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当期目录

2025年  第43卷  第3期

目次
沉积学报 第43卷 第3期
2025, 43(3).
摘要:
沉积学:一门充满魅力的学科
2025, 43(3): 1-4.
摘要:
主编按语
沉积物理与数值模拟研究进展
2025, 43(3): 5-8.
摘要:
专栏·水槽沉积
湖相细粒浊流沉积动力学机制初探——基于水槽沉积模拟实验
吕奇奇, 王林, 罗顺社, 刘江艳, 尤源, 闫红果, 蒲宇新, 孙学虎, 张蕾
2025, 43(3): 769-781. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.143
摘要:
目的 探究浊流作用下细粒沉积物分选运动规律与沉积特征,并分析其搬运距离及沉积物空间展布受控因素。 方法 基于环形水槽模拟实验,分别通过控制流体初始流速、沉积物浓度、砂泥比三个条件,模拟并分析浊流携带细粒沉积物搬运沉积过程,初步探讨了其沉积动力学机制。 结果 (1)浊流搬运下的细粒沉积物在流动过程中会出现“水下水跃”、“双流分割”、“上浮作用”、“头部抬升”、“新头部”等实验现象;(2)流体搬运过程中,其细粒沉积物移动速度及搬运距离受流体与环境流体浓度差的影响;(3)初始流速、水下水跃、上浮作用等因素控制着流体流速、细粒沉积物搬运距离及空间展布;(4)“新头部”现象使得流体携带的砂体变得不连续,多呈孤立型或分散型。 结论 根据模拟过程中出现的“新头部”现象推测分散型砂体产生的原因,对分散型砂体的形成与展布规律研究具有一定的指导意义。
砂质辫状河沉积演化机制与沉积构型模式——定量化水槽沉积模拟实验研究
冯文杰, 曹荆楚, 张昌民, 钱其豪, 张涛, 雷涛, 周志成
2025, 43(3): 782-796. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.068
摘要:
目的 砂质辫状河沉积过程中,辫状水道频繁、快速且持续变迁,导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造,表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明,传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征。为明确砂质辫状河沉积演化机制,构建可靠的沉积构型模式与定量规模关系模型,采用水槽实验开展沉积过程模拟、测绘及定量化解剖。 方法 通过水槽实验,在固定边界条件限制下,模拟砂质辫状河形成与演化过程,利用激光扫描仪按固定时间间隔获取实验地貌形态数据并精确重构模拟辫状河三维沉积构型模型,进一步开展沉积演化机制分析、沉积构型解剖及构型单元定量规模与关系模型构建。 结果 (1)砂质辫状河沉积初期,沉积物顺流发生底床搬运并形成初始心滩,分散水流受阻汇集成水道并进一步形成朵状初始心滩,随后辫状水道改造初始心滩并逐步形成稳定的水道网络与心滩格局;(2)在辫状河形成后,辫状水道与心滩持续协同演化,主要存在三种演化机制,包括辫状水道侧积主导心滩侧向增生、辫状水道废弃充填并与心滩叠合、辫状水道汇水冲刷导致下游心滩重塑;(3)模拟过程中,心滩通常在1~6个模拟期次内形成并持续生长至最大规模,随后在3~8个模拟期次内遭受连续侵蚀而规模减小,最终仅约36%的区域得以保存;(4)模拟结束后,辫状河沉积体内部以辫状水道沉积为主,其占比约57.9%,可分为复杂叠切水道、下切水道、孤立水道,心滩多遭受水道侵蚀改造,其规模较小、形态破碎;(5)最终保存的沉积体内部,辫状水道平均宽厚比为14.1,其内部增生体宽厚比为13.7,心滩宽厚比为19.8,其内部增生体宽厚比为25.4。 结论 该研究明确了砂质辫状河沉积体在辫状水道网络持续、高强度侵蚀改造后形成的复杂沉积构型样式,建立了内部构型单元定量规模与关系模型,为地下储层表征提供了更贴近地质实际的定量化沉积构型模式。
环形水槽物理模拟的沉积学应用与发展趋势
孙浩南, 谈明轩, 姚鹏
2025, 43(3): 797-812. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.032
摘要:
意义 水槽沉积模拟实验是模拟沉积物沉积过程、揭示其形成机理的有效手段之一,对水利工程、沉积地质学及油气勘探等具有重要意义。环形水槽能够使流体在惯性力与剪切力作用下发生持续流动,被近似认为在无限长距离上搬运与沉积,因此可以从搬运距离和流体速度方面近似还原模拟环境流体,突破了传统水槽模拟的应用局限性。【 进展 】为应对不同研究需求,环形水槽衍生出4种类型,包括常规环形水槽、底栖式原位环形水槽、小型环形水槽以及跑道式环形水槽。目前环形水槽物理模拟在泥沙特性、底形构造、沉降机制等方面取得了丰硕成果。随着技术设备的发展,相关沉积地质学物理模拟研究也取得了重要进展。其中,重力流沉积、细粒沉积物的沉积学特征以及潮汐与波浪沉积已经成为环形水槽沉积地质学物理模拟的重要研究对象。尽管如此,环形水槽物理模拟尚存在诸多不足,例如二次环流的影响、沉积物横向演化的追踪对比等问题将在后续研究中通过完善实验方案与提高测量精度进行优化。【 结论与展望 】基于沉积学原理系统拓展环形水槽物理模拟在沉积学中的应用范围,将对基础沉积学理论的创新发展以及细粒沉积学、非常规油气沉积学等诸多方面做出相应的贡献。
浊流沿程特征的一维数值模拟研究
赖孟涛, 王俊辉, 张春明
2025, 43(3): 813-826. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.057
摘要:
目的 通过对浊流流动开展数值模拟研究,分析控制因素对浊流流动特征和沉积特性的影响及规律。 方法 基于层平均深度模型构建了浊流的数值计算模型,通过设定不同粒径颗粒浓度、入流厚度与入流速度等初始条件,模拟并分析了由4种粒径悬浮沉积物驱动下的海底浊流在坡度为3%的流动过程和沉积特性。 结果 模拟结果显示浊流的沿程特征表现为:(1)在浊流厚度方面,浊流演化的初期由于对环境水的夹带开始变厚,但随着流动过程中沉降作用的发生又逐渐变薄,总体上,在相同初始流速下,粗颗粒沉积物含量越高浊流厚度越大。(2)在流速方面,浊流演化表现为三个阶段,分别是加速阶段、匀速阶段和减速阶段,在相同初始厚度、相同沉积物浓度的条件下,细颗粒沉积物含量越高的浊流越稳定(即可以保持长时间的匀速运动流动);在相同沉积物组成和浓度条件下,厚度越大的浊流越稳定。(3)在沉积特征方面,浊流近源端的沉积物堆积多,沉积物主要堆积在中轴处,在中轴处后,沉积物厚度单调递减。厚度大、流速高的浊流,沉积速率更小,但是其沉积数量更多。 结论 所应用的方法适用于现场尺度的浊流的研究,未来有望在自然界得到应用。
深水重力流沉积模拟研究进展与展望
耿军阳, 鲜本忠, 刘振献, 玄硕, 石浩程, 余志云
2025, 43(3): 827-845. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.074
摘要:
意义 深水重力流沉积物是气候极端事件和古地震等构造活动的有效记录者,也是全球新增油气储量和产量的最重要来源之一。由于其发生过程的事件性和发生场地的特殊性,深水重力流沉积过程的实地观测难度大,沉积模拟成为理解和认识深水重力流沉积动力过程和沉积规律的最重要手段。 【进展】 通过对已有文献的系统梳理,从物理模拟和数值模拟两个方面,综述深水重力流沉积模拟的研究进展,籍此归纳深水重力流沉积过程与沉积规律的认识和发展方向。首先,总结了沉积物理模拟实验的原理、监测技术和实验室建设进展,明确了流体的物质组成与含量、流态或能量差异对深水重力流形成、搬运与沉积过程的影响,以及深水重力流单独发生及受到等深流等外来流体影响下的沉积单元响应特征。其次,综述了深水重力流数值模拟发展历程、已有模拟平台及其在流体结构、水动力参数及复杂地貌影响下的沉积过程数值模拟等方面的进展。 【结论与展望】 物理模拟受实验室时空尺度的明显限制,沉积过程的水动力参数难以满足真实世界。数值模拟方法虽满足了模拟尺度与真实模型一致的要求,但受计算流体力学理论研究限制,在高浓度颗粒运动、浊流对底床侵蚀等过程刻画效果仍不理想。未来深水重力流沉积模拟将在多学科交叉合作基础上,在关键节点物理模拟结果约束下,利用数值模拟的连续性结果,进一步深化深水重力流沉积机理,为深水油气勘探及地质灾害预防提供新的指导。
基于沉积动力学的潮控三角洲沉积数值模拟研究
彭晨阳, 唐明明, 洪瑞峰, 熊思琛
2025, 43(3): 846-859. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.081
摘要:
目的 潮控三角洲作为油气勘探与沉积研究的重要目标,具有分布规律不明、沉积相组合多样和沉积体系及特征复杂的特点,且传统方法存在缺少野外露头、沉积解剖难度较大、测井解释资料分辨率较低等问题,导致对潮控三角洲的沉积特征与沉积模式的认识具有较大差异。沉积数值模拟方法的应用有望解决上述问题。 方法 采用沉积数值模拟软件(Delft3D),建立理想化潮控三角洲模型,通过改变河流流量与潮汐幅度的条件,探究潮控三角洲演化规律及主控因素。 结果 河流与潮汐在潮控三角洲的形成过程中具有不同作用,河流搬运来自上游的沉积物,沉积物在入海口发生堆积,潮汐将来自上游的沉积物向深海方向搬运、沉积,形成砂坝,随着潮汐幅度的增加,坝体向海洋方向整体呈“扁平状”发育;河流流量与潮汐幅度大小决定坝体形态及三角洲面积,当河流流量与潮汐幅度增大时,其携带沉积物的能力增强,沉积物能在离入海口更远的地方沉积,砂坝面积增大,同时潮汐幅度增大,对原有坝体进行侵蚀改造,将砂体向海洋方向搬运,坝体平均长度增加。 结论 潮控三角洲演化主要分为三个时期:沉积物在河口堆积;河流—潮汐联合作用搬运沉积物,形成坝体,三角洲快速发育;河流—潮汐联合作用对坝体的改造,三角洲面积继续增长,但增长速率减缓。
浅水三角洲沉积物理模拟与数值模拟的对比研究
李恬恬, 胡光明, 徐佑德, 张亚金, 王军, 薛辉, 刘先录, 张庭瑀, 周玉钦
2025, 43(3): 860-879. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.086
摘要:
目的 沉积物理模拟与数值模拟的融合是沉积模拟技术发展的必然趋势,笔者以浅水三角洲为例,开展沉积物理模拟和数值模拟的对比研究,探索二者一体化中存在的问题。 方法 选取泥沙比、岸线迁移速度(湖平面下降速度)、入口流量三个影响因素,分别采用沉积物理模拟与数值模拟方法对浅水三角洲进行模拟,并对两种模拟中沉积体长宽比、面积、前缘粗糙度进行对比分析。 结果与结论 (1)泥沙比、岸线迁移速度(湖平面下降速度)和入口流量对浅水三角洲的长宽比、面积和前缘粗糙度的变化都有明显的影响;(2)从宏观形态上看,物理模拟与数值模拟结果具有一致性,且数值模拟显示1 000 m3/s的河口流量是浅水三角洲形态从方格状变为叶状的参考阈值;(3)在浅水三角洲形成的具体过程中,物理模拟与数值模拟有所不同,物理模拟显示浅水三角洲有两种发育机制,其一是分流河道分流与扇面片流交替所致的朵体与前缘交替生长,其二是河口不断改道所致的朵体交替生长,而在数值模拟中,浅水三角洲的成长过程始终伴随着决口导致旧分流河道的废弃、新分流河道和河口砂坝(朵体)的快速形成,朵体主要表现为指状,鲜见扇形朵体。这一研究对探索沉积物理模拟与沉积数值模拟的一体化具有参考意义。
供源组分和流量对于曲流河形态变化的影响——基于水槽沉积模拟实验研究
洪瑞峰, 唐明明, 彭晨阳, 熊思琛, 解容
2025, 43(3): 880-893. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.078
摘要:
目的 河流沉积广泛发育于自然界地层中,而曲流河沉积是河流沉积的重要组成部分。由于曲流河发育过程中河道频繁迁移,并发育大量侧积体,导致点坝内部砂体叠置关系复杂,因此曲流河演化过程的分析一直是沉积学研究重点,厘清曲流河形态变化的控制因素对于地质历史时期的古气候演化、大陆风化强度等研究以及油气储层勘探开发均具有重要意义。 方法 通过水槽沉积模拟实验研究单因素条件下曲流河发育过程中河道迁移和坝体发育的影响,设置了不同粒度、流量和高岭土含量条件下的实验共三组,采用高精度3D激光扫描仪将数据转换成高程模型,用于定量化研究剖面结构与河床沉积变化。 结果 (1)供源沙粒径直接影响曲流河弯曲度,在高岭土含量保持不变且流量恒定的条件下,沙粒粒径越小,形成的曲流河弯曲度越大,不同粒度条件下河岸坍塌砂体结构存在明显差异;(2)流量影响曲流河发育时泥沙输移平衡和河岸所受水流冲击力,当泥沙输入速率和搬运速率处于动态平衡时,河岸维持向外侧扩张侵蚀,河道向曲流河形态发育;(3)河岸添加高岭土提升河道堤岸抗渗透强度,在供源沙粒度和流量保持不变的条件下,高岭土含量越高,河道宽深比越低。 结论 该研究明确了供源沙粒度、流量和高岭土含量变化对于曲流河形态变化的影响,为曲流河演化过程研究提供定量化基础数据。
平衡指数解释深水、浅水三角洲地貌的差异
王俊辉, 张伟, 李莉, 鲜本忠, 周源
2025, 43(3): 894-911. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.087
摘要:
目的 盆地水深影响着沉积物在三角洲水上和水下分配的比例。相较于深水三角洲,浅水三角洲中更多的沉积物分配在水上(陆上)部分,河床沉积速率高,造成其分流河道的活动性更显著。近年来提出的平衡指数模型(Gindex)定量描述了这一过程。 方法 详述平衡指数的由来、理论模型、实验验证、实例应用,并讨论其局限性。 结果 平衡指数中的“平衡”是指河流无净沉积、无净侵蚀、沉积物过路不留的动态平衡状态。平衡指数定义为单位时间内沉积物分配在陆上的体积和供给的总体积之比,它可以表达为盆地水深的函数。由其定义可知,Gindex是介于0~1之间的无量纲数,其值越接近于0,表明沉积于陆上的沉积物越少,分流河道越接近平衡状态,越稳定;反之,当Gindex越接近于1,分流河道越远离平衡状态,越不稳定。平衡指数能够定量表征三角洲的进积速率、加积速率、分流河道迁移速率、决口周期等重要的地貌动力学参数。自然界中的三角洲均有其特定的平衡指数,因此平衡指数模型约束下的三角洲主要地貌动力学参数均可以进行预测。平衡指数定量表达了盆地水深单一因素对三角洲地貌动力学特征的“贡献”,任何除水深之外影响沉积物分配和河流活动性的其他因素(如回水作用、波浪、潮汐、沿岸流、植被、人为因素等),平衡指数模型均未包含在内。 结论 平衡指数模型一方面能够揭示深水、浅水三角洲地貌差异性的原理,另一方面有助于解释除水深之外的其他因素对三角洲地貌演变的影响。平衡指数模型在现代河流—三角洲体系中具有普遍应用的潜力,在古代沉积体系中的应用有待进一步挖掘。
浊流对多段平行褶皱响应的二维数值模拟
卢心炜, 葛智渊, 许鸿翔, 王俊辉, 李晋, 李威, 樊依霖, 张春明
2025, 43(3): 912-938. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.093
摘要:
目的 被动大陆边缘常发育深水褶皱带,对以浊流为代表的深水沉积过程有着显著的控制作用。由于相关地质资料获取和浊流实地测量的困难,浊流对多段分布排列褶皱的水动力与沉积响应机制尚缺乏定量研究。 方法 利用计算流体力学和有限体积法,对浊流在多段平行褶皱地貌上的水动力和沉积响应进行二维数值模拟研究。 结果与结论 (1)浊流在多段平行褶皱的影响下,其底部会发育逆向流,包括浊流受褶皱阻挡而产生的向上游传播的逆向底流,以及浊流跃过褶皱后受扰动而出现的向下游传播的逆向底波。(2)逆向流传播的距离、流动速度以及规模大小反映了浊流的流动受褶皱扰动的程度。前后排褶皱逆向流的对比表明,浊流在后排褶皱受到的扰动较在前排褶皱处更为剧烈。(3)浊流在褶皱地貌上的沉积中心主要分布在褶皱迎流面及其前方,并与褶皱形成超覆接触,粒径向上游逐渐变细。浊流的沉积同时受到褶皱形态和浊流水力条件的控制,褶皱越高、宽度越小、间距越大,以及浊流流速越慢都更有利于浊流沉积。且前排褶皱所接受的沉积物往往比后排褶皱更多。(4)前排褶皱对浊流的扰动以及褶皱间距影响着浊流流经后排褶皱时的水动力和沉积特征。当浊流受到前排褶皱的扰动,并且褶皱间距较小使其持续呈受扰动状态时,会更容易越过后排褶皱,从而进一步减少后排褶皱迎流面上的沉积物总量。此次定量研究的主要结论与前人基于地质实例的研究结果相符。因此,该研究有助于揭示浊流在多段褶皱地貌中的响应机制与沉积模式,并为相关地区的油气勘探开发提供参考。
陆架边缘轨迹自动后退现象的二维数值模拟研究
李莉, 王俊辉
2025, 43(3): 939-960. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.116
摘要:
目的 研究陆架边缘轨迹有助于分析陆架边缘沉积系统的演化及预测深水砂体的分布,一直以河流—三角洲体系的海岸线轨迹作为研究对象的海岸线自动后退原理同样适用于陆架边缘轨迹。为了验证陆架边缘轨迹的自动后退现象,开展了二维数值模拟研究。 方法 利用DionisosFlow沉积数值模拟软件,对沉积物由冲积河流稳定供给、基准面曲折上升(低频基准面上升复合高频基准面旋回)背景下的陆架边缘生长过程进行二维数值模拟。 结果与结论 模拟结果表明,在基准面曲折上升背景下,短期的基准面下降使得海岸线推进至最远端形成陆架坡折拐点(陆架边缘),陆架边缘随着基准面整体的缓慢上升不断抬升,其轨迹表现为早期的向海推进和晚期的向陆后退,上述过程即为陆架边缘轨迹自动后退现象。陆架边缘轨迹自动后退现象具有以下特征:(1)陆架边缘自动后退的轨迹遵循着和海岸线自动后退相似的理论轨迹;(2)相比于基准面稳定上升背景下生长的海岸线沉积系统,基准面曲折上升背景下的陆架边缘沉积系统受高频下降期间下切侵蚀的作用,在基准面下降结束后形成的顶积层坡度较陡,导致发生自动后退的时刻较晚;(3)陆架边缘自动后退现象主要受盆地初始地形几何特征及基准面低频上升(沉降)速率控制。在其他外部因素不变的条件下,初始冲积河流平原的坡度越小或基准面低频上升(沉降)速率越大,陆架边缘坡折发生自动后退和自动坡折的时刻越早,反之,陆架边缘发生自动后退和自动坡折的时刻越晚。南海北部珠江口盆地中中新世韩江组、上新世万山组为可能的沉积实例。验证陆架边缘轨迹的自动后退现象和了解其特征有助于解释不断沉降的被动型大陆边缘盆地陆架边缘的迁移。
沉积与沉积矿产
末次盛冰期以来浑善达克沙地光释光年代学及气候变化研究
田娅琪, 周亚利, 孙晓巍, 张岳敏, 炊郁达
2025, 43(3): 961-975. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.053
摘要:
目的 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成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。 方法 以浑善达克沙地南缘蓝旗南(LQS)和八楞山(BLS)两个风沙沉积序列剖面为研究对象,利用光释光(Optical Stimulated Luminescence,OSL)测年方法中的单片再生剂量法(Single-Aliquot Regenerative-dose,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。 结果 18.0~11.5 ka,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。11.5~8.2 ka,温度波动上升,气候相对干冷,主要发育沙层,8.94 ka和8.20 ka发育的砂质古土壤指示了全新世早期,沙地气候由冷干逐渐转为暖湿。8.2~2.7 ka,气候最为温暖湿润,两剖面均发育砂质古土壤。2.7 ka至今,气候温和偏干,发育弱砂质古土壤。 结论 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区域响应。
拉萨地块晚古生代冰期沉积特征研究——以申扎地区为例
何柯衡, 许欢, 安显银, 刘高政, 杜研, 丁家翔, 夏磊, 苑婷媛, 郑洪波
2025, 43(3): 976-995. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.084
摘要:
目的 晚古生代冰期作为显生宙以来持续时间最长、影响范围最广、地质记录最丰富的冰期事件,记录了完整的冰室—温室气候转变过程,对于我们理解地球气候演变具有重要意义。虽然前人针对晚古生代冰期的时空演化、控制因素等开展了大量研究,但对于拉萨地块晚古生代冰期特别是冰期沉积记录却知之甚少,相关研究亟待加强。 方法 选取拉萨地块申扎地区晚古生代地层开展1∶200比例尺的剖面实测,对冰期发育层位进行沉积岩相及岩相组合划分,运用沉积构型分析方法来判别沉积环境,恢复冰川沉积体系。 结果 拉萨地块晚古生代冰期记录主要发育在拉嘎组,时代为晚石炭世—早二叠世。针对拉嘎组冰期沉积,共划分出20种岩相和16类典型岩相组合,识别出了6类冰期沉积环境,包括浅海陆棚、基线扇、冰底、冰河、冰湖和冰水扇。 结论 拉萨地块申扎地区晚古生代冰期经历了早期海洋型冰川向晚期陆地型冰川的转变,指示全球晚石炭世至早二叠世整体气候逐渐变暖的趋势,与全球晚古生代冰期演化特征一致。
罗布泊第四纪深层含钾卤水成因机制探讨
樊馥, 郭廷峰, 侯献华, 张凡凯, 于咏梅, 孟凡巍, 王冀洺
2025, 43(3): 996-1006. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.067
摘要:
目的 探讨罗布泊深部卤水地球化学及成因演化特征,并对卤水钾盐成矿模式进行探索,旨在为后续罗布泊深层含钾卤水资源选区提供科学依据。 方法 通过对罗布泊地区LDK02孔卤水储层岩石学分析,卤水常、微量元素及同位素测试,利用相图、元素相关性分析等手段,探讨了罗布泊深层含钾卤水的成矿物质来源与成矿模式。 结果与结论 LDK02井200~500 m早—中更新世卤水以硫酸盐型为主,卤水K+含量远超3g/L,达到单独开采利用标准。卤水钠氯系数接近1,硼同位素与海相沉积物相近,反映了卤水主要为海相盐类溶滤成因类型;HBO2和K+的正相关性,反映溶滤盐层提供了卤水中一定量的K+。D、O同位素正漂移、与中新世含盐地层相近的锶同位素特点,进一步指示了卤水主要为中新世含盐地层淋滤且经历了浓缩蒸发过程。结合前人对于罗布泊早—中更新世构造演化及现代径流系统形成历史的研究,认为古近纪—新近纪海相和海陆交互相含盐地层,尤其是中新世含盐地层盐类物质发生溶解,被塔里木河水携带进入罗布泊,是研究目的层段卤水K+的重要来源。此外,结合更新世时期西域构造运动背景,认为西域运动相关的深部富K、Li热液,以及与构造运动相关的储层火山碎屑物质的溶蚀溶解,也是卤水中K+的重要物质来源。以此为基础,初步建立了罗布泊早—中更新世200~500 m深层含钾卤水“深部物质补给+古盐溶滤”二元成矿模式。
柴西狮子沟深层富钾卤水成钾物质来源研究
王冀洺, 樊馥, 赵为永, 侯献华
2025, 43(3): 1007-1018. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.066
摘要:
目的 狮子沟背斜构造位于柴达木盆地西部,其古近系下干柴沟组上段赋存着丰富的卤水资源,钾、硼、锂等含量较高,具开发前景。 方法 通过系统分析该套卤水、石盐常、微量元素、锶同位素等地球化学特征,进而探究富钾卤水来源及成矿模式。 结果 (1)研究区卤水中K+含量为1.06~15.87 g/L,其中70%超过了3 g/L;卤水水化学类型以氯化物型为主;(2)经计算卤水特征系数,并结合水盐体系相图分析,发现溶滤盐层为该套高矿化度卤水的主要成因;(3)与此同时,卤水与石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钾也有一定贡献。 结论 初步建立了研究区卤水钾的成矿模式,即古近系下干柴沟组沉积时期,狮子沟地区处于弱拉张环境,沉积环境较为稳定,沉积了晚始新世下干柴沟组上段石盐及其他盐类沉积;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钾,同时造成已有含钾盐类矿物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。
柴达木盆地渐新统上干柴沟组碳酸盐纹层成因及古气候意义
何海龙, 郭佩, 李长志, 魏研, 张锡婷, 文华国
2025, 43(3): 1019-1036. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.065
摘要:
目的 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。通过对柴达木盆地湖相碳酸盐纹层进行研究,尤其是碳酸盐纹层中文石、白云石的成因以及碳酸盐纹层的形成机制,由此揭示青藏高原北部渐新世气候—环境变化。 方法 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,然后对岩石学特征和碳氧同位素特征进行分析,最终结合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情况探讨青藏高原北部渐新世气候—环境变化。 结果 西岔沟剖面上干柴沟组主要发育粉砂、碳酸盐、黏土三种类型纹层,其中碳酸盐纹层中文石、方解石和白云石含量交替富集且均与有机质共生,文石含量较高的样品碳同位素偏正,白云石富集的样品则氧同位素相对较高,且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具有一定的规律性。 结论 此次研究为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)干旱的演化过程提供有力的支撑。
若尔盖盆地玛曲段末次冰期以来的沉积环境和地表过程
白鑫, 查小春, 黄春长, 周亚利, 庞奖励, 张玉柱, 王娜, 韩宜欣
2025, 43(3): 1037-1048. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.110
摘要:
目的 若尔盖盆地位于气候敏感区域,地表环境十分复杂,揭示若尔盖盆地末次冰期以来地表过程对环境变化的响应规律,以及青藏高原环境变化与地表过程对全球变化的响应具有重要意义。 方法 通过广泛考察,在若尔盖盆地玛曲河段的古冰水—洪积扇前沿高台地上,发现一组沉积序列完整的地层剖面,并进行系统采样。基于粒度特征分析以及光释光测年,研究了若尔盖盆地末次冰期以来的沉积环境和地表过程变化。 结果 14.5 ka之前的末次冰期,出自西倾山东端哇日河的冰水—山洪过程活跃,在山麓快速堆积,形成了厚层的古冰水—洪积扇砂砾石层;14.5~11.7 ka的Bølling~Allerød暖期,气候温暖湿润,古冰水—洪积扇前沿的浅洼地形成的淤泥质沼泽环境,发育了灰绿色砂质粉砂沉积物;但在Younger Dryas时期气候恶化,地表冻融作用使灰绿色泥沼土层上部发生了褶皱变形;11.7~8.5 ka的全新世早期,气候相对冷干,风沙活动盛行,在强劲高原面风动力作用下,浅洼地堆积粗粉砂,发育了风沙与泥沼土互层;8.5~3.1 ka气候温暖湿润期,成壤作用强烈,沉积物中黏土含量明显增加并发育为古土壤;3.1 ka以来的全新世晚期,气候相对干旱,风沙活动盛行,沙尘暴堆积物在全新世晚期的后期,因温度和湿度回升而被改造成为亚高山草甸黑土。 结论 末次冰期以来若尔盖盆地的沉积环境和地表过程响应了全球环境变化演变规律,是揭示区域环境演化的重要信息载体。
网纹红土微区内元素的分布特征及网纹化过程
蒋旭霞, 王天阳, 李凤全, 朱丽东, 叶玮, 郭忠雪
2025, 43(3): 1049-1058. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.050
摘要:
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,对安徽郎溪网纹红土剖面的白色条纹微区和红白条纹过渡微区进行了元素地球化学分析。 结果 (1)从元素的含量来看,白色条纹中Fe2O3(3.43%~16.97%)、Mn(0.01×10-6~0.37×10-6)和Co(21×10-6~230×10-6)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(0.78%~1.48%)、MgO(0.18%~0.45%)等其他常量元素以及Ti(4 054×10-6~7 190×10-6)、Zr(310×10-6~330×10-6)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。
油气地质、地球化学
吐哈盆地深部砂岩储层方解石胶结及成储效应
徐慧, 程甜, 陈安清, 徐胜林, 陈旋, 武超, 杨帅, 李富祥, 周港
2025, 43(3): 1059-1071. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.057
摘要:
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,但对于其成岩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岩演化进行系统研究,探讨方解石胶结物对储层质量的影响。 结果 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,高于等于8.0%的样品显示原生孔几乎被方解石等充填殆尽,低于等于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,含量占比为25%;Ⅱ期连晶胶结方解石,含量占比为60%;Ⅲ期为长石等粒内溶孔充填状方解石,含量占比为15%。方解石胶结物含量与物性没有明显的相关性,说明其主要为保持性成岩作用,以孔隙充填形式出现,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。
早三叠世鲕粒和巨鲕差异成因及其古环境意义——以川北元坝地区为例
张风顺, 谭谦, 施泽进, 彭秋, 易驰, 宁科科, 唐劭禹
2025, 43(3): 1072-1090. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.083
摘要:
目的 早三叠世是生物大灭绝之后的一段特殊地质历史时期,在全球浅水碳酸盐岩台地广泛发育鲕粒和巨鲕沉积,但有关鲕粒和巨鲕成因及其古海洋环境意义的研究还存在较大争议。 方法 在野外和岩心观察的基础之上,利用岩石学、矿物学和地球化学分析,探究元坝地区早三叠世飞仙关组鲕粒和巨鲕沉积特征、成因及其古环境意义。 结果 元坝地区飞仙关组鲕粒和巨鲕主要发育在飞二段台缘带,鲕粒类型以同心鲕和单晶鲕为主,发育在米级沉积旋回中上部呈厚层、块状产出,指示其形成于水动力较强且易暴露的浅水环境;巨鲕则以同心鲕为主,在米级沉积旋回中上部的鲕粒灰岩和下部的泥晶灰岩均发育,呈薄层状产出、且见明显冲刷底面,指示其形成于间歇性强水动力条件,多为风暴作用。结合地球化学分析发现,鲕粒同心圈层的Sr含量较高,晶体结构多为针状或棒状,指示其原始矿物以文石沉积为主;而巨鲕同心圈层Sr含量较低,晶体结构多为不规则镶嵌状,指示其原始矿物以方解石沉积为主。此外,鲕粒同心圈层具有Fe含量高、Ce弱正异常、Eu正异常明显、LREE相对HREE富集和较低Y/Ho值等特征,指示其形成于铁化的还原环境;而巨鲕具有Fe含量低、Ce弱负异常、轻稀土(LREE)相对重稀土(HREE)亏损和较高Y/Ho值等特征,指示其形成于弱氧化环境。 结论 早三叠世飞仙关组沉积时期海水性质整体以缺氧的文石海为主,但在大气逐渐氧化和大陆风化作用加强的背景下,间歇性风暴作用增加了陆源物质(特别是Ca2+)和氧化剂输入,造成浅层海水Mg/Ca降低和弱氧化,发育短暂的弱氧化方解石海。这可能是早三叠世海水环境逐渐改善和生物缓慢复苏的重要原因之一。
上扬子地台北缘下奥陶统分乡组风暴岩特征及其地质意义
夏舜, 宋金民, 李智武, 肖斌, 安虹伊, 金鑫, 王瀚, 韩雨樾, 邓豪爽, 王斌
2025, 43(3): 1091-1102. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.098
摘要:
目的 扬子板块中发育有十分丰富的风暴沉积,但对上扬子板块北缘奥陶系风暴岩的发育特征以及该区下奥陶系沉积环境、古海洋条件、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。 方法 以上扬子地台北缘城口地区厚坪剖面分乡组中发育典型的风暴岩为研究对象,进行野外剖面详测和镜下薄片鉴定,研究分乡组风暴沉积序列和沉积模式并揭示其地质意义。 结果 城口地区分乡组风暴沉积构造主要有底冲刷构造、风暴砾屑层、粒序层理、丘状交错层理等。同时识别出5种风暴沉积序列:序列Ⅰ主要由底冲刷和砾屑层(A)、粒序层(B)和平行层理段(C)组成,主要发育在台地边缘相带;序列Ⅱ由粒序层(B)、平行层理段(C)组成,发育在靠近斜坡的台地边缘相带;序列Ⅲ由底冲刷和砾屑层(A)、粒序层(B)、平行层理(C)和泥质灰岩段(E)组成,主要沉积于台前斜坡相带;序列Ⅳ主要由粒序段(B)和泥质泥晶灰岩段(E)组成,主要沉积在台前斜坡下部;序列Ⅴ由粒序段(B)、丘状层理段(D)和泥质泥晶灰岩段(E)组成,主要发育在深水陆棚相带。风暴岩的发育指示上扬子地台在早奥陶世分乡期位于低纬度地区,城口地区以台缘—斜坡沉积为主,自下而上的沉积环境演化为台地边缘→台前斜坡→深水陆棚。 结论 上扬子地台城口地区分乡组风暴岩的发育表明上扬子地台在奥陶纪处于低纬度赤道附近,沉积环境为台缘带且具备发育大规模台缘滩的地质条件。
川东北下侏罗统大安寨段岩相特征及页岩油源储评价——以铁山金窝及梁平福禄镇剖面为例
祝海华, 朱光仪, 章海燕, 王明磊, 张本健, 洪海涛, 张芮, 秦春雨, 李育聪, 李咏洲
2025, 43(3): 1103-1115. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.063
摘要:
目的 研究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、全岩X射线衍射分析、有机地球化学等分析测试,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 (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总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量具有下高上低的趋势,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。
成藏动力对页岩油气聚集的影响——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例
林一鹏, 韩登林, 邓远, 苏奥, 秦鹏, 马斌玉, 蒋兴超, 王镜敏
2025, 43(3): 1130-1144. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.068
摘要:
目的 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。 方法 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,获得不同类型储集岩的成藏动力。 结果 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的差异;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。 结论 源储压差与纹层结构的相互配合造成储集岩油气聚集效果的差异,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。
廊固凹陷扇三角洲沉积及成藏模式——以旧州—万庄地区沙河街组为例
周振永, 李德勇, 梁翼飞, 段驰宇, 任操, 揭琼, 戴明辉, 程宏岗
2025, 43(3): 1145-1162. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.079
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,但是关于优质砂体空间展布和油气分布主控因素的认识尚不清晰,严重制约该区隐蔽油气藏评价建产进展。 方法 综合运用岩心、录井、测井、地震数据、分析测试和生产资料,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,旧州倾伏鼻状构造SE翼部、NW翼部和桐西古构造脊NE翼部为有利的岩性或构造—岩性油藏发育目标区。
孙枢基金委员会第四次全体会议顺利举行
2025, 43(3): 1163-1163.
摘要:
国际孙枢奖学术沙龙在京圆满举行
2025, 43(3): 1164-1166.
摘要:
第八届全国沉积学大会在北京成功召开
2025, 43(3): 1167-1168.
摘要: