陆表海背景下障壁海岸体系沉积层序及聚煤模式 ——以渤海湾地区晚古生代太原组为例

渤海湾地区位于华北板块东部,是我国重要的煤炭产区,晚古生代发育多套可供工业开采的煤层,其中以陆表海背景下发育的海相煤层分布范围最广。为研究陆表海背景下障壁海岸体系沉积层序及聚煤模式,本文以渤海湾地区晚古生代太原组为研究对象,结合钻井及野外剖面资料,对该地区展开沉积学及层序地层学研究。在识别岩性及沉积相基础上,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示障壁海岸体系聚煤模式。太原组岩性以黄褐色、灰黑色泥岩及黄绿色、灰白色砂岩为主,夹数层海相灰岩及煤层。沉积相类型主要为潮坪相、潟湖相、障壁岛相及台地相。在障壁海岸体系背景下,基准面与沉积界面基本一致,层序界面多为沉积界面。根据沉积相转换面与下切谷冲刷面两类不整合面(SU)以及海侵方向转换面(TDS)可将太原组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3。通过最大海泛面(MFS)与最大海退面(MRS)将三级层序划分为低位体系域、海侵体系域及高位体系域3个体系域,代表 8个四级层序。Sq1时期,盆地内部地区未能提供稳定聚煤环境,煤层发育厚度较薄。Sq2时期,海平面升降对盆地内部影响增大,聚煤作用达到顶峰,煤层整体厚度增加并连接成片。Sq3时期,聚煤作用相对减弱,聚煤中心分布范围收缩,且孤立发育。统计钻井资料中煤层累积厚度可知,厚煤层发育主要集中在冀中坳陷东部、黄骅坳陷及济阳坳陷等地区。将研究区太原组聚煤模式划分为LST、TST早期、TST中期、TST晚期及HST五期演化过程。受可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制,泥炭坪及潟湖为有利聚煤中心。      

河南省太行山东麓深部晚古生代层序地层及其含气系统划分

为了开展河南省太行山东麓深部晚生代的厚层暗色泥岩和煤层方面的系统研究。本文以晚古生代地层为研究对象,运用沉积学和层序地层学的方法,对研究区的上古生界太原组、山西组和下石盒子组进行精细地层对比及沉积相划分。研究结果显示：共识别出5种岩石类型和16种岩相类型,5种沉积相、10种沉积亚相类型,并识别出3种层序界面,2种关键性体系域界面,划分了10个三级层序及对应的体系域;由此建立该地区煤系地层层序地层格架,恢复等时地层格架内的岩相古地理特征,分析其沉积演化史,并建立了两种典型的沉积模式。在此基础上,结合气测录井资料,在层序地层格架内对隔水阻气层位和含气系统进行了识别和划分,揭示了煤层含气量的垂向分布特征和层序结构对含气系统的封闭性特征,完成了晚古生代煤系地层的含气系统划分,其中I类含气系统2个,位于太原组层序2和山西组层序4中。     

Depositional environments of Lower Pennsylvanian coal-bearing siliciclastics of southeastern Tennessee, northwestern Georgia, and northeastern Alabama, U.S.A.

In the Cumberland Plateaus of southeastern Tennessee, northwestern Georgia, and northeast Alabama, Pennsylvanian strata are siliciclastics containing discontinuous coal seams. Above some of these coal seams, the shale deposits contain fossils of marine or brackish fauna. The entire sequence was deposited in an asymmetric foreland basin and is thickest in the southeast. Within this general trend there are locally thick deposits of lowermost Pennsylvanian Gizzard Group sequences that mark subbasins. Conglomeratic sandstone members of the Gizzard Group are discontinuous and tend to be thicker in the subbasins. In contrast, conglomeratic to sandy units are more laterally continuous in the overlying Crab Orchard Mountains Group. The Pennsylvanian sequence overlies paleosols with subjacent freshwater-neomorphosed shallow marine carbonates, or siliciclastics of the uppermost Mississippian Pennington Formation.A provenance discrimination diagram indicates that Pennsylvanian siliciclastics were derived from an orogenic source. Profile analysis of thick quartzose sandstone sequences indicates facies, architectural elements and bounding surfaces characteristic of braided stream deposits. A dominant southwest paleoflow direction is inferred from paleocurrent indicators in sandy braided and meandering stream deposits.     

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷下白垩统赛汉塔拉组层序地层及聚煤特征

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷是一个陆相断陷聚煤盆地,下白垩统赛汉塔拉组是其主要含煤地层,作者利用岩心、钻孔资料对其岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征进行研究。(1)赛汉塔拉组主要由砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳质泥岩及厚层褐煤组成,发育扇三角洲平原相、扇三角洲前缘相、辫状河三角洲平原相、辫状河三角洲前缘相、滨浅湖相,分别属于扇三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系。(2)识别出2种层序界面:不整合面和下切谷冲刷面,将赛汉塔拉组划分为2个三级层序。从层序Ⅰ到层序Ⅱ,煤层厚度逐渐增大,聚煤作用逐渐增强。(3)在滨浅湖环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域早期,在扇/辫状河三角洲环境下厚煤层主要形成于湖侵体系域晚期,煤层厚度在凹陷中部最大,向西北和东南方向均变小。聚煤作用明显受基底沉降作用影响,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而形成了区内巨厚煤层。     

重庆地区晚二叠世煤系层序地层与聚煤作用

重庆地区上二叠统包括龙潭组/吴家坪组和长兴组,主要发育海陆过渡相(海湾-泻湖-潮坪)及浅海碳酸盐沉积,其中龙潭组和吴家坪组为同期异相沉积。通过对区内钻井剖面及露头剖面的分析,在本区上二叠统中识别出区域性构造不整合面和沉积相转换面等地层界面,并将上二叠统划分为2个三级层序。基于近海煤盆地的背景,研究区厚煤层常靠近初始海泛面发育。总体来看,近海含煤盆地三级层序以海侵体系域聚煤最好。      

黔西织纳煤田上二叠统层序地层及聚煤作用

贵州西部织(织金)纳(纳雍)煤田以发育海陆过渡相含煤岩系而成为研究西南地区晚二叠世沉积相及层序地层的理想地区.作者对该煤田上二叠统含煤岩系(龙潭组和长兴组)进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了层序地层格架下煤层厚度的变化规律.以区域不整合面以及下切谷砂体底部冲刷面等为层序界面,结合石灰岩标志层向古陆方向延伸距离而显示的...     

羌塘盆地晚三叠世含煤岩系沉积体系与层序地层学特征

利用地层剖面岩相组合、沉积构造序列,结合粒度分布特征等分析了研究区晚三叠世沉积体系与沉积环境演化,建立了含煤岩系层序地层格架,讨论了含煤岩系层序地层学特征和煤层在层序格架下的位置、聚煤特征及空间分布规律。研究表明,晚三叠世含煤岩系沉积体系有浅海碎屑陆棚沉积体系、滨岸沉积体系及三角洲沉积体系,其中三角洲沉积体系的三角洲平原是区内最主要的成煤地带,煤层均位于SQ1层序的高位体系域内,分布于盆地中央隆起带内,向南、北两侧,由于水体加深而脱离沼泽沉积环境,不利于煤层的形成。中央隆起带是羌塘盆地今后重要的找煤方向。     

陆表海盆地海侵事件成煤作用机制分析

研究了含煤地层中海侵事件沉积序列,即海侵沉积与煤层直接接触的组合特点,总结了海侵事件和海侵事件成煤特点,提出了陆表海聚煤盆地海侵事件成煤作用理论及海侵事件成煤机制。研究表明,陆表海盆地充填沉积序列中,既有海退成煤作用又有海侵成煤作用发生,而且,海侵事件为陆表海盆地海平面变化的典型特色,海侵的突发性是海侵事件的基本属性,其沉积具有等时性。海侵事件导致盆地事件型聚煤作用发生。本文还深入讨论了海侵事件成煤机制及其在含煤地层层序地层界面识别、层序地层单元划分的重要意义和作用。     

关中盆地上新世地层形成时代、层序划分及沉积相特征研究

关中盆地位于华北板块西南缘,为一新生代断陷盆地,具典型地堑形态,沉积巨厚的新生代地层。针对盆地新近纪上新世地层形成时代有争议、地层层序划分不明确、沉积相界定较笼统等问题,利用钻测井资料及野外调研,结合前人研究成果,对盆地新生代地层进行了重新划分,明确了上新世各地层形成时代及其地层层序划分和沉积相类型。研究结果表明,上新统可划分为蓝田组(11Ma—7 Ma)、灞河组(7.3 Ma—2.6 Ma)、张家坡组(3.4 Ma—2.6 Ma);新生代层序地层可划分为古近系构造层序、中新统构造层序、上新统构造层序和第四系构造层序等4个一级层序,存在6个构造层序界面。蓝田组以"三趾马红黏土"的风成沉积为特征。灞河组沉积时期,关中盆地的西安凹陷为一套冲(洪)积相、河流、三角洲相沉积,固市凹陷为一套冲(洪)积、河流、三角洲及滨浅湖相沉积;盆地边部开始出现小范围的风成黏土沉积。张家坡组以河湖相沉积为主,沉积中心向南移;盆地南北两侧或边部为冲(洪)积扇相、河流相及三角洲相沉积,边部也有小范围的风成黏土沉积。     

鄂尔多斯盆地延安组层序地层格架与煤层形成

研究鄂尔多斯盆地延安组的煤层发育特征,首先建立延安组等时的层序地层格架,进而分析可容空间变化对煤层形成的控制作用。通过分析野外露头、钻孔、测井等资料,识别延安组中发育的关键层序地层界面,将延安组划分为3个三级层序;层序由低位正常湖退、湖侵、高位正常湖退和强迫湖退4个体系域组成,并建立了全盆地范围等时的层序地层格架。研究发现:在等时层序地层格架中,煤层主要发育在层序I、层序Ⅱ湖侵和高位正常湖退体系域的中、晚期和层序Ⅲ的湖侵体系域的晚期;在区域上,盆地北部地势较为平坦,发育中等厚度、区域稳定性较好的煤层,盆地南部发育稳定性较差的厚-巨厚煤层;从滨湖平原到三角洲平原再到河流泛滥平原,厚煤层从位于四级基准面上升半旋回的底部逐渐过渡到中上部。综上可知,不同沉积区可容空间增加速率与泥炭堆积速率达到平衡的位置不同,厚煤层主要发育在二者近似处于平衡状态的位置,并且发育随着沉积相带变化有规律地迁移。     

辽西北票(金-羊)盆地北票组层序地层及沉积体系特征

为揭示北票(金-羊)盆地内北票组层序地层特征及沉积体系分布规律,应用层序地层学及沉积学理论和方法,综合利用野外露头、剖面等资料,建立了北票(金-羊)盆地北票组的层序地层格架,确定研究区的沉积相类型及分布规律。研究结果表明,北票(金-羊)盆地北票组可划分为2个三级层序,其内部可进一步划分为7个准层序组。在层序内识别出冲积扇、辫状河三角洲、湖泊3个沉积相。明确了沉积相的分布规律,向上形成由冲积扇到辫状河三角洲,再到湖相,最后是辫状河三角洲的沉积体系;平面上呈近北西—南东向展布的沉积体系,整体构成2个水进、水退的沉积体系。古地貌影响了底部冲积扇相沉积物的沉积特征。气候不仅影响了沉积物类型,且和湖平面变化共同控制了沉积物的演化规律。     

新疆库鲁克塔格地区奥陶纪岩相古地理

库鲁克塔格地区在西北地层区划上属塔里木地层区的库鲁克塔格地层分区。其沉积特点受塔里木盆地的影响，但是又不同于塔里木盆地，区内研究程度低。依据野外露头资料，本地区奥陶系南北分区明显，北区岩性为碳酸盐岩建造，生物以三叶虫、头足类、腕足类及珊瑚等浅海生物为主；南区岩性为复理石建造，生物以深海相笔石为主。从岩性、古生物、沉积构造、沉积序列、指相矿物等沉积特征可以看出，本地区奥陶纪古地貌具南低北高的特点。本地区奥陶系发育台地海相、广海陆棚相、盆地边缘斜坡相、深海盆地相、半深海相和浅海相等类型。依据各时期沉积相及其展布特征，总结出４种沉积相模式，即①台地海-广海陆棚沉积相模式；②盆地边缘海陆棚-深海盆地沉积相模式；③海陆过渡-浅海沉积相模式；④冲积扇-三角洲沉积相模式。本次研究对鲁克塔格地库区进一步的研究及找油工作打下了理论基础。     

陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组层序沉积有机相特征及其烃源岩分布

沉积有机相是具有相似沉积环境、生物组合、成岩环境、氧化-还原条件以及相近有机质特征的地层单元,其分布受沉积盆地中层序地层格架所控制。因此,层序沉积有机相分析可成为确定和预测烃源岩分布的一种有效工具。本文采用层序地层分析与沉积有机相分析相结合的方法,将陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组划分为三个层序,并探讨了每个层序中沉积有机相的分布特征。研究表明,沉积有机相在层序地层格架中的分布呈显出一定的规律性,在盆地西部及南部的较深水层序中,沉积有利相类型主要为开阔台地C相,在垂向上变化不大,有机碳含量为 0.0 8%～ 0.1 8%。在盆地中部浅水层序中,海侵体系域的沉积有机相类型主要为开阔台地C相及局限台地D相,有机碳含量为 0.1 2 %～ 0.2 5 %,而高位体系域的沉积有机相类型主要为局限台地D相和蒸发台地E相,有机碳含量为 0.1 7%～ 0.49%,反映出盆地中部浅水层序中的高位体系域是烃源岩分布的最有利地带。     

用于沉积盆地分析的古环境图

盆地分析是著名的沉积学家P.E.波特(Potter)与F.J.裴蒂庄(Pettijohn)等在前人研究基础上将沉积盆地研究的原理和方法系统化而发展起来的一门沉积学分支学科[6]。这一学科的近代发展趋势则不局限于对盆地内沉积充填的研究,而是与构造研究愈来愈紧密地结合。其基本思想是将沉积盆地作为一个整体,全面分析盆地的地层格架和构造格架、沉积环境以及煤和石油等沉积矿产的分布规律[3][4]。在研究中注意各项地质特征的演化,并通过分析和类比建立各种类型盆地的沉积模式,为矿产资源预测和评价提供依据。盆地分析如同地质学的大多数领域一样,首先是以充分的野外地质观察为基础,并在进一步综合分析的基础上用一整套图件综合反映研究成果,如地层厚度图、岩相图、沉积断面图、沉积物分散类型和古流向图等。     

滇东北晚二叠世沉积体系与层序地层格架下的聚煤特征

利用地层剖面岩相组合、沉积构造序列、生物化石标志等分析了研究区晚二叠世沉积体系与其空间配置格局及演化。在此基础上,通过对不同古地理背景下层序界面及体系域界面的识别,建立了研究区晚二叠世的层序地层格架。总结了煤层层位的空间叠置关系及其形成机制,初步分析了煤中硫的分布规律,讨论了研究区厚煤层（C5）在层序格架下的聚煤特征和位置。结合最新的勘探资料,预测出研究区中西部盐津—彝良一带蕴藏着资源潜力巨大的优质煤。建议今后在保持东部威信—镇雄一带勘探开发力度的同时,注意加大对预测靶区煤田的地质勘探投入。     

华北陆表海盆地海侵事件聚煤作用研究

在研究了陆表海盆地聚煤作用特点的基础上,提出了海侵事件成煤作用观点,分析了其机理。海侵导致了陆表海盆地沼泽环境的形成,进而形成泥炭沼泽,而随后的海侵事件导致了先形成的泥炭迅速处于深水环境最终成煤。海侵事件成煤作用形成的重要层位如煤层、海相层均具有较好的等时性。      

淄博博山地区晚古生代煤系层序地层与聚煤作用

为揭示渤海湾盆地陆表海背景下的煤系层序地层界面形成机制以及层序地层格架内的聚煤作用特征,以淄博博山地区为例开展了本溪组、太原组和山西组的层序地层及聚煤作用研究。研究区内共识别出古构造运动形成的区域性构造不整合面、正常海退形成的下切谷冲刷面、盆地基底构造运动形成的海侵方向转换面、初始海泛面、最大海泛面以及最大海退面等层序界面类型,将研究区含煤地层划分为三个七级层序。经对比研究层序内的煤层的发育特征后认为,潮坪泥炭坪、潟湖及三角洲平原泥炭沼泽为煤层最有利发育相带。SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6层序内均有可采煤层发育。     

和什托洛盖盆地中下侏罗统地震层序地层研究

开展地震层序地层学研究对含煤盆地层序地层格架建立、沉积体系划分和整体煤层对比具有重要意义。地震层序解释以地震剖面为基础,识别不同级别的不整合面及与之对应的界面,并进行横向对比追踪与闭合,建立等时地层格架。本文基于新疆西北部和什托洛盖盆地丰富的地震剖面,结合钻井标定和测井解释,开展对和什托洛盖盆地中下侏罗统地震层序地层特征研究,结果表明,和什托洛盖盆地中下侏罗统可识别出2个二级层序界面、6个三级层序界面,并划分为1个二级层序,7个三级层序;其中,八道湾组可划分为3个三级层序,三工河组和西山窑组各划分为2个三级层序。SQ1高位体系域、SQ6湖扩体系域及SQ7高位体系城普遍发育煤层,主要煤层位于SQ7高位体系域。     

沉积有机相在陆相层序地层格架中的分布特征--以吐哈盆地台北凹陷及准噶尔盆地南缘中侏罗世煤系为例

综合应用有机岩石学、地球化学及孢粉学的研究方法,对吐哈盆地台北凹陷及准噶尔盆地南缘J2x煤系的沉积有机相在陆相层序的格架中的分布特征进行了探讨。研究表明,一般情况下,各类沉积有机相在层序地层格架纵向上以湖侵体系域为中心对称分布,生烃能力最强的烃源岩出自湖湾-半深湖有机相,其位置一般出现在湖侵体系域中部,向上向下,烃源岩生烃能力依次变差。