湖南奥陶纪沉积演化特征

提要：根据湖南地区奥陶纪沉积地层的野外考察和室内分析,并总结吸收前人对该区的研究成果,将湖南奥陶纪的构造沉积演化划分成了早奥陶世镶边型碳酸盐台地-陆棚-深水盆地、中奥陶世碳酸盐缓坡-陆棚-深水盆地、晚奥陶世早期碳酸盐缓坡-陆棚-深水盆地-陆棚边缘、晚奥陶世晚期局限浅海-深水盆地-陆棚边缘4个沉积阶段。处于扬子克拉通内的湘西北地区经历了镶边型台地-碳酸盐缓坡-局限浅海的演化阶段,沉积岩性也由碳酸盐岩逐渐被黑色泥页岩沉积所替代。位于克拉通边缘及华夏陆块之上的湘中、湘南地区则始终处于碎屑浅海沉积环境,盆地中心由南东向北西不断迁移。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系沉积相与沉积演化模式

在塔里木盆地玉北地区奥陶系层序地层格架建立的基础上,通过对岩心、钻井、测井、地震及古生物等相关资料分析,以地震地层学和海相碳酸盐岩沉积模式为指导,对玉北地区奥陶系沉积相进行详细的研究,结果表明研究区奥陶系可划分为台地潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘、陆架内缘斜坡和陆棚等6种沉积相,并明确了研究区奥陶纪各期沉积相平面展布特征,总结了纵向上的沉积演化规律为:早奥陶世早期发育台地潮坪相;早奥陶世晚期随着海平面的持续缓慢上升,过渡为局限台地相;中奥陶世演化为开阔台地相;晚奥陶世早期演变为斜坡相,至晚奥陶世中晚期则发育陆棚相沉积体系。综合考虑古地理沉积环境、沉积相平面组合规律及控制因素,建立了玉北地区奥陶系沉积演化模式。     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩台缘结构特征及其演化

台缘斜坡带以发育灰泥丘烃源岩和礁滩相储层备受关注,而台地结构样式制约着台缘斜坡带的发育类型和空间展布格局。在地震、测井、岩心、露头等资料的综合分析基础上,研究发现塔里木盆地下古生界发育缓坡型、镶边型、孤立型和淹没型4种碳酸盐岩台地结构样式。同一时期的不同地区台地结构样式存在差异:寒武纪时期,塔中、塔北为进积缓坡型碳酸盐岩台地,而塔西南为退积缓斜坡型碳酸盐岩台地;早奥陶世时期,塔北为退积镶边型碳酸盐岩台地,而塔中、塔西南地区则为加积镶边型碳酸盐岩台地。台地结构在纵向上发育演化的同时,台缘坡折带在平面上也发生迁移变化：寒武纪时期台缘坡折带环绕着西部台地呈向西开口的“U”字型分布;早中奥陶世塔西南地区的台缘斜坡带向盆内迁移,塔中、塘南地区分别发育中古台槽和塘南台缘坡折带;晚奥陶世时期塔里木盆地整体呈现“3个半岛型台地”、“4个台地边缘相带”的沉积格局。塔西南地区寒武-奥陶纪的台缘坡折带、塔中地区早、中奥陶世的中古台槽以及塘南地区奥陶纪台缘斜坡带的发现,对塔里木盆地早古生代沉积格局的重新认识具有重要意义。     

柴达木盆地北缘欧龙布鲁克微地块早古生代岩相古地理

通过对柴达木盆地北缘欧龙布鲁克微地块的野外地质调查及精细观察,根据剖面中发育的岩石组合关系、沉积构造特征以及地层接触关系,对该区早古生代寒武纪—早奥陶世沉积及岩相古地理特征进行了详细研究。认为早古生代欧龙布鲁克微地块处于火山岛弧弧后区域,柴北缘洋俯冲及陆陆碰撞控制了该时期的盆山格局与沉积充填演化。欧龙布鲁克微地块下古生界主要发育一套海相碳酸盐岩建造,仅在寒武系底部以及下奥陶统存在陆源碎屑沉积。从岩石组合来看,沉积相类型大致可划分为蒸发潮坪相、局限台地相、开阔台地相、台地边缘相和复理石盆地沉积5大类及相应的亚类。研究区早古生代整体处于海侵状态,欧龙布鲁克微地块早寒武世经历蒸发潮坪沉积,中、晚寒武世海侵范围逐步扩大,研究区接受了一套以浅海碳酸盐岩建造为特点的局限台地—开阔台地沉积。早奥陶世基本继承了寒武纪海侵范围,欧龙布鲁克微地块沉积环境向台地边缘浅滩—前缘斜坡转变,直至早奥陶世晚期台地相向中南方向迁移而形成于高海平面下的台缘斜坡—欠补偿深水陆棚沉积环境。     

塔东地区寒武—奥陶纪岩相古地理分析

通过钻井资料以及露头资料的详细分析,在塔东地区寒武系—奥陶系识别出盆地相、斜坡相、台地相。根据盆地相沉积特征把塔东地区盆地相分为碳酸盐岩盆地、混积盆地、页岩-硅岩盆地三种类型。碳酸盐岩盆地相岩石类型为碳酸盐岩,混积盆地岩石类型为碳酸盐岩与页岩及硅岩互层,页岩-硅岩盆地岩石类型为泥页岩以及硅质岩。台地区发育台地边缘灰泥丘相、台缘滩相、开阔台地相等。灰泥丘主要为藻凝块岩,滩相主要为颗粒灰岩。综合塔里木盆地寒武纪—奥陶纪沉积特征提出了塔东地区碳酸盐岩沉积综合模式,并指出由台地至盆地方向,盆地由碳酸盐岩盆地向混积盆地及页岩-硅岩盆地过渡。在单井分析、露头资料分析、地震剖面分析的基础上,分析了塔东地区寒武纪—奥陶纪古地理展布。     

塔里木盆地北部寒武系大型进积型台地—斜坡地震层序、演化与控制因素

以塔里木盆地北部塔河油田重复采集的高精度三维资料为基础,综合常规的三维资料和钻井资料进行解释,针对寒武系台地-斜坡沉积体系的地震层序、样式、演化与控制因素,讨论台地的起源、不整合面形成环境和海相烃源岩。在塔河油田寒武系地层中识别出16个地震层序。其中,编号为SQ6、SQ7和SQ11的地震层序发育在低位体系域,其他层序由海进和高位体系域组成,具有快速海进、缓慢海退的不对称旋回特征。塔河油田寒武系碳酸盐岩台地总体表现出纵向加积、向东超覆、台地边缘依次向东迁移的大型进积型台地特征,台地边缘向东迁移的距离超过40km。塔河油田寒武系碳酸盐岩台地起源于塔中隆起的北斜坡,经历了缓坡、平顶陆棚、镶边陆棚等台地样式的演化。沉积底形、相对海平面变化、拉张活动、基底沉降和古气候在不同演化阶段起到不同的控制作用,古气候和风向对中—晚寒武世镶边陆棚的发育具有明显的控制作用。下寒武统肖尔布拉克组顶面和寒武系顶面发育区域不整合面,中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组顶面在陆棚边缘发育不整合面,这些不整合面形成于拉张环境。塔河油田寒武系海相烃源岩发育良好,分布广泛,尤其是玉尔吐斯组全区分布,吾松格尔组、阿瓦塔格组和上寒武统的斜坡-盆地相烃源岩分布在塔河东部地区。     

西藏措勤地区石炭纪—早二叠世古地理演化

措勤地区在泥盆纪浅海碳酸盐台地的背景基础上,在石炭纪—早二叠世发育了一套陆源碎屑为主的海相沉积,古地理呈北部以陆棚海为主、南部发育斜坡-深海相的特征。早石炭世永珠组陆棚浅海限于北部的甲龙到阿布勒一带,其南侧至格嘎一措勤一线发育较宽的斜坡相沉积,晚石炭世时发生海侵,并随着冰期气候的盛行在边缘斜坡海环境内沉积了多套冰海砾岩,随着冰期气候的结束和海退,早二叠世昂杰组陆棚海沉积范围向南扩展到格嘎-达雄南部,陆棚海地边缘发育了生物礁或生物滩。古地理演化反映了研究区在早石炭世受南北向拉张的构造背景下形成了不同于泥盆纪碳酸盐台地的陆棚海—斜坡—深海盆地的古地理格局,晚石炭世拉张达到鼎盛,其后的早二叠世主要发育了稳定陆棚海沉积。     

西藏措勤地区石炭纪—早二叠世古地理演化

措勤地区在泥盆纪浅海碳酸盐台地的背景基础上，在石炭纪-早二叠世发育了一套陆源碎屑为主的海相沉积，古地理呈北部以陆棚海为主、南部发育斜坡－深海相的特征。早石炭世永珠组陆棚浅海限于北部的甲龙到阿布勒一带，其南侧至格嘎－措勤一线发育较宽的斜坡相沉积，晚石炭世时发生海侵，并随着冰期气候的盛行在边缘斜坡海环境内沉积了多套冰海砾岩，随着冰期气候的结束和海退，早二叠世昂杰组陆棚海沉积范围向南扩展到格嘎－达雄南部，陆棚海地边缘发育了生物礁或生物滩。古地理演化反映了研究区在早石炭世受南北向拉张的构造背景下形成了不同于泥盆纪碳酸盐台地的陆棚海-斜坡-深海盆地的古地理格局，晚石炭世拉张达到鼎盛，其后的早二叠世主要发育了稳定陆棚海沉积。     

新疆库鲁克塔格地区奥陶纪岩相古地理

库鲁克塔格地区在西北地层区划上属塔里木地层区的库鲁克塔格地层分区。其沉积特点受塔里木盆地的影响，但是又不同于塔里木盆地，区内研究程度低。依据野外露头资料，本地区奥陶系南北分区明显。北区岩性为碳酸盐岩建造，生物以三叶虫、头足类、腕足类及珊瑚等浅海生物为主；南区岩性为复理石建造，生物以深海相笔石为主。从岩性、古生物、沉积构造、沉积序列、指相矿物等沉积特征可以看出，本地区奥陶纪古地貌具南低北高的特点。本地区奥陶系发育台地相、广海陆棚相、盆地边缘斜坡相、深海盆地相、半深海相和浅海相等类型。依据各时期沉积相及其展布特征，总结出4种沉积相模式：①台地－广海陆棚沉积相模式，②盆地边缘海陆棚－深海盆地沉积相模式，③海陆过渡－浅海沉积相模式，④冲积扇－三角洲沉积相模式。本次研究对库鲁克塔格地区进一步的研究及找油工作打下了理论基础。     

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。     

新疆库鲁克塔格地区奥陶纪岩相古地理

库鲁克塔格地区在西北地层区划上属塔里木地层区的库鲁克塔格地层分区。其沉积特点受塔里木盆地的影响，但是又不同于塔里木盆地，区内研究程度低。依据野外露头资料，本地区奥陶系南北分区明显，北区岩性为碳酸盐岩建造，生物以三叶虫、头足类、腕足类及珊瑚等浅海生物为主；南区岩性为复理石建造，生物以深海相笔石为主。从岩性、古生物、沉积构造、沉积序列、指相矿物等沉积特征可以看出，本地区奥陶纪古地貌具南低北高的特点。本地区奥陶系发育台地海相、广海陆棚相、盆地边缘斜坡相、深海盆地相、半深海相和浅海相等类型。依据各时期沉积相及其展布特征，总结出４种沉积相模式，即①台地海-广海陆棚沉积相模式；②盆地边缘海陆棚-深海盆地沉积相模式；③海陆过渡-浅海沉积相模式；④冲积扇-三角洲沉积相模式。本次研究对鲁克塔格地库区进一步的研究及找油工作打下了理论基础。     

湘中—湘南地区寒武纪岩相古地理*

湘中—湘南地区位于扬子陆块与华夏陆块之间的过渡区域。根据研究区寒武系沉积特征,识别出4种沉积相类型:碳酸盐陆棚亚相、深水盆地相、碎屑陆棚亚相及混积陆棚亚相。纽芬兰世—第二世早期(梅树村期—沧浪铺期),深水盆地分布范围广,占据了湘中及湘南大部分地区,湘东南发育碎屑陆棚沉积。第二世中晚期(龙王庙期),相对海平面下降,深水盆地范围略有减小,研究区西北部碳酸盐沉积逐渐占主导,碎屑陆棚面积变化不大。第三世(毛庄期—崮山期),海平面持续下降,碳酸盐陆棚及碎屑陆棚由两侧向中间推进,深水盆地面积急剧减小;湘西北一带发育混积陆棚亚相,沉积物以碳酸盐沉积为主混有陆源碎屑。芙蓉世(长山期—凤山期),碳酸盐陆棚范围迅速增大,深水盆地面积继续锐减,碎屑陆棚与碳酸盐陆棚毗邻发育,湘南区发育混积陆棚亚相。总之,寒武纪扬子陆块与华夏陆块间沉积相带连续完整,存在碳酸盐岩与碎屑岩混积的过渡沉积物,推测两者处于同一浅海海域,为由北西、南东向中部变深的沉积格局。     

新疆阿克苏-巴楚地区寒武-奥陶纪海平面变化与旋回层序的形成

通过研究新疆阿克苏 巴楚地区寒武 奥陶系沉积特征、层序地层序列及其海平面变化规律,首次识别出2个二级旋回层序、4个三级旋回层序和９个四级旋回层序。重点对三级旋回层序的层序界面性质及其体系域特点进行了深入、细致的分析。研究表明,每一旋回层序的形成,理论上均由海平面相对快速上升、缓慢上升、静止、缓慢下降和快速下降所引起,但实际情况较之复杂。海平面上升的最大幅度发生在丘里塔格晚期-吐木休克早期,之后由于构造运动和全球海平面下降,该区海平面亦快速下降,海水迅速退出本区,致使该区普遍缺失上奥陶统。     

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。     

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。     

湘鄂地区晚寒武世末至早奥陶世特马豆克期层序地层与岩相古地理

从寒武纪末至早奥陶世特马豆克期（牙形类Cordylodus intermedius 带至Serratognathus 带）,地处扬子陆块的湘鄂地区分为三个沉积区：浅水碳酸盐台地、台地东南缘碳酸盐岩、泥质岩混合沉积区和较深水细碎屑岩沉积区。前二个沉积区的层序地层分为4个正层序,在同一陆块内不同沉积区这四个三级层序相互可对比,代表了四次三级海侵、海退旋回。其中牙形类Paltodus deltifer 带中、下部是特马豆克期最大的海侵时期。特马豆克早期（Glyptoconus quadraplicatus 带）和晚期（Serratognathus带中、上部）分别发生过大的海退事件。各正层序的体系域岩相古地理格局能更客观地反映该地区特马豆克期古地理演化特征。特马豆克初期（C.lindstromi 带至C.angulatus带下部）自鄂西北至湘中地区依次为潮坪、潮间泻湖白云岩相、开阔碳酸盐台地、台地边缘浅滩、碳酸盐岩台地边缘斜坡、黑色碳质页岩盆地的古地理格局。特马豆克早期（Glyptoconus quadraplicatus 带）缓慢海退时期海水普遍变浅,自北向南依次为潮坪、潮间泻湖白云岩相、局限台地相、台地边缘浅滩相和较深水碳酸盐外陆架。特马豆克中期海进时期,生屑灰岩和页岩沉积向北超覆,扩展至青峰襄广断裂。湘鄂浅水碳酸盐沉积区为开阔碳酸盐台地,混合沉积区为较深水碳酸盐外陆架,湘中地区为深水泥质下外陆架。特马豆克晚期缓慢海退时期海水再度变浅,在湖北、湘西北开阔碳酸盐台地上,出现台内生屑浅滩、台地边缘生屑浅滩,浅滩上发育有海绵、苔藓虫礁丘。     

塔里木盆地中奥陶世一间房组沉积时期构造-沉积环境与原型盆地特征*

盆地原型研究有助于恢复盆地构造-岩相古地理和揭示盆山耦合,对油气勘探具有重要的指导意义。文中利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆-山结合的思路,由点→线→面进行分析,重建了塔里木盆地中奥陶世一间房组沉积时期的构造-沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。一间房组沉积时期,巴楚—塔中和塘南台内隆起为暴露剥蚀区;顺南—塘古巴斯—玉东台内洼地区发育低能的泥晶灰岩相;塔北和古城台地区发育大面积的台内颗粒滩相;柯坪台盆区发育深水瘤状灰岩—黑色页岩相;塔东深水盆地区经历了黑色页岩相→陆源碎屑浊积岩相的演变;库鲁克塔格—罗西台地区为继承发育的开阔台地相。该时期塔里木盆地构造-沉积格局具有由早奥陶世东西分异的台盆格局向晚奥陶世南北分异的隆坳格局过渡的特征,表现为塔西台地古地貌的分异和塔东深水盆地沉积性质的反转。该时期塔里木盆地整体具有克拉通内拗陷与边缘拗陷复合的性质,但在塔西克拉通内坳陷的南部叠加了前陆盆地的性质(塘南前隆和顺南—塘古巴斯—玉东后隆坳陷),在其西北部叠加了裂陷盆地的性质(柯坪克拉通边缘裂陷)。该时期塔里木盆地构造-沉积环境与原型盆地特征是其对周缘大地构造运动的响应。     

青藏高原北羌塘地区晚三叠世地层展布和沉积型式

北羌塘盆地地处拉竹龙-金沙江缝合带和双湖构造混杂岩带之间,自北向南可划分出5个沉积相带/岩石地层单位：以砂泥质复理石-洋岛、岛弧型火山岩-大理岩岩石组合沉积为特征的若拉岗日群,以深水复理石盆地相沉积为特征的藏夏河组,以深水暗色细碎屑岩盆地相沉积为特征的结扎群,以开阔台地相/缓坡相碳酸盐岩沉积为特征的菊花山组,以三角洲相含煤碎屑岩系沉积为特征的土门格拉群.晚三叠世北羌塘盆地显示为南缓北陡的箕状沉积格局,盆地内充填物为南薄北厚的楔形沉积体,且双物源、沉降中心和沉积中心不一致,表明其具有前陆盆地的一系列沉积特征.     

湘西-黔东地区寒武系都匀阶清虚洞期 岩相古地理与铅锌成矿关系研究

依据地层记录中的两种相变面和两种穿时性,结合上扬子地区寒武系十余条代表性剖面的沉积特征及其横向展布规律,应用等时面优势相成图方法编制了寒武系都匀阶清虚洞期岩相古地理图.区内古地理格局具有西高东低、北浅南深(水深)的特点,沉积自北西向南东超覆,层位逐渐抬高穿时;岩性、厚度、颜色和沉积相类型上的差异是统一沉积背景下沉积物相变、穿时的结果.清虚洞组由灰岩段和白云岩段组成,以发育缓坡型碳酸盐台地为特征,纵向上构成总体向上变浅的沉积相序列,同时反映了缓坡型碳酸盐台地的生长发育过程;横向上从北西至南东发育从混积潮坪相、浅缓坡相、中缓坡相、深缓坡相和陆棚-盆地等沉积.岩相古地理对层控铅锌矿具有明显的控制作用,主要分布于中缓坡相藻灰岩微晶丘中,浊积岩、微晶丘、砾(粒)屑灰岩构成一完整的铅锌控矿序列.