鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序—古地理与聚煤规律*

为研究鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序地层格架下的沉积演化与聚煤规律,利用野外露头、钻孔以及测井资料,识别出瓦窑堡组共发育5种岩石类型及17种岩相类型。以区域不整合面、地层颜色突变面和河道下切谷冲刷面等层序地层界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序SQ1、SQ2和SQ3,确定了每个层序的沉积范围、岩相组合及沉积体系。采用单因素作图法,综合考虑沉积相等多因素确定沉积单元边界,恢复了三级层序的沉积格局。瓦窑堡期沉积单元主要为曲流河、冲积平原沉积、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊,自SQ1期至SQ3期,冲积平原、三角洲沉积逐步向湖域推进,滨—浅湖范围逐渐萎缩。三角洲平原的发育为聚煤作用提供了有利场所,形成了具有一定工业价值的煤层。从SQ1期到SQ3期,聚煤作用主要发生于湖侵体系域,且随着聚煤作用逐渐增强,泥炭堆积速率与可容空间增加速率逐渐达到平衡,煤层总厚度和单层煤层最大厚度逐渐增大。该研究成果可为鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组煤炭资源潜力预测和富油煤形成机理研究提供地质依据。     

鲁西豫东地区奥陶纪岩相古地理特征及其演化*

鲁西豫东地区奥陶系碳酸盐岩地层是重要的石油和地下热水储集层。受限于基础地质资料,前人对鲁西豫东地区奥陶系层序划分存在争议,缺少对岩相古地理演化的精细刻画。为明确奥陶系层序地层特征与各期岩相古地理演化特征,通过对鲁西豫东地区周缘野外地质剖面考察、19口井岩心观察以及测井曲线特征分析,在层序地层格架内,对奥陶纪岩相古地理展布及其演化特征进行了研究。结果表明,根据层序界面类型和最大海泛面发育位置,研究区奥陶系可划分为SSQ1-SSQ2共2个二级层序和SQ1-SQ4共4个三级层序; 沉积相类型为海相碳酸盐岩台地,包括局限台地、开阔台地和蒸发台地3种亚相,并进一步细分为灰坪、颗粒滩、泥灰坪、灰-云坪、云坪、潟湖、含膏云坪和膏云坪8种沉积微相; 岩相古地理单元整体表现出陆表海的沉积建造特征,各期旋回性沉积为储集层叠置发育奠定了物质基础,云坪、膏云坪、含膏云坪、颗粒滩微相易于形成有利储集空间,是区域地热资源勘探开发的重点领域。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界层序地层格架及含气砂体沉积演化特征*

鄂尔多斯盆地长期存在“南油北气”的固有认识,晚古生代早期砂体不发育与分布规律不清的认识,长期制约了盆地东南部天然气勘探开发的步伐。因此,加强盆地东南部上古生界煤系含气地层地质方面的研究、尤其是层序地层与储集砂体成因研究,对进一步增储上产具有重要理论与实践意义。作者采用Vail经典层序地层理论与方法,对鄂尔多斯盆地东南部上古生界进行层序地层研究: 首先对层序界面进行识别,以岩性、旋回和沉积特征变化作为识别依据,并提出二级层序界面上下岩性组合变化巨大、二级界面之上叠置的低位砂厚度巨大的观点,共将本溪组—石盒子组划分为3个二级层序,11个三级层序;其次根据层序内部砂体堆积、迁移样式对体系域进行了划分。通过大量钻井的层序单元追踪对比与岩心精细描述,重点分析层序格架内主要含气层段本溪组、山西组及盒8段储集砂体的空间叠置关系,结合不同时期基准面旋回变化及其形成机制对其进行探讨,认为优势含气层段储集层中本2段具有障壁迁移、毯式连通,山2段具有低位控砂、面线连通,山1段具有侧向迁移、接触式连通,盒8段具有迁摆叠置、多向连通的特点。     

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。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代沉积演化*

基于笔者多年对鄂尔多斯盆地及周缘地区晚古生代研究成果,结合野外剖面实测、钻井资料分析、地层学与层序地层学、地球化学、年代学等研究结果,从岩性特征、地层厚度、地层接触关系、物源分析、沉积相类型多方面进行对比研究,认为鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界是华北地台的一部分,因此,其沉积充填及沉积演化研究必须置于晚古生代大华北盆地之中。在此研究基础上绘制了晚古生代各组鄂尔多斯盆地及周缘沉积相平面展布图,亮点是向东部和南部进行了扩张,并详述了晚古生代沉积演化过程,为该时期华北地台原始沉积面貌的恢复提供了新的依据。     

鄂尔多斯盆地加里东期不整合面类型及分布特征*

加里东期不整合面是早古生代华北板块内一个重要的盆地性质转换界面。鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳岩溶型油气藏和二叠系本溪组、太原组铝土质泥岩气藏的发现,促进了地质学家对该地区古生代加里东运动性质的探讨。基于大量的野外露头、钻井和地震资料,对加里东运动形成的不整合面的识别标志、不整合类型及其空间分布、不整合结构和时间变量进行深入解析。研究表明: (1)加里东运动后,鄂尔多斯盆地的古地貌形态大致可分为鄂托克旗—定边一带的高地貌区、神木—靖边—富县以及吴忠地貌过渡区、中东部地势低缓东倾区; (2)奥陶系顶部不整合面相邻地层呈角度各异的接触关系,具有“削截(下)—整一(上)”、“削截(下)—超覆(上)”的结构,整体表现为盆地边缘为具削截和褶皱的高角度不整合、盆缘向盆内过渡地区的低角度不整合及盆内大范围分布的平行不整合; (3)不整合面也是上、下古生界之间形成的主要风化壳界面,长期的沉积间断和风化剥蚀为该区铝土质泥岩发育奠定了环境背景,而铝土岩不仅可作为下古生界风化壳气藏的理想盖层,同时也是陇东勘探新区天然气大规模聚集成藏的有利场所。     

鄂尔多斯盆地加里东期不整合面类型及分布特征*

加里东期不整合面是早古生代华北板块内一个重要的盆地性质转换界面。鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳岩溶型油气藏和二叠系本溪组、太原组铝土质泥岩气藏的发现,促进了地质学家对该地区古生代加里东运动性质的探讨。基于大量的野外露头、钻井和地震资料,对加里东运动形成的不整合面的识别标志、不整合类型及其空间分布、不整合结构和时间变量进行深入解析。研究表明: (1)加里东运动后,鄂尔多斯盆地的古地貌形态大致可分为鄂托克旗—定边一带的高地貌区、神木—靖边—富县以及吴忠地貌过渡区、中东部地势低缓东倾区; (2)奥陶系顶部不整合面相邻地层呈角度各异的接触关系,具有“削截(下)—整一(上)”、“削截(下)—超覆(上)”的结构,整体表现为盆地边缘为具削截和褶皱的高角度不整合、盆缘向盆内过渡地区的低角度不整合及盆内大范围分布的平行不整合; (3)不整合面也是上、下古生界之间形成的主要风化壳界面,长期的沉积间断和风化剥蚀为该区铝土质泥岩发育奠定了环境背景,而铝土岩不仅可作为下古生界风化壳气藏的理想盖层,同时也是陇东勘探新区天然气大规模聚集成藏的有利场所。     

华南晚二叠世层序—古地理及聚煤规律*

晚二叠世是地质历史中重要的成煤时期,在中国南方多个省区都形成了可采煤层。受海平面变化的影响,华南地区晚二叠世发育一套完整的陆相—海陆过渡相—海相含煤岩系。通过对野外露头及钻孔剖面资料分析,识别出了区域不整合面、下切谷底部冲刷面、河道间古土壤层和沉积相转换面等关键层序地层界面,以及依据海相石灰岩标志层横向分布规律反映的区域最大海泛面,同时结合前人关于华南地区地层对比及煤层对比方面的成果,将华南上二叠统划分为3个三级层序及9个体系域。利用单因素分析多因素综合作图法恢复了各层序中岩相古地理及煤层分布规律,结果表明:层序Ⅰ中煤层主要形成于潮控下三角洲平原以及潟湖潮坪环境,厚煤层的展布受这些沉积相带控制;层序Ⅱ中三角洲平原环境中煤层最厚,开阔台地煤层最薄,平面上煤层厚度表现为西部厚、中部次之、东部无煤的阶梯式递变;层序Ⅲ中煤层主要形成于三角洲平原环境,此时聚煤作用主要发生于华南西部的康滇古陆东侧,在华南中部及东部大部地区发育的浅海台地和深水盆地均不利于聚煤作用发生。     

冀中坳陷奥陶纪岩相古地理*

碳酸盐岩是冀中坳陷下古生界重要的古潜山油气储集层。研究表明,冀中坳陷奥陶系属于陆表海型台地,进一步划分为潮上带、潮间带、局限潮下和开阔潮下4个沉积亚相,以及泥云坪、膏云坪、云坪和云质潟湖等11种沉积微相,并构成了4个三级层序(SQ1~SQ4),其中SQ4仅发育海侵域。奥陶纪首次海侵期沉积的冶里期(SQ1-TST)在区内由北向南发育了开阔潮下—潮间—潮上亚相沉积。亮甲山期(SQ1-HST)主要发育潮间亚相沉积,局部为潮上亚相。下马家沟期(SQ2-TST)和上马家沟组沉积晚期(SQ3-TST)分别为第2次和第3次海侵,区内均以局限潮下和开阔潮下亚相为主,局部发育生屑滩和砾屑滩;上马家沟组沉积早期(SQ2-HST)和峰峰组沉积早期(SQ3-HST)以发育潮间和潮上亚相为主,是白云岩的稳定沉积期。峰峰组沉积晚期(SQ4-TST)记录了第4次海侵,以发育开阔潮下亚相为主,北部地区零星发育潮间云灰坪微相。受加里东构造运动影响,华北地台整体抬升,冀中坳陷奥陶系顶部受到剥蚀,直至石炭纪再次接受沉积。     

鄂尔多斯盆地上古生界层序地层划分及演化

利用露头、岩心、钻测井、地震资料,进行层序界面识别,建立鄂尔多斯盆地上古生界的层序地层格架,将其划分为5个二级层序、19个三级层序,并分析了层序的体系域构成及其基本特征。二级层序对应于特定的构造—沉积演化阶段:SS1—裂陷海湾与局限海共存阶段;SS2—统一陆表海阶段;SS3—近海平原沼泽、三角洲阶段;SS4—近海湖盆沉积阶段;SS5—内陆红色碎屑岩沉积阶段。建立了三种层序格架中的沉积砂体发育模式（包括太原组的海陆交互相潮坪—三角洲模式,山西组的近海平原沼泽—三角洲模式、下石盒子组的辫状河—辫状三角洲模式）,并对层序格架中的主要砂体类型及分布进行分析预测。     

沁水盆地晚古生代煤系层序地层及岩相古地理研究

运用层序地层学及沉积学的方法和原理,根据野外露头、钻井及区域地质资料分析,认为山西沁水盆地煤系主要存在碳酸盐岩台地、碎屑岩浅海和三角洲等沉积相类型.进行层序界面的识别、沉积相的分析和准层序的研究对比,将沁水盆地煤系划分为两个层序,每个层序又分为海侵体系域和高位体系域（缺低位体系域）.在此基础上,以体系域为单位编制了岩相古地理图,并分析了各个体系域的岩相古地理特征.     

鄂尔多斯地区早古生代岩相古地理*

鄂尔多斯地区早古生代沉积了一套以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主的沉积建造,沉积厚度巨大,沉积类型多样,可以划分为海岸沉积、碳酸盐岩台地沉积、台地边缘沉积和深水斜坡—海槽沉积4大沉积类型以及数个亚相和微相,并对各个沉积相带的沉积特征和时空展布进行了归纳和总结。在此基础上,编制了早古生代岩相古地理图1套。岩相古地理研究表明,早寒武世仅在鄂尔多斯西南缘环陆发育了一套泥砂坪、泥云坪沉积;中寒武世海侵扩大,广大的鄂尔多斯中东部逐渐由砂泥坪发展为局限—开阔台地沉积,在其西缘发展为台地边缘—深水海槽沉积;晚寒武世开始海退,中东部主体演变为局限台地云坪沉积,而西侧的深水斜坡—海槽则继续发育。早奥陶世鄂尔多斯主体为一古陆,仅在东南缘形成环陆泥云坪和云灰坪相沉积;中奥陶世的大规模海侵使鄂尔多斯大部地区形成了广阔的浅水陆表海沉积,在陕北凹陷发育膏盐湖沉积,向外依次发育局限台地和开阔台地沉积,中奥陶世晚期西南侧开始发育台地前缘斜坡—深水海槽沉积;晚奥陶世的加里东运动使鄂尔多斯整体抬升为陆,仅在西南缘的狭窄海域接受沉积,由碳酸盐岩台地很快过渡为深水斜坡—海槽沉积,并在南缘发育生物礁建造,形成陆缘海型镶边台地沉积。     

鄂尔多斯东南部上古生界层序地层特征

鄂尔多斯东南部上古生界可区分出的三级层序界面类型包括区域不整合、构造体制转化面、区域海退面、河道下切面、区域(暴露面)、煤层、灰岩底界与地层叠置样式转化面.基于层序界面特征分析,上古生界本溪组至石盒子组可划分为2个二级层序,其中本溪组、太原组和山西组为1个二级层序(SS1),石盒子组整体划归为1个二级层序(SS2).每个二级层序由区域性的水进-水退旋回组成,为构造控制型层序.二级层序进一步划分为11个三级层序,即本溪组划分出2个三级层序(SQ1和SQ2)、太原组划分出1个三级层序(SQ3)、山西组划分出2个三级层序(SQ4和SQ5)、石盒子组划分出6个三级层序(SQ6-SQ11).其中SQ1-SQ5为海相及海陆交互相沉积层序,SQ6-SQ11为陆相湖盆沉积层序.基于层序地层特征分析,建立了鄂尔多斯盆地东南部地区层序充填模式,对于沉积体系演化、气藏形成及聚集研究都具有指导性意义.     

华南地区晚三叠世含煤岩系层序—古地理

在对露头及钻孔剖面沉积特征研究的基础上,建立了华南地区晚三叠世含煤岩系层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并分析了聚煤规律。根据岩相特征及岩相组合类型,在区内晚三叠世含煤地层中识别出陆相和海陆过渡相两大沉积类型,并可进一步识别出冲积扇、河流(包括辫状河和曲流河)、三角洲、湖泊、潮坪—潟湖、滨海平原和滨浅海等7种沉积类型。陆相沉积主要发育在上扬子地区的四川盆地;海陆过渡相沉积主要发育在东南部湘赣粤滨浅海。在晚三叠世含煤岩系中识别出区域性不整合面和构造应力转换面、砂砾岩体底部冲刷面和岩性突变面等类型的层序界面,将含煤岩系划分为5个三级层序。以三级层序为古地理作图单元,恢复了研究区的古地理格局。由煤层厚度与岩相古地理平面展布规律可知,最有利的成煤环境为三角洲沉积体系,其次为河流、潮坪—潟湖沉积体系,聚煤中心主要分部在四川盆地的乐威煤田以及华蓥山煤田、湘赣粤滨浅海地区的湘东南至赣西萍乡一带。     

鄂尔多斯盆地沉积体系与古地理演化

基于多年来对盆地周缘大量的野外露头勘察以及盆地内部分钻井岩心描述,主要从沉积环境、岩石类型、岩石沉积结构及构造、古生物化石等众多方面,对鄂尔多斯盆地的沉积体系类型和特征以及古地理环境的整体演化进行了全面、系统的研究。结果表明,中新元古代长城期至蓟县期,主要由陆相—滨浅海相沉积转变为碳酸盐潮坪沉积。早古生代辛集期至朱砂洞期,主要由盆地西南缘的环古陆砂坪沉积演变为云坪沉积;馒头期至三山子期,主要发育开阔海台地沉积,但范围变化相对较大;冶里期至亮甲山期,主要由盆地东南缘的环古陆泥云坪沉积演变为云坪沉积;马家沟期大规模海侵形成了广阔的浅水陆表海沉积;峰峰期以台地前缘斜坡和大陆斜坡海槽沉积为主;平凉期盆地南部出现了台地边缘浅滩;背锅山期仅在盆地西南角分布开阔台地及台前斜坡沉积。晚古生代—中三叠世本溪期为填平补齐时期,发育潮坪—潟湖—障壁岛—浅海陆棚沉积:太原期,盆地东部浅海陆棚沉积范围减小;山西期至纸坊期,盆地均主要以三角洲沉积和浅湖沉积为主,但各期沉积范围均有变化。晚三叠世延长期—白垩纪,主要为湖泊沉积并伴有曲流河、辫状河以及三角洲等沉积体系:延长期长7油层组沉积时期湖侵范围最大;富县期至安定期,以曲流河、三角洲和浅湖沉积为主,但浅湖沉积范围在不同时期有明显变化,安定期出现深湖沉积;芬芳河期主要为冲积扇沉积。白垩纪盆内沉积范围变小,主要发育沙漠沉积和浅湖沉积。     

新疆吐哈盆地中、下侏罗统含煤岩系层序地层及古地理

在吐哈盆地中、下侏罗统含煤岩系层序地层分析的基础上,对聚煤期古地理特征及其与聚煤作用的关系进行了研究。结果表明,吐哈盆地中、下侏罗统含煤岩系形成于河流-三角洲-湖泊沉积体系,其中共发育4个三级层序,分别对应于八道湾组、三工河组、西山窑组一、二段和三、四段。吐哈盆地从层序Ⅰ到层序Ⅳ,先后经历了沼泽（层序Ⅰ）-湖泊（层序Ⅱ）-沼泽（层序Ⅲ）-湖泊（层序Ⅳ）过程。在对应于最大湖泛面的湖侵体系域末期和高位体系域早期,较快的可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而有利于厚煤层的堆积。煤层厚度、碳质泥岩厚度与砂砾岩含量呈负相关关系,即砂砾岩含量越少,煤和碳质泥岩厚度越大;地层厚度300～500 m（层序Ⅰ）和400～550m之间（层序Ⅲ）时,煤层厚度最大,说明有利于煤和碳质泥岩聚集的环境是沉降速率中等、陆源碎屑供给相对较少的三角洲间湾、湖湾以及下三角洲平原环境,层序Ⅰ和层序Ⅲ的聚煤中心如艾维尔沟、柯尔碱、桃树园、七泉湖、柯柯亚、鄯善、艾丁湖、沙尔湖、大南湖和三道岭等均属于这类环境。     

塔里木盆地东河砂岩沉积和储层特征及综合分析

东河砂岩是一套海侵初期的沉积产物，东河砂岩不是一个等时沉积体，相当于晚泥盆世晚期至早石炭世早期沉积，具体沉积时间各地有差异。由于东河砂岩是覆盖广泛的海侵初期沉积，因此具有海侵初期填平补齐的特征，其沉积相决定于海侵的速度、沉积物的供给和海侵前的古地貌。塔北地区受塔北古隆起的阻挡，海水在古隆起周围滞留时间较长，又有较粗粒的物源供给，其沉积产物主要是滨岸海滩沉积；塔中地区由于地形复杂，沉积类型也比较复杂，底部砾岩段有河流相沉积，而块状砂岩段和砂砾岩段有河口湾和滨岸海滩沉积，不同段在成分、分选性和粒级上有较大的差异；而其它低平地区主要是海侵期快速的滨岸和陆架沉积。受沉积因素影响，东河砂岩有效储层的分布具有地域性；除沉积因素外，低的地温梯度和短期的深埋藏是优质储层发育的重要控制因素。     

下扬子地区寒武纪层序格架及古地理演化

下扬子地区在寒武纪处于相对稳定的克拉通盆地背景,盆地沉积格局基本上为两坳夹一隆的特点,中部以碳酸盐岩台地沉积为特征,南北为深水碎屑沉积与碳酸盐沉积为特征。作者以下扬子发育的野外露头为主要研究对象,通过精细测量与观测南京、巢湖、杭州等12个露头点露头资料,建立了下扬子地区寒武纪的层序地层格架。寒武纪可划分为2个二级层序及14个三级层序,作者首次以二级层序体系域为单元对寒武纪进行了岩相古地理编图,并对寒武纪层序—古地理演化3个关键的控制因素进行了分析。下扬子区寒武纪古地理格局相对稳定,继承性地发育了开阔台地、局限台地、台地边缘斜坡、盆地等沉积相类型。