川南地区二叠系沉积环境及其演化特征——以四川古蔺芭蕉村剖面为例

以四川古蔺芭蕉村二叠系剖面为研究对象,在野外沉积特征详细观测的基础上,利用岩石薄片鉴定、全岩X衍射分析、元素地球化学与碳、氧、锶同位素分析,对其地层、沉积环境与演化特征进行研究,为四川盆地二叠系沉积特征研究与天然气勘探提供基础资料。研究表明,四川古蔺芭蕉村地区从中二叠世的梁山—栖霞组沉积时期开始海侵,栖霞组由下向上水体先变深又变浅,呈缺氧—贫氧环境;茅口组底部又一次海侵,以继承栖霞组沉积环境为特征,在茅口组一段水体最深,向上逐渐变浅,呈缺氧—贫氧特征;龙潭组沉积水体最浅,氧化环境为主,局部呈还原环境;长兴组底部沉积水体最深,整体呈缺氧—贫氧特征,其碳酸盐岩沉积的海平面相对中二叠统应较浅。宏观上,四川盆地中二叠统栖霞组、茅口组由东向西为碳酸盐岩缓坡逐渐向台地演化。茅口组三段发育大型的溶蚀孔洞和后期溶蚀缝洞,推测该区茅口组有可能形成岩溶缝洞型储层。长兴组的底部发育水体较深的台盆次相沉积,环台洼或台盆可能是礁滩发育的有利区。见大量的沥青质充填,考虑到川南地区二叠系发育富有机质的碳酸盐岩与黑色页岩及煤层,认为该区二叠系具备形成古油藏的可能。     

塔里木盆地寒武纪构造-沉积环境与原型盆地演化

寒武系是塔里木盆地当前油气增储上产的重点层系,恢复寒武纪的盆地原型是油气勘探的重要基础。利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,将盆地充填与周缘构造演化相结合,由点→线→面进行分析,恢复了塔里木盆地寒武纪不同时期的构造-沉积环境,并建立了相应的盆地充填演化模式。塔里木盆地寒武纪经历了一次完整的海侵-海退旋回,包括早寒武世早期快速海侵→中寒武世海退、晚寒武世缓慢海侵→寒武纪末海退两个次级旋回,分别对应沉积演化的2个阶段：塔西克拉通内坳陷早寒武世的碎屑滨岸-陆棚相→局限台地相→中寒武世的蒸发台地相,晚寒武世的局限台地相→寒武纪末期的台地暴露不整合;塔东克拉通边缘坳陷为深水盆地相,经历了硅质泥岩→泥岩与灰岩薄互层→碳酸盐岩的岩相演化。寒武纪塔里木原型盆地特征及演化主要受控于Rodinia超大陆的裂解,其构造-沉积格局经历了由震旦纪末的南北分异格局向中-晚寒武世的东西分异格局的演变。     

四川盆地西南部第三纪盆地原型及其演化

第三纪是四川盆地大范围陆相沉积历史的最后阶段, 同时又是四川盆地重要的构造定形期.探究该时期原型盆地沉积充填规律与构造演化特征, 是揭示四川盆地形成演化过程, 还原其古地理、古气候演变的关键.在综合利用古地磁、地震、野外露头等资料的基础之上, 从盆-山结合的角度出发, 以地质历史时间为主要线索, 对第三纪原型盆地分阶段、分区域地进行了动态化分析研究.重建了各沉积时期原型盆地构造-古地理格局, 分析了盆地沉积充填规律并复原了不同阶段沉积相带的空间展布特征.主要受周缘山系逆冲推覆作用产生的构造负载和盆地基底构造的影响, 第三纪时期四川盆地沉积范围局限于西南部、南部地区, 以河、湖沉积环境为主, 处于持续地挤压、充填过程而具有萎缩消亡的趋势.现今残余第三系地层由老到新, 主要由名山组、芦山组、大邑砾岩组等地层组成(先后经历了: 受造山带挤压推覆作用和温暖干旱气候等因素影响, 发育湖盆边缘冲积扇和沙漠沉积环境, 处于快速沉降阶段的名山组沉积时期; 以及构造活动相对稳定, 湖盆面积不断减小, 以沙泥质沉积互层为特征的芦山组沉积时期; 和沿山前带由南向北迁移, 以发育大型冲积扇为特征的大邑砾岩组沉积时期).纵观整个第三纪构造演化历史, 反映出四川盆地西南部地区在第三纪时期表现为典型的陆内坳陷沉积盆地性质.同期的大地构造活动和气候变化等因素对原型盆地的形成与演化起到了重要的控制作用, 同时也对该时期盆地古地理格局和沉积充填规律产生了重要影响.     

湖北长阳资丘二叠纪沉积及演化特征

湖北长阳资丘二叠系剖面地层出露良好,特征明显,以碳酸盐岩沉积为主。野外剖面测量和室内微相分析表明,二叠系岩相主要由生物碎屑颗粒灰岩、砂屑灰岩、砾屑灰岩、硅质岩、钙质页岩等组成。根据岩相、古生物化石及碳酸盐岩微相分析,研究区二叠系主要为碳酸盐斜坡、台地和盆地沉积。其中,中二叠世发育碳酸盐斜坡沉积和盆地沉积,晚二叠世发育斜坡沉积、碳酸盐台地和盆地沉积。沉积演化表明,该区二叠纪发生了2次海进—海退旋回:第一次海侵发生在栖霞期,茅口期末结束;第二次始于吴家坪初期,持续到长兴末期。在中二叠统栖霞组下部发现了丰富的遗迹化石Zoophycos,形态及沉积构造研究表明此遗迹化石产生于浪基面以下较深水的碳酸盐岩斜坡环境。     

四川盆地及邻区晚震旦世古地理与构造—沉积环境演化

利用最新的地震资料、探井资料及区域地质资料等,结合前人的研究成果,建立四川盆地及邻区晚震旦世区域地层格架,编制晚震旦世各沉积时期构造—沉积环境图,并探讨构造—沉积演化过程。研究认为,四川盆地及邻区晚震旦世构造—沉积环境展布受基底构造限制,并具一定继承性。晚震旦世开始大规模的碳酸盐岩台地沉积,整体来看自西向东海域环境由浅变深,由古陆过渡至碳酸盐岩台地、向东至台地边缘—斜坡沉积泥质岩,至深水盆地相沉积硅质岩,各相带总体呈南西—北东走向。上震旦统灯影组一段（简称灯一段）沉积时期—灯二段沉积中期为填平补齐沉积充填过程;灯二段沉积时期末—灯三段沉积期在克拉通内拗陷盆地基础上初步形成了平缓的克拉通内部隆起;灯四段沉积时期伴随着海平面的下降,碳酸盐岩台地边界整体向东迁移。灯二、灯四段沉积时期末受桐湾运动两期抬升的影响,川中部分地区形成岩溶不整合面,盆地西部灯三、灯四段遭受强烈剥蚀。灯影组是四川盆地及邻区重要的油气储集层。     

四川盆地北部中二叠统茅口组碳酸盐岩斜坡沉积及其油气勘探意义

在露头分析的基础上,结合钻井和地震资料,提出四川盆地中二叠统茅口组发育碳酸盐岩斜坡相沉积。其典型岩性为深灰色砾屑灰岩,砾屑成分以生物碎屑泥晶灰岩为主,局部地区见亮晶生物碎屑灰岩、造礁生物和重力滑动变形构造,砾径变化范围大;次要岩性为含钙屑浊积岩的深灰色薄层泥晶灰岩。中二叠统从栖霞组开阔台地相到茅口组斜坡相的演化,说明茅口组沉积时期构造活动加强,导致盆地北部及其他区域都有可能发生相带的分异。茅口组地震剖面上的厚度由南向北明显增厚,且具有楔形反射的特征,印证了盆地北部斜坡相的南区发育有台地边缘高能相带,这一认识有利于对四川盆地茅口组构造-岩相古地理的重建以及有利相带和储层的预测。     

影响沉积盆地相对海平面变化的多重因素和旋回层序响应

沉积盆地内相对海平面变化及沉积层序形成不仅受全球海平面变化旋回控制，而且沉积盆地所处的构造背景和相关因素，如：沉积物供给、盆底沉降和自然地理条件也对沉积层序及其内部组成——体系域具有极大的影响。对应于海平面变化发育的容纳空间旋回层序，沉积供给也可以形成特征的、可以鉴别的供给旋回层序。具有过渡性界线的三级或高频旋回层序受相对海平面变化和沉积供给双重因素控制。不同构造背景沉积盆地边缘发育不同的盆底沉降速率，相对海平面变化响应于盆缘沉降具有明显的构造－海平面分带，岸线在构造－海平面带中的地理位置决定了层序界面和层序堆叠样式，也同样影响着低位体系域的构成。深水盆地环境古地形特点及沉积物供给制约着深水沉积序列。构造运动显著地影响着沉积层序发育。碳酸盐缓坡和平顶镶边陆架的层序格架及体系域发育受其坡度、盆地深度及下降幅度的因素的作用。台地边缘和大陆边缘盆地浊积岩层序的发育和体系域组成受控于差异的沉积物源（平顶碳酸盐台地、镶边台地和陆源碎屑岩陆架）、古地理及构造活动性     

渤海湾盆地黄骅坳陷南部古近系孔店组沉积时期构造古地理演化

黄骅坳陷南部的古近系孔店组是渤海湾裂陷盆地古近纪最早的沉积地层。孔店组分布在相向倾斜的沧东断层与徐西断层构成的地堑之中。综合分析盆地剖面构造特征、残留地层厚度分布及层序结构、断层生长指数等,认为黄骅坳陷南部孔店组沉积时期经历了从伸展拗陷（或拗断）盆地向伸展断陷盆地的构造古地理演化。孔三段、孔二段沉积时期,黄骅坳陷南部发育大量规模小的正断层,断层分布均匀、活动强度较弱,且彼此间的差异性较小,同沉积期的活动断层基本上不影响沉积区的沉降-沉积作用,充填的沉积层总体上表现为平行、亚平行或凹叠状的层序结构,沧东断层和徐西断层上盘残留地层缺失边缘相。这些特征说明沧东断层和徐西断层可能并没有构成控制孔三段、孔二段沉积时期的边界,孔三段、孔二段沉积时期沉积区可能总体上表现为伸展“拗陷”或“拗断”的构造古地理面貌。孔一段沉积时期,正断层活动明显增强,且断层活动强度的差异性明显,地壳伸展变形主要集中在沉积区内部的几条规模较大的主干基底断层和沧东断层、徐西断层上,沧东断层、徐西断层成为对沉积区有约束的边界断层,充填的沉积层总体上表现为楔状层序结构,沉积区可能总体上表现为伸展“断陷”的构造古地理面貌,并破坏了孔三段、孔二段沉积时期的盆地原型。     

准噶尔盆地南缘二叠纪—三叠纪构造-沉积环境与原型盆地演化*

准噶尔盆地南缘(简称“准南”)的构造-沉积演化历史以及原型盆地性质一直以来备受争议。依据沉积环境分析、地层对比以及沉积演化研究,结合火成岩年代学、大地构造学等研究成果,探讨了该区二叠纪—三叠纪多期次的伸展—挤压环境转换及沉积盆地性质转变。晚石炭世,准南西段处于北天山洋壳向伊犁地体俯冲的末期,沉积环境以滨浅海为主,为残留洋盆地;准南东段以半深海相碳酸盐沉积为主,发育典型的双峰式火成岩,显示为陆内的伸展环境。早二叠世,准南以滨浅海相细粒碎屑岩沉积为主,发育同沉积断裂和伸展垮塌变形构造,表现为陆内裂陷盆地的特征。中二叠世,准南仍以滨浅海相为主,但其沉积速率明显加快,沉积厚度变大,整体上表现为以热力沉降为主的坳陷盆地。晚二叠世,北天山和博格达地区普遍发育冲积扇或扇三角洲,上二叠统泉子街组和中二叠统红雁池组之间呈明显的角度不整合接触,沉积环境发生突变,均显示北天山快速冲断隆升,表明该时期准南为陆内压陷盆地。早三叠世,准南快速冲断结束,该区进入相对稳定的发展阶段,以发育滨浅湖相细粒沉积物为主,表现为弱挤压的陆内压陷盆地的特征。中晚三叠世,由于持续湖侵,沉积盆地范围进一步扩大,北天山被削高补低,准南乃至整个准噶尔盆地进入统一的内陆湖泊演化阶段,整体上以滨浅湖相—半深湖相沉积为主,表现出陆内坳陷盆地的特征。综合上述原型盆地性质和沉积环境分析,可将准南二叠纪—三叠纪构造-沉积演化划分为4个阶段:晚石炭世—中二叠世为后碰撞伸展阶段,晚二叠世为北天山挤压冲断阶段,早三叠世为弱挤压压陷和削高补低阶段,中晚三叠世为稳定拗陷和准平原化阶段。     

四川盆地中二叠世栖霞期—茅口期岩相古地理特征及其地球动力学机制探讨

通过对野外露头剖面、岩心、钻测井资料与区域地震大剖面资料的综合分析,以岩石地层划分中的段为研究单元,编制了四川盆地栖霞期—茅口期6张岩相古地理图,详细剖析了岩相古地理特征及其时空演化,并系统讨论了其地球动力学机制。研究表明,四川盆地中二叠世栖霞期—茅口期总体为一套碳酸盐岩台地沉积,古地理格局总体上表现为西南高、北东低,由西南向北东依次发育局限台地相、开阔台地相、陆棚相。岩相古地理环境受峨眉地幔柱、海平面升降变化综合作用的影响,其演化具有明显的继承性和阶段性。栖霞期早期以开阔台地相为主,华蓥山—云阳、安边—宜宾—营昌一带发育深水陆棚;栖霞期晚期的海退作用造就了早期陆棚的萎缩和生屑滩的大面积发育。栖霞期,围绕深水陆棚的台地边缘高部位区域以及沿彭州—江油—广元地区是台缘滩大面积发育的区域。茅口期早期受峨眉地幔柱隆升而在外缘形成张性作用带和全球性海泛事件的双重影响,成为台棚分异的重要时期,发育多个深水陆棚;随后,因峨眉地幔柱持续、快速隆升及其诱发隐伏基底断裂的复活作用,海平面快速下降,早期陆棚持续萎缩,茅口期中-晚期成为了碳酸盐岩滩相储层发育的主要时期,围绕深水陆棚的台地边缘地形较高部位发育大量生屑滩,是四川盆地中二叠统天然气勘探的重要目标。     

川西北中二叠统栖霞组沉积特征及古地貌响应

川西北中二叠统栖霞组发育厚层白云岩储层,成为近年来四川盆地油气勘探开发的重点领域,但栖霞组有利相带分布和储层发育的主控因素并不明朗,制约了该地区油气勘探进展。根据野外露头、岩心、薄片、测井和地震资料,结合区域地质演化,对川西北栖霞组沉积特征、沉积格局以及古地貌进行研究发现:川西北栖霞组主要为碳酸盐岩台地沉积,自西北向东南方向依次发育盆地—斜坡相、台地边缘相和开阔台地相,并发育台缘滩或台内滩等若干亚相类型。其中栖一期沉积水体较深,为弱镶边碳酸盐岩台地形成期,台缘滩厚度薄,展布范围有限;栖二期为栖霞组主要成滩期,滩体厚度大,展布范围广,具典型镶边碳酸盐岩台地特征。栖霞组白云岩主要为台地边缘高能滩相沉积背景,栖霞组沉积期,研究区具西北高、东南低,西南高、东北低的古地貌格局,其不仅控制着台地边缘高能滩相的沉积分布,并进一步为该区白云岩储层发育奠定了基础,白云岩具有西北向东南、西南向东北逐渐减薄的特点。结合沉积演化和古地貌分析结果,认为古地貌为栖霞组白云岩发育的主要控制因素,西北及西南方向等古地貌高地为研究区栖霞组白云岩储层发育的有利沉积相带。     

华北陆块新元古代-中生代沉积盆地划分及其构造演化

在华北陆块区进行构造-地层区划的基础上,对华北陆块中元古代-新元古代、早古生代、晚古生代、三叠纪-早侏罗世、中侏罗世-白垩纪5个大地构造阶段不同构造-地层区内的沉积盆地类型、充填序列和时空演化过程进行了分析、讨论.中-新元古代是华北周缘裂谷发育期.寒武纪-早、中奥陶世,华北广泛发生沉降并接受海侵,形成几乎广布全华北的碳酸盐岩台地.晚奥陶世-泥盆纪,华北整体抬升,遭受剥蚀,沉积缺失.石炭纪-二叠纪,华北陆块再次发生沉降并接受海侵,形成广阔的陆表海海陆交互相沉积,至晚二叠世华北陆块进入陆相盆地发展阶段.中生代,华北陆块陆内构造运动活跃,普遍形成与火山活动相伴的断陷盆地、坳陷盆地和拉分盆地.      

川北小南海剖面栖霞组岩石微相及沉积环境

近年来,四川盆地西北部下二叠统栖霞组已成为油气勘探的热点和重点。但川北地区勘探程度较低,钻井和剖面资料较少,栖霞组岩石类型分类粗略,沉积模式尚存争议。故选取川北地区露头出露良好的小南海剖面,通过实测观察和室内岩石薄片鉴定,共识别出4类11种岩石类型,并在此基础上分析其岩石微相类型及沉积环境。结果表明:川北地区栖霞组为开阔台地相沉积,生物化石类型丰富,碳酸盐颗粒强烈泥晶化,发育相对低能的似球粒颗粒滩,有别于鲕粒滩和生物碎屑滩,为川北地区下二叠统栖霞组台地沉积模式提供了新的依据。似球粒浅滩的形成环境对进一步认识上扬子二叠纪古地理环境具有重要意义,可为川北地区在今后的勘探工作提供理论指导。此外,梁山组—栖霞组应为一个完整的三级层序,海平面变化是栖霞组沉积相横向迁移和纵向演化的主要控制因素。     

云南兰坪盆地三叠纪沉积作用与古地理演化

根据岩石沉积类型、物源供给、成因机制和沉积序列 ,结合区域地质特征 ,将兰坪盆地三叠系划分为陆相火山泥石流、河流相、三角洲相、潮坪相、浅海陆棚相、碳酸盐台地相和深水盆地相7种主要沉积类型。通过对沉积相的详细分析 ,恢复其古地理格架和面貌 ,探讨岩相古地理的变迁历史 ,从而表明三叠纪早期到晚期 ,其古地理经历了陆相环境→碎屑海盆→碳酸盐海盆到碎屑海盆的转换 ,即两次海侵 海退旋回。早期的海域分布范围较小 ,晚期的海域分布范围较宽 ,并成为统一的海盆。     

华南二叠纪层序地层与盆地演化

新兴的层序地层学,是盆地分析的重要手段。华南二叠纪是华南板块海西-印支阶段盆地演化的重要时期,沉积盆地类型划分为克拉通盆地、板内及板缘伸展盆地,以及东吴运动后出现的前陆盆地和弧后盆地。南方二叠系由11个层序和1个半超层序组成,不同类型沉积盆地中层序地层具有不同的层序特征和充填形式。二叠纪是海西-印支期盆地演化由成熟到消亡的转折阶段,它们发育于扩张环境下,总体上是由两个克拉通盆地夹持一个伸展盆地。两个克拉通盆地的发展不均衡,中央伸展盆地沿着加里东的拼合带发育。这一古地理古构造格局与加里东期十分相似,由此认为,华南晚古生代沉积的构造背景,并不是稳定的克拉通环境。     

四川盆地西部二叠系多期台缘带油气勘探潜力

四川盆地西部二叠纪时期位于稳定克拉通边缘,受到海西运动、东吴运动和峨眉地裂运动的共同作用,发生构造-沉积分异。本文采用构造控盆、盆地控相、相控成藏要素组合的研究思路,在川西地区开展新一轮研究工作,揭示了二叠纪构造-沉积分异对油气成藏的控制作用,明确川西地区海相碳酸盐岩油气勘探潜力。盆地二叠纪以拉张伸展背景为主,总体呈现“南部隆升、西部裂陷、北部拉张”的沉积格局。二叠纪多期构造运动共同导致了川西地区一系列台内裂陷的形成,叠加二叠纪时期海平面变化,控制了栖霞至长兴期的多期台缘发育。川西北地区发育北东—南西向和北西—南东向两组断裂体系控制该区岩相古地理格局,其中龙门山断裂带主要控制了泥盆纪至二叠纪栖霞期沿上扬子台地西北缘发育台缘带,呈北东向展布。茅口至长兴期台缘带受克拉通边缘及台内裂陷共同控制,在川西地区呈北东向展布,梓潼—老关庙地区沿裂陷发育呈北西向展布,在剑阁一带,栖霞、茅口、吴家坪和长兴组多期台缘带叠置发育。川西地区二叠纪多期台缘控制了多层系优质滩相储层和礁储层叠置发育,是川西地区二叠系规模孔隙型储层发育的主控因素。多期古裂陷、多期台缘带和成藏期大型古隆起三元素耦合有利于油气规模聚集成...