晋东南上石炭统—下二叠统太原组灰岩中遗迹组合及其沉积环境

晋东南陵川地区上石炭统—下二叠统太原组灰岩中遗迹化石发育,已识别出10个遗迹属14个遗迹种,常见遗迹化石包括Zoophycos,Helminthopsis,Planolites,Nereites,Chondrites,Thalassinoides,Rhizocorallium,Ophiomorpha,Palaeophycus和Teichichnus等,其中Zoophycos最为发育。依据遗迹化石的组成、分布及产状特征,可建立4个遗迹组合:(1)Zoophycos-Thalassinoides遗迹组合;(2)Planolites-Helminthopsis遗迹组合;(3)Zoophycos-Teichichnus遗迹组合;(4)Nereites-Chondrites遗迹组合。对这些遗迹化石宿主岩石沉积特征的分析表明,太原组灰岩中的遗迹组合分别产生于海湾—潟湖环境(遗迹组合1)、浅海上部(遗迹组合2)、浅海中部(遗迹组合3)和浅海下部(遗迹组合4)。基于遗迹组合特征和沉积特征的综合分析,提出了研究区太原组遗迹化石组合的沉积环境模式,这一成果可为今后该区太原组中煤与煤层气生成的古环境研究提供生物学信息和基础理论资料。     

山西陵川地区上石炭统-下二叠统太原组15#煤层成煤环境分析

山西陵川地区上石炭统一下二叠统太原组K1段出露良好,其顶部的15#煤层为沁水盆地石炭二叠系煤田主采煤层之一.通过对K1段岩性、沉积构造、沉积序列、植物化石及煤岩组分等特征的综合分析,将该段划分为潟湖、障壁岛、潮坪、溢流扇等4种沉积相以及混合坪、泥坪、泥炭坪等3种沉积亚相.结合15#煤层沉积背景及煤岩特征,认为本区15#煤层是在海退导致潮坪暴露形成古土壤之后所产生的低位泥炭沼泽的基础上形成的,它结束于之后的一次快速的、更大规模的海侵.在综合研究成煤地质背景的基础上,提出研究区15#煤层属于滨岸潮坪成煤模式.这一成果为今后山西沁水盆地东南部该煤层的深层勘探开发及煤层气的生成地质背景提供了基础理论资料.     

晋中南地区上石炭统-下二叠统太原组碳酸盐岩中遗迹组构及其沉积环境

晋中南地区上石炭统-下二叠统太原组是一套海陆交互相含煤地层,其中碳酸盐岩中发育丰富的遗迹化石。通过对山西太原西山和陵川附城一带露头剖面遗迹化石的详细观察、鉴定与分析,共识别出10个遗迹属、14个遗迹种,其生态类型包括进食迹10种、觅食迹和居住迹各2种。基于各灰岩层中遗迹化石的组成、产状、大小、潜穴充填物的成分及颜色、宿主岩的岩性等特征,建立了4种遗迹组构及其沉积环境分布模式:类型A:大型Zoophycos-Thalassinoides遗迹组构,出现于海湾(潟湖)及潮坪沉积环境;类型B:大型Zoophycos-Planolites遗迹组构,发育在海平面至正常天气浪基面附近区域的浅海上部沉积环境或水体浅且较平静的局限碳酸盐岩台地环境;类型C:中型Zoophycos-Teichichnus遗迹组构,主要产生在正常天气浪基面之下、风暴浪基面之上的浅海中部沉积环境;类型D:小型Zoophycos-Chondrites遗迹组构,形成于风暴浪基面之下、水体较深且贫氧的浅海下部沉积环境。这一成果可以为精细研究本区太原组的沉积环境变迁史提供重要的生物学信息,也可为煤与煤层气的生成环境提供生物学记录方面的科学依据。     

沉积环境对煤层含气量的控制:以沁水盆地寿阳地区太原组15#煤为例

煤层性质的差异是影响煤层气富集及高产的重要因素。沉积环境控制了煤层厚度及展布、煤岩煤质特征、有效盖层厚度和岩性组合等,对煤层气富集具有重要控制作用。本研究根据钻井岩心、录井、测井及前人研究成果,对沁水盆地北部寿阳地区太原组进行了沉积环境及层序地层综合分析,并对15^#煤顶、底板系统的沉积环境及岩相古地理进行精细刻画,总结沉积环境对煤层含气量的控制作用,并进一步划分有利煤储集层沉积相带。寿阳地区太原组下部主要发育浅海陆棚—障壁岛—潟湖沉积体系,上部主要发育三角洲平原沉积体系。太原组沉积时期为1个三级层序尺度的海侵—海退过程,并进一步可划分为6个四级层序(S₁—S₆)。四级层序S₁发育潮坪—潟湖—障壁岛沉积体系,各沉积相与15^#煤含气量关系由好到差依次为潟湖、潮坪、障壁岛;S₂发育障壁岛—潟湖—潮坪—浅海陆棚沉积体系,各沉积相与15^#煤含气量关系由好到差依次为潟湖(灰岩厚)、泥质陆棚、碳酸盐岩陆棚、潟湖、潮坪、障壁岛。根据S₁     

沁水盆地西南缘石炭-二叠纪含煤岩系层序地层及聚煤特征

沁水盆地石炭-二叠系含煤地层,其空间展布受沉积环境和层序地层的控制。以沁水盆地西南缘为研究对象,利用岩心、钻井等资料分析含煤地层岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征,得到以下认识:①石炭-二叠系主要由粗砂岩、中细砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和可燃有机岩组成,发育三角洲平原相、三角洲前缘相等三角洲沉积体系及障壁-滨外陆棚沉积体系;②识别出区域不整合面、下切谷冲刷面及沉积体系转换面等3种层序界面,将石炭-二叠系含煤地层划分为3个三级层序,并进一步划分出低位、海(湖)侵及高位体系域,其中层序Ⅰ、层序Ⅲ中发育厚度稳定的可采煤层;③障壁-滨外陆棚环境下煤层在层序地层格架中位于最大海泛面附近,三角洲平原环境下煤层位于湖侵体系域早中期,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡条件下,形成厚层煤层。     

山西沁水盆地石炭-二叠系煤层生排烃史分析

通过对沁水盆地石炭-二叠系煤层夹矸及煤层顶板砂岩石样品中的包裹体类型、与矿物的共生关系以及包裹体均一化温度研究,结合山西南部上古生界煤层埋藏史及热史演化分析,讨论了太原组和山西组煤层的排烃历史。结果表明,太原组和山西组煤层排烃主要发生在晚三叠世末期煤层抬升释压以来,大体可以分为中侏罗世、早白垩世早期和晚白垩世一直到古新世三期。早期有过煤成油的阶段,并且有一定规模的排油过程;主要的排气阶段正好与热催化生油气阶段和热裂解生凝析气阶段相对应,那么可以认为热解气和热裂解气是煤层气的主要组成部分。煤储层中液态烃与煤层夹矸及顶板岩石中液态烃组成特征存在着明显差别,可能是由排烃过程吸附分馏作用和不同成熟度液态烃的混合作用不同所致。甾烷和藿烷总体组成特征相似,说明煤层、煤层夹矸及顶板砂岩中油气来源于煤层。     

山西沁水盆地沁参1井大地热流值确定

1991年所钻的沁参井为沁水盆地第一口科学探索井,构造位置及油气意义重要。该井钻井深度大,揭露地层多、取芯全、资料丰富,为地热研究提供了良好的条件。我们在执行石油天然气总公司新区事业部“山西隆起区块早期综合评价项目”时对沁参1井进行了系统采样,测试了岩石热导率、放射性生热率样品,确定了沁参1井的大地热流值。     

沁水盆地石炭-二叠纪含煤岩系高分辨率层序地层及聚煤模适

晋东南沁水盆地的煤层气储层主要是石炭-二叠系煤层,其厚度变化明显受控于当时的沉积环境及层序地层格架.本文对该盆地含煤岩系的太原组和山西组进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了主采煤层15号和3号煤层在层序地层格架下的分布模式.以区域性分布的与下切谷砂岩共生的间断面、不整合面、海侵方向转换面、下切谷砂岩底面、由深变浅-再由浅变深的沉积相转换面以及共生的古土壤层为界,将含煤岩系划分为3个三级复合层序和9个四级层序.15号厚煤层和3号厚煤层位于三级海侵(泛)面附近,前者形成于障壁一渴湖及滨外陆棚沉积环境,较低的泥岩堆积速率与较慢的可容空间增长速率相平衡;后者形成于三角洲平原分流间湾环境,较高的泥炭堆积速率与较高的可容空间的增长速率相平衡.太原组的以"根土岩-煤层-海相石灰岩"旋回为代表的四级层序中的煤层可能形成于"海相灰岩层滞后时段",即从海平面抬升到陆棚之上到碳酸盐岩真正沉积下来之前的时段,因为缓慢的海平面抬升速率与泥炭堆积速率保持较长时间的平衡,从而聚集了厚层的泥炭/煤层.     

豫西地区下二叠统太原组遗迹组构及其沉积环境

豫西下二叠统太原组中发育丰富的遗迹化石,常见有Zoophycos,Taenidium,Thalassinoides,Teichichnus,Gordia,Nereites,Chondrites和Planolites等,部分灰岩层中还发育生物扰动构造。根据遗迹化石的形态、组成、产状、分布特征以及丰度、分异度、生物扰动程度的不同,在研究区太原组碳酸盐岩中共识别出5种遗迹组构,包括类型A--Gordia-Planolites遗迹组构、类型B--Rhizocorallium-Thalassinoides遗迹组构、类型C--Zoophycos-Taenidium遗迹组构、类型D--Zoophycos-Speckle burrow强生物扰动遗迹组构、类型E--Chondrites-Nereites遗迹组构。其中类型C根据Zoophycos在剖面上所展现的各种特征,又可细分为3种类型,即类型C-1,C-2和C-3。通过分析宿主岩的沉积特征,表明太原组碳酸盐岩中的遗迹组构主要分布于潟湖潮坪和台内浅滩(类型A)、正常天气浪基面之上的浅海上部或局限台地(类型B,类型C-1和类型C-2)、正常天气浪基面之下的开阔台地(类型C-3,类型D)和风暴浪基面之下的浅海下部或水动力条件类似的较闭塞的沉积环境中(类型E)。     

山西沁水盆地东北部太原组沉积序列及环境演化*

山西沁水盆地东北部上石炭统—下二叠统太原组含有丰富的煤与煤层气资源,在昔阳黑土岩村一带有良好的露头剖面。以黑土岩村剖面为主要研究对象,结合邻区部分钻孔资料,对石炭—二叠系太原组的岩石特征、沉积构造、化石组成及沉积序列类型进行了详细分析。取得如下成果: 在研究剖面中识别出有障壁和无障壁海岸以及三角洲3种沉积体系,5种沉积相、3种亚相和5种微相,并在太原组中部层段发现混积潮坪沉积;建立了9种沉积序列类型及其古环境分布模式,并基于沉积序列的垂向变化规律,提出了本区太原组的沉积环境模式,进而简要论述了太原组自下而上从障壁岛—潟湖—潮坪到浅海—潮坪,最后到三角洲的沉积环境演变过程。     

大同煤田太原组含煤岩系基准面旋回与聚煤作用

结合大量钻孔岩心、测井、井田地震资料,按照基准面旋回理论原理对大同煤田石炭系太原组含煤层系高分辨率层序地层发育特征与聚煤作用进行分析。将太原组划分为1个长期基准面旋回,3个中期基准面旋回和7个短期基准面旋回,分析了不同中期基准面旋回沉积相序、短期旋回结构类型、叠加样式及其煤层聚集的控制因素,明确了中期旋回地层格架内砂体与煤层的分布规律及其响应特征。研究认为弱伸展、缓慢沉降的古构造背景以及温暖潮湿的古气候条件是太原组成煤的基础条件,中期基准面变化及所处的位置是聚煤的主控因素,在中期基准面旋回上升晚期,易发育厚度大,横向分布稳定的主力可采煤层;上升早中期或下降中晚期,多发育中薄层炭质泥岩与薄层煤层,煤层多零星分布,横向连续性差。     

沁水煤田町店勘探区太原组K_2－K_4灰岩段沉积环境

Ｋ＿２－Ｋ＿４灰岩段地层发育在上石炭统太原组下部，由灰岩、砂岩、粉砂岩及泥岩互层的细粒沉积物以及煤组成。根据宏观沉积特征和微观显微结构的研究，笔者确定了该段沉积物形成于半局限海的潮汐环境。Ｋ＿２灰岩和Ｋ＿３灰岩为生物碎屑泥晶灰岩，代表了潮下带沉积；Ｋ＿４灰岩为含生物碎屑泥晶灰岩，属潮间带沉积物。该层段内的碎屑岩也属潮间带沉积物，其中砂岩为潮渠成因。该段地层中发育的３层煤由于受潮汐作用的影响，沉积厚度小，煤质差，达不到工业要求。     

浅析贵州二叠系上统龙潭组27号煤层的聚煤规律

通过对27号煤层沉积背景、环境演化过程、分布特点、赋存状态、结构特点和煤厚变化特征进行分析，认为27号煤层主要沉积于海陆交互相环境，赋存在龙潭组中下部，厚0．1～4．8m，为薄-中厚煤层。该煤层在威宁-毕节以东、兴仁-贵阳-遵义以西范嗣内都有分布，夹石0～5层，～般为3层，向两南方向夹层增多。煤层厚度有北薄南厚、由西向东为薄-厚-薄的变化规律，六盘水煤田、织纳煤田为聚煤中心地带，     

沁水盆地阳泉区块太原组煤系页岩孔隙结构特征

页岩孔隙结构是影响页岩气赋存与储集的基本因素之一.为研究高演化海陆过渡相煤系页岩的孔隙结构和评价页岩气储集能力,主要运用扫描电子显微镜、高压压汞、低温N2和CO2气体吸附实验方法,对沁水盆地阳泉区块太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙微观特征与孔隙结构进行了研究,并分析了太原组煤系页岩孔隙发育的影响因素.研究结果表明:沁水盆地...     

晋东南沁水盆地石炭纪和二叠纪岩相古地理及聚煤作用研究

晋东南沁水盆地是目前我国进行煤层气勘探开发的主要地区之一，煤层气储层主要分布在石炭系和二叠系，其厚度明显受沉积古地理控制。本文通过对露头及钻井剖面的岩石学和沉积相研究,对该区主要含煤岩系-山西组和太原组进行了岩相古地理和煤储层聚集控制因素分析。太原组以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩为主，厚度44.90～193.48 m，含多层可采煤层，总厚度0～16.89 m，平均7.19 m。在太原组沉积期，研究区北部发育下三角洲平原相，煤层相对较厚，中部和南部为泻湖相，煤层相对较薄，东南角主要为滨外碳酸盐陆棚相，在晋城一带障壁砂坝相分布区，煤层亦较厚；山西组以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，石灰岩仅在局部地区见到，该组厚18.60～213.25 m，含可采煤层1～2层，总厚度0～10.0 m，平均4.20 m，在山西组沉积期，北部以下三角洲平原分流河道相为主，中部和南部以分流间湾相为主，东南部则以河口砂坝相为主，厚煤带都位于中部和南部的三角洲分流间湾地区。总之，太原组富煤地带多与砂岩富集带相吻合，位于北部下三角洲平原和南部障壁砂坝地区，而山西组厚煤带大都位于南部三角洲分流间湾地区。     

鄂尔多斯盆地西北部二叠系山西组古地理特征

本文以高分辨率层序地层学为理论基础,将山西组划分为6个中期旋回层序,并以此为编图单元编制了相应的砂体等厚图、地层等厚图及砂地比等值线图。基于基准面和可容空间的变化,分析了研究区古地理演化特征。研究表明,山₂³期至山₂¹期,沉积作用以进积-加积为主,发育较大规模三角洲,沉积砂体较厚;山₁³期至山₁¹期,沉积作用以进积-加积-退积为主,湖岸线向北推进,湖泊具有扩大的趋势;山₂期三角洲平原规模较三角洲前缘大,山1期三角洲前缘有缩小的趋势。     

羌塘盆地沃若山地区上三叠统土门格拉组烃源岩沉积环境分析

岩石学、沉积相、元素地球化学的综合分析结果表明,羌塘盆地沃若山地区上三叠统土门格拉组(T₃t)地层为三角洲沉积;整体富含水解性元素、Fe族元素以及上部砂岩Fe元素富集(高Fe/Mn比值)的特征表明古水体环境为较浅的河口-滨岸环境;CIA值(63.8~79)、ICV值(0.52~1.4)和Ga/Rb-K₂O/Al₂O₃关系图解分析结果显示当时为风化强度中等、较温暖的半干旱-半湿润气候;Sr/Ba比值全部小于1(0.09~0.27),表明沉积水体为盐度较低的陆相淡水;根据V、U、Mo的含量比值,判断其为氧化-弱氧化的富氧水体环境。较为温湿的气候有利于生物的繁殖,但氧化-弱氧化的环境不利于有机质的富集,限制了该地区烃源岩发育:土门格拉组烃源岩的TOC含量为0.76%~1.46%(均值为1.04%),属中等品质的烃源岩。