三叠系—侏罗系环境变化及界线研究方法综述

三叠纪—侏罗纪之交全球发生了一系列不同程度的生物及环境变化,包括温度上升,气候从干旱过渡到潮湿,海平面快速的海退-海进以及大规模的生物灭绝事件等。相关地质及地球化学方法对全球各地质剖面进行的大量研究认为,中部大西洋岩浆省(CAMP)的密集火山活动所产生的大量CO_2及其他火山气体的排放最有可能造成生物灭绝及环境变化。同时,大量轻质碳的输入也扰乱了全球碳循环,造成碳同位素值在该时期出现不同程度和不同次数的负偏移。目前,三叠系—侏罗系界线的研究主要依据生物地层学(如菊石和孢粉化石带的划分),结合地球化学(如碳同位素标定、元素分布分析),综合数据建立地质模型等方法进行。中国三叠系—侏罗系界线研究还很薄弱,主要以生物地层学为主,缺乏地球化学数据。通过总结国际三叠系—侏罗系界线研究尤其是研究方法,对中国三叠系—侏罗系界线研究提供参考。     

新疆乌鲁木齐东部早二叠世枕状玄武岩火山岩系的发现及大地构造意义

新疆乌鲁木齐东部野生动物园附近的下二叠统下部发育了一套以枕状玄武岩为代表的火山岩系。该玄武岩在公路上发育有两层,上部一层较厚,可达7～8m,下部一层2～3m。岩枕近圆形、肾状、枕状、条带状或蠕虫状等,多呈顶突底凹。岩枕长轴平行排列,长轴基本顺层面分布;有的岩枕中含大量海百合茎、珊瑚及腕足等生物化石。在TAS图中大部分样品位于玄武粗安岩,而在K_2O-SiO_2图上主要落在低K拉斑玄武岩区间。MnOTiO_2-P_2O_5图解显示以岛弧为主,常量元素的特征总体上更接近岛弧玄武岩。在Hf/3-Th-Ta图解上也以岛弧为主;在Zr/4-2Nb-Y图解显示以火山弧为主,常量元素的特点总体上更接近岛弧玄武岩。微量元素原始地幔标准化蛛网图表明为同源岩浆产物,具高度相似的演化过程,多种微量元素判别图揭示岛弧-弧后盆地环境;稀土总量明显较低,在稀土元素球粒陨石标准化图解上,其稀土分布曲线一致性较好,呈轻稀土富集右倾型,Eu为负异常,揭示了乌东玄武岩岩浆有一定分异。稀土元素配分曲线与弧后盆地玄武岩(BABB)具有很好的一致性。U-Pb和谐年龄为283±8Ma,结合地层及古生物资料推测乌东玄武岩喷发的时间为早二叠世早期。乌东枕状玄武岩-灰岩之下有一套(磨拉石)底砾岩,初定为石炭-二叠系的界限。底砾岩之下为下石炭统的中厚层灰岩,具有明显的喀斯特化,为不整合接触,揭示在两者之间发生了造山作用。通过对新疆乌东早二叠世早期的枕状玄武岩的地质特征、地球化学特征、形成环境和时代的研究,表明乌东一带早二叠世主要为一个岛弧和弧后盆地环境,进一步揭示了北天山北缘石炭-二叠世碰撞闭合造山之后又发生了松弛扩张形成了弧后盆地,海水再度大规模入侵。最终的闭合碰撞造山的时间最早可能在晚二叠世。由于乌东枕状玄武岩在喷出地表后受到了生物化石和陆源碎屑的污染,再加上侵入过程中地壳的污染,使其具有非常复杂的地球化学特点和多解性。乌东玄武岩的研究对于了解博格达山、甚至天山中段在晚古生代的构造沉积演化及造山作用具有重要意义,同时对准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地油气资源的形成与分布具有重要意义。     

砂脉的研究现状与进展

近年来国内外对砂脉的研究非常重视,尤其是近期国外含油气盆地大型砂脉(砂注入体,sand injectite)的发现更加刺激了人们的研究热情。笔者主要从5个方面简要阐述了砂脉的研究现状与进展:(1)砂脉几何学特征;(2)砂脉的物质成分;(3)砂脉的成因;(4)砂脉的分类;(5)砂脉的地质意义。尽管中国不少学者已经做了一些相关工作,但与砂脉的复杂性和国际同类研究的先进水平和关注度相比,尚存在许多问题亟待解决。因此,有必要基于中国丰富且复杂的砂脉资源,精细解剖典型实例,阐明砂脉的三维几何特征,并探讨其与地震的关系和成因动力机制,为丰富和完善沉积学基础理论提供素材。     

塔河六七区鹰山组-巴楚组混积特征研究

受加里东期-海西期构造运动及持续海平面升降变化影响,塔河油田六七区沉积环境复杂多变,中下奥陶统鹰山组和下石炭统巴楚组发育陆屑-碳酸盐混积岩。结合岩心、薄片及测井资料综合分析,混积岩据混积强度分为混积型碳酸盐岩、混积型碎屑岩、高度混积岩。据沉积背景及沉积特征,混积岩成因类型可分为岩溶穿插再沉积型(岩溶型)和相缘渐变型(相变型)。其中,混积型碳酸盐岩和混积型碎屑岩为岩溶成因,高度混积岩为相变成因。此外,混积岩储集空间发育,储集类型主要包括原生粒间孔、次生溶蚀孔缝和构造裂隙,岩溶型混积岩较相变型混积岩储集性能较好。混积岩孔缝中见含油显示,相关油气意义值得进一步研究。     

灵山岛早白垩世软沉积物变形构造触发机制及其古环境意义探讨

灵山岛早白垩灵山岛组发育丰富的软沉积物变形构造。野外踏勘船厂、灯塔和千层崖三个剖面,根据沉积外观可分为变形层段和非变形层段两个部分。软沉积物变形构造在变形层段和非变形层段均有发育。其中,变形层段中可见褶皱变形、变形层理及大型负载构造。非变形层段可见火焰构造、同沉积布丁构造和同沉积微断层。研究发现,变形层段软沉积物变形构造尺度大(厚度可至十多米,长度可至数百米),侧向连续性好;非变形层段软沉积物变形构造尺度小(厚度仅几个厘米),侧向连续性差。且变形层段和未变形层段厚度统计数据表明,变形层段软沉积物变形构造与砂岩厚度无必然联系,而非变形层段软沉积物变形构造多出现在粒序砂岩层底部或旋回砂岩层变厚过程中。沉积环境表明,非变形层段和变形层段为一深水低角度斜坡沉积产物。软沉积物变形构造发育形态和数量受到斜坡地形的控制。结合沉积环境及沉积特征分析,认为变形层段软沉积物变形构造触发机制为地震,而非变形层段软沉积物变形构造触发机制为负载作用。锆石测年数据表明灵山岛组与上覆流纹岩沉积时间相近,因此地震活动可能与岩浆侵入或早期火山喷发活动相关。此外,汇总早白垩世重要事件,发现灵山岛组沉积、变冷事件、恐龙迁移、海平面变化和同位素偏移具有时间一致性,因此推断这些事件可能共同对应了早白垩世一次与火山活动相关的短期灾难性事件(如早白垩世缺氧事件)。     

青岛灵山岛下白垩统湖泊风暴沉积与风暴作用

灵山岛背来石剖面发育了非常典型的湖泊风暴岩和风暴作用。非常典型的丘、洼状构造发育在火山岩底部的砂页岩中。丘状构造呈典型的丘状，规模不一，小者高数厘米，宽数十厘米；大者高2. 4m，宽12. 48m；具有典型的二元结构：底部为灰色或浅灰色的砂砾岩或砂岩；顶部为深灰色 黑色泥岩、页岩或薄层砂岩互层。砂砾岩分选磨圆均很差，砾石主要为片麻岩，直径多在数毫米到3~4cm，呈悬浮式胶结。砾岩底部为凹凸不平的侵蚀面，砾岩向丘状构造两翼变薄甚至尖灭，与下部侵蚀面呈典型的角度交切。丘状构造的上部的细粒层有四个要素：①上凸形态；②丘状交错层理；③下细上粗的二元结构；④底部具侵蚀面。洼状构造也具有典型的洼状，规模也不一，小者高数厘米，宽十余厘米；大者高2. 4m，宽18. 70m，具有下细上粗的（反)二元结构，但底部多为深灰 灰黑色、甚至黑色的泥岩、页岩或夹薄层砂岩，上部多为砂岩、砂砾岩或砾岩。完整的洼状构造也有四个要素：①下凹形态；②或有洼状交错层理；③下细上粗的（反)二元结构；④底部具侵蚀面。丘状构造与洼状构造在空间上相邻共生，但不是同时形成的，一个连续的完整序列是丘状构造形成在先，洼状构造形成在后，其间由一个粒度较细的薄层分隔开（风暴最高水位时的“静”水沉积)。基于实验和丘洼构造参数计算了风暴浪的相关参数。     

鄂尔多斯盆地旬邑地区延长组砂质碎屑流沉积特征及其风暴成因探讨

鄂尔多斯盆地南部延长组长8-长6油层组沉积相为曲流河三角洲-半深湖、深湖,重力流沉积发育。以前认为这些重力流沉积物是浊流沉积。本文通过对旬邑地区延长组岩心、测井资料的研究,认为研究区长8-长6油层组发育砂质碎屑流沉积。岩心中常见大段块状砂岩、面状碎屑组构、顶底突变接触、漂砾、底部剪切带及滑塌变形构造等,相应测井曲线特征以箱型为主。砂质碎屑流为风暴诱因,可见丰富的风暴沉积特征,如侵蚀构造、底模、浪成沙纹层理、波痕、生物逃逸迹等。研究区理想的风暴沉积单元由下向上可概括为:块状层理段(A);滞留沉积段(B);平行层理段(C);丘状交错层理或浪成沙纹层理段(D);泥页岩段(E)。根据岩心风暴沉积特征总结出风暴岩的3个垂向沉积序列组合。砂质碎屑流及风暴作用的研究对于研究区油气勘探及古地理、古气候研究具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地富县地区三叠系延长组长8—长6油层组类眼状构造成因探讨

鄂尔多斯盆地富县地区的三叠系延长组长8—长6油层组的岩石中发育类眼状构造。研究表明,类眼状构造由外部圈层和核心砂质团块组成,根据其形态特征和运动学特征,可分为侧向挤压、鞘褶皱横截面和垂向液化升降3种成因类型。结合古构造及古地理背景,对类眼状构造及相关软沉积变形构造的触发机制进行判别,由于长8—长6沉积时期湖盆处于扩张—收缩转换期,受同期秦岭造山带活动影响,构造运动活跃,地震频发,故认为地震及地震—涌浪作用最有可能形成类眼状构造及相关软沉积变形构造。鉴于类眼状构造存在于与深水块状砂岩相伴生的块状砂岩中,近年来被重新解释为砂质碎屑流的产物,进一步研究两者之间成因及沉积展布关系,对于研究区深水岩性油气藏勘探具有重要意义。     

山东灵山岛北背来石剖面下白垩统顺层砂脉的特征及其成因动力学分析*

山东灵山岛北背来石剖面下白垩统莱阳组发育大量砂脉。根据砂脉与层面的关系,将其分为顺层砂脉和非顺层砂脉。前者主要发育在三角洲前缘黑色泥岩中,顶、底界面普遍参差不齐,常与软沉积变形构造共生。在分析砂脉特征的基础上,建立了非地震条件下顺层砂脉侵入的物理模型和公式,推导出液化砂层的深度与侵位深度和上覆沉积层厚度之间的关系,认为形成大型砂脉的液化砂层深度都很大。该实例对研究砂脉的成因、湖泊相关沉积及盆地构造运动具有重要意义。     

山东灵山岛滑塌体内部沉积及构造特征研究

青岛市灵山岛修船厂剖面下白垩统地层中发育良好的滑塌变形体。野外观察可见滑塌体岩性单元主要由厚层砂岩及砂页岩互层组成,其中厚层砂岩根据其沉积构造及成因机制可分为砂质碎屑流沉积及浊流沉积两类;砂页岩互层段砂岩层可见底模构造及粒序层理,为静水环境下远端浊流沉积。滑塌体内部构造主要可分为软褶皱变形、同生断层、透镜状砂质团块三种类型。其中,软褶皱变形根据岩性可分为砂岩软褶皱、砂页岩互层软褶皱及页岩软褶皱,随着变形强度增加,软褶皱枢纽逐渐平行于滑移方向,形成曲脊软褶皱或软鞘褶皱(soft sheath folds);同生断层出现在砂岩层中,根据力学性质分为正断层及逆断层,正断层为剪切拉伸所致,逆断层为软褶皱逆冲所致;透镜状砂质团块包括同沉积布丁构造和同沉积断块。根据滑塌体内部滑移面识别出三期滑塌,完整的滑塌体由底部拆离滑移面、下部厚层砂体、中部砂页岩互层及上部砂页岩互层未变形体组成,其组成特征及各部分接触关系反映了滑塌体中下部沿底部拆离滑移面发生滑塌变形,且于活动末期在相对静水条件下被上部砂页岩互层覆盖这一形成过程。根据滑塌体内部组成特征的有序性、相似性及滑塌体内部沉积构造特征,推测其触发机制可能为沉积物快速沉积所引发的重力滑塌成因。