海平面周期性升降变化与岩溶洞穴层序次关系探讨

层序地层学理论为全球或跨地区的等时地层对比提供了理论和技术方法,它对洞穴层的跨地区对比及序次分析同样适用。从洞穴层的发育期总是与水平面稳定期对应关系出发,通过水平面周期性升降变化与岩溶洞穴层序次关系研究,探索层序地层学与岩溶学交叉学科研究领域中的一些基本问题。认为同一个水平面稳定期发育的所有水平洞穴可形成一个跨地区对比的洞穴层,岩溶旋回应包括侵蚀基准面上升和下降两种旋回,在海平面的间歇性上升(或下降)过程中可以发育多个水平洞穴层及下老上新(或上老下新)的洞穴层序列。在总结前人研究成果及美国YATE油田、四川峨眉山剖面、塔河油田实例分析基础上,概括了3种受海平面间歇性上升(或下降)变化控制的洞穴层序次模式,包括层序地层内部同生期岩溶形成的下老上新的洞穴层序次,以及碳酸盐岩陆块近地表风华壳岩溶形成的上老下新和下老上新的洞穴层序列。利用塔河油田早海西期古岩溶地质条件、洞穴充填结构等直接和间接证据,求证该洞穴系统的洞穴层序次,指出该特大洞穴系统为晚泥盆-早石炭世海平面间歇性上升过程中形成的下老上新的洞穴层序列,并由此推测塔里木盆地早海西期大规模岩溶的时代。指出利用水平洞穴层同时期形成的沉积地层等地质体可以确定洞穴层的形成年代,预测洞穴的发育分布。     

四川叠合盆地西部中北段深层-超深层海相大型气田形成条件分析

绵阳-长宁拉张槽的发现,大大地提升了四川叠合盆地西部深层-超深层海相层系的油气勘探前景。本文利用钻井、地震和野外露头资料和前人研究成果系统分析川西深层-超深层油气地质条件和目前发现的雷口坡组气藏的成藏过程。结果表明,四川叠合盆地西部深层-超深层海相层系有以下寒武统为主的多源供烃系统,多时代(震旦系灯影组白云岩,二叠系白云岩和礁滩体,三叠系雷口坡组微生物岩和颗粒白云岩等)储集层叠合,致密碳酸盐岩、巨厚陆相泥质岩和中下三叠统膏盐岩多级封盖,以断裂(及不整合面)和优质储层构成的立体输导网络等,使得深层-超深层海相层系具备形成大气田的基本条件,是原生气藏和次生气藏共存的天然气富集区。近年来,川西发现的中三叠统雷口坡组四段气藏,其可能成藏过程为生烃中心(下寒武统烃源岩等)→生气中心(灯影组和二叠系古油藏等)→储气中心(灯影组和二叠系古气藏等)→保气中心(雷口坡组次生气藏)。这揭示其深层-超深层既可能还存在着符合四中心耦合成藏的原生气藏,也可能发育着次生气藏,极有可能发现新的大气田。     

四川海相克拉通盆地显生宙演化阶段及其特征

四川叠合盆地是在四川海相克拉通盆地基础上形成的。本文利用最新的钻井资料、地震资料及其研究成果,详细阐述了四川海相克拉通盆地在显生宙的演化阶段及其特征。研究结果发现,四川海相克拉通盆地显生宙演化可分为早晚两期,早期为晚震旦世-石炭纪,晚期为二叠纪-中三叠世。两期克拉通演化都经历了早期弱拉张,后期弱挤压阶段。弱拉张初始阶段都有一次海相碳酸盐岩的大面积稳定沉积(震旦系灯影组和二叠系栖霞-茅口组)和随后的隆升剥蚀作用及风化壳岩溶作用。其后进入弱拉张期,发育拉张槽,拉张强度最大的部位均位于克拉通的西北部,都是从克拉通的西北部边缘向克拉通内部减弱。然而,两期拉张槽的充填特征不同,早寒武世绵阳-长宁拉张槽是补偿型充填,与拉张槽周缘相比,拉张槽内沉积厚度巨大;晚二叠世-早三叠世开江-梁平拉张槽为欠补偿型充填,与拉张槽周缘相比,拉张槽内沉积厚度非常薄。拉张期结束后进入弱挤压阶段,形成古隆起,挤压强度最大的部位均位于克拉通的西南部,都是从克拉通的西南边缘向克拉通内部减弱。弱拉张阶段的拉张槽与弱挤压阶段的古隆起均为大角度相交关系;然而,拉张槽和古隆起的规模差别较大,早寒武世绵阳-长宁拉张槽面积约5.4×10~4km~2,对应的加里东期乐山-龙女寺古隆起面积6×10~4km~2;晚二叠世-早三叠世开江-梁平拉张槽面积约2.0×10~4km~2,对应的印支期开江古隆起面积0.8×10~4km~2;晚二叠世-早三叠世蓬溪-武胜拉张槽面积约1.5×10~4km~2,对应的印支期泸州古隆起面积4.2×10~4km~2。绵阳-长宁拉张槽的规模比开江-梁平拉张槽、蓬溪-武胜拉张槽要大,乐山-龙女寺古隆起的规模也大于泸州-开江古隆起的规模。四川海相克拉通盆地显生宙演化特征在很大程度上控制了四川叠合盆地海相油气地质条件的发育和油气藏的形成分布。     

川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏条件及成藏过程

川东南的构造演化可分成5个阶段:①晚震旦世抬升剥蚀阶段;②早古生代沉降阶段;③晚志留世—泥盆、石炭纪抬升剥蚀阶段;④二叠纪—晚白垩世沉降阶段;⑤晚白垩世—现今快速隆升阶段。震旦系灯影组—下古生界储层沥青与下寒武统和下志留统黑色泥岩之间地球化学特征的对比表明二者有着重要的联系,灯影组烃源来自下寒武统牛蹄塘组。丁山构造一直处于高部位,有利于油气聚集,丁山构造在晚白垩世前圈闭、封盖、储层及保存条件均较好,形成了古油藏。随着埋深的增大,古油藏裂解成古气藏。晚白垩世至今受喜马拉雅运动的影响,通天断层发育,保存条件变差,导致天然气的逸散。丁山构造的油气成藏过程可分为古油藏→古油藏裂解形成古气藏→古气藏破坏三大过程。     

川西前陆盆地流体的跨层流动和天然气爆发式成藏

川西前陆盆地是我国西部典型的前陆盆地,也是我国重要的致密砂岩含气区。盆地上三叠统须家河组二段和四段等渗透层中的流体跨过须家河组三段、五段等不渗透层流入侏罗系自流井组、千佛岩组、沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组等渗透层,即发生了流体的跨层流动。流体的跨层流动一方面使侏罗系砂岩发生了受酸性水控制的次生溶蚀作用,从而改善了侏罗系的储集条件;另一方面为侏罗系形成天然气藏提供了气源条件。盆地天然气成藏具有烟囱效应、早聚晚藏和异常高压等特征。深盆气是天然气早期聚集在川西前陆盆地上三叠统(主要是须二段和须四段)的基本形式,是后期天然气成藏的基础,本文称之为气库区。天然气藏形成是由地壳隆升作用致使早期聚集的气库区决口,引起流体跨层流动,天然气以速度快、规模大和范围窄的形式运移和聚集,本文称之为爆发式成藏。爆发式成藏形成了上三叠统晚期裂缝重组气藏和侏罗系气藏(并非都是次生气藏)两类气藏。早期天然气聚集和定位地区的确定和评价是今后川西前陆盆地天然气勘探的重点和难点。     

川东北地区地层条件下致密储层力学性质实验分析

利用“MTS岩石物理参数测试系统”对四川盆地东北部埋藏深度3200m～4200m的上三叠统须六段以及中侏罗统凉高山组和沙一段储层垂直和平行层理方向的岩石样品进行了模拟地层务件（包括围压、孔压、温度、孔隙饱和介质等）下的力学性质测试。实验结果显示，所有样品都表现为脆性特征，破坏前轴向总应变均小于2％。须六段、凉高山组和沙一段的抗压强度均值分别为394，2MPa，173．5MPa和524．6MPa；杨氏模量均值分别为57．0GPa，35．6GPa和53．7GPa；泊松比均值分别为0．219，0．275和0．208。岩石组成和结构是决定岩石力学性质的内在因素．随着岩石中泥质含量和孔隙度的降低，以及石英类碎屑含量的增加，岩石抗压强度和杨氏模量均增加．而泊松比的变化较为复杂；当岩样中含有先存薄弱面时，其抗压强度和杨氏模量明显降低。多数情况下，平行层理方向样品的抗压强度和杨氏模量大于垂直层理方向，而泊松比则刚好相反。孔隙水对岩石力学性质具有显著影响，饱水样品的泊松比明显大于干燥样品。     

“峨眉地幔柱”对扬子板块和塔里木板块离散的作用及其找矿意义

扬子板块与塔里木板块，目前直线相距约1900km(且末与成都间距离)，但国内许多地学工作者从古生物群和沉积相的相似性，认为早古生代两板块相连或相距不远。本文从中国古生代板块构造演化史中出现的“兴凯地裂运动”和“峨眉地裂运动”，论述扬子板块和塔里木板块离散和汇聚中的运动学特征，从“峨眉地幔柱”理论阐述扬子板块向东漂移的动力学机制。扬子板块在二叠纪与塔里木板块离散并向东漂移的论断若能成立，则为古特提斯在中国境内首先打开提供依据；对全球一些地方(俄罗斯的通古斯、印度的潘加尔)二叠纪玄武岩大面积同时喷发有重大的地球动力学理论意义；研究二叠纪末一三叠纪初生物大绝灭事件具有重要作用；还可在阿尔金地块及其邻区找到攀枝花式的钒、钛磁铁矿及铜、镍、铂等金属矿床，对比四川盆地二叠系生物礁块气藏成藏条件，对塔里木盆地油气藏生成、运聚和保存等条件以及在下古生界寻找大油气田，均有启示作用。     

Energy Field Adjustment and Hydrocarbon Phase Evolution in Sinian-Lower Paleozoic,Sichuan Basin

The Sinian-Lower Paleozoic (also called the lower association) in Sichuan (四川) basin has undergone geologic evolution for several hundred million years.The subsidence history of the Sinian-Lower Paleozoic can be divided into four stages:the stable subsidence during Cambrian and Silurian; the uplift and denudation during Devonian and Carboniferous; the subsidence (main process)during Permian to Late Cretaceous; and the rapid uplift and denudation since Late Cretaceous.The later two stages could be regarded as critical factors for the development of oil and gas in the lower association.The evolution of energy field such as temperature,pressure,and hydrocarbon phase in the lower association during the deep burial and uplift in the third stage might be induced as follows:(1)super-high pressure was developed during oil-cracking,previous super-high pressure was sustained,or changed as normal pressure during late uplift; (2) temperature increased with deep burial during persistent subsidence and decreased during uplift in late stage; (3) as a response to the change of the energy field,hydrocarbon phase experienced a series of changes such as organic material (solid),oil (liquid),oil-cracking gas (gaseous) + bitumen (solid) + abnormal high pressure,gas cap gas with super-high pressure (gaseous) + bitumen (solid) + water soluble gas (liquid),and gas in pool (gaseous) + water soluble gas (liquid) + bitumen (solid).The restoration of hydrocarbon phase evolution is of important value for the exploration of natural gas in the Sinian-Lower Paleozoic in Sichuan basin.     

四川龙门山北段马角坝中三叠统雷口坡组“绿豆岩”特征及其意义

位于扬子地台的西北缘、龙门山北段的四川江油马角坝地区娃娃岩发育一套露头清晰的“绿豆岩”剖面,由于目前关于川北地区“绿豆岩”的岩石学、岩相学以及全岩地球化学数据分析的研究较少,因此本次研究针对四川龙门山北段马角坝中三叠统雷口坡组“绿豆岩”2件样品进行岩石学、岩相学观察、6件全岩地球化学样品的分析测试,结果表明研究区内“绿豆岩”主要发育有四层,厚度为5.5 m,岩性为白云质含火山灰黏土岩,岩样手标本呈灰绿色,质地松软,主要由不规则棱角状、片状水云母和不规则粒状微小石英等中酸性火山碎屑物质及火山灰组成。根据全岩地球化学数据表明,研究区内“绿豆岩”的稀土元素分配模式图整体呈右倾分布,负Eu异常,δEu=0.654～0.700,Ce负异常,δCe=0.94～0.96。微量元素特征表明研究区内“绿豆岩”形成环境为干燥炎热的微咸水-咸水、亚氧化-还原环境。通过区域对比,认为研究区“绿豆岩”为中三叠世初期形成,而“绿豆岩”中的火山物质来源与与古特提斯洋俯冲消减作用有关,是由俯冲带控制多期构造弧火山喷发造成,初步推测“绿豆岩”火山灰主体来自西部岛弧火山活动的多期次火山活动,与特提斯洋向东俯冲至扬子板块下...     

四川盆地及周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩岩相分类

基于涪陵焦石坝地区页岩气高产工业气流的推动,四川盆地及其周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩已经成为了中国页岩气研究的重点,至今已取得大量相关研究成果,这进一步推动了页岩气研究工作的深入。但作为页岩及页岩气研究的基础--页岩岩相分类这个问题却一直存在明显争议,为此本文全面梳理了国内外页岩岩相分类方案及相关研究,有机结合了国内五峰组龙马溪组页岩的研究和勘探实例,确定了页岩岩相分类的两个核心指标(石英百分含量、纹层发育程度),构建了五峰组龙马溪组页岩岩相的分类流程,建立了9种不同类型的页岩岩相：(1)贫硅不平行纹层页岩;(2)中硅不平行纹层页岩;(3)富硅不平行纹层页岩;(4)贫硅平行纹层页岩;(5)中硅平行纹层页岩;(6)富硅平行纹层页岩;(7)贫硅不明显纹层页岩;(8)中硅不明显纹层页岩;(9)富硅不明显纹层页岩。在系统的页岩岩相分类基础上进一步提出了四川盆地及周缘进行页岩气勘探最有利层段的页岩岩相的三高特征：高石英含量、高TOC含量及高压裂性。