2024年 第42卷 第2期
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2024, 42(2): 343-349.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.050
摘要:
意义 碳酸盐生产工厂概念体系研究被誉为“近三十年来碳酸盐沉积学领域最重要的进展之一”。该研究在恢复深时碳酸盐生产过程及其调控因素以及预测未来气候和环境变化对沉积体系的影响方面具有独特价值。【 进展 】碳酸盐生产工厂研究强调生产者、生产过程及影响因素,以及生态可容空间等主要因素对沉积体系的影响。研究者以这些因素的差异进行分类和动态演化过程研究,有别于传统“沉积相模式”以岩相和沉积环境差异为依据的“定格”研究方法。随着相关概念体系的基本成熟,如何进一步挖掘碳酸盐生产工厂新的研究方向和价值,并指导理论和应用沉积学创新,值得深入探索。本文回顾了碳酸盐生产工厂概念体系的形成背景,介绍了其构成和主要影响因素,并推介了本专栏的综述和研究论文。【 展望 】希望通过这些论文的介绍,能够吸引同行对这一领域的关注和兴趣,共同促进碳酸盐生产工厂的深入研究和发展。
意义 碳酸盐生产工厂概念体系研究被誉为“近三十年来碳酸盐沉积学领域最重要的进展之一”。该研究在恢复深时碳酸盐生产过程及其调控因素以及预测未来气候和环境变化对沉积体系的影响方面具有独特价值。【 进展 】碳酸盐生产工厂研究强调生产者、生产过程及影响因素,以及生态可容空间等主要因素对沉积体系的影响。研究者以这些因素的差异进行分类和动态演化过程研究,有别于传统“沉积相模式”以岩相和沉积环境差异为依据的“定格”研究方法。随着相关概念体系的基本成熟,如何进一步挖掘碳酸盐生产工厂新的研究方向和价值,并指导理论和应用沉积学创新,值得深入探索。本文回顾了碳酸盐生产工厂概念体系的形成背景,介绍了其构成和主要影响因素,并推介了本专栏的综述和研究论文。【 展望 】希望通过这些论文的介绍,能够吸引同行对这一领域的关注和兴趣,共同促进碳酸盐生产工厂的深入研究和发展。
2024, 42(2): 351-370.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.047
摘要:
意义 碳酸盐工厂为碳酸盐岩沉积体系提供了物质基础,与海洋演化、元素循环、表生地质过程等密切相关,是反映地球系统演化的重要环节。因此,定量化表征碳酸盐工厂及其主控因素是深入理解碳酸盐岩所记录的地质信息的关键。【 进展 】总结了半定量—定量表征碳酸盐工厂的研究方法进展,结合对沉积过程正演模拟方法的介绍,从定量重建的角度为精细刻画碳酸盐工厂提供了思路。【 展望 】针对碳酸盐工厂的研究,应在传统碳酸盐岩沉积学的基础上加深对其主控因素的定量评估,特别是直接影响生态的因素。但在套用基于碎屑岩沉积体系所建立的定量分析方法时,需要考虑碳酸盐岩与碎屑岩的差异,并进一步完善适用于碳酸盐岩的模型和分析方法。此外,在应用地球化学指标反演碳酸盐工厂及其主控因素时,要加强对成岩作用改造程度的定量评估,以降低成岩作用对地球化学信号的影响。而在开发和应用新的碳酸盐岩地球化学代用指标时,需明确其赋存或分馏机理,从而更准确地解读其所反映的古气候和古环境信息。同时,在利用沉积过程正演模拟研究工厂的演化和生产机制时,需评估从现代环境中获取的参数在深时地质记录中的适用性,并在建模过程中考虑早期成岩作用及海水化学演化的影响。
意义 碳酸盐工厂为碳酸盐岩沉积体系提供了物质基础,与海洋演化、元素循环、表生地质过程等密切相关,是反映地球系统演化的重要环节。因此,定量化表征碳酸盐工厂及其主控因素是深入理解碳酸盐岩所记录的地质信息的关键。【 进展 】总结了半定量—定量表征碳酸盐工厂的研究方法进展,结合对沉积过程正演模拟方法的介绍,从定量重建的角度为精细刻画碳酸盐工厂提供了思路。【 展望 】针对碳酸盐工厂的研究,应在传统碳酸盐岩沉积学的基础上加深对其主控因素的定量评估,特别是直接影响生态的因素。但在套用基于碎屑岩沉积体系所建立的定量分析方法时,需要考虑碳酸盐岩与碎屑岩的差异,并进一步完善适用于碳酸盐岩的模型和分析方法。此外,在应用地球化学指标反演碳酸盐工厂及其主控因素时,要加强对成岩作用改造程度的定量评估,以降低成岩作用对地球化学信号的影响。而在开发和应用新的碳酸盐岩地球化学代用指标时,需明确其赋存或分馏机理,从而更准确地解读其所反映的古气候和古环境信息。同时,在利用沉积过程正演模拟研究工厂的演化和生产机制时,需评估从现代环境中获取的参数在深时地质记录中的适用性,并在建模过程中考虑早期成岩作用及海水化学演化的影响。
2024, 42(2): 371-386.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.006
摘要:
意义 海洋环境下形成的规模性鲕粒岩既是研究气候和环境演化的良好载体,又是重要的油气资源储库,具有极高的科研与经济价值。【 进展 】传统的鲕粒岩研究主要关注沉积序列、沉积模式和空间分布规模,而忽视了鲕粒滩体堆积、埋藏与成岩的动态过程,以及环境因素的变化对其演化过程的影响。通过对现代海洋环境下两种典型鲕粒工厂（镶边台地和缓坡）的生产者、构成、分布、建造过程、与其他工厂的关系,以及可能影响工厂发育的物理、化学和生物因素的综合分析,揭示了鲕粒工厂的发育特征。研究表明,强搅动水体环境、极高的碳酸盐矿物饱和度、有效的活跃—停滞状态转换是制约鲕粒工厂发育的关键因素,而不同的沉积背景和海平面变化则决定了工厂的发育环境和规模。【 结论与展望 】从碳酸盐工厂的角度出发,不仅为了解大规模鲕粒工厂的启动、繁盛和衰退过程及其影响因素提供了重要线索,也为评估其勘探价值提供了多维度的证据,还为探索深时和预测未来的环境变化对碳酸盐沉积体系的影响提供了新的思路。
意义 海洋环境下形成的规模性鲕粒岩既是研究气候和环境演化的良好载体,又是重要的油气资源储库,具有极高的科研与经济价值。【 进展 】传统的鲕粒岩研究主要关注沉积序列、沉积模式和空间分布规模,而忽视了鲕粒滩体堆积、埋藏与成岩的动态过程,以及环境因素的变化对其演化过程的影响。通过对现代海洋环境下两种典型鲕粒工厂（镶边台地和缓坡）的生产者、构成、分布、建造过程、与其他工厂的关系,以及可能影响工厂发育的物理、化学和生物因素的综合分析,揭示了鲕粒工厂的发育特征。研究表明,强搅动水体环境、极高的碳酸盐矿物饱和度、有效的活跃—停滞状态转换是制约鲕粒工厂发育的关键因素,而不同的沉积背景和海平面变化则决定了工厂的发育环境和规模。【 结论与展望 】从碳酸盐工厂的角度出发,不仅为了解大规模鲕粒工厂的启动、繁盛和衰退过程及其影响因素提供了重要线索,也为评估其勘探价值提供了多维度的证据,还为探索深时和预测未来的环境变化对碳酸盐沉积体系的影响提供了新的思路。
2024, 42(2): 387-402.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.092
摘要:
意义 碳酸盐工厂的提出及其分类研究对于推动碳酸盐岩沉积学发展具有重要意义,但现行分类方案不足以囊括所有碳酸盐沉积类型,因此亟须从机理和过程层面对碳酸盐工厂类型予以梳理、扩充。 【进展】 传统碳酸盐工厂的碳源主要为大气—海洋中的无机碳库,而一些特殊海相和陆相碳酸盐工厂的碳则主要源于外源碳库,因而两者具有本质上的区别。后者往往对于追溯深时水体环境和气候事件具有重大意义。 【结论与展望】 以冷泉碳酸盐岩为例,正式提出“冷泉碳酸盐工厂”概念,综述了其沉积特征、生物组成及生物地球化学过程,并举例阐述其古气候意义。基于外源碳库的碳酸盐工厂类型理应得到重视。
意义 碳酸盐工厂的提出及其分类研究对于推动碳酸盐岩沉积学发展具有重要意义,但现行分类方案不足以囊括所有碳酸盐沉积类型,因此亟须从机理和过程层面对碳酸盐工厂类型予以梳理、扩充。 【进展】 传统碳酸盐工厂的碳源主要为大气—海洋中的无机碳库,而一些特殊海相和陆相碳酸盐工厂的碳则主要源于外源碳库,因而两者具有本质上的区别。后者往往对于追溯深时水体环境和气候事件具有重大意义。 【结论与展望】 以冷泉碳酸盐岩为例,正式提出“冷泉碳酸盐工厂”概念,综述了其沉积特征、生物组成及生物地球化学过程,并举例阐述其古气候意义。基于外源碳库的碳酸盐工厂类型理应得到重视。
2024, 42(2): 403-414.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.059
摘要:
目的 “碳酸盐（生产）工厂”研究强调生物群落对碳酸盐生产过程以及规模的调控和特异性影响,在深入认识碳酸盐岩成因和形成机制方面具有重要价值,是碳酸盐沉积学领域关注热点和重要方向。虽然该概念的正式提出已有二十多年历史,但如何从工厂角度解读地质历史时期,特别是深时特异性、大规模碳酸盐岩的发育过程和影响因素方面仍缺乏系统性认识。 方法 以河南云梦山剖面寒武系崮山组为例,利用多尺度、网格定量化评价方法对微生物碳酸盐生产工厂的样式、内部结构、建造过程等方面进行了详细阐述。 结果 研究区微生物碳酸盐生产工厂以底栖微生物群落为主要建造者,形成样式包括叠层石、凝块石、树枝石、均一石以及微生物诱导沉积构造（MISS）。伴生的颗粒类型包括鲕粒、球粒、生屑、竹叶状内碎屑和微生物岩角砾,主要分布于工厂建造格架间。微生物碳酸盐生产工厂发育具期次性,单期工厂发育规模较小（海底至水面高度不足1 m）但空间延伸广,包括半球状、穹窿状、板状等宏观形态；其内部结构包括少量单独的建造样式,以及广泛发育的垂向复合形式。 结论 通过分析影响工厂发育的各类因素,局限潮坪环境下较高的营养水平对微生物碳酸盐生产工厂的繁盛可能起到了主要作用,而古丈期总体海侵背景造成适宜微生物碳酸盐生产工厂发育的环境消失,导致工厂最终关闭。相关工作的开展提供了一个与现代澳大利亚Hamelin Pool微生物碳酸盐生产工厂非常相似的古代实例,对认识寒武纪碳酸盐生产工厂类型、特征和演化规律方面具有较好的参考价值。
目的 “碳酸盐（生产）工厂”研究强调生物群落对碳酸盐生产过程以及规模的调控和特异性影响,在深入认识碳酸盐岩成因和形成机制方面具有重要价值,是碳酸盐沉积学领域关注热点和重要方向。虽然该概念的正式提出已有二十多年历史,但如何从工厂角度解读地质历史时期,特别是深时特异性、大规模碳酸盐岩的发育过程和影响因素方面仍缺乏系统性认识。 方法 以河南云梦山剖面寒武系崮山组为例,利用多尺度、网格定量化评价方法对微生物碳酸盐生产工厂的样式、内部结构、建造过程等方面进行了详细阐述。 结果 研究区微生物碳酸盐生产工厂以底栖微生物群落为主要建造者,形成样式包括叠层石、凝块石、树枝石、均一石以及微生物诱导沉积构造（MISS）。伴生的颗粒类型包括鲕粒、球粒、生屑、竹叶状内碎屑和微生物岩角砾,主要分布于工厂建造格架间。微生物碳酸盐生产工厂发育具期次性,单期工厂发育规模较小（海底至水面高度不足1 m）但空间延伸广,包括半球状、穹窿状、板状等宏观形态；其内部结构包括少量单独的建造样式,以及广泛发育的垂向复合形式。 结论 通过分析影响工厂发育的各类因素,局限潮坪环境下较高的营养水平对微生物碳酸盐生产工厂的繁盛可能起到了主要作用,而古丈期总体海侵背景造成适宜微生物碳酸盐生产工厂发育的环境消失,导致工厂最终关闭。相关工作的开展提供了一个与现代澳大利亚Hamelin Pool微生物碳酸盐生产工厂非常相似的古代实例,对认识寒武纪碳酸盐生产工厂类型、特征和演化规律方面具有较好的参考价值。
2024, 42(2): 415-433.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.078
摘要:
目的 早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。 方法 利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐台地普林斯巴晚期—托阿尔（最早）期的生物地层学（大型底栖有孔虫）、沉积学和碳同位素（δ13C）地层学,探讨碳循环扰动以及相应的气候环境变化对该地区的碳酸盐台地生物演化过程影响。 结果 普林斯巴晚期—托阿尔（最早）期大型底栖有孔虫生物地层显示有3个带：Bosniella oenensis-Cyclorbitosella tibetica（?）、Streptocyclammina liasica和Siphovalvulina sp.A。在生物地层基础上,我们识别出以δ13C正偏移为特征的普林斯巴晚期margaritatus菊石带事件（margaritatus zone event,ME）和以δ13C负偏移为特征的margaritatus-spinatum界线事件（margaritatus-spinatum boundary event,MSBE）。 结论 在ME期间,生屑颗粒含量呈增长趋势、大型底栖有孔虫的种属和数量保持较高的水平以及Lithiotis Fauna出现并扩散,这可能表明有机质的大量埋藏消耗了辛涅缪尔晚期—普林斯巴早期产生的大量CO2,从而创造了更适合生物生存的海洋环境条件。在MSBE期间,生屑颗粒含量以及Lithiotis Fauna丰度和长度整体呈下降趋势,并且部分大型底栖有孔虫的灭绝,表明该时期存在着生物危机,可能与海平面下降有关。虽然Lithiotis Fauna存在大小和出现的频率变化,但不可否认的是,Lithiotis Fauna在普林斯巴期整个特提斯浅水碳酸盐台地蓬勃发展,直到T-OAE时期才完全破坏其生存条件。
目的 早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。 方法 利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐台地普林斯巴晚期—托阿尔（最早）期的生物地层学（大型底栖有孔虫）、沉积学和碳同位素（δ13C）地层学,探讨碳循环扰动以及相应的气候环境变化对该地区的碳酸盐台地生物演化过程影响。 结果 普林斯巴晚期—托阿尔（最早）期大型底栖有孔虫生物地层显示有3个带：Bosniella oenensis-Cyclorbitosella tibetica（?）、Streptocyclammina liasica和Siphovalvulina sp.A。在生物地层基础上,我们识别出以δ13C正偏移为特征的普林斯巴晚期margaritatus菊石带事件（margaritatus zone event,ME）和以δ13C负偏移为特征的margaritatus-spinatum界线事件（margaritatus-spinatum boundary event,MSBE）。 结论 在ME期间,生屑颗粒含量呈增长趋势、大型底栖有孔虫的种属和数量保持较高的水平以及Lithiotis Fauna出现并扩散,这可能表明有机质的大量埋藏消耗了辛涅缪尔晚期—普林斯巴早期产生的大量CO2,从而创造了更适合生物生存的海洋环境条件。在MSBE期间,生屑颗粒含量以及Lithiotis Fauna丰度和长度整体呈下降趋势,并且部分大型底栖有孔虫的灭绝,表明该时期存在着生物危机,可能与海平面下降有关。虽然Lithiotis Fauna存在大小和出现的频率变化,但不可否认的是,Lithiotis Fauna在普林斯巴期整个特提斯浅水碳酸盐台地蓬勃发展,直到T-OAE时期才完全破坏其生存条件。
2024, 42(2): 434-444.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.094
摘要:
目的 滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地的萎缩消亡存在多种认识。为了深入探讨其成因,拟通过滇东北地区晚奥陶世古环境演化研究,分析古环境因素对滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡的影响。 方法 选取滇东北地区万和剖面为研究对象,利用室内矿物学、岩石学、沉积地球化学等分析方法为主要手段,系统开展滇东北地区奥陶系临湘组—志留系龙马溪组的微相特征研究、此期间的古环境演变分析,探讨滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地萎缩消亡中的古环境影响。 结果 通过对万和剖面临湘组—龙马溪组岩石学特征、镜下矿物组成以及古生物特征等进行分析,共识别出六类沉积微相：含泥瘤状灰岩相、纹层状微晶灰岩相、微晶生屑灰岩相、纹层状钙质泥岩相、砂质泥岩和泥质砂岩相以及含钙质泥页岩和含钙质碳质泥岩相。并进一步划分出三个沉积亚相：浅缓坡、深缓坡和局限滞留陆棚；利用沉积地球化学方法,分析其古海洋地球化学特征,并建立地球化学剖面发现：在奥陶系大渡河组—志留系龙马溪组之间,古海洋环境指标如古生产力、古氧化还原条件、陆源碎屑输入量和古海平面变化在这一时期发生了显著变化,波动频繁。 结论 通过分析滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地周围的古海洋环境变化,认为滇东北晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡成因是海洋环境缺氧导致光合生物衰退,从而抑制了碳酸盐生产,使得碳酸盐岩台地萎缩直至消亡。除此之外,海平面变化、气候变化、陆源碎屑输入量增加以及奥陶纪末生物大灭绝在碳酸盐岩台地消亡过程中发挥了重要作用。
目的 滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地的萎缩消亡存在多种认识。为了深入探讨其成因,拟通过滇东北地区晚奥陶世古环境演化研究,分析古环境因素对滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡的影响。 方法 选取滇东北地区万和剖面为研究对象,利用室内矿物学、岩石学、沉积地球化学等分析方法为主要手段,系统开展滇东北地区奥陶系临湘组—志留系龙马溪组的微相特征研究、此期间的古环境演变分析,探讨滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地萎缩消亡中的古环境影响。 结果 通过对万和剖面临湘组—龙马溪组岩石学特征、镜下矿物组成以及古生物特征等进行分析,共识别出六类沉积微相：含泥瘤状灰岩相、纹层状微晶灰岩相、微晶生屑灰岩相、纹层状钙质泥岩相、砂质泥岩和泥质砂岩相以及含钙质泥页岩和含钙质碳质泥岩相。并进一步划分出三个沉积亚相：浅缓坡、深缓坡和局限滞留陆棚；利用沉积地球化学方法,分析其古海洋地球化学特征,并建立地球化学剖面发现：在奥陶系大渡河组—志留系龙马溪组之间,古海洋环境指标如古生产力、古氧化还原条件、陆源碎屑输入量和古海平面变化在这一时期发生了显著变化,波动频繁。 结论 通过分析滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地周围的古海洋环境变化,认为滇东北晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡成因是海洋环境缺氧导致光合生物衰退,从而抑制了碳酸盐生产,使得碳酸盐岩台地萎缩直至消亡。除此之外,海平面变化、气候变化、陆源碎屑输入量增加以及奥陶纪末生物大灭绝在碳酸盐岩台地消亡过程中发挥了重要作用。
2024, 42(2): 445-465.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.121
摘要:
目的 准确识别碳酸盐工厂类型并阐明其发育控制因素,定量化评价工厂发育过程的环境条件,厘清其在沉积体系转换过程中的古生态学和沉积学信号是探究碳酸盐岩沉积体系演化的关键。 方法 以川西北绵竹市汉旺镇观音崖剖面的马鞍塘组为例,通过系统的碳酸盐岩微相分析,结合粒径统计分析方法对20 391个颗粒定量分析,在此基础上对该时期热带浅水碳酸盐生产工厂的构成、特征、转变过程、驱动因素等进行了详细阐述。 结果 研究区热带浅水碳酸盐生产工厂可进一步划分为似球粒、鲕粒、生屑及生物礁等多个细分特异化工厂类型,指示多样化的碳酸盐生产路径。通过分析研究区热带浅水工厂的构成,沉积环境、水动力条件和营养水平等因素,发现各个细分工厂类型有着非常强烈的“生境”特点,工厂类型的转变更多地受区域海平面变化控制。 结论 频繁的海平面变化导致营养水平、水动力条件和碳酸盐矿物饱和度等因素快速变化,进而驱动了具体细分工厂的转变。而众多细分工厂在沉积序列上的快速变化指示了它们在横向上的共生关系。因此,较短时间尺度下细分工厂类型的转变主要与区域海平面控制的横向生产工厂类型的迁移有关,与极端事件和沉积体系的转变可能无关。
目的 准确识别碳酸盐工厂类型并阐明其发育控制因素,定量化评价工厂发育过程的环境条件,厘清其在沉积体系转换过程中的古生态学和沉积学信号是探究碳酸盐岩沉积体系演化的关键。 方法 以川西北绵竹市汉旺镇观音崖剖面的马鞍塘组为例,通过系统的碳酸盐岩微相分析,结合粒径统计分析方法对20 391个颗粒定量分析,在此基础上对该时期热带浅水碳酸盐生产工厂的构成、特征、转变过程、驱动因素等进行了详细阐述。 结果 研究区热带浅水碳酸盐生产工厂可进一步划分为似球粒、鲕粒、生屑及生物礁等多个细分特异化工厂类型,指示多样化的碳酸盐生产路径。通过分析研究区热带浅水工厂的构成,沉积环境、水动力条件和营养水平等因素,发现各个细分工厂类型有着非常强烈的“生境”特点,工厂类型的转变更多地受区域海平面变化控制。 结论 频繁的海平面变化导致营养水平、水动力条件和碳酸盐矿物饱和度等因素快速变化,进而驱动了具体细分工厂的转变。而众多细分工厂在沉积序列上的快速变化指示了它们在横向上的共生关系。因此,较短时间尺度下细分工厂类型的转变主要与区域海平面控制的横向生产工厂类型的迁移有关,与极端事件和沉积体系的转变可能无关。
2024, 42(2): 466-485.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.044
摘要:
目的 柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。 方法 通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。 结果与结论 （1）中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异；（2）研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩；（3）物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件（200~300 Ma和400~500 Ma）的影响；（4）研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块；B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体；C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起；E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近；（5）研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。
目的 柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。 方法 通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。 结果与结论 （1）中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异；（2）研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩；（3）物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件（200~300 Ma和400~500 Ma）的影响；（4）研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块；B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体；C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起；E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近；（5）研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。
2024, 42(2): 486-501.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.064
摘要:
目的 山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。 方法 通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。 结果和结论 沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8~4.4 Ma和2.2~1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明在5.8 Ma前后存在物源转变。5.8 Ma以前物源主要来自东部太行山脉的侏罗系石英砂岩；5.8 Ma以后物源转为以三叠系长石砂岩为主,同时吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑进入盆地,表明汾河开始流入太原盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系,表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造—地貌响应。
目的 山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。 方法 通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。 结果和结论 沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8~4.4 Ma和2.2~1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明在5.8 Ma前后存在物源转变。5.8 Ma以前物源主要来自东部太行山脉的侏罗系石英砂岩；5.8 Ma以后物源转为以三叠系长石砂岩为主,同时吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑进入盆地,表明汾河开始流入太原盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系,表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造—地貌响应。
2024, 42(2): 502-520.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.009
摘要:
目的 砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而,呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及区域地表过程的深入理解。 方法 为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。 结果 （1）沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中—酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化；（2）结合宏观和微观角度（重矿物和地球化学指标等）,并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲—洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组；（3）构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100~200 Ma和250~350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。 结论 该研究为大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建提供了新的证据。
目的 砂砾石沉积物的沉积学、地球化学、锆石U-Pb年代研究对于地层划分、水系演化以及揭示山体的构造隆升历史和区域构造岩浆事件等具有重要意义。然而,呼伦贝尔巴彦塔拉砂砾石剖面薄弱的认知限制了其地层划分以及区域地表过程的深入理解。 方法 为此,对该剖面进行了沉积学、重矿物、地球化学和锆石U-Pb年代学分析。 结果 （1）沉积学、重矿物、地球化学特征和地貌证据以及锆石U-Pb年龄综合分析显示,巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物主要是来自大兴安岭北段的中—酸性岩浆母岩,是初次循环的结果,沉积物堆积后经历了中等程度的化学风化；（2）结合宏观和微观角度（重矿物和地球化学指标等）,并与大兴安岭东麓白土山组标准剖面对比,认为巴彦塔拉砂砾石剖面沉积物是在温暖偏干的氧化环境下形成的冲—洪积物堆积,其地层单位可以划分为白土山组；（3）构造背景判别图解表明构造背景为被动大陆边缘,碎屑锆石U-Pb年龄在100~200 Ma和250~350 Ma的年龄峰值记录了大兴安岭北段在古亚洲洋的闭合和古太平洋的俯冲、回退的区域构造背景下触发的多期岩浆构造事件。 结论 该研究为大兴安岭地区第四纪地层的划分和早更新世区域地表过程的重建提供了新的证据。
2024, 42(2): 521-533.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.085
摘要:
目的 东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,深化这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题研究,对于认识晚更新世区域古环境变化尤为重要。 方法 在OSL测年和磁化率测试基础上,基于东海岛屿典型风尘黄土剖面（嵊山岛黄土）的粒度分析,开展了粒度组成的端元分析,探讨了其蕴含的古环境信息。 结果与结论 嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元（EM1~EM3）,进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源黏粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。粒度端元分析结果表明,高空西风输送的黏粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源；综合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数分析,认为东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿—冷干—暖湿的旋回波动；并且,所记录的 MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。
目的 东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,深化这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题研究,对于认识晚更新世区域古环境变化尤为重要。 方法 在OSL测年和磁化率测试基础上,基于东海岛屿典型风尘黄土剖面（嵊山岛黄土）的粒度分析,开展了粒度组成的端元分析,探讨了其蕴含的古环境信息。 结果与结论 嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元（EM1~EM3）,进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源黏粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。粒度端元分析结果表明,高空西风输送的黏粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源；综合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数分析,认为东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿—冷干—暖湿的旋回波动；并且,所记录的 MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。
2024, 42(2): 534-544.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.097
摘要:
目的 第四纪加积型网纹红土发育具有独特的网纹结构,在长江中下游地区分布较为广泛,是对第四纪环境变化的记录和响应。以往对网纹理化性质关注较多,但对网纹形态特征研究较少,结合理化性质去全面分析网纹特征有利于更为深刻地认识其环境意义。 方法 根据对江西九江网纹红土剖面的网纹形态和理化性质的分析,在理解理化性质可能对形态的影响和网纹化机制的基础上着重讨论了网纹形态特征的环境意义。 结果与结论 （1）该剖面的网纹形态具有较为系统的变化特征,剖面上部的网纹相对较细小,而下部的网纹则相对较粗大；（2）从风化指标ba等和网纹形态指标的对应程度来看,总体上网纹形态与气候由暖湿到冷干的变化趋势具有一定对应性,但网纹形态对气候指示意义具有一定的局限性。
目的 第四纪加积型网纹红土发育具有独特的网纹结构,在长江中下游地区分布较为广泛,是对第四纪环境变化的记录和响应。以往对网纹理化性质关注较多,但对网纹形态特征研究较少,结合理化性质去全面分析网纹特征有利于更为深刻地认识其环境意义。 方法 根据对江西九江网纹红土剖面的网纹形态和理化性质的分析,在理解理化性质可能对形态的影响和网纹化机制的基础上着重讨论了网纹形态特征的环境意义。 结果与结论 （1）该剖面的网纹形态具有较为系统的变化特征,剖面上部的网纹相对较细小,而下部的网纹则相对较粗大；（2）从风化指标ba等和网纹形态指标的对应程度来看,总体上网纹形态与气候由暖湿到冷干的变化趋势具有一定对应性,但网纹形态对气候指示意义具有一定的局限性。
2024, 42(2): 545-557.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.063
摘要:
目的 古近系以来,伴随着青藏高原隆升、地层大规模逆冲和走滑,在青藏高原北部形成了众多内陆盆地。由于盆地位置的特殊性,盆地内部的古气候和古植被演化对厘清欧亚大陆古近系气候演化特征具有重要意义。 方法 利用青藏高原中东部囊谦盆地古近系沉积地层剖面中的生物标志化合物和总有机碳（TOC）含量重建了51.8~37.5 Ma囊谦盆地古气候和古植被演化历史。 结果与结论 囊谦盆地古近系气候指标演化历史具体可分为三个阶段。阶段Ⅰ（51.8~46.4 Ma）,CPI值和TOC值均较低,Paq值偏高,ACL值和nC27/nC31在该时期呈现明显的变化趋势,可能是受到河流所带来的陆源沉积物混入影响,主峰碳大部分为nC22和nC23,植被类型以木本植物为主,气候条件相对较为潮湿；阶段Ⅱ（46.4~42.7 Ma）,此阶段Paq值和nC27/nC31值逐渐降低,ACL值逐渐上升,主峰碳碳数逐渐由低碳数向中高碳数转变,植被类型逐渐由木本占优势转变为以草本植物为主,气候条件逐渐变干,同时伴有干湿交替的气候特征；阶段Ⅲ（42.7~37.5 Ma）,Paq、nC27/nC31和ACL值变化不大,主峰碳碳数明显增加,高碳数正构烷烃明显增多,干旱化程度进一步增加；同时TOC明显增加,指示植被总生产力增强,可能是对中始新世温暖适宜期（MECO）的响应。此外,通过对比分析研究区以及相邻盆地气候变化的研究结果,认为囊谦盆地51.8~37.5 Ma期间的气候变化主要受全球性气候变化和特提斯海退缩的影响,青藏高原的隆升,海拔的增加对于囊谦盆地水汽影响较大,季风对于水汽影响较小。
目的 古近系以来,伴随着青藏高原隆升、地层大规模逆冲和走滑,在青藏高原北部形成了众多内陆盆地。由于盆地位置的特殊性,盆地内部的古气候和古植被演化对厘清欧亚大陆古近系气候演化特征具有重要意义。 方法 利用青藏高原中东部囊谦盆地古近系沉积地层剖面中的生物标志化合物和总有机碳（TOC）含量重建了51.8~37.5 Ma囊谦盆地古气候和古植被演化历史。 结果与结论 囊谦盆地古近系气候指标演化历史具体可分为三个阶段。阶段Ⅰ（51.8~46.4 Ma）,CPI值和TOC值均较低,Paq值偏高,ACL值和nC27/nC31在该时期呈现明显的变化趋势,可能是受到河流所带来的陆源沉积物混入影响,主峰碳大部分为nC22和nC23,植被类型以木本植物为主,气候条件相对较为潮湿；阶段Ⅱ（46.4~42.7 Ma）,此阶段Paq值和nC27/nC31值逐渐降低,ACL值逐渐上升,主峰碳碳数逐渐由低碳数向中高碳数转变,植被类型逐渐由木本占优势转变为以草本植物为主,气候条件逐渐变干,同时伴有干湿交替的气候特征；阶段Ⅲ（42.7~37.5 Ma）,Paq、nC27/nC31和ACL值变化不大,主峰碳碳数明显增加,高碳数正构烷烃明显增多,干旱化程度进一步增加；同时TOC明显增加,指示植被总生产力增强,可能是对中始新世温暖适宜期（MECO）的响应。此外,通过对比分析研究区以及相邻盆地气候变化的研究结果,认为囊谦盆地51.8~37.5 Ma期间的气候变化主要受全球性气候变化和特提斯海退缩的影响,青藏高原的隆升,海拔的增加对于囊谦盆地水汽影响较大,季风对于水汽影响较小。
2024, 42(2): 558-574.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.058
摘要:
目的 河口三角洲是陆海相互作用的敏感地带,也是人类活动最为频繁的地区,研究人类活动对河口三角洲演化的影响,一直以来都是国际沉积学的研究重点和热点。 方法 以福建闽江河口水下三角洲为研究对象,通过水动力模拟和表层沉积物粒度分析,探讨了闽江河口水下三角洲及周边海域现代沉积环境演化。 结果与结论 研究区河口内潮流以往复流为主,在口外海域逐渐转变为旋转流,水下三角洲地区流速大,外海流速较小；沉积物类型以砂、粉砂和砂质粉砂为主,平均粒径平均值分别为1.57 Φ、6.78 Φ和5.62 Φ,并且由河口向口外陆架方向沉积物粗颗粒组分含量逐渐减少,细颗粒组分含量逐渐增大；沉积物输运趋势显示,在闽江河口水下三角洲内,沉积物输运呈现向东、东南和东北方向,在口外海域沉积物呈现朝东南和东北离岸方向,以及向西北朝岸方向输运；基于粒度组成、粒度参数及站位水深多元统计分析,综合地理位置、沉积物源和水动力条件,将研究区现代沉积环境划分为4个沉积区；通过探讨不同控制因素下的河口水下三角洲沉积环境差异,揭示了不同沉积区的沉积环境对人类活动的响应。该研究结果可为河口资源开发和生态环境保护提供科学依据。
目的 河口三角洲是陆海相互作用的敏感地带,也是人类活动最为频繁的地区,研究人类活动对河口三角洲演化的影响,一直以来都是国际沉积学的研究重点和热点。 方法 以福建闽江河口水下三角洲为研究对象,通过水动力模拟和表层沉积物粒度分析,探讨了闽江河口水下三角洲及周边海域现代沉积环境演化。 结果与结论 研究区河口内潮流以往复流为主,在口外海域逐渐转变为旋转流,水下三角洲地区流速大,外海流速较小；沉积物类型以砂、粉砂和砂质粉砂为主,平均粒径平均值分别为1.57 Φ、6.78 Φ和5.62 Φ,并且由河口向口外陆架方向沉积物粗颗粒组分含量逐渐减少,细颗粒组分含量逐渐增大；沉积物输运趋势显示,在闽江河口水下三角洲内,沉积物输运呈现向东、东南和东北方向,在口外海域沉积物呈现朝东南和东北离岸方向,以及向西北朝岸方向输运；基于粒度组成、粒度参数及站位水深多元统计分析,综合地理位置、沉积物源和水动力条件,将研究区现代沉积环境划分为4个沉积区；通过探讨不同控制因素下的河口水下三角洲沉积环境差异,揭示了不同沉积区的沉积环境对人类活动的响应。该研究结果可为河口资源开发和生态环境保护提供科学依据。
2024, 42(2): 575-592.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.043
摘要:
目的 西接康滇古陆的四川盆地西南部下二叠统栖霞阶近年来展示出良好的勘探潜力,然而针对该地区地层充填规律及古地理格局的观点还并不统一,严重制约了下一步盆内精细的油气勘探和井位部署。 方法 以四川盆地西南部下二叠统栖霞阶梁山组和栖霞组为研究对象,综合利用野外剖面、钻井岩心和测录井等资料,在岩石类型与沉积相分析的基础上,运用海相碳酸盐岩层序地层学原理与方法,对栖霞阶层序界面进行识别。并采用单因素分析多因素综合作图法,以三级层序为编图单位,结合优势相原则,分别绘制研究区栖霞阶SQ0+SQ1和SQ2层序岩相古地理图。 结果 在栖霞阶中识别出4个三级层序界面,从下到上分别为梁山组底界面（I型）、栖一段内部界面（II型）、栖一段\栖二段界面（II型）和栖霞组\茅口组界面（I型）,并将其划分为3个三级层序,每个层序均由海侵域和高位域组成。通过层序地层格架的对比分析,认为栖霞阶下部的SQ0层序大致对应于传统划分的梁山组+栖一段下部地层,仅发育于研究区内的栖霞阶地层沉积前古地貌低地,并且具有向古地貌高地超覆的层序充填特征,中部的SQ1层序和上部的SQ2层序则遍布全区。川西南栖霞阶层序岩相古地理格局总体上表现为西接康滇古陆的海相碳酸盐岩台地,古地貌和沉积相带分异比较明显,自西向东依次为：康滇古陆及其东缘的潮坪、台内洼地、台内丘滩体,以及开阔—半局限海台地,而且沿台内坡折带发育的台内丘滩体往往具有环洼规模分布的趋势。 结论 通过剖析台内坡折带对碳酸盐岩成储的影响,指出SQ2层序（栖二段）是研究区栖霞阶最有利于台内丘滩体这一潜力储集相带发育的层位,环台洼坡折带发育的丘滩体相带附近是有利的勘探区。从层序地层学角度重新认识栖霞阶充填模式及岩相古地理特征,为川西南部下二叠统栖霞阶的下一步储层预测及勘探开发提供全新的理论支撑。
目的 西接康滇古陆的四川盆地西南部下二叠统栖霞阶近年来展示出良好的勘探潜力,然而针对该地区地层充填规律及古地理格局的观点还并不统一,严重制约了下一步盆内精细的油气勘探和井位部署。 方法 以四川盆地西南部下二叠统栖霞阶梁山组和栖霞组为研究对象,综合利用野外剖面、钻井岩心和测录井等资料,在岩石类型与沉积相分析的基础上,运用海相碳酸盐岩层序地层学原理与方法,对栖霞阶层序界面进行识别。并采用单因素分析多因素综合作图法,以三级层序为编图单位,结合优势相原则,分别绘制研究区栖霞阶SQ0+SQ1和SQ2层序岩相古地理图。 结果 在栖霞阶中识别出4个三级层序界面,从下到上分别为梁山组底界面（I型）、栖一段内部界面（II型）、栖一段\栖二段界面（II型）和栖霞组\茅口组界面（I型）,并将其划分为3个三级层序,每个层序均由海侵域和高位域组成。通过层序地层格架的对比分析,认为栖霞阶下部的SQ0层序大致对应于传统划分的梁山组+栖一段下部地层,仅发育于研究区内的栖霞阶地层沉积前古地貌低地,并且具有向古地貌高地超覆的层序充填特征,中部的SQ1层序和上部的SQ2层序则遍布全区。川西南栖霞阶层序岩相古地理格局总体上表现为西接康滇古陆的海相碳酸盐岩台地,古地貌和沉积相带分异比较明显,自西向东依次为：康滇古陆及其东缘的潮坪、台内洼地、台内丘滩体,以及开阔—半局限海台地,而且沿台内坡折带发育的台内丘滩体往往具有环洼规模分布的趋势。 结论 通过剖析台内坡折带对碳酸盐岩成储的影响,指出SQ2层序（栖二段）是研究区栖霞阶最有利于台内丘滩体这一潜力储集相带发育的层位,环台洼坡折带发育的丘滩体相带附近是有利的勘探区。从层序地层学角度重新认识栖霞阶充填模式及岩相古地理特征,为川西南部下二叠统栖霞阶的下一步储层预测及勘探开发提供全新的理论支撑。
2024, 42(2): 593-607.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.059
摘要:
目的 中东M油田白垩系Mishrif组局限环境储层复杂且对储层非均质性认识不足,制约了该类油藏的有效开发,亟需明确局限环境中储层特征、展布规律及非均质性主控因素。 方法 综合岩心、铸体薄片、物性及压汞实验等数据,根据储层结构组分和地质成因划分储层类型,通过数理统计和连井对比,明确不同储层岩石物理特征,刻画储层空间展布规律,基于层序地层学和沉积学理论,阐明局限环境储层特征主控因素,建立不同储层的发育模式。 结果 Mishrif组局限环境中发育三种类型储层（RT1类、RT2类和RT3类）：RT1类储层为高能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潮道和台内滩,岩性主要为颗粒灰岩,物性以中高孔、中高渗为主,储集空间以粒间孔和粒间溶孔为主,储层发育规模较大且分布较稳定,是油藏开发首选的目标储层；RT2类储层为低能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潟湖环境,岩性包括含粒泥灰岩、粒泥灰岩和泥粒灰岩,物性以中高孔、中低渗为主,原生粒间孔不发育,储集空间以基质微孔、铸模孔和晶间孔为主,储层发育规模最大,但单层厚度薄,夹层发育频率高,开发难度大；RT3类储层为高能沉积和准同生白云石化作用叠加而形成,发育于台内滩,岩性多为白云岩类,物性以中高孔、中低渗为主,储集空间主要为晶间孔,仅在Mishrif组上部局部发育。 结论 RT1类储层主要受沉积作用控制,沉积作用控制了储层的原始结构组分,准同生溶蚀进一步改善了储层物性；RT2类储层沉积水动力较弱,原始物性较差,成岩作用是储层发育的主控因素,孔隙主要形成于大气淡水环境下的选择性溶蚀作用；RT3类储层原始结构组分破坏严重,局部残留的生物碎屑指示其形成于中高能沉积环境,储层形成于准同生白云石化作用。不同类型储层空间上相互叠置,导致局限环境储层具有较强的非均质性。
目的 中东M油田白垩系Mishrif组局限环境储层复杂且对储层非均质性认识不足,制约了该类油藏的有效开发,亟需明确局限环境中储层特征、展布规律及非均质性主控因素。 方法 综合岩心、铸体薄片、物性及压汞实验等数据,根据储层结构组分和地质成因划分储层类型,通过数理统计和连井对比,明确不同储层岩石物理特征,刻画储层空间展布规律,基于层序地层学和沉积学理论,阐明局限环境储层特征主控因素,建立不同储层的发育模式。 结果 Mishrif组局限环境中发育三种类型储层（RT1类、RT2类和RT3类）：RT1类储层为高能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潮道和台内滩,岩性主要为颗粒灰岩,物性以中高孔、中高渗为主,储集空间以粒间孔和粒间溶孔为主,储层发育规模较大且分布较稳定,是油藏开发首选的目标储层；RT2类储层为低能沉积和准同生溶蚀作用叠加而形成,发育于潟湖环境,岩性包括含粒泥灰岩、粒泥灰岩和泥粒灰岩,物性以中高孔、中低渗为主,原生粒间孔不发育,储集空间以基质微孔、铸模孔和晶间孔为主,储层发育规模最大,但单层厚度薄,夹层发育频率高,开发难度大；RT3类储层为高能沉积和准同生白云石化作用叠加而形成,发育于台内滩,岩性多为白云岩类,物性以中高孔、中低渗为主,储集空间主要为晶间孔,仅在Mishrif组上部局部发育。 结论 RT1类储层主要受沉积作用控制,沉积作用控制了储层的原始结构组分,准同生溶蚀进一步改善了储层物性；RT2类储层沉积水动力较弱,原始物性较差,成岩作用是储层发育的主控因素,孔隙主要形成于大气淡水环境下的选择性溶蚀作用；RT3类储层原始结构组分破坏严重,局部残留的生物碎屑指示其形成于中高能沉积环境,储层形成于准同生白云石化作用。不同类型储层空间上相互叠置,导致局限环境储层具有较强的非均质性。
2024, 42(2): 608-618.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.082
摘要:
目的 生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。 方法 以华南板块西北缘汉南—米仓山地区的勉县大河坝剖面为例,对寒武系仙女洞组沉积序列和生物礁临近层位开展了系统的岩相学、沉积学和元素地球化学分析。 结果 岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。 结论 古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。
目的 生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。 方法 以华南板块西北缘汉南—米仓山地区的勉县大河坝剖面为例,对寒武系仙女洞组沉积序列和生物礁临近层位开展了系统的岩相学、沉积学和元素地球化学分析。 结果 岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。 结论 古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。
2024, 42(2): 619-631.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.076
摘要:
目的 勘探实践表明,柴达木盆地剩余油主要集中于西部地区,但受复杂地表及低渗储层的影响,勘探程度相对较低。为提高柴西咸水泉地区地质认识,可进一步加快油气勘探。 方法 基于岩心沉积构造,结合岩石薄片、X衍射全岩分析化验和地震反射等资料,对咸东1井上新统下油砂山组取心段的沉积相进行综合研究。 结果与结论 （1）深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有灰色薄—中层块状层理细杂砂岩,砂体顶、底部与泥岩突变接触,底界面为明显凸凹不平的侵蚀面,侵蚀面之下的泥页岩中变形层理发育,砂体为沉积物再搬运的砂质碎屑流沉积；（2）深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有含介壳—陆源碎屑的砾屑灰岩和具明显变形层理的粉砂岩及粉砂质团块,其变形纹层清晰且具明显的变形方向,为滑塌碎屑沉积；（3）深灰—灰黑色灰质泥页岩主要夹有薄层灰色含云灰黏土质粉砂岩,泥页岩中发育水平层理及韵律层理等,粉砂岩中发育较多泥质纹层的小型单斜层理、上攀波痕纹理及厚互层层理,为半深—深湖沉积夹由沉积物重力流末期演变的较弱底流沉积。此外,盆地发育的不同时期在阿尔金山前较深水区可能具备发育类似咸东1井滑塌—沉积物重力流沉积储层的条件,尚需进一步研究。
目的 勘探实践表明,柴达木盆地剩余油主要集中于西部地区,但受复杂地表及低渗储层的影响,勘探程度相对较低。为提高柴西咸水泉地区地质认识,可进一步加快油气勘探。 方法 基于岩心沉积构造,结合岩石薄片、X衍射全岩分析化验和地震反射等资料,对咸东1井上新统下油砂山组取心段的沉积相进行综合研究。 结果与结论 （1）深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有灰色薄—中层块状层理细杂砂岩,砂体顶、底部与泥岩突变接触,底界面为明显凸凹不平的侵蚀面,侵蚀面之下的泥页岩中变形层理发育,砂体为沉积物再搬运的砂质碎屑流沉积；（2）深灰—灰黑色灰质泥页岩中夹有含介壳—陆源碎屑的砾屑灰岩和具明显变形层理的粉砂岩及粉砂质团块,其变形纹层清晰且具明显的变形方向,为滑塌碎屑沉积；（3）深灰—灰黑色灰质泥页岩主要夹有薄层灰色含云灰黏土质粉砂岩,泥页岩中发育水平层理及韵律层理等,粉砂岩中发育较多泥质纹层的小型单斜层理、上攀波痕纹理及厚互层层理,为半深—深湖沉积夹由沉积物重力流末期演变的较弱底流沉积。此外,盆地发育的不同时期在阿尔金山前较深水区可能具备发育类似咸东1井滑塌—沉积物重力流沉积储层的条件,尚需进一步研究。
2024, 42(2): 632-642.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.062
摘要:
意义 白云岩是一种常见的碳酸盐岩和重要的油气储集层,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。 方法 通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。【 进展 】已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用；白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。【 结论与展望 】综合实验模拟结果的共性特征发现,交代反应是一个溶解—运移—沉淀的微过程；新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,并提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行；新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。
意义 白云岩是一种常见的碳酸盐岩和重要的油气储集层,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。 方法 通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。【 进展 】已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用；白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。【 结论与展望 】综合实验模拟结果的共性特征发现,交代反应是一个溶解—运移—沉淀的微过程；新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,并提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行；新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。
2024, 42(2): 643-660.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.057
摘要:
目的 扇三角洲广泛发育于沉积盆地边缘及内部,具有规模庞大、类型多样、生储盖配置良好等特点,蕴藏着巨大的油气资源勘探潜力。然而,其流体类型转换和控制因素、沉积过程与特征仍尚不清晰。 方法 以青海希里沟扇三角洲为研究对象,基于野外露头和探槽剖面的精细刻画描述,综合利用14C测年、粒度分析等方法,对希里沟扇三角洲不同时期沉积物粒度、结构、沉积构造等方面特征进行研究。 结果与结论 通过野外露头探槽剖面的精细刻画描述共划分出9类岩相及7种垂向组合序列,识别出碎屑流、片状洪流和牵引流共3种流体类型。根据AMS14C定年标定沉积界面、沉积物粒度、结构等方面特征,将希里沟湖三角洲划分为SI、SII和SIII共3个阶段,其中SI期为碎屑流粗粒沉积期,SII为片状洪流改造沉积期,SIII期为牵引流改造沉积期。通过沉积物粒度敏感组分分析,在希里沟湖扇三角洲平面识别出3期朵叶。结合希里沟三角洲沉积地形坡度和青海湖15 ka以来孢粉浓度变化,证实了希里沟扇三角洲流体类型转换受控于沉积坡度与气候的变化,明确了扇三角洲上平原以碎屑流主导,发育碎屑流主水道、片状洪流沉积为主要的构型单元,扇三角洲下平原以片状洪流主导,发育以辫状水道、辫流坝以及洪漫沉积为主要的构型单元,扇三角洲前缘以牵引流主导,发育以水下分流河道、河口坝以及席状砂为主要的构型单元。
目的 扇三角洲广泛发育于沉积盆地边缘及内部,具有规模庞大、类型多样、生储盖配置良好等特点,蕴藏着巨大的油气资源勘探潜力。然而,其流体类型转换和控制因素、沉积过程与特征仍尚不清晰。 方法 以青海希里沟扇三角洲为研究对象,基于野外露头和探槽剖面的精细刻画描述,综合利用14C测年、粒度分析等方法,对希里沟扇三角洲不同时期沉积物粒度、结构、沉积构造等方面特征进行研究。 结果与结论 通过野外露头探槽剖面的精细刻画描述共划分出9类岩相及7种垂向组合序列,识别出碎屑流、片状洪流和牵引流共3种流体类型。根据AMS14C定年标定沉积界面、沉积物粒度、结构等方面特征,将希里沟湖三角洲划分为SI、SII和SIII共3个阶段,其中SI期为碎屑流粗粒沉积期,SII为片状洪流改造沉积期,SIII期为牵引流改造沉积期。通过沉积物粒度敏感组分分析,在希里沟湖扇三角洲平面识别出3期朵叶。结合希里沟三角洲沉积地形坡度和青海湖15 ka以来孢粉浓度变化,证实了希里沟扇三角洲流体类型转换受控于沉积坡度与气候的变化,明确了扇三角洲上平原以碎屑流主导,发育碎屑流主水道、片状洪流沉积为主要的构型单元,扇三角洲下平原以片状洪流主导,发育以辫状水道、辫流坝以及洪漫沉积为主要的构型单元,扇三角洲前缘以牵引流主导,发育以水下分流河道、河口坝以及席状砂为主要的构型单元。
2024, 42(2): 661-674.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.075
摘要:
目的 缝合线作为碳酸盐岩的典型结构,其形成对于碳酸盐岩本身有机质的富集和流体运移具有重要的意义。然而,缝合线中有机质的来源和流体运移的机理目前尚未深入研究。 方法 以四川盆地东部大池干构造带含缝合线的碳酸盐岩岩心样品为研究对象,分别对岩心中缝合线和基质进行了有机碳、热解（Rock-Eval）、岩石薄片、荧光薄片、全岩X射线衍射、碳氧同位素以及扫描电镜等分析测试。 结果与结论 缝合线中的有机质主要以可溶有机质、焦沥青和沥青的形式赋存,表明缝合线中的有机质主要为运移而来的次生有机质。且缝合线中的次生白云石和黄铁矿发育,且保留了矿物的晶间孔隙和裂缝,为油气的聚集和运移提供了良好的条件。此外,沿缝合线方向存在明显的油气分馏效应,且在缝合线较薄的区域分馏效应越明显。综合分析认为,缝合线与基质接触界面上的强烈胶结作用及其附近次生矿物的形成是造成烃类流体从基质向缝合线运移时分馏效应的原因。当缝合线发育时,缝合线中的有机质会在高演化阶段裂解形成天然气,与其他成因的天然气混合时会影响天然气来源判别；缝合线作为原油的运移通道时,对原油造成的分馏效应也会对原油来源的判别造成一定困扰,因此应该选择合适的生物标志化合物对比参数来分析油源关系,同时原油性质的空间变化规律也应该被考虑。
目的 缝合线作为碳酸盐岩的典型结构,其形成对于碳酸盐岩本身有机质的富集和流体运移具有重要的意义。然而,缝合线中有机质的来源和流体运移的机理目前尚未深入研究。 方法 以四川盆地东部大池干构造带含缝合线的碳酸盐岩岩心样品为研究对象,分别对岩心中缝合线和基质进行了有机碳、热解（Rock-Eval）、岩石薄片、荧光薄片、全岩X射线衍射、碳氧同位素以及扫描电镜等分析测试。 结果与结论 缝合线中的有机质主要以可溶有机质、焦沥青和沥青的形式赋存,表明缝合线中的有机质主要为运移而来的次生有机质。且缝合线中的次生白云石和黄铁矿发育,且保留了矿物的晶间孔隙和裂缝,为油气的聚集和运移提供了良好的条件。此外,沿缝合线方向存在明显的油气分馏效应,且在缝合线较薄的区域分馏效应越明显。综合分析认为,缝合线与基质接触界面上的强烈胶结作用及其附近次生矿物的形成是造成烃类流体从基质向缝合线运移时分馏效应的原因。当缝合线发育时,缝合线中的有机质会在高演化阶段裂解形成天然气,与其他成因的天然气混合时会影响天然气来源判别；缝合线作为原油的运移通道时,对原油造成的分馏效应也会对原油来源的判别造成一定困扰,因此应该选择合适的生物标志化合物对比参数来分析油源关系,同时原油性质的空间变化规律也应该被考虑。
2024, 42(2): 675-687.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.067
摘要:
目的 中非裂谷系乍得Bongor盆地北部斜坡带原油的物性与地球化学特征均存在明显差异。探讨其差异性特征及主控因素,并可为Bongor盆地及周边地区石油勘探工作中原油性质的预测提供部分思路与依据。 方法 利用原油族组分分离、气相色谱及色谱—质谱等方法,对北部斜坡带41件原油样品的物性及分子标志化合物组成进行了系统分析。 结果与结论 不同级别的生物降解作用是导致Bongor盆地原油物性与地球化学性质差异的主要原因。根据正构烷烃、无环类异戊二烯烃的相对丰度与分布特征及色谱基线特征,将原油划分为未降解原油、轻微降解原油与严重降解原油。埋深是影响原油降解强度的首要因素,当埋深小于800 m时,绝大部分原油遭受了严重的生物降解；当埋深大于1 300 m时,原油基本未遭受降解；当埋深介于800~1 300 m时,降解程度受距深大断裂的距离、上覆盖层的厚度与圈闭类型共同控制。
目的 中非裂谷系乍得Bongor盆地北部斜坡带原油的物性与地球化学特征均存在明显差异。探讨其差异性特征及主控因素,并可为Bongor盆地及周边地区石油勘探工作中原油性质的预测提供部分思路与依据。 方法 利用原油族组分分离、气相色谱及色谱—质谱等方法,对北部斜坡带41件原油样品的物性及分子标志化合物组成进行了系统分析。 结果与结论 不同级别的生物降解作用是导致Bongor盆地原油物性与地球化学性质差异的主要原因。根据正构烷烃、无环类异戊二烯烃的相对丰度与分布特征及色谱基线特征,将原油划分为未降解原油、轻微降解原油与严重降解原油。埋深是影响原油降解强度的首要因素,当埋深小于800 m时,绝大部分原油遭受了严重的生物降解；当埋深大于1 300 m时,原油基本未遭受降解；当埋深介于800~1 300 m时,降解程度受距深大断裂的距离、上覆盖层的厚度与圈闭类型共同控制。
2024, 42(2): 688-700.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.070
摘要:
目的 通过对中国东部渤海湾盆地东营凹陷发育的大套具有韵律特征的富含碳酸盐物质和有机质的湖相细粒沉积岩进行深入研究,以期探究其成因机制以及古气候、古环境的变化特征。 方法 基于岩心和薄片观察,依据沉积构造特征和矿物组分含量进行岩相划分。结合沉积环境和沉积速率的差异,将目标层段划分为四个单元,采取Multi-Taper Method（MTM）方法对樊页1井（FY1）沙四上（Es4 u 3 l
目的 通过对中国东部渤海湾盆地东营凹陷发育的大套具有韵律特征的富含碳酸盐物质和有机质的湖相细粒沉积岩进行深入研究,以期探究其成因机制以及古气候、古环境的变化特征。 方法 基于岩心和薄片观察,依据沉积构造特征和矿物组分含量进行岩相划分。结合沉积环境和沉积速率的差异,将目标层段划分为四个单元,采取Multi-Taper Method（MTM）方法对樊页1井（FY1）沙四上（Es
2024, 42(2): 701-722.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.096
摘要:
目的 湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。 方法 东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段（Es4scs）时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化对研究该区细粒沉积地层有机质富集规律的认识。从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光—扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱—质谱分析等技术手段,运用各项指标详细探究有机质富集的控制因素,建立适用于研究区各环境演化阶段的有机质富集模式。 结果 （1）有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源；（2）沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境三个演化阶段；（3）有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。 结论 本次探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。
目的 湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。 方法 东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段（Es4scs）时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化对研究该区细粒沉积地层有机质富集规律的认识。从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光—扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱—质谱分析等技术手段,运用各项指标详细探究有机质富集的控制因素,建立适用于研究区各环境演化阶段的有机质富集模式。 结果 （1）有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源；（2）沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境三个演化阶段；（3）有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。 结论 本次探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。
