准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组具“斑状”结构热水喷流沉积岩的成因及地质意义*

准噶尔盆地东部中二叠统平地泉组(相当于芦草沟组)发育一套陆内裂谷背景下的湖泊相砂岩、泥岩、灰岩、白云岩、凝灰岩互层以及它们的过渡岩石,是区内最主要的烃源岩和储集层。近年来,在帐北断褶带、石树沟凹陷和吉木萨尔凹陷中二叠统平地泉组暗色泥岩、泥晶白云岩中发现了一类特殊的沉积岩,该类岩石发育类似火山岩的斑状结构。“斑晶”主要为粗晶白云石、方解石、黄铁矿及方沸石等,在岩心标本上呈“树枝状”或“雪花状”散布于基质中;基质则主要由泥晶白云石或泥质沉积物构成,富含有机质,发育水平层理及小型变形层理等。岩石学和矿物学分析表明,“斑晶”往往为粗晶方解石或白云石的集合体,也常见黄铁矿、方沸石与碳酸盐矿物共生,“斑晶”方解石发育环带,而白云石未见明显环带。电子探针分析表明“斑晶”方解石具有低镁、低铁及锶分布不均匀的特点,而“斑晶”白云石(FeO含量介于7.272%~11.086%之间)与“基质”泥晶白云石(FeO含量为1.027%)相比具有明显富铁的特点。流体包裹体分析表明“斑晶”方解石均一温度平均为180.68,℃,“斑晶”白云石均一温度平均为320.95,℃。这种特殊 “斑状”白云岩和“斑状”泥质岩很可能是湖底热液喷流作用的结果。当湖水沿深大断裂下渗至地下深处,与围岩发生物质交换并被加热后再沿断裂返回地表喷涌而出,热液流体携带的离子达到过饱和后就会析出方解石、白云石及黄铁矿等集合体,随热液的喷涌作用上升并破碎散落于湖底细粒沉积物内。“斑状”白云岩的发现对新疆北部中二叠统热水喷流沉积作用及该区油气的成因研究具有重要的意义。     

含方沸石凝灰质豆粒灰岩的成因及地质意义——以准噶尔东部中二叠统平地泉组为例

在准噶尔盆地东部火烧山地区中二叠统平地泉组的暗色泥岩中,发育4层特殊的含方沸石凝灰质豆粒灰岩。通过岩心观察、显微镜下薄片鉴定、电子探针分析方法,对该凝灰质豆粒灰岩的岩矿特征和成因机理进行了研究,得出豆粒主要有3类。第一类最常见,具有核心和同心层包壳,包壳有3～7层,按核心特点又可划分为6种,第1种豆粒核心含有特殊“环带结构”方沸石,其余5种核心含有近圆形—他形方沸石、黄铁矿、火山玻璃、方解石及凝灰质等。方沸石环带的电子探针分析结果为,内部成分偏酸性,外部偏基性;将其成分与近圆形及他形方沸石进行对比,具有明显低镁、富铁、高锶的特点,认为“环带结构”方沸石应是湖底岩浆热液喷流作用形成,他形方沸石为“热水”与“正常湖水”混合后胶体沉淀形成。因此第一类豆粒是在核心（方沸石、方解石或火山玻璃等）形成后,由于湖底喷流作用发生,湖水动荡,水动能发生变化而形成明暗相间圈层。第二类豆粒,具有单层薄包壳,核心由凝灰质、泥晶方解石和火山玻璃或生物碎屑组成,其形成与火山作用关系更密切。第三类豆粒由近等大的方解石圆球粒构成,形成与生物作用有关。含方沸石凝灰质豆粒灰岩的发现对准噶尔盆地东部中二叠统热水喷流沉积作用研究具有重要的意义。     

准噶尔盆地东部沙帐地区中二叠统平地泉组一段致密油源储组合模式

综合利用录井、镜下薄片及压汞等资料,对准噶尔盆地东部沙帐地区中二叠统平地泉组一段致密油储集层岩性、储集空间和孔隙结构等特征进行了分析,在此基础上结合平一段致密油纵向岩性组合特征及源储关系,总结了平一段致密油源储组合模式。研究发现平一段致密油储集层岩性以碎屑岩为主,云质类岩石次之,储层孔隙结构具"粗态型"、"偏细态型"和"细态型",储集空间表现为常规孔隙与纳米孔隙并存;平一段源储组合表现为"泥包砂"、"砂包泥"和"砂泥互层"。研究表明:平一段储集层表现为致密储层特征,纳米孔喉是致密油储层的主体孔喉,平一段致密油具有源储一体型、源储交接型和源储隔离型三类组合模式。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组云质岩沉积环境及白云石成因探讨

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级—泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其形成环境和白云石形成机理。云质岩岩矿特征和主、微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩中的白云石主要呈自形—半自形的微粉晶颗粒,形成细纹层或与其他组分混合,局部可见自形—半自形的细晶白云石,微粉晶白云石为低有序度白云石(0.46),成分均匀,被纹层包绕,细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物;两类白云石均富锶贫镁,细晶白云石较微粉晶白云石更富铁和锰。微粉晶白云石具有较低的δ18OPDB(平均为-4.72‰),基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,所计算得到的形成温度介于54.61~186.46℃之间;δ13CPDB偏高(平均为8.79‰),推测其与芦草沟组高的有机质埋藏量及产甲烷古菌的代谢活动有关。微粉晶白云石为同生期—准同生期沉淀或交代的原白云石,其Mg2+来自于咸化湖水、凝灰碎屑和幔源热液,热液带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石形成的动力学屏障。     

准噶尔盆地南缘中二叠统页岩矿物学和地球化学特征及地质意义

基于对准噶尔盆地南缘中二叠统芦草沟组页岩矿物学和地球化学的研究,着重探讨了芦草沟组页岩的地球化学组分、源区母岩性质和构造背景。结果表明:芦草沟组页岩矿物以石英、伊利石和伊蒙混层为主,含少量斜长石和铁白云石;对比上地壳元素丰度,页岩相对富集P_2O_5,V,Ni和Cu,其他元素含量相对亏损或类似于上地壳丰度,P_2O_5的富集归因于同期火山灰的输入;矿物组合及源岩判别指标揭示源区母岩以酸性岩为主,但与上地壳相比,其含更多的铁镁质组分和更少的长英质组分,最可能为类似于英云闪长岩的岩石;芦草沟组页岩具生物成因过量的SiO_2的存在,导致页岩比母岩(英云闪长岩)具更高的SiO_2/Al_2O_3比值;二叠纪源区处于大陆岛弧构造背景之下。     

贵州纳雍营盘中二叠统茅口组硅质岩成因及其地质意义

二叠纪是地球演化历史进程中的重要一环,并在我国华南地区中二叠统茅口组（孤峰组）地层中普遍沉积一套层状硅质岩,它们可能与中、晚二叠世系列重大地质事件之间有着密切的成因联系。笔者等以位于扬子地块西南缘的贵州纳雍营盘茅口组硅质岩作为研究对象,通过对硅质岩元素地球化学组成进行研究发现,硅质岩Al/(A1＋Fe＋Mn）值以及多项成因判别图解等指示其形成过程中有明显的热水物质输入,具有热水成因硅质岩的特征。结合区域古地理特征,以及硅质岩Ce/Ce*、(La/Ce）N值等综合分析,认为硅质岩形成于黔中台沟内的深水环境。综合考虑区域范围内中二叠世硅质岩研究成果,并分析纳雍营盘硅质岩与峨眉山玄武岩空间关系及峨眉地幔柱活动历史,认为峨眉地幔柱早期海底火山活动可能对包括营盘在内的华南地区中二叠世晚期硅质岩沉积具有重要控制作用。     

贵州纳雍营盘中二叠统茅口组硅质岩成因及其地质意义

二叠纪是地球演化历史进程中的重要一环,并在我国华南地区中二叠统茅口组（孤峰组）地层中普遍沉积一套层状硅质岩,它们可能与中、晚二叠世系列重大地质事件之间有着密切的成因联系。笔者等以位于扬子地块西南缘的贵州纳雍营盘茅口组硅质岩作为研究对象,通过对硅质岩元素地球化学组成进行研究发现,硅质岩Al/(A1＋Fe＋Mn）值以及多项成因判别图解等指示其形成过程中有明显的热水物质输入,具有热水成因硅质岩的特征。结合区域古地理特征,以及硅质岩Ce/Ce*、(La/Ce）N值等综合分析,认为硅质岩形成于黔中台沟内的深水环境。综合考虑区域范围内中二叠世硅质岩研究成果,并分析纳雍营盘硅质岩与峨眉山玄武岩空间关系及峨眉地幔柱活动历史,认为峨眉地幔柱早期海底火山活动可能对包括营盘在内的华南地区中二叠世晚期硅质岩沉积具有重要控制作用。     

准噶尔盆地南缘东部中二叠流芦草沟组黑色页岩中白云岩夹层的成因探讨

准噶尔盆地南缘东部中二叠流芒草沟组是一套温暖潮湿气侯条件下形成的半深湖至深湖相黑色页岩夹白云岩沉积。本文通过芦草沟组黑色页岩及其白云岩夹层在岩石学和地球化学等方面的对比研究认为:①黑色页岩形成环境及其有机质演化为白云岩的形成提供了十分有利的热力学、动力学条件;②白云岩是在黑色页岩形成环境及其有机质演化过程中、底层水盐度提高、CO₃2-浓度增大的条件下原生沉淀的。     

四川盆地东部中二叠统茅口组眼球状石灰岩储层特征及成因

眼球状石灰岩长久以来通常被看作一类非油气储集岩类,而且其成因一直颇有争议。通过对11条野外剖面的观测以及室内薄片鉴定和物性分析,对川东地区茅口组眼球状石灰岩的岩石学特征和储集性能进行研究,并初步探讨了储层的成因机制。研究发现,眼球状石灰岩"眼球"与"眼皮"宏观、微观特征具有较大差异:"眼皮"部分储渗性能相对较好,储集空间主要为各类次生溶蚀孔隙,孔渗相关性好,为低孔-低渗的孔隙型储层。研究结果表明:在盆地内广泛分布的眼球状石灰岩,可作为油气勘探中的致密灰岩储集体。基于眼球状石灰岩宏观、微观特征,结合前人研究成果,初步认为眼球状石灰岩储层的形成与该类岩石的成岩过程密切相关,早期海水埋藏成岩作用阶段形成的层状组构差异,为后期的暴露岩溶作用奠定了物质基础,沉积后的岩溶作用是储层形成的关键。     

扬子北缘中二叠统孤峰组不同岩性孔隙特征及其地质意义

孔隙是页岩层系是否具有生烃能力、储气能力和开采价值的主要标志。采用场发射扫描电镜对鄂西建始扬子北缘中二叠统孤峰组硅质页岩、泥质灰岩和碳质页岩3类岩石采取二次电子模式扫描,发现并分析了5大类9小类孔隙,即①絮凝作用孔隙;②有机质化石孔;③有机质碎片沥青孔;④黄铁矿粒间孔;⑤矿物颗粒晶间孔;⑥微型通道;⑦微裂缝;⑧钙质化石孔;⑨碎屑与围岩之间孔。研究表明,硅质页岩中发育较多的黄铁矿微球粒以及絮凝结构,有机质孔隙从纳米级至微米级;泥质灰岩中以矿物质孔隙为主,微裂缝比较发育,脆性矿物多;碳质页岩中存在大量蜂窝状孔洞和广泛分布的微裂缝,孔隙类型主要为有机质纳米孔。碳质页岩与传统储层孔隙特征具有很大差异,是页岩气勘探最为有利的岩层。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组有机质的拉曼光谱特征及地质意义

笔者研究了内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组泥质岩石中有机质的激光拉曼光谱特征,并探讨了拉曼光谱参数对有机质热演化程度的表征。研究区样品D1谱带吸收峰平均值位于1 350.55 cm~(-1)附近,G谱带吸收峰平均值位于1 602.55 cm~(-1)附近,G谱带与D1谱带的位置差变化于252.00±;G谱带与D1谱带的面积比集中在0.52附近,表明有机质经历的热演化温度约为250℃。应用拉曼光谱地质温度计估算了有机质的热演化温度,其平均温度为265℃;采用镜质体反射率地质温度计估算的有机质热演化平均温度为273℃,两者吻合。综合分析部分估算温度偏高的原因,结合无机矿物的成因标志,揭示研究区中二叠统哲斯组地层经历的极低级变质温度可能250℃。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组云质岩沉积环境及白云石成因探讨*

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组发育一套陆内裂谷背景下,由粉砂级-泥级陆源碎屑、凝灰碎屑、碳酸盐及热液矿物组成的湖相细粒云质岩。本研究以云质岩为研究对象,通过岩石学、矿物学及地球化学研究探讨其形成环境和白云石形成机理。云质岩岩矿特征和主、微量元素特征表明,在中二叠世为处于干旱气候的浅水咸化湖盆,区域火山活动强烈,湖盆内幔源热液活动发育。云质岩中的白云石主要呈自形-半自形的微粉晶颗粒,形成细纹层或与其他组分混合,局部可见自形-半自形的细晶白云石,微粉晶白云石为低有序度白云石(0.46),成分均匀,被纹层包绕,细晶白云石交代残留结构发育,为成岩交代的产物;两类白云石均富锶贫镁,细晶白云石较微粉晶白云石更富铁和锰。微粉晶白云石具有较低的δ¹⁸O_PDB(平均为-4.72‰),基于白云石的形成流体由湖水和幔源热液混合的假设,所计算得到的形成温度介于54.61~186.46 ℃之间;δ¹³C_PDB偏高(平均为8.79‰),推测其与芦草沟组高的有机质埋藏量及产甲烷古菌的代谢活动有关。微粉晶白云石为同生期-准同生期沉淀或交代的原白云石,其Mg²⁺来自于咸化湖水、凝灰碎屑和幔源热液,热液带来的高温和产甲烷古菌的代谢活动打破了白云石形成的动力学屏障。     

西藏羌塘盆地昂达尔错地区中二叠统龙格组的厘定及地质意义

在西藏羌塘盆地昂达尔错地区前人划分的上三叠统角木日茶卡组中发现了二叠纪化石分子Acanthopecten cf.coloradoensis(Newbrry)和Pterinopectinella?sp.,结合岩石组合特征,经过进一步开展生物年代对比及区域地层对比,将该套角木日茶卡组重新厘定为中二叠统龙格组,从而首次将羌塘盆地东南侧出露地层的时代下限由原来的上三叠统修正至中二叠统,增添了新的古生物化石证据。首次明确了中央隆起带东段的南羌塘地区中新生代之下存在晚古生代地层,为今后更深入研究羌塘盆地零星出露的古生代地层及地质演化提供了重要基础资料。     

羌塘角木日地区中二叠统龙格组泥岩地球化学特征及其地质意义

沉积岩物源分析对揭示盆地物质组成、储集岩性质及古环境恢复等研究具有重要指示意义。文中对藏北羌塘盆地角木日地区中二叠统龙格组的钙质泥岩样品进行了微量元素地球化学测试分析,系统地研究了微量元素含量、特征比值及稀土元素配分方式。结果表明研究区龙格组钙质泥岩样品具有中等轻稀土元素分异((La/Sm)N=2.50~5.41),重稀土元素比较平坦((Gd/Yb)N=1.32~2.47),具有微弱的Eu负异常;Sr/Ba,V/Cr,Ni/Co,Ceanom及δEu等相关参数综合显示,研究区中二叠纪时期整体表现为海相氧化环境;样品Rb/Sr比值及La/Th-Hf,La/Sc-Co/Th,Th/Sc-Zr/Sc关系图解综合说明龙格组钙质泥岩物源区风化作用较弱,源岩主要为安山岩;通过对沉积岩La/Sc-Ti/Zr,La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10等构造环境判别图解分析,综合表明区钙质泥岩物源区的构造背景主要为大洋岛弧型。     

新疆新源县巴音居里克一带下—中二叠统乌郎组火山岩特征及地质意义

新源县巴音居里克一带的下—中二叠统乌郎组陆相火山岩呈面状分布.乌郎组分为上段(P1w2)和下段(P1w1),其中乌郎组上段(P1w2)为巴音居里克乌郎组主体火山岩建造,为一套基性火山岩→酸性火山岩的双峰式火山岩组合.对主量元素分析,表明该组火山岩为碱性系列.微量元素的分布特点呈“双隆”型式,表现为Ba、Th、Ta的强烈富集,但又有Ce、Hf、Zr、Sm的富集,与板内碱性玄武岩的地球化学型式基本一致.稀土元素配分曲线向右倾斜,轻稀土明显富集,重稀土在流纹岩中略有富集,而在玄武岩中相对亏损.地球化学图解也显示该组火山岩形成于板内构造环境.综合对比分析,表明巴音居里克乌郎组火山岩的形成时代为早—中二叠世.     

安徽巢湖平顶山中二叠统孤峰组硅质岩的地球化学特征及成因

安徽巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组的层状硅质岩成因一直存在不同的认识。对其详细的野外地质和岩相学观察,及硅质岩常量元素、稀土元素和氧同位素地球化学分析结果表明,这些硅质岩在Al-Fe-Mn三角图、SiO2-(K2O Na2O),SiO2-Al2O3,SiO2-MgO,Al2O3-(K2O Na2O)双变量图解中都落入了生物成因的硅质岩范围内;K2O/Na2O平均值为1.32,δCe具有轻微的负异常,轻稀土富集,这些特征显示研究区硅质岩应为海水生物沉积成因。硅质岩的ΣREE值在19.87～63.95μg/g之间,平均值为44.59μg/g;δCe范围在0.72～0.97,平均值为0.84;Ceanom范围在-0.174～-0.011,平均值为-0.088;(La/Yb)N值在0.44～1.98之间,平均值为1.01;(La/Ce)N值在1.04～1.3之间,平均值为1.16,这些地球化学指标指示了研究区硅质岩沉积于大陆边缘的缺氧的水体环境中。研究发现,与硅质岩互层的泥质岩中存在火山毛,预示该区硅质岩的硅可能有部分来源于火山物质。     

准噶尔盆地东部下石炭统塔木岗组孢子的发现及地质时代

首次研究了新疆准噶尔盆地东缘克拉麦里地区塔木岗组孢子组合。组合中以Ｄｉｃｔｙｏｔｒｉｌｅｔｅｓ（２０．５％），Ｌｙｃｏｓｐｏｒａ（１６．３％），Ｄｉｂｏｌｉｓｐｏｒｉｔｅｓ（９，７％），Ｒｅｔｉｃｕｌａｔａｓｐｏｒｉｔｅｓ（８．５％）为主，确定其地质时代为早石炭世杜内期。     

四川盆地中二叠统栖霞组滩相白云岩多重成因机理及叠加效应

本文以四川盆地二叠系栖霞组滩相白云岩为研究对象,充分利用野外剖面资料、钻井资料、测试分析资料,对栖霞组滩相白云岩成因机理及其叠加效应进行了深入研究。结果表明,四川盆地栖霞组白云岩的规模变化较大,从不到1米至几十米不等,区域上主要分布于盆地西部,盆内其它地区零星发育。白云岩的发育与沉积背景关系密切,其中分布于盆地西部的白云岩为台地边缘滩相沉积背景,而盆地内零星分布主要为台内滩沉积背景。栖霞组白云岩成因包括三种类型:(1)高能滩混合水白云岩化形成的白云岩;(2)埋藏白云岩化形成的白云岩;(3)热液白云岩化形成的白云岩。其中,高能滩混合水白云岩化形和热液白云岩化为主要的白云岩化作用。现今无论是在野外剖面还是钻井岩心中所看到的白云岩为多种白云岩化作用的叠加结果,叠加效应体现在白云石晶体形态上、碳氧同位素和包裹体温度上。在白云岩形成过程中,滩相沉积是白云岩化的基础;不同类型的白云岩化作用是关键;裂缝的发育为白云岩化创造了条件。