低和土壤严重退化。
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摘 要 东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,对于认识晚更新世区域古环境变化具有重要意义。针对这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题,本文基于东海岛屿典型风尘黄土剖面(嵊山岛黄土)的粒度分析,开展粒度组成的端元分析,以此探讨其蕴含的古环境信息。研究结果表明:嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元(EM1-EM3),进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源粘粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。根据粒度端元分析结果,推测高空西风输送的粘粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源;结合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数变化,表明东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿-冷干-暖湿的旋回波动,所记录的MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。
摘 要 东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,对于认识晚更新世区域古环境变化具有重要意义。针对这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题,本文基于东海岛屿典型风尘黄土剖面(嵊山岛黄土)的粒度分析,开展粒度组成的端元分析,以此探讨其蕴含的古环境信息。研究结果表明:嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元(EM1-EM3),进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源粘粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。根据粒度端元分析结果,推测高空西风输送的粘粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源;结合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数变化,表明东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿-冷干-暖湿的旋回波动,所记录的MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。
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粒度和粒形作为沉积物的基本属性,蕴含着输运历史、运动方式和沉积环境等丰富的信息。本文利用动态图像法对海南岛保定湾岬湾海滩52个剖面252组表层沉积物样品进行粒度粒形测试,分析探讨了粒度粒形沿岸和横向的空间分布特征,结合粒度趋势分析结果建立了粒形趋势分析模型。研究表明,保定湾开敞段、过渡段和遮蔽段相同岸段内粒形在沿岸方向差异不大,横向方向有从陆向海逐渐减小的趋势。不同岸段间沉积物在粒度小于2.5Φ时粒形在沿岸方向从开敞段至遮蔽段有逐渐减小的趋势。粒形的增大方向可指示沉积物输运趋势,建立的粒形趋势分析模型具有较高的准确性和优势,可计算任一粒度区间的输运趋势,可与粒度分析方法相结合以达到不同的研究目的。研究成果可为岬湾海滩的演变机制和稳定性研究提供理论支持。
粒度和粒形作为沉积物的基本属性,蕴含着输运历史、运动方式和沉积环境等丰富的信息。本文利用动态图像法对海南岛保定湾岬湾海滩52个剖面252组表层沉积物样品进行粒度粒形测试,分析探讨了粒度粒形沿岸和横向的空间分布特征,结合粒度趋势分析结果建立了粒形趋势分析模型。研究表明,保定湾开敞段、过渡段和遮蔽段相同岸段内粒形在沿岸方向差异不大,横向方向有从陆向海逐渐减小的趋势。不同岸段间沉积物在粒度小于2.5Φ时粒形在沿岸方向从开敞段至遮蔽段有逐渐减小的趋势。粒形的增大方向可指示沉积物输运趋势,建立的粒形趋势分析模型具有较高的准确性和优势,可计算任一粒度区间的输运趋势,可与粒度分析方法相结合以达到不同的研究目的。研究成果可为岬湾海滩的演变机制和稳定性研究提供理论支持。
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第四纪加积型网纹红土发育有独特的网纹结构,在长江中下游地区分布较为广泛,是对第四纪环境变化的记录和响应。以往对网纹理化性质关注较多,但对网纹形态特征研究较少,结合理化性质去全面分析网纹特征有利于更为深刻地认识其环境意义。为此,根据对江西九江网纹红土剖面的网纹形态和理化性质的分析,在理解理化性质可能对形态的影响和网纹化机制的基础上着重讨论了网纹形态特征的环境意义。初步得出以下结论:①该剖面的网纹形态具有较为系统的变化特征,剖面上部的网纹相对较细小,而下部的网纹则相对较粗大;②从风化指标ba等和网纹形态指标的对应程度来看,总体上网纹形态与气候由暖湿到冷干的变化趋势具有一定对应性,但网纹形态对气候指示意义却具有一定的局限性。
第四纪加积型网纹红土发育有独特的网纹结构,在长江中下游地区分布较为广泛,是对第四纪环境变化的记录和响应。以往对网纹理化性质关注较多,但对网纹形态特征研究较少,结合理化性质去全面分析网纹特征有利于更为深刻地认识其环境意义。为此,根据对江西九江网纹红土剖面的网纹形态和理化性质的分析,在理解理化性质可能对形态的影响和网纹化机制的基础上着重讨论了网纹形态特征的环境意义。初步得出以下结论:①该剖面的网纹形态具有较为系统的变化特征,剖面上部的网纹相对较细小,而下部的网纹则相对较粗大;②从风化指标ba等和网纹形态指标的对应程度来看,总体上网纹形态与气候由暖湿到冷干的变化趋势具有一定对应性,但网纹形态对气候指示意义却具有一定的局限性。
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表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是关于在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否会影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。本研究选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮(TN)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、有机碳同位素(δ13Corg)、碳酸盐碳同位素(δ13Ccarb)和氧同位素(δ18O)等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算了表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。
表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是关于在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否会影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。本研究选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮(TN)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、有机碳同位素(δ13Corg)、碳酸盐碳同位素(δ13Ccarb)和氧同位素(δ18O)等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算了表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。
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【目的】为了对堰塞湖溃决洪水沉积物粒度特征进行研究。【方法】分析了“11·03”金沙江白格堰塞湖溃决洪水泥沙沉积物样品颗粒组成,计算粒度参数,分析泥沙特征从上到下的变化及其原因,并对比讨论了本次洪水泥沙粒度特征与其他流域洪水及古洪水沉积物泥沙粒度特征。【结果】堰塞湖溃决洪水泥沙沉积物类型为粉砂,砂质粉砂,粉砂质砂;泥沙粒径中粉砂占55.18%,砂占32.86%,黏土占11.97%。泥沙中值粒径为41.34 μm,平均粒径为31.73 μm,两者随离白格堰塞湖距离的增加而逐渐变小;偏度值0.27,属正偏;峰态值0.94,属于中等尖锐;分选系数0.57,分选性好;泥沙的粒度分布曲线双峰占52%,主峰高而窄,峰值为100 μm,次峰低而宽;单峰占48%,峰态较窄,峰值为50 μm。剖面泥沙粒径组成差别很小,以砂占优,粉砂含量略小于细砂,黏土含量大多在11.0%,中值粒径值大于其平均粒径值,分选系数均小于0.6,偏度为极正偏,峰态为中等。“11·03”溃决洪水与其它洪水相比,泥沙粒度组分较细,以粉砂为主,中值粒径和平均粒径较小,峰态更宽,偏度为正偏,分选性更好。【结论】研究结果对进一步认识堰塞湖溃决洪水的泥沙特征具有重要参考价值。
【目的】为了对堰塞湖溃决洪水沉积物粒度特征进行研究。【方法】分析了“11·03”金沙江白格堰塞湖溃决洪水泥沙沉积物样品颗粒组成,计算粒度参数,分析泥沙特征从上到下的变化及其原因,并对比讨论了本次洪水泥沙粒度特征与其他流域洪水及古洪水沉积物泥沙粒度特征。【结果】堰塞湖溃决洪水泥沙沉积物类型为粉砂,砂质粉砂,粉砂质砂;泥沙粒径中粉砂占55.18%,砂占32.86%,黏土占11.97%。泥沙中值粒径为41.34 μm,平均粒径为31.73 μm,两者随离白格堰塞湖距离的增加而逐渐变小;偏度值0.27,属正偏;峰态值0.94,属于中等尖锐;分选系数0.57,分选性好;泥沙的粒度分布曲线双峰占52%,主峰高而窄,峰值为100 μm,次峰低而宽;单峰占48%,峰态较窄,峰值为50 μm。剖面泥沙粒径组成差别很小,以砂占优,粉砂含量略小于细砂,黏土含量大多在11.0%,中值粒径值大于其平均粒径值,分选系数均小于0.6,偏度为极正偏,峰态为中等。“11·03”溃决洪水与其它洪水相比,泥沙粒度组分较细,以粉砂为主,中值粒径和平均粒径较小,峰态更宽,偏度为正偏,分选性更好。【结论】研究结果对进一步认识堰塞湖溃决洪水的泥沙特征具有重要参考价值。
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针对近年来沉积学界研究热点冲积扇、季节性河流、分支河流体系与河流扇等不同沉积体的划分、体系归属讨论等问题,开展干旱气候下库车河现代冲积扇-冲积平原曲流河沉积演化过程分析,聚焦于不同沉积体的界限变化与控制因素研究,认为在干旱气候下受同一条河流(库车河)控制的沉积体,发育山间辫状河-冲积扇-冲积平原曲流河等多类型沉积体。由出山口至下游冲积平原内河水散失,库车河延伸达100km以上,逐一发育近源的冲积扇扇根辫状河道、泥石流等沉积,扇中大面积的辫状分流河道带沉积,扇端为单一径流河道(低弯度曲流河)沉积,并向下游逐步演化为冲积平原上的高弯度曲流河沉积。山间辫状河-冲积扇-冲积平原上曲流河沉积体在平面上连续分布,河流形态、河道宽窄变化等与沉积坡度密切相关,砾质沉积物的砾径变化与沉积搬运距离呈负相关关系,沙质沉积物由近源-远源分布范围增大明显。各沉积体的展布范围受库车河不同类型河道展布控制并紧密关联,而河道类型的变化主要受控于沉积坡度、沉积物特征、水流量变化等。表明,进一步放大沉积体的研究尺度,聚焦于不同沉积体之间在空间上分布的紧密关系并揭示其主要控制因素,对明确各类型沉积体的本质规律与演变,对减少沉积体的划分、体系归属等问题的产生具有重要意义。
针对近年来沉积学界研究热点冲积扇、季节性河流、分支河流体系与河流扇等不同沉积体的划分、体系归属讨论等问题,开展干旱气候下库车河现代冲积扇-冲积平原曲流河沉积演化过程分析,聚焦于不同沉积体的界限变化与控制因素研究,认为在干旱气候下受同一条河流(库车河)控制的沉积体,发育山间辫状河-冲积扇-冲积平原曲流河等多类型沉积体。由出山口至下游冲积平原内河水散失,库车河延伸达100km以上,逐一发育近源的冲积扇扇根辫状河道、泥石流等沉积,扇中大面积的辫状分流河道带沉积,扇端为单一径流河道(低弯度曲流河)沉积,并向下游逐步演化为冲积平原上的高弯度曲流河沉积。山间辫状河-冲积扇-冲积平原上曲流河沉积体在平面上连续分布,河流形态、河道宽窄变化等与沉积坡度密切相关,砾质沉积物的砾径变化与沉积搬运距离呈负相关关系,沙质沉积物由近源-远源分布范围增大明显。各沉积体的展布范围受库车河不同类型河道展布控制并紧密关联,而河道类型的变化主要受控于沉积坡度、沉积物特征、水流量变化等。表明,进一步放大沉积体的研究尺度,聚焦于不同沉积体之间在空间上分布的紧密关系并揭示其主要控制因素,对明确各类型沉积体的本质规律与演变,对减少沉积体的划分、体系归属等问题的产生具有重要意义。
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通过对马里亚纳海沟“挑战者”深渊从北坡(上覆板块)、轴部到南坡(俯冲板块)16个站位的沉积物和蚀变基岩开展矿物学及地球化学分析,研究了马里亚纳海沟“挑战者”深渊沉积物的主要类型、地球化学特征和成因机制。结果表明,“挑战者”深渊沉积物分为褐红色深海粘土质沉积物、硅质生物软泥、自生沉积物(富锰微结核)和钙质生物软泥四种主要类型。其中,褐红色深海粘土质沉积物为深渊沉积物的主要类型,对深渊沉积物的成分贡献最大,其主量、微量元素地球化学特征与洋壳蚀变基岩具有相似性。提出了褐红色深海粘土质沉积物成因主要源于俯冲板块和上覆板块玄武质基岩蚀变的观点。此外,深渊底部活跃的有机质早期成岩作用,对沉积物地球化学性质产生了重要影响,是导致“挑战者”深渊沉积物相比邻近深海沉积物具有较低稀土元素含量和富集微锰结核的主要原因。
通过对马里亚纳海沟“挑战者”深渊从北坡(上覆板块)、轴部到南坡(俯冲板块)16个站位的沉积物和蚀变基岩开展矿物学及地球化学分析,研究了马里亚纳海沟“挑战者”深渊沉积物的主要类型、地球化学特征和成因机制。结果表明,“挑战者”深渊沉积物分为褐红色深海粘土质沉积物、硅质生物软泥、自生沉积物(富锰微结核)和钙质生物软泥四种主要类型。其中,褐红色深海粘土质沉积物为深渊沉积物的主要类型,对深渊沉积物的成分贡献最大,其主量、微量元素地球化学特征与洋壳蚀变基岩具有相似性。提出了褐红色深海粘土质沉积物成因主要源于俯冲板块和上覆板块玄武质基岩蚀变的观点。此外,深渊底部活跃的有机质早期成岩作用,对沉积物地球化学性质产生了重要影响,是导致“挑战者”深渊沉积物相比邻近深海沉积物具有较低稀土元素含量和富集微锰结核的主要原因。
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中国黄土高原外围东南部、黄河下游的郑州邙山黄土堆积厚度大,沉积速率快,保存着高分辨率的冰期-间冰期气候和环境变化的记录。末次间冰期以来邙山黄土-古土壤序列的16件样品,共计4202颗碎屑锆石的U-Pb年龄数据显示,年龄峰值主要有240 Ma、440 Ma、800-1000 Ma、1800-2000 Ma以及2500 Ma,表明邙山黄土物源区主要是青藏高原东北部以及华北陆块。郑州邙山黄土是黄河及其支流将流域内剥蚀物质运输至下游形成的河漫滩与冲积扇再经风力搬运堆积的产物。冰期时,黄河上游青藏高原东北部的贡献相对多;间冰期时,来自华北陆块的近源剥蚀物质对邙山黄土贡献量增加约10%。对末次冰期-间冰期旋回郑州邙山黄土物源变化的研究,有助于加深对中国中部晚更新世区域剥蚀、沉积环境变化以及黄河流域水系演化等过程的理解。
中国黄土高原外围东南部、黄河下游的郑州邙山黄土堆积厚度大,沉积速率快,保存着高分辨率的冰期-间冰期气候和环境变化的记录。末次间冰期以来邙山黄土-古土壤序列的16件样品,共计4202颗碎屑锆石的U-Pb年龄数据显示,年龄峰值主要有240 Ma、440 Ma、800-1000 Ma、1800-2000 Ma以及2500 Ma,表明邙山黄土物源区主要是青藏高原东北部以及华北陆块。郑州邙山黄土是黄河及其支流将流域内剥蚀物质运输至下游形成的河漫滩与冲积扇再经风力搬运堆积的产物。冰期时,黄河上游青藏高原东北部的贡献相对多;间冰期时,来自华北陆块的近源剥蚀物质对邙山黄土贡献量增加约10%。对末次冰期-间冰期旋回郑州邙山黄土物源变化的研究,有助于加深对中国中部晚更新世区域剥蚀、沉积环境变化以及黄河流域水系演化等过程的理解。
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本次研究旨在阐述珠江三角洲前缘中现代生物遗迹的组成与分布特征,主要通过野外观察、采样和实验室研究方法(粒度分析、CT扫描和三维重构)对珠江三角洲前缘亚环境的河口沙坝、水下汊道、潮下带和分流间海湾等微环境的沉积环境特征进行研究。研究区内沉积环境复杂,水下汊道和分流间海湾为现代生物遗迹主要分布地带,主要的造迹生物包括螃蟹、沙蚕以及弹涂鱼等,潮下带和前缘斜坡所在的岛屿中主要造迹生物包括沙蚬、螃蟹和寄居蟹等。螃蟹和沙蚕遗迹主要为层面上的足辙迹(拖迹)、排泄迹、居住迹以及层内的潜穴形态(L型、Y型、U型和I型);弹涂鱼遗迹主要为层面上足辙迹和居住迹; 寄居蟹遗迹为层面上的足辙迹(拖迹)。珠江三角洲前缘生物遗迹的组成和分布特征将为三角洲前缘古遗迹学和三角洲前缘古沉积环境重构提供现代实证基础和依据。
本次研究旨在阐述珠江三角洲前缘中现代生物遗迹的组成与分布特征,主要通过野外观察、采样和实验室研究方法(粒度分析、CT扫描和三维重构)对珠江三角洲前缘亚环境的河口沙坝、水下汊道、潮下带和分流间海湾等微环境的沉积环境特征进行研究。研究区内沉积环境复杂,水下汊道和分流间海湾为现代生物遗迹主要分布地带,主要的造迹生物包括螃蟹、沙蚕以及弹涂鱼等,潮下带和前缘斜坡所在的岛屿中主要造迹生物包括沙蚬、螃蟹和寄居蟹等。螃蟹和沙蚕遗迹主要为层面上的足辙迹(拖迹)、排泄迹、居住迹以及层内的潜穴形态(L型、Y型、U型和I型);弹涂鱼遗迹主要为层面上足辙迹和居住迹; 寄居蟹遗迹为层面上的足辙迹(拖迹)。珠江三角洲前缘生物遗迹的组成和分布特征将为三角洲前缘古遗迹学和三角洲前缘古沉积环境重构提供现代实证基础和依据。
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【目的】东海大桥位于杭州湾和长江口水沙交换的重要通道,其对邻近海域悬沙分布和输运有重要影响。【方法】本文基于2011 -2020年共26天每天8张连续潮时的高质量GOCI影像,反演获得东海大桥及邻近水域表层悬浮泥沙浓度,并结合理想数值模型和表层沉积物观测资料,研究了东海大桥对邻近海域沉积动力环境不同时间尺度的影响。【结果】在潮周期时间尺度上,东海大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现明显的梯度分布,并随涨落潮表现为背流面悬沙浓度高于迎流面,这与背流面水位降低促进垂直运动和桥墩后方涡流加强扰动有关,其中在涨落潮中间时刻,大桥两侧悬浮泥沙浓度差异最大,涨憩时刻两侧差异最小。各季节涨落潮过程中大桥东西两侧悬沙浓度的差异变化不大,但浓度差值有所不同。从多年变化看,东海大桥建成后两侧悬沙浓度差异的年际变化不大,邻近海域表层沉积物有变细趋势,可能与大桥阻流导致流速减弱有关。【结论】潮周期内悬沙浓度在大桥背流面高于迎流面的差异分布,不随季节和年际变化,本文对完善不同时间尺度跨海大桥对海洋沉积动力环境影响的研究具有重要意义。
【目的】东海大桥位于杭州湾和长江口水沙交换的重要通道,其对邻近海域悬沙分布和输运有重要影响。【方法】本文基于2011 -2020年共26天每天8张连续潮时的高质量GOCI影像,反演获得东海大桥及邻近水域表层悬浮泥沙浓度,并结合理想数值模型和表层沉积物观测资料,研究了东海大桥对邻近海域沉积动力环境不同时间尺度的影响。【结果】在潮周期时间尺度上,东海大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现明显的梯度分布,并随涨落潮表现为背流面悬沙浓度高于迎流面,这与背流面水位降低促进垂直运动和桥墩后方涡流加强扰动有关,其中在涨落潮中间时刻,大桥两侧悬浮泥沙浓度差异最大,涨憩时刻两侧差异最小。各季节涨落潮过程中大桥东西两侧悬沙浓度的差异变化不大,但浓度差值有所不同。从多年变化看,东海大桥建成后两侧悬沙浓度差异的年际变化不大,邻近海域表层沉积物有变细趋势,可能与大桥阻流导致流速减弱有关。【结论】潮周期内悬沙浓度在大桥背流面高于迎流面的差异分布,不随季节和年际变化,本文对完善不同时间尺度跨海大桥对海洋沉积动力环境影响的研究具有重要意义。
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基于长江中游湖北省永兴洞石笋δ13C记录,重建了1044~1954 A.D.期间局域地表环境和气候的变化历史。此δ13C记录在中世纪异常期(MCA)和小冰期(LIA)表现为完全不同的两个状态:δ13C值在MCA期整体减小,而在LIA整体增大。此变化特征与西南以及长江中游地区众多石笋δ13C记录一致,表明MCA到LIA局域地表植被呼吸活动和降水发生了从强到弱的转变。此永兴洞记录支持MCA向LIA的转变可能由气候和人类的共同影响所致的认识。永兴洞δ13C由MCA向LIA的转变过程迅速,Rampfit分析得出此转变过程发生在1434~1460 A.D.,持续时间为26年,这一快速转变过程有助于清晰确立MCA与LIA在长江中游地区的时间界限。通过与其他记录对比,发现永兴洞δ13C与太阳总辐射量、热带辐合带、我国温度、ENSO在MCA和LIA事件尺度上存在对应关系,表明过去千年长江中游地表环境和水文变化与全球气候变化有着动力联系,而人类活动对地表植被的影响可能与区域或全球气候变化的背景相关联。
基于长江中游湖北省永兴洞石笋δ13C记录,重建了1044~1954 A.D.期间局域地表环境和气候的变化历史。此δ13C记录在中世纪异常期(MCA)和小冰期(LIA)表现为完全不同的两个状态:δ13C值在MCA期整体减小,而在LIA整体增大。此变化特征与西南以及长江中游地区众多石笋δ13C记录一致,表明MCA到LIA局域地表植被呼吸活动和降水发生了从强到弱的转变。此永兴洞记录支持MCA向LIA的转变可能由气候和人类的共同影响所致的认识。永兴洞δ13C由MCA向LIA的转变过程迅速,Rampfit分析得出此转变过程发生在1434~1460 A.D.,持续时间为26年,这一快速转变过程有助于清晰确立MCA与LIA在长江中游地区的时间界限。通过与其他记录对比,发现永兴洞δ13C与太阳总辐射量、热带辐合带、我国温度、ENSO在MCA和LIA事件尺度上存在对应关系,表明过去千年长江中游地表环境和水文变化与全球气候变化有着动力联系,而人类活动对地表植被的影响可能与区域或全球气候变化的背景相关联。
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陆架-边缘海作为海陆相互作用的关键区域,其沉积物蕴含着气候、海平面变化、生物地球化学循环和人类活动等重要信息。本研究基于南黄海中部泥质区东侧H12岩芯的测年结果、总有机碳(TOC)和稳定碳同位素组成的分析,探讨了末次冰消期以来沉积环境演化背景下有机碳埋藏的阶段性特征和影响因素。结果显示,相对低海平面时期(17~12.6 ka B.P.)发育硬质粘土层,有机碳含量和埋藏通量相对较高,以陆源有机质输入为主。海侵期(12.6~7.8 ka B.P.)受潮流侵蚀等动力作用影响,TOC来源为海陆混合源,陆源TOC埋藏通量在8 ka B.P.左右出现明显高值,跟沉积速率显著升高有关,且与东亚冬季风增强和全球降温事件相对应,可能反映了季风驱动下沉积物的供应和输送方式改变;高海平面时期(7.8 ka B.P.以来)以海源有机碳贡献为主;其中,大约5~2 ka B.P.,TOC含量在百年尺度上变化幅度较大,与黑潮强度减弱的阶段基本一致,整体上TOC含量的高值对应于东亚冬季风的强盛期,可能反映了冬季风驱动下黄海暖流的增强导致海洋初级生产力以及水体环境的变化,进而影响了TOC的埋藏特征;大约2 ka B.P.以来TOC变化幅度减小,海洋源有机质贡献整体增加,可能与ENSO活动的加强有关。综上,认为海平面变化是末次冰消期以来南黄海中部有机碳埋藏演化的主控因素;而高海面以来TOC沉积记录的周期性和阶段性变化可能跟东亚冬季风等影响下黄海暖流的变化及ENSO活动有关。
陆架-边缘海作为海陆相互作用的关键区域,其沉积物蕴含着气候、海平面变化、生物地球化学循环和人类活动等重要信息。本研究基于南黄海中部泥质区东侧H12岩芯的测年结果、总有机碳(TOC)和稳定碳同位素组成的分析,探讨了末次冰消期以来沉积环境演化背景下有机碳埋藏的阶段性特征和影响因素。结果显示,相对低海平面时期(17~12.6 ka B.P.)发育硬质粘土层,有机碳含量和埋藏通量相对较高,以陆源有机质输入为主。海侵期(12.6~7.8 ka B.P.)受潮流侵蚀等动力作用影响,TOC来源为海陆混合源,陆源TOC埋藏通量在8 ka B.P.左右出现明显高值,跟沉积速率显著升高有关,且与东亚冬季风增强和全球降温事件相对应,可能反映了季风驱动下沉积物的供应和输送方式改变;高海平面时期(7.8 ka B.P.以来)以海源有机碳贡献为主;其中,大约5~2 ka B.P.,TOC含量在百年尺度上变化幅度较大,与黑潮强度减弱的阶段基本一致,整体上TOC含量的高值对应于东亚冬季风的强盛期,可能反映了冬季风驱动下黄海暖流的增强导致海洋初级生产力以及水体环境的变化,进而影响了TOC的埋藏特征;大约2 ka B.P.以来TOC变化幅度减小,海洋源有机质贡献整体增加,可能与ENSO活动的加强有关。综上,认为海平面变化是末次冰消期以来南黄海中部有机碳埋藏演化的主控因素;而高海面以来TOC沉积记录的周期性和阶段性变化可能跟东亚冬季风等影响下黄海暖流的变化及ENSO活动有关。
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【目的】中国南方网纹红土对重建南方第四纪气候环境具有重要的意义,但对网纹化过程的微观认认识尚显薄弱。【方法】将微区分析技术、地统计分析和因子分析等方法相结合,对郎溪网纹红土剖面的白色条纹微区和红白条纹过渡微区的进行了元素地球化学分析。【结果】结果表明: 1)从元素的含量来看, Fe2O3(5.77~13.02%)、Mn(253~2277ppm)和Co(7~140ppm)等铁族元素的含量呈现出条纹中心为低值区,外围为高值区且从条纹中心到外围逐渐增加的趋势,而K2O(1.11~1.51%)、MgO(0.23~0.37%)等其他常量元素以及Ti(4950~6544ppm)、Zr(354~371ppm)等稳定性元素含量的分布趋势则与之相异。2)白色条纹微区与红白条纹过渡微区皆以因子1为主,其主要体现了铁和铁族元素等在白色条纹中的淋溶迁移,以及K、Ca、Mg等易溶常量元素和Ti、Zr等稳定性元素的相对富集过程;因子2则主要与铁及铁族元素的淀积过程,以及铁氧化物对Cu、Zn的吸附过程等有关。【结论】通过微区技术方法和因子分析等方法对网纹红土进行分析,发现白色条纹内部并非是均质的,而是存在由白色条纹中心到外围的渐变特征。白色条纹到红色条纹微区变化规律与白色条纹微区相似,网纹化是一个持续发育的过程。网纹化过程中铁和铁族元素的淋溶迁移占主导,铁和铁族元素淀积过程与淋溶迁移同时存在,网纹化过程相对复杂。
【目的】中国南方网纹红土对重建南方第四纪气候环境具有重要的意义,但对网纹化过程的微观认认识尚显薄弱。【方法】将微区分析技术、地统计分析和因子分析等方法相结合,对郎溪网纹红土剖面的白色条纹微区和红白条纹过渡微区的进行了元素地球化学分析。【结果】结果表明: 1)从元素的含量来看, Fe2O3(5.77~13.02%)、Mn(253~2277ppm)和Co(7~140ppm)等铁族元素的含量呈现出条纹中心为低值区,外围为高值区且从条纹中心到外围逐渐增加的趋势,而K2O(1.11~1.51%)、MgO(0.23~0.37%)等其他常量元素以及Ti(4950~6544ppm)、Zr(354~371ppm)等稳定性元素含量的分布趋势则与之相异。2)白色条纹微区与红白条纹过渡微区皆以因子1为主,其主要体现了铁和铁族元素等在白色条纹中的淋溶迁移,以及K、Ca、Mg等易溶常量元素和Ti、Zr等稳定性元素的相对富集过程;因子2则主要与铁及铁族元素的淀积过程,以及铁氧化物对Cu、Zn的吸附过程等有关。【结论】通过微区技术方法和因子分析等方法对网纹红土进行分析,发现白色条纹内部并非是均质的,而是存在由白色条纹中心到外围的渐变特征。白色条纹到红色条纹微区变化规律与白色条纹微区相似,网纹化是一个持续发育的过程。网纹化过程中铁和铁族元素的淋溶迁移占主导,铁和铁族元素淀积过程与淋溶迁移同时存在,网纹化过程相对复杂。
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浑善达克沙地位于内蒙古中东部东亚季风区的尾闾地带,因其独特的地理环境和沙地内广泛发育的风沙沉积而成为研究末次盛冰期以来气候变化的理想区域。以往对浑善达克沙地的年代学研究主要集中于全新世,末次盛冰期以来的研究因缺少系统的地层年代框架而相对较少。以浑善达克沙地南缘蓝旗南(LQS)和八楞山(BLS)两个风成沉积序列剖面为研究对象,利用光释光(OSL)测年方法中的单片再生剂量法(SAR)进行地层年代框架的测定,并综合沉积特征、粒度及石英颗粒表面形态特征进行分析,研究结果表明:18~11.5ka,沙地主要发育风成砂与砂黄土互层,气候较为冷干,风沙活动强烈,存在千年尺度气候波动。11.5~8.2ka,温度波动上升,气候相对干冷,发育沙层与砂质古土壤互层。8.2~2.7ka,气候最为温暖湿润,两剖面均发育砂质古土壤。2.7ka至今,气候温和偏干,发育弱砂质古土壤。整体来看,末次盛冰期以来浑善达克沙地的气候快速变化具有全球性和普遍性特征,与东亚季风紧密相关,受太阳辐射和全球冰量的共同驱动,是对全球气候变化的响应。
浑善达克沙地位于内蒙古中东部东亚季风区的尾闾地带,因其独特的地理环境和沙地内广泛发育的风沙沉积而成为研究末次盛冰期以来气候变化的理想区域。以往对浑善达克沙地的年代学研究主要集中于全新世,末次盛冰期以来的研究因缺少系统的地层年代框架而相对较少。以浑善达克沙地南缘蓝旗南(LQS)和八楞山(BLS)两个风成沉积序列剖面为研究对象,利用光释光(OSL)测年方法中的单片再生剂量法(SAR)进行地层年代框架的测定,并综合沉积特征、粒度及石英颗粒表面形态特征进行分析,研究结果表明:18~11.5ka,沙地主要发育风成砂与砂黄土互层,气候较为冷干,风沙活动强烈,存在千年尺度气候波动。11.5~8.2ka,温度波动上升,气候相对干冷,发育沙层与砂质古土壤互层。8.2~2.7ka,气候最为温暖湿润,两剖面均发育砂质古土壤。2.7ka至今,气候温和偏干,发育弱砂质古土壤。整体来看,末次盛冰期以来浑善达克沙地的气候快速变化具有全球性和普遍性特征,与东亚季风紧密相关,受太阳辐射和全球冰量的共同驱动,是对全球气候变化的响应。
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白垩纪大洋红层(Cretaceous Oceanic Red Beds, CORBS)与富氧事件是全球性的研究热点。西藏南部的大洋红层在特提斯喜马拉雅沉积北亚带有较为广泛的分布,但在特提斯喜马拉雅沉积南亚带从未见有报道。本次在位于特提斯喜马拉雅沉积南亚带的亚东堆纳甲布青剖面的旧堡组内发现一套厚约5米的浅紫红色海相,该套红层具有颜色单调(浅紫红色)、岩性单一(粒泥灰岩)、厚度小(约5m)、底栖生物组合占主导地位、延续时间极短的特征,时代限于晚白垩世Campanian晚期(相当于浮游有孔虫R. calcarata带上部)。通过对甲布青剖面岗巴村口组-旧堡组开展有孔虫生物地层研究,共鉴定出浮游有孔虫19属69种,自下而上划分出Dicarinella asymetrica、Globotruncanita elevate、Globotruncana ventricosa及Radotruncana calcarata 4个浮游有孔虫化石带,时代为晚白垩世Santonian晚期-Campanian晚期。白垩纪时期,特提斯喜马拉雅地区总体呈现为“北深南浅”的古地理格局:特提斯喜马拉雅北亚带总体为水体相对较深的大陆斜坡-大洋盆地环境,代表深海盆地沉积环境的放射虫、箭石等化石及大洋红层极为发育;而特提斯喜马拉雅南亚带总体为水体相对较浅的大陆架环境,很少见代表深海盆地沉积环境的放射虫、箭石等化石及大洋红层。甲布青剖面浅海相红层的发现是白垩纪大洋红层在特提斯喜马拉雅沉积南带的首次报道,它对于探讨藏南地区白垩纪大洋红层的成因机制具有极为重要的意义。
白垩纪大洋红层(Cretaceous Oceanic Red Beds, CORBS)与富氧事件是全球性的研究热点。西藏南部的大洋红层在特提斯喜马拉雅沉积北亚带有较为广泛的分布,但在特提斯喜马拉雅沉积南亚带从未见有报道。本次在位于特提斯喜马拉雅沉积南亚带的亚东堆纳甲布青剖面的旧堡组内发现一套厚约5米的浅紫红色海相,该套红层具有颜色单调(浅紫红色)、岩性单一(粒泥灰岩)、厚度小(约5m)、底栖生物组合占主导地位、延续时间极短的特征,时代限于晚白垩世Campanian晚期(相当于浮游有孔虫R. calcarata带上部)。通过对甲布青剖面岗巴村口组-旧堡组开展有孔虫生物地层研究,共鉴定出浮游有孔虫19属69种,自下而上划分出Dicarinella asymetrica、Globotruncanita elevate、Globotruncana ventricosa及Radotruncana calcarata 4个浮游有孔虫化石带,时代为晚白垩世Santonian晚期-Campanian晚期。白垩纪时期,特提斯喜马拉雅地区总体呈现为“北深南浅”的古地理格局:特提斯喜马拉雅北亚带总体为水体相对较深的大陆斜坡-大洋盆地环境,代表深海盆地沉积环境的放射虫、箭石等化石及大洋红层极为发育;而特提斯喜马拉雅南亚带总体为水体相对较浅的大陆架环境,很少见代表深海盆地沉积环境的放射虫、箭石等化石及大洋红层。甲布青剖面浅海相红层的发现是白垩纪大洋红层在特提斯喜马拉雅沉积南带的首次报道,它对于探讨藏南地区白垩纪大洋红层的成因机制具有极为重要的意义。
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西秦岭北缘漳县-武山地区沿漳河两岸出露一套厚度近300余米的渐新统红色砾岩、砂砾岩夹粗砂岩组成的砾岩组合。这套砾岩角度不整合在前新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的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,认为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,澄清了地学界长期认为是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,认为渐新世印度-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余米的渐新统红色砾岩、砂砾岩夹粗砂岩组成的砾岩组合。这套砾岩角度不整合在前新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的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,认为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,澄清了地学界长期认为是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,认为渐新世印度-欧亚碰撞汇聚的动力学效应尚未波及到该区域。
, 最新更新时间 , doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.073
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作为非常规油气资源的重要组成,页岩油气资源的基础研究逐渐受到重视。黏土沉积微结构对页岩页理、纹层结构产生影响,进而影响页岩的储集能力和开发效果。黏土颗粒除受物理作用影响,还发生化学吸附和絮凝,形成絮凝程度不一的絮凝物。絮凝物的基本单元是板状颗粒或域,进一步形成絮或链,最终在电荷作用下形成纸牌屋结构。在沉积阶段,影响絮凝程度的物理—化学因素包括黏土颗粒的粒径、颗粒含量、外部水动力强度与水流性质、气候、电解质浓度、离子种类、酸碱值、有机质等。对黏土沉积微结构开展物理—化学影响因素研究,结合火山碎屑、页岩碎屑、泥质内碎屑、粪便颗粒等泥岩颗粒集合体其它组构的分析,可以对泥页岩沉积环境进行识别和描述。目前,该项研究尚显不足,尚未建立完善的地质模型;包括絮凝物在内的泥岩颗粒集合体组构的定量研究不足,尚未很好地使用大数据技术;我国西部海相黑色页岩沉积微环境及其内部集合体特征研究有待深化;研究技术方法略显单一。对黏土沉积微结构进行定性和定量描述,并开展泥岩颗粒集合体形成环境解释,能够实现复杂多变的沉积微环境精细刻画,深化对湖泊、海洋等泥页岩沉积环境分异特征的认识,进而揭示高精度范围内页岩储层品质的差异,为页岩地质和工程“甜点”的选取和开发奠定基础。
作为非常规油气资源的重要组成,页岩油气资源的基础研究逐渐受到重视。黏土沉积微结构对页岩页理、纹层结构产生影响,进而影响页岩的储集能力和开发效果。黏土颗粒除受物理作用影响,还发生化学吸附和絮凝,形成絮凝程度不一的絮凝物。絮凝物的基本单元是板状颗粒或域,进一步形成絮或链,最终在电荷作用下形成纸牌屋结构。在沉积阶段,影响絮凝程度的物理—化学因素包括黏土颗粒的粒径、颗粒含量、外部水动力强度与水流性质、气候、电解质浓度、离子种类、酸碱值、有机质等。对黏土沉积微结构开展物理—化学影响因素研究,结合火山碎屑、页岩碎屑、泥质内碎屑、粪便颗粒等泥岩颗粒集合体其它组构的分析,可以对泥页岩沉积环境进行识别和描述。目前,该项研究尚显不足,尚未建立完善的地质模型;包括絮凝物在内的泥岩颗粒集合体组构的定量研究不足,尚未很好地使用大数据技术;我国西部海相黑色页岩沉积微环境及其内部集合体特征研究有待深化;研究技术方法略显单一。对黏土沉积微结构进行定性和定量描述,并开展泥岩颗粒集合体形成环境解释,能够实现复杂多变的沉积微环境精细刻画,深化对湖泊、海洋等泥页岩沉积环境分异特征的认识,进而揭示高精度范围内页岩储层品质的差异,为页岩地质和工程“甜点”的选取和开发奠定基础。
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准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区“浅层”一直被认为埋藏浅、效益高,但是经历多轮勘探效果不佳。基于大量的录测井、三维地震、分析化验资料,开展斜坡区浅层整体研究。研究认为玛湖凹陷斜坡区浅层储盖组合好,储层规模大、埋藏浅、物性好,输导条件优越,且砂体与断裂匹配性好,易于形成断层-岩性圈闭群,具备形成集群式分布断层岩性油气藏的地质条件。玛湖富烃凹陷斜坡区浅层与深层表现为“接力成藏”特征,油气富集区具有一定继承性,资源前景广阔,勘探潜力大,是下步寻找高效储量的有利地区。
准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区“浅层”一直被认为埋藏浅、效益高,但是经历多轮勘探效果不佳。基于大量的录测井、三维地震、分析化验资料,开展斜坡区浅层整体研究。研究认为玛湖凹陷斜坡区浅层储盖组合好,储层规模大、埋藏浅、物性好,输导条件优越,且砂体与断裂匹配性好,易于形成断层-岩性圈闭群,具备形成集群式分布断层岩性油气藏的地质条件。玛湖富烃凹陷斜坡区浅层与深层表现为“接力成藏”特征,油气富集区具有一定继承性,资源前景广阔,勘探潜力大,是下步寻找高效储量的有利地区。
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湖相白云岩是松辽盆地青山口组发现的一种特殊油气储层类型,为了探讨其沉积环境及成因机理,通过野外剖面及岩心观察、微观组构观测和元素、同位素组成等多指标综合研究,恢复了青山口组湖相区白云岩的沉积环境及其成因机理,研究结果表明松辽盆地青山口组湖相区白云岩主要为泥晶白云岩,矿物成分主要为铁白云石、黏土和方解石,厚度1-25cm,呈层状或透镜状分布于厚层湖相泥页岩中,具有δ13C值偏正、氧同位素δ13O值偏负、稀土元素δEu明显负异常、热液营养物质Ca、Si、Fe、Mg、Al、Na丰富等显著特征,推测其先期为产甲烷细菌成因的原生白云岩,后期受到热液作用改造,形成于相对干燥气候条件下的咸水湖泊环境。湖相区白云岩沉积环境及成因机理分析对于研究松辽盆地沉积演化和储层评估具有重要意义。
湖相白云岩是松辽盆地青山口组发现的一种特殊油气储层类型,为了探讨其沉积环境及成因机理,通过野外剖面及岩心观察、微观组构观测和元素、同位素组成等多指标综合研究,恢复了青山口组湖相区白云岩的沉积环境及其成因机理,研究结果表明松辽盆地青山口组湖相区白云岩主要为泥晶白云岩,矿物成分主要为铁白云石、黏土和方解石,厚度1-25cm,呈层状或透镜状分布于厚层湖相泥页岩中,具有δ13C值偏正、氧同位素δ13O值偏负、稀土元素δEu明显负异常、热液营养物质Ca、Si、Fe、Mg、Al、Na丰富等显著特征,推测其先期为产甲烷细菌成因的原生白云岩,后期受到热液作用改造,形成于相对干燥气候条件下的咸水湖泊环境。湖相区白云岩沉积环境及成因机理分析对于研究松辽盆地沉积演化和储层评估具有重要意义。
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惠民凹陷江家店地区沙四上-沙三段地层物源体系的不确定,增加了砂体和储层预测的难度。通过特征元素、岩石组分Q型聚类和砂砾岩百分含量分布特征等分析,识别出了研究区物源体系和碎屑物质搬运路径,建立了物源体系演化模式。结果表明:沙四上-沙三段层序Ⅰ至层序Ⅴ的特征元素比值分布模式与中生界具有良好的吻合关系,表现为明显高Mg/Mn比值、Al/Mg比值和较高Al/Na比值和Ba/Mn比值的特点;岩石组分Q型聚类分析结果显示出5种QFR组合,揭示了3大物源体系;层序Ⅰ、层序Ⅱ时期,主要物源区提供大量的碎屑物质,砂体发育范围大,层序Ⅲ时期物源区明显后退,砂体规模变小,层序Ⅳ、层序Ⅴ时期源区向湖盆推移,砂体发育范围明显扩大
惠民凹陷江家店地区沙四上-沙三段地层物源体系的不确定,增加了砂体和储层预测的难度。通过特征元素、岩石组分Q型聚类和砂砾岩百分含量分布特征等分析,识别出了研究区物源体系和碎屑物质搬运路径,建立了物源体系演化模式。结果表明:沙四上-沙三段层序Ⅰ至层序Ⅴ的特征元素比值分布模式与中生界具有良好的吻合关系,表现为明显高Mg/Mn比值、Al/Mg比值和较高Al/Na比值和Ba/Mn比值的特点;岩石组分Q型聚类分析结果显示出5种QFR组合,揭示了3大物源体系;层序Ⅰ、层序Ⅱ时期,主要物源区提供大量的碎屑物质,砂体发育范围大,层序Ⅲ时期物源区明显后退,砂体规模变小,层序Ⅳ、层序Ⅴ时期源区向湖盆推移,砂体发育范围明显扩大
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L油田明下段发育多种曲流河模式,为了揭示其沉积模式及其演化规律,首先综合利用古生物资料、岩心、壁心、测井、地震等资料,对明下段各时期的曲流河特征、古地质背景进行了系统分析,并进一步总结了明下段曲流河的演化规律。研究认为:明下段沉积时期,研究区先后发育了5种曲流河模式:L4油组底部L44小层为辫曲共生模式;L42-L40小层为高弯度曲流河模式;L32小层为限制性曲流河模式;L30小层为串珠状曲流河模式;L2油组主力储层为低弯度入湖曲流河模式。明下段时期,研究区古地质背景也不断发生演化,受控于不同的沉积基准面旋回、古气候、古地貌、沉积区水体环境等古地质因素的耦合作用,形成了不同时期多种类型的曲流河模式。
L油田明下段发育多种曲流河模式,为了揭示其沉积模式及其演化规律,首先综合利用古生物资料、岩心、壁心、测井、地震等资料,对明下段各时期的曲流河特征、古地质背景进行了系统分析,并进一步总结了明下段曲流河的演化规律。研究认为:明下段沉积时期,研究区先后发育了5种曲流河模式:L4油组底部L44小层为辫曲共生模式;L42-L40小层为高弯度曲流河模式;L32小层为限制性曲流河模式;L30小层为串珠状曲流河模式;L2油组主力储层为低弯度入湖曲流河模式。明下段时期,研究区古地质背景也不断发生演化,受控于不同的沉积基准面旋回、古气候、古地貌、沉积区水体环境等古地质因素的耦合作用,形成了不同时期多种类型的曲流河模式。
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山西大同侏罗系云冈组发育一套典型的砂质辫状河沉积。通过对8个野外露头剖面的观察、测量、室内精细解剖及相关实验测试,结合各个剖面点空间发育位置和地层对比分析,系统总结了出露沉积体的几何形态、尺度规模、结构与沉积构造、岩相与岩相组合等特征。在研究区主要识别出10种岩相、8种岩相组合、5种四级储层构型单元(心滩、辫流水道、废弃水道、泛滥平原和决口扇)及落淤层。进一步分析认为,研究区发育10期主要的正旋回沉积韵律,河道经历了周期性的洪水期-枯水期交替,最终消亡的完整演化过程。心滩是各个时期最为发育的构型单元,与辫流水道、废弃水道、泛滥平原以及决口扇等间互伴生,周期性增长与消亡,形成了6个复合心滩,呈“泛连通体”结构。总结认为复合心滩和主辫流水道为砂质辫状河河道沉积的主体,并建立了游荡性砂质辫状河的沉积模式。该研究成果对砂质辫状河沉积演化的分析、储层表征与建模的模式指导和定量参数的选取等提供重要的参考依据。
山西大同侏罗系云冈组发育一套典型的砂质辫状河沉积。通过对8个野外露头剖面的观察、测量、室内精细解剖及相关实验测试,结合各个剖面点空间发育位置和地层对比分析,系统总结了出露沉积体的几何形态、尺度规模、结构与沉积构造、岩相与岩相组合等特征。在研究区主要识别出10种岩相、8种岩相组合、5种四级储层构型单元(心滩、辫流水道、废弃水道、泛滥平原和决口扇)及落淤层。进一步分析认为,研究区发育10期主要的正旋回沉积韵律,河道经历了周期性的洪水期-枯水期交替,最终消亡的完整演化过程。心滩是各个时期最为发育的构型单元,与辫流水道、废弃水道、泛滥平原以及决口扇等间互伴生,周期性增长与消亡,形成了6个复合心滩,呈“泛连通体”结构。总结认为复合心滩和主辫流水道为砂质辫状河河道沉积的主体,并建立了游荡性砂质辫状河的沉积模式。该研究成果对砂质辫状河沉积演化的分析、储层表征与建模的模式指导和定量参数的选取等提供重要的参考依据。
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碳酸盐岩作为烃源岩和储集层都具有很强的非均质性,缝合线的形成对于碳酸盐岩本身有机质富集和流体运移具有重要的意义。为研究碳酸盐岩缝合线中有机质的富集机理和流体运移模式,采集了四川盆地东部大池干构造带含缝合线的碳酸盐岩岩心样品,分别对岩心中缝合线和基质进行了有机碳、热解(Rock-Eval)、岩石薄片、荧光薄片、全岩X射线衍射、碳氧同位素以及扫描电镜等分析测试。通过测试发现,缝合线中的有机质主要以可溶有机质、焦沥青和沥青的形式赋存,表明了缝合线中的有机质主要为运移而来的次生有机质。缝合线中的次生白云石和黄铁矿发育,且保留了矿物的晶间孔隙和裂缝,为油气的聚集和运移提供了良好的条件。此外,沿缝合线方向存在明显的油气分馏效应,且在缝合线较薄的区域分馏效应越明显。通过分析认为缝合线与基质的接触界面上的强烈胶结作用及其附近次生矿物的形成是造成烃类流体从基质向缝合线运移时的分馏效应的原因。当缝合线发育时,缝合线中的有机质会在高演化阶段时裂解形成天然气,与其他成因的天然气混合时会影响天然气来源判别。缝合线作为原油的运移通道时,对原油造成的分馏效应也会对原油来源的判别造成一定困扰,应该选择合适的生物标志化合物对比参数来分析油源关系,同时原油性质的空间变化规律也应该被考虑。
碳酸盐岩作为烃源岩和储集层都具有很强的非均质性,缝合线的形成对于碳酸盐岩本身有机质富集和流体运移具有重要的意义。为研究碳酸盐岩缝合线中有机质的富集机理和流体运移模式,采集了四川盆地东部大池干构造带含缝合线的碳酸盐岩岩心样品,分别对岩心中缝合线和基质进行了有机碳、热解(Rock-Eval)、岩石薄片、荧光薄片、全岩X射线衍射、碳氧同位素以及扫描电镜等分析测试。通过测试发现,缝合线中的有机质主要以可溶有机质、焦沥青和沥青的形式赋存,表明了缝合线中的有机质主要为运移而来的次生有机质。缝合线中的次生白云石和黄铁矿发育,且保留了矿物的晶间孔隙和裂缝,为油气的聚集和运移提供了良好的条件。此外,沿缝合线方向存在明显的油气分馏效应,且在缝合线较薄的区域分馏效应越明显。通过分析认为缝合线与基质的接触界面上的强烈胶结作用及其附近次生矿物的形成是造成烃类流体从基质向缝合线运移时的分馏效应的原因。当缝合线发育时,缝合线中的有机质会在高演化阶段时裂解形成天然气,与其他成因的天然气混合时会影响天然气来源判别。缝合线作为原油的运移通道时,对原油造成的分馏效应也会对原油来源的判别造成一定困扰,应该选择合适的生物标志化合物对比参数来分析油源关系,同时原油性质的空间变化规律也应该被考虑。
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勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异。本文以盆地东南部山西组山2段为地质原型,利用水槽沉积模拟实验,探讨其砂体形成演化过程及控制因素。结果表明:平缓坡度与低水流强度是山2段分流河道呈低弯度曲流态的重要因素,水平面的变幅速率是控制山2段砂体纵向延伸的关键因素,砂体的大小及长宽比受岸线及流量变化控制,砂体整体的延伸距离及长宽比分别与水退的幅度和速率成正比。山西组沉积期,在水平面大幅度下降、岸线向湖区长距离迁移背景下,曲流河三角洲前缘砂体延伸较远距离;砂体叠置样式具有“垂向叠置”、“垂向切割” 和“侧向迁移”的特征。成果认识对山西组砂体分布预测和寻找优质储层具有重要的指导意义。
勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异。本文以盆地东南部山西组山2段为地质原型,利用水槽沉积模拟实验,探讨其砂体形成演化过程及控制因素。结果表明:平缓坡度与低水流强度是山2段分流河道呈低弯度曲流态的重要因素,水平面的变幅速率是控制山2段砂体纵向延伸的关键因素,砂体的大小及长宽比受岸线及流量变化控制,砂体整体的延伸距离及长宽比分别与水退的幅度和速率成正比。山西组沉积期,在水平面大幅度下降、岸线向湖区长距离迁移背景下,曲流河三角洲前缘砂体延伸较远距离;砂体叠置样式具有“垂向叠置”、“垂向切割” 和“侧向迁移”的特征。成果认识对山西组砂体分布预测和寻找优质储层具有重要的指导意义。
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沉积储层中普遍发育层理缝,它们对于油气勘探开发的意义日益突显。国内外学者关于层理缝的特征及其与油气运移聚集的关系、识别与预测、成因机制和主控因素等方面进行了广泛的探讨。研究认为:(1)层理缝具有高线密度、高水平渗透率特征,层理缝是否存在是影响非常规沉积储层油气大规模聚集的基本条件之一;(2)地震反演法、成像测井和常规测井识别法,以及裂缝相关主控因素预测法、地质参数建模及数值模拟预测法是目前识别与预测裂缝常用的方法,但仍存在精确度低、成本高、方法不成熟的局限性;扫描电镜、全自动矿物定量分析、纳米及微米CT扫描和数字岩心等技术的应用使层理缝的研究逐渐进入到微观化、可视化和定量化水平;(3)层理缝的形成是沉积成岩、构造、超压和结晶应力等多种复杂因素共同作用的结果;(4)沉积岩和层理类型、岩石的矿物组成和TOC含量等是影响层理缝发育的主要内因;断层和褶皱发育程度、到断层核和褶皱轴的距离、地层埋深和抬升剥蚀强度等,是影响层理缝发育的主要外因。但是,目前对于不同类型沉积岩和层理形成层理缝的综合机制、不同类型层理缝的精细识别和量化预测模型的建立、层理缝与油气“运移”或“聚集”具体关系的确定等,尚缺乏一个全面、系统及定量化的研究。这些问题在一定程度上限制了裂缝型油气储层的勘探和开发进展,也是未来研究层理缝的重要方向。
沉积储层中普遍发育层理缝,它们对于油气勘探开发的意义日益突显。国内外学者关于层理缝的特征及其与油气运移聚集的关系、识别与预测、成因机制和主控因素等方面进行了广泛的探讨。研究认为:(1)层理缝具有高线密度、高水平渗透率特征,层理缝是否存在是影响非常规沉积储层油气大规模聚集的基本条件之一;(2)地震反演法、成像测井和常规测井识别法,以及裂缝相关主控因素预测法、地质参数建模及数值模拟预测法是目前识别与预测裂缝常用的方法,但仍存在精确度低、成本高、方法不成熟的局限性;扫描电镜、全自动矿物定量分析、纳米及微米CT扫描和数字岩心等技术的应用使层理缝的研究逐渐进入到微观化、可视化和定量化水平;(3)层理缝的形成是沉积成岩、构造、超压和结晶应力等多种复杂因素共同作用的结果;(4)沉积岩和层理类型、岩石的矿物组成和TOC含量等是影响层理缝发育的主要内因;断层和褶皱发育程度、到断层核和褶皱轴的距离、地层埋深和抬升剥蚀强度等,是影响层理缝发育的主要外因。但是,目前对于不同类型沉积岩和层理形成层理缝的综合机制、不同类型层理缝的精细识别和量化预测模型的建立、层理缝与油气“运移”或“聚集”具体关系的确定等,尚缺乏一个全面、系统及定量化的研究。这些问题在一定程度上限制了裂缝型油气储层的勘探和开发进展,也是未来研究层理缝的重要方向。
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基于岩心、铸体薄片和阴极发光等的观察与鉴定,运用图像识别软件获取岩石组分含量、孔隙参数等定量数据,对川中北部地区寒武系纽芬兰统沧浪铺组一段的孔隙特征、成因、不同岩性孔隙的演化模式开展研究。结果表明,沧浪铺组一段的孔隙类型主要为粒内溶孔,与总面孔率的正相关性最好,其次是粒间溶孔。较高的鲕粒/陆源砂的含量比例是孔隙发育的重要物质基础,而溶解作用则是孔隙发育的最有利因素。因为同生期大气水的选择性溶解作用是形成沧一段最主要的鲕粒粒内溶孔的关键,而准同生期-埋藏期的白云石化作用则增强岩石的抗压性、使固相体积缩小而增加孔隙,埋藏期的溶解作用则沿着构造破裂形成的裂缝和早期孔隙进行溶解扩大。陆源砂、胶结作用、压实作用和压溶作用等则不利于沧一段孔隙的发育。因此,有利的碳酸盐组分及后继的成岩-构造作用,影响了孔隙的发育和演化,并形成了孔隙面孔率依次降低的岩性排序特征:亮晶鲕粒云岩、含砂鲕粒云岩、砂质鲕粒云岩、细粒岩屑砂岩、石灰岩类。
基于岩心、铸体薄片和阴极发光等的观察与鉴定,运用图像识别软件获取岩石组分含量、孔隙参数等定量数据,对川中北部地区寒武系纽芬兰统沧浪铺组一段的孔隙特征、成因、不同岩性孔隙的演化模式开展研究。结果表明,沧浪铺组一段的孔隙类型主要为粒内溶孔,与总面孔率的正相关性最好,其次是粒间溶孔。较高的鲕粒/陆源砂的含量比例是孔隙发育的重要物质基础,而溶解作用则是孔隙发育的最有利因素。因为同生期大气水的选择性溶解作用是形成沧一段最主要的鲕粒粒内溶孔的关键,而准同生期-埋藏期的白云石化作用则增强岩石的抗压性、使固相体积缩小而增加孔隙,埋藏期的溶解作用则沿着构造破裂形成的裂缝和早期孔隙进行溶解扩大。陆源砂、胶结作用、压实作用和压溶作用等则不利于沧一段孔隙的发育。因此,有利的碳酸盐组分及后继的成岩-构造作用,影响了孔隙的发育和演化,并形成了孔隙面孔率依次降低的岩性排序特征:亮晶鲕粒云岩、含砂鲕粒云岩、砂质鲕粒云岩、细粒岩屑砂岩、石灰岩类。
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【目的】随着勘探程度的提高,中深层已成为成熟探区油气勘探开发的重要目标。【方法】为阐明南堡凹陷4号构造带古近系碎屑岩储层发育的规律,利用扫描电镜、铸体薄片、压汞分析等技术,分层系分析了储层岩石学、孔渗、孔隙结构特征及储层质量差异原因。【结果】不同层系砂岩组分相似,均以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,但储层质量层间差异明显。东营组二段(东二段)、三段(东三段)储层质量随埋藏深度增大而快速变差,但到下伏的沙河街组一段(沙一段),储层质量反而有所改善,表现出“反常”的储层演化现象。统计证实,从东二段到沙一段,储层孔隙度和渗透率平均值升高,分别从12.96 %和3.39 ×10-3μm2上升至16.61 %和9.58 ×10-3μm2。受构造演化控制的沉积相是产生储层演化层间“反常”的主要原因。【结论】从沙一段到东三段、二段,裂陷活动增强、地貌变陡,曲流河三角洲演变为辫状河三角洲,储层粒度增粗、砂岩成分与结构成熟度降低,砂岩抗压能力下降,压实减孔率增大,导致下部的沙一段储层原生孔隙保存较好。此外,深层溶蚀强度增大、异常高压发育的成岩环境差异,进一步加大了储层质量的层间“反常”。
【目的】随着勘探程度的提高,中深层已成为成熟探区油气勘探开发的重要目标。【方法】为阐明南堡凹陷4号构造带古近系碎屑岩储层发育的规律,利用扫描电镜、铸体薄片、压汞分析等技术,分层系分析了储层岩石学、孔渗、孔隙结构特征及储层质量差异原因。【结果】不同层系砂岩组分相似,均以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,但储层质量层间差异明显。东营组二段(东二段)、三段(东三段)储层质量随埋藏深度增大而快速变差,但到下伏的沙河街组一段(沙一段),储层质量反而有所改善,表现出“反常”的储层演化现象。统计证实,从东二段到沙一段,储层孔隙度和渗透率平均值升高,分别从12.96 %和3.39 ×10-3μm2上升至16.61 %和9.58 ×10-3μm2。受构造演化控制的沉积相是产生储层演化层间“反常”的主要原因。【结论】从沙一段到东三段、二段,裂陷活动增强、地貌变陡,曲流河三角洲演变为辫状河三角洲,储层粒度增粗、砂岩成分与结构成熟度降低,砂岩抗压能力下降,压实减孔率增大,导致下部的沙一段储层原生孔隙保存较好。此外,深层溶蚀强度增大、异常高压发育的成岩环境差异,进一步加大了储层质量的层间“反常”。
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【目的】深水水道是沉积物“源-渠-汇”系统中的重要单元,其通过浊流将数十亿吨陆源碎屑物质输送到深水环境,已成为沉积动力学机制研究的热点和难点。【方法】通过回顾国内外深水水道沉积动力学机制的研究进展,对深水水道内流体性质、沉积充填特征和动力学机制等研究进行了总结。【结果和结论】1)在明确浊流在不同研究领域的特有分类标准的基础上,通过Re、Fr和Ri的介绍阐明了浊流的流体动力学特性,进而分析了重力流流体形态、速度、密度和湍流结构。2)水道内沉积颗粒开始运动需克服临界剪切力,其与颗粒直径、流体深度、颗粒密度或形状、泥沙表面粗糙度、颗粒粒度非均质性和沉积物粘性等相关;流体动力学机制对水道弯曲度、天然堤的形成过程、沉积物分布和充填特征具有较好的指示意义。3)直接观测、物理实验和数值模拟是水道沉积动力学研究的三种主要方法,阐明了每种方法在揭示水道内流体结构方面的贡献。4)讨论了未来深水水道沉积动力学机制研究的热点领域。
【目的】深水水道是沉积物“源-渠-汇”系统中的重要单元,其通过浊流将数十亿吨陆源碎屑物质输送到深水环境,已成为沉积动力学机制研究的热点和难点。【方法】通过回顾国内外深水水道沉积动力学机制的研究进展,对深水水道内流体性质、沉积充填特征和动力学机制等研究进行了总结。【结果和结论】1)在明确浊流在不同研究领域的特有分类标准的基础上,通过Re、Fr和Ri的介绍阐明了浊流的流体动力学特性,进而分析了重力流流体形态、速度、密度和湍流结构。2)水道内沉积颗粒开始运动需克服临界剪切力,其与颗粒直径、流体深度、颗粒密度或形状、泥沙表面粗糙度、颗粒粒度非均质性和沉积物粘性等相关;流体动力学机制对水道弯曲度、天然堤的形成过程、沉积物分布和充填特征具有较好的指示意义。3)直接观测、物理实验和数值模拟是水道沉积动力学研究的三种主要方法,阐明了每种方法在揭示水道内流体结构方面的贡献。4)讨论了未来深水水道沉积动力学机制研究的热点领域。
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【目的】川北地区侏罗系自流井组东岳庙段为典型湖相致密页岩油储层,富有机质页岩中发育多套薄层介壳灰岩夹层,其间发育多期裂缝、方解石胶结以及溶蚀作用,储层致密化过程及富集规律不清。为揭示介壳灰岩夹层历经的埋藏-成岩序列,探讨方解石形成与页岩油气关系。【方法】结合详细岩心观察、铸体薄片、电子探针成分分析及埋藏史-热演化史等,针对方解石矿物产状、主/微量元素及共生矿物特征开展深入分析。【结果】川北地区东岳庙段介壳灰岩夹层中发育细-中粒介壳重结晶方解石、脉状-透镜状纤维方解石、交代-溶蚀状微-亮晶方解石、含介壳泥岩中纤维状方解石、泥质介壳灰岩及含泥介壳灰岩中微晶粒状方解石、介壳灰岩孔缝中充填亮晶方解石七种类型方解石,并对应于(1)早成岩A期沉积物重结晶成因、(2)早成岩B期与富有机质页岩生排烃有关的纤维状方解石、(3)中成岩A期溶蚀-再沉淀方解石及(4)中成岩B期方解石共四期胶结作用,方解石中Fe、Mn、Sr等元素含量与其形成时间及期次关系密切。【结论】多期方解石胶结是导致东岳庙段介壳灰岩储层致密化的主要原因,流体超压形成的纤维状方解石既引起储层致密化亦为后期溶蚀作用奠定一定基础,成岩中期的方解石沉淀则进一步降低孔隙度。方解石沉淀导致的储层致密化约束了页岩油时空分布。
【目的】川北地区侏罗系自流井组东岳庙段为典型湖相致密页岩油储层,富有机质页岩中发育多套薄层介壳灰岩夹层,其间发育多期裂缝、方解石胶结以及溶蚀作用,储层致密化过程及富集规律不清。为揭示介壳灰岩夹层历经的埋藏-成岩序列,探讨方解石形成与页岩油气关系。【方法】结合详细岩心观察、铸体薄片、电子探针成分分析及埋藏史-热演化史等,针对方解石矿物产状、主/微量元素及共生矿物特征开展深入分析。【结果】川北地区东岳庙段介壳灰岩夹层中发育细-中粒介壳重结晶方解石、脉状-透镜状纤维方解石、交代-溶蚀状微-亮晶方解石、含介壳泥岩中纤维状方解石、泥质介壳灰岩及含泥介壳灰岩中微晶粒状方解石、介壳灰岩孔缝中充填亮晶方解石七种类型方解石,并对应于(1)早成岩A期沉积物重结晶成因、(2)早成岩B期与富有机质页岩生排烃有关的纤维状方解石、(3)中成岩A期溶蚀-再沉淀方解石及(4)中成岩B期方解石共四期胶结作用,方解石中Fe、Mn、Sr等元素含量与其形成时间及期次关系密切。【结论】多期方解石胶结是导致东岳庙段介壳灰岩储层致密化的主要原因,流体超压形成的纤维状方解石既引起储层致密化亦为后期溶蚀作用奠定一定基础,成岩中期的方解石沉淀则进一步降低孔隙度。方解石沉淀导致的储层致密化约束了页岩油时空分布。
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四川盆地北部地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层在形成过程中经历了多期成岩流体的叠加改造,对储层质量的优劣产生了重要影响,本文采用激光原位碳氧同位素测试和微区锶同位素、结合配套的岩石学、阴极发光等技术手段,系统研究了灯影组白云岩岩石学、成岩作用、成岩流体性质等特征,明确了不同成岩流体的成岩作用过程及其对储层物性的影响,结果表明:(1)灯影组四段沉积微生物白云岩、颗粒白云岩和晶粒白云岩三大类岩石类型,藻纹层白云岩、叠层石白云岩及凝块石白云岩是优质储集岩,发育大量原生藻格架孔,是优质储层发育的基础;(2)灯影组四段白云岩优质储层发育与四种成岩环境有关,即蒸发海水环境、浅埋藏“封存”海水环境、中-深埋藏有机质成熟运移环境和构造-热液环境,研究了不同成岩流体性质与优质储层改造的关系,认为埋藏有机酸和热液流体的溶蚀作用极大地改善了储层物性;(3)优质储层的发育受沉积环境、成岩过程及成岩流体、构造作用等相互控制与制约,其中有利的沉积相带是基础,成岩流体的溶蚀改造是关键,构造运动形成的断裂为深部流体活动提供了有利条件。灯影组四段白云岩优质储层改造的精细识别与定量改造程度的研究为该地区油气勘探目标预测提供了沉积成岩方面的理论依据。
四川盆地北部地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层在形成过程中经历了多期成岩流体的叠加改造,对储层质量的优劣产生了重要影响,本文采用激光原位碳氧同位素测试和微区锶同位素、结合配套的岩石学、阴极发光等技术手段,系统研究了灯影组白云岩岩石学、成岩作用、成岩流体性质等特征,明确了不同成岩流体的成岩作用过程及其对储层物性的影响,结果表明:(1)灯影组四段沉积微生物白云岩、颗粒白云岩和晶粒白云岩三大类岩石类型,藻纹层白云岩、叠层石白云岩及凝块石白云岩是优质储集岩,发育大量原生藻格架孔,是优质储层发育的基础;(2)灯影组四段白云岩优质储层发育与四种成岩环境有关,即蒸发海水环境、浅埋藏“封存”海水环境、中-深埋藏有机质成熟运移环境和构造-热液环境,研究了不同成岩流体性质与优质储层改造的关系,认为埋藏有机酸和热液流体的溶蚀作用极大地改善了储层物性;(3)优质储层的发育受沉积环境、成岩过程及成岩流体、构造作用等相互控制与制约,其中有利的沉积相带是基础,成岩流体的溶蚀改造是关键,构造运动形成的断裂为深部流体活动提供了有利条件。灯影组四段白云岩优质储层改造的精细识别与定量改造程度的研究为该地区油气勘探目标预测提供了沉积成岩方面的理论依据。
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为探讨储层超压强度及发育时间对优质储层发育的影响,在应用流体包裹体PVTx法恢复车镇凹陷陡坡带沙三段砂砾岩储层古地层压力的基础上,采用测井曲线组合法、声波速度-密度交会图法分析泥岩超压成因,结合储层超压发育时间、含油气性等特征,分析储层超压成因,对比经历不同压力演化史的储层储集空间及成岩作用差异。车镇凹陷陡坡带沙三段泥岩普遍发育中强超压,主要为生烃增压成因;砂砾岩储层超压为沙三段烃源岩超压的压力传递,经历两期增压旋回,第一期与黄色荧光油充注相匹配,第二期与蓝色荧光油充注相匹配,但不同地区存在差异。大王北洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历两期增压旋回,第一期为28.3 Ma-27.8 Ma,古地层压力系数为1.34-1.35;第二期为11.6 Ma-9 Ma,古地层压力系数为1.56;现今地层压力系数为0.8-1.2。车西洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历一期增压旋回,距今6 Ma-至今,古地层压力系数为1.2-1.4,现今地层压力系数为1.0-1.3。套尔河洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历两期增压旋回,第一期为35.7 Ma-27.2 Ma,古地层压力系数为1.54-2.08;第二期为12.9 Ma-至今,古地层压力系数为1.57-2.1,现今地层压力系数为1.2-2.1。中深层碎屑岩优质储层的发育不仅受控于现今地层超压强度,与古超压发育时间和强度密切相关,超压发育越早、强度越大,对压实和胶结作用的抑制越明显,储层物性越好。现今地层压力为常压-弱超压的大王北洼陷陡坡带砂砾岩储层比现今地层压力为常压-中超压的车西洼陷陡坡带砂砾岩储层压实作用和碳酸盐胶结作用更弱,原生孔隙更发育,物性更好,主要原因很可能是大王北洼陷发育两期古超压且强度更大,车西洼陷仅发育晚期古超压且强度相对低。
为探讨储层超压强度及发育时间对优质储层发育的影响,在应用流体包裹体PVTx法恢复车镇凹陷陡坡带沙三段砂砾岩储层古地层压力的基础上,采用测井曲线组合法、声波速度-密度交会图法分析泥岩超压成因,结合储层超压发育时间、含油气性等特征,分析储层超压成因,对比经历不同压力演化史的储层储集空间及成岩作用差异。车镇凹陷陡坡带沙三段泥岩普遍发育中强超压,主要为生烃增压成因;砂砾岩储层超压为沙三段烃源岩超压的压力传递,经历两期增压旋回,第一期与黄色荧光油充注相匹配,第二期与蓝色荧光油充注相匹配,但不同地区存在差异。大王北洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历两期增压旋回,第一期为28.3 Ma-27.8 Ma,古地层压力系数为1.34-1.35;第二期为11.6 Ma-9 Ma,古地层压力系数为1.56;现今地层压力系数为0.8-1.2。车西洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历一期增压旋回,距今6 Ma-至今,古地层压力系数为1.2-1.4,现今地层压力系数为1.0-1.3。套尔河洼陷陡坡带沙三段砂砾岩储层经历两期增压旋回,第一期为35.7 Ma-27.2 Ma,古地层压力系数为1.54-2.08;第二期为12.9 Ma-至今,古地层压力系数为1.57-2.1,现今地层压力系数为1.2-2.1。中深层碎屑岩优质储层的发育不仅受控于现今地层超压强度,与古超压发育时间和强度密切相关,超压发育越早、强度越大,对压实和胶结作用的抑制越明显,储层物性越好。现今地层压力为常压-弱超压的大王北洼陷陡坡带砂砾岩储层比现今地层压力为常压-中超压的车西洼陷陡坡带砂砾岩储层压实作用和碳酸盐胶结作用更弱,原生孔隙更发育,物性更好,主要原因很可能是大王北洼陷发育两期古超压且强度更大,车西洼陷仅发育晚期古超压且强度相对低。
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为查明鄂尔多斯盆地陇东地区太原组含铝岩系中矿物组成、元素含量情况,选取该地区含铝岩系为研究对象,利用捷克泰思肯电镜公司(TESCAN)的全自动矿物分析系统 TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),结合薄片观察等手段,研究含铝岩系的矿物学特征,查明矿物组成及其赋存状态,详细测定矿石中矿物的元素种类、含量,讨论其矿物成因,总结矿物演化序列。研究显示,该地区含铝岩系的主要矿物成分包括硬水铝石、菱铁矿、黄铁矿、伊利石、高岭石、鲕绿泥石等。伊利石主体为流体蚀变过程中的产物,早期的沉积高岭石为风化过程的产物,晚期的成岩高岭石为后期硬水铝石硅化而成。锐钛矿和硬水铝石同期结晶形成于还原环境下。早期的鲕绿泥石是在特定的喀斯特环境下,经一段距离迁移到成矿场所,晚期的鲕绿泥石形成与菱铁矿溶蚀有关,该地区含铝岩系中矿物形成演化可归纳为如下三个阶段: 地表风化期、成矿期、后生期。对于含铝岩系这类矿物组成复杂、晶粒细小光学显微镜不易观察的样品,基于扫描电镜和能谱分析的TIMA能够快速、有效的识别含铝岩系的矿物组成,获取矿物含量和元素信息,并查明不同矿物之间共生、连生和包裹关系。
为查明鄂尔多斯盆地陇东地区太原组含铝岩系中矿物组成、元素含量情况,选取该地区含铝岩系为研究对象,利用捷克泰思肯电镜公司(TESCAN)的全自动矿物分析系统 TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),结合薄片观察等手段,研究含铝岩系的矿物学特征,查明矿物组成及其赋存状态,详细测定矿石中矿物的元素种类、含量,讨论其矿物成因,总结矿物演化序列。研究显示,该地区含铝岩系的主要矿物成分包括硬水铝石、菱铁矿、黄铁矿、伊利石、高岭石、鲕绿泥石等。伊利石主体为流体蚀变过程中的产物,早期的沉积高岭石为风化过程的产物,晚期的成岩高岭石为后期硬水铝石硅化而成。锐钛矿和硬水铝石同期结晶形成于还原环境下。早期的鲕绿泥石是在特定的喀斯特环境下,经一段距离迁移到成矿场所,晚期的鲕绿泥石形成与菱铁矿溶蚀有关,该地区含铝岩系中矿物形成演化可归纳为如下三个阶段: 地表风化期、成矿期、后生期。对于含铝岩系这类矿物组成复杂、晶粒细小光学显微镜不易观察的样品,基于扫描电镜和能谱分析的TIMA能够快速、有效的识别含铝岩系的矿物组成,获取矿物含量和元素信息,并查明不同矿物之间共生、连生和包裹关系。
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摘要:
摘 要 源储压差不仅作为非常规油气的成藏动力,还是研究页岩油甜点成因不可缺少的关键内容,加之陆相页岩广泛发育纹层结构,其发育程度造成储集岩成藏动力的差异影响着页岩油气的聚集,但目前对页岩油成藏动力方面的探究相对较少。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组甜点段为研究对象,从成藏动力角度揭示纹层结构发育程度与页岩油气聚集的内在关联。通过对烃源岩评价、岩相学类型划分及孔隙表征等手段,获取研究区甜点段烃源岩、不同类型储集岩及源储组合类型特征。利用等效深度法与流体包裹体模拟分别恢复出成藏期烃源岩与储集岩的压力差值,得到不同类型储集岩的成藏动力。结果表明:研究区以源储互层型组合为主,优质烃源岩生烃作用使源储间形成较强的源储压差,推动油气不断运移至相邻的储集空间中;储集岩内部广泛发育粉砂质与泥质纹层互层,构成了源储大面积频繁接触,其发育程度造成不同类型储集岩成藏动力存在差异,纹层状储集岩纹层结构发育,缩短了油气运移的距离,使其具备更强的成藏动力和含油性。下甜点段纹层状储集岩发育段是研究层段页岩甜点油气运聚的有利区。
摘 要 源储压差不仅作为非常规油气的成藏动力,还是研究页岩油甜点成因不可缺少的关键内容,加之陆相页岩广泛发育纹层结构,其发育程度造成储集岩成藏动力的差异影响着页岩油气的聚集,但目前对页岩油成藏动力方面的探究相对较少。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组甜点段为研究对象,从成藏动力角度揭示纹层结构发育程度与页岩油气聚集的内在关联。通过对烃源岩评价、岩相学类型划分及孔隙表征等手段,获取研究区甜点段烃源岩、不同类型储集岩及源储组合类型特征。利用等效深度法与流体包裹体模拟分别恢复出成藏期烃源岩与储集岩的压力差值,得到不同类型储集岩的成藏动力。结果表明:研究区以源储互层型组合为主,优质烃源岩生烃作用使源储间形成较强的源储压差,推动油气不断运移至相邻的储集空间中;储集岩内部广泛发育粉砂质与泥质纹层互层,构成了源储大面积频繁接触,其发育程度造成不同类型储集岩成藏动力存在差异,纹层状储集岩纹层结构发育,缩短了油气运移的距离,使其具备更强的成藏动力和含油性。下甜点段纹层状储集岩发育段是研究层段页岩甜点油气运聚的有利区。
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摘要:
生物扰动通过改变原生沉积组构使岩石物理性质发生变化,降低或提高原生地层的孔隙度和渗透率,进而影响储层岩石物性和流体流动特征。本文综述了生物扰动油气水储层的储集空间类型、孔隙结构特征、储层介质类型、流体传输特征、储层类型及其属性特征等。生物扰动油气水储层的储集空间类型包括:原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔和晶间孔等。根据生物潜穴和围岩基质的渗透率关系可以将生物扰动储层划分为双孔隙度生物成因储层介质和双渗透率生物成因储层介质,两类储层介质生物潜穴类型、运移动力、流体传输特征、沉积环境等存在不同程度的差异;根据生物扰动储层的生物潜穴特征、储层介质类型和储层岩石物性特征,目前可划分为界面控制的生物扰动储层、非界面控制的生物扰动储层、边界不清晰的生物扰动储层、隐蔽性生物扰动储层、成岩成因的生物扰动储层五种类型,并详细分析了影响生物扰动储层岩石物性的主控因素,包括潜穴充填物和基质渗透率比、生物扰动强度和连通性、生物潜穴表面积、潜穴的构型特征。目前,对于生物扰动储层的地球物理识别、油藏描述和储层建模等尚处于初级研究阶段,但可预见的是加强生物扰动油气水储层的研究对丰富储层地质学理论,实现油气增储、上产和提高采收率具有重要意义。
生物扰动通过改变原生沉积组构使岩石物理性质发生变化,降低或提高原生地层的孔隙度和渗透率,进而影响储层岩石物性和流体流动特征。本文综述了生物扰动油气水储层的储集空间类型、孔隙结构特征、储层介质类型、流体传输特征、储层类型及其属性特征等。生物扰动油气水储层的储集空间类型包括:原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔和晶间孔等。根据生物潜穴和围岩基质的渗透率关系可以将生物扰动储层划分为双孔隙度生物成因储层介质和双渗透率生物成因储层介质,两类储层介质生物潜穴类型、运移动力、流体传输特征、沉积环境等存在不同程度的差异;根据生物扰动储层的生物潜穴特征、储层介质类型和储层岩石物性特征,目前可划分为界面控制的生物扰动储层、非界面控制的生物扰动储层、边界不清晰的生物扰动储层、隐蔽性生物扰动储层、成岩成因的生物扰动储层五种类型,并详细分析了影响生物扰动储层岩石物性的主控因素,包括潜穴充填物和基质渗透率比、生物扰动强度和连通性、生物潜穴表面积、潜穴的构型特征。目前,对于生物扰动储层的地球物理识别、油藏描述和储层建模等尚处于初级研究阶段,但可预见的是加强生物扰动油气水储层的研究对丰富储层地质学理论,实现油气增储、上产和提高采收率具有重要意义。
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摘要:
准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区二叠系风城组二段、三段云质岩非常发育,平面上主要集中在深湖-半深湖区,向着滨浅湖略有减薄,为该区重要的储集岩类。通过对该区多口井的岩心观察,并结合岩石薄片、X衍射、电子探针、扫描电镜等岩矿分析,以及微量元素、稀土元素、稳定同位素、流体包裹体和激光拉曼测试分析,系统性阐明并揭示风城组云质岩的岩矿特征、地化特征及成因机理。碳氧同位素测试结果表明,白云石中δ13Cdol变化范围为1.0~7.1‰(平均为4.33‰),氧同位素δ18Odol变化范围为-15.1~4.4‰(平均为-2.94‰),指示了热液活动;稀土元素球粒陨石配分模式表明热液流体活动在不同时期均存在;白云石胶结物的流体包裹体均一温度变化范围为51.7~123.8℃,盐度为15.2 wt%~22.7wt%NaCl,结合包裹体成分测试结果,表明热流体属于中-低温、中等-高盐度、富含CH4气体、H2O-NaCl体系的热液。微量元素测试结果为Y/Ho>28、铕正异常(Eu/Eu*>1)、铈正异常(Ce/Ce*>1)、U/Th>1.25、 V/(V+Ni)>0.54、V/Cr>2,结合稀土元素配分模式右倾,均指示高盐度、强还原和受热液影响的典型碱湖环境。本文综合分析建立了研究区云质岩成因模式,认为存在两种成因,一是蒸发成因,主要形成不规则纹层状云质岩,二是热液交代成因,主要形成团块状、均匀分布、裂缝充填的云质岩。
准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区二叠系风城组二段、三段云质岩非常发育,平面上主要集中在深湖-半深湖区,向着滨浅湖略有减薄,为该区重要的储集岩类。通过对该区多口井的岩心观察,并结合岩石薄片、X衍射、电子探针、扫描电镜等岩矿分析,以及微量元素、稀土元素、稳定同位素、流体包裹体和激光拉曼测试分析,系统性阐明并揭示风城组云质岩的岩矿特征、地化特征及成因机理。碳氧同位素测试结果表明,白云石中δ13Cdol变化范围为1.0~7.1‰(平均为4.33‰),氧同位素δ18Odol变化范围为-15.1~4.4‰(平均为-2.94‰),指示了热液活动;稀土元素球粒陨石配分模式表明热液流体活动在不同时期均存在;白云石胶结物的流体包裹体均一温度变化范围为51.7~123.8℃,盐度为15.2 wt%~22.7wt%NaCl,结合包裹体成分测试结果,表明热流体属于中-低温、中等-高盐度、富含CH4气体、H2O-NaCl体系的热液。微量元素测试结果为Y/Ho>28、铕正异常(Eu/Eu*>1)、铈正异常(Ce/Ce*>1)、U/Th>1.25、 V/(V+Ni)>0.54、V/Cr>2,结合稀土元素配分模式右倾,均指示高盐度、强还原和受热液影响的典型碱湖环境。本文综合分析建立了研究区云质岩成因模式,认为存在两种成因,一是蒸发成因,主要形成不规则纹层状云质岩,二是热液交代成因,主要形成团块状、均匀分布、裂缝充填的云质岩。
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中国滇东-黔西地区中二叠统广泛发育白云岩。针对这些白云岩的成因,前人进行了一系列研究,提出了多种白云岩形成机理。然而,关于镁离子的来源、白云化的主控因素等关键问题,至今仍无定论,存在诸多争议。这些问题的存在,严重制约了滇东-黔西地区的油气扩展勘探。本次研究综合利用露头、岩心和钻井等资料,对滇东-黔西地区中二叠统白云岩的分布规律、岩相学特征和地球化学特征进行了详细分析,提出了一种新的白云化模式:开放热对流白云化模式。在这一模式中,白云岩按单层的产出形态可以分为块状白云岩和斑状白云岩。这两种白云岩的成因相同,只是白云化程度不同。白云化流体的镁离子主要来自海水,少部分来自深部热液流体。白云化流体主要通过亮晶生屑石灰岩中的孔隙,以及断层和裂缝系统运移。在温度空间差异的驱动下,白云化流体沿循环流动路径运移,导致了中二叠统石灰岩迅速且广泛的白云化。白云岩发育的主控因素为滩相沉积和峨眉地幔柱(活动范围)。
中国滇东-黔西地区中二叠统广泛发育白云岩。针对这些白云岩的成因,前人进行了一系列研究,提出了多种白云岩形成机理。然而,关于镁离子的来源、白云化的主控因素等关键问题,至今仍无定论,存在诸多争议。这些问题的存在,严重制约了滇东-黔西地区的油气扩展勘探。本次研究综合利用露头、岩心和钻井等资料,对滇东-黔西地区中二叠统白云岩的分布规律、岩相学特征和地球化学特征进行了详细分析,提出了一种新的白云化模式:开放热对流白云化模式。在这一模式中,白云岩按单层的产出形态可以分为块状白云岩和斑状白云岩。这两种白云岩的成因相同,只是白云化程度不同。白云化流体的镁离子主要来自海水,少部分来自深部热液流体。白云化流体主要通过亮晶生屑石灰岩中的孔隙,以及断层和裂缝系统运移。在温度空间差异的驱动下,白云化流体沿循环流动路径运移,导致了中二叠统石灰岩迅速且广泛的白云化。白云岩发育的主控因素为滩相沉积和峨眉地幔柱(活动范围)。
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在上扬子地区西北缘青川大沟里剖面,下三叠统飞仙关组二段褐紫色泥岩中夹频繁出现薄层状颗粒灰岩,灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,本文称之为“假泥裂”构造,其特征和地质意义在前人研究中鲜有提及,对其成因和沉积环境也存在误解。通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚度一般2-10cm,薄板状或者渠槽状,显微薄片显示其为微晶颗粒灰岩,含大量腹足类、介形类、双壳类化石和粪球粒。槽模及渠模构造显示灰岩为频繁的风暴所致。薄板状灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,在岩层顶底面呈不规则四边形或五边形,实为压溶作用形成的方解石脉分割所致,成岩期压实作用及构造作用可能是假泥裂构造形成的动力学诱因。飞仙关组中网纹构造的普遍存在预示着灰岩沉积于较深水环境(如陆棚),假泥裂的识别可能对奥陶系宝塔组网纹灰岩的成因有借鉴意义。
在上扬子地区西北缘青川大沟里剖面,下三叠统飞仙关组二段褐紫色泥岩中夹频繁出现薄层状颗粒灰岩,灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,本文称之为“假泥裂”构造,其特征和地质意义在前人研究中鲜有提及,对其成因和沉积环境也存在误解。通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚度一般2-10cm,薄板状或者渠槽状,显微薄片显示其为微晶颗粒灰岩,含大量腹足类、介形类、双壳类化石和粪球粒。槽模及渠模构造显示灰岩为频繁的风暴所致。薄板状灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,在岩层顶底面呈不规则四边形或五边形,实为压溶作用形成的方解石脉分割所致,成岩期压实作用及构造作用可能是假泥裂构造形成的动力学诱因。飞仙关组中网纹构造的普遍存在预示着灰岩沉积于较深水环境(如陆棚),假泥裂的识别可能对奥陶系宝塔组网纹灰岩的成因有借鉴意义。
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针对川东飞仙关组海槽南段西侧、台内等地区储层岩性变化规律及分布规律不明确等问题,提出利用机器学习方法根据测井响应特征识别岩性,并进行了实验验证和应用效果分析。考虑到梯度提升决策树(GBDT)计算速度低、资源占用量大,结合一种随机因素即随机梯度提升决策树(SGBDT)来构建岩性识别模型。基于岩心、薄片、测录井等地质资料,选取GR、AC、RT、CNL和DEN5个测井参数对区内岩性进行识别,建立岩性识别模型,并应用于全区。与人工神经网络(ANN)、梯度提升决策树(GBDT)算法相比,改进后的SGBDT算法的岩性识别克莱姆系数、交会图系数分别达到了0.945、0.920,具有良好的泛化能力,适合于碳酸盐岩复杂岩性评价。应用于全区结果表明,区内鲕滩储层分布差异明显,多发育台缘鲕滩,少量发育台内古地貌高点鲕滩和点滩。
针对川东飞仙关组海槽南段西侧、台内等地区储层岩性变化规律及分布规律不明确等问题,提出利用机器学习方法根据测井响应特征识别岩性,并进行了实验验证和应用效果分析。考虑到梯度提升决策树(GBDT)计算速度低、资源占用量大,结合一种随机因素即随机梯度提升决策树(SGBDT)来构建岩性识别模型。基于岩心、薄片、测录井等地质资料,选取GR、AC、RT、CNL和DEN5个测井参数对区内岩性进行识别,建立岩性识别模型,并应用于全区。与人工神经网络(ANN)、梯度提升决策树(GBDT)算法相比,改进后的SGBDT算法的岩性识别克莱姆系数、交会图系数分别达到了0.945、0.920,具有良好的泛化能力,适合于碳酸盐岩复杂岩性评价。应用于全区结果表明,区内鲕滩储层分布差异明显,多发育台缘鲕滩,少量发育台内古地貌高点鲕滩和点滩。
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显生宙大量的碳酸盐沉积物记录着古环境及其演化信息,同时也是地球重要的碳汇。在当今社会“碳中和”背景下,碳酸盐工厂已经成为碳酸盐研究的热点之一,加强对碳酸盐工厂发育特征及演化的研究是不可或缺的。相较于国外,国内针对碳酸盐工厂的研究起步较晚,研究大多聚焦碳酸盐岩的沉积与演化,对碳酸盐工厂的类型划分及研究方法方面的研究还较为薄弱,消亡主控因素的认识也较为局限。因此在国内外众多学者的研究基础上,综述了碳酸盐工厂类型划分方案、研究方法以及消亡主控因素等方面的研究进展,为地质工作者进一步开展碳酸盐工厂运行机制提供一定的参考。
显生宙大量的碳酸盐沉积物记录着古环境及其演化信息,同时也是地球重要的碳汇。在当今社会“碳中和”背景下,碳酸盐工厂已经成为碳酸盐研究的热点之一,加强对碳酸盐工厂发育特征及演化的研究是不可或缺的。相较于国外,国内针对碳酸盐工厂的研究起步较晚,研究大多聚焦碳酸盐岩的沉积与演化,对碳酸盐工厂的类型划分及研究方法方面的研究还较为薄弱,消亡主控因素的认识也较为局限。因此在国内外众多学者的研究基础上,综述了碳酸盐工厂类型划分方案、研究方法以及消亡主控因素等方面的研究进展,为地质工作者进一步开展碳酸盐工厂运行机制提供一定的参考。
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鄂尔多斯盆地西缘寒武系地层砾屑灰岩发育,本次研究通过对乌海摩尔沟、乌海老石旦、环县阴石峡、同心青龙山4条剖面实地观测以及薄片观察,对鄂尔多斯盆地西缘徐庄组砾屑灰岩发育特征以及典型的风暴沉积特征进行了详细研究。研究区徐庄组发育渠模、底冲刷面、丘状交错层理和平行层理等风暴沉积构造。针对研究区大规模发育的砾屑灰岩,通过砾屑形态、排列方式以及充填物特征划分出五种砾屑灰岩岩相:(1)颗粒支撑砾屑灰岩相,(2)叠瓦状砾屑灰岩相,(3)泥质充填砾屑灰岩相,(4)“菊花状”砾屑灰岩相,(5)基质支撑砾屑灰岩相。并且,通过野外实测资料识别出鄂尔多斯西缘中寒武统徐庄组五种典型的风暴沉积序列并建立了研究区风暴沉积模式。研究区位于贺兰山地震带附近是风暴作用频发的原因。研究区风暴沉积的发育揭示了鄂尔多斯盆地在寒武纪徐庄组时期位于赤道附近的低纬度地区,与通过古地磁学所恢复的华北板块在同时期所处位置形成相互印证。
鄂尔多斯盆地西缘寒武系地层砾屑灰岩发育,本次研究通过对乌海摩尔沟、乌海老石旦、环县阴石峡、同心青龙山4条剖面实地观测以及薄片观察,对鄂尔多斯盆地西缘徐庄组砾屑灰岩发育特征以及典型的风暴沉积特征进行了详细研究。研究区徐庄组发育渠模、底冲刷面、丘状交错层理和平行层理等风暴沉积构造。针对研究区大规模发育的砾屑灰岩,通过砾屑形态、排列方式以及充填物特征划分出五种砾屑灰岩岩相:(1)颗粒支撑砾屑灰岩相,(2)叠瓦状砾屑灰岩相,(3)泥质充填砾屑灰岩相,(4)“菊花状”砾屑灰岩相,(5)基质支撑砾屑灰岩相。并且,通过野外实测资料识别出鄂尔多斯西缘中寒武统徐庄组五种典型的风暴沉积序列并建立了研究区风暴沉积模式。研究区位于贺兰山地震带附近是风暴作用频发的原因。研究区风暴沉积的发育揭示了鄂尔多斯盆地在寒武纪徐庄组时期位于赤道附近的低纬度地区,与通过古地磁学所恢复的华北板块在同时期所处位置形成相互印证。
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东营凹陷西部沙四上亚段发育大规模湖相碳酸盐岩沉积,目前对其发育规律及成因模式的认识尚存争议。基于岩心、薄片观察及测录井资料,对东营凹陷西部沙四上亚段碳酸盐岩的岩石类型、沉积微相及其时空展布进行了研究。结果表明:1)研究区湖相碳酸盐岩主要发育8种岩石类型,根据岩性组合识别出礁滩、浅滩-滩间、混积-灰泥坪和风暴-重力流4种沉积微相。2)该区湖相碳酸盐岩沉积时期宏观上为小型构造台地,沉积体系空间发育和展布主要受古地貌和古风场两个因素控制。古地貌决定了沉积微相发育的类型及分布,台地顶部向广阔湖盆方向发育礁滩及浅滩高能相带,而向陆地方向为混积-灰泥坪沉积,东部和南部的台地斜坡风暴-重力流发育。盛行东南风作用下迎风侧和背风侧的水动力差异影响了沉积体系发育,促进台地顶部礁滩复合体及大面积浅滩相带的形成,使高能沉积相带主体垂直风浪呈NE-SW向连片展布,向南和向东规模逐渐扩大。综合分析,提出一种风浪-地貌联控的台地沉积模式,对湖相碳酸盐岩油气勘探及有利相带预测具有一定指导作用。
东营凹陷西部沙四上亚段发育大规模湖相碳酸盐岩沉积,目前对其发育规律及成因模式的认识尚存争议。基于岩心、薄片观察及测录井资料,对东营凹陷西部沙四上亚段碳酸盐岩的岩石类型、沉积微相及其时空展布进行了研究。结果表明:1)研究区湖相碳酸盐岩主要发育8种岩石类型,根据岩性组合识别出礁滩、浅滩-滩间、混积-灰泥坪和风暴-重力流4种沉积微相。2)该区湖相碳酸盐岩沉积时期宏观上为小型构造台地,沉积体系空间发育和展布主要受古地貌和古风场两个因素控制。古地貌决定了沉积微相发育的类型及分布,台地顶部向广阔湖盆方向发育礁滩及浅滩高能相带,而向陆地方向为混积-灰泥坪沉积,东部和南部的台地斜坡风暴-重力流发育。盛行东南风作用下迎风侧和背风侧的水动力差异影响了沉积体系发育,促进台地顶部礁滩复合体及大面积浅滩相带的形成,使高能沉积相带主体垂直风浪呈NE-SW向连片展布,向南和向东规模逐渐扩大。综合分析,提出一种风浪-地貌联控的台地沉积模式,对湖相碳酸盐岩油气勘探及有利相带预测具有一定指导作用。
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四川盆地油气资源丰富,震旦系灯影组和寒武系龙王庙组的突破,揭示了四川盆地深层油气资源的巨大勘探潜力。四川盆地东部地区寒武系高台组研究和勘探程度总体较低,开展高台组层序地层、沉积特征及分布等基础地质研究可以为下步油气勘探部署提供依据。综合利用钻井、测井、露头剖面、岩心和地震等资料,对川东地区寒武系高台组层序-岩相古地理开展综合研究。研究结果表明:高台组自下而上划分为3个三级层序(SQ1-SQ3),6个四级层序(SSQ1-SSQ6),主要发育碳酸盐岩台地沉积环境,自西向东依次发育混积潮坪、局限台地、膏质潮坪、开阔台地相沉积,其中局限台地是主要发育的沉积相类型,包括潮坪、台内滩、潟湖等三个沉积亚相;高台组发育粉-细晶白云岩储集层,储集层的非均质性较强,厚度较薄,总体上呈“中-低孔低渗”的特征。结合沉积和储层发育特征,预测出研究区东部有利勘探区带和西部有利勘探区带。
四川盆地油气资源丰富,震旦系灯影组和寒武系龙王庙组的突破,揭示了四川盆地深层油气资源的巨大勘探潜力。四川盆地东部地区寒武系高台组研究和勘探程度总体较低,开展高台组层序地层、沉积特征及分布等基础地质研究可以为下步油气勘探部署提供依据。综合利用钻井、测井、露头剖面、岩心和地震等资料,对川东地区寒武系高台组层序-岩相古地理开展综合研究。研究结果表明:高台组自下而上划分为3个三级层序(SQ1-SQ3),6个四级层序(SSQ1-SSQ6),主要发育碳酸盐岩台地沉积环境,自西向东依次发育混积潮坪、局限台地、膏质潮坪、开阔台地相沉积,其中局限台地是主要发育的沉积相类型,包括潮坪、台内滩、潟湖等三个沉积亚相;高台组发育粉-细晶白云岩储集层,储集层的非均质性较强,厚度较薄,总体上呈“中-低孔低渗”的特征。结合沉积和储层发育特征,预测出研究区东部有利勘探区带和西部有利勘探区带。
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中-晚二叠世之交的PLB界线是地学界长期以来研究的难点问题。本文以四川盆地北部三堆镇、王家沟、大两乡等7个剖面Guadalupian统晚期地层为研究对象,从岩石地层、生物地层、主微量及稀土元素分析为手段,探究生物灭绝与地质事件之间的联系。显示:从J.postserrata到C.dukouensis带可划分为,识别出生屑灰岩(含云灰岩)、硅质岩(泥质灰岩)、煤层和含泥灰岩4个岩性段,代表了海平面平稳-下降-上升三个阶段,J.altudaensis带之上在张性应力的背景下沉积了一套黑色岩系。并以古暴露面、岩性突变面和其上C.dukouensis牙形石的首现面为依据,识别出PLB界线所处的位置。区域地化数据分别在J.postserra-J. shannoni带和J.altudaensis-J.xuanhanensis带记录了两次海退事件,造成Sr/Ba及Y/Ho值同步负偏,轻稀土相对富集。峨眉山大火成岩省在J.altudaensis带开始活动,热液的输入造成区域稀土元素总量骤增。生物种群在J.postserrata带开始受到灭绝事件波及,事件持续直至PLB界线处。
中-晚二叠世之交的PLB界线是地学界长期以来研究的难点问题。本文以四川盆地北部三堆镇、王家沟、大两乡等7个剖面Guadalupian统晚期地层为研究对象,从岩石地层、生物地层、主微量及稀土元素分析为手段,探究生物灭绝与地质事件之间的联系。显示:从J.postserrata到C.dukouensis带可划分为,识别出生屑灰岩(含云灰岩)、硅质岩(泥质灰岩)、煤层和含泥灰岩4个岩性段,代表了海平面平稳-下降-上升三个阶段,J.altudaensis带之上在张性应力的背景下沉积了一套黑色岩系。并以古暴露面、岩性突变面和其上C.dukouensis牙形石的首现面为依据,识别出PLB界线所处的位置。区域地化数据分别在J.postserra-J. shannoni带和J.altudaensis-J.xuanhanensis带记录了两次海退事件,造成Sr/Ba及Y/Ho值同步负偏,轻稀土相对富集。峨眉山大火成岩省在J.altudaensis带开始活动,热液的输入造成区域稀土元素总量骤增。生物种群在J.postserrata带开始受到灭绝事件波及,事件持续直至PLB界线处。
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【目的】早古生代下扬子地区发育巨厚的碳酸盐岩沉积序列,是油气资源和地热资源有利的潜在储层。2021年,江苏省地质调查研究院在苏北盆地钻探的苏热1井在早古生代碳酸盐岩中成功探获高温干热岩型地热资源,首次发现并证实苏北盆地蕴藏丰富的干热岩资源,这一发现使得一直以来缺乏研究的苏北盆地早古生代碳酸盐岩沉积微相和沉积环境演化得到学术界广泛关注。【方法】本文对苏北盆地苏热1井钻孔岩芯和南京宁镇山脉地区三条野外露头剖面上早古生代碳酸盐岩地层,开展了详细的沉积微相分析,重建了其沉积环境演化,以期为研究区干热岩勘探提供关键的基础地质资料。【结果】根据碳酸盐岩岩性、岩石结构、颗粒组成、生物组合以及沉积构造等特征,本文将苏热1井钻孔岩芯和南京宁镇山脉地区早古生代碳酸盐岩划分为13种沉积微相,主要为潮坪和高能浅滩沉积环境,古水深无明显变化。寒武系幕府山组、炮台山组、观音台组主要为含灰粉晶白云岩(MF1)、粉晶白云岩(MF2)和纹层状粉晶白云岩(MF3),局部见窗格藻粘结白云岩(MF4)、细晶白云岩(MF5)、含灰细晶白云岩(MF7)、角砾白云岩(MF8),缺乏化石,但见纹层结构、鸟眼构造、窗格孔构造等,指示主要为潮间上部和潮上带下部沉积环境为主。下奥陶统仑山组下部和红花园组主要为云质似球粒灰岩(MF6)、残余砂屑白云岩(MF9)、白云石化鲕粒灰岩(MF10)、残余鲕粒白云岩(MF11)、砂屑灰岩(MF12)和海百合茎鲕粒灰岩(MF13),指示高能浅滩沉积环境。【结论】寒武纪幕府山组、炮台山组和观音台组以潮间带环境为主,而早奥陶世仑山组下部和红花园组以浅滩环境为主,古水深相对变深。下扬子地区寒武系观音台组是未来干热岩储层勘探的有利靶区。
【目的】早古生代下扬子地区发育巨厚的碳酸盐岩沉积序列,是油气资源和地热资源有利的潜在储层。2021年,江苏省地质调查研究院在苏北盆地钻探的苏热1井在早古生代碳酸盐岩中成功探获高温干热岩型地热资源,首次发现并证实苏北盆地蕴藏丰富的干热岩资源,这一发现使得一直以来缺乏研究的苏北盆地早古生代碳酸盐岩沉积微相和沉积环境演化得到学术界广泛关注。【方法】本文对苏北盆地苏热1井钻孔岩芯和南京宁镇山脉地区三条野外露头剖面上早古生代碳酸盐岩地层,开展了详细的沉积微相分析,重建了其沉积环境演化,以期为研究区干热岩勘探提供关键的基础地质资料。【结果】根据碳酸盐岩岩性、岩石结构、颗粒组成、生物组合以及沉积构造等特征,本文将苏热1井钻孔岩芯和南京宁镇山脉地区早古生代碳酸盐岩划分为13种沉积微相,主要为潮坪和高能浅滩沉积环境,古水深无明显变化。寒武系幕府山组、炮台山组、观音台组主要为含灰粉晶白云岩(MF1)、粉晶白云岩(MF2)和纹层状粉晶白云岩(MF3),局部见窗格藻粘结白云岩(MF4)、细晶白云岩(MF5)、含灰细晶白云岩(MF7)、角砾白云岩(MF8),缺乏化石,但见纹层结构、鸟眼构造、窗格孔构造等,指示主要为潮间上部和潮上带下部沉积环境为主。下奥陶统仑山组下部和红花园组主要为云质似球粒灰岩(MF6)、残余砂屑白云岩(MF9)、白云石化鲕粒灰岩(MF10)、残余鲕粒白云岩(MF11)、砂屑灰岩(MF12)和海百合茎鲕粒灰岩(MF13),指示高能浅滩沉积环境。【结论】寒武纪幕府山组、炮台山组和观音台组以潮间带环境为主,而早奥陶世仑山组下部和红花园组以浅滩环境为主,古水深相对变深。下扬子地区寒武系观音台组是未来干热岩储层勘探的有利靶区。
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【目的】印度扇近海盆地古—始新世时期位于赤道区域,发育大规模碳酸盐岩台地。然而,受限于二维地震资料品质与数量,碳酸盐岩台地沉积特征及演化尚不清晰,台地内部结构刻画不足,进一步制约了对该区油气勘探工作的深入。【方法】通过搜集以往及新采集二维地震、钻井资料,开展印度扇近海盆地古—始新世碳酸盐岩台地地震相识别,刻画不同时期台地内部平面及垂向展布特征,探讨台地沉积演化历史,总结影响台地发育的主控因素。【结果】基于地震资料系统分析,共识别出6种地震相类型,其中丘状或透镜状—中弱振幅—中低连续—中低频相对应于生物礁沉积亚相,具有较好储层物性。在地震相分析基础上,将研究区碳酸盐岩台地划分为4个沉积演化阶段,分为初始发育阶段、繁盛阶段、衰退阶段及淹没阶段。通过区域构造演化、海平面升降、古气候演变背景分析,结合碳酸盐岩台地时空分布特点,认为岩浆侵入形成先期古高地地形限制古—始新世时期碳酸盐岩台地的空间分布、形态、规模大小,海平面升降与古气候演变影响台地形态。研究为揭示区域海平面变化及驱动机制提供依据,对该地区开展油气勘探工作提供支撑。
【目的】印度扇近海盆地古—始新世时期位于赤道区域,发育大规模碳酸盐岩台地。然而,受限于二维地震资料品质与数量,碳酸盐岩台地沉积特征及演化尚不清晰,台地内部结构刻画不足,进一步制约了对该区油气勘探工作的深入。【方法】通过搜集以往及新采集二维地震、钻井资料,开展印度扇近海盆地古—始新世碳酸盐岩台地地震相识别,刻画不同时期台地内部平面及垂向展布特征,探讨台地沉积演化历史,总结影响台地发育的主控因素。【结果】基于地震资料系统分析,共识别出6种地震相类型,其中丘状或透镜状—中弱振幅—中低连续—中低频相对应于生物礁沉积亚相,具有较好储层物性。在地震相分析基础上,将研究区碳酸盐岩台地划分为4个沉积演化阶段,分为初始发育阶段、繁盛阶段、衰退阶段及淹没阶段。通过区域构造演化、海平面升降、古气候演变背景分析,结合碳酸盐岩台地时空分布特点,认为岩浆侵入形成先期古高地地形限制古—始新世时期碳酸盐岩台地的空间分布、形态、规模大小,海平面升降与古气候演变影响台地形态。研究为揭示区域海平面变化及驱动机制提供依据,对该地区开展油气勘探工作提供支撑。
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鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3和L4灰岩层中。基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,本文较详细论述了构成碳酸盐岩中风暴事件沉积序列的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造(遗迹化石)和泥灰岩或泥质灰岩层的主要特征。根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出了5种风暴沉积类型:类型A的沉积序列由侵蚀波状基底面和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带;类型B的沉积序列以侵蚀波状基底面、粒序层和纹理层三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境;类型C由波状侵蚀基底面、粒序层、纹层段和顶部泥灰岩层段等4个层段组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境;类型D的序列特征由基底侵蚀面及生物滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层段组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境;类型E则由微波状侵蚀底面、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近和之下的外陆棚沉积环境。该项成果不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且还可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。
鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3和L4灰岩层中。基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,本文较详细论述了构成碳酸盐岩中风暴事件沉积序列的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造(遗迹化石)和泥灰岩或泥质灰岩层的主要特征。根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出了5种风暴沉积类型:类型A的沉积序列由侵蚀波状基底面和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带;类型B的沉积序列以侵蚀波状基底面、粒序层和纹理层三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境;类型C由波状侵蚀基底面、粒序层、纹层段和顶部泥灰岩层段等4个层段组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境;类型D的序列特征由基底侵蚀面及生物滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层段组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境;类型E则由微波状侵蚀底面、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近和之下的外陆棚沉积环境。该项成果不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且还可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。
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摘要:
纹层是细粒沉积物在湖水分层条件下缓慢沉积的表现,其中碳酸盐纹层对于水体盐度、碱度和生物活动变化敏感,是判断大陆古气候、古水文较为重要的证据之一,但目前针对湖相碳酸盐纹层的研究较少。本文以柴达木盆地西岔沟剖面渐新统上干柴沟组为例,通过常规薄片、荧光薄片和扫描电镜的观察以及X射线粉晶衍射和碳氧同位素分析测试,对咸化湖盆纹层和其中碳酸盐矿物的成因进行了研究,并探讨了渐新世时期柴达木盆地的古气候演变规律。结果表明,西岔沟剖面上干柴沟组纹层中文石、方解石和白云石均有发育,三类碳酸盐矿物均与菌藻体关系密切。其中文石含量较高的样品碳同位素比值较高,白云石富集的样品则氧同位素比值偏高,说明文石的保存与浮游藻类生物勃发有关,白云石主要富集于蒸发作用较强的高盐度阶段。根据西岔沟剖面上干柴沟组碳酸盐矿物含量和碳氧同位素纵向变化规律,得出青藏高原北部在渐新世时期气候经历了由早期湿润到晚期(半)干旱的演化过程。
纹层是细粒沉积物在湖水分层条件下缓慢沉积的表现,其中碳酸盐纹层对于水体盐度、碱度和生物活动变化敏感,是判断大陆古气候、古水文较为重要的证据之一,但目前针对湖相碳酸盐纹层的研究较少。本文以柴达木盆地西岔沟剖面渐新统上干柴沟组为例,通过常规薄片、荧光薄片和扫描电镜的观察以及X射线粉晶衍射和碳氧同位素分析测试,对咸化湖盆纹层和其中碳酸盐矿物的成因进行了研究,并探讨了渐新世时期柴达木盆地的古气候演变规律。结果表明,西岔沟剖面上干柴沟组纹层中文石、方解石和白云石均有发育,三类碳酸盐矿物均与菌藻体关系密切。其中文石含量较高的样品碳同位素比值较高,白云石富集的样品则氧同位素比值偏高,说明文石的保存与浮游藻类生物勃发有关,白云石主要富集于蒸发作用较强的高盐度阶段。根据西岔沟剖面上干柴沟组碳酸盐矿物含量和碳氧同位素纵向变化规律,得出青藏高原北部在渐新世时期气候经历了由早期湿润到晚期(半)干旱的演化过程。
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【目的】黔南紫云地区广泛发育早二叠世浅水碳酸盐岩台地,是研究浅水海洋生物建造及其古环境背景的重要区域。【方法】以贵州省紫云县宗地镇高寨地区珊瑚礁为研究对象,从古生物学和沉积岩石学等角度对研究区进行系统研究。【结果】结果显示,高寨珊瑚礁野外出露高度约3.0 m,宽度约23.6 m。礁内所产出的?类化石组合指示其发育的时代为早二叠世萨克马尔期早-中期。珊瑚礁主要由复体四射珊瑚福米切夫珊瑚(Fomichevella)建造而成,并发育有单体四射珊瑚沟珊瑚(Bothrophyllum)、提曼珊瑚(Timania)和复体四射珊瑚柯坪珊瑚(Kepingophyllum)。珊瑚体保存较为完好,原位保存的珊瑚互相接触搭建格架形成珊瑚格架岩,格架内空间大多被珊瑚体障积的灰泥沉积物所充填。珊瑚礁内含有丰富的附礁生物,包括?、非?有孔虫、钙质藻类、微生物鲕粒、海百合、苔藓虫和腕足碎片等。通过对珊瑚礁及其上下岩层的沉积微相分析,划分出生物碎屑颗粒岩、生物碎屑泥粒岩、珊瑚格架岩和生物碎屑粒泥岩四种微相类型。珊瑚礁的基底以生物碎屑颗粒岩和生物碎屑泥粒岩为主。珊瑚礁内的微相类型主要为珊瑚格架岩,珊瑚格架间含有丰富的生物碎屑粒泥岩。珊瑚礁的顶部以生物碎屑泥粒岩为主要的微相类型。【结论】高寨珊瑚礁生长发育的主要控制因素是相对海平面变化导致的水动能强弱变化,为低纬度地区生物礁演化对晚古生代冰川作用的响应提供了重要证据。
【目的】黔南紫云地区广泛发育早二叠世浅水碳酸盐岩台地,是研究浅水海洋生物建造及其古环境背景的重要区域。【方法】以贵州省紫云县宗地镇高寨地区珊瑚礁为研究对象,从古生物学和沉积岩石学等角度对研究区进行系统研究。【结果】结果显示,高寨珊瑚礁野外出露高度约3.0 m,宽度约23.6 m。礁内所产出的?类化石组合指示其发育的时代为早二叠世萨克马尔期早-中期。珊瑚礁主要由复体四射珊瑚福米切夫珊瑚(Fomichevella)建造而成,并发育有单体四射珊瑚沟珊瑚(Bothrophyllum)、提曼珊瑚(Timania)和复体四射珊瑚柯坪珊瑚(Kepingophyllum)。珊瑚体保存较为完好,原位保存的珊瑚互相接触搭建格架形成珊瑚格架岩,格架内空间大多被珊瑚体障积的灰泥沉积物所充填。珊瑚礁内含有丰富的附礁生物,包括?、非?有孔虫、钙质藻类、微生物鲕粒、海百合、苔藓虫和腕足碎片等。通过对珊瑚礁及其上下岩层的沉积微相分析,划分出生物碎屑颗粒岩、生物碎屑泥粒岩、珊瑚格架岩和生物碎屑粒泥岩四种微相类型。珊瑚礁的基底以生物碎屑颗粒岩和生物碎屑泥粒岩为主。珊瑚礁内的微相类型主要为珊瑚格架岩,珊瑚格架间含有丰富的生物碎屑粒泥岩。珊瑚礁的顶部以生物碎屑泥粒岩为主要的微相类型。【结论】高寨珊瑚礁生长发育的主要控制因素是相对海平面变化导致的水动能强弱变化,为低纬度地区生物礁演化对晚古生代冰川作用的响应提供了重要证据。
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中东地区白垩系局限沉积环境中发育厚层储层,油气储量巨大但难以有效开发。为深化局限环境储层非均质性认识,基于研究区取心井岩心观察描述、铸体薄片资料、物性分析及压汞实验等数据,对中东M油田白垩系Mishrif组局限环境储层的类型、特征及成因开展研究。结果显示:Mishrif组局限环境中发育三种类型储层(RT1类、RT2类和RT3类):RT1类储层为高能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潮道和台内滩等,储层主要为颗粒灰岩,物性以中高孔、中高渗为主,储集空间以粒间孔和粒间溶孔为主,储层发育规模较大,空间分布较稳定,是油藏开发首选的目标储层类型;RT2类储层为低能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,主要发育于潟湖环境,储层包括含粒灰岩、粒泥灰岩和泥粒灰岩,物性以中高孔、中低渗为主,原生粒间孔不发育,储集空间以基质微孔、铸模孔和晶间孔为主,储层发育规模最大,但单层厚度薄,隔夹层发育频率高,开发难度较大;RT3类储层为高能沉积和准同生白云石化作用叠加而形成,主要发育于台内滩,储层多为白云岩类,物性以中高孔中低渗为主,储集空间主要为晶间孔,仅在Mishrif组上部局部发育。研究认为:RT1类储层主要受沉积作用控制,沉积作用控制了岩石的原始结构组分,准同生溶蚀进一步改善了储层物性。RT2类储层沉积水动力条件较弱,岩石原始物性较差,储集空间主要形成早成岩环境中的选择性溶蚀作用。RT3类储层原始结构组分破坏严重,局部残留的生物碎屑指示其形成于中高能沉积环境,储层形成于准同生白云石化作用。不同类型储层空间上相互叠置,导致局限环境储层具有较强的非均质性。
中东地区白垩系局限沉积环境中发育厚层储层,油气储量巨大但难以有效开发。为深化局限环境储层非均质性认识,基于研究区取心井岩心观察描述、铸体薄片资料、物性分析及压汞实验等数据,对中东M油田白垩系Mishrif组局限环境储层的类型、特征及成因开展研究。结果显示:Mishrif组局限环境中发育三种类型储层(RT1类、RT2类和RT3类):RT1类储层为高能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潮道和台内滩等,储层主要为颗粒灰岩,物性以中高孔、中高渗为主,储集空间以粒间孔和粒间溶孔为主,储层发育规模较大,空间分布较稳定,是油藏开发首选的目标储层类型;RT2类储层为低能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,主要发育于潟湖环境,储层包括含粒灰岩、粒泥灰岩和泥粒灰岩,物性以中高孔、中低渗为主,原生粒间孔不发育,储集空间以基质微孔、铸模孔和晶间孔为主,储层发育规模最大,但单层厚度薄,隔夹层发育频率高,开发难度较大;RT3类储层为高能沉积和准同生白云石化作用叠加而形成,主要发育于台内滩,储层多为白云岩类,物性以中高孔中低渗为主,储集空间主要为晶间孔,仅在Mishrif组上部局部发育。研究认为:RT1类储层主要受沉积作用控制,沉积作用控制了岩石的原始结构组分,准同生溶蚀进一步改善了储层物性。RT2类储层沉积水动力条件较弱,岩石原始物性较差,储集空间主要形成早成岩环境中的选择性溶蚀作用。RT3类储层原始结构组分破坏严重,局部残留的生物碎屑指示其形成于中高能沉积环境,储层形成于准同生白云石化作用。不同类型储层空间上相互叠置,导致局限环境储层具有较强的非均质性。
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辫状河储层砂体结构及其渗流屏障的空间分布是影响南堡2-1区块注水开发效果的关键地质因素。论文综合应用岩心、测井、三维地震和生产动态资料,基于辫状河储层四级构型单元空间分布为目标开展储层精细表征。依据密井网解剖,识别出南堡2-1区NgⅡ-6小层心滩、辫状河道和溢岸三种成因类型的四级构型单元,建立了四级构型单元的三种垂相叠置样式(心滩-心滩叠置、辫状河道-心滩叠置和溢岸-心滩叠置)和三种侧向拼接样式(心滩顺流前积叠覆型、辫状河道分隔心滩型和心滩-分流辫状河道型),采用均方根振幅和分频RGB融合地层切片技术,预测了南堡2-1区NgⅡ-6小层四级构型单元的平面分布,揭示了心滩储集单元的几何形态、规模大小及其与作为渗流屏障的辫状河道的接触关系,为油田注水开发方案的优化调整、提高油田开发效果提供了直接的地质依据。
辫状河储层砂体结构及其渗流屏障的空间分布是影响南堡2-1区块注水开发效果的关键地质因素。论文综合应用岩心、测井、三维地震和生产动态资料,基于辫状河储层四级构型单元空间分布为目标开展储层精细表征。依据密井网解剖,识别出南堡2-1区NgⅡ-6小层心滩、辫状河道和溢岸三种成因类型的四级构型单元,建立了四级构型单元的三种垂相叠置样式(心滩-心滩叠置、辫状河道-心滩叠置和溢岸-心滩叠置)和三种侧向拼接样式(心滩顺流前积叠覆型、辫状河道分隔心滩型和心滩-分流辫状河道型),采用均方根振幅和分频RGB融合地层切片技术,预测了南堡2-1区NgⅡ-6小层四级构型单元的平面分布,揭示了心滩储集单元的几何形态、规模大小及其与作为渗流屏障的辫状河道的接触关系,为油田注水开发方案的优化调整、提高油田开发效果提供了直接的地质依据。
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为了进一步确定大庆长垣高台子油层三次采油开发层系组合及开发次序,指导三采整体规划部署,在大庆长垣范围内系统开展高台子油层沉积演化与储层非均质特征研究。采用点—线—面多维度立体研究思路,首先从长垣11口取心井岩心描述入手,通过系统描述确定不同层位、不同位置沉积环境类型,然后通过贯穿南北、东西大剖面开展沉积层序演化规律研究,最后通过不同单元砂体微相刻画确定砂体沉积模式和非均质特征。基于研究成果明晰了高台子油层垂向上为总体湖退背景上发育的一套湖退—湖积—湖退沉积演化序列,厘定了各单元湖岸线、内、外前缘分界线和外前缘尖灭线的边界位置,建立了河控枝状、浪控席状和流控坨状三大类、六亚类三角洲沉积模式,确定了高台子油层二、三类油层类型均有发育, 并将三类油层细分为IIIA、IIIB、IIIC三种油层类型,根据不同油层类型砂体分布特征进行化学驱层系组合优化设计,喇嘛甸和萨中油田可以组合为3-4套层系,萨北和萨南油田可以组合为1-3套层系,根据组合成果开展喇嘛甸182区块注聚现场试验,实现油层均匀动用,阶段提高采收率10.4%,取得了较好开发效果。
为了进一步确定大庆长垣高台子油层三次采油开发层系组合及开发次序,指导三采整体规划部署,在大庆长垣范围内系统开展高台子油层沉积演化与储层非均质特征研究。采用点—线—面多维度立体研究思路,首先从长垣11口取心井岩心描述入手,通过系统描述确定不同层位、不同位置沉积环境类型,然后通过贯穿南北、东西大剖面开展沉积层序演化规律研究,最后通过不同单元砂体微相刻画确定砂体沉积模式和非均质特征。基于研究成果明晰了高台子油层垂向上为总体湖退背景上发育的一套湖退—湖积—湖退沉积演化序列,厘定了各单元湖岸线、内、外前缘分界线和外前缘尖灭线的边界位置,建立了河控枝状、浪控席状和流控坨状三大类、六亚类三角洲沉积模式,确定了高台子油层二、三类油层类型均有发育, 并将三类油层细分为IIIA、IIIB、IIIC三种油层类型,根据不同油层类型砂体分布特征进行化学驱层系组合优化设计,喇嘛甸和萨中油田可以组合为3-4套层系,萨北和萨南油田可以组合为1-3套层系,根据组合成果开展喇嘛甸182区块注聚现场试验,实现油层均匀动用,阶段提高采收率10.4%,取得了较好开发效果。
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为明确原油的来源及富集规律,利用色谱-质谱分析技术对江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油的芳烃地球化学特征进行了分析。研究表明原油可分为两大类:Ⅰ类原油取自万城断裂构造带和公安单斜带,其母源形成于一般还原环境并且水体具有一定盐度的半深湖相沉积环境,萘系列及三芳甾烷系列高碳数异构体比值体现其母质类型较好以及陆生高等植物输入较少的特点,该类原油整体处于成熟-高熟阶段,其中万城断裂构造带中的万13井和万12井和公安单斜带中的耀5井属于高熟原油范畴,推测处于各自构造单元中最接近油藏充注点的位置;Ⅱ类原油取自荆州背斜带,成熟度低于Ⅰ类原油,母质类型以低等水生生物输入为主但相较于Ⅰ类原油接受了更多的陆生高等植物输入,形成于高盐度、强还原的深湖相沉积环境,且位于荆州背斜带中部及东南部的Ⅱ2类原油相较于荆州背斜带西北部的Ⅱ1类原油成熟度更低、陆生高等植物输入更多。油源对比表明:万城断裂构造带的Ⅱ油组和Ⅲ油组为Ⅰ类原油的主要烃源岩,同时存在来自荆州背斜带Ⅰ油组的贡献,高的成熟度特征可能指示该类原油还存在除本文外的其他区域或层位的贡献;Ⅱ类原油主要来自荆州背斜带和万城断裂构造带的Ⅱ油组,同时存在荆州背斜带北部Ⅲ油组的贡献。
为明确原油的来源及富集规律,利用色谱-质谱分析技术对江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油的芳烃地球化学特征进行了分析。研究表明原油可分为两大类:Ⅰ类原油取自万城断裂构造带和公安单斜带,其母源形成于一般还原环境并且水体具有一定盐度的半深湖相沉积环境,萘系列及三芳甾烷系列高碳数异构体比值体现其母质类型较好以及陆生高等植物输入较少的特点,该类原油整体处于成熟-高熟阶段,其中万城断裂构造带中的万13井和万12井和公安单斜带中的耀5井属于高熟原油范畴,推测处于各自构造单元中最接近油藏充注点的位置;Ⅱ类原油取自荆州背斜带,成熟度低于Ⅰ类原油,母质类型以低等水生生物输入为主但相较于Ⅰ类原油接受了更多的陆生高等植物输入,形成于高盐度、强还原的深湖相沉积环境,且位于荆州背斜带中部及东南部的Ⅱ2类原油相较于荆州背斜带西北部的Ⅱ1类原油成熟度更低、陆生高等植物输入更多。油源对比表明:万城断裂构造带的Ⅱ油组和Ⅲ油组为Ⅰ类原油的主要烃源岩,同时存在来自荆州背斜带Ⅰ油组的贡献,高的成熟度特征可能指示该类原油还存在除本文外的其他区域或层位的贡献;Ⅱ类原油主要来自荆州背斜带和万城断裂构造带的Ⅱ油组,同时存在荆州背斜带北部Ⅲ油组的贡献。
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为了揭示四川盆地西南缘早寒武世元素地球化学特征与古环境演化之间的内在联系,对JS1井麦地坪组-筇竹寺组样品进行了有机碳(TOC)、主量元素、微量元素和稀土元素分析。结果表明:麦地坪组-筇竹寺组物质来源较为一致,母岩以沉积岩和花岗岩为主,物源区形成于大陆边缘环境。麦地坪组轻稀土相对重稀土富集((La/Yb)N=6.05),轻微右倾,δEu的平均值略小于1,指示正常海水沉积,水体较浅,受热液作用影响不明显。筇竹寺组轻重稀土分异明显((La/Yb)N=7.69),轻稀土富集,重稀土亏损,右倾明显,具有弱的δCe和δEu负异常,可能与短暂或间歇性热液活动有关。此外,不同钻井对比分析表明麦地坪组沉积期水体主要以氧化环境为主,区域上表现为潮坪相-浅水陆棚相的沉积体系;筇竹寺组整体属于厌氧环境,其底部为还原环境,向上缺氧程度降低,区域上表现为浅水-深水陆棚相沉积体系。
为了揭示四川盆地西南缘早寒武世元素地球化学特征与古环境演化之间的内在联系,对JS1井麦地坪组-筇竹寺组样品进行了有机碳(TOC)、主量元素、微量元素和稀土元素分析。结果表明:麦地坪组-筇竹寺组物质来源较为一致,母岩以沉积岩和花岗岩为主,物源区形成于大陆边缘环境。麦地坪组轻稀土相对重稀土富集((La/Yb)N=6.05),轻微右倾,δEu的平均值略小于1,指示正常海水沉积,水体较浅,受热液作用影响不明显。筇竹寺组轻重稀土分异明显((La/Yb)N=7.69),轻稀土富集,重稀土亏损,右倾明显,具有弱的δCe和δEu负异常,可能与短暂或间歇性热液活动有关。此外,不同钻井对比分析表明麦地坪组沉积期水体主要以氧化环境为主,区域上表现为潮坪相-浅水陆棚相的沉积体系;筇竹寺组整体属于厌氧环境,其底部为还原环境,向上缺氧程度降低,区域上表现为浅水-深水陆棚相沉积体系。
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扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物的风化程度、古气候、构造背景以及物源,选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品中的主量元素、微量元素以及稀土元素进行分析,研究了康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物的风化程度、源区古气候、构造背景以及物源特征。研究结果表明:1)筇竹寺组沉积物以强烈风化为主,物源区在筇竹寺组沉积时处于温暖湿润的气候;2)筇竹寺组沉积物主要形成于被动大陆边缘环境,沉积物源岩形成于大陆岛弧环境;3)筇竹寺组沉积物主要来自康滇古陆中元古界东川群、会理群和汤丹群的凝灰质砂岩、板岩、花岗岩以及一些基性岩。
扬子地区筇竹寺组是目前页岩气勘探的重要层位,为了揭示康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物的风化程度、古气候、构造背景以及物源,选择位于康滇古陆东缘的武定县乌龙村剖面进行采样,并对样品中的主量元素、微量元素以及稀土元素进行分析,研究了康滇古陆东缘筇竹寺组沉积物的风化程度、源区古气候、构造背景以及物源特征。研究结果表明:1)筇竹寺组沉积物以强烈风化为主,物源区在筇竹寺组沉积时处于温暖湿润的气候;2)筇竹寺组沉积物主要形成于被动大陆边缘环境,沉积物源岩形成于大陆岛弧环境;3)筇竹寺组沉积物主要来自康滇古陆中元古界东川群、会理群和汤丹群的凝灰质砂岩、板岩、花岗岩以及一些基性岩。
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中非裂谷系乍得Bongor盆地北部斜坡带原油的物性与地球化学特征均存在明显差异。为探讨其差异性特征及主控因素,为Bongor盆地及周边地区石油勘探工作中原油性质的预测工作提供部分思路与依据,对北部斜坡带41件原油样品的物性及分子标志化合物组成进行了系统分析。结果表明:不同级别的生物降解作用是导致Bongor盆地原油物性与地球化学性质差异的主要原因。根据正构烷烃、无环类异戊二烯烃的相对丰度与分布特征及色谱基线特征将原油划分为未降解原油、轻微降解原油与严重降解原油。埋深是影响原油降解强度的首要因素,当埋深小于800 m时,绝大部分原油遭受了严重的生物降解,当埋深大于1300 m时,原油基本未遭受降解,埋深介于800–1300 m时,降解程度受距深大断裂的距离、上覆盖层的厚度与圈闭类型共同控制。
中非裂谷系乍得Bongor盆地北部斜坡带原油的物性与地球化学特征均存在明显差异。为探讨其差异性特征及主控因素,为Bongor盆地及周边地区石油勘探工作中原油性质的预测工作提供部分思路与依据,对北部斜坡带41件原油样品的物性及分子标志化合物组成进行了系统分析。结果表明:不同级别的生物降解作用是导致Bongor盆地原油物性与地球化学性质差异的主要原因。根据正构烷烃、无环类异戊二烯烃的相对丰度与分布特征及色谱基线特征将原油划分为未降解原油、轻微降解原油与严重降解原油。埋深是影响原油降解强度的首要因素,当埋深小于800 m时,绝大部分原油遭受了严重的生物降解,当埋深大于1300 m时,原油基本未遭受降解,埋深介于800–1300 m时,降解程度受距深大断裂的距离、上覆盖层的厚度与圈闭类型共同控制。
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海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以改变孔隙环境压力,导致水合物-水二相甲烷的溶解度升高,从而影响水合物的分布。本文建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算孔隙毛细管作用控制水合物顶界深度的模型,并应用于布莱克海台ODP994站位。模拟计算显示ODP994站位水合物发育顶界为194m,与实际的水合物发育顶界深度一致,并且是局部的最大孔径沉积层发育位置。通过模拟计算表明毛细管作用不仅可以增大水合物-水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高,影响水合物发育顶界深度,而且毛细管作用还可以升高深部流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,从而使水合物发育顶界更浅。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以改变孔隙环境压力,导致水合物-水二相甲烷的溶解度升高,从而影响水合物的分布。本文建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算孔隙毛细管作用控制水合物顶界深度的模型,并应用于布莱克海台ODP994站位。模拟计算显示ODP994站位水合物发育顶界为194m,与实际的水合物发育顶界深度一致,并且是局部的最大孔径沉积层发育位置。通过模拟计算表明毛细管作用不仅可以增大水合物-水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高,影响水合物发育顶界深度,而且毛细管作用还可以升高深部流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,从而使水合物发育顶界更浅。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
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硫酸盐与沉积有机质之间的反应是沉积盆地内一种典型的有机-无机相互作用类型。热化学硫酸盐还原反应(TSR)的研究多局限在储层中,以含硫产物为主要研究对象。然而,这类有机-无机相互作用在后生作用早期同样存在,主要表现为硫酸盐会影响热演化产物的化学组成。本文以鄂尔多斯盆地西南缘平凉组烃源岩及其含硫干酪根为初始样品,通过含水体系热模拟实验方法研究了膏岩对干酪根热演化产物的影响。基于产率及二苯并噻吩(DBT)、菲和芴分布随热演化的变化特征,发现硫酸盐在后生作用阶段早期可氧化降解DBT的前驱物——有机含硫化合物(OSC),表明该过程中硫酸盐与沉积有机质之间具有反应性。因此,在TSR过程生成H2S之前,硫酸盐和沉积有机质之间存在氧化降解反应阶段,以产生含氧化合物等极性组分为主,DBT中的S源自OSC。该认识将硫酸盐与沉积有机质之间的相互作用从高温储层拓展至了热应力更低的后生作用阶段含膏烃源岩。
硫酸盐与沉积有机质之间的反应是沉积盆地内一种典型的有机-无机相互作用类型。热化学硫酸盐还原反应(TSR)的研究多局限在储层中,以含硫产物为主要研究对象。然而,这类有机-无机相互作用在后生作用早期同样存在,主要表现为硫酸盐会影响热演化产物的化学组成。本文以鄂尔多斯盆地西南缘平凉组烃源岩及其含硫干酪根为初始样品,通过含水体系热模拟实验方法研究了膏岩对干酪根热演化产物的影响。基于产率及二苯并噻吩(DBT)、菲和芴分布随热演化的变化特征,发现硫酸盐在后生作用阶段早期可氧化降解DBT的前驱物——有机含硫化合物(OSC),表明该过程中硫酸盐与沉积有机质之间具有反应性。因此,在TSR过程生成H2S之前,硫酸盐和沉积有机质之间存在氧化降解反应阶段,以产生含氧化合物等极性组分为主,DBT中的S源自OSC。该认识将硫酸盐与沉积有机质之间的相互作用从高温储层拓展至了热应力更低的后生作用阶段含膏烃源岩。
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车排子凸起中生界稠油资源丰富,但原油生物降解严重,制约了勘探进程。为明确车排子凸起东翼中生界原油的生物降解程度,对车排子凸起东翼侏罗纪和白垩纪储层样品抽提出的饱和烃和芳香烃进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析,采用分子地球化学指标,对其进行定性与定量了评价。通过聚类分析,将原油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类族群。PM法分析结果表明Ⅰ1类和Ⅱ1类原油的生物降解程度达PM7,Ⅰ2类和Ⅳ类原油的生物降解程度为PM8;Ⅱ2类和Ⅲ1类原油的生物降解程度为PM9,Ⅲ2类原油生物降解程度为PM9+。基于优化的Manco法求得的MN1值介于19693-215623,Ⅰ类原油的MN2值介于769-919,Ⅱ类原油的MN2值介于768-907,Ⅲ类原油的MN2值介于906-954,Ⅳ类原油的MN2值介于774-817。同一原油族群的Manco数与原油密度、粘度、非烃和沥青质含量均呈现良好的正相关性,与总烃呈现良好的负相关性。优化的Manco法大致区分了生物降解程度在PM7-PM9+的储层样品,与PM等级评价具有一致性。相比之下,优化的Manco法比PM法对原油生物降解的识别分辨率更高。通过PM法定性评价和优化Manco法定量评价相结合,可以很好地揭示原油物性的变化,对稠油区的油气勘探有重要的指导作用。
车排子凸起中生界稠油资源丰富,但原油生物降解严重,制约了勘探进程。为明确车排子凸起东翼中生界原油的生物降解程度,对车排子凸起东翼侏罗纪和白垩纪储层样品抽提出的饱和烃和芳香烃进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析,采用分子地球化学指标,对其进行定性与定量了评价。通过聚类分析,将原油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类族群。PM法分析结果表明Ⅰ1类和Ⅱ1类原油的生物降解程度达PM7,Ⅰ2类和Ⅳ类原油的生物降解程度为PM8;Ⅱ2类和Ⅲ1类原油的生物降解程度为PM9,Ⅲ2类原油生物降解程度为PM9+。基于优化的Manco法求得的MN1值介于19693-215623,Ⅰ类原油的MN2值介于769-919,Ⅱ类原油的MN2值介于768-907,Ⅲ类原油的MN2值介于906-954,Ⅳ类原油的MN2值介于774-817。同一原油族群的Manco数与原油密度、粘度、非烃和沥青质含量均呈现良好的正相关性,与总烃呈现良好的负相关性。优化的Manco法大致区分了生物降解程度在PM7-PM9+的储层样品,与PM等级评价具有一致性。相比之下,优化的Manco法比PM法对原油生物降解的识别分辨率更高。通过PM法定性评价和优化Manco法定量评价相结合,可以很好地揭示原油物性的变化,对稠油区的油气勘探有重要的指导作用。
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东营凹陷湖相细粒沉积岩具有巨大的非常规油气资源前景,然而由于其粒度小、相变快、层序界面不易识别等难点,传统层序地层学无法准确进行地层划分与对比,目前对其有机质富集模式认识不清,制约了非常规油气勘探推进。旋回地层学可以划分高频层序、进行地层精细对比;另一方面探究天文周期驱动细粒岩沉积过程。为建立有机质富集模式进而预测页岩油甜点层段,以渤海湾盆地东营凹陷LY1井为例,基于岩心、地球化学分析和自然伽马测井数据对沙三下-沙四上亚段湖相细粒沉积岩进行旋回地层学分析。研究结果表明:该套地层记录了良好的天文周期信号,沙三下亚段主要受控于偏心率和岁差周期,沙四上亚段主要受控于偏心率和斜率周期。利用稳定的405 kyr长偏心率天文调谐,以沙三下亚段顶部年龄39.40 Ma为锚点,建立起绝对天文年代标尺。将长偏心率、短偏心率、斜率的滤波曲线分别作为四、五、六级层序划分的参考曲线,划分出10个四级层序、40个五级层序,进一步以区域对比特征显著的长偏心率为标尺进行连井对比,建立全区高精度等时地层格架。通过探讨细粒沉积岩对偏心率、岁差周期响应,提出暖湿、干冷两种气候条件下有机质富集模式模式,认为在偏心率极大值附近有利于有机质富集。
东营凹陷湖相细粒沉积岩具有巨大的非常规油气资源前景,然而由于其粒度小、相变快、层序界面不易识别等难点,传统层序地层学无法准确进行地层划分与对比,目前对其有机质富集模式认识不清,制约了非常规油气勘探推进。旋回地层学可以划分高频层序、进行地层精细对比;另一方面探究天文周期驱动细粒岩沉积过程。为建立有机质富集模式进而预测页岩油甜点层段,以渤海湾盆地东营凹陷LY1井为例,基于岩心、地球化学分析和自然伽马测井数据对沙三下-沙四上亚段湖相细粒沉积岩进行旋回地层学分析。研究结果表明:该套地层记录了良好的天文周期信号,沙三下亚段主要受控于偏心率和岁差周期,沙四上亚段主要受控于偏心率和斜率周期。利用稳定的405 kyr长偏心率天文调谐,以沙三下亚段顶部年龄39.40 Ma为锚点,建立起绝对天文年代标尺。将长偏心率、短偏心率、斜率的滤波曲线分别作为四、五、六级层序划分的参考曲线,划分出10个四级层序、40个五级层序,进一步以区域对比特征显著的长偏心率为标尺进行连井对比,建立全区高精度等时地层格架。通过探讨细粒沉积岩对偏心率、岁差周期响应,提出暖湿、干冷两种气候条件下有机质富集模式模式,认为在偏心率极大值附近有利于有机质富集。
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借助于色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)技术,对柴达木盆地西部英西地区深部储层(E)原油中生物标志物的分布与组成特征进行了系统分析,以确定其热演化程度和成因类型。分析结果表明该地区原油中正构烷烃系列均具有明显的偶碳优势,Pr/Ph比值低(<0.60),Ph/nC18比值高(>1.30),伽马蜡烷含量高,伽马蜡烷指数介于0.90-1.36之间,属于典型咸水湖相原油,这与研究区古近纪的沉积特征一致。但依据不同原油中长链三环萜烷系列的分布特征,它们明显可以分成两类:一类原油中C19-49长链三环萜烷系列特别丰富,C19-30T/C27-35H比值>1.60,C23T/C30H>1.40,并伴随有高甾藿比(>4.50)和高β-胡萝烷/ nC37比值(3.20),表明藻类是其主要原始生烃母质;另一类原油中C19-30长链三环萜烷系列含量中等,C19-30T/C27-35H比值<0.50,C23T/C30H<0.55,其甾藿比相对较低(<2.0)、β-胡萝卜烷含量中等,β-胡萝烷/nC37比值<1.50,可见此类原油中藻类的贡献明显低于前一类原油。对比它们的甾、萜烷和金刚烷类化合物成熟度参数,发现这两组原油的成熟度相近,其对应的Ro值介于1.0%-1.3%之间,即它们形成于生油高峰之后、凝析油气以前这一演化阶段。换言之,影响研究区原油中长链三环萜烷系列相对丰度的主要因素是原始生烃母质,而非成熟度。因此,英西地区这两类原油应该具有各自独立的烃源岩层,后续的油气勘探应给予关注。
借助于色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)技术,对柴达木盆地西部英西地区深部储层(E)原油中生物标志物的分布与组成特征进行了系统分析,以确定其热演化程度和成因类型。分析结果表明该地区原油中正构烷烃系列均具有明显的偶碳优势,Pr/Ph比值低(<0.60),Ph/nC18比值高(>1.30),伽马蜡烷含量高,伽马蜡烷指数介于0.90-1.36之间,属于典型咸水湖相原油,这与研究区古近纪的沉积特征一致。但依据不同原油中长链三环萜烷系列的分布特征,它们明显可以分成两类:一类原油中C19-49长链三环萜烷系列特别丰富,C19-30T/C27-35H比值>1.60,C23T/C30H>1.40,并伴随有高甾藿比(>4.50)和高β-胡萝烷/ nC37比值(3.20),表明藻类是其主要原始生烃母质;另一类原油中C19-30长链三环萜烷系列含量中等,C19-30T/C27-35H比值<0.50,C23T/C30H<0.55,其甾藿比相对较低(<2.0)、β-胡萝卜烷含量中等,β-胡萝烷/nC37比值<1.50,可见此类原油中藻类的贡献明显低于前一类原油。对比它们的甾、萜烷和金刚烷类化合物成熟度参数,发现这两组原油的成熟度相近,其对应的Ro值介于1.0%-1.3%之间,即它们形成于生油高峰之后、凝析油气以前这一演化阶段。换言之,影响研究区原油中长链三环萜烷系列相对丰度的主要因素是原始生烃母质,而非成熟度。因此,英西地区这两类原油应该具有各自独立的烃源岩层,后续的油气勘探应给予关注。
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【目的】加拿大阿尔伯达盆地阿萨巴斯卡白垩系麦克默里组油砂资源丰富,但关于麦克默里组油砂沥青的成因及来源存在争议。【方法】本次研究对阿萨巴斯卡麦凯河地区白垩系麦克默里组25件油砂样品进行了系统的有机地球化学分析。【结果】结果表明,样品中正构烷烃和无环类异戊二烯烃低于检测限,藿烷类化合物和甾烷类化合物遭受部分损失,而三环萜烷和三芳甾类化合物保留相对完整,均具有C23三环萜烷优势和C27规则甾烷优势以及C28三芳甾烷优势特征,表明样品属于同一族群。生烃母质以低等水生生物和藻类为主,沉积环境为海相。麦克默里组油砂沥青的等效镜质体反射率为0.55%~0.77%,成熟度在纵向上相差不大,处于低成熟阶段。【结论】麦克默里组油砂属于严重生物降解成因,根据Peters和Moldowan提出的生物降解程度划分方案,推测样品的生物降解等级在PM 7左右。与研究区烃源岩生物标志化合物组成特征对比分析,推测麦克默里组油砂沥青可能为多套烃源岩供烃。
【目的】加拿大阿尔伯达盆地阿萨巴斯卡白垩系麦克默里组油砂资源丰富,但关于麦克默里组油砂沥青的成因及来源存在争议。【方法】本次研究对阿萨巴斯卡麦凯河地区白垩系麦克默里组25件油砂样品进行了系统的有机地球化学分析。【结果】结果表明,样品中正构烷烃和无环类异戊二烯烃低于检测限,藿烷类化合物和甾烷类化合物遭受部分损失,而三环萜烷和三芳甾类化合物保留相对完整,均具有C23三环萜烷优势和C27规则甾烷优势以及C28三芳甾烷优势特征,表明样品属于同一族群。生烃母质以低等水生生物和藻类为主,沉积环境为海相。麦克默里组油砂沥青的等效镜质体反射率为0.55%~0.77%,成熟度在纵向上相差不大,处于低成熟阶段。【结论】麦克默里组油砂属于严重生物降解成因,根据Peters和Moldowan提出的生物降解程度划分方案,推测样品的生物降解等级在PM 7左右。与研究区烃源岩生物标志化合物组成特征对比分析,推测麦克默里组油砂沥青可能为多套烃源岩供烃。
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柴北缘构造带发育石炭系沉积地层,纪录了原特提斯洋向古特提斯洋转换历史,但石炭系的变质程度高,制约了对区域构造背景、物质来源与沉积环境的认知。稀土元素化学性质稳定,故选取小赛什腾山下石炭统怀头他拉组(C1h)露头,通过泥质岩REE地化特征重建早石炭世构造-沉积格局。C1h中下部碎屑岩段∑REE值较大、Ce负异常弱,顶部碳酸盐岩段泥质岩夹层∑REE值相对偏小、Ce负异常明显。小赛什腾山地区受南昆仑洋壳向北俯冲的影响,处在柴达木地块及北缘俯冲碰撞带所组成局部高地和宗务隆大陆裂谷西延区带之间,呈“南高北低,由陆向海”的整体古地貌格局;东南方向的柴北缘俯冲碰撞带是重要物源区,在碎屑岩段沉积期供给花岗岩-碱性玄武岩-沉积岩的风化碎屑,随区域构造活动变弱和陆源物质供给减小,碳酸盐岩段泥质岩夹层的碎屑可能来源于先存沉积物的再搬运。C1h沉积古水体表现为由浅变深复变浅的趋势,碎屑岩段泥页岩形成于相对缺氧环境,而碳酸盐岩段泥岩夹层则为氧化环境,发育“台地边缘浅滩-台地前斜坡-陆棚边缘-台地前斜坡-台地边缘生物礁”的相序。以上研究结果及认识为认识区域性古地理格局和原特提斯洋-古特提斯洋的时空演化关系提供依据。
柴北缘构造带发育石炭系沉积地层,纪录了原特提斯洋向古特提斯洋转换历史,但石炭系的变质程度高,制约了对区域构造背景、物质来源与沉积环境的认知。稀土元素化学性质稳定,故选取小赛什腾山下石炭统怀头他拉组(C1h)露头,通过泥质岩REE地化特征重建早石炭世构造-沉积格局。C1h中下部碎屑岩段∑REE值较大、Ce负异常弱,顶部碳酸盐岩段泥质岩夹层∑REE值相对偏小、Ce负异常明显。小赛什腾山地区受南昆仑洋壳向北俯冲的影响,处在柴达木地块及北缘俯冲碰撞带所组成局部高地和宗务隆大陆裂谷西延区带之间,呈“南高北低,由陆向海”的整体古地貌格局;东南方向的柴北缘俯冲碰撞带是重要物源区,在碎屑岩段沉积期供给花岗岩-碱性玄武岩-沉积岩的风化碎屑,随区域构造活动变弱和陆源物质供给减小,碳酸盐岩段泥质岩夹层的碎屑可能来源于先存沉积物的再搬运。C1h沉积古水体表现为由浅变深复变浅的趋势,碎屑岩段泥页岩形成于相对缺氧环境,而碳酸盐岩段泥岩夹层则为氧化环境,发育“台地边缘浅滩-台地前斜坡-陆棚边缘-台地前斜坡-台地边缘生物礁”的相序。以上研究结果及认识为认识区域性古地理格局和原特提斯洋-古特提斯洋的时空演化关系提供依据。
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【目的】海陆过渡相三角洲沉积体系由于油气成藏条件优越,广泛发育陆源海相烃源岩,陆源有机质是其主要的母质来源。为了探究海陆过渡相三角洲沉积体系中陆源有机质的沉积特征及其影响因素,开展了陆源有机质沉积模拟实验。【方法】通过碳硫分析仪检测有机碳含量,结合3D激光扫描技术,实现了实验条件下的陆源有机质搬运沉积过程的动态定量表征。【结果】结果表明:1、在三角洲平原,陆源有机质主要在河道漫溢处、废弃河道、砂坝背流面等部位局部富集,剖面上主要以透镜型、断续型、互层型分布;在三角洲前缘和前三角洲,有机质平面上呈席状展布,剖面上以厚度较大的条带型分布。2、陆源有机质在缓坡三角洲体系搬运距离较远,随着三角洲沉积厚度逐渐增大,三角洲初始坡度对陆源有机质搬运距离的影响减小。3、水动力强度和波浪是影响有机质搬运距离的重要因素,水动力越弱越有利于有机质的沉积,在三角洲平原低能环境中存在有机质局部富集区。波浪会阻止有机质向前搬运并在三角洲前缘形成多个砂坝,有机质沉积于坝间凹槽呈环带状。4、在海陆过渡相三角洲沉积体系内,从三角洲平原到三角洲前缘-前三角洲区域的有机碳含量逐步升高,进入陆架区,随着搬运距离的继续增大,有机碳含量减小。【结论】通过对陆源有机质的影响因素和富集部位进行深入研究,建立了水槽实验模式下陆源有机质沉积模式,这对海陆过渡相三角洲沉积体系的油气探勘开发提供了重要的参考依据。
【目的】海陆过渡相三角洲沉积体系由于油气成藏条件优越,广泛发育陆源海相烃源岩,陆源有机质是其主要的母质来源。为了探究海陆过渡相三角洲沉积体系中陆源有机质的沉积特征及其影响因素,开展了陆源有机质沉积模拟实验。【方法】通过碳硫分析仪检测有机碳含量,结合3D激光扫描技术,实现了实验条件下的陆源有机质搬运沉积过程的动态定量表征。【结果】结果表明:1、在三角洲平原,陆源有机质主要在河道漫溢处、废弃河道、砂坝背流面等部位局部富集,剖面上主要以透镜型、断续型、互层型分布;在三角洲前缘和前三角洲,有机质平面上呈席状展布,剖面上以厚度较大的条带型分布。2、陆源有机质在缓坡三角洲体系搬运距离较远,随着三角洲沉积厚度逐渐增大,三角洲初始坡度对陆源有机质搬运距离的影响减小。3、水动力强度和波浪是影响有机质搬运距离的重要因素,水动力越弱越有利于有机质的沉积,在三角洲平原低能环境中存在有机质局部富集区。波浪会阻止有机质向前搬运并在三角洲前缘形成多个砂坝,有机质沉积于坝间凹槽呈环带状。4、在海陆过渡相三角洲沉积体系内,从三角洲平原到三角洲前缘-前三角洲区域的有机碳含量逐步升高,进入陆架区,随着搬运距离的继续增大,有机碳含量减小。【结论】通过对陆源有机质的影响因素和富集部位进行深入研究,建立了水槽实验模式下陆源有机质沉积模式,这对海陆过渡相三角洲沉积体系的油气探勘开发提供了重要的参考依据。
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干酪根是世界上最丰富的天然有机质来源,研究干酪根的热解对油页岩的开发利用具有重要的意义。传统的热解生烃模拟实验难以深入揭示干酪根热解机理,而分子模拟方法可从原子分子水平上深入揭示干酪根热解的微观机理,是一种重要的研究手段。本文系统调研了干酪根热解生烃的分子模拟研究进展,并结合实验结果,分别阐述了温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对于干酪根热解的影响。通过对比分子模拟结果与实验结果,发现分子模拟在定量描述方面具有较大的优势,而在定性描述方面缺乏系统的认识。分子模拟通常采用提高模拟温度的方法进而缩短反应时间来弥补地质上的热演化时间,这是目前分子模拟的缺点之一。此外,干酪根的高温模拟会产生大量的C2H4,这与实验事实和地质概况不符,这也是当前分子模拟的不足之处。总之,干酪根的热模拟是一个多因素的过程,在未来的研究工作中应致力于构建富含页岩矿物组分、水、有机酸以及无机盐等多尺度且复杂的干酪根模型。此外,结合实际地质概况来探索低温条件下干酪根的热解生烃机制,进而弥补实验-地质-理论之间的鸿沟,为页岩油和页岩气的勘探与开发提供重要的参考信息和理论指导。
干酪根是世界上最丰富的天然有机质来源,研究干酪根的热解对油页岩的开发利用具有重要的意义。传统的热解生烃模拟实验难以深入揭示干酪根热解机理,而分子模拟方法可从原子分子水平上深入揭示干酪根热解的微观机理,是一种重要的研究手段。本文系统调研了干酪根热解生烃的分子模拟研究进展,并结合实验结果,分别阐述了温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对于干酪根热解的影响。通过对比分子模拟结果与实验结果,发现分子模拟在定量描述方面具有较大的优势,而在定性描述方面缺乏系统的认识。分子模拟通常采用提高模拟温度的方法进而缩短反应时间来弥补地质上的热演化时间,这是目前分子模拟的缺点之一。此外,干酪根的高温模拟会产生大量的C2H4,这与实验事实和地质概况不符,这也是当前分子模拟的不足之处。总之,干酪根的热模拟是一个多因素的过程,在未来的研究工作中应致力于构建富含页岩矿物组分、水、有机酸以及无机盐等多尺度且复杂的干酪根模型。此外,结合实际地质概况来探索低温条件下干酪根的热解生烃机制,进而弥补实验-地质-理论之间的鸿沟,为页岩油和页岩气的勘探与开发提供重要的参考信息和理论指导。
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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。铝土岩作为一种新的储层类型,具有重要的研究价值。通过岩心观察、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜-能谱等实验方法,首次系统研究了铝土岩系储层的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勘探意义。结果表明:1)太原组铝土岩系矿物组成以铝矿物和粘土矿物为主,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;2)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,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;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20μm~200μm。储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04mD,大于0.3mD以上的占到36%,储集条件较好;4)储层主流喉道孔径介于150nm~4μm,纳米级孔隙不发育,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;5)初步评估铝土岩气藏勘探有利区面积约7000 km2,天然气资源量超过5000×108m3,实现了鄂尔多斯盆地古生界铝土岩新型气藏的重大突破。
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。铝土岩作为一种新的储层类型,具有重要的研究价值。通过岩心观察、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜-能谱等实验方法,首次系统研究了铝土岩系储层的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勘探意义。结果表明:1)太原组铝土岩系矿物组成以铝矿物和粘土矿物为主,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;2)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,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;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20μm~200μm。储层物性孔隙度平均为10.6%,渗透率平均为4.04mD,大于0.3mD以上的占到36%,储集条件较好;4)储层主流喉道孔径介于150nm~4μm,纳米级孔隙不发育,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;5)初步评估铝土岩气藏勘探有利区面积约7000 km2,天然气资源量超过5000×108m3,实现了鄂尔多斯盆地古生界铝土岩新型气藏的重大突破。
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四川盆地下寒武统的泥页岩不仅包含重要的环境——生命演化信息,同时也是我国当前页岩气勘探开发的重点层位,对其开展精细的地层年代学研究具有生产及科研的双重价值。为了更准确的探明四川盆地下寒武统筇竹寺组黑色页岩层序-沉积特征,对川西南地区金页1井筇竹寺组页岩地层开展了旋回地层学研究。对伽马能谱测井曲线进行测井响应特征分析,认为钾元素测井序列是最适合的古环境、古气候替代指标。根据测井曲线的不同特征将筇竹寺组分为四段分别进行频谱分析和滑动窗口频谱分析,识别出偏心率和斜率周期(405-kyr,131-kyr,95-kyr,36-kyr,28-kyr)。通过对405-kyr的长偏心率周期进行带通滤波,并以周缘地区的年代地层年龄526.86 ± 0.16 Ma为年龄控制点,建立了金页1井筇竹寺组的“浮动”天文年代标尺。筇竹寺组总共记录了29个长偏心率周期,计算出四段地层的最优沉积速率分别为2.5,2.9,3.4和4.8cm/kyr。以405-kyr的轨道调谐为基础的沉积噪音模型DYNOT及ρ1曲线重建了筇竹寺组沉积时期的相对海平面变化曲线;以相对海平面变化曲线为理论参照,在筇竹寺组中划分了4个三级层序,并识别出4个最大海泛面及其对应的T-R旋回;4个三级层序的沉积时限从下到上为3.18,2.03,2.97和3.63 Ma,分别包含了8个,5个,7个和9个长偏心率周期。海平面变化曲线的低值对应了全球碳同位素负偏,推测是由于海平面的下降导致有机质发生氧化并向海水释放碳同位素偏轻的无机碳,碳同位素形成负偏
四川盆地下寒武统的泥页岩不仅包含重要的环境——生命演化信息,同时也是我国当前页岩气勘探开发的重点层位,对其开展精细的地层年代学研究具有生产及科研的双重价值。为了更准确的探明四川盆地下寒武统筇竹寺组黑色页岩层序-沉积特征,对川西南地区金页1井筇竹寺组页岩地层开展了旋回地层学研究。对伽马能谱测井曲线进行测井响应特征分析,认为钾元素测井序列是最适合的古环境、古气候替代指标。根据测井曲线的不同特征将筇竹寺组分为四段分别进行频谱分析和滑动窗口频谱分析,识别出偏心率和斜率周期(405-kyr,131-kyr,95-kyr,36-kyr,28-kyr)。通过对405-kyr的长偏心率周期进行带通滤波,并以周缘地区的年代地层年龄526.86 ± 0.16 Ma为年龄控制点,建立了金页1井筇竹寺组的“浮动”天文年代标尺。筇竹寺组总共记录了29个长偏心率周期,计算出四段地层的最优沉积速率分别为2.5,2.9,3.4和4.8cm/kyr。以405-kyr的轨道调谐为基础的沉积噪音模型DYNOT及ρ1曲线重建了筇竹寺组沉积时期的相对海平面变化曲线;以相对海平面变化曲线为理论参照,在筇竹寺组中划分了4个三级层序,并识别出4个最大海泛面及其对应的T-R旋回;4个三级层序的沉积时限从下到上为3.18,2.03,2.97和3.63 Ma,分别包含了8个,5个,7个和9个长偏心率周期。海平面变化曲线的低值对应了全球碳同位素负偏,推测是由于海平面的下降导致有机质发生氧化并向海水释放碳同位素偏轻的无机碳,碳同位素形成负偏
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为分析沁水盆地北部太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙分形特征及影响因素,通过对阳泉区块太原组样品进行总有机碳(TOC)含量、成熟度测试及X射线衍射、低温氮气吸附实验,基于FHH理论模型计算样品孔隙分形维数,分析矿物含量、有机地化特征及孔隙结构参数对孔隙分形维数的影响。结果显示:太原组煤系页岩TOC含量在0.57%~6.40%之间,平均为3.18%;有机质镜质体反射率(Ro)介于1.96%~3.24%之间,平均为2.49%;煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,其中表面分形维数(D1)介于2.5079~2.6639之间,结构分形维数(D2)介于2.5271~2.80936之间;有机质含量及成熟度与D1、D2均呈正相关关系,孔隙结构参数与D1、D2具有良好正相关性,但与D2相关系数高于D1,指示微孔对孔隙结构参数的影响更强;分选、磨圆度高的陆源碎屑石英多具规则孔隙形态,造成石英含量与D1、D2呈负相关关系;碳酸盐岩矿物及长石主要提供宏孔,其含量与页岩D1及D2均呈负相关关系;黏土矿物在长期压实作用下孔径减少,微孔数量增加,孔隙形态复杂,其含量与分形维数D1及D2呈正相关关系。综上,海陆过渡相煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,有机质含量、成熟度、孔隙结构参数和黏土矿物含量增大可导致其微观孔隙分形维数变大,陆源碎屑石英、长石和碳酸盐矿物含量增多可导致其微观孔隙分形维数变小。
为分析沁水盆地北部太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙分形特征及影响因素,通过对阳泉区块太原组样品进行总有机碳(TOC)含量、成熟度测试及X射线衍射、低温氮气吸附实验,基于FHH理论模型计算样品孔隙分形维数,分析矿物含量、有机地化特征及孔隙结构参数对孔隙分形维数的影响。结果显示:太原组煤系页岩TOC含量在0.57%~6.40%之间,平均为3.18%;有机质镜质体反射率(Ro)介于1.96%~3.24%之间,平均为2.49%;煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,其中表面分形维数(D1)介于2.5079~2.6639之间,结构分形维数(D2)介于2.5271~2.80936之间;有机质含量及成熟度与D1、D2均呈正相关关系,孔隙结构参数与D1、D2具有良好正相关性,但与D2相关系数高于D1,指示微孔对孔隙结构参数的影响更强;分选、磨圆度高的陆源碎屑石英多具规则孔隙形态,造成石英含量与D1、D2呈负相关关系;碳酸盐岩矿物及长石主要提供宏孔,其含量与页岩D1及D2均呈负相关关系;黏土矿物在长期压实作用下孔径减少,微孔数量增加,孔隙形态复杂,其含量与分形维数D1及D2呈正相关关系。综上,海陆过渡相煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,有机质含量、成熟度、孔隙结构参数和黏土矿物含量增大可导致其微观孔隙分形维数变大,陆源碎屑石英、长石和碳酸盐矿物含量增多可导致其微观孔隙分形维数变小。
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中国东部渤海湾盆地东营凹陷地区发育大套湖相含碳酸盐细粒沉积岩,通过岩心和薄片观察,依据沉积构造特征和矿物组分含量将该地区发育的细粒岩划分为纹层状泥质灰岩、纹层状灰质泥岩、弱纹层状灰质泥岩、透镜状泥质灰岩和块状泥岩五种岩相。对该地区樊页1井(F1)545 m厚的沙四上到沙三下亚段自然伽马(GR)测井曲线进行时间序列分析。考虑到沉积环境和沉积速率的差异,将目标层段划分为四个单元。对未调谐的GR序列采用Multi-taper method(MTM)进行频谱分析,结果显示四个单元都记录125 kyr、38.7 kyr、18.7 kyr米兰科维奇旋回信号。以沙四上和沙三下亚段火山灰测年42.4 Ma作为“锚点”,经405 kyr长偏心率旋回进行标定后,建立了精度为38.7 kyr的“浮动”天文年代标尺。东营凹陷沙四上到沙三下细粒岩沉积总持续时间为5.3 Myr。通过分析18.7 kyr岁差旋回与碳酸盐岩含量变化,发现两者有很好的对应关系,推测地球轨道参数18.7 kyr岁差旋回和125 kyr偏心率旋回共同驱动气候的变化控制了含碳酸盐细粒沉积岩的沉积作用。提出沉积模型来解释轨道循环与含碳酸盐细粒沉积岩成因之间的联系。18.7 kyr岁差控制日照量的变化,同时又受到125 kyr偏心率的调控,在岁差极大值点处或偏心率极小值处,日照量增多,湖盆水体温度升高,浮游藻类和细菌勃发,生物化学作用增强,形成有利于方解石结晶的微环境,以灰岩沉积为主。在岁差极小值或偏心率极大值处,日照量减少,湖盆水体温度降低,浮游藻类和细菌的生命活动受到抑制,生物化学作用减弱,细粒物质主要来自陆源输入,以泥岩沉积为主。利用旋回地层学理论,从天文周期控制沉积作用角度,还原湖泊沉积的古气候、古环境变化特征,探究湖相细粒沉积岩成因机制,对非常规油气勘探开发具有重要的科学和指导意义。
中国东部渤海湾盆地东营凹陷地区发育大套湖相含碳酸盐细粒沉积岩,通过岩心和薄片观察,依据沉积构造特征和矿物组分含量将该地区发育的细粒岩划分为纹层状泥质灰岩、纹层状灰质泥岩、弱纹层状灰质泥岩、透镜状泥质灰岩和块状泥岩五种岩相。对该地区樊页1井(F1)545 m厚的沙四上到沙三下亚段自然伽马(GR)测井曲线进行时间序列分析。考虑到沉积环境和沉积速率的差异,将目标层段划分为四个单元。对未调谐的GR序列采用Multi-taper method(MTM)进行频谱分析,结果显示四个单元都记录125 kyr、38.7 kyr、18.7 kyr米兰科维奇旋回信号。以沙四上和沙三下亚段火山灰测年42.4 Ma作为“锚点”,经405 kyr长偏心率旋回进行标定后,建立了精度为38.7 kyr的“浮动”天文年代标尺。东营凹陷沙四上到沙三下细粒岩沉积总持续时间为5.3 Myr。通过分析18.7 kyr岁差旋回与碳酸盐岩含量变化,发现两者有很好的对应关系,推测地球轨道参数18.7 kyr岁差旋回和125 kyr偏心率旋回共同驱动气候的变化控制了含碳酸盐细粒沉积岩的沉积作用。提出沉积模型来解释轨道循环与含碳酸盐细粒沉积岩成因之间的联系。18.7 kyr岁差控制日照量的变化,同时又受到125 kyr偏心率的调控,在岁差极大值点处或偏心率极小值处,日照量增多,湖盆水体温度升高,浮游藻类和细菌勃发,生物化学作用增强,形成有利于方解石结晶的微环境,以灰岩沉积为主。在岁差极小值或偏心率极大值处,日照量减少,湖盆水体温度降低,浮游藻类和细菌的生命活动受到抑制,生物化学作用减弱,细粒物质主要来自陆源输入,以泥岩沉积为主。利用旋回地层学理论,从天文周期控制沉积作用角度,还原湖泊沉积的古气候、古环境变化特征,探究湖相细粒沉积岩成因机制,对非常规油气勘探开发具有重要的科学和指导意义。
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湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段(Es4scs)时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化该时期细粒沉积泥页岩有机质富集规律的认识,论文从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光-扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱-质谱分析等技术手段,详细探讨有机质富集的控制因素,建立不同沉积环境演化阶段的有机质富集模式。结果表明:①有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源;②沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境3个演化阶段;③有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。本次研究探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果将对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。
湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段(Es4scs)时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化该时期细粒沉积泥页岩有机质富集规律的认识,论文从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光-扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱-质谱分析等技术手段,详细探讨有机质富集的控制因素,建立不同沉积环境演化阶段的有机质富集模式。结果表明:①有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源;②沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境3个演化阶段;③有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。本次研究探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果将对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。
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古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入地研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。结果表明:古龙页岩形成时期气候整体温暖潮湿,发育淡水-微咸水还原环境,具有较高的古湖泊生产力,沉积速率低,水体较深为有机质形成、保存与富集提供了地质基础。页岩沉积时期古气候指数CIA介于63-74,以温湿气候为主,页岩沉积时期古盐度Sr/Ba介于0.23-1.0之间,为淡水-微咸水环境,V/(V+Ni)介于0.6-0.9之间,以还原-强还原水体为主,古水深25-117m,属于半深湖-深湖沉积,(La/Yb)N值在0.9-1.41之间浮动变化,代表较低的沉积速率。古龙页岩有机质富集主要受古气候、古盐度、古水深、沉积速率和古湖泊生产力等因素的有利耦合。研究成果为可有效指导松辽盆地古龙页岩油甜点预测和勘探开发工作。
古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入地研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。结果表明:古龙页岩形成时期气候整体温暖潮湿,发育淡水-微咸水还原环境,具有较高的古湖泊生产力,沉积速率低,水体较深为有机质形成、保存与富集提供了地质基础。页岩沉积时期古气候指数CIA介于63-74,以温湿气候为主,页岩沉积时期古盐度Sr/Ba介于0.23-1.0之间,为淡水-微咸水环境,V/(V+Ni)介于0.6-0.9之间,以还原-强还原水体为主,古水深25-117m,属于半深湖-深湖沉积,(La/Yb)N值在0.9-1.41之间浮动变化,代表较低的沉积速率。古龙页岩有机质富集主要受古气候、古盐度、古水深、沉积速率和古湖泊生产力等因素的有利耦合。研究成果为可有效指导松辽盆地古龙页岩油甜点预测和勘探开发工作。
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摘要:四川盆地下寒武统水井沱组黑色页岩是四川盆地重要的烃源岩和页岩气勘探层位,但目前对该黑色页岩有机质富集机理还存在不同的看法。本文通过川东北城口地区下寒武统水井沱组下部黑色页岩沉积相与沉积微相分析、环境成因草莓状黄铁矿形态与粒径变化规律研究,结合黑色页岩总有机碳含量、主量元素、微量元素等地球化学数据分析,重建了四川盆地东北部水井沱组沉积期古地理、古环境演化模式,探讨了有机质富集主控因素与形成机制。研究结果表明:1)水井沱组黑色页岩可以划分出与深水陆棚—斜坡环境有关的5个沉积微相;2)元素Al与Ti的变化指示陆源输入相对稳定,Mo/TOC比值及UEF-MoEF交汇图反映水井沱组沉积水体为弱-中等滞留环境;3)草莓状黄铁矿粒径统计分析及氧化还原敏感元素Mo、U分析表明,黑色页岩富有机质层段主要为缺氧至硫化的沉积环境;4)初级生产力指标BaXS及P/Ti比值较低,反映水井沱组黑色页岩沉积期古海洋的初级生产力水平较低;5)陆源输入有机质、初级生产力、氧化还原条件等相关性分析表明,四川盆地东北部下寒武统有机质富集主要受氧化还原条件变化的控制。
摘要:四川盆地下寒武统水井沱组黑色页岩是四川盆地重要的烃源岩和页岩气勘探层位,但目前对该黑色页岩有机质富集机理还存在不同的看法。本文通过川东北城口地区下寒武统水井沱组下部黑色页岩沉积相与沉积微相分析、环境成因草莓状黄铁矿形态与粒径变化规律研究,结合黑色页岩总有机碳含量、主量元素、微量元素等地球化学数据分析,重建了四川盆地东北部水井沱组沉积期古地理、古环境演化模式,探讨了有机质富集主控因素与形成机制。研究结果表明:1)水井沱组黑色页岩可以划分出与深水陆棚—斜坡环境有关的5个沉积微相;2)元素Al与Ti的变化指示陆源输入相对稳定,Mo/TOC比值及UEF-MoEF交汇图反映水井沱组沉积水体为弱-中等滞留环境;3)草莓状黄铁矿粒径统计分析及氧化还原敏感元素Mo、U分析表明,黑色页岩富有机质层段主要为缺氧至硫化的沉积环境;4)初级生产力指标BaXS及P/Ti比值较低,反映水井沱组黑色页岩沉积期古海洋的初级生产力水平较低;5)陆源输入有机质、初级生产力、氧化还原条件等相关性分析表明,四川盆地东北部下寒武统有机质富集主要受氧化还原条件变化的控制。
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石英是海相页岩中最重要的矿物之一,以多种形式存在,并存在多种的硅质来源和成因,而不同类型的石英对于岩石力学性能和孔隙演化的贡献是不同的,且相关研究目前仍较薄弱。简述了近年来海相页岩石英分类的最新进展,并在此基础上,在前期研究较为薄弱的下扬子地区,利用鼓地1井上奥陶统五峰组—下志留统高家边组海相页岩样品,综合运用薄片分析、X射线衍射分析、地球化学分析、场发射扫描电镜、核磁共振、能谱分析和阴极发光等多种方法手段,在了解海相页岩石英类型和硅质来源的基础上,进一步讨论生物成因微晶石英对页岩力学性质和孔隙发育等储层性质的影响。结果表明,下扬子地区鼓地1井五峰—高家边组页岩石英类型主要为碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英,其中碎屑石英为陆源输入,而微晶石英则为自生来源。硅质生物骨架镜下证据、生物硅含量、主微量元素特征等指标综合分析表明硅质生物可为微晶石英提供重要的硅质来源。海相页岩中的生物成因微晶石英增强了页岩的脆性,并且相互连接,形成刚性的硅质基质框架,很大程度上提高了页岩的力学性能。此外,这一刚性框架能有效地保护微晶石英内部的有机质孔隙和粒间孔隙不被压实,有利于孔隙的保存。
石英是海相页岩中最重要的矿物之一,以多种形式存在,并存在多种的硅质来源和成因,而不同类型的石英对于岩石力学性能和孔隙演化的贡献是不同的,且相关研究目前仍较薄弱。简述了近年来海相页岩石英分类的最新进展,并在此基础上,在前期研究较为薄弱的下扬子地区,利用鼓地1井上奥陶统五峰组—下志留统高家边组海相页岩样品,综合运用薄片分析、X射线衍射分析、地球化学分析、场发射扫描电镜、核磁共振、能谱分析和阴极发光等多种方法手段,在了解海相页岩石英类型和硅质来源的基础上,进一步讨论生物成因微晶石英对页岩力学性质和孔隙发育等储层性质的影响。结果表明,下扬子地区鼓地1井五峰—高家边组页岩石英类型主要为碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英,其中碎屑石英为陆源输入,而微晶石英则为自生来源。硅质生物骨架镜下证据、生物硅含量、主微量元素特征等指标综合分析表明硅质生物可为微晶石英提供重要的硅质来源。海相页岩中的生物成因微晶石英增强了页岩的脆性,并且相互连接,形成刚性的硅质基质框架,很大程度上提高了页岩的力学性能。此外,这一刚性框架能有效地保护微晶石英内部的有机质孔隙和粒间孔隙不被压实,有利于孔隙的保存。
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【目的】川南地区上奥陶统和下志留统黑色页岩是页岩气勘探的主要目标,为了探究此套页岩的岩相划分、沉积环境以及沉积过程。【方法】通过岩芯、光学显微镜以及扫描电镜的观察与分析,根据矿物组成及含量、沉积构造特征,并综合考虑生物作用及成岩作用对岩相进行划分;利用氧化-还原指标(U/Th、V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co)、海平面变化指标(Ce*)、水体滞留程度指标(Mo/TOC)、古气候指标(Sr/Cu)、古盐度指标(Sr/Ba)以及古生产力指标(Cu、生源Ba)对古环境进行分析,并基于岩芯和薄片观察、X射线荧光扫描以及矿物X衍射全岩分析对沉积过程进行识别。【结果】结果显示:五峰组-龙马溪组页岩识别出六种岩相:生物硅质页岩、黏土质页岩、(长英质-钙质)粉砂页岩、钙质粉砂页岩、钙质页岩以及长英质粉砂页岩。沉积环境自下而上经历5个阶段的变化。五峰组-龙马溪组页岩主要是在低能条件下悬浮沉积形成,也在五峰组中部和龙马溪组下部发育上升流沉积,五峰组顶部发育少量风暴流沉积,在龙马溪组上部也见有重力滑塌、碎屑流、和浊流沉积。【结论】沉积环境的频繁变化以及沉积过程的多样性控制了岩相的类型与特征,进一步导致不同岩相的有机质含量、孔隙度、含气量等储层品质因素存在显著差异,后续仍需对页岩岩相与储层品质等方面加强研究,为页岩气的勘探与开发提供理论依据。
【目的】川南地区上奥陶统和下志留统黑色页岩是页岩气勘探的主要目标,为了探究此套页岩的岩相划分、沉积环境以及沉积过程。【方法】通过岩芯、光学显微镜以及扫描电镜的观察与分析,根据矿物组成及含量、沉积构造特征,并综合考虑生物作用及成岩作用对岩相进行划分;利用氧化-还原指标(U/Th、V/Cr、V/(V+Ni)、Ni/Co)、海平面变化指标(Ce*)、水体滞留程度指标(Mo/TOC)、古气候指标(Sr/Cu)、古盐度指标(Sr/Ba)以及古生产力指标(Cu、生源Ba)对古环境进行分析,并基于岩芯和薄片观察、X射线荧光扫描以及矿物X衍射全岩分析对沉积过程进行识别。【结果】结果显示:五峰组-龙马溪组页岩识别出六种岩相:生物硅质页岩、黏土质页岩、(长英质-钙质)粉砂页岩、钙质粉砂页岩、钙质页岩以及长英质粉砂页岩。沉积环境自下而上经历5个阶段的变化。五峰组-龙马溪组页岩主要是在低能条件下悬浮沉积形成,也在五峰组中部和龙马溪组下部发育上升流沉积,五峰组顶部发育少量风暴流沉积,在龙马溪组上部也见有重力滑塌、碎屑流、和浊流沉积。【结论】沉积环境的频繁变化以及沉积过程的多样性控制了岩相的类型与特征,进一步导致不同岩相的有机质含量、孔隙度、含气量等储层品质因素存在显著差异,后续仍需对页岩岩相与储层品质等方面加强研究,为页岩气的勘探与开发提供理论依据。
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【目的】探讨上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英的成因、硅质来源及其差异发育的原因。【方法】研究区不同剖面采集筇竹寺组底部黑色页岩样品36个,利用X射线衍射法(XRD)分析页岩的全岩矿物组成,利用普通薄片、场扫描电镜(FE-SEM)分析页岩岩性、微观结构及微纳米石英的结构与产状,采用扫描电镜-阴极发光(SEM-CL)技术分析矿物的阴极发光特征,采用燃烧法分析岩石总有机碳含量(TOC)。【结果】筇竹寺组黑色页岩岩性多样(雷波马劲子、镇雄Z1井以粉砂岩为主,遵义松林以泥岩为主);页岩中微纳米石英粒径一般几百纳米至2 μm,自形-它形,群集或分散产出,阴极射线下不发光-微弱发光;纵横向上,微纳米石英具有非均衡发育的特征(大量共生或少量产出),总体上东部(松林)较西部(雷波马劲子、Z1井)、黑色页岩下段较上段更为发育。【结论】微纳米石英为成岩自生,硅质来源多样,热液硅可能为大量共生的微纳米石英提供了主要硅质来源;研究区筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英发育程度对上升流具有一定指示意义:黑色页岩中微纳米石英较多指示上升流或热液影响明显的沉积环境,微纳米石英较少则可能指示滞留、缺氧(或上升流影响小)的沉积环境。
【目的】探讨上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英的成因、硅质来源及其差异发育的原因。【方法】研究区不同剖面采集筇竹寺组底部黑色页岩样品36个,利用X射线衍射法(XRD)分析页岩的全岩矿物组成,利用普通薄片、场扫描电镜(FE-SEM)分析页岩岩性、微观结构及微纳米石英的结构与产状,采用扫描电镜-阴极发光(SEM-CL)技术分析矿物的阴极发光特征,采用燃烧法分析岩石总有机碳含量(TOC)。【结果】筇竹寺组黑色页岩岩性多样(雷波马劲子、镇雄Z1井以粉砂岩为主,遵义松林以泥岩为主);页岩中微纳米石英粒径一般几百纳米至2 μm,自形-它形,群集或分散产出,阴极射线下不发光-微弱发光;纵横向上,微纳米石英具有非均衡发育的特征(大量共生或少量产出),总体上东部(松林)较西部(雷波马劲子、Z1井)、黑色页岩下段较上段更为发育。【结论】微纳米石英为成岩自生,硅质来源多样,热液硅可能为大量共生的微纳米石英提供了主要硅质来源;研究区筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英发育程度对上升流具有一定指示意义:黑色页岩中微纳米石英较多指示上升流或热液影响明显的沉积环境,微纳米石英较少则可能指示滞留、缺氧(或上升流影响小)的沉积环境。
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【目的】川西北地区二叠系吴家坪组海相碳酸盐岩中广泛分布厚度不等的凝灰岩,并具有一定的天然气储集能力。川西北大坪剖面吴家坪组剖面厚45.02m,在吴一段和吴二段中发育单层厚5-55cm的凝灰岩,分布稳定,为研究该区凝灰岩成因及储集空间类型提供了良好的素材。【方法】论文基于该剖面野外观察及薄片、XRD、扫描电镜、主微量元素、锆石U-Pb年龄等分析表明,【结果】吴家坪组凝灰岩主要以火山尘凝灰岩为主,由粒径小于0.05mm的玻屑组成;矿物成分以伊利石、伊蒙混层为主,少量石英、石膏;吴一段凝灰岩具有Al2O3/TiO2高的比值(23.36-34.56)、SiO2/Al2O3的低比值(1.84-2.75)及Eu、Ba、Sr、Ti元素明显亏损等特征,吴二段凝灰岩具有Al2O3/TiO2高的比值(21.14-53.049)、SiO2/Al2O3的低比值(1.829-2.682)及Eu弱亏损、亏损Nb、Ti等高场强元素,【结论】显示了吴家坪组凝灰岩受到蚀变程度较高;其来源均与峨眉山大火成岩省的多期酸性火山作用有关,形成于板内拉张环境,且吴二段凝灰岩受到壳幔混合的影响。凝灰岩中储集空间类型包括洞、不规则溶孔、粒内溶孔、有机质孔、粒间溶孔、裂缝等,凝灰岩中热液锆石测得的U-Pb年龄为(132.37±0.53)Ma,其形成受早白垩世热液、构造活动等多种因素影响。
【目的】川西北地区二叠系吴家坪组海相碳酸盐岩中广泛分布厚度不等的凝灰岩,并具有一定的天然气储集能力。川西北大坪剖面吴家坪组剖面厚45.02m,在吴一段和吴二段中发育单层厚5-55cm的凝灰岩,分布稳定,为研究该区凝灰岩成因及储集空间类型提供了良好的素材。【方法】论文基于该剖面野外观察及薄片、XRD、扫描电镜、主微量元素、锆石U-Pb年龄等分析表明,【结果】吴家坪组凝灰岩主要以火山尘凝灰岩为主,由粒径小于0.05mm的玻屑组成;矿物成分以伊利石、伊蒙混层为主,少量石英、石膏;吴一段凝灰岩具有Al2O3/TiO2高的比值(23.36-34.56)、SiO2/Al2O3的低比值(1.84-2.75)及Eu、Ba、Sr、Ti元素明显亏损等特征,吴二段凝灰岩具有Al2O3/TiO2高的比值(21.14-53.049)、SiO2/Al2O3的低比值(1.829-2.682)及Eu弱亏损、亏损Nb、Ti等高场强元素,【结论】显示了吴家坪组凝灰岩受到蚀变程度较高;其来源均与峨眉山大火成岩省的多期酸性火山作用有关,形成于板内拉张环境,且吴二段凝灰岩受到壳幔混合的影响。凝灰岩中储集空间类型包括洞、不规则溶孔、粒内溶孔、有机质孔、粒间溶孔、裂缝等,凝灰岩中热液锆石测得的U-Pb年龄为(132.37±0.53)Ma,其形成受早白垩世热液、构造活动等多种因素影响。
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【目的】为丰富页岩天然裂缝发育程度定量评价方法,明确裂缝发育主控因素。【方法】以泸州地区五峰组—龙马溪组页岩为例,通过岩心精细描述、有机地球化学测试、三轴岩石力学实验、测井力学解释等手段,对页岩储层天然裂缝的分类、发育指数评价、控制因素等进行了系统研究。【结果】研究区五峰组—龙一1亚段页岩天然裂缝发育构造裂缝、成岩裂缝、异常高压裂缝3大成因类别,可细分为剪切缝、张性缝、顺层滑脱缝、层间页理缝、溶蚀缝、异常高压缝此6种裂缝类型;创新建立耦合裂缝线密度—裂缝充填种类—裂缝倾角种类的天然裂缝发育指数(Ffz)评价方法,实现裂缝发育程度定量表征,明确了构造部位控制区域天然裂缝发育程度:背斜区>斜坡区>向斜区;裂缝发育主控因素综合分析表明,影响泸州地区五峰组—龙一1亚段页岩岩心天然裂缝发育程度的控制因素由大到小依次为:构造作用、岩石力学性质、沉积成岩作用。【结论】相关认识可为海相页岩储层天然裂缝定量评价与差异化压裂工程设计提供借鉴与新思路。
【目的】为丰富页岩天然裂缝发育程度定量评价方法,明确裂缝发育主控因素。【方法】以泸州地区五峰组—龙马溪组页岩为例,通过岩心精细描述、有机地球化学测试、三轴岩石力学实验、测井力学解释等手段,对页岩储层天然裂缝的分类、发育指数评价、控制因素等进行了系统研究。【结果】研究区五峰组—龙一1亚段页岩天然裂缝发育构造裂缝、成岩裂缝、异常高压裂缝3大成因类别,可细分为剪切缝、张性缝、顺层滑脱缝、层间页理缝、溶蚀缝、异常高压缝此6种裂缝类型;创新建立耦合裂缝线密度—裂缝充填种类—裂缝倾角种类的天然裂缝发育指数(Ffz)评价方法,实现裂缝发育程度定量表征,明确了构造部位控制区域天然裂缝发育程度:背斜区>斜坡区>向斜区;裂缝发育主控因素综合分析表明,影响泸州地区五峰组—龙一1亚段页岩岩心天然裂缝发育程度的控制因素由大到小依次为:构造作用、岩石力学性质、沉积成岩作用。【结论】相关认识可为海相页岩储层天然裂缝定量评价与差异化压裂工程设计提供借鉴与新思路。
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下古生界筇竹寺组和龙马溪组是页岩气勘探开发的重点层系,但对两套页岩有机质富集的环境控制因素一直缺乏系统对比研究,通过对中扬子西部两套页岩在被动大陆边缘和克拉通坳陷内沉积学及地球化学特征进行对比分析,探讨了有机质差异富集主控因素及形成模式,取得如下认识:两套页岩高TOC段均位于底部,形成于陆源输入量低、古生产力水平高和保存条件好的环境中,且筇竹寺组底部古生产力水平和底水还原程度更高,导致其TOC含量更高。此后,筇竹寺期盆地拉张裂陷作用持续减弱,龙马溪期前陆挠曲-迁移作用逐渐增强,两套页岩均表现出陆源输入量增大和保存条件变差的特点,但古生产力水平变化却截然不同:筇竹寺期,洋流活动随着海平面下降而减弱,古生产力水平随之降低,而龙马溪期,挠曲-迁移作用导致扬子海盆北部障壁开口逐渐打开,洋流涌入规模逐渐扩大,受海平面下降影响较弱,古生产力水平随之升高。因此,纵向上,筇竹寺组TOC含量降低主要受古生产力水平降低、保存条件变差和陆源输入量增大的共同控制,而龙马溪组则主要受后两个因素控制。横向上,两套页岩由被动大陆边缘过渡至克拉通坳陷内,海平面高度和洋流活跃程度均呈降低趋势,保存条件和古生产力水平同时变差,TOC含量随之降低。受此控制,筇竹寺组页岩气勘探开发重点应向西南落实,而龙马溪组则应转向西北方向,二者难以同时兼顾。该研究对于深入理解下古生界海相页岩有机质富集机理及指导页岩气勘探实践均具有积极意义。
下古生界筇竹寺组和龙马溪组是页岩气勘探开发的重点层系,但对两套页岩有机质富集的环境控制因素一直缺乏系统对比研究,通过对中扬子西部两套页岩在被动大陆边缘和克拉通坳陷内沉积学及地球化学特征进行对比分析,探讨了有机质差异富集主控因素及形成模式,取得如下认识:两套页岩高TOC段均位于底部,形成于陆源输入量低、古生产力水平高和保存条件好的环境中,且筇竹寺组底部古生产力水平和底水还原程度更高,导致其TOC含量更高。此后,筇竹寺期盆地拉张裂陷作用持续减弱,龙马溪期前陆挠曲-迁移作用逐渐增强,两套页岩均表现出陆源输入量增大和保存条件变差的特点,但古生产力水平变化却截然不同:筇竹寺期,洋流活动随着海平面下降而减弱,古生产力水平随之降低,而龙马溪期,挠曲-迁移作用导致扬子海盆北部障壁开口逐渐打开,洋流涌入规模逐渐扩大,受海平面下降影响较弱,古生产力水平随之升高。因此,纵向上,筇竹寺组TOC含量降低主要受古生产力水平降低、保存条件变差和陆源输入量增大的共同控制,而龙马溪组则主要受后两个因素控制。横向上,两套页岩由被动大陆边缘过渡至克拉通坳陷内,海平面高度和洋流活跃程度均呈降低趋势,保存条件和古生产力水平同时变差,TOC含量随之降低。受此控制,筇竹寺组页岩气勘探开发重点应向西南落实,而龙马溪组则应转向西北方向,二者难以同时兼顾。该研究对于深入理解下古生界海相页岩有机质富集机理及指导页岩气勘探实践均具有积极意义。
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渗透率是决定致密砂岩储层渗流能力并最终决定产能的关键因素。由于致密砂岩储层孔隙结构复杂、非均质性强,其渗透率变化范围大,预测困难,亟需开发适用于致密砂岩的渗透率预测模型。以塔里木盆地库车坳陷克深2气藏白垩系巴什基奇克组致密砂岩为研究对象,综合物性测试、薄片鉴定、扫描电镜成像分析、高压压汞技术、核磁共振技术及分形理论,对致密砂岩孔隙结构进行定性、定量表征;基于分形理论,充分考虑孔隙结构非均质性对渗透率的影响,提出了两个新的、基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型。与rapex渗透率预测模型相比, r20分形模型、SDR(>40)分形模型的渗透率预测精度分别提升了42%与20%。
渗透率是决定致密砂岩储层渗流能力并最终决定产能的关键因素。由于致密砂岩储层孔隙结构复杂、非均质性强,其渗透率变化范围大,预测困难,亟需开发适用于致密砂岩的渗透率预测模型。以塔里木盆地库车坳陷克深2气藏白垩系巴什基奇克组致密砂岩为研究对象,综合物性测试、薄片鉴定、扫描电镜成像分析、高压压汞技术、核磁共振技术及分形理论,对致密砂岩孔隙结构进行定性、定量表征;基于分形理论,充分考虑孔隙结构非均质性对渗透率的影响,提出了两个新的、基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型。与rapex渗透率预测模型相比, r20分形模型、SDR(>40)分形模型的渗透率预测精度分别提升了42%与20%。
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【目的】针对四川盆地侏罗纪大安寨期古环境特征差异较大及页岩油源储分布规律不清的问题,【方法】利用盆地中部和东部侏罗系大安寨段钻井岩心和野外剖面等地质资料,对大安寨段岩性及沉积古环境进行研究,通过元素地球化学分析方法,对古气候、古氧化还原、古盐度等古环境进行恢复和对比分析。【结果】研究表明:川中-川东地区大安寨段岩性可划分为页岩、介壳页岩、泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、介壳灰岩和泥质介壳灰岩;大安寨第三亚段沉积期气候为干燥-半干燥,水体为亚还原条件的淡水-半咸水,处于浅湖-半深湖环境;大安寨第二亚段沉积期气候为半干燥-半潮湿,降水量较多,气温较低,水体为亚还原条件的淡水,处于半深湖环境;大安寨第一亚段沉积期气候为干燥-半干燥,水体为氧化-亚还原条件的半咸水-咸水,处于滨湖-浅湖环境;RA1井与YT1井大安寨时期均具有气候干燥→潮湿→干燥、降水量少→多→少、气温高→低→高、水体还原性弱→强→弱、古盐度高→低→高的规律;大安寨第三亚段沉积期至大安寨第二亚段沉积早期,湖盆沉积中心由川东地区往川中地区迁移,大安寨第二亚段沉积晚期至大安寨第一亚段沉积期,湖盆沉积中心则由川中地区往川东地区迁移;大安寨第二亚段TOC均值为1.70%,孔隙度均值为4.93%,荧光显示强烈,是大安寨段页岩油的主要生油层和储集层;古环境因素对源储配置具有较大影响,较潮湿的气候、较多的降水、较低的气温、还原性的水体和较低的盐度有利于泥页岩沉积、有机质富集和孔隙发育。【结论】川中-川东地区大安寨段古环境控制泥页岩沉积和有机质富集规律,影响页岩孔隙发育程度,为明确四川盆地页岩油有利勘探区提供理论依据。
【目的】针对四川盆地侏罗纪大安寨期古环境特征差异较大及页岩油源储分布规律不清的问题,【方法】利用盆地中部和东部侏罗系大安寨段钻井岩心和野外剖面等地质资料,对大安寨段岩性及沉积古环境进行研究,通过元素地球化学分析方法,对古气候、古氧化还原、古盐度等古环境进行恢复和对比分析。【结果】研究表明:川中-川东地区大安寨段岩性可划分为页岩、介壳页岩、泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、介壳灰岩和泥质介壳灰岩;大安寨第三亚段沉积期气候为干燥-半干燥,水体为亚还原条件的淡水-半咸水,处于浅湖-半深湖环境;大安寨第二亚段沉积期气候为半干燥-半潮湿,降水量较多,气温较低,水体为亚还原条件的淡水,处于半深湖环境;大安寨第一亚段沉积期气候为干燥-半干燥,水体为氧化-亚还原条件的半咸水-咸水,处于滨湖-浅湖环境;RA1井与YT1井大安寨时期均具有气候干燥→潮湿→干燥、降水量少→多→少、气温高→低→高、水体还原性弱→强→弱、古盐度高→低→高的规律;大安寨第三亚段沉积期至大安寨第二亚段沉积早期,湖盆沉积中心由川东地区往川中地区迁移,大安寨第二亚段沉积晚期至大安寨第一亚段沉积期,湖盆沉积中心则由川中地区往川东地区迁移;大安寨第二亚段TOC均值为1.70%,孔隙度均值为4.93%,荧光显示强烈,是大安寨段页岩油的主要生油层和储集层;古环境因素对源储配置具有较大影响,较潮湿的气候、较多的降水、较低的气温、还原性的水体和较低的盐度有利于泥页岩沉积、有机质富集和孔隙发育。【结论】川中-川东地区大安寨段古环境控制泥页岩沉积和有机质富集规律,影响页岩孔隙发育程度,为明确四川盆地页岩油有利勘探区提供理论依据。
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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-右旋运动,凹陷地层展布呈现典型下断上坳的双层结构。在研究区进行层序地层划分的基础上,对研究区开展二维地震资料的解释工作以及测井数据的分析,通过对地震相的精细刻画,基于陆架边缘三角洲三种亚相的地震反射特征,重点分析南昆嵩凹陷晚中新世以来陆架边缘三角洲三种亚相在平面上的展布特点。结合研究区几次重要构造事件之间的联系,综合探讨南昆嵩凹陷中新世以来沉积充填演化模式。研究结果表明:南昆嵩凹陷主要沉积渐新世以来的地层;早中新世时期,南昆嵩凹陷主要表现为快速沉积的特点,发育近源三角洲,北部三角洲规模较小,南部斜坡三角洲范围较大,沉积的物源主要来自纳土纳隆起;中中新世时期,南昆嵩凹陷进入走滑改造期,中中新世以后,昆嵩隆起逐渐没于水下,湄公河水系越过湄公盆地,逐渐影响南昆嵩凹陷的沉积作用,研究区开始发育陆架边缘三角洲;晚中新世时期,南昆嵩凹陷进入热沉降阶段,昆嵩隆起产生裂陷峡谷,形成大量山间水系,南昆嵩凹陷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。
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-右旋运动,凹陷地层展布呈现典型下断上坳的双层结构。在研究区进行层序地层划分的基础上,对研究区开展二维地震资料的解释工作以及测井数据的分析,通过对地震相的精细刻画,基于陆架边缘三角洲三种亚相的地震反射特征,重点分析南昆嵩凹陷晚中新世以来陆架边缘三角洲三种亚相在平面上的展布特点。结合研究区几次重要构造事件之间的联系,综合探讨南昆嵩凹陷中新世以来沉积充填演化模式。研究结果表明:南昆嵩凹陷主要沉积渐新世以来的地层;早中新世时期,南昆嵩凹陷主要表现为快速沉积的特点,发育近源三角洲,北部三角洲规模较小,南部斜坡三角洲范围较大,沉积的物源主要来自纳土纳隆起;中中新世时期,南昆嵩凹陷进入走滑改造期,中中新世以后,昆嵩隆起逐渐没于水下,湄公河水系越过湄公盆地,逐渐影响南昆嵩凹陷的沉积作用,研究区开始发育陆架边缘三角洲;晚中新世时期,南昆嵩凹陷进入热沉降阶段,昆嵩隆起产生裂陷峡谷,形成大量山间水系,南昆嵩凹陷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。
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通过地球化学方法对鄂尔多斯盆地西缘中部晚三叠世延长组不同层段的16件砂泥岩样品进行了主量、微量以及稀土元素测试分析,探讨了延长组碎屑岩的沉积环境、物源区源岩类型和构造背景,结果显示:砂岩类型主要为岩屑砂岩、长石砂岩,源区经历了弱-中等的风化作用,样品受再旋回作用影响很小;源岩与上地壳物质相关; 延长组整体处于氧化-弱还原的淡水沉积环境,古气候为干旱-半干旱,第三段部分处于弱氧化的微咸水环境和温湿古气候;源岩主要为长英质岩石,延长组三段物源较复杂,有部分中性岩;延长组源区总体处于活动大陆边缘构造背景,第三段源区构造背景较复杂,与大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景均有关系。元素地球化学特征示踪的物源和沉积环境特征与三叠系延长组湖盆演化和区域构造环境具有较好的一致性。
通过地球化学方法对鄂尔多斯盆地西缘中部晚三叠世延长组不同层段的16件砂泥岩样品进行了主量、微量以及稀土元素测试分析,探讨了延长组碎屑岩的沉积环境、物源区源岩类型和构造背景,结果显示:砂岩类型主要为岩屑砂岩、长石砂岩,源区经历了弱-中等的风化作用,样品受再旋回作用影响很小;源岩与上地壳物质相关; 延长组整体处于氧化-弱还原的淡水沉积环境,古气候为干旱-半干旱,第三段部分处于弱氧化的微咸水环境和温湿古气候;源岩主要为长英质岩石,延长组三段物源较复杂,有部分中性岩;延长组源区总体处于活动大陆边缘构造背景,第三段源区构造背景较复杂,与大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景均有关系。元素地球化学特征示踪的物源和沉积环境特征与三叠系延长组湖盆演化和区域构造环境具有较好的一致性。
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【目的】河流沉积物记录了丰富的源区信息,对于探究流域源区风化、搬运-沉积循环及母岩成分具有重要意义。与整合了不同风化机制并包含复杂岩石类型的大型流域不同,小型河流具有相似的气候和岩性背景,对研究沉积物物质组成有重要研究价值。【方法】为了探究河流过程对沉积物物质组成的影响,我们从巴兰河上游到下游的边滩上获取了8个样品进行分粒级处理(<63 μm、63-125 μm、125-250 μm),将<63 μm的样品进行地球化学测试(常量、微量、稀土和Sr-Nd同位素),63-125 μm和125-250 μm的样品进行重矿物测试。【结果】结果表明,巴兰河沉积物经历了较低的化学风化作用、成熟度较低,处于初次循环沉积,物源主要来源于长英质母岩。物源指标(La/Sc、Co/Th、Cr/Th、Th/Sc)和Sr-Nd同位素组成总体上变化不大,能够代表巴兰河总体流域特征。【结论】巴兰河样品呈现出一致的化学风化程度、成熟度、再循环特征、母岩特征,这说明河流过程并没有对巴兰河沉积物的地球化学组成造成明显影响。重矿物经过河流的搬运后稀释混合,不同河段及不同粒级组分的重矿物明显呈现不同的含量组成,表明短距离的搬运很难使重矿物均匀分配到不同粒级组分。因此,在进行河流源-汇系统研究时,少数的样品很难代表整个流域的重矿物组成,即便是在小型河流中。本研究还强调了Sr-Nd同位素与不活动元素比值结合可以有效进行河流物源示踪。
【目的】河流沉积物记录了丰富的源区信息,对于探究流域源区风化、搬运-沉积循环及母岩成分具有重要意义。与整合了不同风化机制并包含复杂岩石类型的大型流域不同,小型河流具有相似的气候和岩性背景,对研究沉积物物质组成有重要研究价值。【方法】为了探究河流过程对沉积物物质组成的影响,我们从巴兰河上游到下游的边滩上获取了8个样品进行分粒级处理(<63 μm、63-125 μm、125-250 μm),将<63 μm的样品进行地球化学测试(常量、微量、稀土和Sr-Nd同位素),63-125 μm和125-250 μm的样品进行重矿物测试。【结果】结果表明,巴兰河沉积物经历了较低的化学风化作用、成熟度较低,处于初次循环沉积,物源主要来源于长英质母岩。物源指标(La/Sc、Co/Th、Cr/Th、Th/Sc)和Sr-Nd同位素组成总体上变化不大,能够代表巴兰河总体流域特征。【结论】巴兰河样品呈现出一致的化学风化程度、成熟度、再循环特征、母岩特征,这说明河流过程并没有对巴兰河沉积物的地球化学组成造成明显影响。重矿物经过河流的搬运后稀释混合,不同河段及不同粒级组分的重矿物明显呈现不同的含量组成,表明短距离的搬运很难使重矿物均匀分配到不同粒级组分。因此,在进行河流源-汇系统研究时,少数的样品很难代表整个流域的重矿物组成,即便是在小型河流中。本研究还强调了Sr-Nd同位素与不活动元素比值结合可以有效进行河流物源示踪。
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【目的】砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而对呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及对区域地表过程的深入理解。【方法】为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。【结果】结果表明:(1)沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中-酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化;(2)结合宏观和微观角度(重矿物和地球化学指标等),并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲-洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组;(3)构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100~200 Ma和250~350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。【结论】上述研究对大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建具有重要意义。
【目的】砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而对呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及对区域地表过程的深入理解。【方法】为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。【结果】结果表明:(1)沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中-酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化;(2)结合宏观和微观角度(重矿物和地球化学指标等),并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲-洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组;(3)构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100~200 Ma和250~350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。【结论】上述研究对大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建具有重要意义。
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海底麻坑不仅是海底流体活动的记录和指示,也是影响油田开发和海上平台的关键因素,因而针对海底麻坑的研究就显的极为重要。本文通过高分辨率三维地震数据以及各种分析化验资料的综合分析,对非洲西海岸尼日利亚深水区地海底麻坑的沉积特征、成因机制以及研究意义等方面的研究,详细论述了海底麻坑的沉积特征,建立了海底麻坑的5种沉积类型,并探索了海底麻坑的研究意义。
海底麻坑不仅是海底流体活动的记录和指示,也是影响油田开发和海上平台的关键因素,因而针对海底麻坑的研究就显的极为重要。本文通过高分辨率三维地震数据以及各种分析化验资料的综合分析,对非洲西海岸尼日利亚深水区地海底麻坑的沉积特征、成因机制以及研究意义等方面的研究,详细论述了海底麻坑的沉积特征,建立了海底麻坑的5种沉积类型,并探索了海底麻坑的研究意义。
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作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积(MTDs)一直受到国内外学者的广泛关注,然而,前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为研究对象,综合利用地震资料解释以及地层正演模拟方法探究了不同层序建造背景对于MTDs发育的影响。地震资料解释结果表明MTDs主要在SQ4内发育而在SQ5内鲜有发育,而且,SQ4中高位体系域发育程度相较于SQ5明显较高。根据晚第四纪珠江陆缘的实际情况,设计了45组Dionisos地层正演模拟实验分析深水MTDs在不同层序建造背景下的发育。结果表明在晚第四纪珠江陆缘充足的沉积物供给以及大幅度海平面波动的背景下,深水MTDs对层序建造过程中高位体系域的发育极其敏感;在高位体系域持续时间较长从而进行充分发育的情况下,深水MTDs普遍较容易形成,这与深水MTDs在SQ4和SQ5中的实际发育情况一致。在SQ4建造过程中,高位体系域充分发育,相应的三角洲-滨岸沉积体系越过了陆架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前积体,其具有很大的不稳定性,极易发生斜坡垮塌,从而导致了深水MTDs的发育。然而,在SQ5建造过程中,高位体系域发育相对有限,相应的三角洲-滨岸沉积体系只进积到了外陆架,形成低起伏和低坡度的斜坡前积体,不利于斜坡垮塌的发生以及深水MTDs的发育。
作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积(MTDs)一直受到国内外学者的广泛关注,然而,前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为研究对象,综合利用地震资料解释以及地层正演模拟方法探究了不同层序建造背景对于MTDs发育的影响。地震资料解释结果表明MTDs主要在SQ4内发育而在SQ5内鲜有发育,而且,SQ4中高位体系域发育程度相较于SQ5明显较高。根据晚第四纪珠江陆缘的实际情况,设计了45组Dionisos地层正演模拟实验分析深水MTDs在不同层序建造背景下的发育。结果表明在晚第四纪珠江陆缘充足的沉积物供给以及大幅度海平面波动的背景下,深水MTDs对层序建造过程中高位体系域的发育极其敏感;在高位体系域持续时间较长从而进行充分发育的情况下,深水MTDs普遍较容易形成,这与深水MTDs在SQ4和SQ5中的实际发育情况一致。在SQ4建造过程中,高位体系域充分发育,相应的三角洲-滨岸沉积体系越过了陆架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前积体,其具有很大的不稳定性,极易发生斜坡垮塌,从而导致了深水MTDs的发育。然而,在SQ5建造过程中,高位体系域发育相对有限,相应的三角洲-滨岸沉积体系只进积到了外陆架,形成低起伏和低坡度的斜坡前积体,不利于斜坡垮塌的发生以及深水MTDs的发育。
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鄂尔多斯东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。本次研究以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为研究对象,建立统一标准的层序地层格架,并且提出对应的聚煤模式,从而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间的关系。本次研究从井-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3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,导致煤层局部聚集为厚煤层,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。
鄂尔多斯东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。本次研究以鄂尔多斯东部晚古生代沉积为研究对象,建立统一标准的层序地层格架,并且提出对应的聚煤模式,从而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间的关系。本次研究从井-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3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,导致煤层局部聚集为厚煤层,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。
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以西接康滇古陆的四川盆地西南部下二叠统栖霞阶梁山组和栖霞组为研究对象,综合利用野外剖面、钻井岩心和测录井等资料,在岩石类型与沉积相分析的基础上,运用海相碳酸盐岩层序地层学原理与方法,在栖霞阶中识别出4个三级层序界面,从下到上分别为梁山组底界面(I型)、栖一段内部界面(II型)、栖一段\栖二段界面(II型)和栖霞组\茅口组界面(I型),并将其划分为3个三级层序,每个层序均由海侵域和高位域组成。通过层序地层格架的对比分析,认为栖霞阶下部的SQ0层序大致对应于传统划分的梁山组+栖一段下部地层,仅发育于研究区内的古地貌低地,并且具有向古地貌高地超覆的层序充填特征,中部的SQ1层序和上部的SQ2层序则遍布全区。采用单因素分析多因素综合作图法,以三级层序为编图单位,结合优势相原则,分别绘制了研究区栖霞阶SQ0+SQ1和SQ2层序岩相古地理图,发现川西南栖霞阶层序岩相古地理格局,总体上表现为西接康滇古陆的海相碳酸盐岩台地,古地貌和沉积相带分异比较明显,自西向东依次为:康滇古陆及其东缘的潮坪、台内洼地、台内丘滩、以及开阔-半局限海台地,而且沿台内坡折带发育的台内丘滩体往往具有环洼规模分布的趋势。通过剖析台内坡折带对碳酸盐岩成储的影响,指出SQ2层序(栖二段)是研究区栖霞阶最有利于台内丘滩这一潜力储集相带发育的层位,环台洼坡折带发育的丘滩体相带附近是有利的勘探区。从层序地层学角度重新认识栖霞阶地层充填规律及岩相古地理特征,可为栖霞组后续储层研究和有利勘探区预测提供全新的框架支撑。
以西接康滇古陆的四川盆地西南部下二叠统栖霞阶梁山组和栖霞组为研究对象,综合利用野外剖面、钻井岩心和测录井等资料,在岩石类型与沉积相分析的基础上,运用海相碳酸盐岩层序地层学原理与方法,在栖霞阶中识别出4个三级层序界面,从下到上分别为梁山组底界面(I型)、栖一段内部界面(II型)、栖一段\栖二段界面(II型)和栖霞组\茅口组界面(I型),并将其划分为3个三级层序,每个层序均由海侵域和高位域组成。通过层序地层格架的对比分析,认为栖霞阶下部的SQ0层序大致对应于传统划分的梁山组+栖一段下部地层,仅发育于研究区内的古地貌低地,并且具有向古地貌高地超覆的层序充填特征,中部的SQ1层序和上部的SQ2层序则遍布全区。采用单因素分析多因素综合作图法,以三级层序为编图单位,结合优势相原则,分别绘制了研究区栖霞阶SQ0+SQ1和SQ2层序岩相古地理图,发现川西南栖霞阶层序岩相古地理格局,总体上表现为西接康滇古陆的海相碳酸盐岩台地,古地貌和沉积相带分异比较明显,自西向东依次为:康滇古陆及其东缘的潮坪、台内洼地、台内丘滩、以及开阔-半局限海台地,而且沿台内坡折带发育的台内丘滩体往往具有环洼规模分布的趋势。通过剖析台内坡折带对碳酸盐岩成储的影响,指出SQ2层序(栖二段)是研究区栖霞阶最有利于台内丘滩这一潜力储集相带发育的层位,环台洼坡折带发育的丘滩体相带附近是有利的勘探区。从层序地层学角度重新认识栖霞阶地层充填规律及岩相古地理特征,可为栖霞组后续储层研究和有利勘探区预测提供全新的框架支撑。
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钙(Ca)是重要的造岩元素和生命必需元素,广泛参与地球表层物质循环过程,并记录着海洋环境及其演化。随着相关分析测试技术的进步,钙同位素日益成为重要的地球化学研究手段。钙同位素在地球表层无机和有机作用过程中可发生不同程度的分馏,是示踪钙循环过程的利器,对于揭示海洋环境演化和地球表层圈层相互作用具有重要价值。本文首先系统地介绍了钙同位素的基本原理、分馏机理、海洋钙循环及其同位素特征等方面的研究进展。基于研究现状和趋势,本文进一步对其在碳酸盐岩成岩作用评估、深时海水钙同位素值厘定、海洋钙循环重建等领域的应用进行了介绍和探讨。最后,本文对钙同位素在古海洋领域的发展方向进行了展望,以期促进深时钙循环研究。
钙(Ca)是重要的造岩元素和生命必需元素,广泛参与地球表层物质循环过程,并记录着海洋环境及其演化。随着相关分析测试技术的进步,钙同位素日益成为重要的地球化学研究手段。钙同位素在地球表层无机和有机作用过程中可发生不同程度的分馏,是示踪钙循环过程的利器,对于揭示海洋环境演化和地球表层圈层相互作用具有重要价值。本文首先系统地介绍了钙同位素的基本原理、分馏机理、海洋钙循环及其同位素特征等方面的研究进展。基于研究现状和趋势,本文进一步对其在碳酸盐岩成岩作用评估、深时海水钙同位素值厘定、海洋钙循环重建等领域的应用进行了介绍和探讨。最后,本文对钙同位素在古海洋领域的发展方向进行了展望,以期促进深时钙循环研究。
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异重流沉积研究对于沉积地质学科学研究、地质灾害防治和油气勘探开发等具有重要的理论和现实意义,已成为地质学的研究热点之一。在前人研究成果基础上,结合若干实例,系统地阐述了异重流的概念、研究发展历程、形成条件、演化过程和沉积特征。异重流的形成会受到气候、构造、地形、物源供给等控制因素的协同作用。异重流对沉积物的运载方式主要有悬浮荷载、底床荷载两种。成对出现的逆粒序-正粒序单元可以作为异重流沉积的判识标志之一,但异重流沉积(异重岩)的鉴定标志还应结合其沉积背景、沉积位置、沉积构造、岩石结构、沉积序列、古生物化石等诸多特征进行综合分析。即便是一次完整的异重流沉积过程,在不同沉积位置和沉积背景条件下,其沉积特征和判识标志也不是唯一的,故难以用一种单一的标尺来衡量不同条件下的异重流沉积。异重流沉积从近端的(分流)河口到远端的异重流扇端粒度减小,厚度减薄;近端以主水道的侵蚀、填充作用为主,形成下切水道;中部则为过渡地区,会依次形成下切沟道、天然堤、沟道侧缘、分支水道、朵叶体等沉积单元;远端以细粒沉积和薄层为特征。展望未来,异重流沉积研究可在基本理论的完善、古代异重流沉积特征的识别、陆相湖盆异重流沉积特色研究、异重岩成岩作用研究、异重岩储层预测等方面取得进展;也可在异重流沉积水槽实验、水下观测、数值模拟等研究方法方面开展创新性研究工作。
异重流沉积研究对于沉积地质学科学研究、地质灾害防治和油气勘探开发等具有重要的理论和现实意义,已成为地质学的研究热点之一。在前人研究成果基础上,结合若干实例,系统地阐述了异重流的概念、研究发展历程、形成条件、演化过程和沉积特征。异重流的形成会受到气候、构造、地形、物源供给等控制因素的协同作用。异重流对沉积物的运载方式主要有悬浮荷载、底床荷载两种。成对出现的逆粒序-正粒序单元可以作为异重流沉积的判识标志之一,但异重流沉积(异重岩)的鉴定标志还应结合其沉积背景、沉积位置、沉积构造、岩石结构、沉积序列、古生物化石等诸多特征进行综合分析。即便是一次完整的异重流沉积过程,在不同沉积位置和沉积背景条件下,其沉积特征和判识标志也不是唯一的,故难以用一种单一的标尺来衡量不同条件下的异重流沉积。异重流沉积从近端的(分流)河口到远端的异重流扇端粒度减小,厚度减薄;近端以主水道的侵蚀、填充作用为主,形成下切水道;中部则为过渡地区,会依次形成下切沟道、天然堤、沟道侧缘、分支水道、朵叶体等沉积单元;远端以细粒沉积和薄层为特征。展望未来,异重流沉积研究可在基本理论的完善、古代异重流沉积特征的识别、陆相湖盆异重流沉积特色研究、异重岩成岩作用研究、异重岩储层预测等方面取得进展;也可在异重流沉积水槽实验、水下观测、数值模拟等研究方法方面开展创新性研究工作。
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粒度参数是表征碎屑沉积物和沉积岩基本特征的重要指标,也是判别沉积环境的重要参考依据。长期以来,基于等比制和负对数转换的粒度Φ值及粒度参数在地质学和海洋科学领域得到广泛应用,甚至成为国家标准。其中,分选系数的数学内涵与标准偏差有密切关系,因而分选系数是否与粒度一样具有量纲、用什么单位,就成为有争议的问题。为了澄清这一问题,文章回顾了Φ值的由来以及分选系数等粒度参数计算公式的演变过程,统计了国内学者近期的使用习惯,得出以下认识。(1)Φ值的计算公式已经将其修正为无量纲参数,使得Φ值成为表达粒度大小的一个便利性指标,但是它不具有计量单位的内在属性,不能作为一个长度量纲(即粒度)的单位来使用;(2)虽然分选系数源于统计学的标准偏差,但是已经独立发展为描述碎屑沉积物分选性的重要参数,与偏度系数、峰度系数等并列,建议使用时不必添加单位,并参考McManus去量纲的做法对分选系数的公式进行了改进;(3)多数国内学者倾向于使用沉积学术语“分选系数”而不是统计学术语“标准偏差”,且在描述分选结果时不使用单位;(4)现行国家标准GB/T 12763.8-2007规定分选系数的单位为Φ,且关于粒度参数计算公式的说明文字存在打印校对错误,建议在修订标准时加以改正。上述工作,可以为海洋调查规范的修订与改善建言献策,为推进术语统一与标准化提供建议。
粒度参数是表征碎屑沉积物和沉积岩基本特征的重要指标,也是判别沉积环境的重要参考依据。长期以来,基于等比制和负对数转换的粒度Φ值及粒度参数在地质学和海洋科学领域得到广泛应用,甚至成为国家标准。其中,分选系数的数学内涵与标准偏差有密切关系,因而分选系数是否与粒度一样具有量纲、用什么单位,就成为有争议的问题。为了澄清这一问题,文章回顾了Φ值的由来以及分选系数等粒度参数计算公式的演变过程,统计了国内学者近期的使用习惯,得出以下认识。(1)Φ值的计算公式已经将其修正为无量纲参数,使得Φ值成为表达粒度大小的一个便利性指标,但是它不具有计量单位的内在属性,不能作为一个长度量纲(即粒度)的单位来使用;(2)虽然分选系数源于统计学的标准偏差,但是已经独立发展为描述碎屑沉积物分选性的重要参数,与偏度系数、峰度系数等并列,建议使用时不必添加单位,并参考McManus去量纲的做法对分选系数的公式进行了改进;(3)多数国内学者倾向于使用沉积学术语“分选系数”而不是统计学术语“标准偏差”,且在描述分选结果时不使用单位;(4)现行国家标准GB/T 12763.8-2007规定分选系数的单位为Φ,且关于粒度参数计算公式的说明文字存在打印校对错误,建议在修订标准时加以改正。上述工作,可以为海洋调查规范的修订与改善建言献策,为推进术语统一与标准化提供建议。
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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,对岩相展布规律进行预测。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。分析认为,该区岩相特征及展布规律受控于晚石炭-早二叠纪火山活动、鼻隆两翼石炭系顶界古地貌坡度、气候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,对岩相展布规律进行预测。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。分析认为,该区岩相特征及展布规律受控于晚石炭-早二叠纪火山活动、鼻隆两翼石炭系顶界古地貌坡度、气候以及湖平面升降变化。
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【目的】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。【方法】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。【结果】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地区出现大幅减薄,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转变为以黏土和石英为主,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。【结论】认为绵阳–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。
【目的】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。【方法】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。【结果】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地区出现大幅减薄,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转变为以黏土和石英为主,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。【结论】认为绵阳–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。
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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。本文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364Ma、450Ma、946Ma和2446Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294Ma、1963.4Ma和2499Ma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1876.5Ma,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。本文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364Ma、450Ma、946Ma和2446Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294Ma、1963.4Ma和2499Ma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1876.5Ma,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。
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有关冲裂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, 综述并讨论有关冲裂概念、成因、演化、识别、应用等关键问题。主要成果包括:(1)阐述冲裂的概念,以及冲裂与决口、改道的异同,并建议使用狭义的冲裂概念来解释大规模的河道改道。(2)明确坡度比是冲裂的主要控制因素,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)是河道冲裂的次要控制因素。(3)总结了冲裂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前积型冲裂与废弃河道再占用型冲裂识别不同的河道类型与演化方式,或使用地层过渡型冲裂与地层突变型冲裂的分类方案来区分河道之间的叠置关系。(4)讨论了冲裂在储层构型、河型转化等当前热点问题应用前景。建议引入冲裂的概念来完善储层构型领域5级构型的演变、大型水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。有关冲裂问题的综述与讨论不仅丰富了当前国内的河流相沉积理论,同时为储层沉积学家恢复古河道的演化方式,建立更加精准的地质模型提供更多的科学依据。
有关冲裂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, 综述并讨论有关冲裂概念、成因、演化、识别、应用等关键问题。主要成果包括:(1)阐述冲裂的概念,以及冲裂与决口、改道的异同,并建议使用狭义的冲裂概念来解释大规模的河道改道。(2)明确坡度比是冲裂的主要控制因素,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)是河道冲裂的次要控制因素。(3)总结了冲裂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前积型冲裂与废弃河道再占用型冲裂识别不同的河道类型与演化方式,或使用地层过渡型冲裂与地层突变型冲裂的分类方案来区分河道之间的叠置关系。(4)讨论了冲裂在储层构型、河型转化等当前热点问题应用前景。建议引入冲裂的概念来完善储层构型领域5级构型的演变、大型水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。有关冲裂问题的综述与讨论不仅丰富了当前国内的河流相沉积理论,同时为储层沉积学家恢复古河道的演化方式,建立更加精准的地质模型提供更多的科学依据。
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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着显著差异。首先,通过砂岩类型和岩屑类型特征,结合前人研究成果,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、物性及储集空间特征及储集成岩作用类型探究物源对储层特征的影响。最后,分别讨论在龙门山物源以及米仓山-大巴山物源下研究区须二段、须四段储层特征的差异性。研究结果表明:(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)同一层位下不同物源控制的储层成岩作用特征有所差异。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略强,绿泥石薄膜发育,碳酸盐胶结作用作用弱。须四段,龙门山物源较米仓山-大巴山物源控制的储层的碳酸盐岩屑极大的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)同一物源控制下的不同层位储层成岩作用特征有着明显的差异性。龙门山物源下,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、硅质胶结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,碳酸盐胶结是储层致密化的关键因素。米仓山-大巴山物源下,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,硅质胶结是储层致密化关键因素;须四段溶蚀作用和碳酸盐岩屑抗压实能力是改善储层物性的主要因素,碳酸盐胶结是储层致密的关键因素。
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着显著差异。首先,通过砂岩类型和岩屑类型特征,结合前人研究成果,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、物性及储集空间特征及储集成岩作用类型探究物源对储层特征的影响。最后,分别讨论在龙门山物源以及米仓山-大巴山物源下研究区须二段、须四段储层特征的差异性。研究结果表明:(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)同一层位下不同物源控制的储层成岩作用特征有所差异。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略强,绿泥石薄膜发育,碳酸盐胶结作用作用弱。须四段,龙门山物源较米仓山-大巴山物源控制的储层的碳酸盐岩屑极大的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)同一物源控制下的不同层位储层成岩作用特征有着明显的差异性。龙门山物源下,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、硅质胶结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,碳酸盐胶结是储层致密化的关键因素。米仓山-大巴山物源下,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,硅质胶结是储层致密化关键因素;须四段溶蚀作用和碳酸盐岩屑抗压实能力是改善储层物性的主要因素,碳酸盐胶结是储层致密的关键因素。
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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于同一物源体系,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。二叠纪至三叠纪,华北陆块与蒙古陆块碰撞拼合导致大量的花岗岩侵入到阴山造山带,至早-中侏罗世富县组时期被风化剥蚀,随后被搬运到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于同一物源体系,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。二叠纪至三叠纪,华北陆块与蒙古陆块碰撞拼合导致大量的花岗岩侵入到阴山造山带,至早-中侏罗世富县组时期被风化剥蚀,随后被搬运到鄂尔多斯盆地东北部沉积。
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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的现状引发了我们对现有近岸水下扇沉积充填样式的思考和探索。通过开展水槽沉积模拟实验、解析沉积充填过程,认为可以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。
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的现状引发了我们对现有近岸水下扇沉积充填样式的思考和探索。通过开展水槽沉积模拟实验、解析沉积充填过程,认为可以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。
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鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组具有丰富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,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,在研究区北部石嘴山-图东4井地区阴山与阿拉善源汇系统存在物源混合区。阿拉善源汇系统的源区构造背景以主动大陆边缘为主,其他3个源汇系统均以被动大陆边缘为主。阿拉善、阴山和北秦岭源汇系统的源区以长英质物源为主,北祁连源汇系统为古老沉积物。基于源汇系统分区,重建古地理格局:(1)阿拉善源汇系统沉积物搬运距离较远,水体相对较浅,发育海陆过渡相河控三角洲沉积体系;(2)阴山源汇系统的碎屑沉积物分布面积广,搬运距离远,水体相对较浅,发育海陆过渡相潮控三角洲沉积体系;(3)北祁连源汇系统水体较深,深水部位发育海相浅海陆棚沉积体系,近岸发育小型河控三角洲;(4)北秦岭源汇系统沉积物搬运距离短,水体较浅,发育海陆过渡相障壁岛海岸沉积体系。研究成果对指导鄂尔多斯盆地西缘油气勘探和丰富源-汇系统理论意义重大。
鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组具有丰富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,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,在研究区北部石嘴山-图东4井地区阴山与阿拉善源汇系统存在物源混合区。阿拉善源汇系统的源区构造背景以主动大陆边缘为主,其他3个源汇系统均以被动大陆边缘为主。阿拉善、阴山和北秦岭源汇系统的源区以长英质物源为主,北祁连源汇系统为古老沉积物。基于源汇系统分区,重建古地理格局:(1)阿拉善源汇系统沉积物搬运距离较远,水体相对较浅,发育海陆过渡相河控三角洲沉积体系;(2)阴山源汇系统的碎屑沉积物分布面积广,搬运距离远,水体相对较浅,发育海陆过渡相潮控三角洲沉积体系;(3)北祁连源汇系统水体较深,深水部位发育海相浅海陆棚沉积体系,近岸发育小型河控三角洲;(4)北秦岭源汇系统沉积物搬运距离短,水体较浅,发育海陆过渡相障壁岛海岸沉积体系。研究成果对指导鄂尔多斯盆地西缘油气勘探和丰富源-汇系统理论意义重大。
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【目的】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。【方法】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】1)决口扇砂体长50~3 000 m,宽50~2 500 m,厚度0.2~5 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可划分为5类连通关系: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)决口扇沉积对地层砂地比低于30%的中小型三角洲平原亚相砂体连通影响程度最为显著。【结论】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。
【目的】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。【方法】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】1)决口扇砂体长50~3 000 m,宽50~2 500 m,厚度0.2~5 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可划分为5类连通关系: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)决口扇沉积对地层砂地比低于30%的中小型三角洲平原亚相砂体连通影响程度最为显著。【结论】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。
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【目的】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。【方法】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。【结果与结论】研究表明: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,主要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。
【目的】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。【方法】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。【结果与结论】研究表明: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,主要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。
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【目的】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。【方法】基于牙哈气田古近系苏维依组底砂岩段钻井取芯、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】结果表明:(1)研究区古近系底砂岩段沉积成因石膏分为异地沉积石膏、原地沉积石膏。(2)异地沉积石膏主要以石膏团块受流水搬运为主,搬运距离从近到远依次为:①撕裂状:粒径8-10cm的不规则状石膏团块;②云雾状:粒径4-8槽模的云雾状石膏团块,具棱角;③团砾状:粒径2-5cm、近圆状石膏团块,磨圆度较好;④定向排列石膏:石膏团块定向排列,粒径0.5-2cm,具平行层理构造;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,石膏团块通过搬运沉积;【结论】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,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新的思路。
【目的】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。【方法】基于牙哈气田古近系苏维依组底砂岩段钻井取芯、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】结果表明:(1)研究区古近系底砂岩段沉积成因石膏分为异地沉积石膏、原地沉积石膏。(2)异地沉积石膏主要以石膏团块受流水搬运为主,搬运距离从近到远依次为:①撕裂状:粒径8-10cm的不规则状石膏团块;②云雾状:粒径4-8槽模的云雾状石膏团块,具棱角;③团砾状:粒径2-5cm、近圆状石膏团块,磨圆度较好;④定向排列石膏:石膏团块定向排列,粒径0.5-2cm,具平行层理构造;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,石膏团块通过搬运沉积;【结论】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,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新的思路。
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【目的】沉积岩中广泛发育的黏土矿物贯穿构造―沉积―成岩整个地质过程,记录了全盆地、多尺度的水―岩―烃相互作用信息。针对砂岩储层中黏土矿物的形成、生长和转化过程进行系统调研,不仅对健全成岩作用体系研究具有重要的学术探索意义,也从孔喉结构演变和物性响应角度为致密砂岩油气勘探、开发提供有力支撑。【方法】围绕这一主旨,本文详述了蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石和混合晶层黏土矿物的基本特征、物质基础与生长环境,在归纳前人经典认识和最新进展的基础上梳理关键科学问题和前沿研究热点。【结果】认为黏土矿物与母岩性质、沉积微相之间空间耦合特征明显;黏土矿物内层包膜形成过程中可能存在机械渗滤和生物诱导两种机理,有待后续研究进一步明确;在成岩环境主导下,黏土矿物外层包膜的生长与其他流―岩作用的发生存在物质依赖和空间竞争关系,并反向影响介质条件。在含油气盆地中,黏土矿物通过改变孔喉结构和成岩进程对储层品质表现出绝对消极和相对积极的“双刃剑”作用;利用微区原位分析技术精准揭示多尺度的黏土矿物生长过程和控储作用,既满足油气勘探开发的现实需求,又推动了盆地流体―岩石相互作用的发展。【结论】技术创新驱动地质学认识不断深化,并在实际勘探工作中逐渐完善,为实现油气增储上产提供理论基础。
【目的】沉积岩中广泛发育的黏土矿物贯穿构造―沉积―成岩整个地质过程,记录了全盆地、多尺度的水―岩―烃相互作用信息。针对砂岩储层中黏土矿物的形成、生长和转化过程进行系统调研,不仅对健全成岩作用体系研究具有重要的学术探索意义,也从孔喉结构演变和物性响应角度为致密砂岩油气勘探、开发提供有力支撑。【方法】围绕这一主旨,本文详述了蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石和混合晶层黏土矿物的基本特征、物质基础与生长环境,在归纳前人经典认识和最新进展的基础上梳理关键科学问题和前沿研究热点。【结果】认为黏土矿物与母岩性质、沉积微相之间空间耦合特征明显;黏土矿物内层包膜形成过程中可能存在机械渗滤和生物诱导两种机理,有待后续研究进一步明确;在成岩环境主导下,黏土矿物外层包膜的生长与其他流―岩作用的发生存在物质依赖和空间竞争关系,并反向影响介质条件。在含油气盆地中,黏土矿物通过改变孔喉结构和成岩进程对储层品质表现出绝对消极和相对积极的“双刃剑”作用;利用微区原位分析技术精准揭示多尺度的黏土矿物生长过程和控储作用,既满足油气勘探开发的现实需求,又推动了盆地流体―岩石相互作用的发展。【结论】技术创新驱动地质学认识不断深化,并在实际勘探工作中逐渐完善,为实现油气增储上产提供理论基础。
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【目的】吐哈盆地鲁克沁地区上二叠统梧桐沟组具备良好的油气勘探潜力,是深层勘探重点层系。成岩作用分析显示方解石胶结物是该地区梧桐沟组储层发育的主要自生矿物之一,但对于其成因期次及其如何影响储层质量缺乏研究。【方法】通过薄片鉴定、物性分析、扫描电镜、阴极发光等测试方法,对鲁克沁地区上二叠统梧桐沟组深埋砂岩储层中普遍存在的方解石胶结物期次及成因进行系统研究,探讨方解石胶结物对储层质量的影响。 【结果】结果表明:鲁克沁地区梧桐沟组储层的方解石胶结物面积含量在1.0~8.0%最有利于储层发育,高于8.0%的样品显示原生孔几乎被方解石等充填殆尽,低于1.0%的样品表现为压实作用过于强烈而不利储层发育;显微镜下的充填关系指示了三期方解石胶结物,Ⅰ 期泥晶方解石,为准同生期碱性湖水沉淀成因;Ⅱ 期连晶胶结的方解石,为早成岩浅埋藏的开放成岩系统中活跃的富Ca2+孔隙水析出成因;Ⅲ 期长石等粒内溶孔充填状方解石,为中成岩深埋藏环境与蒙脱石等粘土矿物转化有关形成的铁方解石。方解石胶结物含量与物性没有明显的正或负相关性,说明其主要为保持性成岩作用,以孔隙式充填形式出现,占据剩余粒间孔的同时又能增强碎屑颗粒骨架的抗压实能力。【结论】方解石胶结物是鲁克沁地区梧桐沟组深部砂岩储层发育的关键因素。
【目的】吐哈盆地鲁克沁地区上二叠统梧桐沟组具备良好的油气勘探潜力,是深层勘探重点层系。成岩作用分析显示方解石胶结物是该地区梧桐沟组储层发育的主要自生矿物之一,但对于其成因期次及其如何影响储层质量缺乏研究。【方法】通过薄片鉴定、物性分析、扫描电镜、阴极发光等测试方法,对鲁克沁地区上二叠统梧桐沟组深埋砂岩储层中普遍存在的方解石胶结物期次及成因进行系统研究,探讨方解石胶结物对储层质量的影响。 【结果】结果表明:鲁克沁地区梧桐沟组储层的方解石胶结物面积含量在1.0~8.0%最有利于储层发育,高于8.0%的样品显示原生孔几乎被方解石等充填殆尽,低于1.0%的样品表现为压实作用过于强烈而不利储层发育;显微镜下的充填关系指示了三期方解石胶结物,Ⅰ 期泥晶方解石,为准同生期碱性湖水沉淀成因;Ⅱ 期连晶胶结的方解石,为早成岩浅埋藏的开放成岩系统中活跃的富Ca2+孔隙水析出成因;Ⅲ 期长石等粒内溶孔充填状方解石,为中成岩深埋藏环境与蒙脱石等粘土矿物转化有关形成的铁方解石。方解石胶结物含量与物性没有明显的正或负相关性,说明其主要为保持性成岩作用,以孔隙式充填形式出现,占据剩余粒间孔的同时又能增强碎屑颗粒骨架的抗压实能力。【结论】方解石胶结物是鲁克沁地区梧桐沟组深部砂岩储层发育的关键因素。
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混合沉积储层是极具勘探潜力的油气储层类型,然而却存在很强的非均质性问题。“层系混合”型沉积对此开展了诸多探索,然而“组分混合”沉积的非均质形成机理却缺少系统认识。近年来渤海海域中-深层古近系发现典型的“组分混合”沉积并在其中获得了重大油气突破,这为探讨此类沉积的非均质性问题提供了理想的研究材料。利用渤海海域岩心和录井资料,对“组分混合”沉积的非均质性特征与主控因素开展详实研究。研究表明,研究区“组分混合”沉积包括原生生物混合滩和碎屑流混积滩两类成因相组合。受控不同因素的影响,“组分混合”沉积在空间分布上具有显著差异:受古气候与物源影响,原生生物混合滩易分布于碎屑沉积侧翼;湖平面变化控制不同成因相的叠置。碎屑流混合滩受古气候与水深的约束,分布于凸起近端;重力事件的水动力差异导致成因相垂向样式的频繁变化。其次,两类沉积均呈现复杂的储层物性与孔隙结构非均质性,这受控于陆源碎屑组分供给、选择性溶蚀量、白云岩化、胶结物产状与数量等因素对孔隙空间的差异化影响。由此,本文构建了沉积-成岩过程中 “组分混合”沉积的空间分布与储集性能非均质性的形成模式,这对混合沉积的分布预测与储层评价具有重要的启示意义。
混合沉积储层是极具勘探潜力的油气储层类型,然而却存在很强的非均质性问题。“层系混合”型沉积对此开展了诸多探索,然而“组分混合”沉积的非均质形成机理却缺少系统认识。近年来渤海海域中-深层古近系发现典型的“组分混合”沉积并在其中获得了重大油气突破,这为探讨此类沉积的非均质性问题提供了理想的研究材料。利用渤海海域岩心和录井资料,对“组分混合”沉积的非均质性特征与主控因素开展详实研究。研究表明,研究区“组分混合”沉积包括原生生物混合滩和碎屑流混积滩两类成因相组合。受控不同因素的影响,“组分混合”沉积在空间分布上具有显著差异:受古气候与物源影响,原生生物混合滩易分布于碎屑沉积侧翼;湖平面变化控制不同成因相的叠置。碎屑流混合滩受古气候与水深的约束,分布于凸起近端;重力事件的水动力差异导致成因相垂向样式的频繁变化。其次,两类沉积均呈现复杂的储层物性与孔隙结构非均质性,这受控于陆源碎屑组分供给、选择性溶蚀量、白云岩化、胶结物产状与数量等因素对孔隙空间的差异化影响。由此,本文构建了沉积-成岩过程中 “组分混合”沉积的空间分布与储集性能非均质性的形成模式,这对混合沉积的分布预测与储层评价具有重要的启示意义。
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【目的】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。【方法】本文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)地震岩石物理响应特征。【结果】研究表明: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。【结论】本文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。
【目的】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。【方法】本文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)地震岩石物理响应特征。【结果】研究表明: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。【结论】本文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。
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摘要:
深层-超深层碳酸盐岩具有重要的油气勘探潜力,而其储层具有非均质性强、预测困难等显著特点。其中一个重要的因素是储层经历的复杂的成岩改造,因此,厘清优势成岩作用对储层的差异性改造,即优势成储效应,是揭示深部碳酸盐岩储层成因的关键。基于系统对比四川盆地和塔里木盆地(含少量阿曼盆地和西伯利亚台地数据)震旦系至下寒武统白云岩储层地球化学参数及孔隙度与渗透率,包括:碳氧同位素(n=617)、锶同位素(n=189)、稀土元素(n=106)、流体包裹体均一化温度(n=161)、团簇同位素温度(n=117)和孔隙度与渗透率(n=1557),建立了两个层系储层不同成因白云石和晚期方解石的地球化学特征模板。地化特征结果显示两个层系储层成岩矿物地球化学特征总体上具有较高的相似性,均经历了白云石化、大气水、裂隙、热液作用等对储层具建设性意义的成岩改造过程。而与下寒武统白云岩储层相比,区内质量最高的储层(灯影组)经历了更强的渗透回流白云石化作用,特别是后期的热液流体改造作用,表明差异性成岩改造是成储效应优劣的关键。综合上述特点,四川盆地和塔里木盆地中的震旦-寒武系优质白云岩储层的发育受沉积期蒸发岩相及晚期构造热液发育程度的共同控制。以上认识对深层-超深层碳酸盐岩油气勘探具有重要启示意义。
深层-超深层碳酸盐岩具有重要的油气勘探潜力,而其储层具有非均质性强、预测困难等显著特点。其中一个重要的因素是储层经历的复杂的成岩改造,因此,厘清优势成岩作用对储层的差异性改造,即优势成储效应,是揭示深部碳酸盐岩储层成因的关键。基于系统对比四川盆地和塔里木盆地(含少量阿曼盆地和西伯利亚台地数据)震旦系至下寒武统白云岩储层地球化学参数及孔隙度与渗透率,包括:碳氧同位素(n=617)、锶同位素(n=189)、稀土元素(n=106)、流体包裹体均一化温度(n=161)、团簇同位素温度(n=117)和孔隙度与渗透率(n=1557),建立了两个层系储层不同成因白云石和晚期方解石的地球化学特征模板。地化特征结果显示两个层系储层成岩矿物地球化学特征总体上具有较高的相似性,均经历了白云石化、大气水、裂隙、热液作用等对储层具建设性意义的成岩改造过程。而与下寒武统白云岩储层相比,区内质量最高的储层(灯影组)经历了更强的渗透回流白云石化作用,特别是后期的热液流体改造作用,表明差异性成岩改造是成储效应优劣的关键。综合上述特点,四川盆地和塔里木盆地中的震旦-寒武系优质白云岩储层的发育受沉积期蒸发岩相及晚期构造热液发育程度的共同控制。以上认识对深层-超深层碳酸盐岩油气勘探具有重要启示意义。
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海相红层分布在地质历史时期各个阶段,被解读为特殊环境的产物,并引起广泛关注。于西藏双湖县毕洛错出露的侏罗系索瓦组表现为红色碳酸盐岩,本研究围绕其致色成因与沉积意义展开探讨。通过对索瓦组野外沉积学和镜下薄片鉴定,发现岩石主要以鲕粒-球粒支撑灰岩为主,富含头足、棘皮、双壳、苔藓虫、腹足及其他底栖生物碎屑,鲕核以生物碎屑和陆源石英碎屑为主,呈现高能滩相沉积特征;光谱学研究和扫描电镜显示,致红色原因主要为亚微米级-微米级半自形-他形晶的赤铁矿,致色矿物集中在鲕粒圈层结构中,胶结物基本不含致色矿物,说明早期成岩时期,尤其是鲕粒和球粒形成时期表面微需氧嗜铁微生物,对致色铁的氧化起到了重要作用。另外,碳酸盐矿物的地球化学分析结果显示,岩石的红色度与陆源碎屑输入的通量具有正相关性,且呈现正Ce/Ce*异常、富中稀土式配分曲线的特征,代表了铁氧化物经历了还原性溶解。据此,研究重建了索瓦组红层致色过程:陆源含铁矿物输入为致红色提供了物质基础,随后在早成岩过程中,还原性流体促使含铁矿物溶解,为嗜铁微生物提供游离状态的铁离子,使其重结晶,通过化学成因或生物成因最终形成羟基铁并致红色。
海相红层分布在地质历史时期各个阶段,被解读为特殊环境的产物,并引起广泛关注。于西藏双湖县毕洛错出露的侏罗系索瓦组表现为红色碳酸盐岩,本研究围绕其致色成因与沉积意义展开探讨。通过对索瓦组野外沉积学和镜下薄片鉴定,发现岩石主要以鲕粒-球粒支撑灰岩为主,富含头足、棘皮、双壳、苔藓虫、腹足及其他底栖生物碎屑,鲕核以生物碎屑和陆源石英碎屑为主,呈现高能滩相沉积特征;光谱学研究和扫描电镜显示,致红色原因主要为亚微米级-微米级半自形-他形晶的赤铁矿,致色矿物集中在鲕粒圈层结构中,胶结物基本不含致色矿物,说明早期成岩时期,尤其是鲕粒和球粒形成时期表面微需氧嗜铁微生物,对致色铁的氧化起到了重要作用。另外,碳酸盐矿物的地球化学分析结果显示,岩石的红色度与陆源碎屑输入的通量具有正相关性,且呈现正Ce/Ce*异常、富中稀土式配分曲线的特征,代表了铁氧化物经历了还原性溶解。据此,研究重建了索瓦组红层致色过程:陆源含铁矿物输入为致红色提供了物质基础,随后在早成岩过程中,还原性流体促使含铁矿物溶解,为嗜铁微生物提供游离状态的铁离子,使其重结晶,通过化学成因或生物成因最终形成羟基铁并致红色。