2018年 第36卷 第4期
2018, 36(4): 639-650.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.134
摘要:
第33届国际沉积学会议于2017年10月9日—12日在法国图卢兹召开，微生物碳酸盐岩专题受到持续关注。在总结会议成果基础上，结合近年来国内外微生物沉积学文献以及现代微生物碳酸盐岩沉积考察，分析了微生物碳酸盐岩沉积学研究前沿及进展，包括：1）微生物席矿化产物及序列，认为矿化产物包括方解石（低Mg、高Mg、超高Mg）、文石、含铁、锰和钙的碳酸盐岩，镁—硅和黄铁矿等产物，矿化序列多样。2）微生物碳酸盐岩的元素记录，其中碳、氧、氮、磷、硫、铁、硅、砷等元素及同位素特征可能保留了微生物碳酸盐岩沉积和早期成岩的信息。3）纹层、凝块等微生物碳酸盐岩沉积结构机理及指示意义。4）微生物碳酸盐岩沉积环境，认为潮坪环境，特别是平均低潮面附近及其以上叠层石灰岩、凝块岩等微生物碳酸盐岩最为发育。依据国际微生物碳酸盐岩沉积学发展特点，本文针对国内相关领域进一步探讨了研究趋向，提出分类认识微生物碳酸盐岩现代沉积机理、重建古老微生物碳酸盐岩早期成岩过程、分类认识古老微生物碳酸盐岩沉积标志，这在当今微生物碳酸盐岩沉积学研究中显得尤为必要。
第33届国际沉积学会议于2017年10月9日—12日在法国图卢兹召开，微生物碳酸盐岩专题受到持续关注。在总结会议成果基础上，结合近年来国内外微生物沉积学文献以及现代微生物碳酸盐岩沉积考察，分析了微生物碳酸盐岩沉积学研究前沿及进展，包括：1）微生物席矿化产物及序列，认为矿化产物包括方解石（低Mg、高Mg、超高Mg）、文石、含铁、锰和钙的碳酸盐岩，镁—硅和黄铁矿等产物，矿化序列多样。2）微生物碳酸盐岩的元素记录，其中碳、氧、氮、磷、硫、铁、硅、砷等元素及同位素特征可能保留了微生物碳酸盐岩沉积和早期成岩的信息。3）纹层、凝块等微生物碳酸盐岩沉积结构机理及指示意义。4）微生物碳酸盐岩沉积环境，认为潮坪环境，特别是平均低潮面附近及其以上叠层石灰岩、凝块岩等微生物碳酸盐岩最为发育。依据国际微生物碳酸盐岩沉积学发展特点，本文针对国内相关领域进一步探讨了研究趋向，提出分类认识微生物碳酸盐岩现代沉积机理、重建古老微生物碳酸盐岩早期成岩过程、分类认识古老微生物碳酸盐岩沉积标志，这在当今微生物碳酸盐岩沉积学研究中显得尤为必要。
2018, 36(4): 651-663.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.055
摘要:
微生物碳酸盐岩不仅是研究古环境、古气候和地质历史事件的重要沉积记录，也是油气资源重要的储层类型之一。不同微生物群落的生理活动特性影响了原生孔隙的形成及保存，微生物沉积形成的不同尺度的沉积组构影响了孔隙的孔径大小及空间分布。微生物碳酸盐岩微相及共生岩性的微相组合型式对孔隙有效性及规模有重要影响，所处沉积地貌及相带使得微生物碳酸盐岩受海水—大气水成岩环境的胶结—溶蚀作用次序及程度不同，导致孔隙的非均质性。微生物相关的白云石化、胶结及岩溶等不同成岩作用，因其所处成岩阶段不同，而分别可能起到形成原生孔隙、保护残余孔隙及形成次生孔隙等不同效果，因而对孔隙形成及保存具有积极意义。微生物碳酸盐岩孔隙具有从纳米—亚微米级微孔隙到厘米甚至米级宏观孔隙等多个尺度，且与多尺度沉积结构构造有一定的耦合关系。因此，需要合理配置不同尺度样品的空间分布，运用多种方法技术表征不同尺度的孔隙，并增强各类数据的融合。此外，加强地质学科与地球物理学科的结合，是推动微生物碳酸盐岩油气储集层地质研究和勘探开发工作的重要途径。
微生物碳酸盐岩不仅是研究古环境、古气候和地质历史事件的重要沉积记录，也是油气资源重要的储层类型之一。不同微生物群落的生理活动特性影响了原生孔隙的形成及保存，微生物沉积形成的不同尺度的沉积组构影响了孔隙的孔径大小及空间分布。微生物碳酸盐岩微相及共生岩性的微相组合型式对孔隙有效性及规模有重要影响，所处沉积地貌及相带使得微生物碳酸盐岩受海水—大气水成岩环境的胶结—溶蚀作用次序及程度不同，导致孔隙的非均质性。微生物相关的白云石化、胶结及岩溶等不同成岩作用，因其所处成岩阶段不同，而分别可能起到形成原生孔隙、保护残余孔隙及形成次生孔隙等不同效果，因而对孔隙形成及保存具有积极意义。微生物碳酸盐岩孔隙具有从纳米—亚微米级微孔隙到厘米甚至米级宏观孔隙等多个尺度，且与多尺度沉积结构构造有一定的耦合关系。因此，需要合理配置不同尺度样品的空间分布，运用多种方法技术表征不同尺度的孔隙，并增强各类数据的融合。此外，加强地质学科与地球物理学科的结合，是推动微生物碳酸盐岩油气储集层地质研究和勘探开发工作的重要途径。
2018, 36(4): 664-673.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.053
摘要:
甲烷渗漏区沉积层中存在的大量自生碳酸盐岩和铁硫化物，是指示天然气水合物存在的标志。但对其形成条件的实验研究还不多见。利用自主研发的模拟装置，首次在富含甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的微生物系统内，通过水化学分析方法，探讨不同温度和压力下水化学组分的变化；通过扫描电镜和能谱分析方法，确定自生碳酸盐和铁硫化物的形态和种类，研究它们在不同温压条件下的形成规律。结果表明：5℃，8℃和10℃实验中，pH保持在6.5~7.4之间，ORP稳定在-100.0 mV附近，HCO3-浓度为202.55~639.93 mg/L。2.5 MPa，5.0 MPa和7.5 MPa实验中，pH在6.1~7.2之间，ORP稳定在-100.0~-50.0 mV之间，HCO3-浓度为324.08~789.95 mg/L。温度和压力通过影响微生物代谢产生S2-和HCO3-、离子结合两个过程，最终控制矿物的形成。碳酸钙、菱铁矿和铁硫化物在各实验中都有生成。温度升高：HCO3-浓度变化范围变小，S2-浓度增加，氧化还原电位减小；碳酸钙形成较少；菱铁矿随温度升高而增加，铁硫化物形成随S2-浓度增加而变广，表明温度升高促进铁硫化物和菱铁矿的形成。压力增加：S2-生成量增加，ORP（氧化还原电位）变得更小；形成的铁硫化物颗粒越大且形态更好；生成的碳酸钙变少，可能受到S2-浓度的影响。这些实验结果对于研究全球海洋中碳和硫的存储及循环、自生矿物的形成机理等都具有重要意义。
甲烷渗漏区沉积层中存在的大量自生碳酸盐岩和铁硫化物，是指示天然气水合物存在的标志。但对其形成条件的实验研究还不多见。利用自主研发的模拟装置，首次在富含甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的微生物系统内，通过水化学分析方法，探讨不同温度和压力下水化学组分的变化；通过扫描电镜和能谱分析方法，确定自生碳酸盐和铁硫化物的形态和种类，研究它们在不同温压条件下的形成规律。结果表明：5℃，8℃和10℃实验中，pH保持在6.5~7.4之间，ORP稳定在-100.0 mV附近，HCO3-浓度为202.55~639.93 mg/L。2.5 MPa，5.0 MPa和7.5 MPa实验中，pH在6.1~7.2之间，ORP稳定在-100.0~-50.0 mV之间，HCO3-浓度为324.08~789.95 mg/L。温度和压力通过影响微生物代谢产生S2-和HCO3-、离子结合两个过程，最终控制矿物的形成。碳酸钙、菱铁矿和铁硫化物在各实验中都有生成。温度升高：HCO3-浓度变化范围变小，S2-浓度增加，氧化还原电位减小；碳酸钙形成较少；菱铁矿随温度升高而增加，铁硫化物形成随S2-浓度增加而变广，表明温度升高促进铁硫化物和菱铁矿的形成。压力增加：S2-生成量增加，ORP（氧化还原电位）变得更小；形成的铁硫化物颗粒越大且形态更好；生成的碳酸钙变少，可能受到S2-浓度的影响。这些实验结果对于研究全球海洋中碳和硫的存储及循环、自生矿物的形成机理等都具有重要意义。
2018, 36(4): 674-683.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.051
摘要:
研究冰量较大时期千年尺度事件的区域响应和结构特征有助于进一步理解和验证千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞一支石笋的5个高精度230Th年龄和323个氧同位素数据，重建了Dansgaard-Oeschger（DO）18事件发生时高分辨率的东亚水文循环变化的过程和特征。结合同一洞穴另两支石笋记录，发现永兴洞石笋δ18O在~64.7 ka迅速负偏1.5‰，指示在MIS4阶段东亚季风区确实发生了持续时间较短的DO18事件。石笋δ18O结果精确标定了DO18事件的结束时间为~63.0 ka，结束过程呈现出5个百年尺度的季风增强振荡。在形态特征上，不同于格陵兰冰芯DO18事件的快速开始和快速结束（~60 a）的对称变化，季风区DO18事件呈现出快速增强但缓慢结束（持续达1500 a）的显著不对称特征。但是，石笋δ18O与北大西洋温盐环流（AMOC）变化在形态特征和持续时间上高度一致，暗示了AMOC对东亚季风区DO事件的重要调控作用。DO18事件时东亚季风与北大西洋气候的不同结构特征可归于高低纬气候系统对AMOC响应方式的差异。石笋δ18O功率谱结果呈现出208 a、150 a、52 a和14~12 a的变化周期，分别接近于太阳活动的207 a、149 a、57 a和11 a周期，说明在冰量较大的MIS4阶段太阳活动仍控制着东亚季风短尺度的波动。
研究冰量较大时期千年尺度事件的区域响应和结构特征有助于进一步理解和验证千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞一支石笋的5个高精度230Th年龄和323个氧同位素数据，重建了Dansgaard-Oeschger（DO）18事件发生时高分辨率的东亚水文循环变化的过程和特征。结合同一洞穴另两支石笋记录，发现永兴洞石笋δ18O在~64.7 ka迅速负偏1.5‰，指示在MIS4阶段东亚季风区确实发生了持续时间较短的DO18事件。石笋δ18O结果精确标定了DO18事件的结束时间为~63.0 ka，结束过程呈现出5个百年尺度的季风增强振荡。在形态特征上，不同于格陵兰冰芯DO18事件的快速开始和快速结束（~60 a）的对称变化，季风区DO18事件呈现出快速增强但缓慢结束（持续达1500 a）的显著不对称特征。但是，石笋δ18O与北大西洋温盐环流（AMOC）变化在形态特征和持续时间上高度一致，暗示了AMOC对东亚季风区DO事件的重要调控作用。DO18事件时东亚季风与北大西洋气候的不同结构特征可归于高低纬气候系统对AMOC响应方式的差异。石笋δ18O功率谱结果呈现出208 a、150 a、52 a和14~12 a的变化周期，分别接近于太阳活动的207 a、149 a、57 a和11 a周期，说明在冰量较大的MIS4阶段太阳活动仍控制着东亚季风短尺度的波动。
2018, 36(4): 684-694.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.057
摘要:
准噶尔盆地三叠系百口泉组相对湖平面升降规律认识不清，制约了对百口泉组沉积体系分布与演化的分析。在高分辨率层序地层学理论指导下，综合钻井、测井等资料，采用传统定性分析与定量的测井小波变换分析相结合的方法，对准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组进行高精度层序地层划分，将百口泉组定量划分为1个长期层序，4个中期层序，16个短期层序，126个超短期层序；对126个超短期层序进行Fisher图解的定量分析，结果显示百口泉组沉积时期湖平面升降总体表现出持续上升的特征，内部又可划分为多个次级湖平面升降旋回，百口泉组一段（T1b1）、百口泉组二段（T1b2）、百口泉组三段（T1b3）与三次湖平面持续上升过程相对应，百口泉组三段（T1b3）湖平面达到百口泉组时期的最大规模。通过对比前人研究成果和钻井地质信息，认为相对湖平面升降曲线具有很高的可信度。
准噶尔盆地三叠系百口泉组相对湖平面升降规律认识不清，制约了对百口泉组沉积体系分布与演化的分析。在高分辨率层序地层学理论指导下，综合钻井、测井等资料，采用传统定性分析与定量的测井小波变换分析相结合的方法，对准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组进行高精度层序地层划分，将百口泉组定量划分为1个长期层序，4个中期层序，16个短期层序，126个超短期层序；对126个超短期层序进行Fisher图解的定量分析，结果显示百口泉组沉积时期湖平面升降总体表现出持续上升的特征，内部又可划分为多个次级湖平面升降旋回，百口泉组一段（T1b1）、百口泉组二段（T1b2）、百口泉组三段（T1b3）与三次湖平面持续上升过程相对应，百口泉组三段（T1b3）湖平面达到百口泉组时期的最大规模。通过对比前人研究成果和钻井地质信息，认为相对湖平面升降曲线具有很高的可信度。
2018, 36(4): 695-705.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.124
摘要:
CSDP-2井是大陆架科学钻探计划（CSDP）在南黄海盆地中部隆起实施的第一口连续取芯井，完井深度2 843.18 m，平均取芯率高达97.7%。综合利用该井岩芯、测井、岩石薄片及古生物化石资料，准确识别出南黄海盆地中部隆起上古生界的岩石类型、沉积构造、岩性组合序列等特征，进而探讨研究区沉积环境及其垂向演化规律。研究结果显示：CSDP-2井所钻遇的二叠系、石炭系、泥盆系地层既包含碎屑岩也包含碳酸盐岩，发育了三角洲相、滨岸相、潮坪相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相等多种沉积相类型；南黄海盆地晚古生代先后经历了两个完整的海侵—海退旋回，自下而上发育碎屑岩浅海—潮坪沉积体系、碳酸盐岩潮坪—潟湖—颗粒滩沉积体系和碎屑岩三角洲沉积体系，反映了研究区由海相向海陆过渡相逐渐演化的沉积充填过程。
CSDP-2井是大陆架科学钻探计划（CSDP）在南黄海盆地中部隆起实施的第一口连续取芯井，完井深度2 843.18 m，平均取芯率高达97.7%。综合利用该井岩芯、测井、岩石薄片及古生物化石资料，准确识别出南黄海盆地中部隆起上古生界的岩石类型、沉积构造、岩性组合序列等特征，进而探讨研究区沉积环境及其垂向演化规律。研究结果显示：CSDP-2井所钻遇的二叠系、石炭系、泥盆系地层既包含碎屑岩也包含碳酸盐岩，发育了三角洲相、滨岸相、潮坪相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相等多种沉积相类型；南黄海盆地晚古生代先后经历了两个完整的海侵—海退旋回，自下而上发育碎屑岩浅海—潮坪沉积体系、碳酸盐岩潮坪—潟湖—颗粒滩沉积体系和碎屑岩三角洲沉积体系，反映了研究区由海相向海陆过渡相逐渐演化的沉积充填过程。
2018, 36(4): 706-721.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.059
摘要:
目前对于缺乏宏观造礁生物而仅由微生物参与形成的寒武系台缘带沉积结构的沉积学理论研究仍然比较薄弱。塔里木盆地柯坪地区出露下寒武统台缘带地层，对其进行系统的野外调查、剖面分层精细测量和室内薄片镜下分析，刻画了台缘带的沉积结构特征，建立了台缘带的沉积结构模型，阐述了在微生物参与下台缘带的形成过程。研究结果表明，塔里木盆地下寒武统台缘带发育从较深水区向潮间带过渡的水体向上逐渐变浅的沉积演化序列，具有由泥晶沉积、层纹石、微生物丘、颗粒沉积和叠层石等5种沉积类型从下至上分层叠置的沉积结构特征，其中，泥晶沉积、层纹石、颗粒沉积和叠层石在整个台缘带上呈层状展布，而微生物丘在台缘带上的南北向展布宽度仅10 km左右。据此，将台缘带的形成过程划分为泥晶沉积发育阶段、层纹石发育阶段、微生物丘发育阶段、颗粒沉积发育阶段和叠层石发育阶段。微生物丘的发育在台缘带上形成地层局部加厚且向两侧减薄的特点，导致台缘带从微生物丘发育之前具有的沉积厚度从南向北缓慢减薄的缓坡属性转变为从微生物丘发育开始具有的地层局部加厚形成隆起部位的弱镶边属性。上述认识能为确定塔里木盆地下寒武统碳酸盐台地的结构样式和探索台缘带优质碳酸盐岩油气储层的发育规律提供沉积学依据。
目前对于缺乏宏观造礁生物而仅由微生物参与形成的寒武系台缘带沉积结构的沉积学理论研究仍然比较薄弱。塔里木盆地柯坪地区出露下寒武统台缘带地层，对其进行系统的野外调查、剖面分层精细测量和室内薄片镜下分析，刻画了台缘带的沉积结构特征，建立了台缘带的沉积结构模型，阐述了在微生物参与下台缘带的形成过程。研究结果表明，塔里木盆地下寒武统台缘带发育从较深水区向潮间带过渡的水体向上逐渐变浅的沉积演化序列，具有由泥晶沉积、层纹石、微生物丘、颗粒沉积和叠层石等5种沉积类型从下至上分层叠置的沉积结构特征，其中，泥晶沉积、层纹石、颗粒沉积和叠层石在整个台缘带上呈层状展布，而微生物丘在台缘带上的南北向展布宽度仅10 km左右。据此，将台缘带的形成过程划分为泥晶沉积发育阶段、层纹石发育阶段、微生物丘发育阶段、颗粒沉积发育阶段和叠层石发育阶段。微生物丘的发育在台缘带上形成地层局部加厚且向两侧减薄的特点，导致台缘带从微生物丘发育之前具有的沉积厚度从南向北缓慢减薄的缓坡属性转变为从微生物丘发育开始具有的地层局部加厚形成隆起部位的弱镶边属性。上述认识能为确定塔里木盆地下寒武统碳酸盐台地的结构样式和探索台缘带优质碳酸盐岩油气储层的发育规律提供沉积学依据。
2018, 36(4): 722-730.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.060
摘要:
采用国际最先进的三维地层沉积数值模拟的方法，充分利用地层沉积演化相关研究资料，以验证苏北东台坳陷目前存在争议的物源问题为目标，开展了物源位置单因素数值对比模拟，探讨不同物源观点下的地层沉积演化特征，以及以北部滨海隆起为物源的苏北盆地整体沉积地层演化特征，在此基础上讨论中央建湖隆起是否为阜宁组提供物源。最终，建立了北偏东、南西两支物源输入的苏北盆地东台坳陷三维地层沉积演化数值模型，模拟了阜宁组二段—阜宁组四段地层沉积演化过程，得出与地质模型匹配良好的地层岩相展布特征，并通过多口井岩性、地层厚度验证了模型的合理性。综合多组模拟结果，分析讨论得出苏北盆地东台坳陷阜宁期物源来自于中央建湖隆起和西南张八岭隆起。
采用国际最先进的三维地层沉积数值模拟的方法，充分利用地层沉积演化相关研究资料，以验证苏北东台坳陷目前存在争议的物源问题为目标，开展了物源位置单因素数值对比模拟，探讨不同物源观点下的地层沉积演化特征，以及以北部滨海隆起为物源的苏北盆地整体沉积地层演化特征，在此基础上讨论中央建湖隆起是否为阜宁组提供物源。最终，建立了北偏东、南西两支物源输入的苏北盆地东台坳陷三维地层沉积演化数值模型，模拟了阜宁组二段—阜宁组四段地层沉积演化过程，得出与地质模型匹配良好的地层岩相展布特征，并通过多口井岩性、地层厚度验证了模型的合理性。综合多组模拟结果，分析讨论得出苏北盆地东台坳陷阜宁期物源来自于中央建湖隆起和西南张八岭隆起。
2018, 36(4): 731-742.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.052
摘要:
随着中浅层油气勘探进入中高成熟阶段，华北地区上古生界已成为油气勘探和储量接替的重要领域，对上古生界沉积相类型及沉积演化过程进行深入研究对于油气勘探具有一定的指导意义。以沉积学理论为指导，以华北中南部淄博博山上古生界露头剖面为基础，通过详细踏勘实测，识别其发育的沉积相类型与沉积序列，明确其沉积演化过程。研究结果表明：淄博博山地区上古生界自下而上可分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，共识别出障壁海岸、潮流、碳酸盐台地、三角洲和曲流河5种沉积相及8种典型沉积序列；本溪组—太原组发育障壁海岸相和碳酸盐台地相，山西组发育三角洲相，下石盒子组—石千峰组发育河流相和潮流相；研究区上古生界经历了由障壁海岸—台地复合沉积体系过渡为三角洲相，最终转变为河流相的沉积演化过程。
随着中浅层油气勘探进入中高成熟阶段，华北地区上古生界已成为油气勘探和储量接替的重要领域，对上古生界沉积相类型及沉积演化过程进行深入研究对于油气勘探具有一定的指导意义。以沉积学理论为指导，以华北中南部淄博博山上古生界露头剖面为基础，通过详细踏勘实测，识别其发育的沉积相类型与沉积序列，明确其沉积演化过程。研究结果表明：淄博博山地区上古生界自下而上可分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组，共识别出障壁海岸、潮流、碳酸盐台地、三角洲和曲流河5种沉积相及8种典型沉积序列；本溪组—太原组发育障壁海岸相和碳酸盐台地相，山西组发育三角洲相，下石盒子组—石千峰组发育河流相和潮流相；研究区上古生界经历了由障壁海岸—台地复合沉积体系过渡为三角洲相，最终转变为河流相的沉积演化过程。
2018, 36(4): 743-755.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.066
摘要:
滇黔北坳陷为南方海相地层的有利研究区域，发育多套海相页岩。上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组地层，尤其是五峰组—龙马溪组下段页岩作为优质烃源岩而备受重视。通过岩芯观察、薄片鉴定、X衍射分析及微量元素地球化学指标判识，对其进行页岩岩相划分与沉积环境分析。结果显示：滇黔北坳陷五峰组—龙马溪组下段地层共划分出六种页岩岩相：硅质页岩、黏土质页岩、钙质页岩、黏土质硅质混合页岩、黏土质钙质混合页岩、钙质硅质混合页岩，其中硅质页岩和黏土质页岩的TOC含量明显高于其余四种岩相。V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co和U/Th指标指示五峰组—龙马溪组下段总体处于低能、滞留、局限条件，与深水陆棚环境匹配，Mo元素含量与四川盆地均值相当。五峰早期与龙马溪早期海侵的发生形成了以深水陆棚占主导的沉积格局，低能、滞留、局限的厌氧环境与快速海侵是有机质富集与保存的重要条件。
滇黔北坳陷为南方海相地层的有利研究区域，发育多套海相页岩。上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组地层，尤其是五峰组—龙马溪组下段页岩作为优质烃源岩而备受重视。通过岩芯观察、薄片鉴定、X衍射分析及微量元素地球化学指标判识，对其进行页岩岩相划分与沉积环境分析。结果显示：滇黔北坳陷五峰组—龙马溪组下段地层共划分出六种页岩岩相：硅质页岩、黏土质页岩、钙质页岩、黏土质硅质混合页岩、黏土质钙质混合页岩、钙质硅质混合页岩，其中硅质页岩和黏土质页岩的TOC含量明显高于其余四种岩相。V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co和U/Th指标指示五峰组—龙马溪组下段总体处于低能、滞留、局限条件，与深水陆棚环境匹配，Mo元素含量与四川盆地均值相当。五峰早期与龙马溪早期海侵的发生形成了以深水陆棚占主导的沉积格局，低能、滞留、局限的厌氧环境与快速海侵是有机质富集与保存的重要条件。
2018, 36(4): 756-767.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.050
摘要:
精细刻画古物源环境对恢复沉积体系、寻找优势砂岩发育带和预测勘探目标区等具有重要意义。综合运用古地貌、地震属性、重矿物以及砂地比等方面的资料，由不同角度、分不同层次对贝尔凹陷南屯组沉积时期的物源体系进行精细的分析和刻画。结果表明：贝尔凹陷南屯组沉积时期的物源主要来自凹陷四周的斜坡带以及盆内的低凸起，由盆地四周向中心汇聚，其中南一段与南二段沉积时期的主要物源方向具有明显的继承性。在贝尔凹陷南屯组共识别出9大物源体系，主要发育有扇三角洲、湖底扇等沉积环境，并根据物源区的发育位置、构造样式及构造活动的差异等，将研究区物源分为陡坡断坡型、陡坡同向断阶型、缓坡同向断阶型、缓坡反向断阶型、箕状洼槽型和双断长轴入湖型等6种类型。总之，物源与坡折、沟谷所组成的耦合系统从根本上影响和决定了沉积体系的类型和展布规律。
精细刻画古物源环境对恢复沉积体系、寻找优势砂岩发育带和预测勘探目标区等具有重要意义。综合运用古地貌、地震属性、重矿物以及砂地比等方面的资料，由不同角度、分不同层次对贝尔凹陷南屯组沉积时期的物源体系进行精细的分析和刻画。结果表明：贝尔凹陷南屯组沉积时期的物源主要来自凹陷四周的斜坡带以及盆内的低凸起，由盆地四周向中心汇聚，其中南一段与南二段沉积时期的主要物源方向具有明显的继承性。在贝尔凹陷南屯组共识别出9大物源体系，主要发育有扇三角洲、湖底扇等沉积环境，并根据物源区的发育位置、构造样式及构造活动的差异等，将研究区物源分为陡坡断坡型、陡坡同向断阶型、缓坡同向断阶型、缓坡反向断阶型、箕状洼槽型和双断长轴入湖型等6种类型。总之，物源与坡折、沟谷所组成的耦合系统从根本上影响和决定了沉积体系的类型和展布规律。
2018, 36(4): 768-776.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.056
摘要:
新疆准噶尔盆地火烧山油田的中二叠统平地泉组（对应芦草沟组）是一套典型的黑色含油层系，长期被认为是裂谷盆地（或岛弧盆地）中富含生烃母质的深湖相泥岩。通过矿物学、岩石学等方面的综合分析认为：平地泉组的岩石碎屑主要来源于地幔碱性—过碱性的超基性岩浆岩（以碳酸岩为主）和中酸性岩浆岩（以安山岩和流纹岩为主）的喷爆物和溢流物，以出现碱性—过碱性的碱性长石、富铝石英、岩浆方解石、霓石、锂云母、硅钡钛石、蛇纹石等超基性岩浆矿物和以碱性—过碱性的碱性长石、石英等中酸性岩浆矿物为特征。上述喷爆的矿物碎屑与基质在富含地幔流体的滨湖—沼泽—热泉环境中发生热液蚀变，最终形成富含幔源岩浆矿物及热液矿物的凝灰质沉积系列，并参与生烃过程。凝灰物质提供的热及丰富的营养物质促进了滨湖—沼泽—热泉中藻类、微生物等生烃母质勃发，并导致液态烃早生成；凝灰岩类中丰富的原生粒间孔和方沸石溶蚀孔是烃类的主要储集空间。凝灰岩层厚度差异较大，多与正常沉积岩互层或夹于厚层沉积岩中。
新疆准噶尔盆地火烧山油田的中二叠统平地泉组（对应芦草沟组）是一套典型的黑色含油层系，长期被认为是裂谷盆地（或岛弧盆地）中富含生烃母质的深湖相泥岩。通过矿物学、岩石学等方面的综合分析认为：平地泉组的岩石碎屑主要来源于地幔碱性—过碱性的超基性岩浆岩（以碳酸岩为主）和中酸性岩浆岩（以安山岩和流纹岩为主）的喷爆物和溢流物，以出现碱性—过碱性的碱性长石、富铝石英、岩浆方解石、霓石、锂云母、硅钡钛石、蛇纹石等超基性岩浆矿物和以碱性—过碱性的碱性长石、石英等中酸性岩浆矿物为特征。上述喷爆的矿物碎屑与基质在富含地幔流体的滨湖—沼泽—热泉环境中发生热液蚀变，最终形成富含幔源岩浆矿物及热液矿物的凝灰质沉积系列，并参与生烃过程。凝灰物质提供的热及丰富的营养物质促进了滨湖—沼泽—热泉中藻类、微生物等生烃母质勃发，并导致液态烃早生成；凝灰岩类中丰富的原生粒间孔和方沸石溶蚀孔是烃类的主要储集空间。凝灰岩层厚度差异较大，多与正常沉积岩互层或夹于厚层沉积岩中。
2018, 36(4): 777-786.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.112
摘要:
根据钻井岩芯及铸体薄片鉴定结果，结合扫描电镜、物性统计及测、录井资料，探讨了柴北缘腹部埋深大于3 000 m的异常高孔—渗储层的形成原因及主控因素。结果表明深部异常高孔—渗储层主要分布在古近系下干柴沟组，是一套辫状河三角洲到滨—浅湖沉积，粒度较细，以粉砂岩和细砂岩为主，岩性为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。孔隙类型以原生粒间孔为主，其次为次生溶蚀孔隙和少量裂隙，孔—喉匹配性好。深部异常高孔—渗带主要受控于沉积环境，后期成岩作用和异常高压系统也促使了优质储层的形成。古近系下干柴沟组发育的辫状河三角洲分流河道砂体和滨—浅湖砂体具有良好的成分成熟度和结构成熟度，泥质杂基含量较低，是形成优良储层的基础条件；早期碳酸盐胶结物和高含量的刚性颗粒在深埋过程中有效抵御了压实作用对孔隙的破坏；储集层上、下部发育大套厚层泥岩，在沉积成岩过程中泥岩层内流体排出受阻而滞留在孔隙空间内，孔隙流体承担了部分负荷从而削弱了正常压实作用对中间砂岩层的影响，保存了大部分原生孔隙，在柴北缘腹部深层形成了优质碎屑岩储层。
根据钻井岩芯及铸体薄片鉴定结果，结合扫描电镜、物性统计及测、录井资料，探讨了柴北缘腹部埋深大于3 000 m的异常高孔—渗储层的形成原因及主控因素。结果表明深部异常高孔—渗储层主要分布在古近系下干柴沟组，是一套辫状河三角洲到滨—浅湖沉积，粒度较细，以粉砂岩和细砂岩为主，岩性为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。孔隙类型以原生粒间孔为主，其次为次生溶蚀孔隙和少量裂隙，孔—喉匹配性好。深部异常高孔—渗带主要受控于沉积环境，后期成岩作用和异常高压系统也促使了优质储层的形成。古近系下干柴沟组发育的辫状河三角洲分流河道砂体和滨—浅湖砂体具有良好的成分成熟度和结构成熟度，泥质杂基含量较低，是形成优良储层的基础条件；早期碳酸盐胶结物和高含量的刚性颗粒在深埋过程中有效抵御了压实作用对孔隙的破坏；储集层上、下部发育大套厚层泥岩，在沉积成岩过程中泥岩层内流体排出受阻而滞留在孔隙空间内，孔隙流体承担了部分负荷从而削弱了正常压实作用对中间砂岩层的影响，保存了大部分原生孔隙，在柴北缘腹部深层形成了优质碎屑岩储层。
2018, 36(4): 787-795.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.048
摘要:
西沙海槽盆地中央峡谷深水水道规模大，下切深，弯曲度低，表现出强限制性与东西分段性特征。充分利用研究区二维地震资料，对其地震相特征进行识别与分段性研究，识别出中央峡谷水道体系五种典型地震相类型，分别为底部滞留沉积、浊积砂体沉积、块体流沉积、泥质沉积、滑塌沉积。水道内部充填序列与限制性强度区相关性密切。通过地震相图、沉积相图和古地貌恢复图分析，发现西沙海槽中央峡谷整体呈东西向展布，水道西宽东窄，周边地势西高东低。基于分段特征与构造断裂带的吻合性，以西沙次凹处作为拐点将峡谷分为东西两段，其中西段NWW向展布，限制性弱；东段NEE向展布，限制性强。根据展布、形态、充填等诸多方面因素，总结出了13种分段特征，其限制性与分段性主要受到构造活动、地貌形态与物源供应等的控制。
西沙海槽盆地中央峡谷深水水道规模大，下切深，弯曲度低，表现出强限制性与东西分段性特征。充分利用研究区二维地震资料，对其地震相特征进行识别与分段性研究，识别出中央峡谷水道体系五种典型地震相类型，分别为底部滞留沉积、浊积砂体沉积、块体流沉积、泥质沉积、滑塌沉积。水道内部充填序列与限制性强度区相关性密切。通过地震相图、沉积相图和古地貌恢复图分析，发现西沙海槽中央峡谷整体呈东西向展布，水道西宽东窄，周边地势西高东低。基于分段特征与构造断裂带的吻合性，以西沙次凹处作为拐点将峡谷分为东西两段，其中西段NWW向展布，限制性弱；东段NEE向展布，限制性强。根据展布、形态、充填等诸多方面因素，总结出了13种分段特征，其限制性与分段性主要受到构造活动、地貌形态与物源供应等的控制。
2018, 36(4): 796-806.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.044
摘要:
鄂尔多斯盆地中部马家沟组地层蕴含丰富的油气资源，以马五7亚段为主要储集层位的盐下碳酸盐岩油气勘探近期取得了重要突破。基于钻井、测录井、岩芯及薄片等资料，对盆地中部马五7亚段颗粒滩沉积特征、纵横向展布规律进行综合分析，进而探讨了研究区沉积古地理格局及其颗粒滩发育控制因素。结果表明：研究区马五7亚段主要由晶粒白云岩及各类型颗粒白云岩构成，纵向上发育潟湖—颗粒滩—灰泥丘—台坪、潟湖—颗粒滩—滩间海—颗粒滩、潟湖—颗粒滩—灰泥丘三种沉积相序，颗粒滩位于向上变浅旋回的中上部，且常与微生物丘构成丘滩复合体建造，具有良好的储集意义。横向上，马五7亚段发育两套较大规模的颗粒滩，层位稳定且连续性较好，整体表现为中西部厚而东部较薄的特征，平面上则呈南北向发育并沿东部凹陷环带状分布。研究区沉积规律表明马五7亚段相对缺乏潮坪相沉积特征，推测其沉积环境更符合局限—蒸发台地。沉积期海平面的频繁变化控制了滩体发育规模及其垂向叠置样式，区内西高东底的古构造格局及其内部的微地貌起伏则决定了马五7颗粒滩平面分布的差异性。
鄂尔多斯盆地中部马家沟组地层蕴含丰富的油气资源，以马五7亚段为主要储集层位的盐下碳酸盐岩油气勘探近期取得了重要突破。基于钻井、测录井、岩芯及薄片等资料，对盆地中部马五7亚段颗粒滩沉积特征、纵横向展布规律进行综合分析，进而探讨了研究区沉积古地理格局及其颗粒滩发育控制因素。结果表明：研究区马五7亚段主要由晶粒白云岩及各类型颗粒白云岩构成，纵向上发育潟湖—颗粒滩—灰泥丘—台坪、潟湖—颗粒滩—滩间海—颗粒滩、潟湖—颗粒滩—灰泥丘三种沉积相序，颗粒滩位于向上变浅旋回的中上部，且常与微生物丘构成丘滩复合体建造，具有良好的储集意义。横向上，马五7亚段发育两套较大规模的颗粒滩，层位稳定且连续性较好，整体表现为中西部厚而东部较薄的特征，平面上则呈南北向发育并沿东部凹陷环带状分布。研究区沉积规律表明马五7亚段相对缺乏潮坪相沉积特征，推测其沉积环境更符合局限—蒸发台地。沉积期海平面的频繁变化控制了滩体发育规模及其垂向叠置样式，区内西高东底的古构造格局及其内部的微地貌起伏则决定了马五7颗粒滩平面分布的差异性。
2018, 36(4): 807-817.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.047
摘要:
基于大量已有钻井、地球物理、分析化验数据，渤海海域庙西南凸起馆陶组被证实具有稳定的构造环境、平缓的古地形、半干旱—干旱气候条件、充足的物源供给、古水深较浅的背景，因而具备形成浅水辫状河三角洲的条件。受制于特殊的气候环境，形成“大平原，小前缘”的沉积特征，水体面积较小，受河流作用改造为主，平原亚相砂体以具有双段式粒度概率曲线和强水动力沉积构造的分支河道为特征；干旱气候条件下不稳定的水体导致代表氧化环境的紫红色泥岩与代表弱还原环境的灰绿色、杂色泥岩呈交互沉积。依据气候变化、相对湖平面变化和物源供给等方面的耦合关系将研究区馆陶组浅水辫状河三角洲砂体形态分为孤立叠置式、多边叠置式及切叠连片式三种，分别对应馆陶组早中晚三个时期。砂体演化分析证实古地形、气候变化及相对湖平面变化是影响本区砂体样式的关键因素，馆陶组中部多边式砂体储层连通性好、平面分布广而顶部砂体平面分布广储层厚，为本区下一步勘探的重点。
基于大量已有钻井、地球物理、分析化验数据，渤海海域庙西南凸起馆陶组被证实具有稳定的构造环境、平缓的古地形、半干旱—干旱气候条件、充足的物源供给、古水深较浅的背景，因而具备形成浅水辫状河三角洲的条件。受制于特殊的气候环境，形成“大平原，小前缘”的沉积特征，水体面积较小，受河流作用改造为主，平原亚相砂体以具有双段式粒度概率曲线和强水动力沉积构造的分支河道为特征；干旱气候条件下不稳定的水体导致代表氧化环境的紫红色泥岩与代表弱还原环境的灰绿色、杂色泥岩呈交互沉积。依据气候变化、相对湖平面变化和物源供给等方面的耦合关系将研究区馆陶组浅水辫状河三角洲砂体形态分为孤立叠置式、多边叠置式及切叠连片式三种，分别对应馆陶组早中晚三个时期。砂体演化分析证实古地形、气候变化及相对湖平面变化是影响本区砂体样式的关键因素，馆陶组中部多边式砂体储层连通性好、平面分布广而顶部砂体平面分布广储层厚，为本区下一步勘探的重点。
2018, 36(4): 818-828.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.093
摘要:
基于鄂尔多斯盆地盐池—定边地区13口井16块长7烃源岩样品的GC-MS分析资料，研究了源岩的芳烃地球化学特征，进行了生源和沉积环境的分析，并探讨了芳烃系列成熟度评价参数在该地区的有效性。研究结果显示：研究区源岩主要以二环和三环芳烃类化合物为主，而四环和五环芳烃类化合物较低，芴含量较高，普遍含有1，2，5-TMN和1，2，5，6-TeMN且部分样品含量偏高，并检测出一定含量的惹烯、苝、和芘等陆源高等植物生物标志化合物，表明研究区源岩形成于滨浅湖弱氧化—弱还原的环境中，高等植物的输入对该地区源岩的形成占有一定贡献。芳烃中烷基萘、烷基菲和烷基二苯并噻吩等成熟度参数表明源岩样品现今正处于成熟阶段。虽然利用不同系列芳烃类化合物求取的等效镜质体反射率存在一定差异，但能定性地反映出源岩的热演化程度。
基于鄂尔多斯盆地盐池—定边地区13口井16块长7烃源岩样品的GC-MS分析资料，研究了源岩的芳烃地球化学特征，进行了生源和沉积环境的分析，并探讨了芳烃系列成熟度评价参数在该地区的有效性。研究结果显示：研究区源岩主要以二环和三环芳烃类化合物为主，而四环和五环芳烃类化合物较低，芴含量较高，普遍含有1，2，5-TMN和1，2，5，6-TeMN且部分样品含量偏高，并检测出一定含量的惹烯、苝、和芘等陆源高等植物生物标志化合物，表明研究区源岩形成于滨浅湖弱氧化—弱还原的环境中，高等植物的输入对该地区源岩的形成占有一定贡献。芳烃中烷基萘、烷基菲和烷基二苯并噻吩等成熟度参数表明源岩样品现今正处于成熟阶段。虽然利用不同系列芳烃类化合物求取的等效镜质体反射率存在一定差异，但能定性地反映出源岩的热演化程度。
2018, 36(4): 829-841.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.074
摘要:
各类生物标志物的组成特征表明：柴达木盆地北缘的冷湖油田原油具有姥植比高（Pr/Ph>2.0），重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷=0.5~0.7）、重排藿烷（diaC30H/C30H=0.2~0.4）和新藿烷（C29Ts/C29H=0.4~0.7）含量中等，伽马蜡烷含量低（伽马蜡烷指数<0.05）的特征，它们源于该地区发育的下侏罗统淡水湖沼相烃源岩；而柴西北区咸水湖相原油的姥植比低（Pr/Ph<0.8），重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷<0.1）、重排藿烷（diaC30H/C30H<0.05）和新藿烷（C29Ts/C29H=0.2~0.4）含量低和伽马蜡烷含量高（伽马蜡烷指数=0.4~0.8），这一系列特征与柴西地区发育的古近系—新近系咸水湖相烃源岩一致。但是，东坪地区原油呈现完全不同的生物标志物组合，主要表现为丰富的伽马蜡烷（伽马蜡烷指数=1.2~3.0）与高含量的新藿烷（C29Ts/C29H>1.5）、重排藿烷（diaC30H/C30H>0.7）和重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷>0.4）并存，这与地质样品中伽马蜡烷和重排类标志物的分布特征相矛盾，因为依据现有的认识无法解释这一特殊地球化学现象。生物标志物组成特征表明东坪地区原油所具有的特殊生物标志物组合并非源于不同类型原油之间的混合，而是一种客观存在，尽管其确切的地球化学意义和形成条件目前并不清楚。由此可见，东坪地区原油为柴达木盆地一个新的原油类型，推测其烃源岩可能形成于偏酸性的咸水环境。
各类生物标志物的组成特征表明：柴达木盆地北缘的冷湖油田原油具有姥植比高（Pr/Ph>2.0），重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷=0.5~0.7）、重排藿烷（diaC30H/C30H=0.2~0.4）和新藿烷（C29Ts/C29H=0.4~0.7）含量中等，伽马蜡烷含量低（伽马蜡烷指数<0.05）的特征，它们源于该地区发育的下侏罗统淡水湖沼相烃源岩；而柴西北区咸水湖相原油的姥植比低（Pr/Ph<0.8），重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷<0.1）、重排藿烷（diaC30H/C30H<0.05）和新藿烷（C29Ts/C29H=0.2~0.4）含量低和伽马蜡烷含量高（伽马蜡烷指数=0.4~0.8），这一系列特征与柴西地区发育的古近系—新近系咸水湖相烃源岩一致。但是，东坪地区原油呈现完全不同的生物标志物组合，主要表现为丰富的伽马蜡烷（伽马蜡烷指数=1.2~3.0）与高含量的新藿烷（C29Ts/C29H>1.5）、重排藿烷（diaC30H/C30H>0.7）和重排甾烷（C27重排甾烷/规则甾烷>0.4）并存，这与地质样品中伽马蜡烷和重排类标志物的分布特征相矛盾，因为依据现有的认识无法解释这一特殊地球化学现象。生物标志物组成特征表明东坪地区原油所具有的特殊生物标志物组合并非源于不同类型原油之间的混合，而是一种客观存在，尽管其确切的地球化学意义和形成条件目前并不清楚。由此可见，东坪地区原油为柴达木盆地一个新的原油类型，推测其烃源岩可能形成于偏酸性的咸水环境。
2018, 36(4): 842-852.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.042
摘要:
湖相碳酸盐岩因形成于大陆环境，通常陆源硅酸盐组分含量较高并影响元素组成特征，不应简单地套用海相碳酸盐岩的方法进行元素测试。对柴西茫东地区红山梁剖面始新统下干柴沟组—中新统下油砂山组湖相碳酸盐岩采用酸溶法、电子探针、LA等多手段进行的地球化学综合研究，结果显示，各种测试方法应用于湖相碳酸盐岩分析时都存在适用性与局限性问题。酸溶法的局限性在于所获得的K等碱金属元素含量不能用于后续分析。而对微区测试方法而言，首先LA与探针两种微区测试方法能否进行数据上的通用需要比较二者的相关性；其次由于光斑大小的限制，对泥晶组分而言，需在判断陆源的干扰程度并进行相应扣除后，才能反映沉积水体的元素组成特征。因此，在分析陆源硅酸盐组分对湖相碳酸盐岩元素含量影响程度的基础上，提出两种排除陆源硅酸盐组分对泥晶组分元素含量影响的方法，可以实现微区测试方法在湖相碳酸盐岩中的有效应用。
湖相碳酸盐岩因形成于大陆环境，通常陆源硅酸盐组分含量较高并影响元素组成特征，不应简单地套用海相碳酸盐岩的方法进行元素测试。对柴西茫东地区红山梁剖面始新统下干柴沟组—中新统下油砂山组湖相碳酸盐岩采用酸溶法、电子探针、LA等多手段进行的地球化学综合研究，结果显示，各种测试方法应用于湖相碳酸盐岩分析时都存在适用性与局限性问题。酸溶法的局限性在于所获得的K等碱金属元素含量不能用于后续分析。而对微区测试方法而言，首先LA与探针两种微区测试方法能否进行数据上的通用需要比较二者的相关性；其次由于光斑大小的限制，对泥晶组分而言，需在判断陆源的干扰程度并进行相应扣除后，才能反映沉积水体的元素组成特征。因此，在分析陆源硅酸盐组分对湖相碳酸盐岩元素含量影响程度的基础上，提出两种排除陆源硅酸盐组分对泥晶组分元素含量影响的方法，可以实现微区测试方法在湖相碳酸盐岩中的有效应用。
