珠江口盆地陆丰南地区文昌组沉积古环境恢复及烃源岩有机质富集主控因素研究

文昌组为陆丰南地区主力烃源岩发育层段,为了恢复文昌期沉积古环境,探讨优质烃源岩有机质富集主控因素,选用166组文昌组泥岩样品的主、微量元素测试数据,采用元素地球化学方法,在研究区首次详尽分析文昌期不同次洼、不同层段的古盐度、古气候、古水深和古氧相的纵横向演变规律,并探讨部分钻井出现盐度异常的原因及三芳甲藻甾烷、球藻对古环境的指示意义,结合TOC、古生产力和陆源输入变化研究,明确了研究区优质烃源岩的主控因素。结果表明：陆丰南地区始新统文昌组沉积期水体以淡水环境为主,局部层段盐度微弱增加,垂向上,从文四段向文一+二段水体盐度逐渐降低,横向上,文四段沉积期,陆丰15洼水体盐度最高,文三段—文一+二段沉积期,陆丰13东洼水体盐度较高。推测陆丰南地区文昌组水体盐度变化受到海侵影响,文四段沉积期,海侵影响主要集中在陆丰15洼,文三段沉积期,海侵影响扩大至陆丰15洼和陆丰13东洼东侧,进入文一+二段沉积期,受海侵影响程度较小。球藻及三芳甲藻甾烷在研究区不能作为水体咸化或者海侵的判别指标,球藻含量变化与古气候、古生产力、古水深关系密切,受古盐度变化影响有限。陆丰南地区文四段沉积期古气候温湿,古水深最大...     

柴北缘西段古-新近纪古气候演化

古气候是陆相湖盆层序地层形成的主要沉积动力学因素之一.古-新近纪柴北缘西段及周边地区古气候演化过程复杂,目前就古气候演化过程还存在争议,利用地球化学方法对重点井的岩心和岩屑进行元素、TOC和碳氧稳定同位素测定.各古气候指标之间的相关性分析表明:Sr/Ba、Rb/Sr、Sr/Ca、TOC和氯离子含量可作为研究区恢复古气候的指标,δ13C与δ18O不能指示出该区的古气候演化过程.重点井全井段的岩屑氯离子含量分析表明:柴北缘西段古-新近纪古气候经历了干旱-潮湿-干旱的演化过程,从路乐河组到下干柴沟组上段沉积期古气候由干旱逐渐向潮湿的方向演化,呈现了7个旋回,湖盆水体盐度降低,总体来说气候潮湿,水体为微咸水;从上干柴沟组到狮子沟组沉积期古气候从潮湿向干旱方向演化,呈现了12个旋回,古水介质经历了微咸水至半咸水的演化过程.      

自然伽马曲线应用于古气候、古环境研究——以柴达木盆地七个泉地区古近-新近纪地层为例

关于全球气候变化过程的研究一直是国内外关注的焦点,而将GR曲线应用于重建古环境、古气候方面的工作目前还处于尝试性阶段。本文在研究七23井GR曲线的基础上,利用水体盐度、古生物化石资料加以验证,发现GR曲线可以敏感地反映古气候、沉积环境的变迁。并据此完整恢复了研究区干旱气候→暖湿气候→干旱气候的4次波动,扇三角洲相与滨浅湖相的交替沉积,水体在湖盆扩张与收缩过程中浅→深→浅的变化。且在GR值下降→气候变干→水体变浅的普遍规律下,总结出波频高低和波幅大小的一系列组合可以较为详尽的反映沉积环境信息。同时GR曲线的突变有记录短时间内沉积环境及气候突变事件的能力,由此可提取出研究区与青藏高原隆升有关的古地理信息。故GR曲线能够成为恢复古环境、古气候的有用参考指标。     

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K2O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。     

渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古水体特征*

渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组的古水体特征研究程度较低。以南堡凹陷南部为例,采用多种方法,分析了沙河街组一段沉积时期水体的古盐度和古水深。根据Sr/Ba值、Rb/K值和特殊藻类化石,认为其古盐度为微咸—半咸。通过Sr/Cu值和孢粉化石2种手段,恢复了研究区沙河街组一段沉积时期的古气候,认为其为潮湿气候但存在干湿波动。根据Mn/Fe值变化、干酪根类型和藻类化石以及似瘤田螺的发现,恢复了该时期的相对古水深,并结合自生黏土矿物、沉积构造和沉积相等,通过加权平均值的方法定量计算古水深,得出研究区沙一段中亚段顶部沉积时期水体较浅,为4~15,m,而沙一段下亚段沉积时期水体较深,为4~30,m。综合分析认为,南堡凹陷南部沙河街组一段沉积时期的古盐度和古水深在一定程度上取决于古气候条件和古地形背景。     

十万大山盆地东部侏罗纪古气候与铀成矿关系

古气候控制着砂岩型铀矿含矿建造的形成,对厘定找矿目的层有重要的指导意义。沉积岩中元素地球化学研究是研究沉积时古气候的有效手段。在总结古气候指示元素含量变化特征基础上,结合十万大山盆地区域构造演化、宏观沉积特征推算了古盐度变化特征,重建了侏罗纪古气候演化。研究表明:沉积旋回转换时往往伴随古气候变化,微量元素含量及比值变化具有旋回性。侏罗纪古水体整体为淡水-微咸水,古气候演化为早侏罗世为潮湿气候,到中侏罗世气候逐渐变为半干旱半潮湿频繁波动,晚侏罗世气候逐渐变为干旱。中侏罗统那荡组发育杂色碎屑岩建造,可作为砂岩型铀矿找矿目的层。     

华北板块南缘六盘山盆地固参1井马东山组泥页岩段古沉积环境研究

以六盘山盆地固参1井白垩系马东山组泥页岩段为研究对象,通过元素地球化学测试分析,采用CaO/(MgO·Al2O3)、Sr/Cu、Rb/Sr、Sr /Ba、Sr丰度、Th/U、 V/Cr、V/(V+Ni)、Fe/Mn和(Al＋Fe)/（Ca＋Mg）等一系列古气候、古盐度、古氧化还原条件和古水深判别指标,对固参1井马东山组泥页岩沉积古环境进行探讨。结果表明：马东山组泥页岩沉积时期总体为年平均古气温应大于15℃的温暖潮湿气候,水体为半深湖—滨浅湖的半咸水—咸水环境,沉积物是在贫养—厌氧环境中形成的。古气候、古盐度、古氧化还原条件及古水深在垂向上存在3个相对变化的旋回,且古气候与古水深、古还原条件呈正相关性,与盐度呈负相关性。适宜的古水深、较强的还原条件,稳定匮乏的碎屑供给等古环境因素相对变化的3个旋回共同控制了马东山组泥岩、页岩、钙质泥岩、泥灰岩组合的非均质的页岩油气储层。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境意义

准噶尔盆地晚二叠世沉积的芦草沟组湖相页岩是一套重要的烃源岩或油页岩资源。本文通过XRF和ICP-MS技术测试了该盆地东南缘博格达山地区芦草沟组油页岩的元素含量,分析了其分布与组成特征,阐述该区芦草沟组沉积时期的古环境特征。研究表明,芦草沟组油页岩样品大多数主元素含量偏低,但磷(P)含量较高, P/Ti比值为0.23～1.94;微量元素Sr/Ba比值多小于1, Sr/Cu比值处于4.88～12.36之间, V/Cr比值为2.40～3.91, V/(V+Ni)比值为0.70～0.83,古气候指数为0.48～0.61;轻重稀土元素比值为5.92～7.10,轻稀土元素明显富集。综合各参数特征及变化趋势表明,研究区芦草沟组沉积时期主要是半干旱-半湿润的古气候特征,总体上为半咸水的湖盆环境,沉积水体较深,沉积速率较慢,具有中-高的初始古生产力。从沉积初期至晚期,古气候逐渐变干旱,沉积水体盐度逐渐升高和还原性逐渐增大。研究区芦草沟组有机质富集属于生产力模式,主要受古气候和古生产力控制,但沉积后期沉积水体水化学条件的变化也为有机质保存提供了有利的条件。     

元素地球化学特征在识别碳酸盐岩层序界面中的应用——以冀北坳陷中元古界高于庄组为例

元素是组成岩石矿物的基本单元,它们对环境的变化极为敏感。地层中元素的分配及比值变化、组合都在一定程度上纪录着古沉积环境的演化历程,这些对恢复古沉积环境,研究海相碳酸盐古盐度、海平面相对变化具有重要的指示意义。利用元素地球化学特征对冀北坳陷中元古界高于庄组层序地层单元进行研究,发现在古气候的影响下,古盐度、相对海平面变化与碳酸盐中的元素含量及有关元素比值呈现明显的旋回变化特征。其中Sr/Ba比值法与硼法判别精度相对较高,可以作为识别和划分碳酸盐岩层序界面的有效标志。     

松辽盆地南部油页岩微量元素特征及其成矿期古环境恢复

油页岩成矿期的古环境控制着油页岩有机质类型与丰度,而油页岩的有机质类型和丰度对于研究油页岩成因及富集规律具有重要的意义.松辽盆地南部含油页岩层段总体为深湖-半深湖相稳定沉积,微量元素特征对古环境的变化敏感,可利用油页岩微量元素含量的测试及其比值分析的方法恢复油页岩成矿期的古环境.通过对松辽盆地南部油页岩样品中20余种微量元素含量的测试及其比值的分析,恢复了青山口组与嫩江组油页岩成矿期的古环境.研究结果表明,油页岩成矿期的古气候为温暖湿润-半湿润半干热的气候,水介质为微咸水-半咸水的还原环境.青山口期相对嫩江期气候和盐度变化较稳定,气候略为干热,盐度也略高.     

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段古盐度恢复及意义

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段泥岩是中国高放废物深地质处置的目标研究层位之一,目前缺乏对该地层湖相泥岩粘土矿物组合特征及古盐度影响因素的相关认识。文章应用全岩的B含量、Sr/Ba比值、Rb/K比值及Na+K质量分数等方法和X衍射测试分析技术对巴音戈壁组上段古盐度进行综合判别。分析得出：（1）巴音戈壁组上段以半深湖—深湖沉积环境为主,发育有厚层深灰色泥岩,以半深湖至深湖相沉积为主;（2）研究区目的层岩性结构为泥粉质,该段泥岩伊利石、蒙脱石、伊蒙混层发育较好,绿泥石和高岭石极少;（3）选取样品的Sr/Ba、Rb/K、B/Ga、Na+K值同Couch公式恢复的古盐度变化趋向相似,其水体以半咸水、微咸为主;（4）随着深度增加,TZK-1井、TZK-2井的古盐度呈规律变化,具有升高—降低特点,与伊利石含量的变化一致,并且古盐度变化与古气候及氧化还原的相关研究在该岩性段位耦合。综上表明：目标区古盐度的研究不仅有利于湖盆古沉积环境的恢复,而且有助于揭示古盐度的变化特征对粘土矿物组合特征及演化的影响,为后期深入研究粘土矿物对核素吸附性能及核素在泥岩中的迁移情况提供一定依据。     

鄂尔多斯盆地东部石盒子组盒8沉积环境的地球化学表征

采用Sr、Sr／Ba、Rb、Rb／K、K＋Na质量分数、K／Na、B／Ga、B元素法、V／Cr、Ni／Co、U／Th、V／（V＋Ni）、铈异常（Ce_anom）值、Fe^2＋／Fe^3＋、Cu／Zn、Sr／Cu、Fe／Mn、Mg／Ca、 Mg／Sr和Al₂O₃／MgO等微量元素和常量元素等地球化学方法对鄂尔多斯盆地东部盒8期沉积环境的古盐度、氧化还原态和古气候进行综合判断。结果表明：古盐度介于2.76‰～14.32‰之间,平均值为8.62‰,显示沉积水介质以淡水—微咸水为主;铈异常（Ce_anom）值主要集中在-0.05～0.1之间,整体表现为Ce富集,指示缺氧弱还原的古水体环境;Sr/Cu比值为1.66～9.41,平均值为4.60,环境为温湿气候。纵向上盒8_下古盐度高于盒8_上,盒8_下比盒8_上气候略微干旱。平面上研究区南部米脂榆79井—榆28井一带和研究区北部通岗浪沟—什汗水利一带古盐度较大,大于10‰,属半咸水—咸水沉积,相对应地这两个区块古气候比其它区块较为干旱,这一规律和沉积体系在研究区的分布高度吻合。分析认为：盒8期研究区湖岸线分布于南部米脂榆79井—榆28井一带,受湖水和干旱气候的影响,造成古盐度较高;北部通岗浪沟—什汗水利一带发育辫状河沉积,受干燥气候、蒸发环境的影响,古盐度增大。研究区微咸水—半咸水—咸水的沉积环境有利于绿泥石膜胶结发育,也有利于储层的发育。该认识对鄂尔多斯盆地盒8沉积环境研究起到一定的补充作用,同时也对该区盒8段天然气勘探具有重要意义。     

古盐度指标与渤海湾盆地古近系海侵事件初探

盐度是水体最基本的属性之一,古盐度是古环境、古气候和古生物研究中常用的指标。对来自不同海域的现代水体盐度和沉积物地球化学数据进行整理,发现硼/镓（B/Ga）,锶/钡（Sr/Ba）和硫/总有机碳（S/TOC）等比值与水体盐度具有显著的相关性,可有做作为示踪水体盐度的指标。这些化学元素的双变量图显示,每个指标的不同阈值指向了不同盐度的沉积环境:1）B/Ga<3指示淡水相,3~6指示半咸水相,>6指示海水相;2）Sr/Ba<0.2指示淡水相,0.2~0.5指示半咸水相,>0.5指示海水相;3）S/TOC<0.1指示淡水相,>0.1指示半咸水和海水相。基于上述盐度指标,我们对渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组沙三下亚段的古盐度和沉积环境进行了重建,并结合古生物、矿物等信息对渤海湾盆地古近纪发生的海侵事件进行了梳理,揭示了四次主要海侵事件。     

鄂尔多斯盆地南缘上二叠统——中下三叠统地球化学特征及其古气候、古环境指示意义

为探索陆相湖泊环境记录中二叠纪—三叠纪之交古气候演化的信息,以鄂尔多斯盆地南缘陕西铜川石川河剖面上二叠统石千峰组(P3s)和三叠系的刘家沟组(T1l)、和尚沟组(T1h)、纸坊组(T2z)为研究对象,对界面上下地层开展了系统的矿物学、岩石学和地球化学研究。通过主量和微量元素、碳氧同位素以及TOC测试对古盐度、古氧化还原环境和古气候演化规律进行分析。测试结果显示在二叠系—三叠系(P/T)界线附近主、微量元素和碳、氧同位素发生较明显的变化,气候环境代用化学指标的波动指示了从晚二叠世至早中三叠世鄂尔多斯盆地的古气候、古环境的变化。研究结果表明上二叠统石千峰组形成于河流-三角洲沉积环境,氧化程度相对低,古气候相对温暖湿润;下三叠统刘家沟组与和尚沟组的紫红色砂泥岩代表水体较浅的河流-三角洲相,强氧化环境,气候干旱炎热;而到中三叠统纸坊组沉积期,湖平面上升,元素的迁移作用加强,氧化程度变弱,气温降低,气候转为半干旱半湿润气候。碳同位素分析结果显示,鄂尔多斯盆地陆相P/T界线上δ^13CPDB存在显著负偏,与全球范围内的海相P/T界线具有一致性,说明在华北地台陆相P/T界线上同样存在气候突变和生物灭绝等重大地质事件的沉积记录,与海相地层可对比。     

泌阳凹陷核桃园组微量元素演化特征及其古气候意义

泌阳凹陷下第三系核桃园组总体上表现为一个大的湖退体系，而其中的微量元素含量及有关元素比值却呈现出细微而明显的旋回变化特征。本文依据泥岩、页岩和碳酸盐岩中Ｔｉ、Ｓｒ、Ｂａ等十六种微量元素含量及Ｓｒ/Ｂａ、Ｆｅ/Ｍｎ、Ｓｒ/Ｃｕ等七种比值的变化特征，结合古盐度及岩相资料，对核桃园组沉积时的古气候作了系统的研究，基本上分出了温暖潮湿、干湿交替、炎热干旱、温热半干旱四类较为特征的古气候类型，以期为油气勘探提供依据。     

长岭断陷下白垩统湖相烃源岩形成古环境及主控因素

恢复烃源岩形成时期的古环境,落实优质烃源岩发育主控因素对确定湖相烃源岩发育层系及刻画烃源岩非均质性意义重大.利用岩石学、元素地球化学对长岭断陷早白垩世火石岭期至营城期的古环境进行恢复,并对反映古环境的微量元素含量及其比值与有机碳含量(Total Organic Carbon, TOC)进行相关性分析,确定控制湖相烃源岩发育的主要环境因素.研究表明,从火石岭期至沙河子期,再到营城期,长岭断陷经历了古水深从变深到变浅,古气候从潮湿-半潮湿气候到半干旱气候,古盐度从淡水相到半咸水相,湖泊水体还原性从增强到减弱的古环境演化过程,早白垩世不同时期长岭断陷古环境表现出明显的分带性,古气候和氧化还原条件是控制长岭断陷下白垩统湖相烃源岩发育的主要环境因素.长岭断陷沙河子组二段烃源岩形成于潮湿与缺氧的古环境,该时期湖盆演化处于均衡补偿阶段,且烃源岩古生产力较高,因此研究区沙河子组二段优质烃源岩十分发育,分布广.      

云南鹤庆锰矿碳氧同位素特征分析

云南鹤庆锰矿位于扬子地台西南缘,对其岩石样品的碳氧同位素分析表明,上三叠统松桂组经历了一次海进和一次漫长的海退期。生物(藻类)代谢与海水发生同位素交换、古气候环境的变化和古海水深度的变化都使反演的古温度偏高;古盐度分析显示正常海相沉积特征,略低的盐度与碳同位素偏低有关。钻孔样品的氧同位素主要由盐度变化而产生一个高值范围,且对应碳同位素低值区,由于海平面下降,有机质埋藏率低导致碳同位素向负值漂移。根据以上分析认为,沉积时期的环境至少是一个半局限的浅海近陆源盆地,伴随扬子地台不断抬升,气候由潮湿、炎热转变为干燥的大陆性气候,锰矿的形成也是伴随海退海水变浅而沉积成矿。     

唐山曹妃甸浅层水咸化机制及反向模拟

采集了唐海至渤海湾剖面的13组水样,分析了研究区浅层地下水的化学特征及成因机制.运用Phreeqc软件反向模拟了地下水流路径上浅层微咸水(咸水)的补给机理及咸化过程.结果显示:浅层地下水由北向南,ρ(TDS)由0.36 g/L逐渐上升到39.2 g/L,水化学类型从HCO3·Cl-Ca·Mg·Na型过渡为Cl· HCO3-Na型再转变为Cl-Na· Mg型.微咸水形成以咸淡混合为主,期间伴随着岩盐、斜长石、CO2、高岭石、钾长石、石膏的溶解及钙蒙脱石、方解石的沉淀析出.咸水形成初期主要受海水入侵影响,后期受蒸发作用影响又进一步咸化.     

大民屯凹陷古近系沙河街组三段扇三角洲前缘沉积生物扰动特征

为探究陆相扇三角洲前缘沉积生物扰动特征,以辽河拗陷大民屯凹陷沈检5井古近系沙河街组三段扇三角洲前缘沉积岩芯为研究对象,对生物遗迹化石进行了鉴定,统计了垂向剖面上生物扰动层厚度和扰动指数的分布特征。依据主微量元素参数反映的沉积条件,探讨了生物扰动层厚度和扰动指数与沉积环境的响应关系。研究结果表明,沈检5井S34Ⅱ和S34Ⅰ油层组发育生物扰动构造,生物遗迹化石以古藻迹(Palaeophycus)和漫游迹(Planolites)占优势为特征。生物扰动构造主要发育于水下分流间湾微相沉积物中,扰动层厚度在5~51 cm,扰动指数以3~5级为主。主微量元素参数分析表明S34Ⅱ和S34Ⅰ油层组沉积期的古气候、古生产力、古盐度和古水深条件相近,即为相对温湿的古气候、低古生产力、淡水—微咸水盐度条件和浅水沉积环境。沉积环境变化幅度小是造成S34Ⅱ油层组与S34Ⅰ油层组发育的生物扰动层厚度和扰动指数差异不明显的主要原因。但当前研究还难以明确单个油层组内生物扰动层厚度和扰动指数变化的主控因素。该项研究加深了对陆相浅水扇三角洲前缘沉积环境遗迹化石组成和生物扰动指数变化特征的认识。