当期目录
2024年 第42卷 第4期
2024, 42(4): 1107-1127.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.158
摘要:
目的 深水水道是沉积物“源—渠—汇”系统中的重要单元,其通过浊流将数十亿吨陆源碎屑物质输送到深水环境,已成为沉积动力学机制研究的热点和难点。 方法 通过回顾国内外深水水道沉积动力学机制的研究进展,对深水水道内流体性质、沉积充填特征和动力学机制等研究进行了总结。 结果和结论 （1）在明确浊流在不同研究领域特有分类标准的基础上,通过Re、Fr和Ri的介绍阐明了浊流流体动力学特性,进而分析了重力流流体形态、速度、密度和湍流结构。（2）水道内沉积颗粒开始运动需克服临界剪切力,其与颗粒直径、流体深度、颗粒密度或形状、泥沙表面粗糙度、颗粒粒度非均质性和沉积物黏性等相关；流体动力学机制对水道弯曲度、天然堤形成过程、沉积物分布和充填特征具有较好的指示意义。（3）直接观测、物理实验和数值模拟是水道沉积动力学研究的三种主要方法,阐明了每种方法在揭示水道内流体结构方面的贡献。（4）讨论了未来深水水道沉积动力学机制研究的热点领域。
目的 深水水道是沉积物“源—渠—汇”系统中的重要单元,其通过浊流将数十亿吨陆源碎屑物质输送到深水环境,已成为沉积动力学机制研究的热点和难点。 方法 通过回顾国内外深水水道沉积动力学机制的研究进展,对深水水道内流体性质、沉积充填特征和动力学机制等研究进行了总结。 结果和结论 （1）在明确浊流在不同研究领域特有分类标准的基础上,通过Re、Fr和Ri的介绍阐明了浊流流体动力学特性,进而分析了重力流流体形态、速度、密度和湍流结构。（2）水道内沉积颗粒开始运动需克服临界剪切力,其与颗粒直径、流体深度、颗粒密度或形状、泥沙表面粗糙度、颗粒粒度非均质性和沉积物黏性等相关；流体动力学机制对水道弯曲度、天然堤形成过程、沉积物分布和充填特征具有较好的指示意义。（3）直接观测、物理实验和数值模拟是水道沉积动力学研究的三种主要方法,阐明了每种方法在揭示水道内流体结构方面的贡献。（4）讨论了未来深水水道沉积动力学机制研究的热点领域。
2024, 42(4): 1128-1149.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.092
摘要:
意义 显生宙大量的碳酸盐沉积物记录着古环境及其演化信息,同时也是地球重要的碳汇。在“碳中和”背景下,碳酸盐工厂已经成为碳酸盐研究的热点之一,加强对碳酸盐工厂发育特征及演化的研究有助于认识其运行机制及主控因素。相较于国外,国内针对碳酸盐工厂的研究起步较晚,研究大多聚焦碳酸盐岩的沉积与演化,对碳酸盐工厂的类型划分及研究方法方面的研究还较为薄弱,消亡主控因素的认识也较为局限。【 进展 】因此,在前人研究的基础上,综述了碳酸盐工厂类型划分方案、研究方法以及消亡主控因素等方面的研究进展,为地质工作者进一步开展碳酸盐工厂运行机制研究提供一定的参考。【 结论与展望 】运用多学科知识方法进行碳酸盐工厂研究,从多方面认识其运行机制、演化过程及主控因素,使研究结论更准确,并发掘其中蕴藏的生物学及海洋学意义可能是未来碳酸盐工厂研究的发展方向。
意义 显生宙大量的碳酸盐沉积物记录着古环境及其演化信息,同时也是地球重要的碳汇。在“碳中和”背景下,碳酸盐工厂已经成为碳酸盐研究的热点之一,加强对碳酸盐工厂发育特征及演化的研究有助于认识其运行机制及主控因素。相较于国外,国内针对碳酸盐工厂的研究起步较晚,研究大多聚焦碳酸盐岩的沉积与演化,对碳酸盐工厂的类型划分及研究方法方面的研究还较为薄弱,消亡主控因素的认识也较为局限。【 进展 】因此,在前人研究的基础上,综述了碳酸盐工厂类型划分方案、研究方法以及消亡主控因素等方面的研究进展,为地质工作者进一步开展碳酸盐工厂运行机制研究提供一定的参考。【 结论与展望 】运用多学科知识方法进行碳酸盐工厂研究,从多方面认识其运行机制、演化过程及主控因素,使研究结论更准确,并发掘其中蕴藏的生物学及海洋学意义可能是未来碳酸盐工厂研究的发展方向。
2024, 42(4): 1150-1163.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.124
摘要:
意义 沉积储层中普遍发育的层理缝是提高岩石整体渗透率、促进流体流动的关键,对非常规油气勘探开发的意义日益突显。【 进展 】国内外学者关于层理缝的特征及其与油气运移聚集的关系、识别与预测、成因机制和影响因素等方面进行了广泛的探究。研究结果表明：（1）层理缝具有高线密度、高水平渗透率特征,层理缝是否存在是影响非常规沉积储层油气大规模聚集的基本条件之一；（2）地震反演法、成像测井和常规测井识别法,以及裂缝相关主控因素预测法、地质参数建模及数值模拟预测法是目前识别与预测裂缝常用的方法,但仍存在精确度低、成本高、方法不成熟的局限性；扫描电镜、全自动矿物定量分析、纳米及微米CT扫描和数字岩心等技术的应用使层理缝的研究逐渐进入微观化、可视化和定量化水平；（3）层理缝的形成是沉积成岩、构造、超压和结晶应力等多种复杂因素共同作用的结果；（4）沉积岩和层理类型、岩石的矿物组成和TOC含量等是影响层理缝发育的主要内因；断层和褶皱发育程度、到断层核和褶皱轴的距离、地层埋深和抬升剥蚀强度等,是影响层理缝发育的主要外因。【 结论与展望 】目前对于不同类型沉积岩和层理形成层理缝的综合机制、不同类型层理缝的精细识别和量化预测模型的建立、层理缝与油气“运移”或“聚集”具体关系的确定等,尚缺乏全面、系统及定量化的研究。这些问题在一定程度上限制了裂缝型油气储层的勘探和开发进展,也是未来层理缝的重要研究方向。
意义 沉积储层中普遍发育的层理缝是提高岩石整体渗透率、促进流体流动的关键,对非常规油气勘探开发的意义日益突显。【 进展 】国内外学者关于层理缝的特征及其与油气运移聚集的关系、识别与预测、成因机制和影响因素等方面进行了广泛的探究。研究结果表明：（1）层理缝具有高线密度、高水平渗透率特征,层理缝是否存在是影响非常规沉积储层油气大规模聚集的基本条件之一；（2）地震反演法、成像测井和常规测井识别法,以及裂缝相关主控因素预测法、地质参数建模及数值模拟预测法是目前识别与预测裂缝常用的方法,但仍存在精确度低、成本高、方法不成熟的局限性；扫描电镜、全自动矿物定量分析、纳米及微米CT扫描和数字岩心等技术的应用使层理缝的研究逐渐进入微观化、可视化和定量化水平；（3）层理缝的形成是沉积成岩、构造、超压和结晶应力等多种复杂因素共同作用的结果；（4）沉积岩和层理类型、岩石的矿物组成和TOC含量等是影响层理缝发育的主要内因；断层和褶皱发育程度、到断层核和褶皱轴的距离、地层埋深和抬升剥蚀强度等,是影响层理缝发育的主要外因。【 结论与展望 】目前对于不同类型沉积岩和层理形成层理缝的综合机制、不同类型层理缝的精细识别和量化预测模型的建立、层理缝与油气“运移”或“聚集”具体关系的确定等,尚缺乏全面、系统及定量化的研究。这些问题在一定程度上限制了裂缝型油气储层的勘探和开发进展,也是未来层理缝的重要研究方向。
2024, 42(4): 1164-1184.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.136
摘要:
意义 细粒沉积岩纹层是半深湖—深湖盆内地层中可分辨的、最基本的沉积单元结构,单层厚度一般小于10 mm,其物质组分、连续性和几何形态对于恢复古环境变迁和沉积模式具有重要的作用。伴随着非常规油气革命的发展,众多学者发现湖盆纹层种类丰富、形成机制复杂以及受控因素繁多,且对页岩油气富集、开发生产效果等方面产生重要影响,因此深化细粒沉积岩纹层结构研究可对非常规油气研究和应用提供指导意义。【 进展 】前人发现、识别、研究纹层成因的过程中分别厘定了黏土矿物纹层、长英质纹层、钙质纹层以及有机质纹层的成因机制,总结了不同环境条件下与优先发育纹层种类的耦合关系,阐述了单因素对纹层的控制作用,并认为细粒凝絮反应是纹层高水动力成因的解释理论,打破了纹层只能成因于静水条件下的连续悬浮沉降的常规认知。【 结论与展望 】湖盆纹层沉积过程的影响因素可归类为古气候因素、古地理条件、古地质事件和其他因素共四类,且不同影响因素在纹层沉积过程中可能发生相互促进或相互抑制的现象,不同因素组合主控纹层的物质成分、连续性、几何形体等特征。最后提出包含多因素组合作用下的纹层机理模型建立和利用完善模型对纹层状地层精准反演是未来主要的探究方向。
意义 细粒沉积岩纹层是半深湖—深湖盆内地层中可分辨的、最基本的沉积单元结构,单层厚度一般小于10 mm,其物质组分、连续性和几何形态对于恢复古环境变迁和沉积模式具有重要的作用。伴随着非常规油气革命的发展,众多学者发现湖盆纹层种类丰富、形成机制复杂以及受控因素繁多,且对页岩油气富集、开发生产效果等方面产生重要影响,因此深化细粒沉积岩纹层结构研究可对非常规油气研究和应用提供指导意义。【 进展 】前人发现、识别、研究纹层成因的过程中分别厘定了黏土矿物纹层、长英质纹层、钙质纹层以及有机质纹层的成因机制,总结了不同环境条件下与优先发育纹层种类的耦合关系,阐述了单因素对纹层的控制作用,并认为细粒凝絮反应是纹层高水动力成因的解释理论,打破了纹层只能成因于静水条件下的连续悬浮沉降的常规认知。【 结论与展望 】湖盆纹层沉积过程的影响因素可归类为古气候因素、古地理条件、古地质事件和其他因素共四类,且不同影响因素在纹层沉积过程中可能发生相互促进或相互抑制的现象,不同因素组合主控纹层的物质成分、连续性、几何形体等特征。最后提出包含多因素组合作用下的纹层机理模型建立和利用完善模型对纹层状地层精准反演是未来主要的探究方向。
2024, 42(4): 1185-1199.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.049
摘要:
目的 近年来,继安岳气田的发现和绵阳—长宁裂陷的提出,四川盆地埃迪卡拉系—下寒武统得到了重点关注。这些油气藏的储集层主要发育在灯二段和灯四段的微生物岩和富岩溶孔隙白云岩中。通过讨论埃迪卡拉纪末期首次出现的动物骨骼化石克劳德管（Cloudina）对当时白云岩储层的潜在影响,可拓展区域油气勘探开发思路。 方法 基于四川盆地东部鹿页1井岩心资料,通过偏光显微镜、阴极发光、扫描电子显微镜观察和micro-CT分析,对灯四段顶部的岩矿特征、孔隙类型、成岩类型、成岩序列、孔隙演化进行了初步研究。 结果 川东巫溪地区灯影组顶部生物碎屑微晶白云岩中存在较丰富的管状动物化石,依据其形态特征可鉴定为Cloudina,其基质中存在大量微生物组构。识别出的孔隙类型有管状化石壳体构成的生物孔,以及基质中的粒间孔、沥青孔、晶间溶孔和晶内溶孔；识别出的主要成岩作用有多期的溶蚀作用、胶结作用以及充填作用。从重建的孔隙形态与分布来看,管状化石对生物碎屑微晶白云岩的孔隙度贡献显著,化石富集层的孔隙度至少为0.7%,而基质孔隙度仅为0.1%~0.4%。 结论 富集成层的Cloudina是灯四段局部层位中除微生物礁丘以外的另一个重要孔隙来源。这说明埃迪卡拉纪末期动物矿化骨骼的出现不仅是生物演化上的创新,也为油气储层的类型带来了深刻的改变。
目的 近年来,继安岳气田的发现和绵阳—长宁裂陷的提出,四川盆地埃迪卡拉系—下寒武统得到了重点关注。这些油气藏的储集层主要发育在灯二段和灯四段的微生物岩和富岩溶孔隙白云岩中。通过讨论埃迪卡拉纪末期首次出现的动物骨骼化石克劳德管（Cloudina）对当时白云岩储层的潜在影响,可拓展区域油气勘探开发思路。 方法 基于四川盆地东部鹿页1井岩心资料,通过偏光显微镜、阴极发光、扫描电子显微镜观察和micro-CT分析,对灯四段顶部的岩矿特征、孔隙类型、成岩类型、成岩序列、孔隙演化进行了初步研究。 结果 川东巫溪地区灯影组顶部生物碎屑微晶白云岩中存在较丰富的管状动物化石,依据其形态特征可鉴定为Cloudina,其基质中存在大量微生物组构。识别出的孔隙类型有管状化石壳体构成的生物孔,以及基质中的粒间孔、沥青孔、晶间溶孔和晶内溶孔；识别出的主要成岩作用有多期的溶蚀作用、胶结作用以及充填作用。从重建的孔隙形态与分布来看,管状化石对生物碎屑微晶白云岩的孔隙度贡献显著,化石富集层的孔隙度至少为0.7%,而基质孔隙度仅为0.1%~0.4%。 结论 富集成层的Cloudina是灯四段局部层位中除微生物礁丘以外的另一个重要孔隙来源。这说明埃迪卡拉纪末期动物矿化骨骼的出现不仅是生物演化上的创新,也为油气储层的类型带来了深刻的改变。
2024, 42(4): 1200-1211.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.032
摘要:
目的 上扬子地区西北缘下三叠统飞仙关组二段薄层灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,由于前人对其成因和沉积环境存在误解,因此订正该沉积构造的特征及其环境意义很有必要。【 方法和结果 】通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚度一般介于2~10 cm,呈薄板状或者渠槽状,显微薄片显示其为微晶颗粒灰岩,含大量腹足类、介形类、双壳类化石和粪球粒。槽模及渠模构造显示灰岩为频繁的风暴所致,薄板状灰岩中发育的假泥裂沉积构造在岩层顶底面呈不规则四边形或五边形,实为压溶作用形成的方解石脉分割所致,成岩期压实作用及构造作用是假泥裂构造形成的动力学诱因。 结论 飞仙关组中网纹构造的普遍存在预示着灰岩沉积于较深水环境,假泥裂的识别对奥陶系宝塔组网纹灰岩的成因具有借鉴意义。
目的 上扬子地区西北缘下三叠统飞仙关组二段薄层灰岩中发育类似泥裂的沉积构造,由于前人对其成因和沉积环境存在误解,因此订正该沉积构造的特征及其环境意义很有必要。【 方法和结果 】通过野外调查及显微薄片观察发现该套灰岩单层厚度一般介于2~10 cm,呈薄板状或者渠槽状,显微薄片显示其为微晶颗粒灰岩,含大量腹足类、介形类、双壳类化石和粪球粒。槽模及渠模构造显示灰岩为频繁的风暴所致,薄板状灰岩中发育的假泥裂沉积构造在岩层顶底面呈不规则四边形或五边形,实为压溶作用形成的方解石脉分割所致,成岩期压实作用及构造作用是假泥裂构造形成的动力学诱因。 结论 飞仙关组中网纹构造的普遍存在预示着灰岩沉积于较深水环境,假泥裂的识别对奥陶系宝塔组网纹灰岩的成因具有借鉴意义。
2024, 42(4): 1212-1228.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.147
摘要:
目的 晚三叠世诺利—瑞替期之交（Norian-Rhaetian Transition,NRT）的古气候—环境发生了显著的变化,且伴随着全球性的碳同位素负漂和生物绝灭事件。目前多数NRT研究均聚焦于特提斯域的浅海相地层,而关于NRT时期陆地的气候与环境变迁及其驱动机制的研究还非常缺乏。 方法 为了解决这一科学问题,对四川盆地西北部以河流相和沼泽相沉积为主的诺利—瑞替阶剖面（须家河剖面）进行研究。利用主、微量元素分析,重建了四川盆地须家河组NRT时期的古气候演化过程并探讨了其驱动机制。 结果 须家河组诺利末期（剖面：105.5~129.5 m）古气候指数CIA、Rb/Sr相对较高,R值相对较低（平均值分别为73、1.2、8.2）；诺利—瑞替期界线处（剖面：129.5~135 m）CIA、Rb/Sr相对较低,R值相对较高（平均值分别为61、0.5、13.5）。 结论 四川盆地须家河组NRT时期气候波动频繁,诺利末期以温暖湿润的气候为主,到了诺利—瑞替期界线附近,发生了一次短暂的降温事件。须家河组NRT时期湿暖—干冷的古气候变化和诺利—瑞替期界线处的降温事件主要受到晚三叠世盛行于泛大陆中的超级季风控制,但不排除同时期的火山活动和野火事件对古气候系统的影响,然而火山活动、野火事件以及气候环境变化三者间的互馈机制,需要进一步明晰。
目的 晚三叠世诺利—瑞替期之交（Norian-Rhaetian Transition,NRT）的古气候—环境发生了显著的变化,且伴随着全球性的碳同位素负漂和生物绝灭事件。目前多数NRT研究均聚焦于特提斯域的浅海相地层,而关于NRT时期陆地的气候与环境变迁及其驱动机制的研究还非常缺乏。 方法 为了解决这一科学问题,对四川盆地西北部以河流相和沼泽相沉积为主的诺利—瑞替阶剖面（须家河剖面）进行研究。利用主、微量元素分析,重建了四川盆地须家河组NRT时期的古气候演化过程并探讨了其驱动机制。 结果 须家河组诺利末期（剖面：105.5~129.5 m）古气候指数CIA、Rb/Sr相对较高,R值相对较低（平均值分别为73、1.2、8.2）；诺利—瑞替期界线处（剖面：129.5~135 m）CIA、Rb/Sr相对较低,R值相对较高（平均值分别为61、0.5、13.5）。 结论 四川盆地须家河组NRT时期气候波动频繁,诺利末期以温暖湿润的气候为主,到了诺利—瑞替期界线附近,发生了一次短暂的降温事件。须家河组NRT时期湿暖—干冷的古气候变化和诺利—瑞替期界线处的降温事件主要受到晚三叠世盛行于泛大陆中的超级季风控制,但不排除同时期的火山活动和野火事件对古气候系统的影响,然而火山活动、野火事件以及气候环境变化三者间的互馈机制,需要进一步明晰。
2024, 42(4): 1229-1238.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.108
摘要:
目的 海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以升高水合物—水二相甲烷的溶解度,影响天然气水合物的分布。确定毛细管作用对水合物发育顶界的影响,可以为水合物的成藏演化研究及水合物勘察提供理论支撑。 方法 考虑毛细管作用,根据甲烷的质量守恒,建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算水合物发育顶界深度的模型,利用数值模拟方法研究布莱克海台ODP994站位沉积物孔隙毛细管作用影响下的甲烷浓度分布和水合物发育顶界。 结果与结论 模拟计算显示考虑实际孔径计算的ODP994站位水合物发育顶界为194 m,与实际的水合物发育顶界深度一致。毛细管作用可以增大水合物—水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高。毛细管作用升高流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,可以使水合物发育顶界更浅。水合物顶界附近的局部的最大孔径沉积层具有更小的水合物-水二相甲烷溶解度,是水合物发育顶界优先发育位置。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
目的 海洋沉积物孔隙内部的毛细管作用可以升高水合物—水二相甲烷的溶解度,影响天然气水合物的分布。确定毛细管作用对水合物发育顶界的影响,可以为水合物的成藏演化研究及水合物勘察提供理论支撑。 方法 考虑毛细管作用,根据甲烷的质量守恒,建立了基于海底沉积物孔隙水硫酸根浓度计算水合物发育顶界深度的模型,利用数值模拟方法研究布莱克海台ODP994站位沉积物孔隙毛细管作用影响下的甲烷浓度分布和水合物发育顶界。 结果与结论 模拟计算显示考虑实际孔径计算的ODP994站位水合物发育顶界为194 m,与实际的水合物发育顶界深度一致。毛细管作用可以增大水合物—水二相甲烷溶解度,使生成水合物所需甲烷浓度升高。毛细管作用升高流体溶解的甲烷浓度,有利于甲烷运移到更浅的深度,可以使水合物发育顶界更浅。水合物顶界附近的局部的最大孔径沉积层具有更小的水合物-水二相甲烷溶解度,是水合物发育顶界优先发育位置。因此,确定水合物稳定带内的沉积物孔隙特征,是评估天然气水合物顶界的重要基础。
2024, 42(4): 1239-1251.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.129
摘要:
目的 西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身具有矿产资源价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正确评价其潜在资源价值有指导作用。 方法 对最为典型的羊八井—当雄断裂带温泉、河流、泉华等样品化学组成与B、Li同位素系统分析可知,沸泉水多为Na-Cl型且中偏碱性,属于大陆非火山型地热。温泉最显著的地球化学特征是δ11B值普遍偏负,且具有B、Li浓度越高,B、Li同位素越偏负的典型分布规律。 结果与结论 地壳重熔型残余岩浆流体上涌,可以合理解释地热系统独特的元素富集组合特征与同位素分布规律,以及极高的热储温度等。基于岩浆活动与各类元素富集规律之间的耦合关系,类似羊八井—当雄深大断裂带地热系统不但具有良好的地热能开发前景,而且各类异常或超常富集的B、Li、Rb、Cs等元素也具有作为矿产资源进行综合回收利用的潜力。
目的 西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身具有矿产资源价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正确评价其潜在资源价值有指导作用。 方法 对最为典型的羊八井—当雄断裂带温泉、河流、泉华等样品化学组成与B、Li同位素系统分析可知,沸泉水多为Na-Cl型且中偏碱性,属于大陆非火山型地热。温泉最显著的地球化学特征是δ11B值普遍偏负,且具有B、Li浓度越高,B、Li同位素越偏负的典型分布规律。 结果与结论 地壳重熔型残余岩浆流体上涌,可以合理解释地热系统独特的元素富集组合特征与同位素分布规律,以及极高的热储温度等。基于岩浆活动与各类元素富集规律之间的耦合关系,类似羊八井—当雄深大断裂带地热系统不但具有良好的地热能开发前景,而且各类异常或超常富集的B、Li、Rb、Cs等元素也具有作为矿产资源进行综合回收利用的潜力。
2024, 42(4): 1252-1267.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.029
摘要:
目的 东海大桥是杭州湾和长江口水沙交换的重要通道,其对邻近海域悬沙分布和输运有重要影响。 方法 基于2011—2020年共26天每天8张连续潮时的高质量GOCI影像,反演获得东海大桥及邻近水域表层悬浮泥沙浓度,并结合理想数值模型和表层沉积物观测资料,研究了东海大桥对邻近海域沉积动力环境不同时间尺度的影响。 结果 在潮周期时间尺度上,东海大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现明显的梯度分布,并随涨落潮表现为背流面悬沙浓度高于迎流面,这与背流面水位降低促进垂直运动和桥墩后方涡流加强扰动有关,其中在涨落潮中间时刻,大桥两侧悬浮泥沙浓度差异最大,涨憩时刻两侧差异最小。各季节涨落潮过程中大桥东西两侧悬沙浓度的差异变化不大,但浓度差值有所不同。从多年变化来看,东海大桥建成后两侧悬沙浓度差异的年际变化不大,邻近海域表层沉积物有变细趋势,可能与大桥阻流导致流速减弱有关。 结论 潮周期内悬沙浓度在大桥背流面高于迎流面的差异分布,不随季节和年际变化,该研究对完善不同时间尺度跨海大桥对海洋沉积动力环境影响的研究具有重要意义。
目的 东海大桥是杭州湾和长江口水沙交换的重要通道,其对邻近海域悬沙分布和输运有重要影响。 方法 基于2011—2020年共26天每天8张连续潮时的高质量GOCI影像,反演获得东海大桥及邻近水域表层悬浮泥沙浓度,并结合理想数值模型和表层沉积物观测资料,研究了东海大桥对邻近海域沉积动力环境不同时间尺度的影响。 结果 在潮周期时间尺度上,东海大桥两侧悬浮泥沙浓度呈现明显的梯度分布,并随涨落潮表现为背流面悬沙浓度高于迎流面,这与背流面水位降低促进垂直运动和桥墩后方涡流加强扰动有关,其中在涨落潮中间时刻,大桥两侧悬浮泥沙浓度差异最大,涨憩时刻两侧差异最小。各季节涨落潮过程中大桥东西两侧悬沙浓度的差异变化不大,但浓度差值有所不同。从多年变化来看,东海大桥建成后两侧悬沙浓度差异的年际变化不大,邻近海域表层沉积物有变细趋势,可能与大桥阻流导致流速减弱有关。 结论 潮周期内悬沙浓度在大桥背流面高于迎流面的差异分布,不随季节和年际变化,该研究对完善不同时间尺度跨海大桥对海洋沉积动力环境影响的研究具有重要意义。
2024, 42(4): 1268-1278.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.130
摘要:
【 目的和方法 】为了深入理解淮河流域全新世环境与地表过程演变,通过对淮河流域详细的野外调查,在汝河上游诸市乡段一级河流阶地前沿发现了夹有多层古洪水滞流沉积层的全新世黄土土壤沉积物地层剖面。对该剖面进行详细观察测量,地层划分和分层采样,在实验室进行多种指标分析研究。在前期沉积学性质研究和年代测定的基础上,应用端元分析方法进行粒度成分解析,深入分析古洪水沉积物序列的物源及其沉积学特征变化规律。 结果 采用非参数法从沉积序列中解析出具有不同物源和沉积动力学意义的4个端元组分。各土壤沉积物地层单元中除了现代洪水沉积层和河漫滩相细沙层外,其余层次都显示出多端元组分混合叠加的特点。 结论 结合野外宏观特征及其理化性质综合分析,可知其端元1组分代表西北季风沙尘暴远源风成沉积物及其风化成壤改造的产物,端元2组分代表了东北风吹扬黄泛平原松散沉积物沙尘暴的近源沉积物,端元3组分代表了河流洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境条件下的沉积物,端元4组分为河流在河槽之内水动力作用下河漫滩冲积物。表明通过对全样粒度进行端元解析,能够更清晰地反映出汝河流域多元化的沉积动力特点。
【 目的和方法 】为了深入理解淮河流域全新世环境与地表过程演变,通过对淮河流域详细的野外调查,在汝河上游诸市乡段一级河流阶地前沿发现了夹有多层古洪水滞流沉积层的全新世黄土土壤沉积物地层剖面。对该剖面进行详细观察测量,地层划分和分层采样,在实验室进行多种指标分析研究。在前期沉积学性质研究和年代测定的基础上,应用端元分析方法进行粒度成分解析,深入分析古洪水沉积物序列的物源及其沉积学特征变化规律。 结果 采用非参数法从沉积序列中解析出具有不同物源和沉积动力学意义的4个端元组分。各土壤沉积物地层单元中除了现代洪水沉积层和河漫滩相细沙层外,其余层次都显示出多端元组分混合叠加的特点。 结论 结合野外宏观特征及其理化性质综合分析,可知其端元1组分代表西北季风沙尘暴远源风成沉积物及其风化成壤改造的产物,端元2组分代表了东北风吹扬黄泛平原松散沉积物沙尘暴的近源沉积物,端元3组分代表了河流洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境条件下的沉积物,端元4组分为河流在河槽之内水动力作用下河漫滩冲积物。表明通过对全样粒度进行端元解析,能够更清晰地反映出汝河流域多元化的沉积动力特点。
2024, 42(4): 1279-1296.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.115
摘要:
目的 表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。 方法 选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮（TN）、总有机碳（TOC）、碳氮比（C/N）、有机碳同位素（δ13Corg）、碳酸盐碳同位素（δ13Ccarb）和氧同位素（δ18O）等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。 结果与结论 研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。
目的 表层沉积物代用指标可以指示现代环境要素进而推断古环境演化过程,但是在人类活动较强的地区,人类对沉积物产生作用的时间和作用方式以及这种作用是否影响表层沉积物代用指标对该地区气候进行反演的评估较少。 方法 选取祁连山及周边地区所采集的456个表层沉积物,通过总有机氮（TN）、总有机碳（TOC）、碳氮比（C/N）、有机碳同位素（δ13Corg）、碳酸盐碳同位素（δ13Ccarb）和氧同位素（δ18O）等代用指标分析,建立了代用指标与海拔、经纬度、温度、降水等要素之间的关系,探究了现代人类活动对表层沉积物古环境代用指标的影响。 结果与结论 研究发现人类活动影响区表层沉积物古环境代用指标在该区域波动明显,相较其他地区,相关性大幅降低,表明人类活动影响可以改变古环境代用指标的指示意义。通过系统分析和计算表层沉积物与环境要素之间的关系,探讨了人类活动对表层沉积物的影响,进一步明确代用指标的现代环境指示意义,从而为后续利用沉积地层中古环境代用指标反演过去气候变化和分析人类活动提供理论依据。
2024, 42(4): 1297-1308.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.018
摘要:
目的 最新三维地震资料显示,鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组三角洲—深水沉积过渡带存在大量的前积反射现象,指示以往“千层饼”式的近等厚地层划分方案在前积发育区存在“穿时”问题。研究旨在探索建立前积模式下延长组的等时划分与对比方案,并探讨其与传统地层划分方案的衔接对比关系。 方法 以三维地震资料为基础,通过井—震相互约束和标定,结合岩心沉积相标志的识别,明确盆地西南部延长组中上部（长7及以上地层）的等时划分与对比关系。 结果 将庆城、合水地区延长组中上部划分出6期前积斜坡体（F1~F6）,环县地区划分出5期前积体（F1~F5）。 结论 各期前积体在顶积段与传统分层可较好地衔接对比,但在前积段和底积段,新、旧方案差异较大。各期前积体在前积段普遍较厚,在深水区,F1~F3厚度明显减薄,F5、F6厚度大幅增加。研究区从西南向东北,各期前积体平面分布呈薄—厚—薄的带状样式；北西向展布的地层较厚带指示前积体向湖盆中心的持续推进,指示了湖盆的收缩和充填过程。研究结果为深入理解延长组三角洲—深水区砂体连通关系、空间分布规律以及湖盆沉积充填过程等提供了重要启示。
目的 最新三维地震资料显示,鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组三角洲—深水沉积过渡带存在大量的前积反射现象,指示以往“千层饼”式的近等厚地层划分方案在前积发育区存在“穿时”问题。研究旨在探索建立前积模式下延长组的等时划分与对比方案,并探讨其与传统地层划分方案的衔接对比关系。 方法 以三维地震资料为基础,通过井—震相互约束和标定,结合岩心沉积相标志的识别,明确盆地西南部延长组中上部（长7及以上地层）的等时划分与对比关系。 结果 将庆城、合水地区延长组中上部划分出6期前积斜坡体（F1~F6）,环县地区划分出5期前积体（F1~F5）。 结论 各期前积体在顶积段与传统分层可较好地衔接对比,但在前积段和底积段,新、旧方案差异较大。各期前积体在前积段普遍较厚,在深水区,F1~F3厚度明显减薄,F5、F6厚度大幅增加。研究区从西南向东北,各期前积体平面分布呈薄—厚—薄的带状样式；北西向展布的地层较厚带指示前积体向湖盆中心的持续推进,指示了湖盆的收缩和充填过程。研究结果为深入理解延长组三角洲—深水区砂体连通关系、空间分布规律以及湖盆沉积充填过程等提供了重要启示。
2024, 42(4): 1309-1325.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.031
摘要:
目的 作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积（Mass-Transport Deposits,MTDs）一直受到国内外学者的广泛关注,而前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。 方法 以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为研究对象,综合利用地震资料解释以及地层正演模拟方法,探究了不同层序建造背景对于MTDs发育的影响。 结果 地震资料解释结果表明,MTDs主要在SQ4内发育而在SQ5内鲜有发育,且SQ4中高位体系域发育程度相较于SQ5明显较高。根据晚第四纪珠江陆缘的实际情况,设计了45组Dionisos地层正演模拟实验分析深水MTDs在不同层序建造背景下的发育。在晚第四纪珠江陆缘充足的沉积物供给以及大幅度海平面波动的背景下,深水MTDs对层序建造过程中高位体系域的发育极其敏感；在高位体系域持续时间较长从而进行充分发育的情况下,深水MTDs普遍较容易形成,这与深水MTDs在SQ4和SQ5中的实际发育情况一致。 结论 在SQ4建造过程中,高位体系域充分发育,相应的三角洲—滨岸沉积体系越过了陆架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前积体,其具有很大的不稳定性,极易发生斜坡垮塌,从而导致深水MTDs的发育。然而,在SQ5建造过程中,高位体系域发育相对有限,相应的三角洲—滨岸沉积体系只进积到外陆架,形成低起伏和低坡度的斜坡前积体,不利于斜坡垮塌的发生以及深水MTDs的发育。
目的 作为大陆边缘地层的重要组成部分,块体搬运沉积（Mass-Transport Deposits,MTDs）一直受到国内外学者的广泛关注,而前人研究中却很少将其与大陆边缘沉积层序的建造建立成因上的联系。 方法 以晚第四纪珠江陆缘的SQ4和SQ5层序为研究对象,综合利用地震资料解释以及地层正演模拟方法,探究了不同层序建造背景对于MTDs发育的影响。 结果 地震资料解释结果表明,MTDs主要在SQ4内发育而在SQ5内鲜有发育,且SQ4中高位体系域发育程度相较于SQ5明显较高。根据晚第四纪珠江陆缘的实际情况,设计了45组Dionisos地层正演模拟实验分析深水MTDs在不同层序建造背景下的发育。在晚第四纪珠江陆缘充足的沉积物供给以及大幅度海平面波动的背景下,深水MTDs对层序建造过程中高位体系域的发育极其敏感；在高位体系域持续时间较长从而进行充分发育的情况下,深水MTDs普遍较容易形成,这与深水MTDs在SQ4和SQ5中的实际发育情况一致。 结论 在SQ4建造过程中,高位体系域充分发育,相应的三角洲—滨岸沉积体系越过了陆架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前积体,其具有很大的不稳定性,极易发生斜坡垮塌,从而导致深水MTDs的发育。然而,在SQ5建造过程中,高位体系域发育相对有限,相应的三角洲—滨岸沉积体系只进积到外陆架,形成低起伏和低坡度的斜坡前积体,不利于斜坡垮塌的发生以及深水MTDs的发育。
2024, 42(4): 1326-1341.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.095
摘要:
目的 准噶尔盆地阜康凹陷中东部下侏罗统八道湾组和三工河组是当前油气勘探的重点层位,但由于其物源体系尚不明确,严重制约了该区沉积体系研究和油气勘探进程。 方法 基于八道湾组和三工河组的碎屑成分、古流向、重矿物、阴极发光和砂地比平面分布等相关分析,对阜康凹陷中东部早侏罗世物源体系及对博格达山隆升的响应特征进行了探讨。 结果与结论 结果显示,研究区八道湾组主要受控于东北部克拉美丽山物源体系,北天山及博格达山物源的影响程度有限；而三工河组不仅存在继承性的克拉美丽山及北天山物源输入,又叠加了来自博格达山的分支物源,且博格达山物源的影响不断增强。研究区下侏罗统物源变化清晰地响应了博格达山自东向西不断增强的隆升过程。阜康凹陷南斜坡表现为构造南倾的特征,下侏罗统东南物源的存在为地层岩性圈闭的发育奠定了物质基础,对该区油气勘探具有重要的指示意义。
目的 准噶尔盆地阜康凹陷中东部下侏罗统八道湾组和三工河组是当前油气勘探的重点层位,但由于其物源体系尚不明确,严重制约了该区沉积体系研究和油气勘探进程。 方法 基于八道湾组和三工河组的碎屑成分、古流向、重矿物、阴极发光和砂地比平面分布等相关分析,对阜康凹陷中东部早侏罗世物源体系及对博格达山隆升的响应特征进行了探讨。 结果与结论 结果显示,研究区八道湾组主要受控于东北部克拉美丽山物源体系,北天山及博格达山物源的影响程度有限；而三工河组不仅存在继承性的克拉美丽山及北天山物源输入,又叠加了来自博格达山的分支物源,且博格达山物源的影响不断增强。研究区下侏罗统物源变化清晰地响应了博格达山自东向西不断增强的隆升过程。阜康凹陷南斜坡表现为构造南倾的特征,下侏罗统东南物源的存在为地层岩性圈闭的发育奠定了物质基础,对该区油气勘探具有重要的指示意义。
2024, 42(4): 1342-1353.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.093
摘要:
目的 渤海辽东湾海域西南部钻井钻遇新元古界青白口系长龙山组石英砂岩,深入研究其物源特征,对华北克拉通太古代至元古代重大地质事件解剖具有重大意义。 方法 对采自BD4-1a井2 482 m附近的五件石英砂岩样品进行了全岩地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学分析。 结果 全岩地球化学分析结果显示该石英砂岩具有较高的SiO2含量（88.53%~93.06%）,化学蚀变指数（CIA）值介于69.5~71.6,成分变异指数（ICV）值介于0.69~3.99,样品表现为高成分成熟度和结构成熟度、中等风化。Th/U值介于3.46~4.92,Cr/Zr值介于0.17~0.35,ΣREE值介于（8.26~24.12）×10-6,LREE/HREE值介于6.28~10.21,δEu值介于0.77~1.04,呈弱负异常。碎屑锆石U-Pb年龄分布于2 744~1 581 Ma,主要年龄峰值为~1 845 Ma,次要年龄峰值为~2 225 Ma、~2 340 Ma、~2 600 Ma和~27 25 Ma。 结论 全岩地球化学分析结果显示其物源主要来自于上地壳长英质岩石。2.7~2.5 Ga的碎屑锆石是华北克拉通陆壳生长事件及构造热事件形成的记录；2.2~1.8 Ga的碎屑锆石与华北克拉通东部陆块和西部陆块拼合形成同一结晶基底事件的时间相吻合,是哥伦比亚超大陆聚合事件的地质记录；而1.8~1.6 Ga的碎屑锆石年龄记录的应该是哥伦比亚超大陆裂解事件。
目的 渤海辽东湾海域西南部钻井钻遇新元古界青白口系长龙山组石英砂岩,深入研究其物源特征,对华北克拉通太古代至元古代重大地质事件解剖具有重大意义。 方法 对采自BD4-1a井2 482 m附近的五件石英砂岩样品进行了全岩地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学分析。 结果 全岩地球化学分析结果显示该石英砂岩具有较高的SiO2含量（88.53%~93.06%）,化学蚀变指数（CIA）值介于69.5~71.6,成分变异指数（ICV）值介于0.69~3.99,样品表现为高成分成熟度和结构成熟度、中等风化。Th/U值介于3.46~4.92,Cr/Zr值介于0.17~0.35,ΣREE值介于（8.26~24.12）×10-6,LREE/HREE值介于6.28~10.21,δEu值介于0.77~1.04,呈弱负异常。碎屑锆石U-Pb年龄分布于2 744~1 581 Ma,主要年龄峰值为~1 845 Ma,次要年龄峰值为~2 225 Ma、~2 340 Ma、~2 600 Ma和~27 25 Ma。 结论 全岩地球化学分析结果显示其物源主要来自于上地壳长英质岩石。2.7~2.5 Ga的碎屑锆石是华北克拉通陆壳生长事件及构造热事件形成的记录；2.2~1.8 Ga的碎屑锆石与华北克拉通东部陆块和西部陆块拼合形成同一结晶基底事件的时间相吻合,是哥伦比亚超大陆聚合事件的地质记录；而1.8~1.6 Ga的碎屑锆石年龄记录的应该是哥伦比亚超大陆裂解事件。
2024, 42(4): 1354-1369.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.139
摘要:
目的 鄂尔多斯盆地西缘寒武系砾屑灰岩发育,并发育典型的风暴沉积构造。然而,关于其沉积环境、形成过程及地质意义仍缺乏系统研究。 方法 通过对乌海摩尔沟、乌海老石旦、环县阴石峡、同心青龙山四条剖面实地观测以及薄片观察,详细研究了鄂尔多斯盆地西缘徐庄组砾屑灰岩发育特征以及典型的风暴沉积特征。 结果 （1）研究区徐庄组发育渠模、底冲刷面、丘状交错层理和平行层理等风暴沉积构造。（2）研究区徐庄组发育四种砾屑灰岩岩相,即颗粒支撑砾屑灰岩相,泥质充填砾屑灰岩相,放射状砾屑灰岩相和基质支撑砾屑灰岩相。（3）研究区徐庄组发育五种典型的风暴沉积序列。（4）综合研究区寒武纪陆表海环境与沉积相带以及前人研究成果,对砾屑灰岩成因进行分析并对其形成过程进行探讨,认为风暴浪与地震作用为砾屑灰岩形成的动力条件,古板块位置处于低纬度的风暴带,是风暴作用频发的原因。（5）研究区风暴沉积的发育揭示了鄂尔多斯盆地在寒武纪徐庄组时期位于赤道附近的低纬度地区,与通过古地磁学所恢复的华北板块在同时期所处位置形成相互印证。 结论 研究区风暴沉积的研究及沉积模式的建立,对鄂尔多斯盆地寒武纪时期古环境及古地理恢复具有重要意义。此外,研究区砾屑灰岩成因示意图揭示了砾屑灰岩的形成过程。
目的 鄂尔多斯盆地西缘寒武系砾屑灰岩发育,并发育典型的风暴沉积构造。然而,关于其沉积环境、形成过程及地质意义仍缺乏系统研究。 方法 通过对乌海摩尔沟、乌海老石旦、环县阴石峡、同心青龙山四条剖面实地观测以及薄片观察,详细研究了鄂尔多斯盆地西缘徐庄组砾屑灰岩发育特征以及典型的风暴沉积特征。 结果 （1）研究区徐庄组发育渠模、底冲刷面、丘状交错层理和平行层理等风暴沉积构造。（2）研究区徐庄组发育四种砾屑灰岩岩相,即颗粒支撑砾屑灰岩相,泥质充填砾屑灰岩相,放射状砾屑灰岩相和基质支撑砾屑灰岩相。（3）研究区徐庄组发育五种典型的风暴沉积序列。（4）综合研究区寒武纪陆表海环境与沉积相带以及前人研究成果,对砾屑灰岩成因进行分析并对其形成过程进行探讨,认为风暴浪与地震作用为砾屑灰岩形成的动力条件,古板块位置处于低纬度的风暴带,是风暴作用频发的原因。（5）研究区风暴沉积的发育揭示了鄂尔多斯盆地在寒武纪徐庄组时期位于赤道附近的低纬度地区,与通过古地磁学所恢复的华北板块在同时期所处位置形成相互印证。 结论 研究区风暴沉积的研究及沉积模式的建立,对鄂尔多斯盆地寒武纪时期古环境及古地理恢复具有重要意义。此外,研究区砾屑灰岩成因示意图揭示了砾屑灰岩的形成过程。
2024, 42(4): 1370-1383.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.020
摘要:
目的 鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3、L4和L5灰岩层中。 方法 基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,对该区碳酸盐岩风暴事件沉积序列中的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造（遗迹化石）和泥灰岩或灰质泥岩层的主要特征进行了较详细论述。 结果 根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出5种风暴沉积类型：类型A沉积序列由波状侵蚀基底和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带；类型B沉积序列以波状侵蚀基底、粒序层和纹理层（丘状—洼状交错层理）三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境；类型C由波状侵蚀基底、粒序层、纹理层（丘状—洼状交错层理及缓波状层理）和顶部泥灰岩层等4个沉积单元组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境；类型D沉积序列由基底侵蚀及生物碎屑滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境；类型E则以微波状侵蚀基底、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近及之下的浅海沉积环境。 结论 该研究不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。
目的 鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3、L4和L5灰岩层中。 方法 基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,对该区碳酸盐岩风暴事件沉积序列中的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造（遗迹化石）和泥灰岩或灰质泥岩层的主要特征进行了较详细论述。 结果 根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出5种风暴沉积类型：类型A沉积序列由波状侵蚀基底和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带；类型B沉积序列以波状侵蚀基底、粒序层和纹理层（丘状—洼状交错层理）三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境；类型C由波状侵蚀基底、粒序层、纹理层（丘状—洼状交错层理及缓波状层理）和顶部泥灰岩层等4个沉积单元组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境；类型D沉积序列由基底侵蚀及生物碎屑滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境；类型E则以微波状侵蚀基底、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近及之下的浅海沉积环境。 结论 该研究不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。
2024, 42(4): 1384-1400.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.105
摘要:
目的 川西坳陷侏罗系沙溪庙组油气资源潜力大,单砂体内部结构制约了优质储层预测,进而影响了该区天然气富集规律评价。研究区内河道砂体构型界面级次、构型单元及其组合尚不明确,不同级次构型界面约束下的构型单元及其组合如何控制储层非均质性尚缺乏相关认识。 方法 基于野外露头、岩心、测井以及分析测试等资料,在沉积相研究基础上,详细开展了川西沙溪庙组曲流河砂体构型类型及特征研究,探讨了多级界面约束下构型对储层非均质性控制作用。 结果与结论 研究区构型单元划分为边滩构型单元（HPB）、河道充填沉积构型单元（HCH）、决口扇构型单元（MCS）、天然堤构型单元（MCL）、废弃河道构型单元（MCA）和洪泛平原构型单元（MFM）6类,基于构型单元垂向叠置样式,结合垂向序列沉积特征,将构型单元组合划分为均一型组合（Type I）、均一+复合型组合（Type II）、复合型组合（Type III）3大类。研究区中江—回龙地区整体Type I型组合相对最发育,且沙三段整体上Type I型组合和Type II型组合相对最发育,其储层非均质性相对较弱。基于上述砂体构型类型及特征研究、不同级次构型界面控制下的储层非均质性特征分析以及不同级次构型界面下构型对储层非均质性控制因素探讨,总结了3~5级界面约束下构型对储层非均质性的控制模式。其中5级构型界面控制下的储层平面非均质性受控于基准面上升和构造沉降；4级构型界面控制下的储层层间非均质性受控于地形坡度和侵蚀作用；3级构型界面控制下的储层层内非均质性受控于水动力条件、河道弯度、河道迁移程度、沉积载荷、流量及成岩作用。
目的 川西坳陷侏罗系沙溪庙组油气资源潜力大,单砂体内部结构制约了优质储层预测,进而影响了该区天然气富集规律评价。研究区内河道砂体构型界面级次、构型单元及其组合尚不明确,不同级次构型界面约束下的构型单元及其组合如何控制储层非均质性尚缺乏相关认识。 方法 基于野外露头、岩心、测井以及分析测试等资料,在沉积相研究基础上,详细开展了川西沙溪庙组曲流河砂体构型类型及特征研究,探讨了多级界面约束下构型对储层非均质性控制作用。 结果与结论 研究区构型单元划分为边滩构型单元（HPB）、河道充填沉积构型单元（HCH）、决口扇构型单元（MCS）、天然堤构型单元（MCL）、废弃河道构型单元（MCA）和洪泛平原构型单元（MFM）6类,基于构型单元垂向叠置样式,结合垂向序列沉积特征,将构型单元组合划分为均一型组合（Type I）、均一+复合型组合（Type II）、复合型组合（Type III）3大类。研究区中江—回龙地区整体Type I型组合相对最发育,且沙三段整体上Type I型组合和Type II型组合相对最发育,其储层非均质性相对较弱。基于上述砂体构型类型及特征研究、不同级次构型界面控制下的储层非均质性特征分析以及不同级次构型界面下构型对储层非均质性控制因素探讨,总结了3~5级界面约束下构型对储层非均质性的控制模式。其中5级构型界面控制下的储层平面非均质性受控于基准面上升和构造沉降；4级构型界面控制下的储层层间非均质性受控于地形坡度和侵蚀作用；3级构型界面控制下的储层层内非均质性受控于水动力条件、河道弯度、河道迁移程度、沉积载荷、流量及成岩作用。
2024, 42(4): 1401-1410.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.132
摘要:
目的 硫酸盐与沉积有机质之间的反应是沉积盆地内一种典型的有机—无机相互作用类型。在后生作用早期,硫酸盐会影响沉积有机质的热演化。研究对应体系中芳烃化学组成的热演化规律,有助于理解其地球化学行为。 方法 以鄂尔多斯盆地西南缘平凉组烃源岩及其含硫干酪根为初始样品,通过含水体系热模拟实验方法研究了硫酸盐对干酪根热演化产物的影响。 结果 硫酸盐增加了早期可溶有机质产率,并使得芳烃族组分的生成高峰提前。另外,硫酸盐在后生作用阶段早期可氧化降解有机含硫化合物,减少了二苯并噻吩的生成,导致不同类型的芳烃化合物比例出现显著差异。因此,在生油高峰之前,硫酸盐和沉积有机质之间存在氧化降解反应阶段,其产物以含氧化合物等极性组分为主,二苯并噻吩均形成自有机硫化合物。 结论 该认识将硫酸盐与沉积有机质的反应范围拓展至了热应力更低的后生作用阶段含膏烃源岩。
目的 硫酸盐与沉积有机质之间的反应是沉积盆地内一种典型的有机—无机相互作用类型。在后生作用早期,硫酸盐会影响沉积有机质的热演化。研究对应体系中芳烃化学组成的热演化规律,有助于理解其地球化学行为。 方法 以鄂尔多斯盆地西南缘平凉组烃源岩及其含硫干酪根为初始样品,通过含水体系热模拟实验方法研究了硫酸盐对干酪根热演化产物的影响。 结果 硫酸盐增加了早期可溶有机质产率,并使得芳烃族组分的生成高峰提前。另外,硫酸盐在后生作用阶段早期可氧化降解有机含硫化合物,减少了二苯并噻吩的生成,导致不同类型的芳烃化合物比例出现显著差异。因此,在生油高峰之前,硫酸盐和沉积有机质之间存在氧化降解反应阶段,其产物以含氧化合物等极性组分为主,二苯并噻吩均形成自有机硫化合物。 结论 该认识将硫酸盐与沉积有机质的反应范围拓展至了热应力更低的后生作用阶段含膏烃源岩。
2024, 42(4): 1411-1421.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.098
摘要:
目的 为明确原油正构烷烃单体碳同位素（δ13Calkane）组成差异的成因。 方法 研究分析了塔北地区奥陶系共计17个原油样品δ13Calkane组成特征,结合相关有机地球化学参数,从沉积环境、成熟度和生物降解作用三个方面解释了三类原油δ13Calkane值的变化趋势。 结果与结论 根据物性的差异,可将塔北地区原油分为重质、中质和轻质三类。塔北地区奥陶系原油δ13Calkane值介于-37‰~-31‰,呈现出海相原油的特征,表明原油δ13Calkane组成及分布范围受其形成的沉积环境和母质类型控制；从重质原油到中质原油再到轻质原油,成熟度逐渐增大,导致原油δ13Calkane值正偏；相较于中质原油和轻质原油,重质原油低碳数部分δ13Calkane明显变大,表明生物降解程度是重质原油中、低分子量正构烷烃δ13C14~δ13C19值正偏的主要影响因素。
目的 为明确原油正构烷烃单体碳同位素（δ13Calkane）组成差异的成因。 方法 研究分析了塔北地区奥陶系共计17个原油样品δ13Calkane组成特征,结合相关有机地球化学参数,从沉积环境、成熟度和生物降解作用三个方面解释了三类原油δ13Calkane值的变化趋势。 结果与结论 根据物性的差异,可将塔北地区原油分为重质、中质和轻质三类。塔北地区奥陶系原油δ13Calkane值介于-37‰~-31‰,呈现出海相原油的特征,表明原油δ13Calkane组成及分布范围受其形成的沉积环境和母质类型控制；从重质原油到中质原油再到轻质原油,成熟度逐渐增大,导致原油δ13Calkane值正偏；相较于中质原油和轻质原油,重质原油低碳数部分δ13Calkane明显变大,表明生物降解程度是重质原油中、低分子量正构烷烃δ13C14~δ13C19值正偏的主要影响因素。
2024, 42(4): 1422-1432.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.140
摘要:
目的 车排子凸起中生界稠油资源丰富,但原油生物降解严重,制约了勘探进程。 方法 为明确车排子凸起东翼中生界原油的生物降解程度,对车排子凸起东翼侏罗纪和白垩纪储层样品抽提出的饱和烃和芳香烃进行了气相色谱—质谱（GC-MS）分析,采用分子地球化学指标,对其进行定性与定量评价。 结果 通过聚类分析,将原油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类族群。PM（Peters and Moldowan）法分析结果表明Ⅰ1类和Ⅱ1类原油的生物降解程度达PM7,Ⅰ2类和Ⅳ类原油的生物降解程度为PM8；Ⅱ2类和Ⅲ1类原油的生物降解程度为PM9,Ⅲ2类原油生物降解程度为PM9+。基于优化的Manco法求得的MN1值介于19 693~215 623,Ⅰ类原油的MN2值介于769~919,Ⅱ类原油的MN2值介于768~907,Ⅲ类原油的MN2值介于906~954,Ⅳ类原油的MN2值介于774~817。同一原油族群的Manco数与原油密度、黏度、非烃和沥青质含量均呈现良好的正相关性,与总烃呈现良好的负相关性。优化的Manco法成功厘定了生物降解程度在PM7-PM9+的储层样品,与PM等级评价具有一致性。 结论 与PM法相比,优化的Manco法对原油生物降解的识别分辨率更高。通过PM法定性评价和优化Manco法定量评价相结合,可以很好地揭示原油物性的变化,对稠油区的油气勘探有重要的指导作用。
目的 车排子凸起中生界稠油资源丰富,但原油生物降解严重,制约了勘探进程。 方法 为明确车排子凸起东翼中生界原油的生物降解程度,对车排子凸起东翼侏罗纪和白垩纪储层样品抽提出的饱和烃和芳香烃进行了气相色谱—质谱（GC-MS）分析,采用分子地球化学指标,对其进行定性与定量评价。 结果 通过聚类分析,将原油分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类族群。PM（Peters and Moldowan）法分析结果表明Ⅰ1类和Ⅱ1类原油的生物降解程度达PM7,Ⅰ2类和Ⅳ类原油的生物降解程度为PM8；Ⅱ2类和Ⅲ1类原油的生物降解程度为PM9,Ⅲ2类原油生物降解程度为PM9+。基于优化的Manco法求得的MN1值介于19 693~215 623,Ⅰ类原油的MN2值介于769~919,Ⅱ类原油的MN2值介于768~907,Ⅲ类原油的MN2值介于906~954,Ⅳ类原油的MN2值介于774~817。同一原油族群的Manco数与原油密度、黏度、非烃和沥青质含量均呈现良好的正相关性,与总烃呈现良好的负相关性。优化的Manco法成功厘定了生物降解程度在PM7-PM9+的储层样品,与PM等级评价具有一致性。 结论 与PM法相比,优化的Manco法对原油生物降解的识别分辨率更高。通过PM法定性评价和优化Manco法定量评价相结合,可以很好地揭示原油物性的变化,对稠油区的油气勘探有重要的指导作用。
2024, 42(4): 1433-1446.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.139
摘要:
目的 鄂尔多斯盆地煤系烃源岩发育,其饱和烃中三环萜烷含量丰富,但其三环萜烷分布模式在研究区表现出较大的差异性,因此探讨其差异性的主控因素具有重要意义。 方法 利用气相色谱和色谱—质谱分析技术,对鄂尔多斯盆地上古生界26个煤系烃源岩样品饱和烃进行了详细地剖析。 结果 根据三环萜烷（TT）的分布特征将研究区烃源岩样品划分为三种不同类型的分布模式。Ⅰ类烃源岩以C19TT为主峰,C19TT、C20TT、C21TT含量逐渐减小的变化趋势,同时该类样品中Pr/Ph比值高,介于1.19~3.84,平均值为2.99、C24四环萜烷含量也较丰富,C24四环萜烷/C26TT比值介于2.39~32.54,平均值为9.80、C28三环萜烷和C29三环萜烷缺失,这类样品主要是腐殖煤和炭质泥岩,揭示出湖沼相沉积环境之特征；与之相反的Ⅱ类烃源岩的三环萜烷以C23TT为主峰,C19TT、C20TT、C21TT含量是逐渐增大的,而Pr/Ph比值低,比值主要介于0.34~0.90,平均值为0.61、C24四环萜烷含量不丰富,C24四环萜烷/C26TT比值主要介于0.42~0.77,平均值为0.54、C28三环萜烷和C29三环萜烷含量丰富,这类样品除了煤系泥岩之外还有腐殖煤和炭质泥岩,其沉积环境与Ⅰ类烃源岩迥然不同；Ⅲ类烃源岩的三环萜烷分布介于Ⅰ类和Ⅱ类烃源岩之间,一方面三环萜烷的主峰碳为C23TT,另一方面C19TT、C20TT、C21TT相对含量又依次降低并呈阶梯状分布的特征,此外Pr/Ph比值为2.07、C24四环萜烷/C26TT比值为3.53,两者均介于Ⅰ类烃源岩和Ⅱ类烃源岩之间。 结论 随着烃源岩热演化程度的增加,三环萜烷的总量展示了逐渐增大的变化趋势,但不同类型烃源岩的三环萜烷分布模式并没有发生明显变化,说明研究区煤系烃源岩三环萜烷的不同分布模式受有机质热演化程度影响较小,而主要受控于沉积环境和母质类型。
目的 鄂尔多斯盆地煤系烃源岩发育,其饱和烃中三环萜烷含量丰富,但其三环萜烷分布模式在研究区表现出较大的差异性,因此探讨其差异性的主控因素具有重要意义。 方法 利用气相色谱和色谱—质谱分析技术,对鄂尔多斯盆地上古生界26个煤系烃源岩样品饱和烃进行了详细地剖析。 结果 根据三环萜烷（TT）的分布特征将研究区烃源岩样品划分为三种不同类型的分布模式。Ⅰ类烃源岩以C19TT为主峰,C19TT、C20TT、C21TT含量逐渐减小的变化趋势,同时该类样品中Pr/Ph比值高,介于1.19~3.84,平均值为2.99、C24四环萜烷含量也较丰富,C24四环萜烷/C26TT比值介于2.39~32.54,平均值为9.80、C28三环萜烷和C29三环萜烷缺失,这类样品主要是腐殖煤和炭质泥岩,揭示出湖沼相沉积环境之特征；与之相反的Ⅱ类烃源岩的三环萜烷以C23TT为主峰,C19TT、C20TT、C21TT含量是逐渐增大的,而Pr/Ph比值低,比值主要介于0.34~0.90,平均值为0.61、C24四环萜烷含量不丰富,C24四环萜烷/C26TT比值主要介于0.42~0.77,平均值为0.54、C28三环萜烷和C29三环萜烷含量丰富,这类样品除了煤系泥岩之外还有腐殖煤和炭质泥岩,其沉积环境与Ⅰ类烃源岩迥然不同；Ⅲ类烃源岩的三环萜烷分布介于Ⅰ类和Ⅱ类烃源岩之间,一方面三环萜烷的主峰碳为C23TT,另一方面C19TT、C20TT、C21TT相对含量又依次降低并呈阶梯状分布的特征,此外Pr/Ph比值为2.07、C24四环萜烷/C26TT比值为3.53,两者均介于Ⅰ类烃源岩和Ⅱ类烃源岩之间。 结论 随着烃源岩热演化程度的增加,三环萜烷的总量展示了逐渐增大的变化趋势,但不同类型烃源岩的三环萜烷分布模式并没有发生明显变化,说明研究区煤系烃源岩三环萜烷的不同分布模式受有机质热演化程度影响较小,而主要受控于沉积环境和母质类型。
2024, 42(4): 1447-1459.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.090
摘要:
目的 大港探区南部二叠系致密砂岩获高产油气流,但其储层特征与成因机制尚不明确。 方法 综合利用岩心观察、薄片鉴定、阴极发光分析、扫描电镜观察、流体包裹体分析、碳氧同位素与氢氧同位素组成分析、电子探针及原位激光剥蚀等技术方法,结合埋藏演化史和油气充注史,对大港探区南部王官屯、乌马营地区二叠系深层砂岩储层进行研究。 结果 大港南区二叠系砂岩以高成分成熟度的石英砂岩、亚岩屑砂岩为特征,优质储层储集空间以次生粒间孔及高岭石晶间微孔为主。在构造运动的控制下,储层经历早期开放体系大气水淋滤溶蚀作用和晚期封闭体系烃源岩生酸溶蚀作用。优质储层的发育受多种因素控制,高成熟度的中粗砂岩是优质储层形成的物质基础,早期地层抬升剥蚀导致的大气淡水淋滤作用形成大量次生孔隙是优质储层发育的关键,早期烃类充注抑制胶结作用有利于次生孔隙的保存。 结论 地质历史时期为大气水淋滤注水区,而现今位于斜坡带—洼陷带的深埋储层,为下步有利勘探目标。该模式的建立对渤海湾盆地其他地区二叠系储层的钻前预测具有借鉴意义。
目的 大港探区南部二叠系致密砂岩获高产油气流,但其储层特征与成因机制尚不明确。 方法 综合利用岩心观察、薄片鉴定、阴极发光分析、扫描电镜观察、流体包裹体分析、碳氧同位素与氢氧同位素组成分析、电子探针及原位激光剥蚀等技术方法,结合埋藏演化史和油气充注史,对大港探区南部王官屯、乌马营地区二叠系深层砂岩储层进行研究。 结果 大港南区二叠系砂岩以高成分成熟度的石英砂岩、亚岩屑砂岩为特征,优质储层储集空间以次生粒间孔及高岭石晶间微孔为主。在构造运动的控制下,储层经历早期开放体系大气水淋滤溶蚀作用和晚期封闭体系烃源岩生酸溶蚀作用。优质储层的发育受多种因素控制,高成熟度的中粗砂岩是优质储层形成的物质基础,早期地层抬升剥蚀导致的大气淡水淋滤作用形成大量次生孔隙是优质储层发育的关键,早期烃类充注抑制胶结作用有利于次生孔隙的保存。 结论 地质历史时期为大气水淋滤注水区,而现今位于斜坡带—洼陷带的深埋储层,为下步有利勘探目标。该模式的建立对渤海湾盆地其他地区二叠系储层的钻前预测具有借鉴意义。
2024, 42(4): 1460-1478.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.106
摘要:
目的 徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。 方法 综合运用岩心、录井、测井及地震等资料,对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了研究。 结果与结论 徐家围子断陷沙河子组发育辫状河三角洲、扇三角洲、具供给水道的远岸浊积扇、近岸水下扇、扇三角洲前端滑塌浊积扇以及浅湖—半深湖、深湖相等沉积相。安达凹陷、徐东凹陷以及肇州凹陷东侧的缓坡带接受来自肇东—朝阳沟基底古隆起的碎屑物质而发育辫状河三角洲沉积,局部发育由远源供给水道形成的湖底浊积扇沉积体；安达凹陷、徐东凹陷、徐西凹陷以及肇州凹陷西侧等徐西陡坡带接受来自中央隆起带粗碎屑物而发育扇三角洲沉积体系,以近源短流为基本特征,局部发育近岸水下扇沉积,且由于湖盆边缘发育的扇三角洲沉积体不稳定,在扇三角洲沉积体前方形成滑塌浊积扇沉积。
目的 徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层具有非常大的天然气勘探潜力,有望成为大庆油田深层火山岩气藏勘探的重点接替领域。 方法 综合运用岩心、录井、测井及地震等资料,对徐家围子断陷沙河子组沉积相展布及沉积演化模式开展了研究。 结果与结论 徐家围子断陷沙河子组发育辫状河三角洲、扇三角洲、具供给水道的远岸浊积扇、近岸水下扇、扇三角洲前端滑塌浊积扇以及浅湖—半深湖、深湖相等沉积相。安达凹陷、徐东凹陷以及肇州凹陷东侧的缓坡带接受来自肇东—朝阳沟基底古隆起的碎屑物质而发育辫状河三角洲沉积,局部发育由远源供给水道形成的湖底浊积扇沉积体；安达凹陷、徐东凹陷、徐西凹陷以及肇州凹陷西侧等徐西陡坡带接受来自中央隆起带粗碎屑物而发育扇三角洲沉积体系,以近源短流为基本特征,局部发育近岸水下扇沉积,且由于湖盆边缘发育的扇三角洲沉积体不稳定,在扇三角洲沉积体前方形成滑塌浊积扇沉积。
