柴达木盆地西部新生界陆相湖盆碳酸盐岩沉积环境与沉积模式*

利用野外露头、岩心、测井录井和分析化验资料,对柴达木盆地西部(简称“柴西地区”)新生界干柴沟组湖相碳酸盐岩进行了研究,划分了其沉积微相类型,研究了其分布规律,分析其形成环境和控制因素,并建立了相应沉积模式。该区湖相碳酸盐岩在垂向上与碎屑岩频繁互层,湖相碳酸盐岩包括颗粒灰岩、藻灰岩、泥晶灰岩和混积岩4大类11种,划分出了灰泥坪、颗粒滩、藻丘(礁)、浅湖湾以及(半)深湖泥灰岩相等5种沉积微相。通过分析不同碳酸盐岩及其微相时空展布特征,认为其发育主要受控于湖盆构造运动、湖平面变化、陆源碎屑注入、古气候与古水介质条件、古地貌与古水深环境,并在此基础上建立了柴西湖相碳酸盐岩的沉积模式。研究认为柴达木盆地西部干柴沟组沉积时期,湖盆为典型咸化湖盆,构造活动相对稳定,湖平面上升达到峰值。碳酸盐岩主要发育在湖侵期,高频湖平面变化形成了碳酸盐岩与碎屑岩频繁互层。在枯水期,盆地坡折处发育碎屑岩滩坝或三角洲前缘沉积;在湖侵期,盆地坡折处发育了鲕粒滩及藻灰岩,盆地洼陷区发育泥灰岩或灰质泥岩。     

柴达木盆地西部新生界陆相湖盆碳酸盐岩沉积环境与沉积模式

利用野外露头、岩心、测井录井和分析化验资料,对柴达木盆地西部(简称"柴西地区")新生界干柴沟组湖相碳酸盐岩进行了研究,划分了其沉积微相类型,研究了其分布规律,分析其形成环境和控制因素,并建立了相应沉积模式。该区湖相碳酸盐岩在垂向上与碎屑岩频繁互层,湖相碳酸盐岩包括颗粒灰岩、藻灰岩、泥晶灰岩和混积岩4大类11种,划分出了灰泥坪、颗粒滩、藻丘(礁)、浅湖湾以及(半)深湖泥灰岩相等5种沉积微相。通过分析不同碳酸盐岩及其微相时空展布特征,认为其发育主要受控于湖盆构造运动、湖平面变化、陆源碎屑注入、古气候与古水介质条件、古地貌与古水深环境,并在此基础上建立了柴西湖相碳酸盐岩的沉积模式。研究认为柴达木盆地西部干柴沟组沉积时期,湖盆为典型咸化湖盆,构造活动相对稳定,湖平面上升达到峰值。碳酸盐岩主要发育在湖侵期,高频湖平面变化形成了碳酸盐岩与碎屑岩频繁互层。在枯水期,盆地坡折处发育碎屑岩滩坝或三角洲前缘沉积;在湖侵期,盆地坡折处发育了鲕粒滩及藻灰岩,盆地洼陷区发育泥灰岩或灰质泥岩。     

柴达木盆地古近系路乐河组重矿物特征与物源分析

柴达木盆地古近系路乐河组由于其沉积演化与青藏高原隆升密切相关,并且近几年来多口探井在该层系见到了良好的油气显示而被研究者所关注.沉积物源分析作为了解造山带构造演化、盆地沉积作用以及划分油气有利区带的重要方法是路乐河组研究的关键内容.前人对盆地不同区块第三系物源进行了研究但缺乏从全盆地范围整体探讨路乐河组物源的报导.本次研究通过重矿物组合、ZTR指数及重矿物稳定系数的平面展布特征结合岩屑类型对柴达木盆地古近系路乐河组地层进行系统分析,初步划分出昆特依-冷湖一-四号、马海-南八仙、红山、鄂博梁-碱山、油砂山-跃进、黄石-弯西等11个物源体系,基本确定了物源方向并恢复了母岩类型.研究表明,不同物源区沉积物特征差异较为明显,表现为昆仑山前物源搬运距离最长,阿尔金山前物源搬运距离最短,祁连山前物源搬运距离中等.上述认识为研究区沉积体系的精细划分、原型盆地恢复以及盆地构造演化提供了重要依据.     

吉林东部盆地群早白垩世原型盆地恢复

通过区域地质、电法和地震资料等对吉林东部盆地群早白垩世地层、沉积和构造特征进行研究,从而恢复沉积古地理及原型盆地面貌,结合现今勘探成果与原型盆地控制烃源岩展布,残留盆地改造情况,预测有利勘探区。研究结果表明: 该区早白垩世原型盆地为一大型陆相湖盆的一部分,果松组-鹰嘴砬子组沉积期为初始裂陷孤立盆地发展阶段,林子头组沉积期为断坳转换期,沙河子组- 营城组沉积期为统一的坳陷盆地,至登娄库组沉积期原型盆地完全遭到破坏,泉头组沉积期各盆地进入独立发展阶段。靠近原型盆地湖盆中心的( 扇) 三角洲相、河流相及湖沼相沉积区且位于现今盆地的凹陷区是吉林东部盆地群的有利油气勘探区。     

陆相盆地浅水背景河湖交互特征及其模式

通过对现代鄱阳湖盆中沉积体系发育与湖盆季节性湖岸线迁移变化耦合关系研究,结合对新近纪馆陶组时期渤海湾盆地渤东地区沉积岩性、沉积序列及沉积构造等解剖,提出陆相湖盆浅水背景河湖交互沉积模式.基于对浅水湖盆鄱阳湖随季节更替引起的湖平面变化分析,识别出洪-平-枯水线,划分河控主体区（A区）、河湖交互区（B区）和湖泊主体区（C区）3个沉积单元.其中,A区发育河道砂,骨架水系特征明显;B区发育朵状砂,水体分隔作用强烈;C区发育湖泥和席状砂,存在多个分隔的沉积中心.基于所建立的河湖交互沉积模式,在渤东地区新近纪馆陶组浅水背景古湖盆进行实践应用,有效分析了研究区河湖交互单元划分和沉积特征.浅水背景河湖交互沉积模式的建立,对陆相坳陷盆地、克拉通盆地、断陷盆地缓坡带、断坳转换期等类似浅水湖盆背景沉积体系类型识别、砂体预测具有一定参考和指导价值.      

鄂尔多斯盆地子长地区长6油层组沉积微相研究

研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部,长6属于鄂尔多斯盆地延长组湖泊发育中期,接近湖盆最发育的长7油层组,是研究区的主力层位。通过野外剖面沉积相的识别和大量测井资料,对子长油田长6沉积体系进行小层识别与划分,确定子长地区长6期为三角洲沉积体系,掌握沉积微相的空间展布、沉积微相与油气富集规律的关系。     

兰坪盆地古近纪沉积相类型及沉积环境演化

通过对兰坪盆地野外露头及相关室内研究,分析了区内古近纪的沉积环境、层序特征、沉积相展布及其演化特征。认为古近纪主要发育冲积扇、河流、三角洲和湖泊环境。沉积建造为一个完整的盆地演化旋回:低位期,印度板块向欧亚板块的俯冲挤压造成兰坪走滑拉分盆地的形成,沉积了一套局限的湖盆相红色含膏盐细碎屑岩建造;湖扩期,挤压应力场转变为拉张应力场,湖盆扩大,大面积沉积了一套滨浅湖相紫红、砖红色砂泥岩互层沉积;湖缩期,受晚始新世喜马拉雅运动一幕的影响,应力场再次转变为强烈挤压,东西两侧造山带共同向盆地内推覆扩展,致使盆地范围明显缩小,仅在推覆体前缘形成一系列快速充填的小型山前陆相前陆盆地。层序古地理编图显示,蒸发岩发育于低位体系域,与低位期的沉积充填特点和气候有关,极具有找钾盐矿的前景。     

松辽盆地北部湖盆萎缩期层序结构与沉积充填

萎缩期是陆相湖盆演化的重要阶段,但和断陷期、坳陷期相比,对湖泊萎缩期的沉积充填和层序构成的认识非常不足,研究也非常薄弱。松辽盆地的四方台期和明水期是典型的湖盆萎缩期,对其沉积充填和层序构成的研究有助于加深学术界和工业界对这一重要阶段的认识和促进油气勘探。将四方台组、明水组划分为一个超层序,六个三级层序。对比分析了松辽盆地坳陷期与萎缩期地质特征,认为盆地萎缩期为地形平缓的浅水盆地,具有构造幅度低、可容空间小、湖平面升降频繁等特点。层序界面多表现为低角度不整合、低幅上超面以及沉积转换面等;沉积上,该段主要发育河流相、浅水湖泊、浅水三角洲等沉积相。层序结构上,由于没有明显坡折带,故采用两分法划分体系域,包括湖侵体系域(TST)和湖退体系域(RST);盆地边缘没有明显的的下切谷特征,砂体主要发育于湖侵体系域,很少发育湖底扇。从层序主控因素看,由于构造整体稳定,湖平面变化主要受气候和盆地古地貌影响。     

华北地台区古近纪—新近纪岩相古地理特征

华北地台区古近系—新近系在渤海湾盆地非常发育,在南华北地区也有较大厚度,而在鄂尔多斯盆地则不甚发育,仅在西北部有少量沉积。渤海湾盆地古近纪以断陷型沉积为主,主要为滨浅湖相沉积,物源来自多个方向,如北部的燕山褶皱带、西部的太行山隆起、南部的鲁西隆起、东部的辽东隆起区以及盆地内部的沧县隆起和埕宁隆起等。南华北地区古近纪发育大小不一多个沉积中心,以河流相沉积为主;鄂尔多斯盆地古近纪仅在西北部出现沉积,发育河流相,缺失古新统—始新统沉积。新近系沉积区主要位于渤海湾盆地、南华北地区以及鄂尔多斯盆地外围的地堑中,主要为河流相和滨浅湖相沉积。新近纪早期渤海湾盆地大面积隆升,导致湖盆收缩,部分地区遭受剥蚀夷平,中晚期盆地整体形成统一坳陷,主要为河流相沉积,局部发育滨浅湖相;南华北地区进入裂谷期后坳陷发育阶段,大面积接受沉积,主要发育河流相沉积。华北地台区西部沿鄂尔多斯盆地周缘形成了一套以河流相与滨浅湖相为主的山前盆地沉积。华北地台区古近纪—新近纪油气的有利勘探区域为渤海湾盆地。     

青藏高原东北缘循化-化隆地区新生代沉积古地理演化

通过详细分析和对比循化-化隆盆地及邻区新生代沉积序列,将研究区新生代沉积古地理演化划分为3个阶段:(1)渐新世,西秦岭逆冲带、拉脊山逆冲带抬升,循化-化隆盆地压陷下沉,接受以砾岩夹砂岩为主的洪冲积扇和山区河流相沉积,称他拉组。他拉组古流向主要为北东向及北北西向,与盆地南缘的西秦岭北缘隆起带基本垂直或平行,西北边缘古流向为南东东向。(2)中新世—上新世早期,经过渐新世洪冲积填平,很快进入河流三角洲充填阶段,并在中新世早期进入湖泊环境接受沉积。中新世是循化-化隆盆地、临夏盆地、定西-兰州盆地湖盆面积扩展最大期,循化-化隆盆地往东与临夏盆地连通,总体上构成向东张开的大型压陷盆地。这一时期,盆地多以湖泊和湖相三角洲、冲洪积平原相沉积为主。盆地在循化、尖扎、化隆等地发育大面积咸水湖相沉积。盆地四周发育冲洪积扇和冲洪积平原相沉积,在同仁往北、民和往南发育河流相、三角洲相沉积。(3)上新世3.6 Ma左右,为临夏组之上的积石组砾岩发育期。由于周缘山系强烈逆冲与盆地整体隆升,导致积石组与下伏临夏组何王家段之间发育沉积间断与不整面,区域上同仁盆地、甘加盆地、桑科盆地和定西-兰州盆地全部结束沉积。3.6 Ma以后盆地内分布的上新世积石组巨砾岩是该时期周缘山系进一步隆升的沉积响应。循化-化隆盆地与临夏盆地被积石山隆起带分割,盆地主要物源为拉脊山隆起带和西秦岭隆起带。盆地在循化县尕楞乡宗务一带发育的积石组冲洪积扇砾岩堆积最厚。     

柴达木盆地平台地区路乐河组沉积微相研究

根据钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜、测录井资料及分析化验资料,对柴达木盆地北缘西段平台地区古近系路乐河组地层岩心的沉积构造、粒度特征、沉积序列等进行详细研究,分析平台地区古近系路乐河组的沉积相类型及演化过程。研究表明,平台地区路乐河组主要受近源沉积控制,沉积了一套以砾岩、含砾粗砂岩、泥质粉砂岩和泥岩为主的粗粒碎屑岩,发育槽状交错层理和板状交错层理,成分成熟度和结构成熟度较差。粒度概率累积曲线显示碎屑颗粒沉积物主要由悬浮组分和跳跃组分组成,表明水动力条件较强,以河流相沉积为主。沉积微相类型以河床亚相的河床滞留和心滩沉积为主,其次为河漫亚相的河漫滩沉积和泛滥平原沉积。沉积相的研究清楚展示出平台地区古近纪早期路乐河组的沉积特征和演化规律,为该地区下一步油气勘探工作提供可靠的地质依据。     

柴西缘阿尔金山前下侏罗统层序地层与岩相古地理研究

柴西缘阿尔金山前侏罗系与柴北缘侏罗系具有相似的沉积背景,发育较好的泥页岩层段,具有一定的页岩气资源潜力。通过对野外露头与钻孔岩芯沉积特征的研究,建立了柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并对沉积演化特征进行分析。小煤沟组岩性主要为泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩、砾岩,发育湖泊、扇三角洲和辫状河沉积体系,包含半深湖、滨浅湖、湖湾、扇三角洲平原、扇三角洲前缘、河床、泛滥平原等沉积相。根据区域不整合面、河流下切谷冲刷面等层序界面,将小煤沟组划分为3个三级层序,每个层序内均发育一定厚度的泥页岩段。在单剖面和对比剖面沉积相分析的基础上,以三级层序为作图单元,利用单因素分析多因素综合作图法恢复了研究区古地理面貌。小煤沟组整体呈现北部半深湖、滨浅湖,南部以及东北部扇三角洲、河流的古地理格局,地势具有东南高西北低的特点,此时阿尔金山尚未隆升,物源主要来自于南部的柴达木盆地腹部隆起以及东北部的古阿拉巴什套山,盆地沉积中心主要为清水沟以及小西沟东北地区,发育厚度巨大的泥页岩段,为侏罗系页岩气勘探的有利地区。     

柴达木盆地归属问题的讨论

柴达木盆地西部已找到17个第三系油源的油田，其主要烃源岩层位是陆相始新统下干柴沟组。也有论文提出下干柴沟组是海侵湖泊沉积，并被命名为下干柴沟海侵。最近又有论文提出该组地层不是深湖相，应属于泻湖相，是塔里木盆地西南始新世海湾泻湖相带被阿尔金断裂东错的残留泻湖部分，或塔里木盆地原型盆地的东部被错移部分，并提出重新认识柴达木盆地西部的油气勘探方向。本文针对上述观点展示了塔里木盆地西部海湾古新统-始新统的吐依洛克组、阿尔塔什组、齐姆根组、盖吉塔格组、卡拉塔尔组的沉积相和典型的海相生物化石群，它完全不同于柴达木盆地古新统-始新统的路乐河组和下干柴沟组沉积相和陆相湖泊生物化石群，两者是截然不同的。不能支持柴达木盆地西部与塔里木盆地西南海湾在老第三纪时属于同一盆地或同一沉积单元。“源控论”依然是指导柴达木盆地西部陆相沉积油气勘探的理论依据。把塔里木盆地西南已知油气田的烃源岩划归老第三系海相沉积，显然是误解，把塔里木盆地西南老第三系海相油气勘探部署推广到柴达木盆地西部陆相沉积区也是一种误导。科学的古地理观将有助于勘探工作的正确部署。     

辽东苏子河盆地聂尔库组沉积相与沉积环境研究

辽东苏子河盆地是早白垩世形成的小型断陷盆地,盆地内发育了相对连续的陆相沉积,是研究白垩纪陆地环境及气候演化的理想地区。早白垩世晚期沉积的聂尔库组地层出露连续,沉积现象典型。通过分析聂尔库组沉积岩类型、沉积构造、古生物化石及垂向沉积序列,可识别出扇三角洲相和湖泊相,其中扇三角洲相包括扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相,湖泊相主要为滨浅湖泥砂沉积。研究表明,聂尔库组形成于断陷盆地边缘陡坡带,属于间歇性洪水控制的扇三角洲—湖泊沉积体系,经历了扇三角洲—湖泊—扇三角洲的沉积环境变化,代表了断陷湖盆由深陷扩张期—抬升收缩早期的沉积充填过程。根据沉积岩与沉积相特征,结合古生物、特殊沉积、黏土矿物及地球化学资料,认为早白垩世晚期辽东地区总体与当时全球"温室气候"的大背景相一致,处于高温干旱/潮湿的气候条件,但这种高温气候具有不均一性,存在气候波动。     

咸化湖盆混积岩成因机理研究

关于海相及淡水湖盆混积岩的研究已相对完善,而针对咸化湖盆混积岩理论的形成及实践应用却鲜有报道,本文旨在系统地阐述咸化湖盆混积岩的成因机理、沉积模式、分布规律,对比其与一般混积岩沉积特征的异同点,并探讨其与油气富集特征的相关性。本文采用矿物学、微观岩石学分析方法进行混积岩矿物组成、沉积特征、储集空间类型研究,采取地质统计分析方法明确混积岩分布规律,并运用物性分析方法对比不同类型混积岩的储集性能。结合柴达木盆地西北区新近系混积岩研究实例,本文创新性地提出了欠补偿咸化湖盆的混积岩成因类型：机械成因的相混合混积岩和生物成因的藻混合混积岩。相混合又可划分为两种亚类：互层型混合、组构型混合;藻混合亦可划分为两种亚类：藻粘结混合、滑塌再混合。建立了咸化湖盆混积岩的沉积模式：混积岩主要发育于三角洲、水下扇、滩坝等碎屑岩沉积体系与湖相碳酸盐岩沉积体系的过渡相带以及藻灰岩发育区。明确了混积岩的分布规律,可归纳为“盆缘互层型、盆内组构型、藻混合局限分布”。混积岩沉积特征对比分析结果表明,任何环境下混积岩形成的先决条件均为碳酸盐岩的生长和聚集,而不同于淡水湖盆及海相混积岩沉积厚度大,生物含量高等特点,咸化湖盆混积岩单层厚度极薄,并发育特殊的藻混积岩类。综合研究认为,藻混合混积岩与油气储层的相关性要大于相混合混积岩。以上成果可为咸化湖盆混积岩,乃至陆相湖泊混合沉积物的成因类型及油气地质意义研究提供借鉴与参考。     

Magnetostratigraphy and Anisotropy of Magnetic Susceptibility of the Lulehe Formation in the Northeastern Qaidam Basin

The timing of onset of deposition of the Lulehe Formation is a significant factor in understanding the genesis of the Qaidam basin and the evolution of the Tibetan Plateau. Here, we describe a detailed magnetostratigraphic and magnetic fabric study of the middle and lower parts of the Lulehe Formation. A total of 234 samples were collected from 117 sites throughout a thickness of almost 460 m of fluvial and lacustrine deposits at the Xitieshan section in the northeastern Qaidam basin. Out of these sites, 94 sites yielded well-defined characteristic remanent magnetization components by stepwise thermal demagnetization and were used to establish the magnetostratigraphy of the studied section. Based on correlation with the geomagnetic polarity timescale, the studied section spans the period from 53.8 Ma to 50.7 Ma. Our results show a three-fold decrease in sedimentation rates as well as marked change in facies from braided river to delta and shore–shallow lake around 52.6 Ma, which suggests tectonic uplift of the northeastern Qaidam basin margin ridge was rapid at the onset of formation of the Qaidam basin and subsequently weakened after 52.6 Ma. The anisotropy of magnetic susceptibility results indicate that tectonic compression stress had reached the northeastern Tibetan Plateau by the early stages of Indo–Eurasian plate collision and that the direction of stress in the study area was NE–SW. Furthermore, a weakening of tectonic compression stress around 52.6 Ma is consistent with sedimentary records. The age of initial deposition of the Qaidam basin (around 53.8 Ma) was almost synchronous with that of the Qiangtang, Hoh Xil, Xining, and Lanzhou basins, which implies that stress was transferred rapidly through the Tibetan Plateau during or immediately after the onset of Indo–Eurasian collision.     

柴达木盆地北缘东部侏罗系发育特征

侏罗系是柴达木盆地主力生油层,主要分布于盆地北缘。通过对柴北缘侏罗系标志层、岩性特征和沉积体系的综合研究,明确了主要露头剖面侏罗纪不同时期的沉积相类型。本区侏罗系主要发育 5 种类型沉积相,包括冲积扇、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊,相带的展布和古地理演化均与区域构造运动密切相关。根据侏罗系内部及其与上下地层的接触关系和沉积旋回演化,柴达木盆地北缘东部经历了早--中侏罗世断陷湖盆沉积到晚侏罗世挤压坳陷沉积两大沉积演化阶段。     

柴达木盆地新生界湖盆咸化特征及沉积响应

柴达木盆地新生界发育咸化湖盆沉积,但是对于湖盆的咸化程度一直没有详细论述,其沉积响应特征亦不清楚。文中利用系统测试得到的硼元素及黏土矿物资料来开展古水体盐度恢复,结果表明:(1)柴达木盆地新生界为咸化湖盆沉积,最高盐度大于20‰;(2)不同盐度地区的沉积响应特征不同,其中陆源碎屑物供给区古盐度小于12‰,滨浅湖区古盐度在10‰～18‰之间,半深湖区古盐度大于18‰。在中高咸化湖盆水介质的控制作用下,沉积物分布表现为单层厚度小(一般为1～3m)、砂/泥岩互层频繁、三角洲沉积相带分布较窄、细粒沉积物分布范围较广、发育特有湖相碳酸盐岩和膏盐岩及与陆源细碎屑呈混积等特征。