湖相深水细粒物质的混合沉积作用探讨*

沉积物的混合是自然界的普遍现象,湖盆中广泛发育的深水细粒沉积岩本身就是一类混积岩。以东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段—沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为研究对象,通过厘米级岩心观察描述、小型沉积构造解剖、岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物分析及微量元素测试等方法,研究细粒物质的产出状态和混合方式;分析湖盆流体、气候及水体性质对细粒物质迁移、混合、沉积的控制作用,尝试探讨细粒物质的混合沉积机制。结果表明,湖相深水细粒沉积岩既有物质成分上的混合,也有结构的混合,且在宏观与微观的不同尺度均存在混合;混合沉积作用有均匀混合、纹层叠置混合、不均匀团块状混合等类型。纹层叠置混合沉积是最主要的混合沉积方式,依据纹层接触关系、所占比例及矿物产出状态可分为泥砂—灰纹层叠置混合型、泥—灰纹层叠置混合型、泥砂粒序—灰纹层叠置混合型、灰—泥—云纹层叠置混合型等。湖相深水细粒物质的混合沉积作用类型多且往往受多个因素同时控制,气候及水动力条件是控制细粒混合沉积岩发育的最主要因素,不同流体(浊流和底流)作用下的细粒沉积物混合作用存在差异。气候引起湖水性质变化及水体分层,从而控制不同类型细粒物质的絮凝沉降及化学沉积。不同构造部位、不同水体深度的混合作用不同;相同构造部位在垂向上也存在混合沉积方式的差异。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系细粒沉积岩特征及沉积环境

随着泥页岩油气勘探的深入,详细解剖细粒沉积岩的岩石类型和组成,对后续储集层研究中优势岩石组合的确立有重要意义。通过岩心观察、全岩X射线衍射等分析手段,以矿物含量和沉积构造作为主要依据,将渤海湾盆地东营凹陷古近系沙三下沙四上亚段细粒沉积岩划分为9种岩石类型,其以纹层状混合细粒沉积岩、块状混合细粒沉积岩、纹层状灰岩、纹层状粉砂质灰岩、纹层状黏土质粉砂岩为主。由特征元素比值Ca/Mg、Na/Al、Fe/Mn、Sr/Ba、V/(V+Ni)值及Ti、Al含量的垂向变化,可知东营凹陷细粒沉积岩在古气候、古水深、古盐度及水体氧化还原性、陆源输入程度等方面的演化具有明显阶段性,其气候在沙四上亚段沉积时期表现为由干冷变暖湿,在沙三下亚段沉积时期呈现暖湿相对湿冷暖湿相对湿热的演化;且在不同的演化阶段,岩石组合及特征均有差异。因此,温暖湿润的气候和陆源输入量的增加有助于纹层状混合细粒沉积岩大量沉积,而较为寒冷干燥的气候和相对低的陆源输入易于沉积纹层状粉砂质灰岩。这一结论有利于深化断陷湖盆细粒沉积岩岩石学的基础研究,可为后续油气勘探开发奠定坚实的基础。     

苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组细粒沉积岩纹层特征与成因

深水细粒沉积物不仅可作为烃源岩,也可成为非常规油气的储集层。以苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组阜二段半深湖—深湖水平层理细粒沉积岩为研究对象,通过高精度厘米级岩心观察描述、薄片鉴定、X射线衍射全岩矿物分析、微量元素测试及扫描电镜等手段,分析了岩石纹层特征并尝试探讨其成因。结果表明:高邮—金湖凹陷阜宁组二段半深湖—深湖细粒沉积岩岩性复杂,多种物质组分的混合及叠置形成了不同颜色的纹层。水平层理可根据纹层厚度进一步分为薄纹层状和厚纹层状2类沉积构造,两者的宏观与微观结构、物质组成等均存在差异。纹层成因复杂,但主要受形成和保存2个方面因素影响。在纹层形成过程中,各物质组分的产生与沉淀均具有季节性意义;纹层的保存主要与水体深度有关。     

沧东凹陷始新统孔店组二段深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造*

湖相深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造主要发育在泥岩和泥晶碳酸盐岩为主的地层中,大部分因为发育规模小(镜下尺度),在岩心观察中很容易被忽略掉。本文以沧东凹陷G108-8井孔店组二段(孔二段)细粒沉积岩为研究对象,通过密集的镜下观察和精细岩心描述,识别出同沉积微断裂、液化岩脉、微褶皱变形、微重荷变形和杂乱变形等多种类型的软沉积物变形构造。研究区深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造总体表现为规模小、垂向无明显重力流砂体伴生、原地成因、沉积纹层发育等特点。从应力调节方式的角度考虑,可以将软沉积物变形构造的形成机制划分为上覆应力卸载、侧向应力挤压和层内应力释放等3种类型,不同的形成机制分别是对不同沉积环境变化的响应。通过湖相深水细粒沉积岩软沉积物变形构造的研究,可以恢复古沉积环境变化、预测重力流方位,对深水细粒沉积岩的油气勘探也具有一定的指导意义。     

沧东凹陷始新统孔店组二段深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造

湖相深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造主要发育在泥岩和泥晶碳酸盐岩为主的地层中,大部分因为发育规模小(镜下尺度),在岩心观察中很容易被忽略掉。本文以沧东凹陷G108-8井孔店组二段(孔二段)细粒沉积岩为研究对象,通过密集的镜下观察和精细岩心描述,识别出同沉积微断裂、液化岩脉、微褶皱变形、微重荷变形和杂乱变形等多种类型的软沉积物变形构造。研究区深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造总体表现为规模小、垂向无明显重力流砂体伴生、原地成因、沉积纹层发育等特点。从应力调节方式的角度考虑,可以将软沉积物变形构造的形成机制划分为上覆应力卸载、侧向应力挤压和层内应力释放等3种类型,不同的形成机制分别是对不同沉积环境变化的响应。通过湖相深水细粒沉积岩软沉积物变形构造的研究,可以恢复古沉积环境变化、预测重力流方位,对深水细粒沉积岩的油气勘探也具有一定的指导意义。     

吐哈盆地胜北洼陷七克台组浅水湖相细粒沉只岩岩目特征、成因模式及页岩油意义

本文通过岩芯观察、常规薄片、全岩X射线衍射分析和扫描电镜等技术手段,结合无机地球化学沉积环境指标,对胜北洼陷七克台组二段(J2q2)浅水湖相细粒岩的岩相特征和沉积环境等进行研究,建立浅水湖相细粒岩沉积成因模式,并分析了其页岩油/致密油储层意义.研究结果表明:研究区细粒沉积岩具有复杂的矿物成分和沉积组构,有机质含量变化较大.综合矿物组分、沉积构造、有机质特征等因素,将七克台组二段细粒岩划分了11种岩相类型,主要为多组分混杂岩相,每一类岩相具有多种沉积构造,包括块状、含颗粒非纹层状和纹层状等类型.其中以含有机质块状长英质细粒混积/沉积岩相、含有机质块状碳酸盐细粒混积/沉积岩相和含有机质块状黏土质细粒混积岩相为主,少量的富有机质纹层状碳酸盐细粒混积/沉积岩相和含颗粒非纹层状碳酸盐细粒混积/沉积岩相.在古气候偏干旱、古盐度高、水体相对较深、陆源碎屑供给弱的条件下,湖盆水体主要发生化学和生物化学作用,碳酸盐细粒沉积岩/混积岩相较发育.不同沉积环境的岩相在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结为4种岩相组合类型,分别形成于浅水碳酸盐颗粒滩-湖湾相组合、湖湾-灰泥坪相组合、灰泥坪-砂泥坪相组合和混积滩坝-浅湖泥相组合.在细粒岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了七克台组二段浅水湖相细粒岩沉积模式.该套细粒岩具有中等偏高的生烃潜力,碳酸盐含量高的细粒岩发育碳酸盐晶间孔隙和微裂缝,且脆性矿物含量高而易于后期压裂改造,具备形成页岩油/致密油的有利条件,具有重要的勘探意义.     

济阳坳陷东营凹陷古近系红层—膏盐层沉积特征及模式*

济阳坳陷东营凹陷古近系孔店组一段—沙河街组四段下亚段（Ek1-Es4x）沉积时期发育了规模巨大的红层—膏盐层沉积。通过对红层—膏盐层沉积构造、碎屑颗粒粒度和沉积物垂向叠加样式等分析,表明红层沉积具有水上沉积作用和水下沉积作用共存、重力流沉积作用与牵引流沉积作用并存的特征。红层—膏盐层在盆地的不同位置具有明显不同的垂向叠加样式。通过地球化学特征分析和泥岩颜色分析,结合前人研究表明,红层—膏盐层沉积时期沉积环境以干旱为主,呈现干湿频繁交替的特征。气候相对潮湿时期,湖盆盐度较低,以沉积砂泥岩为主;气候干旱时期,湖盆盐度高,以沉积膏盐岩为主。红层—膏盐层沉积早中期为低水位振荡性湖泊,沉积晚期为高水位振荡性湖泊,两者沉积作用存在较为明显的差别。     

苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组细粒沉积岩纹层特征与成因*

深水细粒沉积物不仅可作为烃源岩,也可成为非常规油气的储集层。以苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组阜二段半深湖—深湖水平层理细粒沉积岩为研究对象,通过高精度厘米级岩心观察描述、薄片鉴定、X射线衍射全岩矿物分析、微量元素测试及扫描电镜等手段,分析了岩石纹层特征并尝试探讨其成因。结果表明: 高邮—金湖凹陷阜宁组二段半深湖—深湖细粒沉积岩岩性复杂,多种物质组分的混合及叠置形成了不同颜色的纹层。水平层理可根据纹层厚度进一步分为薄纹层状和厚纹层状2类沉积构造,两者的宏观与微观结构、物质组成等均存在差异。纹层成因复杂,但主要受形成和保存2个方面因素影响。在纹层形成过程中,各物质组分的产生与沉淀均具有季节性意义;纹层的保存主要与水体深度有关。     

中国东部断陷湖盆细粒沉积岩岩相划分方案探讨——以渤海湾盆地南部古近系细粒沉积岩为例

细粒沉积岩岩相研究是烃源岩和页岩油、致密油储层研究的重要基础,鉴于我国陆相断陷湖盆环境多变和细粒沉积岩类型多样、岩石组合类型复杂的特点,需要进行细粒沉积岩岩相分类。以渤海湾盆地南部古近系细粒沉积岩发育段为研究对象,通过厘米级岩芯观察描述、岩石薄片鉴定、激光共聚焦显微镜观察分析等技术,研究细粒沉积岩基本特征。陆相断陷湖盆细粒沉积岩岩相划分可以按照(1)宏观岩芯精细观察描述,归纳垂向岩石类型组合;(2)分析沉积微环境;(3)对不同岩石类型组合进行X射线全岩矿物衍射和TOC测试,划分岩石类型和岩相大类;(4)微观镜下剖析纹层叠置关系;(5)分析成因和形成机制,对岩亚类细分等5步进行。岩相大类划分要简洁,是为满足油田勘探工作易于操作、建立与常规测井资料之间关系等要求;亚类细分是便于研究微观源储关系、分析沉积微环境和储层微观结构等。     

长试管静置沉降实验结果对湖盆细粒沉积纹层成因的启示*

沉积结构与沉积构造的研究是目前细粒沉积学中的重要内容。同时,富有机质泥/页岩的纹层成因也一直是困扰人们的难题。影响湖盆细粒沉积物纹层形成的因素很多,其中盐度、有机质含量是非常重要的因素,尤其是油页岩在淡水与咸水环境均可发育,其纹层的形成与水体盐度有何关系需要深入探讨。通过长试管静置实验,模拟并观察在静水条件下,黏土矿物、富有机质泥质沉积物在淡水、微咸水及咸水3种湖盆水体环境中的沉降过程与沉降速率,通过实验观察绘制沉降过程曲线并计算沉降速率。研究表明: 在淡水中富有机质泥的沉降速率明显高于黏土矿物的沉降速率;而在微咸水与咸水中,黏土矿物的沉降速率明显比富有机质泥要高;同时,2种类型的细粒沉积物在3类水体环境中各自的沉降速率也存在不同的规律。通过分析实验结果,指出在不同水介质条件下,絮凝作用类型的差异与浮力作用的影响是造成细粒沉积速率差异的主要原因。而有机质、黏土矿物及水体盐度共同控制细粒沉积物的沉降速率,一旦这些条件发生变化,那么就容易形成类似或不同的纹层,尤其是有机质丰度与盐度变化时,更容易形成不同成分的纹层。因此,油页岩的形成除需要相对安静水体环境外,还与有机质丰度、黏土矿物含量、絮凝过程及水体盐度变化的综合响应有关,而并非单独与水体盐度相关。另外,受沉积作用影响,湖盆不同区域的细粒沉积构造类型有差异。     

长试管静置沉降实验结果对湖盆细粒沉积纹层成因的启示*

沉积结构与沉积构造的研究是目前细粒沉积学中的重要内容。同时,富有机质泥/页岩的纹层成因也一直是困扰人们的难题。影响湖盆细粒沉积物纹层形成的因素很多,其中盐度、有机质含量是非常重要的因素,尤其是油页岩在淡水与咸水环境均可发育,其纹层的形成与水体盐度有何关系需要深入探讨。通过长试管静置实验,模拟并观察在静水条件下,黏土矿物、富有机质泥质沉积物在淡水、微咸水及咸水3种湖盆水体环境中的沉降过程与沉降速率,通过实验观察绘制沉降过程曲线并计算沉降速率。研究表明: 在淡水中富有机质泥的沉降速率明显高于黏土矿物的沉降速率;而在微咸水与咸水中,黏土矿物的沉降速率明显比富有机质泥要高;同时,2种类型的细粒沉积物在3类水体环境中各自的沉降速率也存在不同的规律。通过分析实验结果,指出在不同水介质条件下,絮凝作用类型的差异与浮力作用的影响是造成细粒沉积速率差异的主要原因。而有机质、黏土矿物及水体盐度共同控制细粒沉积物的沉降速率,一旦这些条件发生变化,那么就容易形成类似或不同的纹层,尤其是有机质丰度与盐度变化时,更容易形成不同成分的纹层。因此,油页岩的形成除需要相对安静水体环境外,还与有机质丰度、黏土矿物含量、絮凝过程及水体盐度变化的综合响应有关,而并非单独与水体盐度相关。另外,受沉积作用影响,湖盆不同区域的细粒沉积构造类型有差异。     

湖相细粒混合沉积岩岩石类型划分:以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试等技术手段,以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密细粒沉积岩为研究对象,开展了岩相类型及特征的精细分析。研究结果表明:(1)致密细粒沉积岩矿物成分复杂、岩石组分多样,包括陆源碎屑组分、火山碎屑组分和碳酸盐组分,是一种过渡类型的混合沉积岩;(2)综合物质组分、沉积构造、有机质特征等因素,划分细粒混合沉积岩岩相类型,主要包括单一组分岩相和多组分混杂岩相两种类型,每一类岩相具有多种沉积构造,包括块状、条带-团块状和纹层状等类型;(3)研究区主要发育块状泥晶云岩相、块状粉砂质砂屑云岩相、块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相、纹层状粉砂质/泥质沉凝灰岩相和纹层状云质泥岩相等,不同岩相类型的储集物性、孔喉结构特征以及储集空间类型存在差异,其中块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相和纹层状粉砂质沉凝灰岩相为最有利岩相类型。     

沧东凹陷孔二段混合细粒沉积岩相特征及形成环境

沧东凹陷孔二段页岩层系广泛发育混合细粒沉积岩.混合细粒沉积岩的岩石类型划分和沉积环境分析是其成因研究的重要组成部分,有助于总结混合细粒沉积岩的沉积规律,寻找有利勘探目标.通过岩心与薄片观察、二维XRF（X射线荧光光谱）扫描,结合XRD（X射线衍射）、元素地球化学测试等资料,以矿物成分和沉积构造为主要依据,将孔二段混合细粒沉积岩划分为21种岩相;通过Sr/Cu、Mg/Ca、Sr/Ba、V/（V+Ni）、Al、Ti含量、Fe/Mn和（Fe+Al）/（Ca+Mg）等地球化学指标的垂向变化及岩相分析沉积环境演化.沧东凹陷孔二段混合细粒沉积岩主要发育在气候干旱、微咸水-咸水相、水体贫氧、陆源输入较强的半深湖-深湖环境中;岩相类型的发育同时受到水体的高盐度和陆源输入的影响,均一细粒沉积岩分布最广,其次为灰云细粒沉积岩,黏土细粒沉积岩不发育.      

吐哈盆地大河沿地区塔尔朗组细粒沉积岩特征

通过野外露头详细观察、薄片鉴定、X射线衍射分析、微量元素分析等技术,对大河沿地区塔尔朗组细粒沉积岩矿物成分、沉积构造、岩性岩相类型及沉积环境进行研究。结果表明:塔尔朗组细粒沉积岩矿物成分以石英和方解石为主,含少量长石及黏土矿物;沉积构造类型包括较强水动力下的粒序层理、小型交错层理、脉状层理以及静水环境下的纹层状构造;以颜色、矿物成分、沉积构造等因素为依据将细粒沉积岩划分为5种岩相,包括灰黑色薄层状混合细粒岩相、深黑色页状黏土岩相、灰黑色纹层状混合细粒岩相、灰色薄层状粉砂岩相、灰白色页状灰岩相;岩石类型包括碳酸盐岩类、细粒长英沉积岩类、细粒混合沉积岩类3种岩石类型。塔尔朗组细粒沉积岩沉积期温暖湿润,整体上属于还原的半咸水-咸水湖盆的产物。     

湖相细粒岩二级指标划分法岩相分类及其应用实例

采用细粒沉积岩宏观观察刻画与显微刻画的方法,探索基于湖相细粒沉积纹层类型及其结构特征作为关键指标的细粒岩岩相成因.提出了湖相细粒岩岩相的划分指标和原则,即以细粒沉积纹层作为细粒岩岩相划分的重要指标.用两级核心指标作为划分湖相细粒岩岩相及亚类的依据,分为一级指标和二级指标.一级指标为岩石组成类型,分为泥质岩类、灰岩类以及...     

陆相咸化湖盆细粒沉积岩分类及其石油地质意义

细粒沉积岩作为地壳表层最多的岩石类型,蕴藏着丰富的油气资源,是近些年油气工业领域研究的一个热点。由于细粒沉积岩主要由粒径小于0.062 5 mm的颗粒或晶体构成,成分多样复杂,导致其岩石类型术语运用混乱,该问题在陆相湖盆细粒沉积岩研究中尤为突出。为了建立科研人员之间清晰、高效的沟通渠道,提出一套三级命名分类方案,由大到小分别为沉积构造、结构与成分、盐组分。首先,按沉积构造分为层状细粒沉积岩和块状细粒沉积岩;然后,根据沉积结构和成分,划分出7种主要岩石类型;最后,根据盐组分再划分陆相湖盆不同演化阶段的岩石类型。该方案基于描述性的属性作为分类的标准,分级逐级描述,具有反映物源、水动力条件、咸化湖盆演化等成因意义。陆相湖盆细粒沉积岩的岩石学分类,不仅有助于理解细粒沉积岩层系中生烃母质类型和丰度的层位归属及演变,而且有助于预测地质“甜点”空间分布等,对细粒沉积岩的油气资源评价、科学优选目标、提升勘探开发整体效益等具有重要的理论和实践意义。     

陆相湖盆细粒岩油气的概念、特征及勘探意义:以渤海湾盆地沧东凹陷孔二段为例

陆相湖盆致密油气与传统致密油气和页岩油气有相关性,也体现出较大的差异性.通过对渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段（孔二段）优质"生油岩"开展岩性、物性、生烃特性、含油性、脆性综合分析及勘探实践,发现了一种赋存于陆相湖盆细粒沉积岩（粒径小于62.5 μm）之中的油气,并提出了细粒岩油气的概念.细粒岩油气不同于传统的致密油气和页岩油气,具有以细粒沉积为主,主要发育碳酸盐岩、细粒长英沉积岩、细粒混合沉积岩3种岩类;纵向上表现为纹层状或块状沉积,平面上稳定分布;3种岩性均具备良好的生烃条件,均具有一定的储集空间,均有明显的含油气特征,脆性矿物含量均较高,具有较好的可压裂性.该类油气藏在空间上连续稳定分布,整体含油气,甜点段富集高产,通过分段分簇大型压裂改造,具备长期稳产的有利条件,是陆相湖盆非常规油气勘探的重点领域.      

山东沾化凹陷孤岛油田馆上段浅水湖泊沉积

综合研究钻井、古生物和测井资料,认为孤岛油田新近系馆陶组上段馆1 2砂层组沉积时期发育浅水湖泊而非单一的河流相沉积。浅水湖泊湖盆地形平坦,湖面广阔,水体极浅;湖区受气候影响,湖平面频繁振荡式升降变化;沉积物多表现为氧化、还原环境交替的红灰相间的细粒沉积物;湖泊沉积构造发育,生物富集,水进→水退沉积旋回性明显。通过取心井的观察描述和分析化验,识别出水道砂坝、砂坪、混合坪、泥坪和沼泽5种沉积微相类型,建立了孤岛油田馆1 2砂层组浅水湖泊沉积模式。     

咸化湖盆细粒重力流沉积特征及其页岩油勘探意义——以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例

细粒重力流沉积作用是咸水深湖环境重要的沉积作用过程之一,它能把浅水细粒碎屑和有机质搬运到深湖,形成页岩油的甜点储层和优质源岩。开展咸化湖盆细粒重力流沉积特征的研究对陆相盆地页岩油评价具有重要的意义。准噶尔盆地玛湖凹陷风城组(P₁f)沉积时期发育了一套咸水湖泊环境下的湖底扇沉积体系,研究表明该体系扇缘可发育8类细粒重力流岩相组合：(1)细粒浓缩密度流-细粒过渡流-细粒碎屑流岩相组合;(2)细粒异重流岩相组合;(3)细粒浓缩密度流-细粒碎屑流岩相组合;(4)细粒浓缩密度流-泥流-安静水体空落岩相组合;(5)细粒过渡流-细粒碎屑流岩相组合;(6)细粒碎屑流-泥流岩相组合;(7)细粒碎屑流-湍流尾流岩相组合;(8)细粒下部过渡塞流-细粒上部过渡塞流-准层状泥(塞)流岩相组合。这8种岩相组合是细粒重力流沉积作用相互转化的结果,它们属于不完整的混合事件层,可构成一个完整的混合事件层。咸化湖盆、深层热卤水和凝灰质的加入使该湖底扇沉积体系的沉积物普遍含白云石、碳酸钠钙石、苏打石和硅硼钠石等矿物。其中,白云石为化学沉淀的方解石在准同生期和浅埋期形成的准同生白云石,碳酸钠钙石、苏打石...     

深湖相泥岩的成因类型和组合演化

本文通过对渤海湾地区东营盆地沙三段的研究,区分了深湖相泥岩的岩相类型。根据各类岩相的结构、沉积构造和层序、有机地球化学、元素地球化学、矿物成分、生物组合等特征对深湖相泥岩的成因类型进行了划分,并讨论了各成因系列的沉积作用。在此基础上分析了湖盆发展不同阶段由于盆地地形、湖水性质、骨架沉积体系的改变及深湖相泥岩成因类型组合的演化特征。