四川盆地北缘震旦纪—早寒武世隆—坳格局及其油气勘探意义

四川盆地北部震旦系-下寒武统是继安岳气田发现和绵阳-长宁裂陷提出之后备受关注的另一重点勘探领域,但对其沉积构造格局的认识存在严重分歧。文中基于露头剖面、地震、钻井和地球化学分析资料并结合前人研究成果,提出四川盆地北缘震旦纪-早寒武世期间存在隆坳并存的格局。四川盆地北缘震旦系-下寒武统厚度、岩相、地震反射和地球化学等指标的详细分析表明：(1)沉积构造格局表现为隆坳相间的特点,即自西向东依次为绵阳-长宁裂陷→汉南-米仓山隆起→万源-通江裂坳陷→达州-开江隆起→城口-开县裂坳陷→东安-巫溪隆起→巴东-恩施裂陷→神农架-黄陵隆起;(2)发育台地、斜坡和盆地三种沉积环境,其中斜坡环境以发育大量风暴、重力流、滑塌角砾沉积及同沉积滑移变形等为主要识别标志;(3)经历了三个“隆坳”旋回,即陡二段末期-灯二段早期、灯二段晚期-灯四段早期、灯四段晚期-筇竹寺组晚期。四川盆地北缘震旦纪-早寒武世隆坳格局的形成受控于震旦纪基底构造薄弱带、南秦岭地幔上隆底侵和原特提斯洋壳板片拖拽三者的联合作用,与罗迪尼亚大陆裂解和冈瓦纳大陆聚合的全球构造背景密切相关。四川盆地北缘震旦纪-早寒武世隆坳并存格局的提出不仅有助于进一步认识该时期扬子克拉通区域沉积构造格局和演化,也为川东北地区下一步油气勘探决策提供了参考依据。川东北地区震旦纪-早寒武世隆坳格局控制了烃源岩和储集层的发育及源储配置关系,建议首先将裂坳陷边缘带作为下一步勘探的重点。     

华北板块早古生代构造-沉积演化

 任一特定时期的地质演化都必定源自前期背景,并影响后继地质作用。元古宙的构造特征及晚古生代的地质记录可帮助我们更好地认识早古生代华北板块的构造-沉积演化,这一演化包括4 个阶段。第1 阶段(∈₁-∈₃)以被动陆缘的发育和全球海平面上升为特点,二者叠加形成强烈的相对海平面上升,并在南、北边缘形成早期沉积。第2 阶段(O_1y-O₁l)表现为因洋壳俯冲导致的西南部构造抬升及全球海平面下降,二者结合形成的相对海平面下降在华北中部及西南部形成分布广泛的不整合面及白云岩。第3 阶段(O_1m-O₂)期间,来自南、北的挤压导致以边缘上凸为特点的板块变形,在伴以全球海平面上升的情况下导致轻度的相对海平面上升并形成板块中部局限陆表海的膏岩沉积。第4 阶段(O₃-C₁)则是强烈的南北挤压和全球海平面下降导致华北大陆板块整体鞍状抬升和长期不整合的发育,该不整合在北部及南部的侵蚀作用明显强于中部。     

华北板块早古生代构造-沉积演化

任一特定时期的地质演化都必定源自前期背景,并影响后继地质作用。元古宙的构造特征及晚古生代的地质记录可帮助我们更好地认识早古生代华北板块的构造-沉积演化,这一演化包括4 个阶段。第1 阶段(∈₁-∈₃)以被动陆缘的发育和全球海平面上升为特点,二者叠加形成强烈的相对海平面上升,并在南、北边缘形成早期沉积。第2 阶段(O_1y-O₁l)表现为因洋壳俯冲导致的西南部构造抬升及全球海平面下降,二者结合形成的相对海平面下降在华北中部及西南部形成分布广泛的不整合面及白云岩。第3 阶段(O_1m-O₂)期间,来自南、北的挤压导致以边缘上凸为特点的板块变形,在伴以全球海平面上升的情况下导致轻度的相对海平面上升并形成板块中部局限陆表海的膏岩沉积。第4 阶段(O₃-C₁)则是强烈的南北挤压和全球海平面下降导致华北大陆板块整体鞍状抬升和长期不整合的发育,该不整合在北部及南部的侵蚀作用明显强于中部。     

上扬子北缘震旦纪-早古生代沉积演化与储层分布特征

上扬子北缘地层沉积演化既受北部南秦岭构造、西部龙门山构造、同时也受北部汉南古陆的长期继承性隆起影响。震旦纪-早古生代,其北部为秦岭洋、西部为巴颜喀拉洋,沉积充填演化序列有别于扬子地台东南边缘。在铁船山组-西乡组火山-沉积岩系和南华系冰碛岩之上,主要经历了震旦纪初始碳酸盐台地、早中寒武世陆棚、晚末寒武世-早奥陶世碳酸盐台地及克拉通边缘隆升、中晚奥陶世台地淹没、晚奥陶-早志留世滞留陆棚沉积等阶段。沉积演化过程中,上扬子北缘地区形成了多套区域性烃源岩,也形成了多套有利的储层,主要包括灯影组藻礁-白云岩储层、仙女洞组鲕粒灰岩储层、沧浪铺组砂体储层、石龙洞组白云岩储层。储层分布广泛,尽管总体以低孔低渗为主,但部分地区白云岩、灰岩储层溶蚀作用发育,储集性较好,灯影组与石龙洞组是主要的储层与潜在勘探目的层,具有较好的油气勘探潜力。     

新疆库鲁克塔格新元古代-早古生代裂陷槽深水沉积与沉积-构造古地理

根据库鲁克塔格、孔雀河露头区及其南盆内深部资料 ,尤其是多种类型的深水沉积的鉴别 ,得以建立区内地层及沉积相格架。分析表明 ,裂陷槽内南华系—奥陶纪地层属于同一构造环境的产物 ,沉积以深水陆棚 -槽盆相为主体 ,相带呈东西向展布 ,其空间分布范围比传统认识要广大得多。裂陷中心在孔雀河地区 ,南翼在盆内覆盖区北缘 ,原库鲁克塔格地区仅是其北翼 ;满加尔则是其南翼向南延的边缘坳陷 ,从而深化了其时空展布及构造演化历程。     

塔里木盆地西北缘震旦纪构造-沉积演化特征

本文在对塔里木盆地西北缘震旦系开展野外地质剖面实测工作及室内研究基础上,结合区域构造背景分析认为,塔里木盆地西北缘下震旦统苏盖特布拉克组发育河流相、湖泊相、滨海相及三角洲相碎屑岩沉积,上震旦统奇格布拉克组发育局限台地潮坪亚相、台内滩亚相碳酸盐岩沉积,底部发育混积潮坪相沉积。根据震旦系地层岩石组合特征及C同位素演化趋势,将震旦系划分为3个Ⅲ级层序：ZSQ Ⅰ、ZSQ Ⅱ和ZSQ Ⅲ,每个层序顶部分别对应一个不整合面。在此基础上建立塔里木盆地西北缘震旦纪拉张性裂谷沉积模式,并划分为3个构造沉积演化阶段：初始拉张阶段,对应于早震旦世早期,沉积一套粗碎屑岩堆积;快速拉张阶段,对应于早震旦世晚期,沉积一套湖相、滨海相、三角洲相砂岩,泥岩沉积,同时伴随玄武岩喷发;稳定沉降阶段,对应于晚震旦世,形成碳酸盐岩台地沉积。     

地质名山馒头山及其附近早寒武世古地震沉积事件研究

蜚声中外的地质名山馒头山处在济南南部山区。通过野外调查和室内研究,从馒头山及其附近的青杨村东山、红叶谷、滚球山等地的下寒武统中,鉴别出了许多地震引起的同沉积变形构造（震积岩）,主要有卷曲变形（震褶岩）、粒序微断层、滑移构造、滑塌褶曲、负载构造、枕状体、混插沉积、软硅质脉、软硅质层底辟构造、硅藻叠层石变形、沉陷构造、触变楔、布丁、震裂缝、震裂角砾岩及震碎角砾岩等。本文较详细地阐述了它们的特征和形成机理。触变楔属国内首次发现。触变楔和沉陷构造发育在夹软硅质层的白云岩中,其原始沉积物是含软硅质层的白云质灰泥。受强震触动,因软硅质沉积物(SiO2·nH2O)的粘度变小,软硅质层的粘度变小而变得更软,灰泥同时发生液化;在竖向震动力作用下,软硅质层被断开、继而沉陷形成了沉陷构造;沉陷构造向下延伸,结果使断开的硅质层汇聚,形成了触变楔。根据早寒武世古构造板块与地震带的分布,认为这些地震沉积遗迹是早寒武世板内地震记录,推测由古郯庐带的构造活动的响应。这些古地震事件记录的发现,丰富了济南南部山区、尤其是馒头山的地质科学内涵。      

湘西-黔东地区早寒武世沉积序列及铅锌成矿制约

湘西-黔东地区下寒武统发育完整,是一套从黑色岩系到碳酸盐岩的沉积序列,代表早寒武世复杂的古地理变迁。纵向上,下寒武统组成一个二级层序,可以进一步划分为5个三级层序,构成总体向上变浅的沉积相序列,同时反映了缓坡型碳酸盐岩台地的生长发育过程,铅锌矿赋存于第四层序高水位体系域中;空间上从北西至南东发育从局限台地、浅滩和微生物(藻)丘相、陆棚相等沉积。岩相古地理对层控铅锌矿具有明显的控制作用,主要分布于台地边缘藻丘和浅滩相与局限台地潮下过渡部位。研究表明牛蹄塘组黑色碳质页岩是铅锌矿源层,清虚洞组灰岩是主要容矿层,其中浊积岩、藻丘体、砾(粒)屑灰岩构成一个完整的铅锌控矿序列。     

贵州早寒武世的缺氧事件沉积

贵州早寒武世的黑色岩系属中国南方该时期缺氧事件沉积的一部分,为一套沉积速率低的海侵体系域沉积.主要为黑色页岩,发育水平纹理,主要含浮游生物,其中产钼、钒等矿床.其具有独特的元素地球化学特征SiO2、TiO2、Al2O3的含量相对较高;富集Mo、V、Ba、Ag、Au、U等元素,而Co、Sr、Ta等元素却亏损;稀土总量不高,为130×10-5～226×10-6,稀土配分曲线形态近于水平或略向右倾,具弱的负Ce异常和正Eu异常.地层特征、元素地球化学特征及特征元素比值所反映的是早寒武世黑色岩系形成于缺氧的还原环境,而缺氧沉积中有热水沉积的加入.     

新西兰坎特伯雷盆地构造-沉积演化及海域含油气远景

基于地震地质解释,新西兰坎特伯雷盆地海域可划分为西部斜坡、中央坳陷和东部隆起三个构造单元。盆地经历了裂谷期(早白垩世—晚白垩世早期)、被动陆缘期(晚白垩世晚期—渐新世早期)和挤压沉降期(渐新世晚期至今)三个演化阶段,形成了不同的沉积序列。盆地发育两套成藏组合,上白垩统的Clipper组沼泽相煤系和Pukeiwitahi组平原相煤系为主要烃源岩,Clipper组河流相砂岩、Herbert组(或Broken River组)滨浅海相砂岩为主要储集层。裂谷期的古构造形态及断裂控制了主要圈闭类型及油气运聚方向,中央坳陷和东部隆起的近坳一侧,披覆背斜和断块圈闭成藏条件优越,是有利的勘探区带。     

四川盆地寒武纪岩相古地理特征

通过露头、岩心、钻测井资料分析建立典型沉积相序列,结合单因素分析综合作图,编制了四川盆地寒武纪各个时期的岩相古地理图件。盆地整体西高东低、西部发育陆源碎屑沉积,中东部以碳酸盐岩沉积为主。寒武纪包含两个半海侵—海退旋回:首次海侵发生在早寒武世筇竹寺期,形成巨厚的浅海陆棚相泥质烃源岩;首次海退发生在早寒武世沧浪铺期,陆源碎屑供给充足,发育三角洲和碎屑滨岸相沉积;第二次和第三次海侵发生在早寒武世龙王庙期与中晚寒武世洗象池期,为碳酸盐岩滩相储层发育的主要时期,在局限台地的地形较高部位发育砂砾屑滩和鲕粒滩,砂砾屑滩主要发育在盆地的中西部,鲕粒滩主要发育在盆地的中东部,在盆地西南部发育具有继承性的泻湖相沉积。     

川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化史及页岩气成藏意义

页岩热演化史与页岩气的成烃、成藏过程关系极为密切.一方面,页岩热演化过程决定了页岩生烃过程、页岩气类型和生气量;另一方面,页岩有机孔隙的形成与页岩热演化过程密切相关.在前期热史恢复基础上,以锆石（U-Th）/He和沥青反射率R_b等古温标进行标定,模拟了川西南地区代表性钻孔下寒武统筇竹寺组页岩热演化史,探讨了页岩热演化过程与页岩气成烃、成藏的关系.研究结果表明,川西南地区下寒武统筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异性明显,可以识别出两种模式:加里东期坳陷区,筇竹寺组页岩在加里东期成熟,中?晚二叠世期间快速演化定型,两个生烃高峰期分别出现在志留纪（生油高峰?湿气阶段）、中?晚二叠世（干气阶段）,此后再无明显的生烃活动;加里东期古隆起区,筇竹寺组页岩在加里东期未熟?低熟,晚海西期?燕山期持续增熟,亦存在两期生烃高峰,分别是中?晚二叠世（生油高峰阶段）、晚侏罗世?早白垩世（湿气?干气阶段）,筇竹寺组页岩生烃过程持续到晚白垩世末期.分析表明中?晚二叠世期间筇竹寺组页岩的埋深差异造成了其受峨眉山地幔柱热效应的影响不同,进而决定了加里东期坳陷区与隆起区筇竹寺组页岩热演化过程和生烃史差异,并最终导致了威远?犍为地区筇竹寺组页岩含气性优于盆地外围.综合川西南地区筇竹寺页岩生烃史和孔隙度演化模型,将川西南成藏条件相对优越的威远?犍为地区筇竹寺组页岩气成藏过程分为4个阶段:早古生代时期源?储?盖形成和生物气成藏阶段、中?晚二叠世期间初始成藏阶段、晚侏罗世?早白垩世主成藏阶段和晚白垩世以后调整改造阶段.该成果以页岩热演化过程为切入点解释了川西南威远?犍为地区与盆地外围下寒武统筇竹寺组页岩气成藏差异的原因.      

东非鲁伍马盆地深水区构造-沉积演化过程及油气地质特征

利用深水区的二维、三维地震资料开展构造-沉积演化研究,鲁伍马盆地二叠纪—早侏罗世为冈瓦纳陆内—陆间裂谷活动期,发育河流—湖泊沉积;中侏罗世—早白垩世为马达加斯加漂移期,位于剪切型大陆边缘,发育海陆过渡相沉积;晚白垩世—渐新世为被动大陆边缘期,深水沉积广泛发育,重力流沉积延伸至戴维隆起带;中新世—第四纪为东非裂谷海域分支活动期,陆坡和凯瑞巴斯地堑发育深水重力流沉积。盆地垂向上形成"断—坳—断"结构,二叠纪—早侏罗世及中新世—现今发育两期明显的裂谷活动。马达加斯加漂移期的海相泥岩为深水区的主力烃源岩,古近纪的陆坡深水浊积砂体为主要储层。东非裂谷海域分支的断层活动沟通了下伏烃源岩,晚期断层不发育的西部陆坡成为主要的油气聚集区。     

鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地构造-沉积响应

鄂尔多斯盆地西缘前陆地区在晚三叠世-中侏罗世经历了印支运动和燕山运动早期的影响,西缘整体抬升,西南和西北两个造山带开始显现,古地理为继承性的南湖北河格局,此时秦岭造山带的形成使西南地区由滨海相向湖沼相过渡。晚侏罗世-早白垩世是西缘地区前陆盆地形成时期,燕山中期逆冲推覆作用强烈,该区地层角度不整合发育,沉积记录的响应表现为南北向隆坳相间的前陆盆地格局,有别于前陆盆地形成始于晚三叠世的认识。晚白垩世-新生代是喜山运动的后期改造时期,地层角度不整合发育,沉积响应为平原沼泽相沉积。     

四川盆地南部地区寒武系油气勘探前景

为明确四川盆地南部地区寒武系常规油气和页岩气的勘探前景,应用岩相学和地球化学分析手段相结合,对研究区中上寒武统娄山组和下寒武统清虚洞组的厚度、孔隙度、渗透率、孔隙类型和下寒武统筇竹寺组的厚度、总有机碳质量分数w(TOC)、镜质体反射率Ro、矿物组分等进行了深入剖析.结果表明:①川南地区烃源岩厚度大(80～100m),w...     

四川盆地中寒武统膏盐岩特征与成因分析

四川盆地中寒武统高台组、石冷水组膏盐岩广泛分布。在野外剖面、钻井剖面、岩心观察等宏微观分析的基础上,探讨了中寒武统膏盐岩发育特征,并分析了膏盐岩的成因。首先以石膏、白云石和黏土矿物为端元,将膏盐岩分为含泥含云质石膏岩类、膏质白云岩类和膏质砂泥岩类3大类及10小类;其次按膏盐岩剖面基本组成和结构特征总结出了丁山型、宫深型、方深型、建深型及范店型5类典型膏盐岩剖面,查明中寒武世毛庄+徐庄期两大聚盐区分别位于川南—黔北和万县—忠县一带。结合膏盐岩发育的沉积环境,建立了膏盐岩成因模式,认为四川盆地中寒武统膏盐岩存在潮上蒸发和沙坝(滩)后局限盐湖两类成因机制。     

塔里木盆地寒武纪构造-沉积环境与原型盆地演化

寒武系是塔里木盆地当前油气增储上产的重点层系,恢复寒武纪的盆地原型是油气勘探的重要基础。利用最新的钻井、地震及露头资料,以沉积相为研究实体,将盆地充填与周缘构造演化相结合,由点→线→面进行分析,恢复了塔里木盆地寒武纪不同时期的构造-沉积环境,并建立了相应的盆地充填演化模式。塔里木盆地寒武纪经历了一次完整的海侵-海退旋回,包括早寒武世早期快速海侵→中寒武世海退、晚寒武世缓慢海侵→寒武纪末海退两个次级旋回,分别对应沉积演化的2个阶段：塔西克拉通内坳陷早寒武世的碎屑滨岸-陆棚相→局限台地相→中寒武世的蒸发台地相,晚寒武世的局限台地相→寒武纪末期的台地暴露不整合;塔东克拉通边缘坳陷为深水盆地相,经历了硅质泥岩→泥岩与灰岩薄互层→碳酸盐岩的岩相演化。寒武纪塔里木原型盆地特征及演化主要受控于Rodinia超大陆的裂解,其构造-沉积格局经历了由震旦纪末的南北分异格局向中-晚寒武世的东西分异格局的演变。     

东秦岭加里东期沉积-构造演化过程

前人基于北秦岭带广泛分布的与加里东期俯冲-碰撞相关的火山-岩浆-变质事件,认为秦岭加里东期造山运动仅仅局限于北秦岭带,中-南秦岭带由于"软碰撞"表现为泥盆系与下伏地层为连续或平行不整合接触关系,不存在加里东造山作用响应.通过对东秦岭地区中-南秦岭带出露的22条泥盆系与下伏地层接触关系剖面进行变形差异和间断缺失特征研究,且对不整合面之间"志留系红层"进行SHRIMP U-Pb年代学和沉积环境研究,结果显示东秦岭地区泥盆系与下伏褶皱基底地层（Pt₃-S₁）整体上呈区域性角度不整合接触（局部微角度不整合）,不整合面之间缺失地层南北存在明显差异,上下地层存在明显不同构造变形特征.而旬阳县关防-公馆一线不整合面之间"志留系红层"时代为中-晚志留世（S_2-3,＜435 Ma）,其为东秦岭加里东期造山运动形成的前陆盆地在南秦岭地区前缘沉积的响应.基于上述事实,证实不仅北秦岭受加里东期造山运动影响且中-南秦岭带也发生强烈褶皱造山作用,从而为更深入地探讨东秦岭加里东期造山及沉积响应演化过程提供依据.      

四川盆地中—上寒武统层序地层划分与沉积模式

据对四川盆地范店、岩孔以及三汇场等3个野外寒武系剖面的观察,特别是根据岩孔单井剖面和女基井—宫深1井等连井剖面的层序界面特征和序列分析,将四川盆地寒武系自下而上划分为SQ1、SQ2、……、SQ12共12个三级层序,其中下寒武统6个(SQ1—SQ6),中—上寒武统6个(SQ7—SQ12)。中—上寒武统发育多个潟湖→台内滩、潟湖→潮坪、台内滩→潮坪等向上变浅旋回,SQ7—SQ12中,高水位体系域的厚度均大于海侵体系域厚度,总体上表现为快速海侵、低速海退的特点。自西向东,中—上寒武统的沉积相为潮坪→台内滩→潟湖,同时其沉积厚度呈现东厚西薄的变化规律,与下寒武统具有互补性。中寒武世SQ7层序沉积区逐渐形成半封闭的浅水碳酸盐台地,但受西部陆源碎屑注入影响较大,发育滨岸沉积体系;晚寒武世SQ8—SQ12继承了中寒武世的沉积模式,但西部陆源注入影响变小,因此水体变浅,环境更局限,滩体更发育。台内滩多发育于高水位体系域的中、上部,平面上在川中和川东分布较多。