咸化湖盆三角洲沉积模拟实验研究

为指导柴达木盆地西部地区古近系-新近系咸化湖盆油气勘探,建立咸化湖盆聚砂富砂模式,结合青海湖现代咸化湖盆沉积考察结果,开展了咸水介质条件下的三角洲沉积模拟实验研究,实验表明：咸化湖盆三角洲沉积以三角洲平原相为主,可占整个三角洲面积的80%以上,而在三角洲前缘亚相中河口坝微相最为发育;同时表明咸水介质对不同粒度沉积物的搬运距离及沉积有控制作用,较淡水介质,咸水介质中细粒沉积物在河口区快速沉降,而粗粒沉积物搬运距离更远,沉积范围也广;模拟结果也表明咸化湖盆三角洲沉积纵向上“坝上河”砂体构型发育。咸化湖盆三角洲沉积模拟实验的成功,明确了咸化湖盆储层分布特征,拓展了储层分布范围,为柴达木盆地西部地区油气勘探提供技术支持。     

鄂尔多斯盆地西南地区延长组长7段细粒沉积物特征研究

鄂尔多斯盆地西南地区广泛发育细粒沉积物。在大量钻井、测井资料的基础上,通过岩芯分析、地球化学测试等方法,从湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件、生产力变化及地化特征等方面研究细粒沉积物特征与分布规律,进而分析细粒沉积物主控因素。结果表明:鄂尔多斯盆地西南地区延长组长7沉积期,气候温暖潮湿,半深湖—深湖大面积分布,富有机质细粒沉积物发育。该期形成的富有机质页岩主要受湖盆底形、砂体沉积模式的影响。尤其在长73沉积期,快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,古生产力高,湖泊表层水体与底层水体存在盐度分层,形成大面积缺氧环境,有利于富有机质页岩大规模发育与保存,在深湖区平缓地带,陆源碎屑供给不足,有机碳含量高,有机质类型好,以Ⅰ、Ⅱ型为主,斜坡带半深湖区,陆源碎屑影响明显,粉砂质泥岩发育,干酪根以Ⅱ型为主,局部地区发育Ⅲ型干酪根。     

柴达木盆地西部新生界陆相湖盆碳酸盐岩沉积环境与沉积模式*

利用野外露头、岩心、测井录井和分析化验资料,对柴达木盆地西部(简称“柴西地区”)新生界干柴沟组湖相碳酸盐岩进行了研究,划分了其沉积微相类型,研究了其分布规律,分析其形成环境和控制因素,并建立了相应沉积模式。该区湖相碳酸盐岩在垂向上与碎屑岩频繁互层,湖相碳酸盐岩包括颗粒灰岩、藻灰岩、泥晶灰岩和混积岩4大类11种,划分出了灰泥坪、颗粒滩、藻丘(礁)、浅湖湾以及(半)深湖泥灰岩相等5种沉积微相。通过分析不同碳酸盐岩及其微相时空展布特征,认为其发育主要受控于湖盆构造运动、湖平面变化、陆源碎屑注入、古气候与古水介质条件、古地貌与古水深环境,并在此基础上建立了柴西湖相碳酸盐岩的沉积模式。研究认为柴达木盆地西部干柴沟组沉积时期,湖盆为典型咸化湖盆,构造活动相对稳定,湖平面上升达到峰值。碳酸盐岩主要发育在湖侵期,高频湖平面变化形成了碳酸盐岩与碎屑岩频繁互层。在枯水期,盆地坡折处发育碎屑岩滩坝或三角洲前缘沉积;在湖侵期,盆地坡折处发育了鲕粒滩及藻灰岩,盆地洼陷区发育泥灰岩或灰质泥岩。     

柴达木盆地西部新生界陆相湖盆碳酸盐岩沉积环境与沉积模式

利用野外露头、岩心、测井录井和分析化验资料,对柴达木盆地西部(简称"柴西地区")新生界干柴沟组湖相碳酸盐岩进行了研究,划分了其沉积微相类型,研究了其分布规律,分析其形成环境和控制因素,并建立了相应沉积模式。该区湖相碳酸盐岩在垂向上与碎屑岩频繁互层,湖相碳酸盐岩包括颗粒灰岩、藻灰岩、泥晶灰岩和混积岩4大类11种,划分出了灰泥坪、颗粒滩、藻丘(礁)、浅湖湾以及(半)深湖泥灰岩相等5种沉积微相。通过分析不同碳酸盐岩及其微相时空展布特征,认为其发育主要受控于湖盆构造运动、湖平面变化、陆源碎屑注入、古气候与古水介质条件、古地貌与古水深环境,并在此基础上建立了柴西湖相碳酸盐岩的沉积模式。研究认为柴达木盆地西部干柴沟组沉积时期,湖盆为典型咸化湖盆,构造活动相对稳定,湖平面上升达到峰值。碳酸盐岩主要发育在湖侵期,高频湖平面变化形成了碳酸盐岩与碎屑岩频繁互层。在枯水期,盆地坡折处发育碎屑岩滩坝或三角洲前缘沉积;在湖侵期,盆地坡折处发育了鲕粒滩及藻灰岩,盆地洼陷区发育泥灰岩或灰质泥岩。     

咸化湖盆沉积物有序分布及其控制因素——以渤南洼陷沙四上亚段为例

咸化湖盆存在碎屑岩、化学岩及混积岩共生的沉积现象,但多类型沉积物有序分布的机制尚不明确。本文以渤南洼陷沙四上亚段为例,开展了咸化湖盆多类型沉积物有序分布及控制因素的分析,结果表明：渤南洼陷沙四上亚段低位域沉积期以碎屑岩沉积为主,湖侵域和高位域则出现化学岩与混积岩,由近岸到远岸呈扇体、砂岩滩坝、混积岩滩坝、碳酸盐岩滩坝、盐湖、半深湖及深湖有序分布;化学岩主要受水体环境控制,水体古盐度大于10‰是化学岩形成的基础,盐度和深度共同控制碳酸盐岩、膏岩以及盐岩分布,同时水体深度对不同成因类型的碳酸盐岩及碎屑岩分布也产生影响;碎屑岩主要受物源地貌控制,物源区位置及物源供应强度决定着碎屑岩的沉积位置和规模大小,同时古碳酸盐岩的发育影响着现今碳酸盐岩的发育位置;古地貌位置的高低及坡度的陡缓决定着砂体成因类型,同时古地貌还影响着生物礁生长及碳酸盐沉淀;咸化湖盆多类型沉积物有序分布受古水深、古盐度、古物源、古地貌的共同作用。     

金湖凹陷西斜坡陆相湖盆灰砂混积岩成因分析

金湖凹陷西斜坡阜宁组第二亚段(E1f22)发育一套生物碎屑灰岩为主的灰砂岩混积地层,该地层属于层系混积地层。在前人研究基础上,通过对古气候、古盐度、沉积环境的分析,认为研究区阜宁组第二亚段沉积时期为亚热带气候,存在海侵事件,水体盐度较大,整体为一套碳酸盐岩坪沉积体系。沉积相垂向序列研究等发现阜宁组第二亚段发育两类沉积旋回,以下部为泥页岩、上部为生物碎屑灰岩或泥灰岩的沉积旋回及下部为粉砂岩、上部为生物滩坝灰岩的旋回,仅在局部发育少量全部为砂岩的小层,并且砂岩多数与断层的发育存在密切关系,从而提出了"Y"型同生断层输送碎屑沉积物模式。研究区灰砂混积岩沉积是在湖盆湖平面上升期,湖盆为咸化湖泊,存在形成沉积范围较广生物碎屑灰岩条件的大环境下,由于陆源碎屑不断堆积,断层断距不断减小直至消失,在碎屑岩顶部形成灰岩层,从而形成了灰砂混积岩。     

柴达木盆地一里坪坳陷新生界咸化特征及生烃潜力分析

柴达木盆地目前所发现的油气都围绕着侏罗系、古近—新近系及第四系富烃洼陷区分布。近年来,围绕"富烃洼陷"油气勘探,发现了昆北和英东两个"亿吨级"油田、阿尔金山前东段"千亿方"天然气及扎哈泉"亿吨级"致密油勘探区,勘探成效显著。随着柴达木盆地建设千万吨高原油气田及新区、新领域勘探的迫切需求,借助于中国石油重大科技专项,利用硼元素及黏土矿物资料,引用科奇公式开展古水体盐度恢复,明确柴达木盆地新生界为咸化湖盆沉积。从柴达木盆地新生界咸化特征及与已知富烃洼陷进行类比,结合一里坪坳陷周缘有机地球化学测试资料,提出一里坪坳陷为潜在的生烃洼陷,可能为新的富烃洼陷,围绕该洼陷进行油气勘探将是一个新的接替领域,对柴达木盆地油气勘探具有重大战略意义。     

中国北方宁南盆地古近纪晚期咸化湖盆演化及其区域地质意义

本文以宁南盆地北部的贺家口子清水营组剖面为研究目标,对古近纪晚期清水营组的岩性特征、石膏主元素地球化学特征和泥岩有机地球化学特征进行研究,结果表明:清水营组岩性以灰绿-紫红色泥岩、石膏及二者互层为主,可划分为8个二级沉积旋回和3个一级沉积旋回。石膏中CaO含量反映了咸化湖盆中石膏的化学沉积作用,Al_2O_3等为陆源碎屑来源,清水营组下段为盐湖深水环境沉积的纯净石膏;中段石膏沉积的水体较浅。清水营组下段地层泥岩TOC和生烃潜量(S_1+S_2)较高,说明在咸化湖盆演化早期气候较湿润、水体较深;而泥岩降解潜力相对小,反映有机质以高等植物来源为主,陆源输入较多。在此研究基础上,认为宁南盆地清水营组沉积包括:蒸发岩的沉积和碎屑岩的沉积;咸化湖盆演化尚未达到钾盐等盐岩沉淀的高浓缩阶段。咸化湖盆演化主要经历了早期封闭深水盐湖发育阶段、中期封闭浅水盐湖鼎盛阶段和晚期开阔浅水盐湖消亡阶段。宁南盆地古近纪晚期咸化湖盆演化与盆地的持续构造沉降和各次级沉积坳陷最终连为统一的湖泊这一重大区域沉积事件有明显的响应关系。     

盐湖生物发育特征及其烃源意义

盐湖类盆地(咸化湖盆)发育了许多陆相大油气田,但其生物发育特征却因组成复杂与种类独特而认识较模糊,是石油地质地球化学和湖相沉积学领域的重要科学问题。为加深对其理解,本文综述了盐湖(咸化湖盆)环境中生物发育的特征,并讨论了其烃源意义。结果表明,盐湖(咸化湖盆)并不是传统认为的"生物荒漠",而是随盐度增加生物种类减少但生物量并不减少,可以有较高生产力,形成优质烃源岩。盐湖(咸化湖盆)中的生物系统组成异常复杂,包括高等植物、藻类、缺氧光合细菌、厌氧化能自养细菌、脊椎动物、无脊椎动物、古菌等,且生物不是均匀而是呈层分布,不同种类生物的耐盐度也各不相同。盐湖(咸化湖盆)生物的生物标记物及其数量关系对环境具有指示意义,生物及其盐度变化影响着与烃源岩有机质丰度相关的生产量、破坏量和稀释量等,进而影响油气生烃。未来仍有许多科学问题有待进一步深化研究,如盐湖(咸化湖盆)生物种类及数量、各生物生烃贡献比例、生物生产量、破坏量和稀释量的影响机制、成烃模式和机制、盐湖(咸化湖盆)形成的机制等。     

陇东地区延长组细粒沉积物特征

在大量钻井、测井资料的基础上,采用岩心分析、地球化学测试等方法,从湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件、生产力变化及地球化学特征等方面,对鄂尔多斯盆地陇东地区细粒沉积物特征、分面规律及其主控因素进行了研究,取得的主要认识有:鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段沉积期,气候温暖潮湿,半深湖-深湖大面积分布,富有机质细粒沉积物发育,该期形成的富有机质页岩主要受湖盆底形、砂体沉积模式的影响。尤其长73亚段沉积期为细粒沉积物主要发育期,快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,湖泊表层水体与底层水体存在盐度分层,形成大面积缺氧环境,有利于大规模发育富有机质页岩。深湖区平缓地带,陆源碎屑供给不足,有机碳含量高,有机质类型好(以Ⅰ、Ⅱ型为主),半深湖区斜坡带发育物源来自于陆地的粉砂质泥岩,干酪根以Ⅱ型为主,同时发育Ⅲ型干酪根。     

柴达木盆地新生代湖相叠层石沉积序列及古环境意义

气候、沉积环境和湖平面的演变直接或间接地影响湖相叠层石的生长,因而叠层石的出现可以作为此三者变化的判别标志。通过对比研究柴达木盆地西部地区西岔沟、长尾台两条新生代陆相地层剖面中近10个湖相叠层石的发育层位、垂向沉积序列,表明叠层石主要发育于新生代两个气候温暖湿润的高湖面时期,而且叠层石沉积亦同时出现在青藏高原其他邻近陆相新生代盆地,显示区域性的大规模异常湿润性气候,以强蒸发和强降水的交替为特征;划分出的4种含叠层石基本沉积序列中,叠层石可在泥岩或砂砾岩硬底上生长,含叠层石灰岩层之上通常是细粒碎屑沉积或间断面,这暗示了叠层石的生长出现在滨湖、浅湖相次级湖泛面附近,或指示湖水的突然加深。     

柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖280 ka以来沉积特征

以柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖干盐滩6个钻孔岩芯为研究对象,从岩性特征、成盐期、沉积类型、沉积结构、沉积幅度等方面探讨尕斯库勒盐湖沉积特征。研究表明,自280 ka以来尕斯库勒盐湖经历相对湿润-干旱的气候波动和气候演化,在距今43.6 ka左右进入最干旱时期,可能属于柴达木盆地第二次成盐期;沉积结构层分异现象不明显;各成盐期平均沉积速率变化不大,平均沉积速率比新疆和内蒙古地区高; 该湖沉积中心在盐湖的西北部。     

柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组咸化湖相泥页岩储集层特征

中国已获得湖相页岩气勘探开发的重要突破,但对于咸化湖盆环境泥页岩储集层特征的研究较少。作者对柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组湖相泥页岩储集层开展有机地化、岩矿组成、储集层孔隙结构等特征的研究。(1)研究区泥页岩有机质丰度在0.12％～1.35％之间,具有强烈的非均质性,有机质类型以Ⅱ型为主,氯仿沥青“A”含量较高。(2)泥页岩中碳酸盐岩矿物含量最高,平均27.8％,黏土矿物和石英含量次之,有38.2％的样品检测出硬石膏,反映典型的咸化环境特征。(3)扫描电镜观察有机质孔隙发育较少,形状不规则且孔径较大,粒(晶)间孔隙直径多以微米级为主,微裂缝宽多小于1μm;低温气体吸附测试显示,中孔提供了主要的孔比表面积和孔隙体积,氯仿沥青“A”的存在对样品孔隙结构产生影响。(4)研究区泥页岩储集层中黏土矿物含量低而脆性矿物含量高,与北美页岩气产层及四川盆地龙马溪组页岩储集层岩矿特征类似,易于产生裂缝,有利于页岩气的后期开采。     

Lacustrine tempestite and its geological significance in the Cenozoic study of the Qaidam Basin

During the Cenozoic a typical lacustrine tempestite deposition was developed in the Lulehe and Xichagou sections of the Qaidam Basin. The sedimentary structures of these two sections above are examined here in detail, which consist of storm erosion, storm tear, storm wave and rapid storm-generated sedimentary structures after storm processes, such as groove casts, scour structures, cutoff structures, hummocky cross-stratification (HCS), parallel bedding and graded bedding. On the basis of these sedimentary characteristics and the vertical facies sedimentary sequence, the causes of the sedimentary succession are analyzed and a Cenozoic sedimentary model of the Qaidam Basin containing shallow proximal, transitional and deep distal tempestites is established. According to the tempestite scale and HCS wavelength, the Cenozoic storm was obviously more intense in the basin’s Upper Ganchaigou formation than that in the Lower Youshashan formation. This variation indicates that a paleoclimatic transition largely corresponded with the second uplift of the whole Qinghai-Tibet Plateau. The discovery of a Cenozoic tempestite in the Qaidam Basin is significant in the paleogeographic, paleoclimate and paleostructural fields, which provides a new insight in further study of the Qinghai-Tibet Plateau uplift.     

咸化湖盆混积岩成因机理研究

关于海相及淡水湖盆混积岩的研究已相对完善,而针对咸化湖盆混积岩理论的形成及实践应用却鲜有报道,本文旨在系统地阐述咸化湖盆混积岩的成因机理、沉积模式、分布规律,对比其与一般混积岩沉积特征的异同点,并探讨其与油气富集特征的相关性。本文采用矿物学、微观岩石学分析方法进行混积岩矿物组成、沉积特征、储集空间类型研究,采取地质统计分析方法明确混积岩分布规律,并运用物性分析方法对比不同类型混积岩的储集性能。结合柴达木盆地西北区新近系混积岩研究实例,本文创新性地提出了欠补偿咸化湖盆的混积岩成因类型：机械成因的相混合混积岩和生物成因的藻混合混积岩。相混合又可划分为两种亚类：互层型混合、组构型混合;藻混合亦可划分为两种亚类：藻粘结混合、滑塌再混合。建立了咸化湖盆混积岩的沉积模式：混积岩主要发育于三角洲、水下扇、滩坝等碎屑岩沉积体系与湖相碳酸盐岩沉积体系的过渡相带以及藻灰岩发育区。明确了混积岩的分布规律,可归纳为“盆缘互层型、盆内组构型、藻混合局限分布”。混积岩沉积特征对比分析结果表明,任何环境下混积岩形成的先决条件均为碳酸盐岩的生长和聚集,而不同于淡水湖盆及海相混积岩沉积厚度大,生物含量高等特点,咸化湖盆混积岩单层厚度极薄,并发育特殊的藻混积岩类。综合研究认为,藻混合混积岩与油气储层的相关性要大于相混合混积岩。以上成果可为咸化湖盆混积岩,乃至陆相湖泊混合沉积物的成因类型及油气地质意义研究提供借鉴与参考。     

柴达木盆地路乐河组古地理特征及其演化

通过对柴达木盆地盆地钻井岩心的详细分析,在地层划分对比基础上,结合前人研究成果,将盆地古-始新统路乐河组沉积划分为五种沉积相类型,并结合测井相、地震相的识别,对路乐河组沉积特征进行了详细研究。研究表明：该区板块运动控制了盆地的沉积,古近纪初期,由于印度板块与欧亚板块的碰撞俯冲,使柴达木盆地在路乐河组沉积期处于板块挤压阶段,在中生代边缘断陷的基础上周边老山继续隆升,盆地开始下沉,该期成为湖盆的发生、发展时期。由于整个沉积区受到了不同物源供给量以及古气候、古地貌不同,路乐河组沉积期大部分地区主要以红色碎屑沉积为主,大面积发育河流相和洪积相;而由暗色岩系组成的湖泊沉积主要分布在昆仑山和阿尔金山附近,这一带是坳陷湖盆的形成区,相对沉降较快,在狮子沟和七个泉等地发育了深湖相沉积。     

柴达木盆地硼矿

柴达木盆地硼砂资源,按其成因主要为沉积硼矿和矿化水两类.本文讨论了柴达木盆地硼矿床的基本特征及其分布规律     

甘肃兰州盆地古近系泥岩的古盐度分析

兰州盆地位于青藏高原东北部,祁连山以东,黄土高原以西,古近纪出露地层为细柳沟组、野狐城组和咸水河组下段。作为青藏高原寒区、东部季风区及西北干旱区的交汇地带,兰州地区新生代环境研究受到越来越多的关注,因此有必要对其沉积环境进行研究。本文通过对兰州盆地黄羊头地区古近系进行分段采样,并对泥岩样品的主量元素、微量元素及X射线衍射进行测定,运用硼法、B/Ga值及Sr/Ba值等方法定量—半定量分析兰州盆地古近系沉积时的古盐度特征,同时结合风化指数CIA值的变化特征,综合分析古近系的沉积环境。研究结果表明兰州盆地古近系细柳沟组、野狐城组及咸水河组下段Adams法古盐度值为9.5‰～14.0‰,平均值为11.8‰;Couch法古盐度值为8.2‰～12.8‰,平均值为10.8‰,为内陆半咸水—淡水湖泊。Adams法古盐度值与B/Ga值具有良好的正相关关系,而Adams古盐度值与Sr/Ba值相关性不明显,主要由于地层中生物对Sr的富集作用,导致Sr/Ba值偏大,表明Sr/Ba值不适用于生物富集地层的古盐度恢复。环境研究认为细柳沟期,气候湿润,以冲积扇沉积为主,水体较浅,盐度值较大;到野狐城中期水体加深,变为湖相沉积,气候温暖湿润,盐度值降低,同时存在明显的干冷气候间隙,该间隙期湖盆蒸发量大于补给量,盐度值升高;从野狐城晚期开始湖盆逐渐萎缩,以滨湖相沉积为主,到韩家井期变为河流相沉积,至甘家滩期再次转为湖相沉积,盐度值先升高后降低,但整体风化程度明显降低,表明从野狐城组晚期开始气候逐渐变冷变干。     

柴达木盆地三湖地区第四系沉积相与生物气成藏

柴达木盆地三湖地区第四系蕴藏着巨大的生物气资源,目前已探明加控制天然气储量接近3×1011m3。更新世时期,柴达木盆地的湖相沉积主要分布在三湖(吉乃尔湖、涩聂湖和达布逊湖)地区,自山前至盆地中心依次发育了冲积扇、河流三角洲和湖相沉积,其中湖相沉积分布最为广泛。早更新世湖相沉积开始形成,中更新世湖相沉积扩张并且达到鼎盛,晚更新世湖相沉积开始萎缩并形成盐湖沉积。中、早更新世冰川的出现和青藏高原的崛起使柴达木盆地的古气候变得干旱寒冷,沉积水体温度较低,盐度较高。本区第四纪独特的沉积环境是形成大型生物气藏最重要的地质条件。高盐度的水体环境减缓了有机质的降解速度,长期的低温条件抑制了甲烷菌的活动,避免了沉积有机质在沉积浅埋阶段的过量消耗,推迟了生物产气的高峰期。而三湖地区巨厚的第四系暗色泥岩和频繁发育的砂岩提供了充足的气源条件和构成了良好的生储盖组合。