砾石在分析盆地物源区迁移与湖岸线演化中的作用*

中国中西部盆地的盆山结合部位,勘探程度较低、钻井少、地震成像复杂,致使利用传统的地震相、测井相、岩心资料等研究原型盆地岩相古地理特征较为困难。基于露头中巨厚砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识,运用“将今论古”方法,建立南天山前现代冲积扇、扇三角洲平原、河流等沉积体系中砾石与搬运距离关系,以及不同沉积相类型中砾石发育产状与湖岸线远近关系,定量计算了准噶尔盆地多条重点剖面侏罗系—白垩系现今位置与沉积物源区和湖岸线演化的距离,恢复了侏罗纪—白垩纪物源区范围与湖岸线演化过程。认为侏罗纪—早白垩世砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线,明显与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角,该认识对在编制岩相古地理图过程中以盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解,为恢复准南等低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征、预测有利储集体的展布提供参数依据。建立的刻画物源区变化和湖岸线迁移的定量评价方法与参数,是对传统沉积学研究的有益补充。     

砾石分析在扇三角洲与湖岸线演化关系中的应用 ——以准噶尔盆地玛湖凹陷周缘百口泉组为例

通过建立南天山前博斯腾湖北缘现代清水河扇三角洲砾石变化与沉积搬运距离关系、砂砾质沉积物特征与湖岸线关系,基于现代与古代扇三角洲构造背景、气候条件、扇三角洲延伸长度、沉积坡度及砾石成分等相似性分析,运用“将今论古”的方法,形成厘定古代湖岸线发育部位与扇三角洲沉积物关系的地质参数。恢复出准噶尔盆地玛湖凹陷周缘百口泉组沉积时期湖岸线发育位置与演化特征,认为湖岸线距物源区应小于32 km,平均砾石径应大于2.9 cm。百口泉组一段在玛湖凹陷中部发育早期扇体,是现今玛湖凹陷深层有利储集体发育部位的指向区。百二段湖侵次数应在2期以上,百三段湖盆范围最大。该方法为准确恢复百口泉组沉积时期岩相古地理特征提供了重要依据,也是对前人关于湖岸线迁移研究的有益补充。     

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系物源及其演化特征

准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系储层油气勘探潜力巨大,但关于其物源条件及沉积背景演化方面的认识较为有限,严重制约了后续油气勘探开发进程。为顺利开展后续油气勘探,笔者应用砂岩碎屑成分、砾岩砾石成分、重矿物类型及组合特征、古水流特征、地层岩性比例特征等物源分析方法,并结合区域构造演化背景,对准噶尔盆地南缘东段侏罗系—白垩系沉积物源特征进行厘定,并恢复其演化过程。研究结果表明：早侏罗世,博格达山尚未隆升,准南东段物源体系受控于北部克拉美丽山及南部天山山体,研究区南部原始沉积边界距现今盆地边界最远;自中侏罗世以来,由于受周缘山体隆升及燕山运动影响,博格达山开始隆升并逐渐出露水面,对准南东段物源体系产生一定影响;自晚侏罗世—早白垩世,博格达山的持续隆升作用使其隆起高度和规模不断增大,并最终成为准南东段优势物源区,克拉美丽山隆起幅度也不断增大,而使其供源能力增强。整体上,早侏罗世—中侏罗世,准南东段受南部天山物源体系和北部克拉美丽山物源体系共同影响;而在中侏罗世—早白垩世这一沉积期,南部天山物源体系、北部克拉美丽山物源体系和博格达山物源体系并存,但各物源体系对准南东段侏罗系—白垩系影响程度存在差异。     

北部湾涠洲岛海滩砂物源特征:对从源到汇分析的启示

本次研究运用岩相学和碎屑锆石U-Pb年龄物源分析方法获得北海涠洲岛海滩砂的物源特征,从而揭示北部湾大陆边缘"源-汇"系统及其沉积搬运过程。涠洲岛海滩砂以棱角状-次圆状石英为主(70%～75%),生物碎屑次之(20%～25%),含少量玄武岩岩屑和橄榄石碎屑颗粒(约5%),反映碎屑沉积物经历了较短距离的搬运且沉积时间较短。涠洲岛海滩砂碎屑锆石U-Pb年龄集中在288～210 Ma (峰值为236 Ma)和435～380 Ma,表明涠洲岛海滩砂主要来源于桂东南地区印支期花岗岩体以及加里东期和燕山期岩体。花岗岩来源的陆源碎屑经南流江、九洲江等河流快速地搬运至合浦-北海三角洲,在风暴作用下再扩散至北部湾中部海域。这一过程很好地记录了大陆边缘从陆到洋区域性"源-汇"系统。同时,涠洲岛是第四纪火山岛,是北部湾中部海域的隆起剥蚀区之一,其为海滩沉积物提供近源的基性岩碎屑组分,即存在盆地局部"源-汇"系统。因此,涠洲岛海滩砂沉积是大陆边缘区域性"源-汇"系统与盆地局部"源-汇"系统相互叠加的产物。本研究为理解大陆边缘从陆到洋"源-汇"系统与盆地局部"源-汇"系统的相互作用提供范例。     

长江中游高位砾石层的磁性特征与物源分析

在长江中游分布着一些高位的砾石层,尤其是在宜昌与武汉的阳逻附近。为了探讨这些砾石层的磁性特征及物质来源,对它们进行了磁性特征研究,结果表明:1不同砾石层剖面磁性物质的含量明显不同,其中云池砾石层磁性物质的含量最高,善溪窑、红花套、白洋渡砾石层次之,阳逻砾石层含量最低。2SIRM/χ和F300值显示,长江中游砾石层磁性矿物类型主要是磁铁矿等亚铁磁性矿物,其中阳逻砾石层不完全反铁磁性矿物含量比例比其他砾石层高。3χARM/χ、χARM/SIRM、χfd值表明,白洋渡、红花套及善溪窑砾石层的磁性矿物中以较粗的磁性颗粒为主,而云池和李家院的磁性矿物颗粒都较细,武汉阳逻砾石层的磁性颗粒以单畴、超顺磁颗粒为主。4宜昌附近的善溪窑、云池、白洋渡、红花套砾石层的磁性特征与长江现代沉积物的特征接近,指示其物质主要来自于长江沉积物;而阳逻砾石层的磁性特征却与江汉平原周边河流的现代沉积物磁性特征有些类似,结合野外砾石层岩性特征,认为阳逻砾石层是长江、汉江与江汉平原周边河流共同作用的产物。     

对陆相残余盆地物源区分析的思考

陆相盆地从形成、扩展、萎缩直至消亡 ,无不是盆外与盆内各种地质作用相互作用的结果。陆相盆地除构造和古气候作用外 ,母岩区的物源供给也相当重要。尤其是成盆的早期和晚期 ,由于构造作用加剧 ,造成地形起伏差异显著 ,母岩区风化剥蚀作用强烈 ,往往给盆地提供了源源不断的物质组分。因而根据盆地陆源碎屑岩来自母岩的陆源碎屑组合可以推断物源区母岩类型。尤其是粗碎屑岩系中的砾石 ,能够直接反映母岩的性质。砾岩中的砾石成分 ,常常可以反映基底来源区母岩的成分 ,也反映破坏、磨蚀的程度和气候条件以及构造背景。因此 ,砾石的各种特征 ,…     

拉木-巴洛沉积盆地物源区分析

对拉木巴洛盆地进行物源区分析对于确定盆地的性质、划分类型和推断其所处的区域构造演化过程是非常重要的。本文运用岩石学、岩相古地理学和沉积构造学的理论 ,采用矿物分析、粒度分析、砾石成分及古流向分析和碎屑骨架分析的方法 ,并结合区域地质概况和区域构造演化特征 ,循序渐进的追索出拉木 -巴洛盆地内沉积物的来源 ,并进行了物源区的重塑     

准噶尔盆地南缘中段紫泥泉子组三段物源体系分析

准噶尔盆地南缘中段紫泥泉子组三段(E1-2z3)储集性能好,是本区油气勘探的重要层段。储层的分布与物源有密切的成生联系,物源体系分析是油气勘探的一项重要工作。本文基于研究区内钻井和野外露头剖面的重矿物资料,对重矿物含量变化及平面分布特征进行分析,划分出不同的重矿物分区,同时对工区内钻井的砂砾岩厚度进行统计,并分析其在平面上的展布特征,确定了准噶尔盆地南缘紫泥泉子组三段物源体系,为下一步沉积体系的精细研究和储层预测奠定了基础。     

秭归盆地侏罗纪地层物源分析

秭归盆地侏罗纪地层完整记录了秦岭-大别造山带及黄陵背斜隆升剥蚀演化历史。通过对秭归盆地侏罗纪地层沉积相及砂岩碎屑组分的系统分析,结合碎屑锆石U-Pb年龄谱和低温热年代学数据,探讨了秭归盆地沉积充填及与周缘造山带盆-山构造演化过程。秭归盆地下侏罗统桐竹园组古水流方向自北北西向南南东,砂岩成分成熟度较高,盆地沉积物主要来源于北北西方向的南秦岭地区。中侏罗统砂岩长石及岩屑含量明显增多,古水流方向为南西向,位于盆地北东方向的秦岭-大别造山带成为盆地主要物源区。中侏罗统砂岩碎屑组分的垂向变化记录了秭归盆地东北部秦岭-大别造山带强烈的隆升作用。上侏罗统蓬莱镇组继承中侏罗统上沙溪庙组部分物源区,但上侏罗统砂岩的碳酸盐岩岩屑含量明显增加,暗示秭归盆地周缘碳酸盐岩区域成为新的物源区。低温热年代学数据显示,秭归盆地东侧的黄陵背斜表现为差异性隆升剥蚀过程。晚侏罗世,黄陵背斜南部开始抬升剥蚀,为秭归盆地提供部分物源。早白垩世,黄陵背斜整体隆升。秭归盆地沉积物源及黄陵背斜隆升过程反映了区域应力场由近南北向挤压到早白垩世早期近东西挤压的转变。     

北部湾盆地福山凹陷晚始新世物源示踪与源汇系统耦合

北部湾盆地福山凹陷古近纪“盆小源多”、沉积体系复杂多变,源汇配置关系及源汇耦合模式研究有待深化。通过地震前积反射、锆石U-Pb定年、重矿物组分和砂岩百分含量多方法开展福山凹陷流沙港组一段上亚段沉积物源示踪,厘定源汇配置关系,进而建立福山凹陷晚始新世不同源汇耦合模式,以指导有利储层预测。结果表明,南部斜坡带、西部陡坡带和东部陡坡带可见明显前积反射;永安、花场地区锆石均表现为与海南隆起物源类似的双峰年龄特征;福山凹陷重矿物组合可以分为4类,即：西部朝阳地区,东部金凤地区,南部西侧美台、永安地区,南部东侧花场、白莲地区;南部美台、花场、白莲沿线可见砂岩百分含量高值,向北可延伸至永安地区,西部朝阳地区、东部金凤地区可见砂岩百分含量中值。综合分析认为,福山凹陷晚始新世发育南部海南隆起、西部临高凸起和东部云龙凸起3大物源,其中海南隆起物源又可分为东、西两支。进一步将晚始新世福山凹陷划分为海南隆起—南部斜坡带、临高凸起—朝阳陡坡带和云龙凸起—金凤陡坡带3个次级源汇系统。从源汇控储的角度来看,南部海南隆起—南部斜坡带源汇系统中的水下分流河道为优质储层发育有利区带。     

准噶尔盆地西北缘二叠系-下侏罗统碎屑岩骨架组分及其物源与构造背景演化示踪

紧邻西准噶尔造山带的准噶尔盆地西北缘多年勘探钻揭了二叠系-下侏罗统砂砾岩地层,这为源-汇系统研究提供了较齐全的沉积记录。笔者基于砂砾岩43个岩心和37个薄片样品,采用岩心观察与镜下碎屑骨架成分统计、多类型碎屑及端元成分分析、典型物源区碎屑组合模式及特征参数分析等多种方法,对其物源类型与构造背景演化开展了全层系示踪。其砂砾岩骨架碎屑组成较为复杂,砾石成分有岩浆岩砾石(30%～80%)、沉积岩砾石(10%～40%)、变质岩砾石(0%～30%)三类;岩屑成分均以凝灰质、安山质、霏细岩类岩浆岩岩屑和砂泥岩、粉砂质粘土岩、燧石类沉积岩屑为主,仅见少量石英岩、片岩岩屑,表明本区物源主要来自岩浆岩分布区,也有遭剥蚀再沉积的物源供应。其沉积物源主要来自西准噶尔造山带(扎依尔山、哈拉阿拉特山和德仑山),沉积记录反映了物源区母岩类型、组合特征及其隆升剥蚀过程。由二叠系至下侏罗统,砾岩碎屑组分和含量变化呈现"两个组骤变、三段式增减"的特点,砂岩碎屑成分和含量也有变化,表明源-汇系统经历了多次构造抬升与沉降、深部岩石被多次暴露剥蚀与沉积的幕式演化。划分出P₁j-P₁...     

华北盆地三叠纪物源特征及其沉积—构造演化

华北盆地三叠纪沉积厚度大,分布广泛,其地层沉积特征很好地记录了周缘造山带或隆起区在该时期的构造演化过程。目前,前人已经对华北各地区三叠纪碎屑物源进行了大量研究,而对于物源区的认识仍存在分歧,对于盆缘地区沉积—构造演化过程的研究也相对较少。通过整理前人对华北各地区三叠纪碎屑物源研究的锆石年龄数据,并结合造山带构造演化过程和地层沉积特征,对华北盆地三叠纪碎屑物源及沉积—构造演化过程进行了整体研究。结果表明:华北北部三叠纪沉积物源均来自北缘的内蒙古隆起,锆石年龄和地层沉积特征记录了源区逐渐增强的岩浆活动和隆升过程。华北南部地区在该时期主要接受来自华北南缘二叠纪沉积盖层和北秦岭造山带的碎屑物质供给,华北南缘伴随着秦岭造山过程可能在中三叠世就已经逆冲隆升并遭受剥蚀,两者的协同演变共同控制着盆地南部沉积演化过程。鄂尔多斯盆地西北部碎屑物源主要来自阿拉善地块和北祁连造山带,西南部地区物源则主要来自盆地西南缘再旋回沉积盖层和北祁连造山带,分别为伸展和挤压状态下的内陆盆地沉积。早—中三叠世,华北盆地为统一的大型内陆沉积盆地,晚三叠世,盆地南、北缘发育沿褶皱逆冲带分布的陆内前陆盆地系统。     

北部湾盆地乌石凹陷东部流沙港组物源分析

乌石凹陷是北部湾盆地继涠西南凹陷之后又一极具潜力的产能接替区,探讨其物源供给对掌握砂体展布规律及源-汇体系研究具有重要意义.基于地震资料、新钻井资料、岩心、测试分析等,试图从地震反射特征、岩矿特征、重矿物组合特征、水动力特征等方面探讨乌石凹陷无露头、无源-汇组分对比条件下沉积源区分布特征.研究表明:（1）乌石凹陷东洼流沙港组不同构造部位岩石组分存在明显差异,可以分为两种类型,其中源自企西隆起的北部WS17-2和中部WS16-1井区长石含量相对高,结构成熟度中等-差,以长石岩屑砂岩为主,源自流沙凸起的南部WS22-7和WS22-9井区岩屑含量高,结构成熟度差-中等,以岩屑砂岩为主;（2）北部和中部井区电气石、赤褐铁矿含量高、石榴子石含量低,南部井区赤褐铁矿、石榴石、锆石含量高,电气石含量低,反映该区域受到不同性质母岩碎屑影响;（3）水动力特征方面,北部井区与南部井区具有相似的最大碎屑粒径（-2~-1Φ）和最大悬浮粒径（2~3Φ）,跳跃组分低含量呈低斜度,显示近源杂乱沉积特征;中部WS16-1井区最大碎屑粒径0~1Φ,最大悬浮粒径3.6~4.0Φ,跳跃组分呈高含量高斜度,显示较好分选的远离物源沉积特征;（4）研究区砂岩分选磨圆差,塑性岩屑颗粒与基质含量较高,体现了小型凹陷的沉积充填特征.乌石凹陷流沙港组物源是小型裂陷盆地近源快速供给的典型代表,储层抗机械压实强度低,储层物性主要受机械压实与粘土含量的影响.      

黄河河套盆地段阶地砾石层的形成时代和物源分析

研究团队前期在河套地区发现了多级黄河阶地,并厘定了其沉积时代,但并未探讨其物源特征.在此工作的基础上,我们首次从物源的角度对河套盆地段黄河的形成演化进行探讨.对黄河临河段T3阶地、黄河库布齐段T9阶地砾石层进行砾石统计,发现两处古流向均为由西向东,证明物源来自黄河上游方向.在临河段黄河T3阶地、库布齐段黄河T9阶地基座和下伏白垩纪基岩三处采集锆石样品,发现河套盆地段黄河阶地下伏白垩纪基岩有三个主要峰值:250~310 Ma、1550~2160 Ma、2340~2700 Ma,而黄河T3阶地和T9阶地基座的锆石年龄谱除了以上三个峰值外,在380~490 Ma和600~1420 Ma两个区间也有明显峰值.将其年龄谱与已发表的黄河各地质年代沉积物的锆石年龄谱进行对比,我们发现白垩纪基岩的物源主要来自鄂尔多斯基底和周缘造山带,而河套盆地段黄河河床至少从(5.16±0.50)Ma开始接受来自青藏高原东北部的碎屑物的堆积,也即贯穿青藏高原东北部和河套盆地的黄河至少在此时就已经形成.     

江西永丰—崇仁盆地上白垩统砾石岩性和磨圆度列联表分析及其对物源的指示

江西永丰—崇仁盆地上白垩统(包括河口组、塘边组和莲荷组)砾岩地层十分发育,是构成丹霞地貌的物质基础。利用砾石的岩性和磨圆度进行列联表分析,可以为沉积盆地物源判断提供依据。利用列联表分析方法对永丰—崇仁盆地上白垩统砾岩进行研究。砾石成分主要包括石英、酸性岩浆岩、变质岩和砂岩以及少量的泥质岩和灰岩。为了统计方便,将砾石磨圆度分组为棱角状和次棱角状(A+B)、次圆状(C)、圆状和极圆状(D+E)。若棱角状和次棱角状砾石观察值小于期望值,而圆状和极圆状砾石观察值大于期望值则说明砾石经历了较长的搬运距离;反之,则说明砾石搬运距离较短。通过联列表分析,结果显示:河口组砾岩具有多物源的特点,主要来自盆地边缘、鸡笼山、相山和玉华山以及盆地西北的长垅地区;塘边组砾岩主要来自盆地北部的尖顶峰山、玉华山一带以及盆地东南的丰山、新大山地区;莲荷组砾岩主要来自于金华山和嶂岭等盆地边缘地区,盆地北侧的鸡龙岗、松树岭以及东北部的灵谷岭地区。物源分析结果为该地区晚白垩世红盆的形成和演化规律的探讨提供了重要依据。     

北黄海盆地东部坳陷侏罗纪北部物源--沉积体系的岩矿特征

以北黄海盆地东部坳陷北部侏罗系为目的层,探讨侏罗纪北部物源-沉积体系的岩矿特征、物源区构造背景和物源方向。研究区侏罗系是一套陆相碎屑岩沉积,主要岩石类型为岩屑石英砂岩和岩屑砂岩。通过对北黄海盆地东部坳陷侏罗系沉积序列的研究,识别出三角洲、扇三角洲和湖泊等3类沉积环境。根据碎屑组分和灰岩丰度可知,北部物源-沉积体系为风化物源,并存在附加的火山物源,物源区为再旋回造山带,沉积体系为自北向南方向的扇三角洲沉积体系。对岩石样品进行微观特征及粒度特征研究,识别出沉积微相类型有扇三角洲前缘亚相的远砂坝、河口坝、水下河道和重力水下河道4种微相。     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。     

虎林盆地北部坳陷中、新生代碎屑岩源区构造背景与物源区分析

虎林盆地北部坳陷地层包括下白垩统裴德组、下云山组、上云山组、珠山组，渐新统虎林组和中新统富锦组。北部坳陷砂岩-泥岩由常量、微量和稀土元素组成，揭示早白垩世砂岩-泥岩源区构造背景为活动大陆边缘，渐新统斗新统砂岩-泥岩多呈现出从活动大陆边缘向大陆岛弧转换的地球化学特征。结合沉积相特征和岩屑所反映的源区岩性特点，认为早白垩世时期物源主要来自于坳陷北部完达山造山带和南部古隆起；渐新统物源则主要来自盆地东北部的完达山造山带，并且碎屑岩的原始物质均来自上地壳。     

鄂尔多斯盆地子长油田杨家园则探区长6物源分析

通过对鄂尔多斯盆地东北部子长油田杨家园则探区延长组长6砂岩的骨架矿物、重矿物、阴极发光、泥岩的稀土元素特征等的研究,并结合盆地东北缘典型露头剖面的古水流方向实测,分析了长6沉积期的古水流与主要物源方向,探讨了源区母岩性质。结果表明,研究区长6沉积期的古水流与主要物源方向来自北东方向。源区母岩以变质岩为主,其次少量火成岩。该研究结果对鄂尔多斯盆地东北部延长组砂体时空展布分析、有利油气聚集区带预测以及对研究区下一步的油气勘探部署都具有重要的理论意义和实际参考价值。     

伊犁盆地南缘中-下侏罗统物源分析及其对南天山造山带演化的启示

伊犁盆地南缘中-下侏罗统碎屑岩的物源特征,可为南天山造山带的演化提供重要证据。对其碎屑岩锆石U-Pb定年研究结果表明,伊犁盆地南缘坎乡下侏罗统八道湾组砂岩的碎屑锆石年龄集中在290~260 Ma,而下侏罗统三工河组的碎屑锆石年龄集中在350~290 Ma和460~390 Ma,中侏罗统西山窑组的碎屑锆石年龄集中在370~320 Ma和450~390 Ma。所有测试样品中前寒武纪的年龄记录非常少。这些特征表明,伊犁盆地南缘中生代碎屑沉积物主要来自于伊犁-中天山地块南部。测试样品中几乎不存在晚二叠世-中三叠世的碎屑锆石,与南天山造山带的岩浆岩记录一致,暗示在晚二叠世-中三叠世南天山地区并没有发生强烈的与碰撞或后碰撞相关的岩浆活动。该结果不支持塔里木克拉通与伊犁-中天山地块在晚二叠世-中三叠世碰撞的观点。结合高压-超高压变质岩的数据和地层记录,认为塔里木克拉通与伊犁-中天山地块的碰撞发生在晚石炭世。同时,样品中最年轻锆石的年龄数据从早侏罗世到中侏罗世逐渐增大,显示了揭顶沉积的特点。对伊犁盆地南部中生代的锆石年龄数据与同时代南天山地区的锆石年龄数据进行综合对比表明在早-中侏罗世发生构造沉积夷平的特征。