沉积盆地物质来源综合研究——以南堡老第三纪亚断陷盆地为例

重矿物分析对于判断沉积盆地的物源方向和物源区的母岩性质是有效的,但具有局限性：①对无重矿物或者仅能提供极少量重矿物的母岩判别力较差;②它不能准确判断物源区沉积物的主要运移通道。因此,进行盆地物源分析还需要重视综合研究,即①通过重矿物的矿物学、重矿物组合研究,判断物源区的母岩类型,推测母岩岩性演化;②通过沉积岩矿物成分与结构研究,判别物源区是否存在重矿物无法辨认的母岩类型和沉积物的搬运距离;③通过沉积体系分析,尤其是砂分散体系的编图,能有效地判断物源区的方位和圈定各物源的具体影响范围;④利用古构造图判别物源区的主要沉积物运移通道及其方位;⑤编制沉积盆地－物源区古环境图,以此来弥补重矿物分析物源所带来的缺陷。     

柴达木盆地西部地区渐新世沉积物源分析

沉积物源分析在确定沉积物源位置、母岩性质及沉积物搬运距离,甚至整个盆地的沉积作用和构造演化等方面都有重要意义。本文从重矿物组合、轻矿物组合、稀土元素分配和古水流恢复等方面系统地分析了柴达木盆地西部地区渐新世物源方向,确定了阿尔金东段物源、阿尔金西段物源、阿拉尔物源、铁木里克物源、祁漫塔格—东柴山物源和弯西—甘森物源6大沉积物源。沉积物源特征明显控制了沉积物特征,来自阿尔金西段物源的沉积物搬运距离短,碎屑物供给明显受季节性洪水控制,故稳定性差,发育近源陡坡型的扇三角洲、近岸水下扇沉积物;来自其余物源的沉积物搬运距离较长,最长搬运距离约190 km,碎屑物供给的稳定性较好,发育远源缓坡型的辫状三角洲沉积物,受不同沉积物源的影响,其沉积特征具有明显的差异性。     

碎屑岩物源研究进展与展望

沉积物物源研究作为沟通沉积盆地与剥蚀区的纽带,有助于恢复源区构造背景、估计沉积物搬运路径与距离、重建古水系和恢复沉积盆地充填演化历史等,在源-汇系统分析中有着非常重要的作用。传统的方法如岩石学、沉积学、重矿物和元素地球化学等方法在物源体系分析中起着重要的作用。随着同位素测试技术的进步,越来越多的碎屑矿物同位素测年开始大量地被应用到物源分析当中。近些年碎屑锆石测年被广泛地应用到沉积盆地物源体系恢复和古水系重建中,而针对碎屑矿物如金红石、独居石和磷灰石等的同位素测年也同样发挥着巨大的作用。多种矿物组合分析以及单矿物多重定年,可以更全面地恢复物源区的构造演化史,从而更准确地恢复构造演化与盆地充填过程之间的耦合关系。同时随着碎屑锆石U/Pb数据的日益增多,越来越多的数学和统计学方法开始被引入用于定量分析不同物源区对沉积区砂体展布的影响。现今和未来的物源分析将是不断引入新的研究技术、将传统方法与新技术的结合、从单一方法到多种方法的综合、从定性分析到定量化研究、从单一学科到多学科交叉的过程,从而更好地让我们认识沉积物在地表的剥蚀搬运沉积的整个过程。     

造山带沉积盆地构造原型恢复

沉积盆地是造山带中最为重要的构造单元之一,其中分布有丰富的矿产资源.这些盆地的构造原型恢复可为造山带的构造演化、板块构造重建和区域找矿提供重要依据.盆地充填物的组成(包括矿床)、时代、物源区及充填序列是进行造山带古沉积盆地构造原型恢复的基础.通过沉积相、砂岩/砾岩碎屑组成、碎屑时代、构造环境、碎屑重矿物、细碎屑岩的地球化学组成、古水流、生物组合等方面对盆地充填物形成的沉积环境、沉积物源区、形成时代和盆地基底属性进行综合研究,借助对现代沉积盆地的研究结果和沉积盆地的构造分类原则,恢复造山带内古沉积盆地的构造原型.     

陇东地区上三叠统延长组早中期物源分析与沉积体系

利用轻重矿物组合特征、古水流方向、砂岩岩石学特征、水下分流河道砂体空间展布及沉积构造特征等,对鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组长8-长6油层组母岩类型、物源方向以及沉积体系进行研究。古流向参数表明,延长组沉积时期,沉积物从盆地边部向中心搬运。根据轻重矿物组合划分出3个主要物源方向,即西、西南和东北方向。此外,根据古流向判断有南部的次要物源。母岩是盆地周缘的前寒武系石英岩、中基性、中酸性火山岩、变质岩和古生界的浅变质岩、碳酸盐岩和砂砾岩。陇东地区上三叠统延长组长8-长6油层组沉积体系划分为:北东向吴旗-华池三角洲沉积体系和西部环县扇三角洲沉积体系,西南部镇原-泾川辫状河三角洲沉积体系和南部合水-固城川浊积扇沉积体系。在沉积体系划分的基础上,详细阐述了不同沉积体系的岩石学特征、砂体形态和沉积构造及各沉积体系的演化过程。      

柴达木路乐河地区新生代碎屑组分变化及其对构造隆升的指示

碎屑组分变化是反映盆地物源演化历程的重要物质表现。路乐河地区作为柴达木盆地的重要组成部分,沉积地层记载着印度-欧亚板块碰撞以来青藏高原北缘造山带的构造隆升过程。高长石组分含量、物源方向及毗邻山脉岩性对比揭示,路乐河物源主要受南祁连和赛什腾山控制,其碎屑组分变化对毗邻造山带构造活动具有很好的耦合性。新生代53.5~2.9Ma期间,路乐河地区存在3次物源转换事件,发生时间依次同印度-欧亚板块碰撞及高原内部构造隆升事件相吻合。其中早期50.1~46.6Ma,南祁连山的快速抬升是对大陆初始碰撞的远程响应;44.5Ma,高原以垂向增生和推覆构造发育为特点,赛北断裂高速剥露,致使路乐河地区物源发生转变;渐新世末期(22.6Ma),青藏高原准同时整体隆升,赛什腾山和南祁连山协同为路乐河地区供给沉积物。所获认识为深入了解高原隆升演化和板块碰撞远程效应提供新的沉积依据。     

黄骅坳陷新近系馆陶组重矿物特征及物源区意义

黄骅坳陷馆陶组发育一套以辫状河沉积为主的沉积体系,储集物性较好,是研究区内的重要储油层。整个黄骅坳陷新近系物源研究还处于空白状态。本文重点利用统计学中的Q型聚类及R型聚类的方法对重矿物含量特征进行分析,划分出不同的重矿物组合区及相应的母岩类型。研究结果表明:根据重矿物含量特征可划分出A—D 4个不同的重矿物组合区,其中A、B、C区的母岩类型与周围燕山、沧县、埕宁3个古隆起的岩石类型能很好对应,重矿物稳定系数所揭示的物源方向也与3个古隆起位置相吻合;D区与前3个分异性很大,且重矿物稳定系数极高,应为远源搬运的沉积物,远于周围的古隆起,可能与古黄河沉积物有关。     

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。     

柴北缘冷湖构造带古近系沉积体系及演化特征

通过对柴达木盆地北缘西段重点探井的岩心观测、重矿物分析、测井数据及地震资料的分析，研究了冷湖构造带古近系沉积体系及演化特征和不同时期沉积微相及砂体的展布规律.结果认为，冷湖构造带古近系主要发育冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-湖泊沉积体系，物源来自北东方向的小赛什腾山和赛什腾山附近.古近系路乐河组（E₁₊₂）沉积期，主要发育辫状河以及辫状河三角洲平原沉积，仅在靠近山前发育少量冲积扇沉积；至下干柴沟组（E₃）沉积时期，主要发育辫状河、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘及滨-浅湖沉积.古近纪时期冷湖构造带表现为一次较大规模的水进过程，纵向沉积继承性明显，很好地记录了这一沉积演化过程.这一沉积体系及演化过程有利于粗碎屑和细碎屑交互沉积，形成较好的储盖组合，为柴达木盆地冷湖构造带下一步的油气勘探提供了可靠的地质依据.     

沉积物物源分析研究进展

沉积物物源分析是盆地分析的重要内容,是再现沉积盆地演化、恢复古环境的重要依据.简要回顾了物源分析的发展史,重点介绍了重矿物、沉积物地球化学和同位素测年技术在物源分析中的应用和发展,指出了物源分析中尚需解决的地质问题.在强调多种方法综合使用的同时,也应考虑构造背景和化学风化作用.     

柴达木盆地归属问题的讨论

柴达木盆地西部已找到17个第三系油源的油田，其主要烃源岩层位是陆相始新统下干柴沟组。也有论文提出下干柴沟组是海侵湖泊沉积，并被命名为下干柴沟海侵。最近又有论文提出该组地层不是深湖相，应属于泻湖相，是塔里木盆地西南始新世海湾泻湖相带被阿尔金断裂东错的残留泻湖部分，或塔里木盆地原型盆地的东部被错移部分，并提出重新认识柴达木盆地西部的油气勘探方向。本文针对上述观点展示了塔里木盆地西部海湾古新统-始新统的吐依洛克组、阿尔塔什组、齐姆根组、盖吉塔格组、卡拉塔尔组的沉积相和典型的海相生物化石群，它完全不同于柴达木盆地古新统-始新统的路乐河组和下干柴沟组沉积相和陆相湖泊生物化石群，两者是截然不同的。不能支持柴达木盆地西部与塔里木盆地西南海湾在老第三纪时属于同一盆地或同一沉积单元。“源控论”依然是指导柴达木盆地西部陆相沉积油气勘探的理论依据。把塔里木盆地西南已知油气田的烃源岩划归老第三系海相沉积，显然是误解，把塔里木盆地西南老第三系海相油气勘探部署推广到柴达木盆地西部陆相沉积区也是一种误导。科学的古地理观将有助于勘探工作的正确部署。     

柴北缘冷湖构造带古近系沉积体系及演化特征

通过对柴达木盆地北缘西段重点探井的岩心观测、重矿物分析、测井数据及地震资料的分析,研究了冷湖构造带古近系沉积体系及演化特征和不同时期沉积微相及砂体的展布规律.结果认为,冷湖构造带古近系主要发育冲积扇-辫状河-辫状河三角洲-湖泊沉积体系,物源来自北东方向的小赛什腾山和赛什腾山附近.古近系路乐河组（E₁₊₂）沉积期,主要发育辫状河以及辫状河三角洲平原沉积,仅在靠近山前发育少量冲积扇沉积;至下干柴沟组（E₃）沉积时期,主要发育辫状河、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘及滨-浅湖沉积.古近纪时期冷湖构造带表现为一次较大规模的水进过程,纵向沉积继承性明显,很好地记录了这一沉积演化过程.这一沉积体系及演化过程有利于粗碎屑和细碎屑交互沉积,形成较好的储盖组合,为柴达木盆地冷湖构造带下一步的油气勘探提供了可靠的地质依据.     

青藏高原北部新生代构造演化在柴达木盆地中的沉积记录

青藏高原形成和演化过程中经历的构造活动,在高原的盆地中均有相应的沉积记录。柴达木盆地位于青藏高原北部,盆地新生界地层详细地记录了这些构造-沉积响应。对野外剖面和钻井岩心的新生界沉积物进行了多方面研究,其结果显示,柴达木盆地保存了青藏高原北部三个阶段的构造活动信息:①E₁₊₂的红色粗碎屑沉积物指示了始新世早期的强烈活动构造背景,沉积记录具有低ZTR指数和低重矿物稳定指数的特征,记录了全盆地范围内的造山活动和构造隆升事件,是印度-欧亚板块碰撞所致的远程响应。在这次广泛的大面积的造山活动后,区内迅速遭受剥蚀、夷平,自中-晚始新世时期起,接受沉积。因而此时柴达木盆地与可可西里盆地、乃至塔里木盆地为连通的湖盆体系。②阿尔金山前N₁和N₂1的粗碎屑沉积物记录了渐新世-早中新世阿尔金山的构造隆升事件,而柴北缘和柴西南的大范围三角洲-湖泊细粒沉积物,具有较高的重矿物稳定指数,反映了平静的构造背景,与阿尔金断裂快速走滑以及盆地总体稳定向北推移的时间相对应。大量的侧向走滑活动消减了来自印度板块的挤压应力,使得柴北缘和柴西南的沉积源区（即祁连山和东昆仑造山带）处于构造平静期。③中中新世以来全盆地向上变粗的粗碎屑沉积物,具有较低的重矿物稳定指数,记录了青藏高原北部整体强烈的地壳缩短、加厚和快速构造隆升事件。此外,综合物源分析显示,柴达木盆地新生代沉积源区性质随时间并没有发生明显的改变。     

柴达木盆地鄂博梁地区古近系沉积物源方向分析

分析沉积区物源方向对研究该区的沉积作用、储层特征以及构造演化等方面具有重要的意义.为了查明柴达木盆地鄂博梁地区古近系沉积物源方向,本文对研究区碎屑岩的碎屑组分、岩屑类型、重矿物组合特征、稀土元素特征和阴极发光特征的平面分布特征进行分析,结合地震资料,确定研究区古近系沉积物源.综合分析得出鄂博梁Ⅰ号构造带物源主要来自于北部的阿尔金山物源区,西部的东坪构造带与鄂博梁Ⅰ号构造带具有相对独立的物源;鄂博梁Ⅱ号构造带属于混源区,同时是受到两个方向物源影响,分别是北部的阿尔金山方向,即来自于鄂博梁Ⅰ号构造带,是主要的物源区,来自东北部的小赛什腾山经冷湖三号、四号和五号构造带方向的物源,为次要物源区;鄂博梁Ⅲ号构造带主要是来自东北部赛什腾山经冷湖六号和冷湖七号构造带方向的物源,不受到南八仙方向的“古鱼卡大型古河流三角洲”物源的控制.     

柴达木盆地昆北油田切16区路乐河组沉积特征与储层预测

柴达木盆地西南部昆北构造带发现以古近系路乐河组陆源碎屑岩为储层的油田.根据昆北油田切16区探井岩心观察、测录井资料分析,结合岩石铸体薄片观测、电子扫描显微镜镜下分析等结果,初步确定了昆北油田切16区路乐河组主要发育两期辫状三角洲体系;路乐河组储层岩石类型分布相对稳定,成分成熟度较低,主要为岩屑长石砂岩,岩屑成份以花岗岩为主,骨架偏刚性,储层中杂基含量相对较高、胶结物含量较低;储集层孔隙较发育且分布相对较均匀,孔隙连通性较好,孔隙类型主要以残余原生粒间孔为主;储层物性受沉积相带分布,成岩作用以及杂基含量共同控制,压实作用是储层物性的主控因素.通过结合主力油层段测井响应特征及层控地震振幅属性分析,认为昆北油田切16区、切15井与切169井的东部以及切20井的西南部的构造相对较高部位为今后有利勘探目标.     

柴达木盆地平台地区路乐河组沉积微相研究

根据钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜、测录井资料及分析化验资料,对柴达木盆地北缘西段平台地区古近系路乐河组地层岩心的沉积构造、粒度特征、沉积序列等进行详细研究,分析平台地区古近系路乐河组的沉积相类型及演化过程。研究表明,平台地区路乐河组主要受近源沉积控制,沉积了一套以砾岩、含砾粗砂岩、泥质粉砂岩和泥岩为主的粗粒碎屑岩,发育槽状交错层理和板状交错层理,成分成熟度和结构成熟度较差。粒度概率累积曲线显示碎屑颗粒沉积物主要由悬浮组分和跳跃组分组成,表明水动力条件较强,以河流相沉积为主。沉积微相类型以河床亚相的河床滞留和心滩沉积为主,其次为河漫亚相的河漫滩沉积和泛滥平原沉积。沉积相的研究清楚展示出平台地区古近纪早期路乐河组的沉积特征和演化规律,为该地区下一步油气勘探工作提供可靠的地质依据。     

柴北缘西段侏罗系沉积特征*

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。