2020年 第38卷 第5期
2020, 38(5): 913-922.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.021
摘要:
为了进一步了解玛湖凹陷下二叠统风城组沉积环境，通过现代碱湖和主要碱矿进行调研，系统梳理了现代碱湖沉积特征，并与风城组沉积特征进行了对比研究，提出了现代碱湖沉积对玛湖凹陷风城组沉积环境具有可对比性。研究结果表明：玛湖凹陷风城组沉积期为一大型碱湖盆地，与世界上典型碱湖特征基本相近，自生矿物、沉积组合与演化过程大致相同，为形成于半干旱气候环境的闭流盆地，含碱层段一般为浅水环境成因，是碳酸盐型湖水蒸发浓缩的产物，与碱层互层的暗色细粒岩石不全为深水沉积产物。
2020, 38(5): 923-932.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.089
摘要:
准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡下三叠统百口泉组内，发育了世界上罕见的、最典型的大型扇三角洲。在岩芯沉积特征观察、岩石粒度与成分分析等基础上，结合测、钻井资料等，对该大型湖相扇三角洲的沉积特征与演化规律开展系统的研究，并建立了沉积与演化模式。结果表明：百口泉组沉积时期，玛西斜坡区发育了两个大型扇三角洲，其延伸距离可大于40 km；该扇三角洲相包含扇三角洲平原、扇三角洲前缘及前扇三角洲3个亚相，以及泥石流、扇面河道、碎屑流、水下分流河道、河口砂坝及前扇三角洲泥等9个微相；该扇三角洲富含砾质，总体上以重力流沉积（泥石流和碎屑流微相）的砾岩与牵引流沉积（扇面河道和水下分流河道微相）的砾岩、含砾砂岩交替叠置为特点；前缘环境的水下分流河道延伸近二十千米，且一直保持以砾质为主；纵向上，自百一段到百三段，该扇三角洲表现为典型的连续退积式，沉积演化规律十分清楚，其中，百一段沉积时期，该扇三角洲以扇三角洲平原占据主导地位，至百三段沉积时期，该扇三角洲则演化为以扇三角洲前缘为主，得益于水下分流河道的长距离延伸，使其依然保持为大型的扇三角洲。
2020, 38(5): 933-945.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.120
摘要:
针对准噶尔盆地风城油田上侏罗统齐古组砂砾质辫状河储层，利用岩芯、露头及密井网资料，结合砂砾质辫状河储层构型层次结构、模式拟合和嵌入式层次建模方法，确定了不同级次的构型界面，对砂砾质辫状河5~3级构型单元进行了识别，建立了不同级别构型分布样式、规模及三维构型模型。研究表明：1）研究区砂砾质辫状河4级构型单元主要包括心滩坝和辫状水道两类，辫状水道包括泥质半充填水道和泥质充填水道等构型单元，砂砾质辫状河3级构型单元包括心滩坝内部沟道及落淤层等；2）根据辫状河不同级次构型单元规模公式，对辫状河不同级次构型单元进行定量表征，结果表明，研究区单一砂砾质河道宽度50~180 m；单一充填河道宽度30~70 m，长度100~350 m；单一心滩坝宽度120~400 m，长度300~800 m；心滩坝内部落淤层长度和宽度分别为110~330 m、60~200 m，沟道长度和宽度分别为100~200 m、15~25 m；3）在精细构型解剖研究的基础上，提出利用层次建模与嵌入式建模结合的新方法建立构型三维模型。分层次建立了4级构型模型，而在心滩坝内部则采用规模约束建立落淤层、沟道以及填充河道3级构型单元模型，最终建立了与定性模式和定量规模相适应的多级次耦合三维构型模型。
2020, 38(5): 946-955.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.005
摘要:
基于最新油气勘探成果及烃源岩有机地化分析数据和热模拟实验结果，评价了准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组烃源岩的生烃能力，并进一步建立其生烃模式。研究区风城组发育一套沉积环境、岩性复杂多变的碱性湖泊相烃源岩，沉积水体盐度、碱度及成岩环境等变化快，致使源岩岩性复杂多变。其残余有机质丰度不高，类型为Ⅰ—Ⅱ型，大部分处于成熟阶段，热演化进程较慢。该组三个地层段均发育中—好烃源岩，少部分为很好烃源岩。风城组碱性湖泊相源岩生烃能力、模式与正常湖相源岩基本一致，为单峰式生油高峰，但其特点为生油持续时间长、总产油率远高于产气率、转化率高，主体处于生油阶段。油气勘探实践也证实玛湖凹陷是以含油为主的油气系统，在浅层或深层均以形成油藏为主。
2020, 38(5): 956-965.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.111
摘要:
砾石颗粒的磨圆度对粗碎屑的沉积环境具有重要的指示意义。针对玛湖凹陷下三叠统百口泉组砾岩的地下钻井岩芯，运用去扁化De⁃flat磨圆度测量方法，通过定量获取砾石磨圆度参数对扇三角洲沉积中不同沉积微相的指示关系，分析黄羊泉扇的磨圆度及其方差的分布特征，讨论磨圆度定量表征指示扇三角洲沉积的科学性。研究结果表明，扇三角洲沉积的砾石磨圆度普遍较差，为次棱—次圆状和次棱角状。牵引流沉积的砾石磨圆度普遍好于重力流沉积的砾石磨圆度，且牵引流沉积的砾石磨圆度方差明显小于重力流沉积的方差，指示河道沉积中的砾石磨圆度更加集中。黄羊泉扇砾石磨圆度以棱角状和次棱角状为主。通过黄羊泉扇区砾岩砾石颗粒磨圆度及其方差的变化趋势，表明磨圆度对沉积相带具有指示意义。砾石磨圆度的定量表征可以为粗粒碎屑沉积相分析提供新的定量沉积学手段。
2020, 38(5): 966-979.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.110
摘要:
准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组沉积于火山—碱湖蒸发环境中，发育有厚层碱盐和优质烃源岩，同时还发育世界罕见的硅硼钠石，其富集程度居世界首位。本文基于岩芯、薄片、背散射图像观察及流体包裹体和硼同位素测试分析，试图探讨风城组富集硅硼钠石的原因。矿物学研究发现，硅硼钠石是成岩作用产物，以交代碳酸盐矿物为主，包括碳钠钙石、碳钠镁石、氯碳钠镁石、方解石、天然碱，甚至是极少见的钡方解石。风城组硅硼钠石中原生盐水包裹体均一温度为100 ℃~116 ℃，硅硼钠石的δ11B在0.33‰~2.13‰之间，结合前人硅硼钠石合成实验成果，认为硅硼钠石的B来源于原始沉积环境中的深部热液流体，受地表及浅埋藏过程中温度压力的限制，硅硼钠石主要形成于深部成岩环境中（>3 000 m）。玛湖凹陷风城组之所以较世界上其他新生代碱湖沉积物更发育硅硼钠石，一方面在于沉积过程中其岩浆热液活动更为强烈，另一方面在于成岩作用时间更为漫长，使硅硼钠石交代作用更为充分。
2020, 38(5): 980-993.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.104
摘要:
通过野外研究发现陕西紫阳下寒武统黑色岩系富含多种矿产且成因复杂，主要由硅质岩、灰岩、碳质硅质灰岩、碳硅质页岩四类组成。据此进行了系统的元素地球化学分析，结果显示研究区黑色岩系富含V、Mo、As、Ba等元素，不同岩性稀土模式曲线总体特征相似指示成因联系密切。四类岩性样品各自的MnO/TiO2均值接近或小于0.5、V/（V+Ni）均值大于0.57、V/Cr均值大于4.2等特征表明该套黑色岩系形成于浅海—半深海相缺氧还原环境。另外，As和Sb的富集、Zn⁃Co⁃Ni图解中投点大部分位于热液矿床区域、Sr/Ba小于1、La/Ce均值接近2.8、北美页岩标准化配分图解的Eu负异常—弱正异常均指示了热液参与下的正常海水沉积环境。研究区地层夹含的硅质岩和重晶石等热水沉积岩反映了同沉积时的热液活动。据此推断沉积环境是海水、热液和生物的共同作用下形成的浅海—半深海相缺氧的还原环境。
2020, 38(5): 994-1005.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.101
摘要:
在干旱气候背景下，盆地边缘可形成一种发育于盆地边缘并顺源延伸至湖盆边缘终止的大型沉积体系，即分支河流体系，其主体往往被称为冲积扇。分支河流体系规模较大，沉积过程复杂，其沉积物可形成大规模的油气、水储层。为了明确干旱型分支河流体系沉积演化过程及其不同时期沉积特征的差异，通过水槽沉积实验模拟再现其沉积过程，并采用三维激光扫描、延时拍摄等技术手段精确监测。研究结果表明：1）分支河流体系的半径、边缘糙度与模拟期次（沉积物供给）呈对数相关关系，同时其增生规律呈现明显的阶段性差异，据此可将沉积演化过程划分为早期、中期及后期三个阶段。2）各阶段沉积特征存在较大差异，初期阶段以片流为主，片流单元在分支河流体系表面呈连片状多期次迁移叠置，中期阶段非限制性河道的侧向迁移及与其远端相连的限制性河道的形成与废弃共同主导了沉积过程，后期阶段非限制性河道发育程度大大降低而限制性河道发育程度大大增加并主导沉积过程。3）分支河流体系的三阶段演化导致其本身由三个沉积特征差异较大、空间结构迥异的沉积层构成，包括底层片流朵体复合体、中层非限制性河道与限制性河道切割叠覆体、顶层限制性河道切叠沉积体。
2020, 38(5): 1006-1015.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.091
摘要:
通过分析辽南七顶山黄土覆盖的红色风化壳地球化学特征，研究其发育特征并与湘桂黔滇青藏陕甘红色风化壳发育特征进行比较，为了解黄土覆盖的红色风化壳发育特征及不同地区红色风化壳发育特征的空间差异提供初步依据。化学元素实验表明，七顶山剖面红色风化壳主量元素平均值分布呈现如下趋势：SiO2 > Al2O3 > Fe2O3 > K2O > CaO > MgO > Na2O，化学蚀变指数（CIA）介于83.19 ~ 86.89，盐基淋溶率（ba）介于0.26 ~ 0.35，铝饱和指数A/NK介于6.10 ~ 7.47，A/CNK介于3.93 ~ 4.99，S/A介于5.24 ~ 6.47，S/R介于4.53 ~ 5.50。结果表明：七顶山剖面红色风化壳呈正风化序列，是下伏基岩原地风化的产物，化学组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主，三者之和超过86%，处于还原环境，属于脱硅脱铁富铝阶段，发育于近似亚热带的气候条件，处于高等化学风化水平。辽南在116.13 ~ 90.48 Ma B.P.至17.70 ~ 9.44 Ma B.P.时具备红色风化壳发育的气候条件，结合残存红色风化壳和石芽的情况，可以认为其开始发育于中新世中期或更早。辽南红色风化壳第四纪以前为二阶段发育过程，即夷平—成壳、切割—红化期，第四纪至今仅有切割—红化期。湘桂黔滇青藏陕甘辽红色风化壳元素组合特征高度一致，各区域红色风化壳风化强度、风化方向接近，除辽南呈现较弱的脱硅脱铁富铝趋势外，其他区域均表现为脱硅富铝铁化趋势，这暗示了黄土覆盖下的红色风化壳处于还原环境。纬度因素和经度因素对红色风化壳脱硅富铝铁化进程影响程度接近，相较于经度因素，纬度因素对红色风化壳碱金属及碱金属盐基淋溶作用影响程度更大，总体而言，在母岩影响较小的前提下，纬度控制下的气候因素是决定红色风化壳发育的主要因素。
2020, 38(5): 1016-1025.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.100
摘要:
过去2 000年气候变化是深入了解过去全球气候演化机制、探索人类活动与环境演化相互关系的重要依据。我国西南地区是气候变化与人类文明研究的重要区域，获取更多记录资料对深入理解两者之间的相互关系尤为重要。本文以云南省腾冲县北海湿地沉积物为研究对象，利用AMS 14C测年建立年代学序列，利用烧失量、粒度分析结果建立了该地区过去2 050年气候演变序列。结果表明：2 050 cal. a B.P.~1 400 cal. a B.P.期间尤其是最后阶段气候寒冷干旱；1 400 cal. a B.P.~750 cal. a B.P.期间相对温暖湿润；750 cal. a B.P.~300 cal. a B.P.期间寒冷干旱；300 cal. a B.P.以来温暖偏湿。通过与云南地区人类活动记录对比发现，该地区人口的增长、社会政权的更替在一定程度上受自然气候环境演化的影响，南诏和大理民族政权的建立主要集中在相对温暖湿润的中世纪暖期；此外，云南地区近2 000年来人口数量的变化与气候变化同样呈现出较好的一致性。
2020, 38(5): 1026-1036.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.083
摘要:
冲积扇砂砾岩油藏是准噶尔盆地勘探热点，尤其是玛湖凹陷特大型砂砾岩油藏的发现，更加表明砾质冲积扇储层研究的必要。选取白杨河冲积扇为研究对象，对砾质辫状河型冲积扇内部片流带以及支撑砾岩的沉积特征和分布规律进行研究，结果表明：1）扇内片流带沉积介于扇根补给水道与扇中辫状水道沉积环境之间，与二者呈过渡接触，片流带规模可达千米级别，内部支撑砾岩的发育改善了片流带储层物性；2）识别出三类支撑砾岩，分别是片流支撑砾岩、沿层理面发育的支撑砾岩以及沟槽底部支撑砾岩，前两者均为超临界水流淘洗成因，后者则为径流改造成因；3）片流支撑砾岩发育于片流沉积，具有较好的成层性以及较高的线密度；沿层面发育的支撑砾岩发育于辫状沟槽沉积环境，形态受限于沟槽规模，可与交错层理砾岩匹配形成大规模优质岩相组合；沟槽底部发育的支撑砾岩发育于辫状水道底部，规模小但连通性好。综上，基于野外露头片流带以及支撑砾岩研究可以为井下砂砾岩油藏开发提供理论支撑。
2020, 38(5): 1037-1048.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.096
摘要:
利用岩芯、薄片、测录井以及测试分析等资料，结合区域地质，研究了渤海湾盆地饶阳凹陷大王庄地区古近系沙三上亚段（Es3上）I油组发育的混积岩特征，分析了其沉积环境，探讨了其沉积模式。研究结果表明：大王庄地区古近系沙三上亚段I油组混积岩分为（含）陆源碎屑质—碳酸盐岩和（含）碳酸盐质—陆源碎屑岩两大类，以灰（云）质砂岩、砂质泥晶云岩为主，（含）陆源碎屑质—碳酸盐岩主要分布于工区中部和北部，（含）碳酸盐质—陆源碎屑岩分布于西部和南部；混积成因类型以原地混合和相源混合为主，相源混合出现于Es3上I油组早中期，原地混合出现于Es3上I油组早期；少量母源混合出现于Es3上I油组晚期。饶阳凹陷大王庄地区古近系沙三上亚段I油组沉积环境主要位于滨浅湖，可划分为砂质混积滩坝沉积、碳酸盐岩混积滩坝沉积以及滨浅湖泥混积3种沉积微相类型。综合分析湖平面变化、构造演化、古地貌等对混合沉积的控制作用，建立了湖平面先稳定上升后下降的混积岩沉积模式：随着湖平面的缓慢上升，混合沉积呈增多趋势，以相源混合和原地混合为主；当湖平面到达一定高度时，纯碳酸盐岩增多，混合沉积减少，以相源混合为主；后期，湖平面下降，可能形成母源混合沉积。
2020, 38(5): 1049-1060.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.094
摘要:
近年来，四川盆地西北部下二叠统栖霞组已成为油气勘探的热点和重点。但川北地区勘探程度较低，钻井和剖面资料较少，栖霞组岩石类型分类粗略，沉积模式尚存争议。故选取川北地区露头出露良好的小南海剖面，通过实测观察和室内岩石薄片鉴定，共识别出4类11种岩石类型，并在此基础上分析其岩石微相类型及沉积环境。结果表明：川北地区栖霞组为开阔台地相沉积，生物化石类型丰富，碳酸盐颗粒强烈泥晶化，发育相对低能的似球粒颗粒滩，有别于鲕粒滩和生物碎屑滩，为川北地区下二叠统栖霞组台地沉积模式提供了新的依据。似球粒浅滩的形成环境对进一步认识上扬子二叠纪古地理环境具有重要意义，可为川北地区在今后的勘探工作提供理论指导。此外，梁山组—栖霞组应为一个完整的三级层序，海平面变化是栖霞组沉积相横向迁移和纵向演化的主要控制因素。
2020, 38(5): 1061-1075.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.097
摘要:
西秦岭三叠系地层主要由深水沉积物组成。选取西秦岭直合隆地区出露较好的三组剖面进行研究，按重力流类型及静水条件下所发生的沉积现象，总结出六种岩石相类型，即滑塌岩相（F1）、碎屑流相（F2）、超高密度流相（F3）、高密度浊流相（F4）、低密度浊流相（F5）、深海泥岩相（F6）。通过对三处剖面的横向追踪对比，结合不同沉积环境下表现出特定的岩石相占比及砂体堆叠样式，共识别出限制性水道、弱限制性水道及水道天然堤三类沉积单元。限制性水道中砂体叠置关系复杂，以超高密度流相占主导地位，次为碎屑流相；弱限制性水道中砂体叠置较规整，以超高密度流相占主导地位，次为低密度浊流相；而水道天然堤表现为砂泥互层（总厚度约15 m），主要为低密度浊流相和深海泥岩相。最后建立了研究区内深水水道沉积演化阶段模式图——早期限制性环境下水道较顺直，水道较窄，砂体叠置关系复杂；中期限制性环境相对早期有所减弱，水道弯曲度增大，水道变宽，出现溢岸沉积，砂体叠置关系复杂；晚期为弱限制性环境，弯曲水道两侧发育天然堤，砂体叠置规整。本次研究利用野外露头建立的深水水道沉积演化模式，在一定程度上还原其相关的重力流演化过程及发育期次，对全球其他类似研究具有一定的参考意义。
2020, 38(5): 1076-1087.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.084
摘要:
为明确伊拉克M油田白垩系Mishrif组碳酸盐岩储层成因，基于岩芯观察、铸体薄片、物性分析及测井资料，通过沉积微相分析确定研究区沉积环境，系统分析不同沉积相储层特征。结果表明：M油田Mishrif组为带障壁的缓坡环境，包括潟湖边缘坪、潟湖、台内滩、滩后、潮道、浅滩、滩前及开阔浅海。中、高渗储层主要发育于浅滩和滩前等高能沉积环境，储集层以粒间孔和粒间溶孔为主，发育大孔喉，生屑滩储集层和滩前储集层物性分布区间较大。潟湖边缘坪、潟湖、台内滩及滩后等低能沉积环境以低渗和特低渗储集层为主，孔隙度跨度大，孔隙类型主要为基质微孔、颗粒微孔、铸模孔和粒间孔，以微喉和中喉为主，喉道分选较好。综合分析认为：沉积相通过控制沉积物的结构组分控制了岩石的成岩演化。高能沉积型储集层以溶蚀作用和胶结作用为主，储集层物性是胶结物对孔隙和喉道充填封堵程度的函数；低能沉积型储层是生物多样性和差异成岩作用的结果，选择性溶蚀作用、与生物扰动相伴生的白云化作用、泥晶化作用、胶结作用、非选择性溶蚀作用和混合白云化作用形成的复杂孔隙控制了储集层物性。
2020, 38(5): 1088-1098.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.039
摘要:
鄂尔多斯盆地南部镇泾探区的主力含油层段为上三叠统延长组长8段，油藏类型为典型的三角洲前缘分流河道砂岩岩性油藏，储层致密低渗，非均质性强，含油饱和度变化大，开展储层非均质性研究对认识储层内部结构、形成机制和甜点预测均具有重要意义。通过对长8段致密砂岩储层不同尺度的观察和采样测试，分析了储层层内非均质性特征及其成因机制，建立了致密砂岩储层结构型非均质模型。结果表明：镇泾地区延长组长8段致密砂岩储层的非均质性极强，表现为多期河道砂体的削蚀截切和无序叠置，即使在同一厚层块状砂体内，物性和含油性也存在较大差异。细粒沉积隔夹层、富软岩屑砂岩和钙质致密胶结砂岩在空间上的配置关系决定了碎屑岩储层的非均质性。不同期次河道的彼此改造、不同类型砂岩的差异成岩演化和石油的选择性充注，造成了延长组长8段砂岩储层的结构型非均质性及其含油性差异。
2020, 38(5): 1099-1110.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.080
摘要:
通过对鄂尔多斯盆地下侏罗统地层水研究发现，延安组、富县组地层水化学特征具有复杂性和规律性。复杂性表现在地层水矿化度、钠氯系数、变质系数等水化学参数，在纵向上和平面上变化显著，地层水类型多样；规律性表现在地层水化学特征的垂直分异性、东西分带性、地貌分区性。分析结果表明：1）不同水文旋回地层水的混合交替作用导致了地层水化学特征的垂直分异性；2）构造特征决定了水化学特征的东西分带性。在盆地东部和西缘地区，地层埋藏浅或出露地表，渗入水补给交替强烈；靠近天环坳陷轴部地区，地层埋藏深度大，且远离补给区，处于相对滞留环境；3）富县组、延10古地貌特征、水岩反应导致地层水化学特征地貌分区性；4）阶地、斜坡、河间丘地区，在渗入水交替活跃程度、水动力、岩性组合、低幅度圈闭发育条件等方面均具有成藏优势。该研究为侏罗系古地貌油藏有利目标预测提供重要依据。
2020, 38(5): 1111-1122.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.102
摘要:
上扬子地台北缘发育下寒武统黑色页岩，沉积厚度大、有机碳含量高，是一套重要的烃源岩，具有重要的勘探价值。恢复其发育环境和碎屑物源，对烃源岩分布预测具有重要意义。通过对华南渝东北城口地区野外露头系统取样并开展地球化学测试，研究了黑色页岩的形成环境与物源供应，探讨气候变化与陆源输入对黑色页岩形成的控制作用，重建优质烃源岩的形成过程。分析结果表明，黑色页岩具有高的Al2O3含量（7.38%~13.90%）、K2O含量（1.01%~2.93%）、Na2O含量（1.98%~2.88%）和总Fe2O3含量（2.35%~5.36%），富集V（平均值为242 μg/g）、Cr（平均值为83 μg/g）、Ni（平均值为58 μg/g）等微量元素。CIA、K/Al和Rb/Al指示黑色页岩沉积期气候为温暖湿润，V/Cr、U/Th、Ce/Ce*、MoEF⁃UEF指沉积水体经历缺氧→次氧化→缺氧→次氧化四个阶段，正Eu/Eu*异常指示早期存在海底热水活动，Th/Sc⁃Zr/Sc图表明黑色页岩沉积组分未经历再循环过程，可以有效判别源区；Co/Th⁃La/Sc图和La/Th⁃Hf图确定黑色页岩存在长英质和铁镁质两种源岩类型，并且汉南古陆是有效物源区。
