2020年 第38卷 第1期
2020, 38(1): 1-29.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.116
摘要:
随着非常规油气资源工业化勘探开发的快速发展,非常规油气地质学理论体系逐步建立,迫切需要创新构建非常规油气沉积学理论。通过简要概述非常规油气沉积学的基本内涵,提出“非常规油气沉积学”的概念,综述我国四川盆地页岩气、鄂尔多斯盆地致密油与页岩油等典型非常规油气层系沉积学研究进展,并展望非常规油气沉积学研究所面临的关键科学问题与挑战。研究指出非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变密切相关,是全球性或区域性构造与海（湖）平面升降、火山活动、气候突变、水体缺氧、生物灭绝与辐射、重力流等多种地质事件沉积耦合的结果。未来需要从地球系统科学出发,采用“非常规思想”,以地质事件分析思维深入开展非常规油气沉积学研究,为寻找非常规油气资源发挥重要作用。
随着非常规油气资源工业化勘探开发的快速发展,非常规油气地质学理论体系逐步建立,迫切需要创新构建非常规油气沉积学理论。通过简要概述非常规油气沉积学的基本内涵,提出“非常规油气沉积学”的概念,综述我国四川盆地页岩气、鄂尔多斯盆地致密油与页岩油等典型非常规油气层系沉积学研究进展,并展望非常规油气沉积学研究所面临的关键科学问题与挑战。研究指出非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变密切相关,是全球性或区域性构造与海（湖）平面升降、火山活动、气候突变、水体缺氧、生物灭绝与辐射、重力流等多种地质事件沉积耦合的结果。未来需要从地球系统科学出发,采用“非常规思想”,以地质事件分析思维深入开展非常规油气沉积学研究,为寻找非常规油气资源发挥重要作用。
2020, 38(1): 32-45.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.022
摘要:
辽宁兴城夹山中元古界常州沟组潮间带相砂岩层面产出裂隙状构造。这些构造由0.8~3 cm长的纺锤状短裂隙和超过7 cm的长延伸裂隙组成，孤立为主，部分相连。通过与类似的层面裂隙和现代微生物席干缩裂隙的比较分析，将其解释为微生物成因沉积构造分类体系中的收缩裂隙（Shrinkage crack），并参考席裂多边形（Mat-crack polygon）的术语称其为席裂（Mat-crack）。微生物席在脱水不充分的情况下形成纺锤状席裂，脱水充分的情况下形成席裂多边形。这些构造在常州沟组的出现，表明微生物生态系统在华北克拉通中元古代海侵初期已经开始影响古海岸带的地质作用，这对于恢复燕山裂陷槽盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。
辽宁兴城夹山中元古界常州沟组潮间带相砂岩层面产出裂隙状构造。这些构造由0.8~3 cm长的纺锤状短裂隙和超过7 cm的长延伸裂隙组成，孤立为主，部分相连。通过与类似的层面裂隙和现代微生物席干缩裂隙的比较分析，将其解释为微生物成因沉积构造分类体系中的收缩裂隙（Shrinkage crack），并参考席裂多边形（Mat-crack polygon）的术语称其为席裂（Mat-crack）。微生物席在脱水不充分的情况下形成纺锤状席裂，脱水充分的情况下形成席裂多边形。这些构造在常州沟组的出现，表明微生物生态系统在华北克拉通中元古代海侵初期已经开始影响古海岸带的地质作用，这对于恢复燕山裂陷槽盆地的生物—沉积作用和环境演化具有重要意义。
2020, 38(1): 46-54.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.072
摘要:
前寒武纪的生物界是以微生物为主导的，微生物所引起的生物沉积构造的研究一直受到地质学家重视。以往的研究多集中在碳酸盐岩地层，近年来以发育在碎屑岩地层为主的微生物成因沉积构造（MISS）也成为地学界的研究热点之一。豫西鲁山地区云梦山组隶属于中元古界汝阳群，在构造古地理上属于华北地台南缘，主要为一套陆源碎屑岩沉积，其层面发育了大量的MISS，且类型多样。MISS类型的分布特征对精细环境有良好的指示作用；MISS的大量发育表明了当时微生物群落的繁盛，揭示了当时的微生物群落对古环境具有的强大改造功能。
前寒武纪的生物界是以微生物为主导的，微生物所引起的生物沉积构造的研究一直受到地质学家重视。以往的研究多集中在碳酸盐岩地层，近年来以发育在碎屑岩地层为主的微生物成因沉积构造（MISS）也成为地学界的研究热点之一。豫西鲁山地区云梦山组隶属于中元古界汝阳群，在构造古地理上属于华北地台南缘，主要为一套陆源碎屑岩沉积，其层面发育了大量的MISS，且类型多样。MISS类型的分布特征对精细环境有良好的指示作用；MISS的大量发育表明了当时微生物群落的繁盛，揭示了当时的微生物群落对古环境具有的强大改造功能。
2020, 38(1): 55-63.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.024
摘要:
塔里木盆地阿克苏地区肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段除底部条带状泥晶白云岩外，主要为微生物碳酸盐岩沉积，但目前关于这套微生物岩的研究很少。通过详细的野外露头观察及室内镜下薄片鉴定，对研究剖面肖尔布拉克组下段的微生物碳酸盐岩类型进行了识别、分类，并重构了其沉积环境。结果显示：肖尔布拉克组下段共发育六种岩相类型，其中包括四种微生物碳酸盐岩类型：粗纹层状凝块岩，具窗孔凝块岩，厚层状凝块岩和块状凝块岩。粗纹层状凝块岩和具窗孔凝块岩主要分布于潮间带；厚层状凝块岩和块状凝块岩主要沉积于中深—浅水局限潮下带。不同的微生物岩类型发育于不同的位置，主要受控于海平面变化、古地理位置及微生物群落等因素。
塔里木盆地阿克苏地区肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段除底部条带状泥晶白云岩外，主要为微生物碳酸盐岩沉积，但目前关于这套微生物岩的研究很少。通过详细的野外露头观察及室内镜下薄片鉴定，对研究剖面肖尔布拉克组下段的微生物碳酸盐岩类型进行了识别、分类，并重构了其沉积环境。结果显示：肖尔布拉克组下段共发育六种岩相类型，其中包括四种微生物碳酸盐岩类型：粗纹层状凝块岩，具窗孔凝块岩，厚层状凝块岩和块状凝块岩。粗纹层状凝块岩和具窗孔凝块岩主要分布于潮间带；厚层状凝块岩和块状凝块岩主要沉积于中深—浅水局限潮下带。不同的微生物岩类型发育于不同的位置，主要受控于海平面变化、古地理位置及微生物群落等因素。
2020, 38(1): 64-75.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.071
摘要:
山东肥城邓家庄剖面寒武系出露连续，构成了7个三级层序。微生物碳酸盐岩主要发育在高位体系域和强迫型海退体系域单元中，以徐庄组凝块石、张夏组核形石、长山组叠层石、凤山组均一石为代表，是研究早古生代微生物碳酸盐岩复苏期的良好实例。多样化的微生物碳酸盐岩中可见大量保存精美的附枝菌（Epiphyton）、葛万菌（Girvanella）以及肾形菌（Renalcis）等钙化微生物残余物，指示了微生物碳酸盐岩形成与蓝细菌为主导的微生物新陈代谢活动密切相关。此外，微生物碳酸盐岩沉积特征反映了生长环境的分异性：均一石、凝块石分别生长在潮下带下部、上部；柱状叠层石主要发育在能量较高的潮间带环境；核形石指示了沉积环境浅且能量高的鲕粒滩相沉积环境。邓家庄寒武系剖面微生物碳酸盐岩为了解寒武纪地球微生物、古环境、古气候提供了重要的岩石记录。
山东肥城邓家庄剖面寒武系出露连续，构成了7个三级层序。微生物碳酸盐岩主要发育在高位体系域和强迫型海退体系域单元中，以徐庄组凝块石、张夏组核形石、长山组叠层石、凤山组均一石为代表，是研究早古生代微生物碳酸盐岩复苏期的良好实例。多样化的微生物碳酸盐岩中可见大量保存精美的附枝菌（Epiphyton）、葛万菌（Girvanella）以及肾形菌（Renalcis）等钙化微生物残余物，指示了微生物碳酸盐岩形成与蓝细菌为主导的微生物新陈代谢活动密切相关。此外，微生物碳酸盐岩沉积特征反映了生长环境的分异性：均一石、凝块石分别生长在潮下带下部、上部；柱状叠层石主要发育在能量较高的潮间带环境；核形石指示了沉积环境浅且能量高的鲕粒滩相沉积环境。邓家庄寒武系剖面微生物碳酸盐岩为了解寒武纪地球微生物、古环境、古气候提供了重要的岩石记录。
2020, 38(1): 76-90.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.025
摘要:
均一石以隐晶质岩性、无纹层与凝块结构发育为特征，与叠层石、凝块石、树形石并列为典型的微生物岩。然而，由于均一石在1995年命名以来很少在地层记录中得到识别和描述，并且缺乏现代实例的类比物，使得关于均一石的报道极具研究价值 。 为研究华北地台寒武系均一石沉积组构与形成环境特征，系统性地针对河北涞源祁家峪剖面芙蓉统长山组均一石生物丘进行研究。芙蓉统长山组从下部陆棚相钙质泥岩向上变浅至浅缓坡相厚层块状泥晶灰岩，组成了一个淹没不整合型三级层序。三级层序顶部的浅缓坡相厚层块状泥晶灰岩层，代表强迫型海退过程沉积，其内部发育一系列米级均一石生物丘。研究结果表明，这些生物丘主体为致密泥晶及少量微量晶组成，其中可见到附枝菌（Epiphyton）、葛万菌（Girvanella）、肾形菌（Renalcis）等钙化微生物化石。这些钙化微生物（蓝细菌）化石的出现，代表了显生宙第一幕蓝细菌钙化作用事件的证据，同时间接的说明均一石生物丘形成于蓝细菌主导的微生物席的钙化作用过程之中。同时，生物丘内还局部集中发育底栖鲕粒与草莓状黄铁矿颗粒，表明了生物丘形成过程中复杂的微生物沉积作用机制。因此，河北涞源长山组顶部的均一石生物丘，尽管泥晶和微亮晶是其基本构成，但是各种钙化蓝细菌化石以及底栖鲕粒与草莓状黄铁矿颗粒的局部出现表明了在蓝细菌主导的微生物席中复杂的微生物活动信号，成为了解生物丘形成机制、显生宙第一幕蓝细菌钙化作用事件的典型实例。
均一石以隐晶质岩性、无纹层与凝块结构发育为特征，与叠层石、凝块石、树形石并列为典型的微生物岩。然而，由于均一石在1995年命名以来很少在地层记录中得到识别和描述，并且缺乏现代实例的类比物，使得关于均一石的报道极具研究价值 。 为研究华北地台寒武系均一石沉积组构与形成环境特征，系统性地针对河北涞源祁家峪剖面芙蓉统长山组均一石生物丘进行研究。芙蓉统长山组从下部陆棚相钙质泥岩向上变浅至浅缓坡相厚层块状泥晶灰岩，组成了一个淹没不整合型三级层序。三级层序顶部的浅缓坡相厚层块状泥晶灰岩层，代表强迫型海退过程沉积，其内部发育一系列米级均一石生物丘。研究结果表明，这些生物丘主体为致密泥晶及少量微量晶组成，其中可见到附枝菌（Epiphyton）、葛万菌（Girvanella）、肾形菌（Renalcis）等钙化微生物化石。这些钙化微生物（蓝细菌）化石的出现，代表了显生宙第一幕蓝细菌钙化作用事件的证据，同时间接的说明均一石生物丘形成于蓝细菌主导的微生物席的钙化作用过程之中。同时，生物丘内还局部集中发育底栖鲕粒与草莓状黄铁矿颗粒，表明了生物丘形成过程中复杂的微生物沉积作用机制。因此，河北涞源长山组顶部的均一石生物丘，尽管泥晶和微亮晶是其基本构成，但是各种钙化蓝细菌化石以及底栖鲕粒与草莓状黄铁矿颗粒的局部出现表明了在蓝细菌主导的微生物席中复杂的微生物活动信号，成为了解生物丘形成机制、显生宙第一幕蓝细菌钙化作用事件的典型实例。
2020, 38(1): 91-103.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.042
摘要:
华北地区寒武系和奥陶系发育了大量的生物扰动白云岩/生物扰动灰岩，选择两个代表性剖面——河南登封寒武系剖面和山西兴县奥陶系剖面进行碳酸盐岩系生物扰动成因研究。河南登封寒武系第二统朱砂洞组中的遗迹化石较单一，主要为Thalassinoides、含有少量Planolites；山西兴县中奥陶统马家沟组五5亚段中遗迹化石较丰富，识别出的遗迹化石共7个遗迹属，分别为Arenicolites、Cylindricum、Helminthopsis、Lorenzinia、Planolites、Teichichnus、Thalassinoides，其中Thalassinoides占主导地位。朱砂洞组主要为滨岸碳酸盐潮坪相，中奥陶统马家沟组五5亚段主要为局限台地相。通过野外地质考察及室内相关实验手段及方法，利用偏光显微镜、扫描电镜对生物潜穴及围岩进行了宏观和微观结构分析，发现生物潜穴内部主要为白云石，基质围岩主要为方解石，生物潜穴在野外露头上表现为颜色不一的斑块状。两个剖面大量发育遗迹化石Thalassinoides（海生迹），Thalassinoides的三维潜穴系统为白云石化流体提供了良好的运移通道，为回流渗透作用提供了有利条件，促进潜穴充填物白云石化，从而形成了大量豹皮状的生物扰动白云岩。
华北地区寒武系和奥陶系发育了大量的生物扰动白云岩/生物扰动灰岩，选择两个代表性剖面——河南登封寒武系剖面和山西兴县奥陶系剖面进行碳酸盐岩系生物扰动成因研究。河南登封寒武系第二统朱砂洞组中的遗迹化石较单一，主要为Thalassinoides、含有少量Planolites；山西兴县中奥陶统马家沟组五5亚段中遗迹化石较丰富，识别出的遗迹化石共7个遗迹属，分别为Arenicolites、Cylindricum、Helminthopsis、Lorenzinia、Planolites、Teichichnus、Thalassinoides，其中Thalassinoides占主导地位。朱砂洞组主要为滨岸碳酸盐潮坪相，中奥陶统马家沟组五5亚段主要为局限台地相。通过野外地质考察及室内相关实验手段及方法，利用偏光显微镜、扫描电镜对生物潜穴及围岩进行了宏观和微观结构分析，发现生物潜穴内部主要为白云石，基质围岩主要为方解石，生物潜穴在野外露头上表现为颜色不一的斑块状。两个剖面大量发育遗迹化石Thalassinoides（海生迹），Thalassinoides的三维潜穴系统为白云石化流体提供了良好的运移通道，为回流渗透作用提供了有利条件，促进潜穴充填物白云石化，从而形成了大量豹皮状的生物扰动白云岩。
2020, 38(1): 104-112.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.020
摘要:
二叠纪末大灭绝之后，在我国华南地区广泛发育了一套钙质微生物岩，这套微生物岩以凝块石为主，代表了大灭绝事件后特殊环境下的生物沉积建造。早期对凝块石的分布以及沉积特征有详细研究。通过镜下显微观察，阴极发光照相，背散射成像以及探针元素分析，对凝块石的显微特征进行了详细研究。通过对凝块石中化石的分布，矿物组成以及元素分布规律观察，对比现代凝块石沉积成岩过程总结了二叠纪末凝块石的沉积成岩过程，即早期生长阶段，沉积阶段，早期成岩阶段和后期成岩阶段。清晰的凝块石的沉积成岩过程为解析该时期微生物沉积建造打下基础。
二叠纪末大灭绝之后，在我国华南地区广泛发育了一套钙质微生物岩，这套微生物岩以凝块石为主，代表了大灭绝事件后特殊环境下的生物沉积建造。早期对凝块石的分布以及沉积特征有详细研究。通过镜下显微观察，阴极发光照相，背散射成像以及探针元素分析，对凝块石的显微特征进行了详细研究。通过对凝块石中化石的分布，矿物组成以及元素分布规律观察，对比现代凝块石沉积成岩过程总结了二叠纪末凝块石的沉积成岩过程，即早期生长阶段，沉积阶段，早期成岩阶段和后期成岩阶段。清晰的凝块石的沉积成岩过程为解析该时期微生物沉积建造打下基础。
2020, 38(1): 113-123.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.023
摘要:
热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积，为认识地球早期生命环境，探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成，主要沉积矿物为Opal-A，具有针状，柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识，也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前，热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展，已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程，但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此，对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。
热泉沉积物可以提供极端环境下的连续沉积，为认识地球早期生命环境，探索热泉微生物的矿化作用提供支持。现代热泉硅华由生物与非生物作用共同形成，主要沉积矿物为Opal-A，具有针状，柱状和簇丛状等沉积结构。岩石学研究为认识热泉微生物矿化作用奠定了良好基础。对热泉沉积成岩作用中Opal溶解—再沉积过程的认识，也对微生物矿化作用的研究提供了指导。目前，热泉沉积微生物矿化作用研究蓬勃发展，已明确生物矿化作用主要包括生物诱导矿化和生物控制矿化两个过程，但仍有大量生物矿化机制未被阐明。因此，对热泉沉积物形成和转化过程的研究有待进一步的加强。
2020, 38(1): 124-137.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.073
摘要:
自生黄铁矿是海洋沉积物中还原态硫的主要赋存形式，其形成过程与有机质矿化相关，影响全球的C-S-Fe生物地球化学循环。自生黄铁矿硫同位素分馏主要受微生物硫酸盐还原的控制，但近期的研究成果表明局部沉积环境的改变也可以影响黄铁矿硫同位素的组成，特别是在浅海环境。在浅海非稳态沉积环境内，物理再改造和生物扰动作用，导致硫酸盐还原带内生成的硫化物被再氧化，进而影响黄铁矿的硫同位素值。浅海沉积过程容易受到古气候和海平面变化的影响，引起沉积速率的剧烈波动，导致有机质和活性铁输入的不稳定，进而影响成岩系统的开放性和硫酸盐还原速率，最终影响黄铁矿的硫同位素值。另外，沉积速率的改变还影响硫酸盐—甲烷转换带的迁移，造成有机质和甲烷厌氧氧化硫酸盐还原的相互转化，产生不同的硫同位素信号。东海内陆架泥质区为研究沉积过程对自生黄铁矿的形成及其硫同位素组成的约束机制提供了很好的研究材料。该区域有很好的沉积学研究基础，自生黄铁矿丰富、并且个别层位有生物气（甲烷为主）存在，是研究边缘海C-S-Fe循环的理想场所。
自生黄铁矿是海洋沉积物中还原态硫的主要赋存形式，其形成过程与有机质矿化相关，影响全球的C-S-Fe生物地球化学循环。自生黄铁矿硫同位素分馏主要受微生物硫酸盐还原的控制，但近期的研究成果表明局部沉积环境的改变也可以影响黄铁矿硫同位素的组成，特别是在浅海环境。在浅海非稳态沉积环境内，物理再改造和生物扰动作用，导致硫酸盐还原带内生成的硫化物被再氧化，进而影响黄铁矿的硫同位素值。浅海沉积过程容易受到古气候和海平面变化的影响，引起沉积速率的剧烈波动，导致有机质和活性铁输入的不稳定，进而影响成岩系统的开放性和硫酸盐还原速率，最终影响黄铁矿的硫同位素值。另外，沉积速率的改变还影响硫酸盐—甲烷转换带的迁移，造成有机质和甲烷厌氧氧化硫酸盐还原的相互转化，产生不同的硫同位素信号。东海内陆架泥质区为研究沉积过程对自生黄铁矿的形成及其硫同位素组成的约束机制提供了很好的研究材料。该区域有很好的沉积学研究基础，自生黄铁矿丰富、并且个别层位有生物气（甲烷为主）存在，是研究边缘海C-S-Fe循环的理想场所。
2020, 38(1): 138-149.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.021
摘要:
地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下，作为海洋重要的氧化性离子，陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中，硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏，其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态，不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面，而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同，大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程，是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程，并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例，识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征，对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明：不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿；碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿，并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值（δ34SL-pyr）通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值（δ34ST-pyr），最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时，需要区分不同形态黄铁矿，仔细剔除大颗粒黄铁矿，降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。
地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下，作为海洋重要的氧化性离子，陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中，硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏，其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态，不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面，而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同，大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程，是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程，并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例，识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征，对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明：不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿；碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿，并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值（δ34SL-pyr）通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值（δ34ST-pyr），最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时，需要区分不同形态黄铁矿，仔细剔除大颗粒黄铁矿，降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。
2020, 38(1): 150-165.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.099
摘要:
草莓状黄铁矿是黄铁矿的特殊形态，其定义为由相近大小、相似形态的黄铁矿微晶颗粒组成的球形、亚球形聚合体。草莓状黄铁矿粒径分析已广泛应用于各个地质历史时期的古海洋环境恢复研究中，但其形成机理、判别标准与实验方法仍存在分歧。因此对沉积地层中草莓状黄铁矿的形成机理、在古海洋环境恢复中的指示意义及判别标准、实验与数据分析方法等进行总结阐述，有助于理解草莓状黄铁矿的粒径大小与形态对氧化还原条件的指示意义。草莓状黄铁矿在不同氧化还原环境下的形成机理存在差异，其粒径大小、数量以及分布范围可综合反映沉积时水体的氧化还原条件；而草莓状黄铁矿微晶几何形态及整体形貌特征也与古海洋氧化还原环境密切相关。此外，虽然有学者指出该方法可能存在一些问题，但只要在分析过程中结合沉积特征、古生态特征、地球化学指标等多方面证据对环境进行综合判别，甄别特殊条件下沉积的草莓状黄铁矿，则可有效避免这些问题。最后，针对后期氧化作用对草莓状黄铁矿粒径分布的影响进行了评价，结果显示经过后期氧化作用的草莓状黄铁矿粒径变化很小，不会对其在恢复古海洋氧化还原环境的应用上产生影响。
草莓状黄铁矿是黄铁矿的特殊形态，其定义为由相近大小、相似形态的黄铁矿微晶颗粒组成的球形、亚球形聚合体。草莓状黄铁矿粒径分析已广泛应用于各个地质历史时期的古海洋环境恢复研究中，但其形成机理、判别标准与实验方法仍存在分歧。因此对沉积地层中草莓状黄铁矿的形成机理、在古海洋环境恢复中的指示意义及判别标准、实验与数据分析方法等进行总结阐述，有助于理解草莓状黄铁矿的粒径大小与形态对氧化还原条件的指示意义。草莓状黄铁矿在不同氧化还原环境下的形成机理存在差异，其粒径大小、数量以及分布范围可综合反映沉积时水体的氧化还原条件；而草莓状黄铁矿微晶几何形态及整体形貌特征也与古海洋氧化还原环境密切相关。此外，虽然有学者指出该方法可能存在一些问题，但只要在分析过程中结合沉积特征、古生态特征、地球化学指标等多方面证据对环境进行综合判别，甄别特殊条件下沉积的草莓状黄铁矿，则可有效避免这些问题。最后，针对后期氧化作用对草莓状黄铁矿粒径分布的影响进行了评价，结果显示经过后期氧化作用的草莓状黄铁矿粒径变化很小，不会对其在恢复古海洋氧化还原环境的应用上产生影响。
2020, 38(1): 166-181.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.015
摘要:
碳酸盐组分与陆源碎屑物的混合沉积（Mixed siliciclastic-carbonate sedimentation）在古气候、古环境重建方面具有重要作用，近年来受到国内外学者广泛关注。寒武纪沧浪铺早期，上扬子北缘靠近汉南古陆的浅水环境中混合沉积广泛发育，以石英、岩屑等陆源碎屑与碳酸盐的层内混合和间互沉积为主要特征。研究表明，以碎屑颗粒占主导的混积岩（郭家坝组顶部及阎王碥组底部）表现为灰质粉砂岩—泥岩互层，以及灰质粉砂岩—灰质泥岩的间互沉积，形成于陆棚和潟湖等相对低能环境。以碳酸盐占主导的混积岩（仙女洞组）主要发育“碳酸盐岩—混积岩”和“混积岩—混积岩”的沉积序列，表现为:1）泥晶灰岩—灰质泥岩互层，2）灰质岩屑细砂岩—砂质鲕粒灰岩互层，以及3）灰质细砂岩→砂质鲕粒灰岩→亮晶鲕粒灰岩的旋回，形成于台缘斜坡及台地边缘等高能环境。在沧浪铺期海退背景下，川北地区仙女洞组以碳酸盐占主导的混积体系具有“近源”沉积特点。陆源碎屑通过三角洲—河流入海口进入浅海环境，并经过沿岸流和波浪的搬运，对台地边缘相带的微生物丘、古杯丘和鲕粒滩为主的碳酸盐工厂造成影响，形成相缘渐变混合和原地沉积混合的混积类型，其发育与当时气候条件、陆源供给量、水动力条件及生物作用有关。而台缘斜坡—陆棚环境中，风暴、浊流等间断性事件对混积体系起着主要作用，易形成事件突变混合。因此，厘清以唐家河剖面为代表的川北寒武系混积特征及分布发育情况，对于认识上扬子地区北缘寒武纪早期古地理背景、古环境演化，以及混积岩储层发育特征等方面具有促进作用。
碳酸盐组分与陆源碎屑物的混合沉积（Mixed siliciclastic-carbonate sedimentation）在古气候、古环境重建方面具有重要作用，近年来受到国内外学者广泛关注。寒武纪沧浪铺早期，上扬子北缘靠近汉南古陆的浅水环境中混合沉积广泛发育，以石英、岩屑等陆源碎屑与碳酸盐的层内混合和间互沉积为主要特征。研究表明，以碎屑颗粒占主导的混积岩（郭家坝组顶部及阎王碥组底部）表现为灰质粉砂岩—泥岩互层，以及灰质粉砂岩—灰质泥岩的间互沉积，形成于陆棚和潟湖等相对低能环境。以碳酸盐占主导的混积岩（仙女洞组）主要发育“碳酸盐岩—混积岩”和“混积岩—混积岩”的沉积序列，表现为:1）泥晶灰岩—灰质泥岩互层，2）灰质岩屑细砂岩—砂质鲕粒灰岩互层，以及3）灰质细砂岩→砂质鲕粒灰岩→亮晶鲕粒灰岩的旋回，形成于台缘斜坡及台地边缘等高能环境。在沧浪铺期海退背景下，川北地区仙女洞组以碳酸盐占主导的混积体系具有“近源”沉积特点。陆源碎屑通过三角洲—河流入海口进入浅海环境，并经过沿岸流和波浪的搬运，对台地边缘相带的微生物丘、古杯丘和鲕粒滩为主的碳酸盐工厂造成影响，形成相缘渐变混合和原地沉积混合的混积类型，其发育与当时气候条件、陆源供给量、水动力条件及生物作用有关。而台缘斜坡—陆棚环境中，风暴、浊流等间断性事件对混积体系起着主要作用，易形成事件突变混合。因此，厘清以唐家河剖面为代表的川北寒武系混积特征及分布发育情况，对于认识上扬子地区北缘寒武纪早期古地理背景、古环境演化，以及混积岩储层发育特征等方面具有促进作用。
2020, 38(1): 182-195.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.003
摘要:
作为全球地质环境的重要转折期，震旦纪早期发生的全球气候巨变和海平面显著上升等事件在世界范围内留下了大量记录。报道了震旦纪早期气候剧变阶段在我国南方陡山沱组底部形成的风暴沉积。岩芯剖面的精细观察和测量分析表明，峡东地区陡山沱组底部风暴岩沉积主要集中在陡一段白云岩与陡二段底部泥页岩中，发育的沉积构造主要有冲刷侵蚀底面、搅动层、粗粒滞留沉积、粒序层理、洼状交错层理、波状层理、波痕以及水平层理等。根据风暴岩垂向上的组合特征和沉积构造差异，共识别出五种风暴沉积序列，分别指示了不同的沉积背景:潮坪浅水沉积和陆棚深水沉积。其中，陡一段主要发育浅水风暴沉积，陡二段底部主要为深水风暴沉积，随着海平面的上升，自下而上风暴作用呈现加强的趋势。另外，在陡二段还发现了风暴浪基面以下形成的具粒序层理的泥砾岩。峡东地区陡山沱组底部的风暴沉积蕴含了强烈的古地理、古气候、古地貌以及地层信息，对于恢复震旦纪早期华南地质环境及其变化具有重要意义。
作为全球地质环境的重要转折期，震旦纪早期发生的全球气候巨变和海平面显著上升等事件在世界范围内留下了大量记录。报道了震旦纪早期气候剧变阶段在我国南方陡山沱组底部形成的风暴沉积。岩芯剖面的精细观察和测量分析表明，峡东地区陡山沱组底部风暴岩沉积主要集中在陡一段白云岩与陡二段底部泥页岩中，发育的沉积构造主要有冲刷侵蚀底面、搅动层、粗粒滞留沉积、粒序层理、洼状交错层理、波状层理、波痕以及水平层理等。根据风暴岩垂向上的组合特征和沉积构造差异，共识别出五种风暴沉积序列，分别指示了不同的沉积背景:潮坪浅水沉积和陆棚深水沉积。其中，陡一段主要发育浅水风暴沉积，陡二段底部主要为深水风暴沉积，随着海平面的上升，自下而上风暴作用呈现加强的趋势。另外，在陡二段还发现了风暴浪基面以下形成的具粒序层理的泥砾岩。峡东地区陡山沱组底部的风暴沉积蕴含了强烈的古地理、古气候、古地貌以及地层信息，对于恢复震旦纪早期华南地质环境及其变化具有重要意义。
2020, 38(1): 196-204.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.2019.001
摘要:
滇东南麻栗坡位于右江盆地西南缘，该处蛇绿岩被认为是古特提斯洋壳的遗迹，对蛇绿岩所代表八布洋的研究是全面了解右江盆地与华南西南缘古特提斯构造演化的重要环节。研究区广泛发育一套夹有硅质岩的深水相沉积，对麻栗坡八布和西牛堡中—下二叠统他披组硅质岩的地球化学特征研究表明：硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)值为0.43~0.70，Al2O3/TiO2值为25.5~44.8，Eu/Eu*值为0.81~1.02，为非热液成因硅质岩。硅质岩Ce/Ce*值分别为0.67~1.29和0.77~1.18，Y/Ho值分别为28.84~31.23和26.41~28.91，形成于大陆边缘环境。结合其他地区硅质岩地球化学特征，认为早—中二叠世八布洋盆的西南缘可能为活动大陆边缘，其洋壳的俯冲方向为南西向。
滇东南麻栗坡位于右江盆地西南缘，该处蛇绿岩被认为是古特提斯洋壳的遗迹，对蛇绿岩所代表八布洋的研究是全面了解右江盆地与华南西南缘古特提斯构造演化的重要环节。研究区广泛发育一套夹有硅质岩的深水相沉积，对麻栗坡八布和西牛堡中—下二叠统他披组硅质岩的地球化学特征研究表明：硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)值为0.43~0.70，Al2O3/TiO2值为25.5~44.8，Eu/Eu*值为0.81~1.02，为非热液成因硅质岩。硅质岩Ce/Ce*值分别为0.67~1.29和0.77~1.18，Y/Ho值分别为28.84~31.23和26.41~28.91，形成于大陆边缘环境。结合其他地区硅质岩地球化学特征，认为早—中二叠世八布洋盆的西南缘可能为活动大陆边缘，其洋壳的俯冲方向为南西向。
2020, 38(1): 205-217.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.011
摘要:
单砂体的识别始终是曲流河储层描述中重点与难点。构型理论极大地丰富了单砂体描述的方法与内容，然而主要构型要素内部多样的测井相类型与组合特征严重干扰了油藏精细描述的结果。在前人研究的基础上，将Bridge的基础理论简化到油藏描述范畴，简述同一点坝（以及与之相伴生的河道）不同位置下的流体特征与沉积序列，并探讨如何利用测井相组合来识别砂体叠置的6种类型，并应用于油田实践。研究结果表明：1）小层范围内主力砂体内部测井相类型的复杂多变反应了沉积过程中复杂的水动力特征，由于环绕单一点坝砂体的最大流速靠近坝头一侧而远离坝尾一侧，使得坝头以箱型韵律为主，坝尾以钟形韵律为主，并以此作为油藏描述中刻画点坝展布的理论基础；2）在研究砂体叠置类型的过程中，可以根据剖面上测井曲线的变化情况来识别砂体的不同部位和不同拼接方式，从而建立更为精确的砂体叠置样式类型；3）该理论与露头调研的吻合度较高，在储层应用过程中，在曲流段保存相对完整的层段有着良好的应用效果。
单砂体的识别始终是曲流河储层描述中重点与难点。构型理论极大地丰富了单砂体描述的方法与内容，然而主要构型要素内部多样的测井相类型与组合特征严重干扰了油藏精细描述的结果。在前人研究的基础上，将Bridge的基础理论简化到油藏描述范畴，简述同一点坝（以及与之相伴生的河道）不同位置下的流体特征与沉积序列，并探讨如何利用测井相组合来识别砂体叠置的6种类型，并应用于油田实践。研究结果表明：1）小层范围内主力砂体内部测井相类型的复杂多变反应了沉积过程中复杂的水动力特征，由于环绕单一点坝砂体的最大流速靠近坝头一侧而远离坝尾一侧，使得坝头以箱型韵律为主，坝尾以钟形韵律为主，并以此作为油藏描述中刻画点坝展布的理论基础；2）在研究砂体叠置类型的过程中，可以根据剖面上测井曲线的变化情况来识别砂体的不同部位和不同拼接方式，从而建立更为精确的砂体叠置样式类型；3）该理论与露头调研的吻合度较高，在储层应用过程中，在曲流段保存相对完整的层段有着良好的应用效果。
2020, 38(1): 218-230.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.026
摘要:
湖南地区，尤其是湘中—湘南区域奥陶系烟溪组是我国新发现的页岩气勘探层位，该地层具有岩性变化大、有机碳含量高、成熟度高的特点。通过野外露头资料、钻井资料分析表明烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主，砂质页岩和砂岩次之。根据岩性、沉积构造以及纵向上岩石组合特征分析，认为烟溪组沉积相类型多样，包括深水盆地相、浅水盆地相、浅水陆棚相和浊积扇相等。研究表明：深水盆地相分布在湘南，浅水盆地和浅水陆棚相分布在湘中中部，而浊积扇相分布在湘中西北部、北部和东部等区域，沉积相的分布规律决定了烟溪组页岩气的勘探方向。横向上，湘南深水盆地硅质岩和碳质页岩TOC含量较低，而湘中浅水盆地相碳质页岩TOC含量高、厚度大，是烟溪组最有利的勘探区域；纵向上，烟溪组第三岩性段碳质页岩有机质丰度最高，脆性矿物含量高，是页岩气勘探的“甜点”层位。
湖南地区，尤其是湘中—湘南区域奥陶系烟溪组是我国新发现的页岩气勘探层位，该地层具有岩性变化大、有机碳含量高、成熟度高的特点。通过野外露头资料、钻井资料分析表明烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主，砂质页岩和砂岩次之。根据岩性、沉积构造以及纵向上岩石组合特征分析，认为烟溪组沉积相类型多样，包括深水盆地相、浅水盆地相、浅水陆棚相和浊积扇相等。研究表明：深水盆地相分布在湘南，浅水盆地和浅水陆棚相分布在湘中中部，而浊积扇相分布在湘中西北部、北部和东部等区域，沉积相的分布规律决定了烟溪组页岩气的勘探方向。横向上，湘南深水盆地硅质岩和碳质页岩TOC含量较低，而湘中浅水盆地相碳质页岩TOC含量高、厚度大，是烟溪组最有利的勘探区域；纵向上，烟溪组第三岩性段碳质页岩有机质丰度最高，脆性矿物含量高，是页岩气勘探的“甜点”层位。
2020, 38(1): 231-243.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.012
摘要:
鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育致密砂岩油气藏，其中长8油层组是该区富有潜力的勘探开发层位。成岩作用的复杂性，使得长8致密储层现今孔隙度与成藏期相比发生很大变化，因此，对长8油层组成藏充注期储层临界物性的厘定，有助于动态地评价储层质量，客观地评价储层的含油气性。根据粒度分析资料、砂岩薄片资料及含油产状统计，确定了研究区有效储层岩性下限为油斑—油迹细砂岩。并通过长8油层组有效储层的测井解释、试油、常规物性、压汞、核磁共振、相渗透率、覆压孔渗及应力敏感性试验等资料，基于统计学和超低渗透油藏流体渗流机理，优选合适的评价方法求出取镇泾区块长8油层组有效储层的物性下限为7.17%和0.10 ×10-3 μm2。基于孔隙度与时间、温度、深度、压力的函数关系，以地史模拟为基础，利用初始孔隙度及现今实测孔隙度进行端点约束，利用时深指数TDI对致密储层的临界物性进行厘定，得出两期油气充注的临界物性约为27.0%和17.0%，表明自油气充注以后储层发生了较严重的致密化过程。
鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育致密砂岩油气藏，其中长8油层组是该区富有潜力的勘探开发层位。成岩作用的复杂性，使得长8致密储层现今孔隙度与成藏期相比发生很大变化，因此，对长8油层组成藏充注期储层临界物性的厘定，有助于动态地评价储层质量，客观地评价储层的含油气性。根据粒度分析资料、砂岩薄片资料及含油产状统计，确定了研究区有效储层岩性下限为油斑—油迹细砂岩。并通过长8油层组有效储层的测井解释、试油、常规物性、压汞、核磁共振、相渗透率、覆压孔渗及应力敏感性试验等资料，基于统计学和超低渗透油藏流体渗流机理，优选合适的评价方法求出取镇泾区块长8油层组有效储层的物性下限为7.17%和0.10 ×10-3 μm2。基于孔隙度与时间、温度、深度、压力的函数关系，以地史模拟为基础，利用初始孔隙度及现今实测孔隙度进行端点约束，利用时深指数TDI对致密储层的临界物性进行厘定，得出两期油气充注的临界物性约为27.0%和17.0%，表明自油气充注以后储层发生了较严重的致密化过程。
