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2013年  第31卷  第05期

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学科研究评述
乘风破浪,继往开来——《沉积学报》创刊30周年寄语
2013, 31(05): 747-750.
摘要:
探索叶连俊先生理论创新之路
2013, 31(05): 751-756.
摘要:
叶连俊先生是《沉积学报》创办人和第一任主编,是我国沉积学的开拓者和奠基人。本文把叶连俊先生沉积成矿理论研究的主线概括为三个环节:成矿来源—成矿作用过程—成矿预测。其中,“外生矿床陆源汲取成矿论”侧重强调成矿来源问题,“工业磷块岩物理富集成矿说”、“沉积矿床多因素多阶段成矿论”和“生物有机质成矿说”侧重强调成矿作用过程与因素,而“沉积矿床成矿时代的地史意义”则侧重强调成矿预测问题。文中指出,叶先生理论创新的工作基础主要有两条,一是他的新思想来自对研究对象的认真观察,二是他的新理论来自对表观现象的深入思考。叶先生的理论创新之路告诉我们,取得理论创新需精于野外观察,善于总结提高,敢于挑战传统和勤于超前思考。
盆山系统沉积学—兼论华北和塔里木地区研究实例
2013, 31(05): 757-772.
摘要:
在地球科学领域盆山系统可以作为一种新的地质单元或整体进行研究。在评述国内外研究成果基础上,本文提出了盆山系统分类三原则:即板块构造单元(位置)、盆山形成演化的构造动力学体制、构造—古地理特征或区域源—汇构造—沉积属性,并由此将盆山系统划分为陆内、陆缘(陆洋)和洋内盆山系统三大类及下属十四个亚类。进而论述了盆山系统沉积学的研究体系,其中构造—地层单元与等时地层格架、物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造—古气候演变等三方面是研究基础,沉积体系(域)与综合构造—古地理是核心,而盆山演化动力学为学科目标。以华北东部陆内盆山系统为例,研究指出西伯利亚板块与华北—蒙古联合块体的碰撞隆升,形成了该区侏罗纪—早白垩世早期最显著的陆内山—盆系统,而苏鲁造山带碎屑物源影响甚微;以塔里木陆缘盆山系统为例,初步揭示了泥盆—石炭纪西南天山被动陆缘与东南天山弧相关陆缘盆山系统的差异记录。研究认为,为了深化盆山动力学研究,现阶段特别值得在物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造—古气候演变方面加强盆山系统沉积学工作。
一类新型沉积岩:地幔热液喷积岩——以中国新疆三塘湖地区为例
2013, 31(05): 773-781.
摘要:
中国西部新疆三塘湖地区的二叠系芦草沟组是一套以內源碎屑为特征的新型沉积组合—地幔热液喷流沉积岩(简称喷积岩)。该套岩石呈毫米级纹层状,沉积厚度大,岩石类型多样,是地球深部岩浆-热液流体脉动式喷流沉积的累积物,表现出富含幔源热液矿物和岩浆微屑的特点。按物质来源、形成方式和结构构造可划分为:以岩浆喷发爆破的岩浆碎屑为特征的喷爆岩;以岩浆溢流显示岩浆矿物及结构构造为特征的喷溢岩;以热液喷流显示“黑、白烟囱”型矿物组合为特征的喷流岩;以岩浆矿物碎屑、热液喷流物质和湖水均匀混合沉积为特征的喷混岩以及与热液活动相
关的嗜热嗜毒生物岩。该套岩石组合形成于陆内裂谷欠补偿深水湖盆中。
三角洲沉积的结构—成因分类与编图方法
2013, 31(05): 782-797.
摘要:
地质学中各类沉积体系的分类方案历来受到广大学者重视,尤其是三角洲做为沉积学研究与油气勘探开发的重点与热点,近年来人们越来越强调对其进行结构—成因分类。本文回顾了三角洲沉积体系研究的发展历程,指出了其存在的主要问题,进而系统论述了三角洲的结构—成因分类的具体含义与分类方案,阐明了这种分类方法的优点。同时,又提出了一套能够反映三角洲结构—成因特点的沉积相编图方法及编图中应注意的一些具体问题。这种编图方法从高分辨层序地层对比与沉积微相导向的小层对比出发,强调在恰当的编图单元约束下,注重岩相组合与沉积序列进行沉积类型识别,采用岩、电、震结合的方法进行多参数套合编图,使沉积相图能够更好地反映砂体的粒度粗细、分布特征及沉积成因,以便使储层的预测性得到充分体现。
深水湖盆沉积砂体的层序地层分析——以四川侏罗系为例
2013, 31(05): 798-806.
摘要:
层序地层学方法标志着沉积地质学最新的一次革命,作为多学科的方法融合,它把自源作用(来自沉积体系内部)和异源作用(来自沉积体系外部)分析,形成了统一模式来解释沉积盆地的演化和地层结构,并在油气勘探中得到广泛应用,这对于减少储层预测风险尤其有效。深水湖盆沉积砂体主要有三角洲前缘向深水斜坡的进积砂体、重力流砂体包括浊积水道砂体、浊积扇砂体和碎屑流砂体。非水道化的浊积砂体分布与盆地坡度、体系域演化密切相关,高坡度地区发育三角洲前缘向深水斜坡的滑塌浊积砂体,其他地区在湖侵早期和湖退晚期发育非水道化的湖底扇浊积砂体。层序体系域结构的重建和沉积机理的分析大大提高了沉积砂体的预测精度,减少储层预测风险。这些沉积砂体孔隙度低,渗透率也低,薄片观察发现极细砂为主。分选性中等,磨圆度次棱角状。碎屑成分主要为石英和石英岩岩屑,少许长石,另见方解石碎屑。胶结物主要为方解石。他们属于低孔低渗储集层,可以成为裂缝性油气藏和非常规油气资源的勘探目标。
微生物碳酸盐岩油气储层研究现状与展望
2013, 31(05): 807-823.
摘要:
微生物碳酸盐岩是一种重要的油气储集岩。在中国古老深埋碳酸盐岩地层中它们是主要的岩石类型。微生物碳酸盐岩通常可划分为叠层石、凝块石、树枝石、均一石和核形石等五种类型。储层孔隙系统与微生物岩的沉积结构和构造密切相关,窗格孔(洞)和格架孔(洞)是主要储集空间类型。全球中新元古界至中生界都发现了以微生物碳酸盐岩为储层的油气田,资源潜力巨大。 微生物岩储层的岩石类型、沉积构造、相序结构、沉积模式和储层有利相带尚有许多不明晰之处,是今后进一步深化研究的重点方向。
专题研究
青藏高原北部新生代构造演化在柴达木盆地中的沉积记录
2013, 31(05): 824-833.
摘要:
青藏高原形成和演化过程中经历的构造活动,在高原的盆地中均有相应的沉积记录。柴达木盆地位于青藏高原北部,盆地新生界地层详细地记录了这些构造—沉积响应。对野外剖面和钻井岩心的新生界沉积物进行了多方面研究,其结果显示,柴达木盆地保存了青藏高原北部三个阶段的构造活动信息:①E1+2的红色粗碎屑沉积物指示了始新世早期的强烈活动构造背景,沉积记录具有低ZTR指数和低重矿物稳定指数的特征,记录了全盆地范围内的造山活动和构造隆升事件,是印度—欧亚板块碰撞所致的远程响应。在这次广泛的大面积的造山活动后,区内迅速遭受剥蚀、夷平,自中—晚始新世时期起,接受沉积。因而此时柴达木盆地与可可西里盆地、乃至塔里木盆地为连通的湖盆体系。②阿尔金山前N1和N21的粗碎屑沉积物记录了渐新世—早中新世阿尔金山的构造隆升事件,而柴北缘和柴西南的大范围三角洲—湖泊细粒沉积物,具有较高的重矿物稳定指数,反映了平静的构造背景,与阿尔金断裂快速走滑以及盆地总体稳定向北推移的时间相对应。大量的侧向走滑活动消减了来自印度板块的挤压应力,使得柴北缘和柴西南的沉积源区(即祁连山和东昆仑造山带)处于构造平静期。③中中新世以来全盆地向上变粗的粗碎屑沉积物,具有较低的重矿物稳定指数,记录了青藏高原北部整体强烈的地壳缩短、加厚和快速构造隆升事件。此外,综合物源分析显示,柴达木盆地新生代沉积源区性质随时间并没有发生明显的改变。
华南新元古代盆地开启年龄及沉积演化特征——以赣东北江南次级盆地为例
2013, 31(05): 834-844.
摘要:
最新地质调查与研究表明,赣东北江南次级盆地新元古界南华系是一套沉积超覆于基底变质岩系之上的裂谷系“楔状地层”。桃源组陆相火山岩及火山碎屑岩是该“楔状地层”的最低层位,代表了南华裂谷系江南次级盆地新一轮沉积旋回的起点。取自桃源组流纹岩样品的结晶锆石SHRIMP UPb同位素年龄为803±9 Ma,这一年龄值基本上代表了该次级盆地新元古代盆地的开启时间。沉积相研究表明,江南次级盆地沉积作用主要由四个沉积相组合构成:(1)陆相火山岩组合;(2)冲洪积相及河湖相组合;(3)滨浅海—次深海相组合;(4)冰碛岩相组合。与扬子东南缘其它次级盆地相比,江南次级盆地沉积作用以陆相为主,但两者的剖面沉积演化序列非常相似,都经历了一个由陆相至海相的沉积超覆演化过程,代表了新元古代南华期华南古大陆解体之后扬子地块东南缘典型的裂谷盆地演化特征。
中国东部陆架全新世沉积体系:过程—产物关系研究进展评述
2013, 31(05): 845-855.
摘要:
渤、黄、东海是典型的物源供给丰富的宽广陆架环境,形成的全新世沉积记录十分丰富。本区域潮汐作用、陆架环流作用和沉积物重力流导致的物质输运都很活跃;陆架沉积动力过程与全新世沉积体系的空间分布、物质组成、堆积速率、层序年代等特征相联系。全新世陆架与海岸沉积具有高分辨率、空间分布的不连续和沉积记录的片段性等特征。江苏海岸全新世中期海岸沉积、杭州湾全新世早—中期沉积、浙闽沿岸全新世沉积和其他陆架泥质沉积可从物质来源(海面上升中的沉积改造和河流入海通量)、输运—堆积过程、沉积层序形成的先后次序、陆架沉积记录的未来状况等方面进行分析。数值模拟可用以深化本区的过程—产物关系研究。
西南地区晚二叠世层序—古地理及聚煤特征
2013, 31(05): 856-866.
摘要:
西南地区上二叠统赋存有丰富的煤炭资源,含煤地层自下而上分别是峨眉山玄武岩组、龙潭组(宣威组中、下段或吴家坪组)和长兴组(宣威组上段或汪家寨组)。本文对该区晚二叠世含煤岩系层序地层、岩相古地理及聚煤作用进行研究,以区域不整合面、沉积相转换面以及下切谷砂体底部冲刷面等为层序界面,结合石灰岩标志层向古陆方向延伸距离而显示的旋回性特征,将区内含煤岩系划分为3个三级层序和相应的低位、海侵及高位体系域。层序1形成于晚二叠世吴家坪阶早期,主要分布在川南隆起的南北两侧,包括川东北及滇东、黔西地区;层序2形成于吴家坪阶中期,层序3形成于吴家坪阶晚期及长兴阶,层序2和层序3在西南全区均发育。三个层序的发育特征反映出海侵自东向西脉动推进、东深西浅的古地理格局,当时物源区主要为西侧的康滇古陆,沉积相单元有从西到东依次为陆相冲积平原—过渡相潮坪及三角洲—海相碳酸盐台地的沉积相展布规律。成煤环境主要为河流岸后沼泽、三角洲平原分流间湾沼泽、海湾(泻湖)—潮坪沼泽等,以三角洲体系成煤作用最强。总体上随着海水自东向西不断侵进,有利的成煤环境亦随着海平面的上升而不断向西迁移,聚煤中心亦有逐渐向西迁移的规律。
利用数字露头模型技术对曲流河三角洲沉积储层特征的研究
2013, 31(05): 867-877.
摘要:
数字露头模型技术(DOM)是利用三维可视化技术虚拟露头表面,建立由一系列结构多边形构成的初步模型体,进而在模型体上叠加露头剖面所有数字化地质信息,包括三维地面激光雷达数据、遥感图像、高精度灰度照片、探地雷达数据等露头地质剖面所有地质学信息数字化数据,实现多种地质特征综合解释与测量的数字露头模型技术,已在野外露头剖面上沉积体系三维储层建模、岩性分类、构造断裂精细解译等方面研究发挥作用。本文为准确刻画沉积体系砂体与储集层空间分布特征,尝试利用数字露头模型技术,对鄂尔多斯盆地延长组曲流河三角洲平原河道砂体空间分布特征精确测量与描述,实测不同位置河道砂体储集性能,并利用探地雷达数据预测露头区域地下砂体形态特征,综合建立砂体三维空间分布模型,为储层精细对比研究提供依据。数字露头模型显示:(1)潭家河剖面河道形态明显,砂体呈顶平底凸的透镜体,横向延伸192 m,最厚处约14 m,河道与围岩切割关系明显,内部为4期沉积充填,整体表现为复合正韵律;(2)曲流河三角洲平原的分支河道砂体呈孤立状,砂体侧向迁移,垂向多期叠加,砂体在探地雷达剖面上反射特征表明,地面之下曲流河三角洲平原的分支河道砂体也呈孤立状,横向迁移频繁;横向上不同期次砂体宽度分别为192.4 m、32.54 m、41.83 m以及79.97 m,厚度对应为14 m、4.52 m、3.85 m以及5.66 m,宽厚比平均为12∶1;(3)典型砂体储集物性解剖认为,三角洲平原分支河道砂体储集物性较差,储集物性空间分布特征表现为河道砂体内每期砂体下部物性优于上部,中间优于两翼,单期河道砂体最厚位置处储集性最好,孔隙度最高可达8%,渗透率为0.13×10-3 μm2
三维地震约束多点建模降低井间砂体预测的不确定性
2013, 31(05): 878-888.
摘要:
本文利用垦71断块的测井数据和三维地震数据,运用多点统计建模方法,和软硬数据结合的原理,进行了油藏建模的井间砂体预测研究。本文的研究包括,三维地震数据的质量控制,软硬数据结合,多点统计学建模应用,训练图象的制作,砂体概率生成曲线的选用。在这基础上,本文利用测井数据和三维地震数据结合的建模结果,与仅用测井数据的建模结果进行了对比。这种分析和对比,以地震泥质含量剖面图为对比根据,分为三个层次:研究层段的上部和下部的砂泥岩分布对比,不同井及其周围地区的砂泥岩分布对比,不同随机种子产生的多个测井砂体预测剖面图之间、和多个井震砂体预测剖面图之间分别对比。本文结果可以说明,地震约束的多点统计建模结果明显地提高了井间砂体预测的合理性,并降低了油藏建模的不确定性。
松辽盆地齐家地区青山口组浅水三角洲沉积特征及其地震沉积学响应
2013, 31(05): 889-897.
摘要:
在现代沉积学和地震沉积学理论指导下,综合应用11口岩心资料和大量地球物理资料,将松辽盆地齐家地区青山口组划分为3个长期旋回和6个中期旋回,确立青山口组主要发育湖盆浅水三角洲沉积体系。青山口组浅水三角洲由成熟度较高的中细砂岩组成,发育反映较强水流作用形成的沉积构造以及间断正韵律,分支河道砂体发育,累计砂体厚度达数十米,分布范围广,向湖盆中央方向延伸数十公里。三角洲前缘可细分为內前缘和外前缘。三角洲內前缘水下分支河道连续性好、延伸远;三角洲外前缘水下分支河道连续性差,被改造后形成前缘席状砂。基于浅水三角洲发育主控因素分析,建立了干旱和湿润气候条件下形成的浅水三角洲沉积模式。利用地震沉积学的地层切片刻画了浅水三角洲沉积砂体的枝状形态和大面积分布特征,指出近油源和临近断层的三角洲前缘砂体为有利勘探开发目标。
准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩地球化学特征及成因机理研究
2013, 31(05): 898-906.
摘要:
通过岩石学、碳氧同位素和元素地球化学等方法对准噶尔盆地西北缘二叠系云质碎屑岩特征进行了研究,分析了白云岩化机理并建立了白云岩化作用成因模式。结果表明,研究区岩石类型为白云质泥岩、白云质粉砂岩、白云化凝灰质粉砂岩和白云化凝灰质泥岩等,白云石化以交代湖相灰泥质和硅质(凝灰质)组分形成的自形或半自形的粉晶—细晶白云石为主,常见残余方解石和晚期方解石胶结物充填。岩石中 V/ Ni比(1.2~4.8)、Sr含量(95.5~782.2 μg/g)、Mg/Ca比(0.5~3.0)、有序度(0.36~0.98)、δ18OPDB(-14.8‰~3.2‰)和δ13CPDB(-1‰~5.2‰)的变化范围都较大。研究区云质岩类形成于水动力条件较弱、水体较深、相对安静的半闭塞陆相微咸—咸水湖湾环境,具多期次成因;二叠系时期构造运动复杂,断裂发育,火山活动频繁,不仅提供了白云石化过程中Mg2+的来源,且为富镁流体的快速流动和渗透提供了通道。综合研究认为本区的云质岩有准同生白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化三种成因类型。
塔里木盆地奥陶纪碳酸盐岩台地的层序结构演化及其对盆地过程的响应
2013, 31(05): 907-919.
摘要:
塔里木盆地奥陶纪的碳酸盐岩台地发育有长达3千余千米的台地边缘带。通过综合大量的地震、钻井及野外剖面的分析,奥陶纪碳酸盐岩系中识别出4个以不整合面为界的复合(二级)层序。它们均显示出从上超的水进沉积到进积或加积的高位域的沉积结构。其内可进一步划分出10个沉积层序或三级层序。它们的组合和分布决定着碳酸盐台地沉积层序结构的基本特征。沉积层序的水进早期或高位域晚期以颗粒灰岩、生物灰岩等沉积相组合为主;而水进期或高位域早期则以泥晶—粉晶灰岩、簿层白云质灰岩等沉积相组合为主。古地貌恢复并结合钻井资料的沉积相分析揭示出,盆地东北部早、中奥陶世的碳酸盐岩台地边缘的分布受到满加尔深水凹陷的边缘斜坡带古构造地貌的控制,形成一向西凸的弧形碳酸盐岩台地边缘带,沿台地边缘发育有礁—滩沉积复合体。中奥陶世的构造古地理变革使盆内的碳酸盐岩台地分异成塔中、塔北、塘南等多个孤立台地,并由深水、半深水的凹陷所分隔。台地边缘的发育和分布常受古隆起边缘的控制。沿台地边缘的礁、滩相带为重要的有利储集层发育带。中奥陶统中央隆起带缺失中奥陶世早期和晚奥陶世早期沉积,并形成了大范围分布的喀斯特岩溶不整合面。喀斯特岩溶体系以发育垂向的、由断裂控制的串珠状洞穴和多层状分布的岩溶洞穴为特征。
     跨盆地不同构造带的井—震结合解释剖面的追踪对比表明,盆内与二级、三级层序对应的海进—海退旋回是同时变化的,并与Haq的海平面变化曲线可对比。这反映出盆地范围的或全球海平面变化对沉积旋回结构的发育具有控制作用。盆地西缘露头剖面和盆内钻井岩心的碳、氧同位素分析也为海平面变化的旋回结构分析提供了制约。主要海平面下降期的氧同位素δ18O都发生了明显的正偏。盆内晚奥陶世的海平面总体是呈上升趋势的,晚奥陶世中期海平面的上升导致了盆内碳酸盐岩台地的总体淹没。
松辽盆地嫩江组层序构型及其沉积演化
2013, 31(05): 920-927.
摘要:
松辽盆地上白垩统嫩江组是第二个湖泛期形成的一套退积—进积型地层,根据发育的构造不整合、沉积不整合、湖泛面及水退面等11个层序界面的发育特征,将嫩江组划分为1个二级层序、2个三级层序和10个四级层序,在四级层序格架内恢复了沉积充填演化史。嫩江组一段沉积时期是盆地第二次湖侵期,随着湖盆水域不断扩大,在地层顶部形成SB07最大湖泛面,由此形成了嫩江组一段以低角度退积型三角洲沉积为特征的退积型层序,同时在三角洲前缘发育大型的浊积水道及浊积扇。嫩江组二段到五段沉积时期,由于盆地东部抬升,形成了一系列由东向西高角度进积型三角洲为沉积特征的进积型层序,同时由于三角洲前缘斜坡发生滑塌, 在其前部湖相区形成一系列呈南北向排列的滑塌浊积扇体。退积型与进积型层序控制的沉积体系区别是物源方向发生了90°转变,而进积型层序结构及沉积特征也表明嫩江组二段底部油页岩是在湖盆萎缩过程中逐渐形成的,不是在最大湖泛期由于海水侵入形成的。
鄂尔多斯盆地延长组深水岩相发育特征及其石油地质意义
2013, 31(05): 928-938.
摘要:
鄂尔多斯盆地湖盆中部地区三叠系延长组长7油层组广泛发育深水沉积。沉积物的粒度、沉积结构与构造、有机地球化学等特征研究表明,深水沉积岩可划分为四种岩相类型,分别为油页岩岩相、暗色泥岩岩相、砂质泥岩与泥质砂岩岩相和砂岩岩相。其中,油页岩岩相有机碳含量高,有机质类型好,测井曲线具有高阻、高伽马、低电位和时差跳跃频繁等特征;暗色泥岩岩相具有富含有机质、中低阻、中高伽马、高密度和高时差等特征;砂质泥岩与泥质砂岩岩相具有中电阻、低伽马、高密度、时差跳跃频繁等特征,泥质含量 20~70%;砂岩岩相表现出低的电阻、时差和伽马、泥质含量小于20%的特征,并刻画了各种深水岩相的剖面发育特征。深水斜坡带和湖底平原区的岩相组合存在较大的差异。深水岩相对非常规油气资源意义重大,其中油页岩岩相和暗色泥岩岩相为盆地中生界主力烃源岩,深水砂岩岩相是盆地大规模致密油的重要储集体,砂质泥岩与泥质砂岩岩相、暗色泥岩岩相富含丰富的页岩油资源,也具有潜在经济价值。