低可容空间浅水三角洲沉积层序及聚煤模式:以渤海湾地区下二叠统山西组为例*

为研究低可容空间浅水三角洲体系沉积层序及聚煤模式,以渤海湾地区下二叠统山西组为主要研究对象,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示低可容空间浅水三角洲体系聚煤模式。根据沉积相转换面以及下切谷冲刷面两类不整合面(SU)可将山西组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3,每个三级层序代表 1期三角洲。通过最大洪泛面(MFS)与最大水退面(MRS)将每个三级层序划分为LST、TST及HST 3个体系域,代表 9个四级层序。根据岩性参数等值线绘制一系列特定于层序的沉积相图,在可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制下,三角洲平原泛滥平原及三角洲前缘泥炭沼泽为聚煤中心,位于冀中坳陷东部、黄骅坳陷中北部以及济阳坳陷部分地区。泛滥平原中形成的煤层厚度大,且聚煤中心具有随三角洲推进逐渐南移的趋势,三角洲前缘聚煤环境相对较差,形成的煤层厚度较薄,且易被分流河道砂体冲刷。渤海湾地区下二叠统浅水三角洲层序地层学及沉积学分析为聚煤模式提供了基础,该模式包括LST、TST早期、TST中期、TST晚期以及HST 5个时期的演化。煤层主要聚集在Sq1与Sq2的TST以及HST时期。这些成果对渤海湾地区煤炭资源勘探及提高钻探工程地质效果具有现实意义。     

陆表海背景下障壁海岸体系沉积层序及聚煤模式 ——以渤海湾地区晚古生代太原组为例

渤海湾地区位于华北板块东部,是我国重要的煤炭产区,晚古生代发育多套可供工业开采的煤层,其中以陆表海背景下发育的海相煤层分布范围最广。为研究陆表海背景下障壁海岸体系沉积层序及聚煤模式,本文以渤海湾地区晚古生代太原组为研究对象,结合钻井及野外剖面资料,对该地区展开沉积学及层序地层学研究。在识别岩性及沉积相基础上,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示障壁海岸体系聚煤模式。太原组岩性以黄褐色、灰黑色泥岩及黄绿色、灰白色砂岩为主,夹数层海相灰岩及煤层。沉积相类型主要为潮坪相、潟湖相、障壁岛相及台地相。在障壁海岸体系背景下,基准面与沉积界面基本一致,层序界面多为沉积界面。根据沉积相转换面与下切谷冲刷面两类不整合面(SU)以及海侵方向转换面(TDS)可将太原组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3。通过最大海泛面(MFS)与最大海退面(MRS)将三级层序划分为低位体系域、海侵体系域及高位体系域3个体系域,代表 8个四级层序。Sq1时期,盆地内部地区未能提供稳定聚煤环境,煤层发育厚度较薄。Sq2时期,海平面升降对盆地内部影响增大,聚煤作用达到顶峰,煤层整体厚度增加并连接成片。Sq3时期,聚煤作用相对减弱,聚煤中心分布范围收缩,且孤立发育。统计钻井资料中煤层累积厚度可知,厚煤层发育主要集中在冀中坳陷东部、黄骅坳陷及济阳坳陷等地区。将研究区太原组聚煤模式划分为LST、TST早期、TST中期、TST晚期及HST五期演化过程。受可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制,泥炭坪及潟湖为有利聚煤中心。      

柴北缘西大滩地区下—中侏罗统层序—古地理及聚煤特征

柴达木盆地北缘西大滩地区是近年来新发现的煤炭资源有利勘探区,含煤岩系以早侏罗世小煤沟组和中侏罗世早期的大煤沟组及石门沟组为代表。根据露头剖面、钻孔岩芯及测井曲线对该含煤岩系的沉积相、层序地层格架、聚煤模式及岩相古地理进行研究,并对该区聚煤规律进行了分析。研究结果表明:区内含煤岩系由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、油页岩及煤组成,可识别出16种岩相类型以及冲积扇、辫状河三角洲与湖泊等3种沉积相类型。以区域不整合面、沉积相转换面、下切谷砂体底部冲刷面、岩性及颜色突变面等为层序界面,共识别出6个层序界面,划分出5个三级层序和相应的低位、湖侵及高位体系域。恢复出各个层序的岩相古地理,主要古地理单元为冲积扇、辫状河三角洲、滨浅湖及半深湖。研究区厚煤层主要发育于湖侵体系域上部靠近最大湖泛面处的下三角洲平原环境,这里作为低可容空间背景,较高的可容空间增加速率与较高的泥炭聚集速率相平衡,有利于泥炭/煤的聚集。煤层主要在层序SIII1、层序SIII2及层序SIII3中发育,由于古气候逐渐变得干燥,层序SIII4和SIII5聚煤作用变弱直至终止。     

哈密坳陷上二叠统──三叠系层序地层学研究

根据地质、地震、测井及地球化学资料对吐哈盆地哈密坳陷上二叠统－三叠系的层序地层学特征进行了研究。把上二叠统－三叠系划分为两个层序，每个层序发育LST，TST和HST等3个体系域。论述了哈密坳陷上三叠统－三叠系的沉积格局及其演化，确定出两套生储盖组合。     

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷下白垩统赛汉塔拉组层序地层及聚煤特征

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷是一个陆相断陷聚煤盆地,下白垩统赛汉塔拉组是其主要含煤地层,作者利用岩心、钻孔资料对其岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征进行研究。(1)赛汉塔拉组主要由砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳质泥岩及厚层褐煤组成,发育扇三角洲平原相、扇三角洲前缘相、辫状河三角洲平原相、辫状河三角洲前缘相、滨浅湖相,分别属于扇三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。(2)识别出2种层序界面:不整合面和下切谷冲刷面,将赛汉塔拉组划分为2个三级层序。从层序Ⅰ到层序Ⅱ,煤层厚度逐渐增大,聚煤作用逐渐增强。(3)在滨浅湖环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域早期,在扇/辫状河三角洲环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域晚期,煤层厚度在凹陷中部最大,向西北和东南方向均变小。聚煤作用明显受基底沉降作用影响,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而形成了区内巨厚煤层。     

沁水盆地西南缘石炭-二叠纪含煤岩系层序地层及聚煤特征

沁水盆地石炭-二叠系含煤地层,其空间展布受沉积环境和层序地层的控制。以沁水盆地西南缘为研究对象,利用岩心、钻井等资料分析含煤地层岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征,得到以下认识:①石炭-二叠系主要由粗砂岩、中细砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和可燃有机岩组成,发育三角洲平原相、三角洲前缘相等三角洲沉积体系及障壁-滨外陆棚沉积体系;②识别出区域不整合面、下切谷冲刷面及沉积体系转换面等3种层序界面,将石炭-二叠系含煤地层划分为3个三级层序,并进一步划分出低位、海(湖)侵及高位体系域,其中层序Ⅰ、层序Ⅲ中发育厚度稳定的可采煤层;③障壁-滨外陆棚环境下煤层在层序地层格架中位于最大海泛面附近,三角洲平原环境下煤层位于湖侵体系域早中期,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡条件下,形成厚层煤层。     

松辽盆地北部古龙地区登娄库组沉积与构造演化耦合关系研究

为明确松辽盆地北部古龙地区登娄库组沉积与构造演化的耦合关系,本文利用古龙地区的地震、钻井、测井和岩心等资料,通过古龙地区登娄库组的构造演化特征、层序地层格架和沉积特征综合研究,对古龙地区登娄库组构造演化对沉积充填特征的控制作用进行分析,结果表明,古龙地区登娄库组沉积时期为断坳转换期,可进一步划分为断陷盆地萎缩阶段早期和晚期、坳陷盆地孕育阶段早期和晚期4个构造演化阶段,分别对应4个三级层序(Sq1-Sq4); 古龙地区登娄库组主要发育冲积扇、扇三角洲、湖底扇、河流相、辫状河三角洲、浅水三角洲、湖泊沉积等沉积体系; 登娄库组构造演化控制着沉积充填演化,各构造演化阶段沉积体系分布特征及沉积演化模式具有明显的差异性,即沉积充填特征与构造演化过程具有良好的耦合关系。具体表现为:断陷盆地萎缩阶段早期(Sq1)和晚期(Sq2)下部地层受断陷作用控制,沉积充填特征符合陆相断陷湖盆沉积演化模式; 断陷盆地萎缩阶段晚期(Sq2)上部、坳陷盆地孕育阶段早期(Sq3)和晚期(Sq4)地层具有坳陷层序地层特征,其中萎缩阶段晚期(Sq2)上部和坳陷盆地孕育阶段早期(Sq3)属于坳陷盆地"河流-浅水三角洲"沉积模式; 坳陷盆地孕育阶段晚期(Sq4)发育干旱背景下的坳陷湖盆"洪水-河漫湖"沉积模式。     

准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组地貌演化及沉积响应

不同古地貌背景下,盆地沉积充填特征不同。以准噶尔盆地莫西庄—永进地区白垩系清水河组为例,综合野外露头、岩心、测井、分析化验和三维地震资料,进行古地貌演化背景下白垩系清水河组层序地层、沉积物源和沉积体系研究。研究结果表明:莫西庄—永进地区白垩系清水河组发育一个完整的三级层序,清水河组一段发育低位体系域(LST)和湖侵体系域(TST),清水河组二段发育高位体系域(HST)。早白垩世,车排子—莫索湾古隆起(车—莫古隆起)整体埋藏,古隆起局部高部位仍出露地表,随着盆地全区接受稳定沉积,古隆起逐渐消亡。LST时期,盆地沉积中心位于研究区北部;TST至HST时期,在北部构造抬升掀斜作用下,盆地地形趋于平缓,沉积中心逐渐南迁。在此构造演化背景下,盆外北部物源体系由东北、西北方向向研究区供源,在盆地缓坡带浅水背景下发育远源辫状河三角洲—滨浅湖沉积体系。LST时期,受古隆起残余地貌、湖平面变化及水动力条件的共同影响,沉积碎屑多沉积于地貌低势区,发育局限展布的浅水辫状河三角洲,研究区以三角洲内前缘沉积为主,水下分流河道连片发育;LST时期发育的沉积体系平缓了原始地貌,在车—莫古隆起上继承性沉积TST时期的滨浅湖沉积体系和HST时期的浅水辫状河三角洲沉积体系,其中HST时期研究区以三角洲外前缘沉积为主,广泛发育席状砂,局部发育水下分流河道。继承性地貌控制盆地不同部位的沉积可容空间,决定沉积物搬运及分散路径,进而控制盆地的沉积充填类型和特征。     

鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序—古地理与聚煤规律

为研究鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序地层格架下的沉积演化与聚煤规律,利用野外露头、钻孔以及测井资料,识别出瓦窑堡组共发育5种岩石类型及17种岩相类型。以区域不整合面、地层颜色突变面和河道下切谷冲刷面等层序地层界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序SQ1、SQ2和SQ3,确定了每个层序的沉积范围、岩相组合及沉积体系。采用单因素作图法,综合考虑沉积相等多因素确定沉积单元边界,恢复了三级层序的沉积格局。瓦窑堡期沉积单元主要为曲流河、冲积平原沉积、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊,自SQ1期至SQ3期,冲积平原、三角洲沉积逐步向湖域推进,滨—浅湖范围逐渐萎缩。三角洲平原的发育为聚煤作用提供了有利场所,形成了具有一定工业价值的煤层。从SQ1期到SQ3期,聚煤作用主要发生于湖侵体系域,且随着聚煤作用逐渐增强,泥炭堆积速率与可容空间增加速率逐渐达到平衡,煤层总厚度和单层煤层最大厚度逐渐增大。该研究成果可为鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组煤炭资源潜力预测和富油煤形成机理研究提供地质依据。     

济阳坳陷下第三系湖相沉积的层序地层学分析

本文按照层序地层学原理,应用多种资料,分析了济阳坳陷地震T2,T6际准层的层序地层学意义,将济阳坳陷下第三系划分成3个二级层序,其中又可以划分出多个三级层序。每个二级层序都可以分成3个体系域:低水位体系域（LST）以盐（膏）岩或灰色泥岩,碳酸盐岩沉积为主;水进体系域（TST）以大套暗色泥岩沉积为特征;高水位体系域（HST）对应于河流 三角洲沉积。湖水面升降与构造运动,古气候及全球性海平面变化有关。3次大的水进期形成的暗色泥岩是主要生油层。低水位近岸（水下）扇、斜坡碳酸盐岩、与三角洲有关的各类砂体是良好的油气储层。层序地层学原理可以应用于湖相沉积。     

淄博博山地区晚古生代煤系层序地层与聚煤作用

为揭示渤海湾盆地陆表海背景下的煤系层序地层界面形成机制以及层序地层格架内的聚煤作用特征,以淄博博山地区为例开展了本溪组、太原组和山西组的层序地层及聚煤作用研究。研究区内共识别出古构造运动形成的区域性构造不整合面、正常海退形成的下切谷冲刷面、盆地基底构造运动形成的海侵方向转换面、初始海泛面、最大海泛面以及最大海退面等层序界面类型,将研究区含煤地层划分为三个七级层序。经对比研究层序内的煤层的发育特征后认为,潮坪泥炭坪、潟湖及三角洲平原泥炭沼泽为煤层最有利发育相带。SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6层序内均有可采煤层发育。     

四川宝鼎盆地晚三叠世层序地层与聚煤作用

运用钻井岩心、测井及层序地层学的有关理论、方法,对位于扬子地块西缘、四川攀枝花地区的宝鼎盆地的含煤岩系进行了层序地层学与聚煤作用研究。在主要含煤段大荞地组发育12个层序界面和11个四级层序,其中在40#煤层以上地层发育层序Ⅳ到层序Ⅺ等8个四级层序。伴随着宝鼎盆地由断陷盆地(大荞地组沉积时期)向大型拗陷盆地(宝鼎组沉积时期)演化,盆地基底沉降速率减小,可容空间增加速率降低,聚煤作用在垂向上先增强再减弱。断陷盆地发育早期,聚煤作用较弱;断陷盆地发展中期(层序Ⅳ-层序Ⅷ),主要煤层多发育于低位体系域、初始湖泛面附近和高位体系域中晚期,平面上聚煤中心位于可容空间增加速率中等的三角洲平原相带;至盆地发展晚期(层序Ⅸ-层序Ⅺ),主要煤层的发育位置逐渐向四级层序最大湖泛面靠近,平面上聚煤中心向可容空间增加速率最大的盆地沉积中心迁移。     

塔里木盆地巴楚及塔中地区二叠系层序地层学分析

通过钻井、测井以及野外剖面等资料的综合分析,塔里木盆地巴楚及塔中地区二叠系可识别出6个层序边界.除B4为Ⅱ型层序边界外,其他各层序边界均为Ⅰ型层序边界,并以侵蚀下切为特征.根据6个层序边界可将二叠系划分为5个三级层序,这些层序均符合Vail经典层序地层学模式.SQ4层序可识别出湖侵体系域和高位体系域,SQ1、SQ2、SQ3、SQ5层序可识别出低位体系域、海(湖)侵体系域和高位体系域.低位体系域为河流相性质的侵蚀沟谷充填沉积,海(湖)侵体系域为滨浅湖和半深湖沉积,高位体系域为半深湖-滨浅湖以及三角洲沉积,另外,SQ3层序高位体系域上部还发育火山岩.河流相侵蚀沟谷充填沉积和三角洲沉积主要分布在塔东隆起西部斜坡上.     

中国南方二叠纪层序地层时空格架及充填特征

据华南二叠纪不同沉积盆地层序地层区域分布、纵向演化及其充填特征分析研究,初步建立了上扬子克拉通-右江盆地-钦防盆地、中扬子克拉通及全区的层序地层时空格架模型;提出层序充填可分为两个阶段:早二叠世碳酸盐缓坡-台地层序充填阶段,晚二叠世陆源碎屑为主与火山碎屑相混层序充填阶段;认为全区二叠纪四个Ⅰ型层序受控于构造隆升事件,晚二叠世层序TST普遍发育火山碎屑沉积,古陆边缘HST或少量SMT/LST大多由三角洲沉积体系进积叠加而成,上扬子克拉通及右江地区的生物礁以海侵和高位型为特色。     

北京西山潭柘寺地区石炭—二叠纪层序地层与聚煤作用研究

通过露头剖面及钻孔岩心数据,对北京西山潭柘寺地区石炭—二叠纪陆相及海陆过渡相含煤岩系进行了层序地层和聚煤作用研究。依据区域不整合面（古风化壳）、下切河道砂体底面、生物缺失带、海侵方向转换面以及岩性突变面等特征辨认出8个层序界面,据此将研究区石炭—二叠系划分为7个三级层序,分别对应于本溪组及太原组M6煤层底板以下、太原组中上部、山西组、下石盒子组、红庙岭组下段、红庙岭组上段、双泉组。根据岩相及沉积环境变化特征,可将每个三级层序进一步划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。区内可采煤层（如M4）形成于下三角洲平原沉积环境,在三级层序内一般位于最大海泛面附近。     

华南晚二叠世层序—古地理及聚煤规律*

晚二叠世是地质历史中重要的成煤时期,在中国南方多个省区都形成了可采煤层。受海平面变化的影响,华南地区晚二叠世发育一套完整的陆相—海陆过渡相—海相含煤岩系。通过对野外露头及钻孔剖面资料分析,识别出了区域不整合面、下切谷底部冲刷面、河道间古土壤层和沉积相转换面等关键层序地层界面,以及依据海相石灰岩标志层横向分布规律反映的区域最大海泛面,同时结合前人关于华南地区地层对比及煤层对比方面的成果,将华南上二叠统划分为3个三级层序及9个体系域。利用单因素分析多因素综合作图法恢复了各层序中岩相古地理及煤层分布规律,结果表明:层序Ⅰ中煤层主要形成于潮控下三角洲平原以及潟湖潮坪环境,厚煤层的展布受这些沉积相带控制;层序Ⅱ中三角洲平原环境中煤层最厚,开阔台地煤层最薄,平面上煤层厚度表现为西部厚、中部次之、东部无煤的阶梯式递变;层序Ⅲ中煤层主要形成于三角洲平原环境,此时聚煤作用主要发生于华南西部的康滇古陆东侧,在华南中部及东部大部地区发育的浅海台地和深水盆地均不利于聚煤作用发生。     

尼日尔Termit盆地上白垩统Madama组地震相识别与沉积相演化分析

以层序地层学及沉积学理论为指导,综合运用测井、录井以及地震资料,将尼日尔Termit盆地上白垩统Madama组划分为一个三级层序(MS),并进一步识别出低位体系域、海侵体系域以及高位体系域。在等时层序地层格架内,识别出前积反射地震相、河道充填反射地震相、平行-亚平行反射地震相以及杂乱反射地震相等四种类型,并识别出辫状河三角洲的沉积相类型。认为层序MS的低位体系域主要发育辫状河三角洲前缘亚相,高位体系域则主要发育辫状河三角洲平原亚相。Madama组整体表现为一个海退的沉积演化过程。