浅谈沉积物重力流分类与深水沉积模式

从浊流理论创立到现在的60余年时间里,深水沉积学研究已经取得了长足进展.但由于水下过程的复杂性,对沉积物重力流及沉积模式的认识存在颇多分歧.本文在对深水沉积研究历史与进展进行回顾与总结的基础上,对重力流各种分类方案及相应沉积模式进行了对比分析,认为:①人们对深水沉积的认识经历了一个螺旋式上升旋回;Bouma序列成因存在多种解释;砂质碎屑流概念是对Bouma序列、扇模式的发展.②沉积物重力流分类必须遵循流变学和沉积物搬运机制的重力流分类方法.③Shanmugam新近建立的碎屑流主导斜坡模式解决了斜坡区的砂体成因分布问题(原来认为此处“过路不停”无砂质沉积).④地震沉积学的发展与应用必将促进人们对深水沉积的认识,从而建立更合理的深水沉积模式.     

鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组湖相重力流沉积细粒岩及其油气地质意义

随着页岩油气勘探开发和相关领域研究的不断深入,细粒沉积物的搬运和沉积已成为当前沉积学研究的热点问题之一,但中国中生代湖泊环境中的泥质重力流沉积尚未引起应有的关注。通过岩心观察、薄片鉴定等手段及综合研究,分析了鄂尔多斯盆地晚三叠世湖相泥质重力流沉积特征,探讨了其形成机制与成因分类。鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖相泥页岩结构类型多样,发育泥质块体流沉积、泥质碎屑流沉积、泥质浊流沉积和泥质异重流沉积等多种重力流沉积类型。按照泥质含量将重力流划分为砂质重力流、泥质重力流和混合重力流3种亚类,并根据成因将重力流划分为滑塌体、碎屑流、浊流及异重流等4种亚类;结合成因和泥质含量,将重力流沉积共划分为12种类型。滑塌岩、碎屑岩分布于三角洲前缘斜坡脚附近;浊积岩、异重岩广泛分布于三角洲斜坡至沉积中心。认为泥质沉积物可以在强水动力条件下搬运-沉积;重力流沉积细粒物质在湖相沉积中占据很大的比例;泥质重力流对泥页岩中的碎屑物质、黏土矿物及有机质的搬运和沉积起到重要作用,因而对于页岩油气的生烃、储集性能和压裂工艺研究具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组湖相重力流沉积细粒岩及其油气地质意义

随着页岩油气勘探开发和相关领域研究的不断深入,细粒沉积物的搬运和沉积已成为当前沉积学研究的热点问题之一,但中国中生代湖泊环境中的泥质重力流沉积尚未引起应有的关注。通过岩心观察、薄片鉴定等手段及综合研究,分析了鄂尔多斯盆地晚三叠世湖相泥质重力流沉积特征,探讨了其形成机制与成因分类。鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖相泥页岩结构类型多样,发育泥质块体流沉积、泥质碎屑流沉积、泥质浊流沉积和泥质异重流沉积等多种重力流沉积类型。按照泥质含量将重力流划分为砂质重力流、泥质重力流和混合重力流3种亚类,并根据成因将重力流划分为滑塌体、碎屑流、浊流及异重流等4种亚类;结合成因和泥质含量,将重力流沉积共划分为12种类型。滑塌岩、碎屑岩分布于三角洲前缘斜坡脚附近;浊积岩、异重岩广泛分布于三角洲斜坡至沉积中心。认为泥质沉积物可以在强水动力条件下搬运—沉积;重力流沉积细粒物质在湖相沉积中占据很大的比例;泥质重力流对泥页岩中的碎屑物质、黏土矿物及有机质的搬运和沉积起到重要作用,因而对于页岩油气的生烃、储集性能和压裂工艺研究具有重要意义。     

陆相断陷湖盆陡坡带深水重力流沉积类型、特征及模式——以东营凹陷胜坨地区沙四段上亚段为例

近年来,与深水沉积物重力流沉积紧密相关的湖相致密油气与深层油气勘探开发日益受到关注并逐渐成为研究热点;断陷湖盆陡坡带由于受"沟梁对应"的地貌特征影响且受控于边界断层,水下重力流沉积扇体发育,也因此成为湖相致密油气与深层油气勘探的重要目标。以东营凹陷胜坨地区沙四段上亚段(分为纯上次亚段和纯下次亚段)为研究对象,以岩芯,地震,测井,录井资料为基础,对陆相断陷湖盆陡坡带深水重力流沉积特征及沉积模式展开研究。研究结果表明:东营凹陷胜坨地区沙四段上亚段深水沉积体系主要发育砂质滑动-滑塌沉积,砂质碎屑流沉积,底流改造沉积,浊流沉积和深湖泥岩沉积五种类型,根据不同岩相组合特征划分出重力流沟道微相,砂质碎屑流舌状体微相,远端朵叶体微相三种微相类型;沙四段上亚段经历了从低位域到湖侵域再到高位域的转换,纯下次亚段在低位域时期经历了胜北断层幕式活动,是形成该时期深水重力流沉积在三级层序整体上呈退积发育,四级层序内部呈进积发育的主要原因,而纯上次亚段高位域时期相对稳定的构造条件使得该时期在三级层序内呈现退积到加积,四级层序内呈现稳定进积的特征;深水重力流搬运过程中由"流动分离作用"引起的"流体性质转换"可以较好地解释平面上重力流沉积类型随搬运距离由近及远的差异性分布以及"远端砂质碎屑流沉积"的形成。     

深水重力流沉积研究进展

深水重力流沉积研究经历了半个多世纪发展,从浊流及鲍马序列开始,到把深水砂岩普遍解释为浊流成因以及海底扇模式的建立,再到今天学者们对鲍马序列的质疑,深水重力流沉积的研究经历了认识上的螺旋式上升旋回。目前关于深水重力流沉积争议的焦点在于高密度浊流是否属于浊流的范畴,深水砂岩是否都是浊流成因。以Shanmugam为代表的学者认为,绝大多数的深水砂岩都是碎屑流成因而非浊流成因,并且提出了重力流分类新方案,同时建立了与其匹配的深水斜坡沉积模式。通过对前人成果的广泛调研,经过对比总结,认为:1根据流变学和沉积物搬运机制,重力流分为碎屑流(砂质碎屑流和泥质碎屑流)、颗粒流、浊流;2浊流的韵律结构特征为明显的正粒序且没有漂浮的碎屑颗粒,碎屑流自下而上呈逆-正粒序的两套韵律变化且发育有漂浮的碎屑颗粒;3Walker的综合扇模式与Shanmugam的斜坡沉积模式,二者是可以共存的,只是在某一地区适用性不同而已。     

陆相湖盆深水重力流混合事件层沉积及沉积学意义

重力流混合事件层在陆相湖盆广泛发育,其形成和分布对理解重力流沉积演化过程及重力流沉积常规与非常规油气勘探开发意义重大.以涠西南凹陷流沙港组一段和鄂尔多斯盆地延长组7段重力流沉积为研究对象,分析湖盆重力流混合事件层的沉积特征、类型、成因及沉积模式,并进一步探讨其地质意义.湖盆主要发育滑动、滑塌重力驱动块体搬运沉积和砂质碎屑流、泥质碎屑流、高密度浊流和低密度浊流等重力流流体沉积,同时广泛发育重力流混合事件层沉积.湖盆重力流混合事件层包含多层结构、双层结构和频繁互层三种大的类型;其中,双层结构的重力流混合事件层进一步根据上下两个沉积单元厚度的差异可细分为两个亚类.多层结构的混合事件层主要为流体侵蚀或砂体液化成因,多发育于混合事件层沉积近端;双层结构与频繁互层结构的混合事件层主要为流体减速膨胀、泥质碎屑流中碎屑颗粒的差异沉降成因,多发育于混合事件层沉积远端.相同沉积单元组成的沉积层在垂向上的规律叠置是岩芯中识别重力流混合事件层沉积的可靠依据;在未明确其沉积过程的情况下可能会导致沉积信息的错误解读.同时,重力流混合事件层的发育会导致重力流沉积非均质性增强,不利于常规油气的储集;但是,重力流混合事件层形成的细粒沉积物是非常规油气"甜点"区发育的优势沉积岩相组合类型.     

沉积物重力流研究进展

沉积物重力流的研究随着深海、深湖环境油气资源的勘探成为现阶段沉积学领域研究的重点课题之一。沉积重力流的分类与命名已不断的完善与细化,浊流与碎屑流成为沉积物重力流的研究重点,沉积学者依据其流态特征、流变学特征、流体浓度与支撑机理对两者进行区分。重力流的的研究手段从野外观察到室内水槽实验,再到区域地震识别。沉积模式从单一浊流形成的"浊积扇"到多种流体相作用的"深海扇"或"海底扇"转变。由于沉积物重力流的控制因素较多,因此在重力流的概念、分类与成因上依然存在许多争议。水槽实验的不断发展,成为沉积物重力流的研究的主要途径,但实验模拟依旧存在很多问题,需不断完善水槽实验的限定因素与控制参量。     

水下沉积物重力流与海底扇相模式研究进展

水下沉积物重力流将大量沉积物搬运至海底,形成了地球上最大的沉积体系——海底扇。综合前人研究成果,梳理水下沉积物重力流的基本概念、分类和识别标志,介绍了现代观测的重要结果和海底扇相模式的研究进展。浊流和碎屑流是重力流最主要的两类流体,浊流为逐层沉积,发育正粒序;碎屑流为整体沉积,垂向无序。由浊流转换为碎屑流的重力流称混合流,陆上洪水入海(湖)形成的浊流称异重流。现代观测的结果表明:浊流底部存在高密度层,横向结构并不都是涌浪型,浊流的持续时间可以长达1周。海底扇通常采用组构分析和层级分类进行研究,由水道、天然堤、朵体、远洋—半远洋沉积和块体搬运沉积组成。水道侧向延伸窄,发育侵蚀结构;天然堤由薄层泥—粉砂质浊积岩组成,横向呈楔形变薄;朵体侧向延伸宽,颗粒粒度集中,侵蚀结构较少。水道的层级从低到高依次为水道单元、水道复合体和水道复合体群。朵体的层级从低到高依次为层、朵体元素、朵体和朵体复合体。     

渤海湾盆地东营凹陷碎屑流主控型深水体系沉积过程及模式

【研究目的】碎屑流是深水环境沉积物搬运和分散的重要机制,其相关的砂岩储层是含油气盆地重要的勘探目标,然而,与经典浊流及浊积系统相比,对碎屑流主控型深水体系的发育规律目前仍知之甚少。【研究方法】本文基于岩心、测井及全三维地震资料,通过系统的岩心观察描述、测井及地震资料解释,对渤海湾盆地东营凹陷始新统沙三中亚段深水体系沉积过程及模式开展研究。【研究结果】结果表明,沙三中深水体系发育九种异地搬运岩相,可概括为四大成因类型,反映了块体及流体两种搬运过程。岩相定量统计表明,该深水体系主要由碎屑流沉积构成,浊流沉积很少,碎屑流中又以砂质碎屑流为主。重力流在搬运过程中经历了滑动、滑塌、砂质碎屑流、泥质碎屑流及浊流等5个阶段演变,发育5类主要的深水沉积单元,包括滑动体、滑塌体、碎屑流水道、碎屑流朵体及浊积薄层砂。从发育规模及储层物性上,砂质碎屑流水道、朵体及砂质滑动体构成了本区最重要的深水储层类型。【结论】认为沙三中时期充足的物源供给、三角洲前缘高沉积速率、断陷期频繁的断层活动以及较短的搬运距离是碎屑流主控型深水体系形成及演化的主控因素,最终基于沉积过程、沉积样式及盆地地貌特征综合建立了碎屑流主控型深水体系沉积模式。本研究将进一步丰富深水沉积理论,为陆相深水储层预测提供借鉴。     

重力流主导的深水沉积特征及其模式——以共和盆地下三叠统为例

深水沉积具有良好的油气勘探前景,近年来已成为沉积学研究的前缘和油气工业界关注的焦点。以共和盆地下三叠统为例,通过野外剖面的详细观察描述,结合室内镜下薄片鉴定与粒度分析,对深水沉积类型、沉积特征、垂向组合、成因机制以及沉积模式进行系统研究。共和盆地早三叠世深水沉积类型主要有滑塌型深水重力流沉积、底流沉积以及深水悬浮沉积,其中滑塌型深水重力流沉积又可识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积与浊流沉积三种类型。滑塌沉积常见以同沉积褶皱为代表的多种软沉积物变形构造;砂质碎屑流沉积以块状砂岩为主,内部可见砂质团块、泥砾或泥质撕裂屑,块状砂岩顶底与相邻岩层均为突变接触;浊流沉积普遍发育正粒序,可见不完整的鲍马序列,底面常见多种类型的底模构造;底流沉积发育多种牵引流沉积构造。研究区软沉积物变形构造类型丰富,其中滑塌层内的软沉积物变形构造主要在斜坡滑塌过程中形成;未发生滑塌层内的软沉积物变形构造主要因地震使沉积物发生液化作用及流体化作用而形成。在综合分析盆地构造背景、深水沉积分布规律、重力流触发机制的基础上,建立了共和盆地早三叠世滑塌型重力流主导的深水沉积模式。滑塌型重力流主要由地震以及火山事件触发,水道化的地区会形成大面积的海底扇沉积体系。底流作为深水环境中不可忽视的动力因素,往往会对重力流沉积进行后期改造而使其物性变好。深水悬浮沉积作为一种背景沉积,在重力流事件的间歇期成为主要的深水沉积物。研究显示内扇、中扇可作为致密砂岩油气的勘探区,外扇可进行页岩油气勘探。     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Late Wuchiapingian (Late Dzhulfian,early Late Permian) limestone olistolites within the Tertiary flysch of Glypia Unit (Mount Parnon,central–eastern Peloponnesus,Greece)

Some olistolites reworked in a Tertiary flysch of Mount Parnon (Peloponnesus, Greece) exhibit a Late Permian assemblage, dominated by Paradunbarula (Shindella) shindensis, Hemigordiopsis cf. luquensis and Colaniella aff. minima. This association corresponds to the Late Wuchiapingian (=Late Dzhulfian), a substage whose algae and foraminifera are generally little known. Contemporaneous limestones crop out in the middle part of the Episkopi Formation in Hydra, but they are rather commonly reworked in Mesozoic and Cainozoic sequences. The palaeobiogeographical affinities shared by the foraminiferal markers of Greece, southeastern Pamir, and southern China, are very strong (up to the specific level), and are congruent with the Pangea B reconstructions. To cite this article: E. Skourtsos et al., C. R. Geoscience 334 (2002) 925–931.     

PALEONTOLOGY

正20141596 Liu Yunhuan(School of Earth Sciences and Resources,Chang’an University,Xi’an 710054,China);Shao Tiequan Early Cambrian Quadrapyrgites Fossils of Xixiang Boita in Southern Shaanxi Province(Journal of Earth Sciences and Environment,ISSN1672-6561,CN61-1423/P,35(3),2013,p.39-43,3 illus.,20 refs.)     

GEOCHEMICAL EXPLORATION

正20141719 Chen Zhijun(State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China);Chen Jianguo Automated Batch Mapping Solution for Serial Maps:A Case Study of Exploration Geochemistry Maps(Journal of Geology,ISSN1674-3636,CN32-1796/P,37(3),2013,p.456-464,2 illus.,2 tables,10 refs.)     

MICROPALAEONTOLOGY

正20140962 Chen Fenning(Xi’an Institute of Geology and Mineral Resources,Xi’an710054,China);Chen Ruiming Late Miocene-Early Pleistocene Ostracoda Fauna of Gyirong Basin,Southern Tibet(Acta Geologica Sinica,ISSN0001-5717,CN11-1951/P,87(6),2013,p.872-886,6illus.,56refs.)     

PETROLOGY

正1.IGNEOUS PETROLOGY20142008Cai Jinhui(Wuhan Center,China Geological Survey,Wuhan 430205,China);Liu Wei Zircon U-Pb Geochronology and Mineralization Significance of Granodiorites from Fuzichong Pb-Zn Deposit,Guangxi,South China(Geology and Mineral Resources of South China,ISSN1007-3701,CN42-1417/P,29(4),2013,p.271-281,7illus.,     

ENVIRONMENTAL GEOLOGY

正20141205Cheng Weiming(State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System,Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,CAS,Beijing 100101,China);Xia Yao Regional Hazard Assessment of Disaster Environment for Debris Flows:Taking Jundu Mountain,Beijing as an     

PROSPECTING EXPLORATION

正20141266Fan Chaoyan(Guangdong Provincial Key Laboratory of Mineral Resources and Geological Processes,Guangzhou 510275,China);Wang Zhenghai On Error Analysis and Correction Method of Measured Strata Section with Wire Projection Method(Journal of     

OCEANOGRAPHY & MARINE GEOLOGY

正20140582 Fang Xisheng(Key Lab.of Marine Sedimentology and Environmental Geology,First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China);Shi Xuefa Mineralogy of Surface Sediment in the Eastern Area off the Ryukyu Islands and Its Geological Significance(Marine Geology Quaternary Geology,ISSN0256-1492,CN37     

ENVIRONMENTAL GEOLOGY

正20141810 Bian Yumei(Geological Environmental Monitoring Center of Liaoning Province,Shenyang 110032,China);Zhang Jing Zoning Haicheng,Liaoning Province,by GeoHazard Risk and Geo-Hazard Assessment(Journal of Geological Hazards and Environment Preservation,ISSN1006-4362,CN51-1467/P,24(3),2013,p.5-9,2 illus.,tables,refs.)