断陷湖盆差异湖侵过程与层序格架下沉积体系特征响应: 以霸县凹陷古近系沙河街组为例*

断陷湖盆充填演化过程中发生的多期差异湖侵,控制了层序格架及其内部沉积体系类型和分布。基于霸县凹陷的三维地震资料,结合800口探井钻/测井、岩心及古生物等资料,在明确古近系湖盆演化过程的基础上,以沙河街组三段和一段为研究目标,分析差异湖侵作用过程中的层序结构及层序格架下的沉积差异特征。研究结果表明,沙三段沉积时期的缓慢湖侵过程中发育断坡—坡折层序结构,以多期退积型三角洲、扇三角洲沉积为主,形成厚层优质烃源岩。沙一段沉积时期的快速湖侵过程中,形成弯折—宽缓坡型层序结构样式,发育混积滩坝、小型近岸水下扇(扇三角洲)沉积。根据上述研究结果,认为断陷湖盆差异沉降控制了层序结构样式,古地貌和物源供给调节岩相的空间分布,湖盆不同演化阶段层序结构和沉积体系都存在显著的差异。在此基础上,建立差异湖侵作用下沉积体系特征的响应模型,可为同类型盆地中的油气勘探特别是岩性油气藏的勘探提供借鉴。     

季节性河流体系高流态沉积构造特征:以内蒙古岱海湖半滩子河为例*

高流态尤其是超临界流动的水动力学机制及其床沙底形演化的研究相较于次临界流动具有一定的差距。季节性河流以高流态为主要沉积搬运过程,为超临界流的形成与保存提供了有利条件,是研究超临界流沉积的重要载体。在季节性河流沉积体系研究进展调研基础上,明确了其基本定义、判别标准及沉积特征。通过对内蒙古岱海湖北部典型季节性冲积体系——半滩子河流发育的沉积构造进行研究表明:随着低流态向高流态演化,沙丘底形(Dune)逐步向上部平坦床沙底形(Upper plane bed)过渡,形成了低角度/S型交错层理;在高流态初期,形成了上部平坦床沙成因的平行层理;随着流动强度逐渐增大,流动机制演变为超临界流,平坦床沙逐渐向逆行沙丘(Antidune)过渡,形成了与平行层理伴生的逆行沙丘交错层理;当流动强度进一步增大,携带沉积物的流体发生较强的水力跳跃,形成了流槽与冲坑(Chute-and-Pool)。半滩子河流现代沉积中发育的高流态沉积与区域内气候变化具有明确的响应关系,表明河流沉积中广泛发育的高流态沉积构造指示了强烈季节性变化的气候特征。     

冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化*

长江水下三角洲层序地层学研究有助于全面了解长江三角洲地层特征和沉积环境演化模式。通过对长江水下三角洲下切河谷区YD0901和YD0903孔岩心的详细沉积物粒度、特征元素比值(Cl/Ti和Zr/Rb)、沉积相对比分析,恢复了冰后期以来长江水下三角洲层序地层格架。研究区冰后期以来自下而上依次出现河流相、潮汐河流相、河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积相序。末次冰期海平面下降,古长江形成下切河谷,古河间地发育硬黏土层,构成五级Ⅰ型层序界面。之后海平面回升,分别于15 cal ka BP和8.0 cal ka BP形成最大海退和最大海侵界面,水下三角洲区域最大海侵发生时间略滞后于平原区,约为7.5 cal ka BP。据此3个层序界面将冰后期地层划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。钻孔岩心记录揭示了14.8 cal ka BP海侵到达研究区;14.8~13 cal ka BP期间,受MWP-1A冰融水事件影响海平面快速上升,海岸线向陆推进速率可达71.9,km/ka;海退期间各钻孔沉积速率较低,直至2 cal ka BP开始,沉积速率明显增加。     

鄂尔多斯盆地中南部上古生界层序与岩相古地理演化*

为明确鄂尔多斯盆地中南部上古生界层序特点与岩相古地理演化规律,利用周缘野外露头和盆地钻井测井相特征,分析层序界面、体系域界面的岩性、古构造及海侵方向变化特征,总结层序发育特点与岩相古地理演化规律。结果表明: 不同风化序列的区域性不整合面及海侵方向转换面为二级层序界面,区域性海退面、下切冲刷面及陆上暴露面为三级层序界面; 潮间带砂坪及近岸相海侵含砾砂岩顶为海侵面,最大海侵面发育灰岩、泥页岩及煤层,是海侵体系域与高位体系域分界面; 上古生界包括二级层序2个: MSQ1、MSQ2,三级层序6个: SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6,其中SQ1—SQ2发育水进体系域与高位体系域,不发育低位体系域,SQ1为潟湖—障壁海岸沉积体系,SQ2为泥炭坪—泥坪相潮坪沉积;SQ3—SQ6发育完整的低位—海侵—高位体系域,SQ3发育区域性海退进积海陆过渡相三角洲沉积,SQ4早期为低位体系域下切冲蚀砂体,晚期沉积古环境由温暖湿润还原环境演变为炎热干燥的氧化环境,SQ5—SQ6早中期为氧化环境三角洲沉积,SQ6晚期为高位体系域具海侵夹层的潮坪相沉积。研究为鄂尔多斯盆地及其他盆地层序与岩相古地理演化提供理论依据。     

陆相断陷湖盆强制湖退及沉积响应:以莱州湾凹陷沙三段为例*

强制湖退体系域(FSST)是由相对湖平面下降驱动、发育于相同层序高位体系域之上及新层序低位体系域之下、在相对湖平面下降时期形成的、与油气勘探关系密切的一种退覆地层,与沉积物供给的变化无关。基于三维地震、钻井岩心和测录井资料,在层序地层学和沉积学理论指导下,发现莱州湾凹陷古近系沙河街组三段发育一套强制湖退体系域地层,垂向上可划分为3期,自下而上命名为P1、P2和P3,P1向湖盆中央终止于FSST底界面,P3顶部为显著不整合的层序界面。顺物源方向地震响应特征为缺失顶积层的低角度斜交前积反射,该反射自西向东推进到湖盆中央;在垂直物源方向的地震剖面上,可见下切谷地震响应。测井响应GR曲线呈漏斗状的复合体,表明沉积响应为上粗下细的反旋回。岩心及测井相分析结果表明,该FSST为一套河流—三角洲沉积体系,三角洲前缘伴生滑塌湖底扇沉积体。综合盆地区域构造演化、沉积物供给和气候变化等因素,认为该套沉积体系是气候相对干旱和绝对湖平面下降的共同产物。莱州湾凹陷沙三段FSST的发现对其沉积解释具有重要地质意义,对研究区进一步的油气勘探开发具有指导意义,也对研究陆相断陷湖盆FSST的形成与发现具有借鉴意义。     

低可容空间浅水三角洲沉积层序及聚煤模式:以渤海湾地区下二叠统山西组为例*

为研究低可容空间浅水三角洲体系沉积层序及聚煤模式,以渤海湾地区下二叠统山西组为主要研究对象,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示低可容空间浅水三角洲体系聚煤模式。根据沉积相转换面以及下切谷冲刷面两类不整合面(SU)可将山西组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3,每个三级层序代表 1期三角洲。通过最大洪泛面(MFS)与最大水退面(MRS)将每个三级层序划分为LST、TST及HST 3个体系域,代表 9个四级层序。根据岩性参数等值线绘制一系列特定于层序的沉积相图,在可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制下,三角洲平原泛滥平原及三角洲前缘泥炭沼泽为聚煤中心,位于冀中坳陷东部、黄骅坳陷中北部以及济阳坳陷部分地区。泛滥平原中形成的煤层厚度大,且聚煤中心具有随三角洲推进逐渐南移的趋势,三角洲前缘聚煤环境相对较差,形成的煤层厚度较薄,且易被分流河道砂体冲刷。渤海湾地区下二叠统浅水三角洲层序地层学及沉积学分析为聚煤模式提供了基础,该模式包括LST、TST早期、TST中期、TST晚期以及HST 5个时期的演化。煤层主要聚集在Sq1与Sq2的TST以及HST时期。这些成果对渤海湾地区煤炭资源勘探及提高钻探工程地质效果具有现实意义。     

低可容空间浅水三角洲沉积层序及聚煤模式:以渤海湾地区下二叠统山西组为例*

为研究低可容空间浅水三角洲体系沉积层序及聚煤模式,以渤海湾地区下二叠统山西组为主要研究对象,开展层序地层研究,在层序地层格架内揭示低可容空间浅水三角洲体系聚煤模式。根据沉积相转换面以及下切谷冲刷面两类不整合面(SU)可将山西组划分为3个三级层序Sq1、Sq2及Sq3,每个三级层序代表 1期三角洲。通过最大洪泛面(MFS)与最大水退面(MRS)将每个三级层序划分为LST、TST及HST 3个体系域,代表 9个四级层序。根据岩性参数等值线绘制一系列特定于层序的沉积相图,在可容空间增长速率及泥炭堆积速率的控制下,三角洲平原泛滥平原及三角洲前缘泥炭沼泽为聚煤中心,位于冀中坳陷东部、黄骅坳陷中北部以及济阳坳陷部分地区。泛滥平原中形成的煤层厚度大,且聚煤中心具有随三角洲推进逐渐南移的趋势,三角洲前缘聚煤环境相对较差,形成的煤层厚度较薄,且易被分流河道砂体冲刷。渤海湾地区下二叠统浅水三角洲层序地层学及沉积学分析为聚煤模式提供了基础,该模式包括LST、TST早期、TST中期、TST晚期以及HST 5个时期的演化。煤层主要聚集在Sq1与Sq2的TST以及HST时期。这些成果对渤海湾地区煤炭资源勘探及提高钻探工程地质效果具有现实意义。     

鄂尔多斯盆地东缘保德地区上古生界层序地层与沉积相特征*

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘层序地层与沉积相特征,以层序地层学和沉积学理论为指导,对鄂尔多斯盆地东缘保德扒楼沟剖面及周缘上古生界的层序与体系域界面类型、层序结构、沉积相类型及沉积演化进行研究。依据区域性不整合面、下切谷冲刷面、海侵方向转换面和区域性海退面等层序界面将研究区上古生界划分为7个三级层序,分别对应于本溪组、太原组2段、太原组1段、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。保德扒楼沟及周缘上古生界剖面发育16种岩石类型和8种岩石组合。区内上古生界发育障壁海岸相、碳酸盐岩台地相、辫状河相和曲流河相。SQ1-SQ3中低位体系域发育风化壳和潮道亚相,海侵体系域发育潮坪亚相和潟湖亚相,高位体系域发育碳酸盐岩台地相、潟湖亚相和潮坪亚相;SQ4-SQ7中低位体系域发育辫状河河床亚相,海侵体系域主要发育曲流河泛滥平原亚相,高位体系域主要发育多期曲流河河床亚相—堤岸亚相—泛滥平原亚相的演化序列。区内上古生界经历了由障壁海岸相和碳酸盐岩台地相向河流相的演化过程,沉积演化主要受物源供给、海平面变化和构造活动的控制。     

塔里木盆地北部地区奥陶系层序地层格架与沉积演化*

应用层序地层学和沉积岩石学的原理与方法,深入分析塔里木盆地北部地区(塔北地区)轮南、哈拉哈塘和英买力3个构造单元逾百口钻井的岩心、薄片、测井等资料,结合主要构造运动及海平面变化的研究,建立塔北地区奥陶系层序地层格架,阐述格架内沉积特征及演化。根据区域性不整合界面划分2个二级层序(SSQ1,SSQ2),SSQ1包括下奥陶统—中奥陶统,SSQ2包括中奥陶统—上奥陶统;再根据岩性岩相转换面划分11个三级层序(OSQ1—OSQ11);进一步根据主要海泛面,划分海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。塔北地区奥陶纪沉积环境主要为浅海台地,经历了局限台地—开阔台地—淹没台地—台地边缘的演化过程,最终因陆源碎屑的注入破坏了台地的沉积环境,晚奥陶世塔北地区转为混积台地环境。     

准噶尔盆地腹部下侏罗统三工河组旋回样式及砂体叠置规律*

准噶尔盆地下侏罗统三工河组粗粒辫状河三角洲沉积几乎淤浅整个湖盆,形成盆地中生代主要储集层系。当前对三工河组层序旋回性的认识存在分歧,旋回性沉积的驱动机制也缺乏研究,并因此导致对砂体叠置样式和组合规律的认识具有较大争议。利用研究区钻遇三工河组38口井的取心及测井资料,基于沉积学和沉积盆地分析等基本原理,系统分析了三工河组沉积旋回特点,在此基础上对砂体叠置特点和组合规律进行了详细研究。结果表明,准噶尔盆地腹部三工河组退积式辫状河三角洲砂体由河道强冲刷叠置砂体、河道弱冲刷叠置砂体、河上坝组合砂体、远砂坝—席状砂组合砂体、滩坝组合砂体等5类不同叠置样式的砂体组成,可划分为4个体系域级正旋回,不发育反旋回沉积。第一旋回为高湖平面期断续分布的滩坝组合砂体,第二旋回为自最低湖平面开始的湖侵过程中连片沉积的河道强冲刷叠置砂体、河道弱冲刷叠置砂体和河上坝组合砂体,第三旋回主要为自低湖平面开始的湖侵过程中接近连片沉积的河道弱冲刷叠置砂体和远砂坝—席状砂组合砂体,第四旋回为最高湖平面期零星分布的滩坝砂体组合。推测准噶尔盆地基底幕式快速抬升和总体缓慢沉降的构造运动特点,导致了三工河组4个正旋回之间的(强)冲刷特征及退积式叠加样式的形成。     

古鄱阳湖陆相盆地沉积与物源相关性特征的研究

本文以古鄱阳湖东北缘陆相盆地与基底母岩物质来源为例,阐述陆相盆地源区的输送和盆地沉积过程存在的紧密相关性.这种相关性最直接的特征是基底母岩区的岩性往往直接控制了盆内沉积物的类型,可以说,有什么样的母岩成份和风化剥蚀的方式,就会在盆内形成什么样类型的沉积物.母岩的风化剥蚀作用始终是盆内沉积源源不断的物质来源,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源区的母岩类型.研究这种风化与沉积、剥蚀与堆积的相关性特征是陆相盆地供给和充填作用的一大特色.这种相关性研究的深入,不但大大提高地层划分的精度,而且也十分有助于陆相地层的广泛对比.尤其是成盆的早期和晚期的粗碎屑岩系的堆积尤为显著,这是因为粗碎屑岩系中的砾石,最能够直接反映母岩的性质,因而是判断母岩成份、基底抬升程度以及遭受风化剥蚀程度和方式等的标志.     

Interaction between Downslope and Alongslope Processes on the Margins of Daihai Lake,North China: Implication for Deltaic Sedimentation Models of Lacustrine Rift Basin

Daihai Lake, a modern lacustrine rift basin, located in Inner Mongolia, North China, serves as an important modern analog for understanding deltaic depositional processes in an active rift setting. Two of the deltas (Yuanzigou delta and Bulianghe delta) on the margins of Daihai Lake were surveyed to compare and contrast stacking patterns using aerial photographs, field trenching and sediment sampling. Shallow cores and trench data collected from the margins of Daihai Lake indicate that a variety of depositional processes have been active since Daihai Lake formed. Two 3-D sedimentation models which employ chronostratigraphic correlation technique were generated. The chronostratigraphic sedimentation models predict and represent the architectures and sand-body continuity of sediments. Stratigraphical coincidence of the broad sheeted drifts and channel erosion suggests a coupling between downslope and alongslope processes. Distributary mouth bars are prevalent in the front of deltas on steeper slopes due to the dominance of down-slope flows. On the contrary, the along-slope currents favor the development of distal bar deposits with sheeted sandbodies on gentle depositional slopes. This study provides an insight into the architecture of complex sedimentary facies associated with highlighting key differences between downslope flows and alongslope currents. The distribution of sand within these deltas is of particular interests, with applications in understanding the architecture of hydrocarbon reservoirs formed in lacustrine rift basin.     

鄱阳湖沉积物近8ka来有机质碳同位素记录及其古气候变化特征

通过对鄱阳湖沉积物的高密度采样和有机质碳同位素分析,讨论了鄱阳湖近 8 ka来的古气候环境.鄱阳湖沉积物有机质δ 13C值为-22.42‰～-32.42‰,属 C3类植物来源.暖湿期δ 13C值相对偏负;冷(凉)干期δ 13C值相对偏正.这些记录表明,鄱阳湖近 8 ka来经历了 4次暖湿和 4次冷(凉)干的气候环境变化, 7 900～3 660 a B.P.、3 440～2 990 a B.P.、2 940～2 170 a B.P.、1 820～6 50 a B.P.属相对温暖湿润的气候环境;3 660～3 440 a B.P.、2 990～2 940 a B.P.、2 170～1 820 a B.P.、650～200 a B.P.为相对冷凉干旱的气候环境,自 200 a B.P.(1 750 A.D.)以来湖区气候开始转暖.暖湿期持续时间较长,冷(凉)干期持续时间较短,1 000 a B.C.左右为一次重要的气候变冷事件.我国全新世几个特征性气候在湖区均有不同的显示,并与孢粉、硅藻、历史记录所反映的古气候环境对应性较好,可以作为恢复古气候变化的灵敏指标.     

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。     

流域生物、化学风化对小冰期气候变化的响应

岱海近500年沉积物的孢粉，介形类和地球化学记录表现了流域生物，化学风化对全球性小冰期气候波动明显而快速的响应，孢粉量的下降，化学风化强度的减弱（高Rb/Sr比值）以及意外湖花介（Limnocythere inopinata)的繁盛反映了小冰期最盛期岱海地区以干旱为特征的气候环境及其造成的高矿化度湖水，其中，介形类丰度及种类对环境变化的反应最迅速，植被生长的调节则要缓慢一些，内陆湖泊流域植被的衰弱与干旱环境下化学风化强度的减弱以及风尘作用的加强是相辅相成的。     

巴丹东、西湖地貌演化及其对湖泊水体特征的影响

巴丹湖区位于巴丹吉林沙漠的东南缘,发育很多被纵向沙垄一分为二、水体化学特征悬殊的双湖系统。前人对此类湖泊成因及风成地貌过程如何影响湖泊水文特征缺乏系统的研究。通过对沙漠东南缘局部风向和巴丹东、西湖湖盆形态的分析反演湖区的地貌演化,从而对湖泊水化学等特征的差异进行解释。水化学测试结果显示：巴丹东湖湖水的TDS为15 g/L左右,为微咸水;西湖的TDS是东湖的上百倍,为盐水。Google Earth遥感影像和DEM反映出巴丹吉林沙漠盛行NW风,东南缘风向及风力多变;巴丹东湖湖盆深于西湖湖盆。反演了巴丹湖地貌演化的3个阶段：(1)月牙湖形成阶段,即巴丹湖的形成阶段;(2)双湖系统形成阶段,气候干旱使湖泊水位降低、湖盆出露,在NW定向风作用下,新的新月形沙丘形成于湖盆上,将其分割从而导致巴丹东湖湖盆遭受风蚀;(3)纵向沙垄形成阶段,由于局部风向的改变,新月形沙丘在SW向风力作用下往NE向不断延伸,并转变成纵向沙垄。综合分析认为：气候变化是风成地貌演化的驱动力,多次风向的改变产生了湖盆地形西高东低的差异,导致东湖接受的浅层地下水补给大于西湖;当气候变得暖湿时,水位上升致两湖水体连通,由于东湖水位高于西湖,使东湖盐分释放、西湖盐分积累。因此,受地貌演化的影响,巴丹东、西湖形成了悬殊的盐度特征。     

中国盐湖锂资源的产业化现状——以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义,是21世纪的能源金属.近10年,中国主要从国外进口碳酸锂产品.中国是一个多盐湖的国家,盐湖锂占锂资源工业总储量的85%.现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区,具有很好的开发前景.经过多年科研后,目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业.本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件,以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程,探讨了其工艺优化方向.并指出这两个盐湖具有锂资源储量大,品位高的优势,但是受盐湖类型或地理气候条件限制,工艺上有待改善.建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持.