大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

大巴山地区晚奥陶世—早志留世"宜昌上升"的沉积响应

奥陶纪—志留纪之交,大巴山地区处于宜昌上升的"湘鄂西水下隆起"和西乡上升的米仓山地区之间,长期以来缺乏系统的沉积特征研究。对此,本文从沉积学角度出发,对该地区晚奥陶世临湘组—早志留世龙马溪组沉积特征进行垂向上分析,并开展横向上对比。结合前人的古生物研究成果,笔者等认为该地区晚奥陶世—早志留世存在两幕次的构造—沉积响应,时间上与宜昌上升同步,第一幕发生在凯迪早期临湘组沉积时期,波及范围广,为主幕,主要与扬子北缘扬子板块向华北板块持续俯冲有关,为扬子北缘被动大陆边缘前陆隆起向陆地一侧迁移的结果;第二幕发生在赫兰特期观音桥段沉积时期,可能还包含了凯迪末期和鲁丹早期,为次幕,由赫兰特期冰川作用导致海平面下降所致,位置上大体上与第一幕重合。大巴山东段神农架地区的局部抬升事件是扬子东南缘广西运动远程效应和扬子北缘扬子板块向华北板块俯冲共同作用的结果。这些成果认识对扬子北缘大巴山地区奥陶纪—志留纪之交的构造—沉积演化研究具有重要的地质意义。     

上扬子北缘震旦纪-早古生代沉积演化与储层分布特征

上扬子北缘地层沉积演化既受北部南秦岭构造、西部龙门山构造、同时也受北部汉南古陆的长期继承性隆起影响。震旦纪-早古生代,其北部为秦岭洋、西部为巴颜喀拉洋,沉积充填演化序列有别于扬子地台东南边缘。在铁船山组-西乡组火山-沉积岩系和南华系冰碛岩之上,主要经历了震旦纪初始碳酸盐台地、早中寒武世陆棚、晚末寒武世-早奥陶世碳酸盐台地及克拉通边缘隆升、中晚奥陶世台地淹没、晚奥陶-早志留世滞留陆棚沉积等阶段。沉积演化过程中,上扬子北缘地区形成了多套区域性烃源岩,也形成了多套有利的储层,主要包括灯影组藻礁-白云岩储层、仙女洞组鲕粒灰岩储层、沧浪铺组砂体储层、石龙洞组白云岩储层。储层分布广泛,尽管总体以低孔低渗为主,但部分地区白云岩、灰岩储层溶蚀作用发育,储集性较好,灯影组与石龙洞组是主要的储层与潜在勘探目的层,具有较好的油气勘探潜力。     

扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组构造-岩相古地理恢复及油气意义*

近年来,随着扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组页岩气勘探获得重大突破,深入和细化陡山沱期构造-岩相古地理就显得迫在眉睫。基于大量野外露头和最新钻井资料,结合前人研究成果,作者对陡山沱期构造-岩相古地理进行了分析、研究和图件编制。研究认为: 扬子克拉通埃迪卡拉纪陡山沱期,受控处于罗迪尼亚超大陆西北边缘的古地理位置和超大陆大规模裂解之后的热沉降作用初期的成盆构造环境,其古地理特征总体呈现出西高东低、北高南低,四古陆剥蚀区(汉南、康滇、牛首山和江南古陆)、三台地区(上扬子、中下扬子和浙北台地)与四盆地区(扬子东南缘与北缘坳陷、万源—达州和湘鄂西内裂陷)相间的沉积面貌和格局。其中,台地区以局限—开阔台地,盆地区以台缘斜坡、陆棚和半深海等为主要优势相。4个古陆是扬子陡山沱组主要的碎屑物源区,下伏裂谷盆地构造和陡山沱期发育的同沉积断裂,共同控制了埃迪卡拉系陡山沱组构造-沉积特征。提出陕南、川东北、鄂西和湘黔渝临区是最有利的陡山沱组烃源岩分布区,其次是浙北—皖南地区。有利烃源岩分布区及其邻区是扬子深层—超深层常规天然气或页岩气勘探值得高度关注的区域。     

四川地区早志留世岩相古地理

四川地区早志留世沉积岩系形成于晚奥陶世-早志留世的前陆盆地演化阶段。早志留世龙马溪期主要为局限的深水陆棚环境。小河坝期表现为浅水陆棚的扩展和深水陆棚的萎缩,沉积分异作用加剧,呈现出碳酸盐台地、浅水陆棚、深水陆棚共存的古地理格局。韩家店期主要为潮坪-浅水陆棚沉积。早志留世四川地区表现为沉积盆地充填变浅和海退式的演化趋势,具多物源的混合型陆棚沉积性质,沉积体系展布和沉积演化主要受包括黔中古隆起在内的前陆隆起带的NW方向扩展作用控制。有利储集体的发育主要取决于沉积环境,浅海砂坝和碳酸盐台地边缘相是有利的储集相带,如川东地区的“小河坝砂岩”和川南及川北地区发育的生物礁灰岩。     

华南加里东运动演化过程中烃源岩的成生

震旦纪至早古生界华南地区是洋盆形成、消亡，最终向前陆盆地转换的连续过程。盆地演化划分为四个阶段：弧后盆地早期碎屑岩充填阶段；弧后盆地晚期热沉降阶段；前陆盆地碳酸盐缓坡阶段；前陆盆地晚期碎屑岩充填阶段。在盆地演化中，形成了四套主要烃源岩系：晚震旦世陡山沱期、早寒武世梅树村期—筇竹寺期、晚奥陶世五峰期和早志留世龙马溴期。其烃源岩有一个共同的特点，为黑灰的碳质页岩。但这几套烃源的成生背景是在盆地不同演化阶段、不同的沉积环境中形成的。被动大陆边缘阶段(震旦系—中奥陶世)以陆棚至斜坡的转折带为最佳。前陆盆地阶段由于前陆隆起的阻挡作用，在其后的隆后盆地为最佳的生烃区，在构造改造成阶段也为受破坏最弱区。因而陆棚至斜坡的转折带和前陆隆起的隆后盆地是寻找油气的有利靶区。     

中上扬子地区晚奥陶世－早志留世岩相古地理演化与黑色页岩的关系

晚奥陶世-早志留世时的中上扬子地区,是一个周边被前陆隆起围限的浅海陆棚,沉积环境受武陵-雪峰及黔中前陆隆起带的控制.前隆间的隆后盆地为滞留、还原环境的海域,为黑色页岩沉积提供了空间.上奥陶统凯迪阶五峰组黑色页岩厚度薄而稳定,含笔石生物层和丰富的放射虫,沉积环境为浅海深水盆地;下志留统鲁丹阶龙马溪组下部的黑色页岩为五峰组的继承性沉积,其上部及埃隆阶的龙马溪组为向上变浅的沉积序列,由潮下带潮汐沙坝-潮坪环境黑色含粉砂质页岩、灰色粉砂岩薄互层所构成.沉积序列的变化和时空演化受边缘古隆起的制约.晚奥陶世前陆隆起范围小(平缓),至早志留世鲁丹期,前陆隆起不断扩大并导致盆内构造分隔,发育了大致与前隆平行的坳陷,造成龙马溪组黑色页岩厚度变化大;至埃隆期晚期,海平面相对下降,水体变浅.除个别地区外,中上扬子地区基本结束了黑色页岩沉积.     

扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式

为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统-下志留统五峰-龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析.研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆环境影响[1-2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚-斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰-龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚-闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高.     

湘西地区构造层序地层及沉积环境演化特征

基于区域地质演化背景和实测剖面,湘西地区从南华系到白垩系可以划分出三大构造层序:(1)加里东构造层序(南华系—志留系),为近被动大陆边缘型构造层序,记录了泛大陆拉伸破裂、洋盆扩张、板块漂移、大陆碰撞拼合等全过程,反映了扬子板块东南缘的南华洋从扩张到收缩,以至最终闭合消亡的演化过程,构成一个完整的威尔逊旋回,它可细分为大陆拉张期碎屑岩阶段、被动大陆边缘扩张期碎屑岩阶段、成熟被动大陆边缘碳酸盐岩台地阶段、前陆盆地碎屑岩沉积阶段。(2)海西—印支构造层序(泥盆系—中侏罗统),为远被动大陆边缘型构造层序,记录了大洋扩张、板块碰撞拼合的过程,反映了扬子板块北缘勉略洋盆扩张、闭合及消亡的过程,构成另一个近乎完整的威尔逊旋回,它可细分为滨岸碎屑岩阶段、陆表海碳酸盐岩台地—台盆阶段、陆表海碳酸盐岩潮坪阶段和前陆盆地碎屑岩沉积阶段。(3)燕山构造层序(白垩系),为大陆内构造层序,记录了陆内断陷-坳陷盆地的形成、发展与消亡过程,反映了新特提斯洋洋壳扩张、收缩,以及古太平洋洋壳向扬子板块陆壳俯冲对接的陆内远程效应,组成一个不完整的威尔逊旋回,它可分为陆内拉张期碎屑岩沉积阶段、萎缩期碎屑岩沉积阶段。加里东构造层序中被动大陆边缘扩张期碎屑岩(上震旦统陡山沱组—下寒武统牛蹄塘组)、前陆盆地初始期海相碎屑岩(下志留统龙马溪组)具备页岩气富集的物质条件。     

扬子及周缘地区上奥陶统-下志留统烃源岩发育环境及其控制因素

扬子地区下古生界发育了上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组两套有效烃源岩,查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义.晚奥陶世开始,扬子地区进入碎屑岩陆棚演化阶段;五峰期-龙马溪期,扬子地区主体为局限的深水陆棚环境,总体呈现出浅水陆棚、深水陆棚、次深海共存的古地理格局.沉积体系展布和沉积演化主要受扬子陆块与华夏陆块的汇聚作用控制.扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩的形成与生烃母质生物的高生产力和高埋藏率、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、海平面快速上升以及粘土矿物在有机质富集保存过程中的赋存驻留作用等密切相关.     

黔中隆起及其周缘地区下古生界油气勘探前景与方向

黔中隆起位于上扬子板块东南缘,经历了前震旦纪基底形成、早震旦世裂谷、晚震旦世—志留纪被动大陆边缘、泥盆纪—中三叠世陆内裂谷与克拉通盆地和晚三叠世—第三纪陆内盆地5大演化阶段。该区具有较好的成油气地质条件;发育上震旦统陡山沱组泥页岩和下寒武统牛蹄塘组泥页岩两套区域烃源岩及下奥陶统湄潭组和下志留统龙马溪组局部泥页岩烃源岩,具有很强的生烃潜力;发育上震旦统灯影组白云岩、寒武系金顶山组碎屑岩、高台组—娄山关组碳酸盐岩和下奥陶统—下志留统储层;而牛蹄塘组泥岩和娄山关组膏盐白云岩与上二叠统龙潭组含煤泥岩是该区区域性盖层,湄潭组、龙马溪组为局部盖层;该区保存条件复杂,燕山、喜山构造运动对早期油气藏的改造和破坏较大,是该区油气成藏的主要控制因素,也是该区油气勘探的主要风险所在。研究认为该区油气勘探潜力较大,而安顺凹陷、三塘—百兴凹陷和黔西凹陷整体油气保存条件较好,为最有利天然气勘探区带。     

扬子板块东北缘的随县－应山地区早古生代沉积盆地演化

位于扬子板块和大别变质地体之间的随－应地区，早古生代是一被动大陆边缘扩张盆地。根据沉积盆地基底、地层层序、沉积体系和火山岩亲缘关系，随一应地体的发展史可追溯到晚元古代，并划分为４个阶段：（１）晚元古代至早震旦世地壳上拱和拉伸阶段；（２）晚震旦世至早寒武世被动大陆边缘阶段；（３）中寒武世至奥陶纪海底扩张阶段；（４）志留纪至泥盆纪盆地充填回返阶段。本区沉积盆地发育模式是由大陆边缘裂谷盆地转化为前陆盆地模式。     

川滇黔桂地区志留纪构造－岩相古地理

晚奥陶世与早志留世之间的都匀运动，使滇中古隆起与黔中古隆起成为一整体隆起带（习惯上称黔中古陆），把滇东南和黔南与滇东北-黔北-川南分隔为南、北两个不同的构造沉积域。南侧的曲靖一带出露下、中寒武统，其上分别与中、上志留统和下泥盆统呈假整合，其间缺失奥陶纪和早志留世的沉积物。北侧的禄劝－武定一带，下古生界的沉积序列与之相反，有完整的奥陶纪沉积组合，上与泥盆系假整合，其间无志留纪的沉积。这表明黔中古陆两侧的沉积域各为独立的系统。中晚志留世，黔中古隆起南侧应归属于上扬子与滇黔桂地块前陆挠曲盆地的一部分，由曲靖向北东经赫章哑都-贵阳南转向湘西，向南则与云南的绿春海相连，黔中古隆起北侧的沉积域则为上扬子前陆（川南-黔北）盆地的边缘相。     

秦岭早古生代沉积作用与构造演化

根据对秦岭及其两侧地台区沉积体系与旋回沉积的分析，认为该区在早古生代总体上处于板块的扩张阶段，其中巨厚的台地碳酸盐岩的广布的远洋沉积是其典型岩相。早奥陶世阿伦尼克中期华北地台南的一度隆升与剥蚀，标志着俯冲作用开始，但未发现加里东期碰撞造山作用的证据。该区晚奥陶世一志留纪大规模的海退主要是全球海平面下降的结果，与碰撞造山人关系不大。     

黔南独山下泥盆统丹林组碎屑锆石特征及其地质意义

黔南独山县位于江南造山带西南段古生代陆源盆地区,是研究盆地物质来源的良好场所.利用碎屑锆石年代学定量分析下泥盆统丹林组底部碎屑锆石年代学特征,可反映其物质来源;利用锆石较稳定特征定量分析锆石微量元素所代表的地质意义也具有可操作性.结果表明,根据丹林组碎屑锆石年龄分布特征,可将其分为4组:早古生代(427～560 Ma)...     

关于古亚洲洋构造演化研究的几点思考

古亚洲洋不是西伯利亚陆台和华北地台间的一个简单洋盆,而是在不同时间、不同地区打开和封闭的多个大小不一的洋盆复杂活动(包括远距离运移)的综合体.其北部洋盆起始于新元古代末-寒武纪初(573~522Ma)冈瓦纳古陆裂解形成的寒武纪洋盆.寒武纪末-奥陶纪初(510~480Ma),冈瓦纳古陆裂解的碎块、寒武纪洋壳碎块和陆缘过渡壳碎块相互碰撞、联合形成原中亚-蒙古古陆.奥陶纪时,原中亚-蒙古古陆南边形成活动陆缘,志留纪形成稳定大陆.泥盆纪初原中亚-蒙古古陆裂解,裂解的碎块在新形成的泥盆纪洋内沿左旋断裂向北运动,于晚泥盆世末到达西伯利亚陆台南缘,重新联合形成现在的中亚-蒙古古陆.晚古生代时,在现在的中亚-蒙古古陆内发生晚石炭世(318~316Ma)和早二叠世(295~285Ma)裂谷岩浆活动,形成双峰式火山岩和碱性花岗岩类.蒙古-鄂霍次克带是西伯利亚古陆和中亚-蒙古古陆之间的泥盆纪洋盆,向东与古太平洋连通,洋盆发展到中晚侏罗世,与古太平洋同时结束,其洋壳移动到西伯利亚陆台边缘受阻而向陆台下俯冲,在陆台南缘形成广泛的陆缘岩浆岩带,从中泥盆世到晚侏罗世都非常活跃.古亚洲洋的南部洋盆始于晚寒武世.此时,华北古陆从冈瓦纳古陆裂解出来,在其北缘形成晚寒武世-早奥陶世的被动陆缘和中奥陶世-早志留世的沟弧盆系.志留纪腕足类生物群的分布表明,华北地台北缘洋盆与塔里木地台北缘、以及川西、云南、东澳大利亚有联系,而与上述的古亚洲洋北部洋盆没有关连,两洋盆之间有松嫩-图兰地块间隔.晚志留世-早泥盆世,华北地台北部发生弧-陆碰撞运动,泥盆纪时,在松嫩地块南缘形成陆缘火山岩带,晚二叠世-早三叠世华北地台与松嫩地块碰撞,至此古亚洲洋盆封闭.古亚洲洋的南、北洋盆最后的褶皱构造,以及与塔里木地台之间发生的直接关系,很可能是后期的构造运动所造成的.     

塔里木盆地中-上奥陶统浊积岩物源分析及大地构造意义

通过地表露头及钻井取心的浊积岩沉积特征观察及古流向分析、砂岩主量元素化学成分分析及地震相分析,提出塔里木盆地奥陶系陆源碎屑浊积岩主要发育于塔东地区及塘古兹巴斯坳陷的上奥陶统之中,其浊流沉积物源主要来自盆地东南侧的阿尔金岛弧、其次来自盆地西南侧的库地活动陆缘隆起;仅盆地东北缘却尔却克山地区出露的中奥陶统顶部的却尔却克组下部陆源碎屑浊积岩的物源区,主要来自其北侧的库鲁克塔格被动陆缘隆起(台地隆起剥蚀区)。综合分析认为,晚奥陶世发生于板块南缘的阿尔金岛弧及库地活动陆缘隆起与塔里木板块的碰撞挤压运动产生的大量陆源碎屑物源,导致了板块内部多个孤立碳酸盐台地的逐步消亡及板块南部浊流盆地群的形成。     

Geochemical features,depositional settings,and provenances of Lower Paleozoic rocks in the Mamyn terrane,Central Asian Fold Belt

New data on geochemical features of the Lower Paleozoic terrigenous rocks in the Mamyn terrane (eastern Central Asian Fold Belt) and U–Pb geochronological studies of the detrital zircon from these rocks are presented. The obtained results suggest the following conclusions. 1. At present, the Kosmataya sequence includes different age Lower Cambrian terrigenous–carbonate and Lower Ordovician terrigenous rocks or represents Lower Ordovician olistostromes including limestone blocks with the Lower Cambrian fauna. Lower Ordovician terrigenous rocks were formed in an island arc or active continental margin, mainly, owing to the erosion of Cambrian–Early Ordovician plutons and volcanics that are widespread in structures of the Mamyn terrane and weakly reworked by the chemical weathering. 2. The Silurian Mamyn Formation was developed at a passive continental margin. The main sources of clastic material for this formation were the same Cambrian–Early Ordovician igneous rocks as for the Cambrian sequence, with the participation of Early Silurian and Vendian igneous complexes. The obtained data significantly refine concepts about the geological structure of the Mamyn terrane, which is a member of the Argun Superterrane, one of the largest tectonic structures in the eastern Central Asian Fold Belt.