正断层控制下冲积扇沉积过程与沉积构型模拟实验

正断层构造广泛发育于盆地内和造山带中,其对可容空间分配及沉积物分布具有明显的控制作用,从而影响了冲积扇形态。为进一步探究正断层构造对冲积扇沉积过程及其内部构型的控制作用,利用水槽实验对正断层构造发育背景下的冲积扇发育过程进行模拟再现。研究表明,携带大量沉积物的碎屑流优先在上盘近断层处泄载,后经牵引流的改造,形成沿断面垂向生长、尖端指向物源的三角形分水滩。水动力较强时碎屑流越过分水滩并在分水滩尾部发育越滩朵体,水动力较弱时碎屑流遇分水滩尖端分流后沿断面在分水滩两侧发育断面朵体。受控于断面及分水滩的阻挡,冲积扇表面不同位置的沉积物泄载过程差异较大,粒度差异明显,上盘扇体中分水滩沉积物偏粗,越滩朵体次之,断面朵体最细。冲积扇的发育过程依据分水滩砂体厚度和断距大小之间的差异,共分为3个阶段。断距大小还会影响冲积扇沉积构型,断距越大,上盘可容空间越大,分水滩发育时间越长,扇体内部砂体叠置样式越复杂。受控于正断层的冲积扇内部构型在垂直物源剖面上从近端至远端,分别发育纵向沙坝、分水滩及碎屑流朵体,在平行物源剖面上以复合水道主控、分水滩叠复体主控、多期朵体叠复体主控为主。     

冲积扇沉积构型研究进展*

冲积扇是发育于盆地边缘的一种重要的沉积相类型。近20年来,在冲积扇分布的控制作用、内部构型及储集层特征研究等方面取得了很大的进展:(1)深化了断层活动、物源岩性条件及不同级次基准面旋回对冲积扇沉积构型的控制作用机理;(2)建立了碎屑流主控、碎屑流与河流主控、河流主控的冲积扇以及末端扇的沉积构型模式;(3)分析了冲积扇沉积机制及沉积构型对储集层质量的控制作用。今后有必要充分应用水槽模拟实验、沉积数值模拟和探地雷达等先进技术,对冲积扇沉积过程、内部构型及储集层非均质性进行更为深入的研究。     

汾河裂谷晋中盆地内第四纪沉积序列与沉积环境恢复

晋中盆地是位于汾渭地堑系中部的新生代陆内断陷沉积盆地,研究晋中盆地第四纪的沉积序列对于进一步认识该盆地区域构造和区域气候环境变化具有重要意义。为查明晋中盆地第四纪沉积序列结构、研究揭示晋中盆地第四纪沉积环境及演化,通过构造岩相学方法,对晋中盆地地表和钻孔内第四纪沉积物和沉积环境进行了研究。结果表明:晋中盆地清徐地区地表第四纪沉积序列结构为盆地内部沱阳组河床相和河漫滩相-盆地边缘汾河组河流相—盆山过渡带峙峪组河流相、汾河组冲积扇相及马兰组风积相-基岩山地（盆地外围）二叠系浅海相。钻孔岩芯内第四纪沉积序列结构为下更新统浅湖相和滨湖相—中更新统浅湖相和河流相—上更新统河流相和冲积扇相—全新统冲积扇相。研究认为晋中新生代陆内断陷盆地内沉积序列和演化结构为早更新世陆相湖盆沉积环境—中更新世萎缩湖泊环境—晚更新世强烈萎缩的湖泊和河流环境—全新世再度沉降的陆相湖盆;陆相湖盆从中心向山地沉积环境分带为湖泊沉积环境—河流和湖泊沉积环境—冲积扇沉积环境（盆地边缘出山口区）。盆山过渡带地区上更新世沉积物错位现象与同沉积活动断裂有关,断裂活动性揭示了晋中盆地阶梯式断陷成盆的动力学机制。这些研究成果为区域气候环境变化和晋中盆地区域构造研究提供了新证据,也为太原市城市群建设中工程场址的选择提了供参考。      

东海盆地某凹陷P井区平湖组沉积微相及沉积模式

以东海陆架盆地某凹陷西部斜坡带P井区7口井的岩心详细观察与描述资料为基础,综合利用测井、分析化验数据及地震等资料,研究平湖组沉积微相及沉积模式.结果表明：P井区平湖组发育一套海陆过渡沉积体系,主要为潮汐影响的三角洲-潮坪相沉积,沉积亚相主要包括三角洲前缘、前三角洲和潮间带.进一步识别出了水下分流河道、河口沙坝、分流间湾、潮汐水道等7种沉积微相.同生断层对沉积微相平面分布影响明显.断距较小时,随着物源与断层走向夹角的增大,水下分流河道会出现改道等现象;断距较大时,水下分流河道沉积物仅在同生断层上盘低部位沉积,向盆地中心推进有限.在沉积体系分析的基础上,建立了研究区潮汐影响三角洲前缘的沉积模式.     

伊舒地堑方正断陷新安村组沉积微相研究

依据岩心、地震、测井和录井资料,应用层序地层学和沉积学的原理和方法,查明了伊舒地堑方正断陷新安村组沉积微相特征.结果表明,方正断陷新安村组发育的沉积微相类型主要为分流河道、水下分流河道、河口坝、席状砂、滨浅湖砂质滩坝、泥质滩坝.在平面上沿北西部断裂向断陷中间依次过渡为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、湖泊相,部分区域发育湖底扇;沿南东部断裂向断裂中间依次发育扇三角洲前缘和湖泊相.扇三角洲相在北部发育,湖泊相在南部和中部发育。     

塔里木盆地西南缘中生代沉积古环境恢复

对塔里木盆地西南缘中生代沉积相和沉积环境的研究,不仅可以了解晚三叠世—晚白垩世塔里木板块南缘活动大陆边缘的历次碰撞事件,也为研究新生代中亚地区强烈的陆内变形活动提供了重要信息。本文利用野外地质调查结果和地球物理资料,在沉积相和地震相分析基础上,重建中生代沉积体系和沉积环境。结果表明:塔里木盆地西南缘中生界的原始分布受晚三叠世弧后前陆冲带冲断作用和造山后伸展作用形成的古地形控制。早侏罗世发育了一系列独立分割的小断陷,以巨厚的冲积扇、辫状河三角洲沉积为特征,其受控于NWW—SEE走向的正断层,而非NW—SE走向的古塔拉斯-费尔干纳右旋走滑断裂;早侏罗世晚期—中侏罗世广泛发育滨浅湖和河流-沼泽相沉积,可能存在一个连通了塔里木盆地南缘、吐拉以及柴达木盆地西缘的统一沉积坳陷;至晚侏罗世,冲积环境再次出现,发育的粗粒碎屑岩为早白垩世湖盆扩张前的产物;早白垩世,丰富的陆源碎屑在古昆仑山前形成多个相互叠置的冲积扇—扇三角洲—扇三角洲平原沉积体;晚白垩世,随着海水自西向东侵入,塔里木盆地西南缘陆相碎屑沉积向东逐渐退却,海相沉积占有优势。     

阵发性洪水条件下辫状河型冲积扇构型研究:以准噶尔盆地西北缘现代白杨河冲积扇为例*

白杨河冲积扇是由阵发性洪水期的碎屑流沉积物与间洪期辫状河沉积物组成的复合型冲积扇,其构型与碎屑流扇的构型和河流型扇的构型有很大的不同。本研究选取准噶尔盆地西北缘干旱气候下发育的现代白杨河冲积扇作为解剖实例,对103个天然剖面和9个人工大型探槽进行了详细测量,在沉积微相及不同级别的沉积构型的观测和分析的基础上,分析了阵发性洪水条件下间歇性辫状河型冲积扇体的地貌单元的演化过程和沉积构型特征,研究不同流态的阵发性洪水条件下各种建造和改造机制,明确受阵发性洪水控制的间歇性辫状河型冲积扇的沉积特征,建立了其沉积构型模式。认为: 在洪水期,阵发性洪流(碎屑流)形成席状化的片流(或片洪)沉积,在洪退期,随着洪水强度的减弱,又转变为辫流沉积,而在间洪期,仍有持续的辫状流体(牵引流)在限制性的水道中流动,并对洪水期的碎屑流沉积物进行改造,形成了限制性的(条带状的)辫状河道沉积,2个时期的沉积物在时空上频繁叠置,形成了一种更加复杂的沉积构型。该模式对油田地下冲积扇砂砾储集层的成因识别、预测及对比具有一定的参考价值。     

断陷湖泊水下扇类型与分布模式*

水下扇是断陷湖泊中一种重要沉积类型,近年来受到关注度越来越高。海洋和湖泊中与重力流有关的各类扇体的术语很多,诸如深水扇、盆底扇、湖底扇、斜坡扇、滑塌扇和浊积扇等,而它们都是不同类型的水下扇。国内沉积学界对湖泊水下扇这一术语的合理性一直有争议,与之相关的术语有水下冲积扇、近岸水下扇和远岸浊积岸等。文中梳理了有关水下扇的一些术语的含义异同,进而明确了断陷湖泊水下扇的基本类型;明确提出了湖泊外部物源体系与内部物源体系,并由此建立了湖泊水下扇的沉积分布模式;最后讨论对比了水下扇、冲积扇及扇三角洲之间的沉积差异,以期为今后深入研究这一类型沉积体提供借鉴。     

黄河口凹陷A区古近系沙河街组三段沉积相

通过岩心观察描述和沉积相分析，结合地震、测井、录井、分析化验资料综合分析结果表明：黄河口凹陷A区沙河街组三段发育扇三角洲相、湖底扇相和湖泊相。沙三段下亚段沉积相特征在沙三段沉积时期具有代表性。沙三段下亚段主要储层沉积相类型为扇三角洲相和湖底扇相。扇三角洲相划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲3个亚相。扇三角洲平原亚相由泥石流和水道沉积组成。扇三角洲前缘亚相由近端坝和远端坝沉积组成。湖底扇相可分为内扇、中扇和外扇3个亚相。内扇主要由滑塌堆积和碎屑流沉积组成，中扇主要由碎屑流和浊流沉积组成，外扇主要由浊流沉积组成。沙三段下亚段沉积时期，沉积相的平面展布具有一定的规律性，表现为：靠近南部盆缘断裂发育扇三角洲相，向湖方向发育湖底扇相，向北逐渐过渡为湖泊相。沙三段下亚段沉积时期，盆地明显为南陡北缓的箕状断陷湖盆，陡坡带活动盆缘断裂控制了扇三角洲相的分布。     

干旱条件下冲积扇的沉积构型和演化过程: 基于水槽模拟实验

利用延时相机以及3D激光扫描仪等设备,通过水槽实验获得了74组扇面地貌数据,并采用定量化的软件对这些数据进行了精细的沉积学分析,明确了干旱条件下冲积扇的沉积演化过程及其控制的沉积构型。研究表明: (1)干旱条件下冲积扇沉积演化过程中水动力、水流样式、扇体增生规律等均存在明显的差异性,根据这些差异将整个模拟实验分为早期、中期、晚期3个阶段。(2)实验早期,扇体水动力较强,主控沉积作用为片流沉积,根据片流沉积的分布范围,可将其分为整体片流沉积和局部片流沉积。(3)实验中期,扇体中远端水动力及扇面扩大速率均有所减小,主控沉积作用为非限定性水道,主要沉积体为朵体沉积,非限定性水道主要分布在近源端,而朵体主要分布在水道末端的开阔地带。(4)实验晚期,受巨大的扇体影响,水动力进一步减小,主控沉积作用为限定性水道沉积。(5)通过实验研究,建立了具有明显3层结构的干旱条件下冲积扇沉积构型模式,其中底层是片流朵体复合体、中层为非限制性水道与末端朵体复合体、顶层是水道和小型末端朵体复合体。     

Architectures and evolution of arid alluvial fans: Insights from a flume experiment

Using time-lapse cameras and a 3D laser scanner,74 groups of geomorphic data of alluvial fans were obtained through flume experiments. Then a detailed sedimentary analysis based on these data was performed by using a quantitative software to reveal the sedimentary evolution process of the arid alluvial fan and its depositional architecture. Results suggest that there are obvious differences in hydrodynamics,water flow patterns and growth pattern during the evolution of arid alluvial fans. Based on these differences,the experiment is divided into three stages,including an early,middle,and late stage. In the early stage,the fan surface hydrodynamics was relatively strong,and the sheet flow dominated the deposition. According to the distribution of sheet flow deposits,it can be divided into wide-spread sheet flow deposition and local sheet flow deposition. In the middle period of the experiment,the hydrodynamic strength and expansion rate at the middle-distal part of the fan body reduced. The non-confined channel which is close to the source dominated the deposition,and terminal lobe was mainly deposited on the edge of the river channel. In the late stage of the experiment,the hydrodynamic further reduced causing by the large fan surface and confined channels were the main deposits. Through the flume experiment,an arid alluvial fan depositional architecture model with a three-layer structure has been established. The bottom layer is of a sheet flow lobe complex,the middle layer is characterized by unconfined channels and terminal lobes,and the top layer is constituted by stacked confined channels and small terminal lobes.     

高邮凹陷古近系戴南组扇三角洲沉积体系及其沉积相模式

扇三角洲是苏北盆地高邮凹陷戴南组较为发育的一种沉积类型,集中分布在凹陷南部陡坡带一侧,是该区一个重要的勘探领域。根据岩芯、测井、地震、粒度等资料,对高邮凹陷古近系戴南组扇三角洲的沉积特征进行了研究,建立了高邮凹陷戴南组的沉积相模式。根据单井沉积相、连井沉积相分析以及地震剖面反射特征和砂地比图综合分析,确定了戴南组各亚段沉积相的平面展布,编制了戴南组各亚段沉积相分布图。结果表明：高邮凹陷南部陡坡带地形陡,存在扇三角洲发育的条件,也存在反映浅水环境的岩性特点,成分成熟度和结构成熟度低反映了近物源的条件,还发现反映牵引流和重力流共存的沉积构造特点;从地震反射特征上看,反射结构不稳定,并发现向盆地边缘加厚的楔形地震相。在此基础上,重点对戴南组扇三角洲相各微相进行了分析,共划分出扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相,并进一步划分出水上分流河道、漫滩沼泽、水下分流河道、分流河道间和席状砂等微相,最后详细阐述了各微相的沉积特征。     

惠民凹陷西部沙四下亚段冲积扇沉积类型与成因分析

本文在岩心观察和描述的基础上,结合地震、测井等资料及平面上砂体的分布形态,对惠民凹陷西部沙四下亚段的沉积特征及成因进行了研究。认为研究区沙四下亚段主要发育冲积扇沉积的泥石流扇和辫状河扇两种类型,共识别出了6种沉积微相。宁南断层和无南断层下降盘发育大面积的辫状河扇沉积。砂体垂直岸线分布,延伸距离较远。平面上分布呈扇形,沉积相带分异不明显,主要沉积微相为辫状河道、河道砂坝与河道间沉积。邻近齐广断层断崖处发育泥石流扇沉积,砂体不甚发育,与辫状河扇相比,该沉积类型砾岩富集,扇体规模较小。相带变化比较明显,主要沉积微相为泥石流沉积、河道沉积与漫流沉积。该沉积体系的形成主要受构造活动、古地貌、物源区性质与古气候等因素的影响,断裂活动是该沉积体系形成的决定性因素。     

辽西黑水地区白垩系孙家湾组上段沉积相及其演化

黑水地区孙家湾组上段可划分为3个亚段,主要为冲积扇相,宏观上分为近端砾质辫状平原、远端砂质辫状平原、扇前洪泛平原3个亚相,进一步细分为泥石流、砾质辫状河道、砾质坝、砂质辫状河道、砂质坝、洪泛细粒、泥炭沼泽沉积等微相。孙家湾组上段第1亚段为在干旱-潮湿过渡气候下形成的退积型旱地扇沉积;第2亚段为在潮湿气候下形成的退积型湿地扇沉积;第3亚段为在潮湿气候下形成的进积型湿地扇沉积。黑水地区孙家湾组经历了早期退积型的干旱扇、中期退积型的湿地扇和晚期进积型的湿地扇的演化过程。     

断陷湖盆水下扇沉积特征：以南大港断层下降盘典型断块为例

南大港构造带下降盘沙河街组沙三段岩石类型为砾岩、砂岩、粉砂岩及泥岩组合。岩心中发育块状构造、交错层理、变形层理等重力流和牵引流沉积构造,炭屑、植物茎干、同生断层、泥质砂岩团块等现象也常见。粒度概率累计曲线为一段式和二段式,测井曲线可分为箱形、钟形、漏斗形和平直形4类。地震剖面上也可识别出水下扇的反射特征。综合岩性、粒度、电性和地震反射特征,明确了南大港构造带发育水下扇沉积,并可进一步分为内扇主水道、中扇分支水道、中扇水道间、水道前端朵叶体、水下天然堤及决口扇6种微相。自沙河街组沙三段沉积开始,南大港断层活动强烈,在五断块形成了远源水下扇;而在歧南9X1断块发育近源水下扇。两种类型的水下扇在物源、岩性、电性、地震反射特征和形态上都表现出不同特征。近源水下扇以扇形为主,规模小而数量多,以古隆起物源、沉积物粒度粗、电性整体箱形、地震反射杂乱振幅强为特征;远源水下扇以朵叶形为主,规模大而数量少,以三角洲前缘物源、沉积物粒度细、电性整体钟形、地震反射杂乱振幅弱为特征。     

铁法盆地含煤沉积旋回的构造控制作用

为探索铁法盆地含煤沉积旋回的成因,在应用沉积相分析方法揭示该盆地含煤沉积旋回特征的基础上,依据盆缘断裂活动引起可容空间的变化,进而控制沉积物体积分配、沉积相类型及其空间配置的原理,对其含煤沉积旋回的构造控制作用进行了深入研究。分析认为,在盆缘断裂活动导致可容空间减小和沉积充填速率较高的条件下,形成了盆缘断裂内侧冲积扇相及扇前河流相,并由后者构成含煤沉积旋回单元的主体;在盆缘断裂活动使得盆缘地带可容空间与沉积物体积相匹配的条件下,形成盆缘断裂内侧冲积扇后,很少有较粗碎屑向更远处进积,扇前大面积泥炭沼泽化形成了含煤沉积旋回单元的顶部煤层。上述两种情况周期性交替形成了铁法盆地的含煤沉积旋回。      

Anatomy, hydrodynamics and depositional setting of a Westphalian C lacustrine delta complex, West Midlands, England

Studies, spanning a 3 year period, of Westphalian C strata exposed in an active quarry have enabled three dimensional reconstruction of a lacustrine delta complex. The sequence exhibits a complex history of lake infilling by sediment introduced by intermittent high energy, low sinuosity distributary channel flows. Deposition in the small 0.2 km² lake prior to delta formation was dominated by organic matter and typified rheotrophic swamp conditions. Large lycopods colonized the swamp floor. The lake was filled by a prograding delta which comprised six horizontally and vertically stacked delta lobes. The presence of lycopods aided sediment accumulation. Fluctuations in river discharge and consequent lake level rise and fall exerted a fundamental control on delta progradation and aggradation. Flooding during low lake levels first produced erosion on the existing lobe followed by a lake level rise which created accommodation for aggradation of a new delta lobe. Further lobe erosion and low stand lobe formation occurred during lake level fall. The area's proximity to alluvial fans resulted in hyperconcentrated flood flow within the distributary channels. The occurrence upon in-channel surfaces of plant colonization, including lycopods, testifies to the ephemeral nature of the flow. The lacustrine delta complex formed at the front of a terminal alluvial fan. Northward progradation of the alluvial fan was achieved by the capture and infilling of lakes by northerly flowing distributary channels.     

同生逆断层控制的砂砾岩沉积模式及有利储集相带分布--以玛湖凹陷南斜坡白25井区上乌尔禾组为例

通过岩芯相-测井相-地震相-分析化验数据对比,结合砂砾岩沉积野外考察实践综合归纳分析,认为上乌尔禾组同生逆断层控制的冲积扇-扇三角洲砂砾岩沉积体系整体呈进积式沉积,具"冲积扇扇根（槽流带）-冲积扇扇中/扇三角洲平原（辫流带）-扇三角洲前缘（水下分流带）-前扇三角洲/滨浅湖（夹杂水下扇）"相序特征,发育槽流、泥石流/砂质碎屑流、辫状河道、水下分流河道、扇面水道五种典型砂砾岩沉积微相类型。同生逆断层带不断抬升剥蚀的累积效应,使近物源区冲积扇扇根沉积整体减薄,同时使同生逆断层控制沉积相带分异的趋势越来越明显。泥质含量是控制挤压背景下砂砾岩储层质量的关键因素,贫泥砂砾岩储层成岩压实减孔效应弱,剩余粒间孔发育,且粗粒级颗粒内部多发育压碎缝沟通粒间孔隙,储层质量最佳。依据储集空间组合类型将有利储集相带分为原生粒间孔-压碎缝发育带、原生粒间孔-次生溶孔发育带两大类。前者主要分布于构造高部位近断裂带-中上斜坡带;后者主要分布于中下部斜坡带。     

西藏羌塘盆地北部托纳木地区上侏罗统雪山组沉积相

羌塘盆地地处藏北高原,其南、北边界分别为班公错一怒江缝合带与拉竹龙一金沙江缝合带,盆地面积约18×10⁴km²,可进一步分为羌北坳陷、中央隆起带和羌南坳陷3个二级构造单元.双湖托纳木地区地处羌北坳陷南部,与中央隆起带毗连,广泛发育上侏罗统雪山组沉积,垂向上由3个沉积旋回组合构成,总体显示为一个向上变粗的充填序列.雪山组发育扇三角洲相和冲积扇相,其中雪山组一段为前扇三角洲亚相沉积;二段为扇三角洲前缘亚相和扇三角洲平原亚相沉积,扇三角洲前缘亚相分为水下分流河道、河口坝和远砂坝沉积,扇三角洲平原亚相发育天然堤和分流河道沉积;三段为冲积扇相沉积,包括扇端和扇中沉积.雪山组沉积的物源来自西南部的中央隆起带.     

滇西洱源县军马场下三叠统青天堡组冲积扇-三角洲沉积体系研究

滇西洱源县位于扬子地块西南缘丽江拗陷盆地南侧。在详细野外剖面测量和室内分析的基础上,对研究区下三叠统青天堡组地层的宏观特征（颜色、原生沉积构造）、物质组分、岩石结构及古生物特征等进行了系统研究,划分出冲积扇、河流、三角洲3类沉积相,并进一步划分出河道充填、三角洲前缘和前三角洲3个沉积亚相及辨状河道、洪泛平原、水下分流河道、分流河道间、河口砂坝、席状砂6个沉积微相。研究表明,军马场下三叠统青天堡组垂向上表现为冲积扇—河流—三角洲的退积型沉积特征,表明在早三叠世青天堡时期盐源-丽江盆地发生了大规模海侵,盆地水体加深,军马场地区经历了由陆相到海相的沉积演化序列。