四川盆地西南部第三纪盆地原型及其演化

第三纪是四川盆地大范围陆相沉积历史的最后阶段, 同时又是四川盆地重要的构造定形期.探究该时期原型盆地沉积充填规律与构造演化特征, 是揭示四川盆地形成演化过程, 还原其古地理、古气候演变的关键.在综合利用古地磁、地震、野外露头等资料的基础之上, 从盆-山结合的角度出发, 以地质历史时间为主要线索, 对第三纪原型盆地分阶段、分区域地进行了动态化分析研究.重建了各沉积时期原型盆地构造-古地理格局, 分析了盆地沉积充填规律并复原了不同阶段沉积相带的空间展布特征.主要受周缘山系逆冲推覆作用产生的构造负载和盆地基底构造的影响, 第三纪时期四川盆地沉积范围局限于西南部、南部地区, 以河、湖沉积环境为主, 处于持续地挤压、充填过程而具有萎缩消亡的趋势.现今残余第三系地层由老到新, 主要由名山组、芦山组、大邑砾岩组等地层组成(先后经历了: 受造山带挤压推覆作用和温暖干旱气候等因素影响, 发育湖盆边缘冲积扇和沙漠沉积环境, 处于快速沉降阶段的名山组沉积时期; 以及构造活动相对稳定, 湖盆面积不断减小, 以沙泥质沉积互层为特征的芦山组沉积时期; 和沿山前带由南向北迁移, 以发育大型冲积扇为特征的大邑砾岩组沉积时期).纵观整个第三纪构造演化历史, 反映出四川盆地西南部地区在第三纪时期表现为典型的陆内坳陷沉积盆地性质.同期的大地构造活动和气候变化等因素对原型盆地的形成与演化起到了重要的控制作用, 同时也对该时期盆地古地理格局和沉积充填规律产生了重要影响.     

四川盆地二叠系栖霞组沉积特征及储层分布规律

近年来川西北、川中二叠系栖霞组油气勘探获得一系列突破,揭示了栖霞组广阔的勘探潜力。基于近几年的钻井、野外露头、测井、地震及微区多参数实验分析数据等资料,对四川盆地栖霞组沉积储层的关键地质问题开展了系统分析。研究认为:①栖霞组沉积受到川中古隆起残余地貌控制,其中古隆起大部分地区发育浅缓坡,古隆起东缘呈"S"形,向东南方向逐渐演化为中—深缓坡,古隆起西缘地貌最高,是台缘带发育的基础。②川西地区栖霞中晚期发育右倾的"L"形弱镶边台缘带,向东北延伸至广元地区,向西南延伸至峨眉山地区;台缘带向西突变为广海,向东则渐变为碳酸盐缓坡。③晶粒白云岩是栖霞组最主要的储集岩,是在准同生期富镁流体渗透回流作用下逐渐形成的,经历埋藏环境调整改造后定型。④优质白云岩储层受沉积相带、层序界面、微古地貌等因素控制,其中厚层晶粒白云岩主要分布在川西广元—江油以及雅安—峨眉山一带,中—薄层晶粒白云岩主要分布在川中南充—磨溪—高石梯一带。     

滇黔桂盆地及邻区二叠纪层序地层格架及古地理演化

滇黔桂盆地及邻区的二叠系包括船山统、阳新统和乐平统。船山统与阳新统之交的黔桂运动主幕不整合面、阳新统和乐平统之交的东吴运动主幕不整合面的不整合特征明显,同时因其代表了研究区沉积盆地性质发生较大变化的界面而成为较为典型的I型层序界面。滇黔桂盆地及邻区的二叠系以其明显的沉积相分异而引人注目：在连陆台地上发育含煤地层,而在连陆台地边缘及孤立台地上发育海绵生物礁,形成一个典型的“台-盆-丘-槽”的古地理格局。伴随着强烈的东吴运动第一幕,研究区西北部发生强烈的火山活动,形成分布范围较广的峨嵋山玄武岩;东南部的“钦防残留海槽”关闭,使研究区的古地理格局发生了较大变化。二叠系与三叠系之交发生的较为典型的台地淹没事件形成了一个较为典型的淹没不整合面。根据沉积物的时间演化序列和沉积相的空间展布形式所指示的规律,研究区的二叠系可以划分为以下三级层序：船山统与下伏石炭系顶部的地层构成一个三级层序(SQ¹⁹),阳新统包含四个三级层序(SQ²⁰到SQ²³),乐平统包括两个三级层序(SQ²⁴和SQ²⁵)。在层序地层框架内,系列古地理图和系列层序地层格架栅状图较为系统地反映了研究区二叠纪复杂而有序的时间和空间相变特征。主要的时间相变面即形成层序界面,具有明显的“跳相”和地层间断现象,由于在不同地点间断的时限不一致而造成“间断面穿时”;沉积环境的空间变化,以及伴随着时间变化中的相带迁移所造成的空间相变,其相应的相变面总是斜交时间面而造成“相变面穿时”;不同沉积阶段的层序具有不同的相序组构,并在空间上形成有序的变化,从而代表了不同的古地理背景。因此,层序地层研究的核心内容是“沉积物的时间演变序列和沉积相的空间展布形式所代表的规律性”,结合生物地层特征,这种规律性本身也可以作为地层划分和对比的标志。     

浙江省栖霞组沉积微相,旋回,沉积环境及其演化规律

本文以研究三条主干研究剖面沉积微相，沉各韵律，沉积旋回及生物生态分析为基础，对研究区栖霞组的沉积环境及其演化规律进行了讨论，研究结果认为，浙江省栖霞组属于潮下低能开阔无障壁环境沉积，形成于东南缓斜的碳酸坡沉积背景。     

四川盆地及邻区下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积特征与空间分布

通过对区域地质调查剖面资料和钻井资料的研究,结合对部分野外剖面与钻井岩心的系统观察和取样分析,发现四川盆地及邻区下寒武统龙王庙组的颗粒滩主要由颗粒石灰岩(白云岩)和晶粒白云岩构成;颗粒滩以未暴露浅滩为主,发育向上变浅和向上变深2类垂向序列。川中古隆起和黔中古隆起北部地区的颗粒滩的横向规模大、层位稳定性和连续性最好,其余地区颗粒滩多表现为点滩且规模较小。研究区龙王庙期总体上为西浅东深,西南缘、西北缘和北缘为古陆环抱,盆内呈“一隆两坳”的古地理格局。颗粒岩在古地貌高地具有广覆式“五线一带”的平面分布样式。川中古隆起、黔中古隆起北部地区是颗粒滩发育最有利的地区,东北部和东南部的水下岛链区是优质颗粒滩带发育的潜在区。古隆起发育演化对颗粒滩和有利储集相带具有明显的控制效应,次一级海平面升降变化影响滩体的垂向叠置样式和横向连续性。     

云南镇雄二叠系栖霞组—茅口组沉积微相及沉积环境演变

本研究采用碳酸盐岩微相分析的方法,对位于扬子板块西缘云南镇雄栖霞组—茅口组碳酸盐岩的生物组合、微相类型和岩相古地理进行了研究,将剖面碳酸盐岩归纳为24个微相:小有孔虫-假蠕孔藻生物碎屑粒泥岩、海绵骨针粒泥岩、生物碎屑密集堆积的泥粒岩、苔藓虫生物碎屑泥粒岩、发育孔隙的棘皮颗粒岩、粗枝藻-小有孔虫泥粒岩、似球粒内碎屑生物碎屑颗粒岩、二叠钙藻粒泥岩、含生物碎屑细晶白云岩、小有孔虫泥状灰岩、二叠钙藻生物碎屑泥粒岩、二叠钙藻-古串珠虫-苔藓虫泥粒岩、古串珠虫生物碎屑颗粒岩、细粒生物碎屑粒泥岩、生物扰动细粒生物碎屑粒泥岩、海绵骨针粒泥岩、叶状藻障积岩、包壳颗粒翁格达藻颗粒岩、翁格达藻-?颗粒岩、冲洗差的生物碎屑粒泥岩、棘皮-苔藓虫泥粒岩、小有孔虫-钙藻生物碎屑泥粒岩、裸海松藻生物碎屑泥粒岩、似球粒颗粒岩。剖面垂向微相特征指示其时代为亚丁斯克期末期—空谷期,栖霞组形成于碳酸盐缓坡环境,以假蠕孔藻组合为特征。栖霞组顶部为白云岩,为区域性不整合面,该不整合面标志着扬子板块碳酸盐缓坡被填平,形成较为平缓的台地地形。瓜德鲁普世早期,随着相对海平面升高,上扬子区域为较深水所覆盖,形成非镶边碳酸盐台地环境,以二叠钙藻组合为特征;随着扬子板块南侧台地边缘礁的形成,瓜德鲁普世中晚期转变为镶边碳酸盐台地环境,以翁格达藻组合为特征。     

四川盆地北部二叠系栖霞组陆源碎屑岩的发现及其指示意义

在四川盆地北部旺苍双汇剖面二叠系栖霞组碳酸盐地层中发现了陆源碎屑岩沉积,其区内对二叠纪瓜德鲁普世早期古地理演化及二叠系油气勘探具有重要的指示意义。本文通过沉积学和锆石U- Pb年代学的方法,对碎屑岩的沉积环境和物源条件进行了分析。栖霞组陆源碎屑岩的沉积特征表明其形成于滨岸沉积环境,指示区内经历过短暂的海平面下降。岩石学及锆石形态特征表明其具有较高的成分成熟度和结构成熟度,碎屑锆石U- Pb测年结果显示年龄主要集中在2600~2400 Ma、1800~1200 Ma、1000~700 Ma和500~400 Ma 4个峰值区间,反映物源成分较为复杂,指示碎屑颗粒经历了较长距离搬运或再旋回。通过对比锆石年龄频谱发现,栖霞组碎屑岩与扬子地块志留系—二叠系碎屑岩及前寒武系基底岩体均具有相似的锆石年龄分布特征。结合区域构造演化,认为扬子地块前寒武系结晶基底是碎屑锆石的初始来源,上扬子北缘志留系—泥盆系可能为栖霞组碎屑岩的形成提供了直接的物源供给。栖霞组碎屑岩的出现指示研究区在瓜德鲁普世早期由于海平面的下降,局部水下隆起短暂暴露形成了海岛或古陆并遭受剥蚀,为碎屑岩形成提供物源。基于栖霞组碎屑岩所指示的沉积环境和物源条件,恢复了研究区瓜德鲁普世早期的古地理格局。栖霞组陆源碎屑岩的发现对揭示四川盆地北部瓜德鲁普世早期地貌分异及古地理格局转换提供了新的证据,为区内下一步油气勘探提供重要指示。     

四川盆地东北部长兴期沉积相、沉积模式及其演化

笔者根据四川盆地东北部长兴组沉积特点,将其分为台地边缘生物礁相、台地边缘浅滩相、开阔台地相、局限台地相、碳酸盐斜坡相、盆地相和蒸发台地相等7个基本的相带。由于期间经历了一次二级海平面的升降过程,使得长兴组广泛发育海侵生物礁滩,形成了两类最为有利的储集相带。礁滩沉积相带在纵横向上不断迁移、抬升,主要发育于台盆的两侧,呈带状分布,明显受沉积相带控制。主要沉积微相类型有生物粘结云岩微相、亮晶颗粒云岩微相、角砾云岩微相、云泥岩微相、生物粘结灰岩微相、灰泥岩微相、亮晶颗粒灰岩微相和介屑灰岩等,其中对储层最有利的微相类型是角砾云岩微相、生物粘结云岩微相和亮晶颗粒云岩微相。在详细研究分析各沉积相带沉积特点的基础上,探讨了该期沉积相带的空间展布。利用钻井、野外露头、岩心和岩石薄片等资料,对目的层进行了沉积相和沉积微相研究的基础上,建立了研究区的沉积模式以及对沉积模式的演化进行了研究,最后编制了沉积相平面分布。     

鄂尔多斯盆地东北部山西组-上石盒子组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地东北部二叠系山西组和石盒子组是重要的天然气产层。综合野外露头和钻井的岩石学、沉积构造、剖面结构特征,分析了鄂尔多斯晚古生代陆内坳陷盆地3个演化阶段沉积充填的差异性,认为盆地形成阶段以大型辫状河潮控三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;发展阶段以大型陆相辫状河三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;成熟阶段以发育陆相网结河三角洲为特征,建立了3种适合研究区储集砂体预测和评价的"大平原,小前缘"三角洲模式,提出辫状河三角洲或曲流河三角洲的分流河道、水下分流河道和河口坝形成了粒度较粗、规模较大、厚度较稳定的有利于天然气运移聚集的砂体,是储层发育和分布的最有利相带,网结河三角洲和浅湖沉积了大量泥岩可作为盖层,加上太原组和山西组的聚煤作用,共同形成了该地区的天然气藏的生储盖组合。     

四川盆地及邻区寒武纪古地理与构造-沉积环境演化

四川盆地寒武纪台地滩相储集体是一套重要的油气勘探目的层,准确预测其发育部位、储集性能与分布规律是其油气勘探的重要基础,其中,寒武纪不同地质历史时期古地理与构造-沉积环境的研究是储集体预测的关键。根据野外实测剖面、钻井和测井分析、地震资料,应用活动论构造-古地理思想,在沉积地质条件、区域连井地层剖面,地层厚度与沉积相等分析的基础上,综合编制了寒武纪各个时期的构造-沉积环境图件,反映了四川盆地寒武纪的古地理特征及盆地演化。四川盆地寒武纪整体呈现西高东低、北高南低的古地理格局,西部发育潮坪和滨岸等碎屑岩沉积相,中东部发育缓坡相、台地相及台地边缘浅滩相等。沉积相在时空上的响应为由早寒武世梅树村期局限台地→筇竹寺期碎屑岩台地和深水盆地→早寒武世沧浪铺期滨岸-混积台地→早寒武世龙王庙期碳酸盐岩缓坡→中寒武世陡坡寺期蒸发局限镶边台地→中晚寒武世洗象池期成熟镶边台地的演化过程。其中,筇竹寺期为巨厚的烃源岩生成期;龙王庙期和洗象池期,为碳酸盐岩储集层发育的有利时期;龙王庙期及陡坡寺期发育的蒸发岩可形成良好的盖层。     

四川盆地中二叠世栖霞期微生物丘及其对沉积环境的启示

在四川盆地华蓥溪口地区首次发现了发育在二叠纪栖霞期的微生物灰泥丘,该灰泥丘以灰泥作为支撑结构;参与建筑的生物主要是菌类微生物,其次为多门类无脊椎动物,如有孔虫、腕足等,但生物物种分异度较低,丰度较高;岩石类型主要为生屑泥晶灰岩以及凝块石等;灰泥丘可划分为丘基、丘核及丘翼。根据地化分析,华蓥溪口栖霞组剖面野外样品古盐度Z值均122,且δ~(13)C0;δ~(18)O变化在-6.33‰~-4.22‰,向上δ~(18)O总体为正偏移,表明海平面逐渐下降。恢复的古水温在33.60~24.26℃。V/(V+Ni)比值为0.51228,U/Th比值为8.28205;指出华蓥溪口地区处于水体较深,水动力较弱,温度较高的超咸缺氧环境。这种环境有利于微生物丘的发育,并影响了造礁生物的发育和生长,是导致栖霞期没有发育骨架礁的原因之一。     

川西北下二叠统栖霞组有利成岩作用与孔隙演化

据宏观、微观及地球化学特征等综合分析,川西北下二叠统栖霞组储层段主要的建设性成岩作用有同生一准同生期溶解、埋藏期溶解、构造抬升期溶解、混合水白云石化、埋藏白云石化及重结晶作用.其中埋藏期溶蚀和埋藏白云石化作用对储集层的储集空间贡献最大,其产生的晶间孔、晶间溶孔、洞、缝是现今该层段主要的储集空间;其次是重结晶作用.重结晶作用对储集空间的直接贡献不大,但重结晶作用提高了岩石的有效孔隙度和渗透率从而为后期的溶蚀作用提供了条件:而同生期的溶解作用形成的孔隙由于后期的压实、胶结等作用破坏而几乎消失殆尽.     

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。     

库车坳陷古近系原型沉积盆地层序地层格架及沉积演化

基于库车坳陷大北—克深地区古近系原型沉积盆地地层沉积相精细研究结果,将古近系库姆格列木群划分为5个岩性段,苏维依组划分为3个岩性段。研究认为库姆格列木群砂砾岩段为扇三角洲沉积,膏泥岩段为局限泻湖沉积,白云岩段为局限泻湖—潮坪沉积,膏盐岩段为半局限泻湖—强蒸发膏盐湖沉积,泥岩段为滨浅湖沉积;按照层序地层学基本原理和五级层序划分方案对库车坳陷中东部古近系原型沉积盆地进行研究并建立了层序发育演化实体模型,研究认为该原型沉积盆地可以划分为两个二级超层序和3个三级层序,古近纪海侵是从大北—克深地区的河流下切谷开始的,3个三级层序均为海侵体系域和高位体系域旋回组合层序,海侵—高位体系域之间的转换界面发育最大或次级海泛面。     

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。     

川西北下二叠统栖霞组微生物丘的发现及地质意义*

通过野外露头与钻井剖面的室内外分析,确认在四川盆地西北部(川西北)下二叠统栖霞组中发育有微生物丘,它们主要由凝块灰(云)岩、叠层灰(云)岩和微生物粘结颗粒灰(云)岩等组成。这些微生物碳酸盐岩发育较为典型的凝块、叠层、窗格、粘结等组构。微生物丘大小不一,实测高度一般为几十厘米至几米,宽度通常变化于几米至几十米之间,具有底平顶凸的典型丘形外貌,以发育向上变浅的沉积序列为特征,一般由丘基、丘核、丘盖3个微相组成,也可与颗粒滩共同构成微生物丘滩复合体。基于区域古地理背景和微生物丘特征的剖析,认为川西北地区栖霞期沉积环境总体受限,推测为半局限—局限台地环境,水深较浅,能量普遍不高;海平面频繁的相对升降变化和微生物丘的侧向迁移叠置,导致发育于缓坡背景下的碳酸盐岩台地极易受限,引起早期沉积物发生与丘滩发育密切相关的准同生期白云石化作用。因此,微生物丘滩复合体是栖霞组白云岩储集层发育的物质基础,台缘坡折带、台内缓坡折带和高地是栖霞组白云岩储集层发育的有利区带,这对寻找规模性层位不稳定的带状白云岩储集层具有重要的指导作用,并将大大拓展栖霞组白云岩储集层的勘探领域。     

川西地区中二叠统栖霞组中—粗晶白云岩成因

通过野外剖面、岩心、薄片的观察及地球化学分析等手段,对川西地区栖霞组中—粗晶白云岩成因进行了研究。结果表明,中—粗晶白云石晶形呈自形、半自形及他形,可见残余生物(碎屑)幻影,裂缝发育,白云石被缝合线切割,储集空间以溶蚀孔洞和晶间孔为主,孔洞内充填有自形白云石及鞍状白云石。中—粗晶白云岩的碳同位素值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围;川西的南部地区中—粗晶白云岩氧同位素相对于川西的北部地区更偏负;川西的北部中—粗晶白云岩锶同位素比值处于二叠系海相碳酸盐岩的范围,而川西的南部则高于此范围;稀土元素配分模式显示白云岩基本继承了石灰岩特点;白云岩Ce显示正异常,Eu无明显正异常,川西的南部地区具有较明显的La负异常。综合研究得出:颗粒滩相是白云石化作用发生的有利相带,浅埋藏阶段的海水白云石化作用是中—粗晶白云岩的主要成因,后期局部遭受热液改造作用,孔洞内充填的自形白云石也为浅埋藏阶段的海水白云石化作用所形成,而鞍状白云石为后期热液成因。     

川西北中二叠统栖霞组白云岩储层特征及控制因素

本文以四川盆地西北部钻井岩心及露头剖面样品的镜下岩石学特征为基础,以微区多参数实验分析数据为依据,对四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层进行了研究。认为栖霞组白云岩储层类型主要为结晶型白云岩及残余颗粒型白云岩。储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、粒间孔、溶蚀孔洞以及裂缝。白云岩储层的发育主要受到沉积微相、早期白云石化作用、晚期白云石化作用、溶蚀作用以及构造作用等因素控制。其中浅滩沉积微相是储层形成的环境基础;早期白云石化作用是储层保存的重要条件;溶蚀作用及构造裂缝是储层改善的关键因素;而晚期白云石的生成则对储集空间有一定的破坏作用。