2024年 第42卷 第5期
2024, 42(5): 1479-1493.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.048
摘要:
目的 固体沥青广泛分布于全球各大含油气盆地中,在油气勘探领域具有广阔的应用前景,特别对深层—超深层碳酸盐岩油气勘探尤为重要。然而,在固体沥青具体应用过程中,也存在固体沥青反射率难以确定、油气源对比参数适用性受成因约束等诸多问题,若不妥善处理,可能会得出错误的成果认识。因此,需要对固体沥青在油气勘探中的应用进行有效的归纳总结。 方法 此次研究结合广泛的文献调研,首先对与应用研究密切相关的固体沥青形态学特征和成因类型进行分析,然后总结固体沥青在油气勘探中的诸多应用并指出其中的优势与不足。 结果 固体沥青发育复杂多样的光性结构,主要受形成环境、母质成分等因素控制；其同样具有复杂多样的超显微形态,可能受运移和天然气的生成及逸散等因素控制。固体沥青具有多种成因类型,在有机元素组成、碳和硫同位素值以及生物标志化合物组成等方面差异显著；可用于指示油气的生成和运聚、表征热演化成熟度以及追踪油气来源等,但由于不同成因固体沥青油气源对比参数的适用性差异很大,应用时需判断其成因类型。 结论 该研究为固体沥青的有效应用提供了有力的支撑,对深层—超深层油气勘探具有重要的指导作用。
目的 固体沥青广泛分布于全球各大含油气盆地中,在油气勘探领域具有广阔的应用前景,特别对深层—超深层碳酸盐岩油气勘探尤为重要。然而,在固体沥青具体应用过程中,也存在固体沥青反射率难以确定、油气源对比参数适用性受成因约束等诸多问题,若不妥善处理,可能会得出错误的成果认识。因此,需要对固体沥青在油气勘探中的应用进行有效的归纳总结。 方法 此次研究结合广泛的文献调研,首先对与应用研究密切相关的固体沥青形态学特征和成因类型进行分析,然后总结固体沥青在油气勘探中的诸多应用并指出其中的优势与不足。 结果 固体沥青发育复杂多样的光性结构,主要受形成环境、母质成分等因素控制；其同样具有复杂多样的超显微形态,可能受运移和天然气的生成及逸散等因素控制。固体沥青具有多种成因类型,在有机元素组成、碳和硫同位素值以及生物标志化合物组成等方面差异显著；可用于指示油气的生成和运聚、表征热演化成熟度以及追踪油气来源等,但由于不同成因固体沥青油气源对比参数的适用性差异很大,应用时需判断其成因类型。 结论 该研究为固体沥青的有效应用提供了有力的支撑,对深层—超深层油气勘探具有重要的指导作用。
2024, 42(5): 1494-1511.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.045
摘要:
意义 干酪根是世界上最丰富的天然有机质来源,研究干酪根的热解对油页岩的开发利用具有重要的意义。传统的热解生烃模拟实验难以深入揭示干酪根热解机理,而分子模拟方法可从原子分子水平上深入揭示干酪根热解的微观机理,是一种重要的研究手段。【 进展 】对干酪根热解生烃的分子模拟研究进展进行了述评,并结合实验结果,分别阐述了温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对于干酪根热解的影响。主要有：（1）构建干酪根分子结构模型最常用的方法是基于实验分析方法中获得的元素、官能团信息和结构参数；（2）温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对干酪根热解产物分子数和组分均存在不同程度的影响,选择合适的温度和升温速率可以使得页岩油的产率达到最大；（3）H2O分子可促进干酪根和重质页岩油的裂解,提高轻质页岩油和气体的产率；（4）对比分子模拟结果与实验结果发现,分子模拟在定量描述方面具有较大的优势,而在定性描述方面稍显不足；（5）分子模拟通常采用提高模拟温度的方法进而缩短反应时间来弥补地质上的热演化时间,这是目前分子模拟技术的缺陷之一；（6）干酪根的高温模拟会产生大量的C2H4,这与实验事实和地质概况不符,也是当前分子模拟的不足之处。【 展望 】展望未来,干酪根热解生烃分子模拟研究可在以下方面取得发展：（1）使用机器学习法快速构建相对分子量达上百万,并且同时反映干酪根化学结构和孔隙结构的分子结构模型；（2）建立富含页岩矿物组分、地层水、有机酸以及无机盐等多尺度且复杂的干酪根模型；（3）深入研究升温速率、水的相态、地层水、压力、矿物组分以及不同热演化程度对干酪根热解的影响；4）结合实际地质概况探索低温条件下干酪根的热解生烃机制,进而弥补实验—地质—理论之间的鸿沟,为页岩油和页岩气的勘探与开发提供重要的参考信息和理论指导。
意义 干酪根是世界上最丰富的天然有机质来源,研究干酪根的热解对油页岩的开发利用具有重要的意义。传统的热解生烃模拟实验难以深入揭示干酪根热解机理,而分子模拟方法可从原子分子水平上深入揭示干酪根热解的微观机理,是一种重要的研究手段。【 进展 】对干酪根热解生烃的分子模拟研究进展进行了述评,并结合实验结果,分别阐述了温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对于干酪根热解的影响。主要有：（1）构建干酪根分子结构模型最常用的方法是基于实验分析方法中获得的元素、官能团信息和结构参数；（2）温度、升温速率、水、压力、页岩矿物组分对干酪根热解产物分子数和组分均存在不同程度的影响,选择合适的温度和升温速率可以使得页岩油的产率达到最大；（3）H2O分子可促进干酪根和重质页岩油的裂解,提高轻质页岩油和气体的产率；（4）对比分子模拟结果与实验结果发现,分子模拟在定量描述方面具有较大的优势,而在定性描述方面稍显不足；（5）分子模拟通常采用提高模拟温度的方法进而缩短反应时间来弥补地质上的热演化时间,这是目前分子模拟技术的缺陷之一；（6）干酪根的高温模拟会产生大量的C2H4,这与实验事实和地质概况不符,也是当前分子模拟的不足之处。【 展望 】展望未来,干酪根热解生烃分子模拟研究可在以下方面取得发展：（1）使用机器学习法快速构建相对分子量达上百万,并且同时反映干酪根化学结构和孔隙结构的分子结构模型；（2）建立富含页岩矿物组分、地层水、有机酸以及无机盐等多尺度且复杂的干酪根模型；（3）深入研究升温速率、水的相态、地层水、压力、矿物组分以及不同热演化程度对干酪根热解的影响；4）结合实际地质概况探索低温条件下干酪根的热解生烃机制,进而弥补实验—地质—理论之间的鸿沟,为页岩油和页岩气的勘探与开发提供重要的参考信息和理论指导。
2024, 42(5): 1512-1529.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.149
摘要:
目的 珠江三角洲前缘受河流、波浪和潮汐等因素共同影响,沉积环境复杂,沉积特征丰富,前人大多关注珠江三角洲前缘物理化学沉积特征的研究,然而生物对环境的响应极其灵敏,造迹生物及其产生的生物遗迹在一定程度上反映了研究区内的沉积环境特征。 方法 选取珠江三角洲前缘为研究区,运用现代沉积学及遗迹学方法,通过盐度、粒度、浑浊度分析及X射线计算机断层扫描和计算机重构方法对采取的岩心进行处理,对研究区内不同微环境中的生物遗迹特征进行了精细的研究。 结果 （1）主要造迹生物有双壳类动物沙蚬、节肢动物门寄居蟹、甲壳类动物螃蟹、环节动物门双齿围沙蚕、脊索动物门弹涂鱼等；（2）各微环境生物在层面上营造的生物遗迹主要包括爬行迹、足辙迹、鸟足迹以及排泄迹等,层内的主要遗迹为居住迹,表现为各种类型的潜穴形态如Y型、L型、U型,少量I型；（3）珠江三角洲前缘生物遗迹的分布特征：研究区内现代生物遗迹在水下汊道和岛屿的分异度、丰度及扰动率较分流间海湾高,潮下带位于平均低潮线以下,不便观察。 结论 该研究将补充珠江三角洲前缘的现代沉积学资料,并为三角洲前缘古遗迹学和三角洲前缘古沉积环境重构提供现代实证基础和依据。
目的 珠江三角洲前缘受河流、波浪和潮汐等因素共同影响,沉积环境复杂,沉积特征丰富,前人大多关注珠江三角洲前缘物理化学沉积特征的研究,然而生物对环境的响应极其灵敏,造迹生物及其产生的生物遗迹在一定程度上反映了研究区内的沉积环境特征。 方法 选取珠江三角洲前缘为研究区,运用现代沉积学及遗迹学方法,通过盐度、粒度、浑浊度分析及X射线计算机断层扫描和计算机重构方法对采取的岩心进行处理,对研究区内不同微环境中的生物遗迹特征进行了精细的研究。 结果 （1）主要造迹生物有双壳类动物沙蚬、节肢动物门寄居蟹、甲壳类动物螃蟹、环节动物门双齿围沙蚕、脊索动物门弹涂鱼等；（2）各微环境生物在层面上营造的生物遗迹主要包括爬行迹、足辙迹、鸟足迹以及排泄迹等,层内的主要遗迹为居住迹,表现为各种类型的潜穴形态如Y型、L型、U型,少量I型；（3）珠江三角洲前缘生物遗迹的分布特征：研究区内现代生物遗迹在水下汊道和岛屿的分异度、丰度及扰动率较分流间海湾高,潮下带位于平均低潮线以下,不便观察。 结论 该研究将补充珠江三角洲前缘的现代沉积学资料,并为三角洲前缘古遗迹学和三角洲前缘古沉积环境重构提供现代实证基础和依据。
2024, 42(5): 1530-1540.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.145
摘要:
目的 探究堰塞湖溃决洪水沉积物粒度特征和理解金沙江溃决洪水泥沙沿程变化特征。 方法 分析了“11·03”金沙江白格堰塞湖溃决洪水沉积物样品颗粒组成,计算了粒度参数,论述了泥沙特征从上到下的变化及其原因,并对比讨论了本次洪水泥沙粒度特征与其他流域洪水及古洪水沉积物泥沙粒度特征。 结果 堰塞湖溃决洪水沉积物类型为粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂；泥沙粒径中粉砂占55.18%,砂占32.86%,黏土占11.97%。泥沙中值粒径为41.34 μm,平均粒径为31.73 μm,两者随离白格堰塞湖距离的增加而逐渐变小；偏度值为0.27,属正偏；峰态值为0.94,属于中等尖锐；分选系数为0.57,分选性好；泥沙的粒度分布曲线双峰占52%,主峰高而窄,峰值为100 μm,次峰低而宽；单峰占48%,峰态较窄,峰值为50 μm。剖面泥沙粒径组成差别很小,以砂占优,粉砂含量略小于细砂,黏土含量大多在11.0%,中值粒径值大于其平均粒径值,分选系数均小于0.6,偏度为极正偏,峰态为中等。“11·03”溃决洪水与其他洪水相比,泥沙粒度组分较细,以粉砂为主,中值粒径和平均粒径较小,峰态更宽,偏度为正偏,分选性更好。 结论 研究结果对进一步认识堰塞湖溃决洪水的泥沙特征具有重要参考价值。
目的 探究堰塞湖溃决洪水沉积物粒度特征和理解金沙江溃决洪水泥沙沿程变化特征。 方法 分析了“11·03”金沙江白格堰塞湖溃决洪水沉积物样品颗粒组成,计算了粒度参数,论述了泥沙特征从上到下的变化及其原因,并对比讨论了本次洪水泥沙粒度特征与其他流域洪水及古洪水沉积物泥沙粒度特征。 结果 堰塞湖溃决洪水沉积物类型为粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂；泥沙粒径中粉砂占55.18%,砂占32.86%,黏土占11.97%。泥沙中值粒径为41.34 μm,平均粒径为31.73 μm,两者随离白格堰塞湖距离的增加而逐渐变小；偏度值为0.27,属正偏；峰态值为0.94,属于中等尖锐；分选系数为0.57,分选性好；泥沙的粒度分布曲线双峰占52%,主峰高而窄,峰值为100 μm,次峰低而宽；单峰占48%,峰态较窄,峰值为50 μm。剖面泥沙粒径组成差别很小,以砂占优,粉砂含量略小于细砂,黏土含量大多在11.0%,中值粒径值大于其平均粒径值,分选系数均小于0.6,偏度为极正偏,峰态为中等。“11·03”溃决洪水与其他洪水相比,泥沙粒度组分较细,以粉砂为主,中值粒径和平均粒径较小,峰态更宽,偏度为正偏,分选性更好。 结论 研究结果对进一步认识堰塞湖溃决洪水的泥沙特征具有重要参考价值。
2024, 42(5): 1541-1552.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.111
摘要:
【 目的与方法 】粒度和粒形作为沉积物的基本属性,蕴含着输运历史、运动方式和沉积环境等丰富的信息。通过利用动态图像法对海南岛保定湾岬湾海滩52个剖面253组表层沉积物样品的粒度粒形测试,分析探讨了粒度粒形沿岸和横向的空间分布特征,结合粒度趋势分析结果建立了粒形趋势分析模型。 结果 研究表明,保定湾开敞段、过渡段和遮蔽段相同岸段内的球形度在沿岸方向差异不大,横向方向有从陆向海逐渐减小的趋势。不同岸段间沉积物在粒度小于2.5 Φ时的球形度,在沿岸方向从开敞段至遮蔽段有逐渐减小的趋势。球形度的增大方向可指示沉积物输运趋势,建立的粒形趋势分析模型具有较高的准确性和优势,可计算任意粒度区间的输运趋势,可与粒度分析方法相结合以达到不同的研究目的。 结论 研究成果可为岬湾海滩的演变机制和稳定性研究提供理论支持。
【 目的与方法 】粒度和粒形作为沉积物的基本属性,蕴含着输运历史、运动方式和沉积环境等丰富的信息。通过利用动态图像法对海南岛保定湾岬湾海滩52个剖面253组表层沉积物样品的粒度粒形测试,分析探讨了粒度粒形沿岸和横向的空间分布特征,结合粒度趋势分析结果建立了粒形趋势分析模型。 结果 研究表明,保定湾开敞段、过渡段和遮蔽段相同岸段内的球形度在沿岸方向差异不大,横向方向有从陆向海逐渐减小的趋势。不同岸段间沉积物在粒度小于2.5 Φ时的球形度,在沿岸方向从开敞段至遮蔽段有逐渐减小的趋势。球形度的增大方向可指示沉积物输运趋势,建立的粒形趋势分析模型具有较高的准确性和优势,可计算任意粒度区间的输运趋势,可与粒度分析方法相结合以达到不同的研究目的。 结论 研究成果可为岬湾海滩的演变机制和稳定性研究提供理论支持。
2024, 42(5): 1553-1567.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.064
摘要:
目的 最新三维地震资料显示延长组存在大量强反射同相轴前积现象,与传统“平起平落、等厚分布”的地层方案差异较大,为重新认识延长组地层格架提供了新视角。 方法 通过岩心观察、井震标定及三维地震解释,结合地震反演技术,对鄂尔多斯盆地陇东地区的地震相、层序地层及沉积体系等进行系统研究。 结果 延长组地震强反射连续同相轴可指示湖泛面凝缩层沉积。不同方向的地震相特征差异较大,平行物源方向的地震剖面包括中等振幅中等连续性亚平行结构、强振幅强连续性前积结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类,其中前积结构“穿层”最明显；垂直物源方向包括强振幅强连续性平行结构、强—中振幅中连续性丘状结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类地震相。陇东地区延长组湖盆充填演化经历了多期快速湖侵、缓慢湖退的震荡过程,可划分为多期湖侵—湖退体系域（T-R）组成的三级层序单元,呈透镜状依次向湖中心进积叠置,发育“斜坡富泥、两端富砂”的沉积序列。 结论 新的层序格架与传统等厚沉积模式存在三个方面的差异：一是烃源岩标志层没变,单井之间的对应关系变；二是延长组湖盆范围没变,湖盆充填演化过程变；三是砂岩总体分布规律没变,砂层之间的连通性变。
目的 最新三维地震资料显示延长组存在大量强反射同相轴前积现象,与传统“平起平落、等厚分布”的地层方案差异较大,为重新认识延长组地层格架提供了新视角。 方法 通过岩心观察、井震标定及三维地震解释,结合地震反演技术,对鄂尔多斯盆地陇东地区的地震相、层序地层及沉积体系等进行系统研究。 结果 延长组地震强反射连续同相轴可指示湖泛面凝缩层沉积。不同方向的地震相特征差异较大,平行物源方向的地震剖面包括中等振幅中等连续性亚平行结构、强振幅强连续性前积结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类,其中前积结构“穿层”最明显；垂直物源方向包括强振幅强连续性平行结构、强—中振幅中连续性丘状结构、弱振幅差连续性乱岗状结构三类地震相。陇东地区延长组湖盆充填演化经历了多期快速湖侵、缓慢湖退的震荡过程,可划分为多期湖侵—湖退体系域（T-R）组成的三级层序单元,呈透镜状依次向湖中心进积叠置,发育“斜坡富泥、两端富砂”的沉积序列。 结论 新的层序格架与传统等厚沉积模式存在三个方面的差异：一是烃源岩标志层没变,单井之间的对应关系变；二是延长组湖盆范围没变,湖盆充填演化过程变；三是砂岩总体分布规律没变,砂层之间的连通性变。
2024, 42(5): 1568-1577.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.131
摘要:
目的 早二叠世的准噶尔盆地是古亚洲洋闭合之后形成的一个陆内继承性断陷盆地。同断陷阶段,在准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷充填了最重要的烃源岩层系——下二叠统风城组碱湖烃源岩,但是尚不明确其沉积年龄。 方法 通过扫描电镜和能谱分析对一件凝灰质岩屑砂岩开展了详细的岩石学分析。 结果与结论 该样品包含大量的凝灰岩岩屑和火山玻璃（52%）、中—酸性岩浆岩岩屑（38%）,以及少量石英、长石和角闪石矿物（10%）,报道的最年轻五颗碎屑锆石年龄平均值及最年轻年龄图谱一致,年龄为282±4 Ma,指示早二叠世的同沉积火山活动是主要物源区,西准噶尔山系和中拐—陆梁凸起是次要物源区。结合碱湖沉积底部和顶部报道的两件凝灰岩样品锆石U-Pb结果,最年轻的五颗碎屑锆石平均年龄分别为284±4 Ma和279±4 Ma。从底部到顶部年龄逐渐变年轻,是同断陷阶段幕式火山喷发的同沉积记录,表明下二叠统风城组碱湖的沉积年龄为284-279?Ma。
目的 早二叠世的准噶尔盆地是古亚洲洋闭合之后形成的一个陆内继承性断陷盆地。同断陷阶段,在准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷充填了最重要的烃源岩层系——下二叠统风城组碱湖烃源岩,但是尚不明确其沉积年龄。 方法 通过扫描电镜和能谱分析对一件凝灰质岩屑砂岩开展了详细的岩石学分析。 结果与结论 该样品包含大量的凝灰岩岩屑和火山玻璃（52%）、中—酸性岩浆岩岩屑（38%）,以及少量石英、长石和角闪石矿物（10%）,报道的最年轻五颗碎屑锆石年龄平均值及最年轻年龄图谱一致,年龄为282±4 Ma,指示早二叠世的同沉积火山活动是主要物源区,西准噶尔山系和中拐—陆梁凸起是次要物源区。结合碱湖沉积底部和顶部报道的两件凝灰岩样品锆石U-Pb结果,最年轻的五颗碎屑锆石平均年龄分别为284±4 Ma和279±4 Ma。从底部到顶部年龄逐渐变年轻,是同断陷阶段幕式火山喷发的同沉积记录,表明下二叠统风城组碱湖的沉积年龄为284-279?Ma。
2024, 42(5): 1578-1591.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.119
摘要:
目的 华北中北部云岗盆地缺失三叠系,而最新的1∶5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部（原石盒子组）地层划为下三叠统刘家沟组。为了解决争议并验证这个新认识的可靠性,亟需进行进一步研究。 方法 通过对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其他同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。 结果与结论 羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组与马道头剖面石盒子组具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄（288.0±4.7 Ma）也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。
目的 华北中北部云岗盆地缺失三叠系,而最新的1∶5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部（原石盒子组）地层划为下三叠统刘家沟组。为了解决争议并验证这个新认识的可靠性,亟需进行进一步研究。 方法 通过对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其他同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。 结果与结论 羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组与马道头剖面石盒子组具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄（288.0±4.7 Ma）也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。
2024, 42(5): 1592-1606.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.126
摘要:
目的 陆坡因其巨大的沉积物总量和丰富的油气资源而成为勘探的热点领域。明确陆坡地貌演化特征能够助力于深水沉积学研究和油气勘探。研究旨在针对三角洲型被动陆缘盆地陆坡具有强物源供给条件的特征,探索一种基于沉积构型原理的古陆坡地貌演化研究新方法。 方法 以尼日尔三角洲盆地某陆坡研究区为例,综合应用地震、测井和岩心资料,根据13个层序的沉积构型时—空演化规律反演古陆坡地貌演化特征。 结果 研究区中新世至今的地貌演化过程经历了两个阶段。阶段1中,地貌演化受大型三角洲进积驱动,研究区由深海平原演化为陆坡,地貌始终为非限制型。阶段2中,在重力滑动作用下先后经历了由逆冲断层、泥底辟、填平补齐主导的演化过程,地貌由限制型、半限制型演变为现今的非限制型。逆冲断层期,泥底辟强度有限,地貌形态受控于断层活动,研究区处于重力滑动体系的远缘逆冲构造区。泥底辟期,底辟强度大幅增强,具备了独立改造地貌格局的能力,研究区由逆冲构造区向泥底辟构造区转化。 结论 重力滑动体系由沉积作用驱动,表现出与沉积相类似的空间组合与演化特征。平面上相邻的伸展、泥底辟、逆冲构造区存在成因关联,与具有排序特征的沉积相类似。因此,研究区两期构造活动的叠合关系指示了陆坡向海推进的过程。综上,典型深水研究区沉积构型的时—空演化特征能够为陆坡古地貌演化过程的恢复提供重要依据。
目的 陆坡因其巨大的沉积物总量和丰富的油气资源而成为勘探的热点领域。明确陆坡地貌演化特征能够助力于深水沉积学研究和油气勘探。研究旨在针对三角洲型被动陆缘盆地陆坡具有强物源供给条件的特征,探索一种基于沉积构型原理的古陆坡地貌演化研究新方法。 方法 以尼日尔三角洲盆地某陆坡研究区为例,综合应用地震、测井和岩心资料,根据13个层序的沉积构型时—空演化规律反演古陆坡地貌演化特征。 结果 研究区中新世至今的地貌演化过程经历了两个阶段。阶段1中,地貌演化受大型三角洲进积驱动,研究区由深海平原演化为陆坡,地貌始终为非限制型。阶段2中,在重力滑动作用下先后经历了由逆冲断层、泥底辟、填平补齐主导的演化过程,地貌由限制型、半限制型演变为现今的非限制型。逆冲断层期,泥底辟强度有限,地貌形态受控于断层活动,研究区处于重力滑动体系的远缘逆冲构造区。泥底辟期,底辟强度大幅增强,具备了独立改造地貌格局的能力,研究区由逆冲构造区向泥底辟构造区转化。 结论 重力滑动体系由沉积作用驱动,表现出与沉积相类似的空间组合与演化特征。平面上相邻的伸展、泥底辟、逆冲构造区存在成因关联,与具有排序特征的沉积相类似。因此,研究区两期构造活动的叠合关系指示了陆坡向海推进的过程。综上,典型深水研究区沉积构型的时—空演化特征能够为陆坡古地貌演化过程的恢复提供重要依据。
2024, 42(5): 1607-1620.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.114
摘要:
目的 研究障碍沉积的成因类型及其沉积特征,对确定古水流方向有新的启示,砾质障碍沉积可成为判断河道沉积微相的重要判别标志之一。 方法 通过对准噶尔盆地南缘安集海河、头屯河现代砾质河流的沉积考察,对砾质河床发育的障碍沉积进行了详细的描述和测量,分析了砾质障碍沉积的沉积模式和形成机理。 结果 研究表明,砾质障碍沉积的形态可划分为锥状沉积、梭状沉积、似圆状沉积和横向脊沉积4种模式。锥状沉积是单一大砾石作为障碍物,砾石后有细粒的沉积物脊,沉积物脊的长度与砾石前的冲刷范围之比应在2∶1,沉积物脊的长轴指示水流方向。梭状沉积是单一大砾石作为障碍物,片状砾石在障碍砾石前进行叠瓦状堆积,障碍砾石后形成沉积物脊。似圆状沉积是多个大小相近的砾石作为障碍物的主体,在似圆状中心存在“U”字形以颗粒支撑的细砾岩。横向脊沉积是大的砾石在河道侧面或中心堆积形成滩坝,整体作为障碍物,控制着河流边界。 结论 对准噶尔盆地喀拉扎组砾岩层出露的障碍沉积现象精细划分,建立了砾质障碍沉积的识别标志,为河流沉积学提供新的基础数据。
目的 研究障碍沉积的成因类型及其沉积特征,对确定古水流方向有新的启示,砾质障碍沉积可成为判断河道沉积微相的重要判别标志之一。 方法 通过对准噶尔盆地南缘安集海河、头屯河现代砾质河流的沉积考察,对砾质河床发育的障碍沉积进行了详细的描述和测量,分析了砾质障碍沉积的沉积模式和形成机理。 结果 研究表明,砾质障碍沉积的形态可划分为锥状沉积、梭状沉积、似圆状沉积和横向脊沉积4种模式。锥状沉积是单一大砾石作为障碍物,砾石后有细粒的沉积物脊,沉积物脊的长度与砾石前的冲刷范围之比应在2∶1,沉积物脊的长轴指示水流方向。梭状沉积是单一大砾石作为障碍物,片状砾石在障碍砾石前进行叠瓦状堆积,障碍砾石后形成沉积物脊。似圆状沉积是多个大小相近的砾石作为障碍物的主体,在似圆状中心存在“U”字形以颗粒支撑的细砾岩。横向脊沉积是大的砾石在河道侧面或中心堆积形成滩坝,整体作为障碍物,控制着河流边界。 结论 对准噶尔盆地喀拉扎组砾岩层出露的障碍沉积现象精细划分,建立了砾质障碍沉积的识别标志,为河流沉积学提供新的基础数据。
2024, 42(5): 1621-1638.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.120
摘要:
目的 鄂尔多斯盆地西缘中部三叠系延长组沉积环境和物源认识上还存在一些分歧和不足。 方法 通过地球化学方法对延长组不同层段的16件砂泥岩样品进行了主量、微量以及稀土元素测试分析,探讨了延长组碎屑岩的沉积环境、物源区源岩类型和构造背景。 结果 砂岩类型主要为岩屑砂岩、长石砂岩,源区经历了弱—中等的风化作用,样品受再旋回作用影响很小；源岩与上地壳物质相关；延长组整体处于氧化—弱还原的淡水沉积环境,古气候为干旱—半干旱,第三段部分处于弱氧化的微咸水环境和温湿古气候；源岩主要为长英质岩石,延长组三段物源较复杂,有部分中性岩；延长组源区总体处于活动大陆边缘构造背景,第三段源区构造背景较复杂,与大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景均相关。 结论 元素地球化学特征示踪的物源和沉积环境特征,与三叠系延长组湖盆演化和区域构造环境具有较好的一致性。
目的 鄂尔多斯盆地西缘中部三叠系延长组沉积环境和物源认识上还存在一些分歧和不足。 方法 通过地球化学方法对延长组不同层段的16件砂泥岩样品进行了主量、微量以及稀土元素测试分析,探讨了延长组碎屑岩的沉积环境、物源区源岩类型和构造背景。 结果 砂岩类型主要为岩屑砂岩、长石砂岩,源区经历了弱—中等的风化作用,样品受再旋回作用影响很小；源岩与上地壳物质相关；延长组整体处于氧化—弱还原的淡水沉积环境,古气候为干旱—半干旱,第三段部分处于弱氧化的微咸水环境和温湿古气候；源岩主要为长英质岩石,延长组三段物源较复杂,有部分中性岩；延长组源区总体处于活动大陆边缘构造背景,第三段源区构造背景较复杂,与大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景均相关。 结论 元素地球化学特征示踪的物源和沉积环境特征,与三叠系延长组湖盆演化和区域构造环境具有较好的一致性。
2024, 42(5): 1639-1652.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.116
摘要:
目的 混积岩同时具有指示水体化学条件和生物活动的碳酸盐组分以及指示物源区性质和风化过程的碎屑组分,因而在古环境和古气候研究方面具有独特价值。 方法 寒武纪早期上扬子克拉通北部汉南—米仓山古陆周缘混合沉积非常发育,以陕西南郑朱家坝剖面仙女洞组为例,对研究区混积岩特征开展了系统的岩相学和沉积学研究。 结果与结论 混合沉积形成于海退背景下由中缓坡向内缓坡转变的过渡环境,且混积程度具有规律性,即在多个向上变浅序列的中部最为发育,在每个序列底部和顶部分别为碎屑组分主导和碳酸盐组分主导（或清水碳酸盐沉积）。中缓坡环境下以碎屑组分沉积为主,碳酸盐组分除小型原地生物礁外,主要来自浅水环境搬运的细粒沉积物；内缓坡潮下带相对低能环境仍以碎屑组分沉积为主,但原地生物礁以及礁角砾和内碎屑搬运沉积常见；内缓坡潮下高能带以鲕粒滩和生物礁等原地碳酸盐沉积为主,混入的陆源组分主要为砂级石英和岩屑颗粒；潟湖环境以白云石化颗粒和陆源细粒物质的混合为特征。研究区寒武纪早期混积体系的发育与当时浅水环境较高的碳酸盐产率以及沿岸流、波浪、风暴等搬运作用有关。本实例可为了解深时混合沉积成因提供一个思路,也可为上扬子地区寒武系混积岩油气勘探提供参考。
目的 混积岩同时具有指示水体化学条件和生物活动的碳酸盐组分以及指示物源区性质和风化过程的碎屑组分,因而在古环境和古气候研究方面具有独特价值。 方法 寒武纪早期上扬子克拉通北部汉南—米仓山古陆周缘混合沉积非常发育,以陕西南郑朱家坝剖面仙女洞组为例,对研究区混积岩特征开展了系统的岩相学和沉积学研究。 结果与结论 混合沉积形成于海退背景下由中缓坡向内缓坡转变的过渡环境,且混积程度具有规律性,即在多个向上变浅序列的中部最为发育,在每个序列底部和顶部分别为碎屑组分主导和碳酸盐组分主导（或清水碳酸盐沉积）。中缓坡环境下以碎屑组分沉积为主,碳酸盐组分除小型原地生物礁外,主要来自浅水环境搬运的细粒沉积物；内缓坡潮下带相对低能环境仍以碎屑组分沉积为主,但原地生物礁以及礁角砾和内碎屑搬运沉积常见；内缓坡潮下高能带以鲕粒滩和生物礁等原地碳酸盐沉积为主,混入的陆源组分主要为砂级石英和岩屑颗粒；潟湖环境以白云石化颗粒和陆源细粒物质的混合为特征。研究区寒武纪早期混积体系的发育与当时浅水环境较高的碳酸盐产率以及沿岸流、波浪、风暴等搬运作用有关。本实例可为了解深时混合沉积成因提供一个思路,也可为上扬子地区寒武系混积岩油气勘探提供参考。
2024, 42(5): 1653-1669.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.111
摘要:
目的 阿拉伯和欧亚大陆碰撞导致了扎格罗斯造山带和前陆盆地的形成。扎格罗斯前陆盆地的持续充填致使海水最终从这一地区退出,实现了由海到陆的转变过程,从而为探讨新特提斯洋的消亡提供约束。 方法 对伊朗扎格罗斯Lurestan地区和Khuzestan地区的中新统Agha Jari组进行了系统的地层学、沉积学、砂岩岩石学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,以揭示碎屑物质充填和海退过程。 结果 Lurestan地区Agha Jari组由中到厚层砂—泥岩互层组成,沉积环境分析其形成于河流环境。碎屑组分显示大量变质岩岩屑,结合170 Ma锆石年龄峰,指示盆地北侧Sanandaj-Sirjan岩浆变质带为其可能物源；Khuzestan地区Agha Jari组主要为底部钙质砂岩,向上逐渐变为厚层砂岩、泥岩组合,沉积于三角洲环境。砂岩碎屑组分以沉积岩屑为主,中生代锆石年龄与扎格罗斯褶皱冲断带一致,表明碎屑物源主要为再旋回的扎格罗斯褶皱冲断带中的沉积岩。基于下伏Gachsaran-Mishan组浅海蒸发岩和碳酸盐岩沉积,Agha Jari组记录了扎格罗斯前陆盆地由海向陆的转变过程。生物地层学资料约束残留海消亡的时间为不早于中新世早期,并且存在从西北向东南海退的趋势。 结论 阿拉伯—欧亚大陆初始碰撞作用导致扎格罗斯山脉隆起,随着持续隆升的扎格罗斯山脉向前陆盆地提供碎屑物质是导致扎格罗斯残留海关闭的直接原因,并且扎格罗斯残留海从西北向东南退出的古地理格局至少在中新世已经形成。
目的 阿拉伯和欧亚大陆碰撞导致了扎格罗斯造山带和前陆盆地的形成。扎格罗斯前陆盆地的持续充填致使海水最终从这一地区退出,实现了由海到陆的转变过程,从而为探讨新特提斯洋的消亡提供约束。 方法 对伊朗扎格罗斯Lurestan地区和Khuzestan地区的中新统Agha Jari组进行了系统的地层学、沉积学、砂岩岩石学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,以揭示碎屑物质充填和海退过程。 结果 Lurestan地区Agha Jari组由中到厚层砂—泥岩互层组成,沉积环境分析其形成于河流环境。碎屑组分显示大量变质岩岩屑,结合170 Ma锆石年龄峰,指示盆地北侧Sanandaj-Sirjan岩浆变质带为其可能物源；Khuzestan地区Agha Jari组主要为底部钙质砂岩,向上逐渐变为厚层砂岩、泥岩组合,沉积于三角洲环境。砂岩碎屑组分以沉积岩屑为主,中生代锆石年龄与扎格罗斯褶皱冲断带一致,表明碎屑物源主要为再旋回的扎格罗斯褶皱冲断带中的沉积岩。基于下伏Gachsaran-Mishan组浅海蒸发岩和碳酸盐岩沉积,Agha Jari组记录了扎格罗斯前陆盆地由海向陆的转变过程。生物地层学资料约束残留海消亡的时间为不早于中新世早期,并且存在从西北向东南海退的趋势。 结论 阿拉伯—欧亚大陆初始碰撞作用导致扎格罗斯山脉隆起,随着持续隆升的扎格罗斯山脉向前陆盆地提供碎屑物质是导致扎格罗斯残留海关闭的直接原因,并且扎格罗斯残留海从西北向东南退出的古地理格局至少在中新世已经形成。
2024, 42(5): 1670-1684.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.155
摘要:
目的 四川盆地油气资源丰富,震旦系灯影组和寒武系龙王庙组的突破,揭示了四川盆地深层油气资源的巨大勘探潜力。四川盆地东部地区寒武系高台组研究和勘探程度总体较低,开展高台组层序地层、沉积相特征及分布等基础地质研究可以为下一步油气勘探部署提供依据。 方法 综合利用钻井、测井、露头剖面、岩心和地震等资料,对川东地区寒武系高台组层序—岩相古地理开展综合研究。 结果 高台组自下而上划分为3个三级层序（SQ1~SQ3）,6个四级层序（SSQ1~SSQ6）,高台组沉积时期主要发育碳酸盐岩局限台地沉积环境,自西向东依次发育混积潮坪、潮坪、潟湖、台内滩等四种沉积亚相；高台组发育粉晶白云岩储集层,厚度较薄,储集层的非均质性较强,总体上呈“中—低孔低渗”的特征。 结论 受后期构造活动和热液影响,研究区有利储层位于背斜展布区域,川东西部的潮坪亚相（云坪微相）为有利的勘探区带。
目的 四川盆地油气资源丰富,震旦系灯影组和寒武系龙王庙组的突破,揭示了四川盆地深层油气资源的巨大勘探潜力。四川盆地东部地区寒武系高台组研究和勘探程度总体较低,开展高台组层序地层、沉积相特征及分布等基础地质研究可以为下一步油气勘探部署提供依据。 方法 综合利用钻井、测井、露头剖面、岩心和地震等资料,对川东地区寒武系高台组层序—岩相古地理开展综合研究。 结果 高台组自下而上划分为3个三级层序（SQ1~SQ3）,6个四级层序（SSQ1~SSQ6）,高台组沉积时期主要发育碳酸盐岩局限台地沉积环境,自西向东依次发育混积潮坪、潮坪、潟湖、台内滩等四种沉积亚相；高台组发育粉晶白云岩储集层,厚度较薄,储集层的非均质性较强,总体上呈“中—低孔低渗”的特征。 结论 受后期构造活动和热液影响,研究区有利储层位于背斜展布区域,川东西部的潮坪亚相（云坪微相）为有利的勘探区带。
2024, 42(5): 1685-1698.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.121
摘要:
目的 勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组山2段砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异,厘清山西组山2段砂体成因机理对理解该区砂体分布规律具有重要意义。 方法 以盆地东南部山西组山2段为地质原型,利用水槽沉积模拟实验探讨其砂体形成演化过程及控制因素。 结果与结论 平缓坡度与低水流强度是山2段分流河道呈低弯度曲流态的重要因素,水平面的变幅速率是控制山2段砂体纵向延伸的关键因素,砂体的大小及长宽比受岸线及流量变化控制,砂体整体的延伸距离及长宽比分别与水退的幅度和速率成正比。山西组沉积期,在水平面大幅度下降、岸线向湖区长距离迁移背景下,曲流河三角洲前缘砂体延伸较远距离；砂体叠置样式具有“垂向叠置”、“垂向切割”和“侧向迁移”的特征。该认识对山西组砂体分布预测和寻找优质储层具有重要的指导意义。
目的 勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组山2段砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异,厘清山西组山2段砂体成因机理对理解该区砂体分布规律具有重要意义。 方法 以盆地东南部山西组山2段为地质原型,利用水槽沉积模拟实验探讨其砂体形成演化过程及控制因素。 结果与结论 平缓坡度与低水流强度是山2段分流河道呈低弯度曲流态的重要因素,水平面的变幅速率是控制山2段砂体纵向延伸的关键因素,砂体的大小及长宽比受岸线及流量变化控制,砂体整体的延伸距离及长宽比分别与水退的幅度和速率成正比。山西组沉积期,在水平面大幅度下降、岸线向湖区长距离迁移背景下,曲流河三角洲前缘砂体延伸较远距离；砂体叠置样式具有“垂向叠置”、“垂向切割”和“侧向迁移”的特征。该认识对山西组砂体分布预测和寻找优质储层具有重要的指导意义。
2024, 42(5): 1699-1710.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.080
摘要:
目的 砂质辫状河是一类常见的河流,可形成大规模油气储层,但其沉积构型特征复杂。为了深入理解砂质辫状河沉积模式,以山西大同侏罗系云冈组的典型砂质辫状河沉积为对象,开展了沉积构型解剖与演化过程研究。 方法 针对云冈组辫状河沉积出露良好的8条剖面开展观察、测量、精细解剖及分析测试,系统总结了砂质辫状河沉积体的几何形态、规模、岩石结构与沉积构造、岩相类型与岩相组合等特征。 结果 在研究区主要识别出10种岩相类型、8种岩相组合、5种四级构型单元（心滩、辫流水道、废弃水道、泛滥平原和决口扇）及落淤层。 结论 云冈组露头可识别10期主要的正旋回沉积韵律,各期内发育的辫状河经历周期性的洪水期—枯水期交替。心滩与辫流水道、废弃水道、泛滥平原以及决口扇等间互伴生,周期性发育与消亡,形成“泛连通体”砂体。心滩复合体与主辫流水道构成了砂质辫状河沉积的主体。基于此建立了砂质辫状河沉积模式。研究成果可为砂质辫状河沉积演化的过程分析、储层表征与建模的模式指导和定量参数的选取等提供重要的参考依据。
目的 砂质辫状河是一类常见的河流,可形成大规模油气储层,但其沉积构型特征复杂。为了深入理解砂质辫状河沉积模式,以山西大同侏罗系云冈组的典型砂质辫状河沉积为对象,开展了沉积构型解剖与演化过程研究。 方法 针对云冈组辫状河沉积出露良好的8条剖面开展观察、测量、精细解剖及分析测试,系统总结了砂质辫状河沉积体的几何形态、规模、岩石结构与沉积构造、岩相类型与岩相组合等特征。 结果 在研究区主要识别出10种岩相类型、8种岩相组合、5种四级构型单元（心滩、辫流水道、废弃水道、泛滥平原和决口扇）及落淤层。 结论 云冈组露头可识别10期主要的正旋回沉积韵律,各期内发育的辫状河经历周期性的洪水期—枯水期交替。心滩与辫流水道、废弃水道、泛滥平原以及决口扇等间互伴生,周期性发育与消亡,形成“泛连通体”砂体。心滩复合体与主辫流水道构成了砂质辫状河沉积的主体。基于此建立了砂质辫状河沉积模式。研究成果可为砂质辫状河沉积演化的过程分析、储层表征与建模的模式指导和定量参数的选取等提供重要的参考依据。
2024, 42(5): 1711-1722.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.102
摘要:
目的 干扰试井显示苏里格气田主力产气层盒8下段砂体连通性差,SD27-36区块密井网（500 m×600 m）条件下砂体展布特征仍不明确。亟需探索砂体规模及叠置方式的刻画方法,以明确井间砂体的连通性。 方法 将现代河流和野外露头观测结果与地质统计学反演结合,以观测结果优化反演参数并建立刻画模型,精细识别砂体边界及其叠置关系,实现砂体三维空间定量刻画。 结果与结论 观测显示盒8下段辫状河单心滩砂体纵横向剖面上呈孤立、对接、切叠等多种接触关系,单砂体平面规模小（长200~600 m,宽50~250 m）,以叠置、复合方式形成特定形态的复合心滩砂体。地质统计学反演获得的砂体三维刻画结果边界清晰,井间砂体与井点岩性过渡自然,砂体规模与沉积观测结果相似,砂体连通性认识与干扰试井试验结果符合率达87%。本次砂体刻画结果及方法不仅能指导苏里格气田的勘探和开发部署,也可以为其他辫状河砂体认识提供借鉴。
目的 干扰试井显示苏里格气田主力产气层盒8下段砂体连通性差,SD27-36区块密井网（500 m×600 m）条件下砂体展布特征仍不明确。亟需探索砂体规模及叠置方式的刻画方法,以明确井间砂体的连通性。 方法 将现代河流和野外露头观测结果与地质统计学反演结合,以观测结果优化反演参数并建立刻画模型,精细识别砂体边界及其叠置关系,实现砂体三维空间定量刻画。 结果与结论 观测显示盒8下段辫状河单心滩砂体纵横向剖面上呈孤立、对接、切叠等多种接触关系,单砂体平面规模小（长200~600 m,宽50~250 m）,以叠置、复合方式形成特定形态的复合心滩砂体。地质统计学反演获得的砂体三维刻画结果边界清晰,井间砂体与井点岩性过渡自然,砂体规模与沉积观测结果相似,砂体连通性认识与干扰试井试验结果符合率达87%。本次砂体刻画结果及方法不仅能指导苏里格气田的勘探和开发部署,也可以为其他辫状河砂体认识提供借鉴。
2024, 42(5): 1723-1737.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.156
摘要:
目的 近年来,随着川中北部地区寒武系第二统沧浪铺组的不断勘探突破,沧浪铺组呈现出巨大的勘探潜力,而目前孔隙研究的薄弱制约了对储层发育特征的深入认识。 方法 基于岩心、铸体薄片和阴极发光等的观察与鉴定,运用图像识别软件获取岩石组分含量、孔隙参数等定量数据,对川中北部地区寒武系第二统沧浪铺组一段的孔隙特征、成因、不同岩性的孔隙演化模式开展研究。 结果 沧浪铺组一段的孔隙类型主要为粒内溶孔,与总面孔率的正相关性最好,其次是粒间溶孔。较高的鲕粒/陆源砂的含量比例是孔隙发育的重要物质基础,溶解作用是孔隙发育的最有利因素,而高能的陆棚鲕粒滩沉积是原生孔隙发育的关键。因为准同生期大气水的选择性溶解作用是形成沧一段主要鲕粒粒内溶孔的最有利的成岩作用,而准同生期—埋藏期的白云石化作用则增强岩石的抗压性、使固相体积缩小而增加岩石的面孔率,埋藏期的溶解作用则沿着构造破裂形成的裂缝和早期孔隙进行溶解扩大。陆源砂、胶结作用、压实作用和压溶作用等则不利于沧一段孔隙的发育。 结论 因此,有利的碳酸盐组分及后续的成岩—构造作用影响了孔隙的发育和演化,并形成了孔隙面孔率依次降低的岩性排序特征：亮晶鲕粒云岩、含砂鲕粒云岩、砂质鲕粒云岩、细粒岩屑砂岩、石灰岩类。
目的 近年来,随着川中北部地区寒武系第二统沧浪铺组的不断勘探突破,沧浪铺组呈现出巨大的勘探潜力,而目前孔隙研究的薄弱制约了对储层发育特征的深入认识。 方法 基于岩心、铸体薄片和阴极发光等的观察与鉴定,运用图像识别软件获取岩石组分含量、孔隙参数等定量数据,对川中北部地区寒武系第二统沧浪铺组一段的孔隙特征、成因、不同岩性的孔隙演化模式开展研究。 结果 沧浪铺组一段的孔隙类型主要为粒内溶孔,与总面孔率的正相关性最好,其次是粒间溶孔。较高的鲕粒/陆源砂的含量比例是孔隙发育的重要物质基础,溶解作用是孔隙发育的最有利因素,而高能的陆棚鲕粒滩沉积是原生孔隙发育的关键。因为准同生期大气水的选择性溶解作用是形成沧一段主要鲕粒粒内溶孔的最有利的成岩作用,而准同生期—埋藏期的白云石化作用则增强岩石的抗压性、使固相体积缩小而增加岩石的面孔率,埋藏期的溶解作用则沿着构造破裂形成的裂缝和早期孔隙进行溶解扩大。陆源砂、胶结作用、压实作用和压溶作用等则不利于沧一段孔隙的发育。 结论 因此,有利的碳酸盐组分及后续的成岩—构造作用影响了孔隙的发育和演化,并形成了孔隙面孔率依次降低的岩性排序特征：亮晶鲕粒云岩、含砂鲕粒云岩、砂质鲕粒云岩、细粒岩屑砂岩、石灰岩类。
2024, 42(5): 1738-1752.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.143
摘要:
目的 石英是海相页岩中最重要的矿物之一,以多种形式存在,并具有多种的硅质来源和成因,而不同类型的石英对于岩石力学性能和孔隙演化的贡献是不同的,且相关研究目前仍较薄弱,制约了对页岩储层特征的深入认识。 方法 简述了近年来海相页岩石英分类的最新进展,并在此基础上,在前期研究较为薄弱的下扬子地区,利用鼓地1井上奥陶统五峰组—下志留统高家边组海相页岩样品,综合运用薄片分析、X射线衍射分析、地球化学分析、场发射扫描电镜、核磁共振、能谱分析和阴极发光等多种方法手段,探究海相页岩石英类型和硅质来源,并进一步讨论生物成因微晶石英对页岩力学性质和孔隙发育等储层性质的影响。 结果 下扬子地区鼓地1井五峰组—高家边组页岩石英类型主要为碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英,其中碎屑石英为陆源输入,而微晶石英则为自生来源。硅质生物骨架镜下证据、生物硅含量、主微量元素特征等指标综合分析表明硅质生物可为微晶石英提供重要的硅质来源。 结论 海相页岩中的生物成因微晶石英增强了页岩的脆性,并且相互连接,形成刚性的硅质基质框架,很大程度上提高了页岩的力学性能。此外,这一刚性框架能够有效地保护微晶石英内部的有机质孔隙和粒间孔隙不被压实,有利于孔隙的保存。
目的 石英是海相页岩中最重要的矿物之一,以多种形式存在,并具有多种的硅质来源和成因,而不同类型的石英对于岩石力学性能和孔隙演化的贡献是不同的,且相关研究目前仍较薄弱,制约了对页岩储层特征的深入认识。 方法 简述了近年来海相页岩石英分类的最新进展,并在此基础上,在前期研究较为薄弱的下扬子地区,利用鼓地1井上奥陶统五峰组—下志留统高家边组海相页岩样品,综合运用薄片分析、X射线衍射分析、地球化学分析、场发射扫描电镜、核磁共振、能谱分析和阴极发光等多种方法手段,探究海相页岩石英类型和硅质来源,并进一步讨论生物成因微晶石英对页岩力学性质和孔隙发育等储层性质的影响。 结果 下扬子地区鼓地1井五峰组—高家边组页岩石英类型主要为碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英,其中碎屑石英为陆源输入,而微晶石英则为自生来源。硅质生物骨架镜下证据、生物硅含量、主微量元素特征等指标综合分析表明硅质生物可为微晶石英提供重要的硅质来源。 结论 海相页岩中的生物成因微晶石英增强了页岩的脆性,并且相互连接,形成刚性的硅质基质框架,很大程度上提高了页岩的力学性能。此外,这一刚性框架能够有效地保护微晶石英内部的有机质孔隙和粒间孔隙不被压实,有利于孔隙的保存。
2024, 42(5): 1753-1764.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.117
摘要:
目的 明确沙河子组优质烃源岩形成的主控因素,为松辽盆地深层天然气勘探方向优选提供地质依据。 方法 综合利用岩心、有机地球化学和元素地球化学等多种资料,系统研究沙河子组沉积环境和水体环境,明确了断裂活动、沉积相和古沉积环境对烃源岩有机质丰度、类型的控制作用。 结果 沙河子组发育暗色泥岩和煤岩两种类型烃源岩,沙I段沉积期断裂活动强,水体相对局限、深度大,形成的“深水窄盆”盐度高、还原性好,以半深湖相泥岩为主,沙II段时断裂活动弱,湖盆面积达到最大,形成的“浅水宽盆”盐度低、还原性变差,烃源岩以滨浅湖相煤岩为主。 结论 断裂活动在下降盘为泥岩堆积提供可容纳空间,控制了泥岩厚度；沉积环境影响有机质输入,决定了泥岩有机质类型和煤岩分布；由古盐度、古水深和氧化还原组成的古沉积环境影响有机质的富集和保存,是导致现今烃源岩质量差异的主要原因。
目的 明确沙河子组优质烃源岩形成的主控因素,为松辽盆地深层天然气勘探方向优选提供地质依据。 方法 综合利用岩心、有机地球化学和元素地球化学等多种资料,系统研究沙河子组沉积环境和水体环境,明确了断裂活动、沉积相和古沉积环境对烃源岩有机质丰度、类型的控制作用。 结果 沙河子组发育暗色泥岩和煤岩两种类型烃源岩,沙I段沉积期断裂活动强,水体相对局限、深度大,形成的“深水窄盆”盐度高、还原性好,以半深湖相泥岩为主,沙II段时断裂活动弱,湖盆面积达到最大,形成的“浅水宽盆”盐度低、还原性变差,烃源岩以滨浅湖相煤岩为主。 结论 断裂活动在下降盘为泥岩堆积提供可容纳空间,控制了泥岩厚度；沉积环境影响有机质输入,决定了泥岩有机质类型和煤岩分布；由古盐度、古水深和氧化还原组成的古沉积环境影响有机质的富集和保存,是导致现今烃源岩质量差异的主要原因。
2024, 42(5): 1765-1783.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.144
摘要:
目的 为了确定柴达木盆地西部英西地区古近系深部储层（E）原油的热演化程度和成因类型, 方法 利用色谱—质谱（GC-MS）和色谱—质谱—质谱（GC-MS-MS）技术,对其中的各类生物标志物、烷基菲和金刚烷类化合物的分布与组成特征进行了系统分析。【 结果与讨论 】分析结果表明该地区原油中正构烷烃系列均具有明显的偶碳优势,Pr/Ph比值低（<0.60）,Ph/nC18比值高（>1.30）,伽马蜡烷含量高,伽马蜡烷指数介于0.90~1.36,属于典型咸水湖相原油,这与研究区古近纪的沉积特征一致。但依据不同原油中长链三环萜烷系列的分布与组成特征,可将他们分成两类：一类原油中C19-49长链三环萜烷系列异常丰富,C19-30TT/C27-35H比值大于1.60,C23TT/C30H>1.40,并伴随有高甾藿比（>4.50）和高β-胡萝烷/nC37比值（>3.20）,表明藻类是其主要原始生烃母质；另一类原油中C19-30长链三环萜烷系列含量中等,C19-30TT/C27-35H比值小于0.50,C23TT/C30H<0.55,其甾藿比相对较低（<2.0）、β-胡萝卜烷含量中等,β-胡萝烷/nC37比值小于1.50,可见此类原油中藻类的贡献明显低于前一类原油。对比它们的甾、萜烷和金刚烷类化合物成熟度参数,发现这两组原油的成熟度相近,其对应的Ro值介于1.1%~1.3%,即它们形成于生油高峰之后、凝析油气形成以前这一演化阶段。 结论 影响研究区原油中长链三环萜烷系列相对丰度的主要因素是原始生烃母质,而非成熟度,因而它在研究区具有指示原油成因类型的作用,在后续油气勘探中应重点关注。
目的 为了确定柴达木盆地西部英西地区古近系深部储层（E）原油的热演化程度和成因类型, 方法 利用色谱—质谱（GC-MS）和色谱—质谱—质谱（GC-MS-MS）技术,对其中的各类生物标志物、烷基菲和金刚烷类化合物的分布与组成特征进行了系统分析。【 结果与讨论 】分析结果表明该地区原油中正构烷烃系列均具有明显的偶碳优势,Pr/Ph比值低（<0.60）,Ph/nC18比值高（>1.30）,伽马蜡烷含量高,伽马蜡烷指数介于0.90~1.36,属于典型咸水湖相原油,这与研究区古近纪的沉积特征一致。但依据不同原油中长链三环萜烷系列的分布与组成特征,可将他们分成两类：一类原油中C19-49长链三环萜烷系列异常丰富,C19-30TT/C27-35H比值大于1.60,C23TT/C30H>1.40,并伴随有高甾藿比（>4.50）和高β-胡萝烷/nC37比值（>3.20）,表明藻类是其主要原始生烃母质；另一类原油中C19-30长链三环萜烷系列含量中等,C19-30TT/C27-35H比值小于0.50,C23TT/C30H<0.55,其甾藿比相对较低（<2.0）、β-胡萝卜烷含量中等,β-胡萝烷/nC37比值小于1.50,可见此类原油中藻类的贡献明显低于前一类原油。对比它们的甾、萜烷和金刚烷类化合物成熟度参数,发现这两组原油的成熟度相近,其对应的Ro值介于1.1%~1.3%,即它们形成于生油高峰之后、凝析油气形成以前这一演化阶段。 结论 影响研究区原油中长链三环萜烷系列相对丰度的主要因素是原始生烃母质,而非成熟度,因而它在研究区具有指示原油成因类型的作用,在后续油气勘探中应重点关注。
2024, 42(5): 1784-1798.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.101
摘要:
目的 埃迪卡拉纪—寒武纪作为地质历史上的一个关键转折时期,地球系统在构造演化、气候波动、海洋环境和生物群落演化等方面都发生了巨大转变。深入研究这一时期的沉积物来源、古水深、古盐度和氧化还原条件,具有重要意义。 方法 选取四川盆地西南地区JS1井麦地坪组和筇竹寺组样品,详细开展了有机碳（TOC）、主量元素、微量元素和稀土元素分析。 结果与结论 麦地坪组—筇竹寺组物质来源较为一致,母岩以沉积岩和花岗岩为主,物源区形成于大陆边缘环境。麦地坪组轻稀土相对重稀土富集（（La/Yb）N=6.05）,轻微右倾,δEu的平均值略小于1,指示正常海水沉积,水体较浅,受热液作用影响不明显。筇竹寺组轻重稀土分异明显（（La/Yb）N=7.69）,轻稀土富集,重稀土亏损,右倾明显,具有弱的δCe和δEu负异常,可能与间歇性热液活动有关。此外,不同钻井对比分析表明,麦地坪组沉积期水体以氧化环境为主,区域上表现为潮坪相—浅水陆棚相的沉积体系；筇竹寺组整体属于厌氧环境,其底部为还原环境,向上缺氧程度降低,区域上表现为浅水—深水陆棚相沉积体系。
目的 埃迪卡拉纪—寒武纪作为地质历史上的一个关键转折时期,地球系统在构造演化、气候波动、海洋环境和生物群落演化等方面都发生了巨大转变。深入研究这一时期的沉积物来源、古水深、古盐度和氧化还原条件,具有重要意义。 方法 选取四川盆地西南地区JS1井麦地坪组和筇竹寺组样品,详细开展了有机碳（TOC）、主量元素、微量元素和稀土元素分析。 结果与结论 麦地坪组—筇竹寺组物质来源较为一致,母岩以沉积岩和花岗岩为主,物源区形成于大陆边缘环境。麦地坪组轻稀土相对重稀土富集（（La/Yb）N=6.05）,轻微右倾,δEu的平均值略小于1,指示正常海水沉积,水体较浅,受热液作用影响不明显。筇竹寺组轻重稀土分异明显（（La/Yb）N=7.69）,轻稀土富集,重稀土亏损,右倾明显,具有弱的δCe和δEu负异常,可能与间歇性热液活动有关。此外,不同钻井对比分析表明,麦地坪组沉积期水体以氧化环境为主,区域上表现为潮坪相—浅水陆棚相的沉积体系；筇竹寺组整体属于厌氧环境,其底部为还原环境,向上缺氧程度降低,区域上表现为浅水—深水陆棚相沉积体系。
2024, 42(5): 1799-1816.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.128
摘要:
目的 古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。 方法 通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。 结果 古龙页岩形成时期气候整体温暖潮湿,发育淡水—微咸水还原环境,具有较高的古湖泊生产力,沉积速率低,水体较深,为有机质形成、保存与富集提供了地质基础。页岩沉积时期古气候指数CIA介于63~74,以温湿气候为主,页岩沉积时期古盐度w（Sr）/w（Ba）介于0.23~1.00,为淡水—微咸水环境,w（V）/w（V+Ni）介于0.6~0.9,以还原—强还原水体为主,古水深25~117 m,属于半深湖—深湖沉积,（La/Yb）N值在0.90和1.41之间浮动变化,代表较低的沉积速率。 结论 古龙页岩有机质富集主要受古气候、古盐度、古水深、沉积速率和古湖泊生产力等因素的有利耦合。研究成果可有效指导松辽盆地古龙页岩油甜点预测和勘探开发工作。
目的 古龙页岩形成的古沉积环境是页岩油甜点预测的基础。 方法 通过松辽盆地现代湖盆水体盐度、古龙页岩的常微量元素、稀土元素及生物标志化合物等方法,深入研究了古龙页岩沉积环境的地球化学特征与有机质富集机理。 结果 古龙页岩形成时期气候整体温暖潮湿,发育淡水—微咸水还原环境,具有较高的古湖泊生产力,沉积速率低,水体较深,为有机质形成、保存与富集提供了地质基础。页岩沉积时期古气候指数CIA介于63~74,以温湿气候为主,页岩沉积时期古盐度w（Sr）/w（Ba）介于0.23~1.00,为淡水—微咸水环境,w（V）/w（V+Ni）介于0.6~0.9,以还原—强还原水体为主,古水深25~117 m,属于半深湖—深湖沉积,（La/Yb）N值在0.90和1.41之间浮动变化,代表较低的沉积速率。 结论 古龙页岩有机质富集主要受古气候、古盐度、古水深、沉积速率和古湖泊生产力等因素的有利耦合。研究成果可有效指导松辽盆地古龙页岩油甜点预测和勘探开发工作。
2024, 42(5): 1817-1831.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.088
摘要:
目的 中奥陶统烟溪组是近年来在湘中地区新查明的一套海相富有机质黑色细粒岩系,具有较好的页岩气勘探潜力,对这套黑色细粒岩系的沉积特征研究亟待加强。 方法 通过野外踏勘、薄片鉴定等开展烟溪组岩性、岩相组合类型识别,结合元素测试判定沉积环境,采用盆地分析技术结合区域构造运动史查明原型盆地性质、形态,确定黑色细粒岩系有利沉积相带、时空展布及沉积模式。 结果 烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主,粉砂质页岩、粉砂岩等次之；硅质岩以浅海环境下生物成因为主,碳质页岩形成于安静缺氧的深水滞留环境。在烟溪组内部可识别出四类岩相组合：厚层纯碳质页岩、碳质页岩与硅质岩组合、粉砂质页岩和硅质岩组合和粉—细砂岩夹薄层泥页岩组合；根据岩相组合类型烟溪组在垂向上可分为上、中、下三段,三段在区域上的分布厚度相对稳定,具有较好的对比性,中段厚层碳质页岩是最重要的烃源层系。烟溪组在区内呈东南厚、西北薄之特征,沉积相类型包括深水盆地、深水陆棚、浅水陆棚和浊积扇,各沉积相带在奥陶纪不同时期分布位置有所不同,分区明显,连续变化。 结论 湘中及周缘地区在中奥陶世处于缺氧的滞留水体环境,是一个稳定地块内的坳陷海盆,深水陆棚相和深水盆地相是烟溪组富有机质页岩发育的有利相带。
目的 中奥陶统烟溪组是近年来在湘中地区新查明的一套海相富有机质黑色细粒岩系,具有较好的页岩气勘探潜力,对这套黑色细粒岩系的沉积特征研究亟待加强。 方法 通过野外踏勘、薄片鉴定等开展烟溪组岩性、岩相组合类型识别,结合元素测试判定沉积环境,采用盆地分析技术结合区域构造运动史查明原型盆地性质、形态,确定黑色细粒岩系有利沉积相带、时空展布及沉积模式。 结果 烟溪组岩性以硅质岩和碳质页岩为主,粉砂质页岩、粉砂岩等次之；硅质岩以浅海环境下生物成因为主,碳质页岩形成于安静缺氧的深水滞留环境。在烟溪组内部可识别出四类岩相组合：厚层纯碳质页岩、碳质页岩与硅质岩组合、粉砂质页岩和硅质岩组合和粉—细砂岩夹薄层泥页岩组合；根据岩相组合类型烟溪组在垂向上可分为上、中、下三段,三段在区域上的分布厚度相对稳定,具有较好的对比性,中段厚层碳质页岩是最重要的烃源层系。烟溪组在区内呈东南厚、西北薄之特征,沉积相类型包括深水盆地、深水陆棚、浅水陆棚和浊积扇,各沉积相带在奥陶纪不同时期分布位置有所不同,分区明显,连续变化。 结论 湘中及周缘地区在中奥陶世处于缺氧的滞留水体环境,是一个稳定地块内的坳陷海盆,深水陆棚相和深水盆地相是烟溪组富有机质页岩发育的有利相带。
2024, 42(5): 1832-1848.
doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.153
摘要:
目的 川南地区上奥陶统和下志留统黑色页岩是页岩气勘探的主要目标,探究此套页岩的岩相划分、沉积环境以及沉积过程,可为页岩气勘探开发提供理论依据。 方法 通过岩心、光学显微镜以及扫描电镜的观察与分析,根据矿物组成及含量、沉积构造特征,并综合考虑生物作用及成岩作用对岩相进行划分；利用氧化—还原指标（U/Th、V/Cr、V/（V+Ni）、Ni/Co）、海平面变化指标（Ce*）、水体滞留程度指标（Mo/TOC）、古气候指标（Sr/Cu）、古盐度指标（Sr/Ba）以及古生产力指标（Cu、生源Ba）对古环境进行分析,并基于岩心和薄片观察、X射线荧光扫描以及矿物X衍射全岩分析对沉积过程进行识别。 结果 五峰组—龙马溪组页岩识别出六种岩相：生物硅质页岩、黏土质页岩、（长英质—钙质）粉砂页岩、钙质粉砂页岩、钙质页岩以及长英质粉砂页岩。沉积环境自下而上经历五个阶段的变化。五峰组—龙马溪组页岩主要是在低能条件下悬浮沉积形成,也在五峰组中部和龙马溪组下部发育上升流沉积,五峰组顶部发育少量风暴流沉积,在龙马溪组上部也见有重力滑塌、碎屑流、和浊流沉积。 结论 沉积环境的频繁变化以及沉积过程的多样性控制了岩相的类型与特征,进一步导致不同岩相的有机质含量、孔隙度、含气量等储层品质因素存在显著差异,后续仍需在页岩岩相与储层品质等方面加强研究,为页岩气的勘探与开发提供理论依据。
目的 川南地区上奥陶统和下志留统黑色页岩是页岩气勘探的主要目标,探究此套页岩的岩相划分、沉积环境以及沉积过程,可为页岩气勘探开发提供理论依据。 方法 通过岩心、光学显微镜以及扫描电镜的观察与分析,根据矿物组成及含量、沉积构造特征,并综合考虑生物作用及成岩作用对岩相进行划分；利用氧化—还原指标（U/Th、V/Cr、V/（V+Ni）、Ni/Co）、海平面变化指标（Ce*）、水体滞留程度指标（Mo/TOC）、古气候指标（Sr/Cu）、古盐度指标（Sr/Ba）以及古生产力指标（Cu、生源Ba）对古环境进行分析,并基于岩心和薄片观察、X射线荧光扫描以及矿物X衍射全岩分析对沉积过程进行识别。 结果 五峰组—龙马溪组页岩识别出六种岩相：生物硅质页岩、黏土质页岩、（长英质—钙质）粉砂页岩、钙质粉砂页岩、钙质页岩以及长英质粉砂页岩。沉积环境自下而上经历五个阶段的变化。五峰组—龙马溪组页岩主要是在低能条件下悬浮沉积形成,也在五峰组中部和龙马溪组下部发育上升流沉积,五峰组顶部发育少量风暴流沉积,在龙马溪组上部也见有重力滑塌、碎屑流、和浊流沉积。 结论 沉积环境的频繁变化以及沉积过程的多样性控制了岩相的类型与特征,进一步导致不同岩相的有机质含量、孔隙度、含气量等储层品质因素存在显著差异,后续仍需在页岩岩相与储层品质等方面加强研究,为页岩气的勘探与开发提供理论依据。
