南华北盆地晚石炭世—早二叠世层序地层学及古地理研究

南华北盆地晚石炭世—早二叠世主要为陆表海充填沉积。通过层序界面识别和层序地层划分,建立层序地层格架,将研究区晚石炭世—早二叠世地层划分为1个Ⅱ级陆表海充填层序,3个Ⅲ级层序(Sq1—Sq3),分别对应晚石炭世巴什基尔-格舍尔期、早二叠世紫松期和隆林期,同时对3个层序的特征及演化进行了分析。根据层序地层学研究对Sq1~Sq3进行古地理重建,发现陆表海充填总体上为海退序列,物源主要来自北缘阴山隆起;同时也证实了海侵转换面的存在,全球海平面上升和板缘构造运动共同塑造了南华北盆地晚石炭世—早二叠世特殊的古地理演化过程。     

内蒙古隆起晚古生代构造隆升的沉积记录

内蒙古隆起位于华北克拉通与兴蒙造山带的过渡部位,受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响,在晚古生代发生了重要的构造隆升。华北盆地北缘紧靠内蒙古隆起,其晚古生代沉积记录了内蒙古隆起的构造活动历史。本文对盆地冀北—辽西地区的晚石炭—中三叠世地层进行详细的沉积体系分析和物源研究,结果表明:1盆地由远滨—滨岸、扇三角洲、三角洲、河流四种沉积体系充填而成,总体上经历了由海陆交互到陆相的进积充填过程。在晚石炭—早二叠世,盆地边缘发育扇三角洲和河流体系,盆地内部由远滨—滨岸、三角洲与河流体系组成。在中二叠—中三叠世期间盆地整体发育河流体系。盆地的沉积中心位于唐山、宝坻一带;2古水流数据、碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明盆地物源来自内蒙古隆起,源岩由中上元古界碎屑岩和碳酸盐岩、寒武—奥陶系碳酸盐岩、晚古生代岩浆岩以及少量前寒武结晶基底组成。大量沉积岩碎屑颗粒表明内蒙古隆起在晚古生代被沉积盖层所覆盖,在二叠纪末期花岗岩以及片麻岩砾石的出现代表了内蒙古隆起隆升和侵蚀作用的加强;3根据沉积体系和物源变化将盆地划分为三个充填序列,这些序列记录了内蒙古隆起的隆升和侵蚀过程。晚石炭—早二叠世充填序列以沉积岩砾石、泥盆纪碎屑锆石和凝灰岩夹层为特征,物源来自沉积盖层和晚古生代火山岩。该序列记录了内蒙古隆起陆缘弧的初始隆升和同期火山活动。中晚二叠世充填序列以河流环境下的火山碎屑岩和火山岩为主要特征,记录了华北北缘与南蒙地块的碰撞过程,碰撞导致内蒙古隆起的隆升,同时伴随火山喷发。早中三叠世充填序列以辫状河粗碎屑和花岗质砾石为特征,记录了古亚洲洋闭合后的伸展环境。     

兴蒙造山带晚古生代伸展过程:来自二连浩特东北部石炭-二叠系沉积地层的证据

本文选取内蒙古二连浩特东北部本巴图地区,通过对石炭-二叠纪沉积典型地层的剖面测制、锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析,查明其充填层序、沉积环境及物质来源,并进一步探讨了兴蒙造山带晚古生代伸展构造的演化过程。来自石炭-二叠纪地层的3个凝灰岩样品中最年轻峰值年龄分别为298Ma、302Ma、303Ma,表明其形成时代为303～298Ma,即晚石炭世-早二叠世,应归属格根敖包组。沉积环境研究揭示石炭-二叠纪沉积地层发育两个从前三角洲相到三角洲前缘相的旋回,其沉积速率估算结果与伸展构造背景下的裂谷盆地沉积速率相似。锆石Hf同位素特征分析表明,从约400Ma到约300Ma,其演化趋势具有新生地壳明显增多的特点,揭示从早中古生代年轻造山带形成到晚古生代伸展作用发生过程中的变化。结合区域地质研究,晚古生代北造山带的沉积演化和伸展作用过程可分为四个阶段:第一阶段为磨拉斯盆地形成,以盆地南缘泥鳅河组为代表;第二阶段为贺根山伸展带发育阶段,形成超基性-基性-酸性的岩浆组合;第三阶段为稳定的陆表海环境,以晚石炭世本巴图和阿木山组的碎屑岩-碳酸盐岩组合为代表;第四阶段是晚石炭世-早二叠世的第二次伸展,发育格根敖包组火山-沉积岩系组成的三角洲沉积,具有陆内裂谷盆地性质。     

内蒙古西部北山-银额地区石炭纪-二叠纪层序地层与沉积演化

内蒙古西部北山-银额地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇带,构造背景复杂,一直是构造研究的热点地区。虽然研究区发育数千米以碎屑岩+火山岩+碳酸盐岩为特征的石炭系-二叠系,但层序地层与沉积演化研究十分薄弱,一定程度上制约了对构造背景的认识。本文通过石炭纪-二叠纪区域地层对比与层序地层研究,分别建立了北山和银额2个地区石炭纪-二叠纪层序地层格架,明确了不同构造单元石炭纪-二叠纪层序地层具有良好的对比关系,为统一构造环境沉积的地质体。通过沉积演化研究,明确了研究区石炭纪-二叠纪具有"两坳一隆"的构造格架,并控制着沉积相的展布,早石炭世晚期北山地区南部接受沉积,之后逐渐伸展,晚石炭世晚期-早二叠世早期盆地沉积范围最大,盆地演化达到鼎盛。早二叠世晚期盆地开始萎缩,晚二叠世海水基本退出研究区,仅银额东北部接受了海相沉积。总之,层序地层及沉积演化研究指示研究区石炭纪-二叠纪为相同构造环境下形成的统一的陆内(板内)裂谷盆地。     

鄂尔多斯地区晚古生代沉积层序地层学与盆地构造演化研究

基于现代沉积学理论和层序地层学思想，在鄂尔多斯地区晚古生代岩相古地理展布及演化特征分析基础上，对该区晚古生代地层进行精确划分、对比和层序地层学研究。进而按其沉积物特征和充填层序特点将这一时期沉积盆地厘定为三种类型,了晚石炭世本溪期至早二叠世早期（太原期）的陆表海盆地及裂陷（坳陷）盆地、早二叠世山西期近海湖盆和中、晚二叠世石盒子期和石千峰期的内陆坳陷盆地，在不同阶段的盆地中，又可划分出若干次级盆地和演化阶段。     

中上扬子克拉通加里东期(寒武-志留纪)沉积层序充填过程与演化模式

以"构造控盆、盆地控相、相控组合"的思路和"过程-响应"原理为指导,即壳-幔耦合、板块活动和构造运动形成盆地,盆地沉积充填形成层序及相带组合的时空展布,而不同级别层序格架中层序结构、体系域叠加样式及相带的时空组合与盆地沉积充填过程密切相关。在前人对中上扬子克拉通盆地取得丰富的研究与勘探成果基础上,加强沉积环境、层序结构与沉积充填过程等方面的研究,对深化研究区认识以及油气资源勘探具有重要意义。因此,通过层序剖面结构、体系域叠加样式和相带组合的沉积响应记录,分析这些记录特征的时空变化规律来有效地揭示盆地沉积充填过程。具体以反映盆地整体特性的构造-层序(二级层序)为基础,以反映盆地充填格架的层序地层(三级层序)为单元,以反映层序沉积充填过程的层序结构、体系域叠置方式(四级以上层序)和相带分布规律为剖析对象"的技术路线,基于中上扬子加里东期克拉通盆地类型与演化阶段的划分,剖析了典型盆地的沉积充填过程,探讨了沉积层序充填特征及其差异性,并分阶段建立沉积演化模式。研究认为,中上扬子克拉通加里东期由克拉通内和克拉通边缘两大沉积域组成,盆地经历了由伸展机制到挤压机制的两个演化阶段,包括由裂谷型、裂陷型和坳陷型盆地构成的3期沉积充填过程。加里东期克拉通盆地在不同演化阶段,以及相同阶段不同类型盆地,具有不同的沉积建造类型、层序结构和体系域叠加样式等沉积响应,反映了个性鲜明的沉积充填特征和差异明显的控制因素。构造-层序充填过程的控制因素复杂多变,包括基底构造特征、构造运动、深大断裂、古隆起、相对海平面变化、气候变化和物源供给等,而多因素相互作用、综合影响,是特定时期特定盆地形成特有层序结构和叠加样式的关键所在。各阶段沉积模式在充填背景、建造类型、相带展布规律、演化过程与控制因素等方面具有继承性和差异性。加里东期中上扬子克拉通以隆坳相间格局为特征,克拉通台地边缘滩体与台地内广泛发育的白云岩滩和膏盐岩对油气的赋存和封盖意义重大。     

右江盆地晚古生代深水相地层沉积构造演化

在对测自桂西地区的田林八渡、那坡坡荷、百色平圩、阳圩等地晚古生代的深水相沉积地层的沉积特征、玄武岩地球化学分析以及重要的构造地质事件研究的基础上．对右江盆地晚古生代盆地沉积演化做了阐述,提出了右江盆地自早泥盆世晚期开始出现大陆边缘裂离,先后经历了裂谷盆地形成阶段(早泥盆世晚期-中三叠世早期)、洋壳盆地形成阶段(晚泥盆世-早石炭世)、洋壳盆地强烈扩张阶段(晚石炭世-中二叠世)、洋壳盆地收缩阶段(晚二叠世-中三叠世早期)-洋盆封闭快速充填阶段(中三叠世晚期)的完整沉积盆地演化序列。     

华南二叠纪层序地层与盆地演化

新兴的层序地层学,是盆地分析的重要手段。华南二叠纪是华南板块海西-印支阶段盆地演化的重要时期,沉积盆地类型划分为克拉通盆地、板内及板缘伸展盆地,以及东吴运动后出现的前陆盆地和弧后盆地。南方二叠系由11个层序和1个半超层序组成,不同类型沉积盆地中层序地层具有不同的层序特征和充填形式。二叠纪是海西-印支期盆地演化由成熟到消亡的转折阶段,它们发育于扩张环境下,总体上是由两个克拉通盆地夹持一个伸展盆地。两个克拉通盆地的发展不均衡,中央伸展盆地沿着加里东的拼合带发育。这一古地理古构造格局与加里东期十分相似,由此认为,华南晚古生代沉积的构造背景,并不是稳定的克拉通环境。     

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层分析

塔里木盆地震旦系-中泥盆统层序地层可划分为2个巨层序、6个超层序、17个层序。震旦纪-中泥盆世区域大地构造演化经历了古新疆克拉通板块的裂解与拼合,塔里木盆地演化则经历了震旦纪-奥陶纪克拉通边缘裂陷盆地和志留纪-中泥盆世弧后前陆盆地两个阶段。巨层序Ⅰ代表克拉通边缘裂陷盆地演化阶段的产物:其中超层序 Ⅰ A 代表震旦纪裂谷盆地充填沉积;超层序Ⅰ B 和Ⅰ C 代表寒武纪-早奥陶世克拉通边缘坳陷盆地的沉积;超层序Ⅰ D 代表中、晚奥陶世弧后拉张盆地充填沉积。巨层序Ⅱ代表弧后前陆盆地演化阶段的产物:其中塔东地区超层序Ⅱ A 代表志留纪挤压挠曲为主的弧后前陆盆地充填沉积;塔西南地区超层序Ⅱ B 代表中、晚泥盆世主要以构造负荷作用为主的周缘前陆盆地充填沉积。层序地层的研究表明,构造作用在大部分Ⅲ级层序形成中起着决定性的作用,只是在寒武纪-早奥陶世盆地处在稳定的被动大陆边缘盆地和克拉通盆地演化时期,全球海平面的升降变化才对其层序的形成起着重要的作用。     

右江三叠纪弧后盆地沉积特征及盆地演化

早二叠世后由干软防海槽褶皱成山及金沙江—哀牢山俯冲消减带的形成，使右江地区东部软防褶皱带前缘形成前陆盆地，广大西部滇黔桂地区形成弧后边缘海盆地．弧后盆地经历晚二叠世—早三叠世扩张裂陷，有较强火山活动，以基性熔岩流及安山质火山碎悄流沉积，具有初始洋壳化性质；中三叠世强烈蚴陷，以陆源碎屑浊流沉积为主，中三叠世末广大地区回返褶皱成山，盆地向西推移，晚三叠世形成狭窄的北东向萎缩坳陷盆地，卡尼期末充填隆起，盆地关闭。右江弧后盆地的关闭经历了突变式回返褶皱和渐变隆起上升两种不同的构造作用．     

开江—梁平台内海槽东段长兴组层序—岩相古地理特征

通过沉积相和层序地层分析,将开江—梁平台内海槽东段长兴组层序划分为一个Ⅱ型三级层序和陆棚边缘（SMST）、海侵（TST）和高位（HST）三个体系域。以体系域为等时地层单元编制的岩相古地理图,表明四川盆地东北部晚二叠世长兴期碳酸盐岩沉积具有槽—台相间的古地理格局,其中:SMST沉积时,研究区自西南向北东方向依次发育有开江—梁平台内海槽和川东北开阔台地相带;TST沉积时,海水由西北往东南向侵进,各种沉积相带发育齐全,在槽—台相间的古地理格局背景上,于槽—台过渡带发育有台地边缘生物礁和浅滩相带,该相带也是最有利储层发育的相带;HST沉积时的沉积特征和展布格局与TST时期基本一致,但因受到晚二叠世末期构造抬升和侵蚀作用影响,所保存的地层很薄,台地边缘生物礁和浅滩基本不发育。     

河北承德路通沟剖面寒武系层序地层划分

层序地层学是地层学研究中的第三次革命,其强调年代地层框架内的沉积相关系和地层结构。河北路通沟剖面寒武系地层连续,层序界面清楚而独特,沉积现象丰富,是进行华北地台寒武系层序地层划分的典型地点之一。该剖面岩相类型以泥晶灰岩、鮞粒灰岩及白云岩为主,发育潮坪相、颗粒滩相、缓坡相及陆棚相等沉积相。在新的年代地层框架下,依据沉积相的垂向叠加样式及其反映的长周期旋回特征,将路通沟剖面寒武系划分为9个三级层序,以第三统徐庄组组成的三级层序(TST+CS+HST)为界,整个沉积序列从混积潮坪相沉积变为缓坡型碳酸盐岩沉积,层序也从以"TST+HST"为主的沉积序列转变为以"CS+HST"为特征的淹没不整合型层序序列。芙蓉统中众多的叠层石生物丘暗示:寒武系末期贫乏骨骼的风暴海洋中微生物碳酸盐岩随后生动物辐射也在增加的特殊沉积现象。基于沉积相叠置方式及旋回特征对路通沟剖面寒武系的层序地层研究,将为探索华北地台东北部广泛分布的寒武系地层的层序划分提供一个典型的实例,为今后大范围的追索和对比提供更多的思考途径。     

中国南方二叠纪层序地层划分与对比

对中国南方二叠纪时期不同沉积盆地类型的沉积层序进行了深入研究,综合各种盆地类型的沉积层序,该期可识别11个层序单元(S₁～S₁₁),其中,栖霞、茅口、吴家坪三阶分别含三个层序,长兴阶两个层序,S₁、S₆、S₇、S₁₁为Ⅰ型,其余为Ⅱ型。层序对比显示,上、中、下扬子的层序数量相近,界面特征各不一致,靠近古陆处在P/C、P₁/P₂界线间缺少层序1～2、3～5个不等;华南太平洋构造域影响区层序体系域具HST>TST结构,特提斯域控制区则具HST     

塔里木盆地巴楚及塔中地区二叠系层序地层学分析

通过钻井、测井以及野外剖面等资料的综合分析,塔里木盆地巴楚及塔中地区二叠系可识别出6个层序边界.除B4为Ⅱ型层序边界外,其他各层序边界均为Ⅰ型层序边界,并以侵蚀下切为特征.根据6个层序边界可将二叠系划分为5个三级层序,这些层序均符合Vail经典层序地层学模式.SQ4层序可识别出湖侵体系域和高位体系域,SQ1、SQ2、SQ3、SQ5层序可识别出低位体系域、海(湖)侵体系域和高位体系域.低位体系域为河流相性质的侵蚀沟谷充填沉积,海(湖)侵体系域为滨浅湖和半深湖沉积,高位体系域为半深湖-滨浅湖以及三角洲沉积,另外,SQ3层序高位体系域上部还发育火山岩.河流相侵蚀沟谷充填沉积和三角洲沉积主要分布在塔东隆起西部斜坡上.     

四川盆地东北部长兴组层序地层与储层分布

四川盆地东北部的二叠系长兴组为一套碳酸盐岩地层。宣汉盘龙洞剖面详尽研究表明,长兴组可分为两个三级层序:第1层序的海侵体系域由开阔台地滩间相沉积组成,高位体系域为台地边缘礁滩相沉积;第2层序的海侵体系域为浅滩沉积,高位体系域为暴露浅滩相-蒸发潮坪相沉积。长兴组中层序界面主要有水下间断不整合面和暴露侵蚀不整合面两类,相当于PeterVail的II类层序界面。在层序地层研究的基础上,对长兴组储层的时空分布特点进行了系统研究。研究发现,储层与层序地层关系密切,储层主要发育在层序的高水位体系域中:礁滩相储层位于第1层序的高位体系域中,而暴露浅滩-蒸发潮坪储层则主要产在第2层序的高水位体系域中。长兴组层序地层格架图以及层序高水位体系域沉积相平面图的编制,成为预测储层二维空间分布的基础。结果表明,礁滩相储层分布于通江—开县碳酸盐台地的东西两侧,暴露浅滩-蒸发潮坪储层遍布于通江—开县的碳酸盐台地及其东西两侧地区之中。两个层序高位体系域中的储层岩石孔隙丰富,储集条件较好,分布面积较广,从而成为研究区域油气勘探的重要目的层。     

塔里木西部古生代层序地层特征

塔里木西部在古生代地质演化过程中,由于构造活动、海平面升降变化、沉积物供应速率等因素变化,造成了不同形式和不同级别的沉积间断,其产物---不整合面是建立该区层序地层格架的关键。研究区古生代大体经历了(寒武-奥陶纪)海进→(志留-泥盆纪)海退)→(石炭纪)海进→(二叠纪)海退的沉积旋回,形成了特征各异的层序序列。研究表明,其中Ⅰ级不整合面(层序面)有前震旦系顶界面、奥陶系顶界面和古生界顶界面。根据地面剖面、钻井和地震资料以及不整合面的特征和级别,首次在古生界识别出2个Ⅰ级层序、6个Ⅱ级层序和12个Ⅲ级层序。Ⅰ级层序是在不同的构造背景和沉积条件下形成的。Ⅱ级层序尽管特征各异,但一般均有四种基本叠置方式组成,即退积、进积、加积和上超。Ⅲ级层序一般由层序界面、海侵面和最大海泛面所限定的体系域组成,均发育TST和HST,有时出现SMST和LST。不同的体系域和沉积相控制着烃类生储盖层的分布,TST与生油层和储集层的形成有关,而HST多与盖层和储集层的形成有关。     

河流沉积占优势地层中高频层序地层——以贵州盘县西部龙潭组为例

贵州西部龙潭组主要含有6种沉积相组合:即浅海沉积、细粒滨岸平原沉积、溢岸沉积、小型河道砂体、叠置河道砂体和煤层。多层叠置砂体一般10-25m厚,2-10km宽,常含海绿石,切入下伏的三角洲平原、滨岸平原和浅海沉积中,被认为是下切谷充填。在龙潭组中共识别出广泛发育的10个层序界面,由此所限定的层序大致相当于4级旋回层序。在这些层序中,准层序或准层序组识别不出,然能识别体系域,层序几乎全由海进体系域(TST)和高位体系域(HST)组成,低位体系域(LST)发育不好。在垂向上,它们又可叠置成3级复合层序,并由低位、海进和高位层序组组成。在低位层序组中,河道下切常冲刷掉下伏层序的全部HST和部分TST,致使其与下伏层序的下切谷充填重合。在海进层序组中,下切作用最弱,具最小砂/泥比值,下切谷充填侧向孤立。高位层序组是低位和海进层序的过渡类型,下切谷充填也趋于孤立。     

河流沉积占优势地层中高频层序地层——以贵州盘县西部龙潭组为例

 贵州西部龙潭组主要含有6种沉积相组合:即浅海沉积、细粒滨岸平原沉积、溢岸沉积、小型河道砂体、叠置河道砂体和煤层。多层叠置砂体一般10-25m厚,2-10km宽,常含海绿石,切入下伏的三角洲平原、滨岸平原和浅海沉积中,被认为是下切谷充填。在龙潭组中共识别出广泛发育的10个层序界面,由此所限定的层序大致相当于4级旋回层序。在这些层序中,准层序或准层序组识别不出,然能识别体系域,层序几乎全由海进体系域(TST)和高位体系域(HST)组成,低位体系域(LST)发育不好。在垂向上,它们又可叠置成3级复合层序,并由低位、海进和高位层序组组成。在低位层序组中,河道下切常冲刷掉下伏层序的全部HST和部分TST,致使其与下伏层序的下切谷充填重合。在海进层序组中,下切作用最弱,具最小砂/泥比值,下切谷充填侧向孤立。高位层序组是低位和海进层序的过渡类型,下切谷充填也趋于孤立。     

准噶尔盆地东北缘中-下侏罗统层序地层与油气

通过对边缘露头、钻井和地震等资料的综合层序地层分析,划分出下八道湾、上八道湾、三工河和西山窑等4个层序以及湖退体系域(RST)、湖进体系域(TST)、高位体系域(HST)和冲积体系域(AST)等四种类型的9个体系域.层序形成主要受控于构造作用和湖水进退.RST中形成区域上广布的工业煤层;TST中的粗粒退积型辫状三角洲沉积体系中发育很好的储层.快速湖进形成的TST与构造长期稳定形成的HST反复叠置构成良好的生储盖组合.