陆源碎屑细粒沉积岩中收缩裂隙形成机制研究进展及地质意义

陆源碎屑细粒沉积岩收缩裂隙广泛发育（湖）海陆过渡相中,其成因机制对古环境研究具有重要指示意义,也是震积岩和微生物成因沉积构造领域的研究热点。通过调研国内外收缩裂隙的相关研究,系统总结了收缩裂隙的形态特征、成因机制及其研究的地质意义。结果表明：收缩裂隙主要发育在（湖）海陆过渡相粉砂岩与黏土岩互层的陆源碎屑细粒沉积岩中,通常发育在粉砂岩层的底面,向下逐渐尖灭于下部黏土岩层,呈肠状、脉状或蠕虫状的粉砂质充填,其层面形态可分为纺锤形裂隙、不规则裂隙、多边形裂隙等多种类型,反映了不同的沉积环境。收缩裂隙的成因包括与盐度变化相关的合气作用、地震作用、风暴作用、微生物席破裂作用等。收缩裂隙对沉积环境、事件性沉积、高频（湖）海退—（湖）海侵界面具有重要指示意义。根据收缩裂隙的形态特征及其组合可以指示沉积相带,根据收缩裂隙的发育特征及其伴生现象可以指示地震、风暴、重力流等事件性沉积;微生物成因的收缩裂隙具有沉积物暴露的指示作用,能够指示不同级次的（湖）海退—（湖）海侵界面及古（湖）海平面变化。     

吐哈盆地大河沿地区塔尔朗组细粒沉积岩特征

通过野外露头详细观察、薄片鉴定、X射线衍射分析、微量元素分析等技术,对大河沿地区塔尔朗组细粒沉积岩矿物成分、沉积构造、岩性岩相类型及沉积环境进行研究。结果表明:塔尔朗组细粒沉积岩矿物成分以石英和方解石为主,含少量长石及黏土矿物;沉积构造类型包括较强水动力下的粒序层理、小型交错层理、脉状层理以及静水环境下的纹层状构造;以颜色、矿物成分、沉积构造等因素为依据将细粒沉积岩划分为5种岩相,包括灰黑色薄层状混合细粒岩相、深黑色页状黏土岩相、灰黑色纹层状混合细粒岩相、灰色薄层状粉砂岩相、灰白色页状灰岩相;岩石类型包括碳酸盐岩类、细粒长英沉积岩类、细粒混合沉积岩类3种岩石类型。塔尔朗组细粒沉积岩沉积期温暖湿润,整体上属于还原的半咸水-咸水湖盆的产物。     

陆相湖盆细粒沉积岩特征及形成机理研究进展

细粒沉积岩是最为常见的岩石类型之一,蕴藏着丰富的油气资源,伴随着非常规油气的发展,有关细粒沉积的研究逐渐成为了热点,但由于陆相细粒沉积岩岩石类型丰富,形成机制复杂,缺乏统一科学的分类方案。对目前常见的陆相细粒沉积岩分类方法进行总结,并依据岩石组分将其分为混合型和碎屑型细粒沉积岩两种,并指明其常见的岩石类型特征;梳理与其相关的成因动力学物理模拟实验成果,其中有关泥级颗粒的搬运—沉积机理已经取得了重大突破。而细粒沉积模式方面,可以分为有机质富集模式,岩相模式以及成因模式,三个模式的内涵和所要解决的地质问题各不相同。在此基础上,提出加强细粒沉积岩不同矿物成分微观结构特征、沉积—成岩机理认识,将岩石微观成因分类方案与宏观成因模式有效融合是未来细粒沉积研究的关键。     

陆相咸化湖盆细粒沉积岩分类及其石油地质意义

细粒沉积岩作为地壳表层最多的岩石类型,蕴藏着丰富的油气资源,是近些年油气工业领域研究的一个热点。由于细粒沉积岩主要由粒径小于0.062 5 mm的颗粒或晶体构成,成分多样复杂,导致其岩石类型术语运用混乱,该问题在陆相湖盆细粒沉积岩研究中尤为突出。为了建立科研人员之间清晰、高效的沟通渠道,提出一套三级命名分类方案,由大到小分别为沉积构造、结构与成分、盐组分。首先,按沉积构造分为层状细粒沉积岩和块状细粒沉积岩;然后,根据沉积结构和成分,划分出7种主要岩石类型;最后,根据盐组分再划分陆相湖盆不同演化阶段的岩石类型。该方案基于描述性的属性作为分类的标准,分级逐级描述,具有反映物源、水动力条件、咸化湖盆演化等成因意义。陆相湖盆细粒沉积岩的岩石学分类,不仅有助于理解细粒沉积岩层系中生烃母质类型和丰度的层位归属及演变,而且有助于预测地质“甜点”空间分布等,对细粒沉积岩的油气资源评价、科学优选目标、提升勘探开发整体效益等具有重要的理论和实践意义。     

沧东凹陷孔二段混合细粒沉积岩相特征及形成环境

沧东凹陷孔二段页岩层系广泛发育混合细粒沉积岩.混合细粒沉积岩的岩石类型划分和沉积环境分析是其成因研究的重要组成部分,有助于总结混合细粒沉积岩的沉积规律,寻找有利勘探目标.通过岩心与薄片观察、二维XRF（X射线荧光光谱）扫描,结合XRD（X射线衍射）、元素地球化学测试等资料,以矿物成分和沉积构造为主要依据,将孔二段混合细粒沉积岩划分为21种岩相;通过Sr/Cu、Mg/Ca、Sr/Ba、V/（V+Ni）、Al、Ti含量、Fe/Mn和（Fe+Al）/（Ca+Mg）等地球化学指标的垂向变化及岩相分析沉积环境演化.沧东凹陷孔二段混合细粒沉积岩主要发育在气候干旱、微咸水-咸水相、水体贫氧、陆源输入较强的半深湖-深湖环境中;岩相类型的发育同时受到水体的高盐度和陆源输入的影响,均一细粒沉积岩分布最广,其次为灰云细粒沉积岩,黏土细粒沉积岩不发育.      

渤海湾盆地东营凹陷古近系细粒沉积岩特征及沉积环境

随着泥页岩油气勘探的深入,详细解剖细粒沉积岩的岩石类型和组成,对后续储集层研究中优势岩石组合的确立有重要意义。通过岩心观察、全岩X射线衍射等分析手段,以矿物含量和沉积构造作为主要依据,将渤海湾盆地东营凹陷古近系沙三下沙四上亚段细粒沉积岩划分为9种岩石类型,其以纹层状混合细粒沉积岩、块状混合细粒沉积岩、纹层状灰岩、纹层状粉砂质灰岩、纹层状黏土质粉砂岩为主。由特征元素比值Ca/Mg、Na/Al、Fe/Mn、Sr/Ba、V/(V+Ni)值及Ti、Al含量的垂向变化,可知东营凹陷细粒沉积岩在古气候、古水深、古盐度及水体氧化还原性、陆源输入程度等方面的演化具有明显阶段性,其气候在沙四上亚段沉积时期表现为由干冷变暖湿,在沙三下亚段沉积时期呈现暖湿相对湿冷暖湿相对湿热的演化;且在不同的演化阶段,岩石组合及特征均有差异。因此,温暖湿润的气候和陆源输入量的增加有助于纹层状混合细粒沉积岩大量沉积,而较为寒冷干燥的气候和相对低的陆源输入易于沉积纹层状粉砂质灰岩。这一结论有利于深化断陷湖盆细粒沉积岩岩石学的基础研究,可为后续油气勘探开发奠定坚实的基础。     

东昆中构造带清水泉地区变沉积岩碎屑锆石UPb年龄及其地质意义

东昆中构造混杂岩带主要由构造混杂岩块、古老基底岩系及原地沉积岩系组成,前人对其做了大量的研究。都兰县清水泉地区的东昆中构造混杂岩带中出露了一套变质沉积地层,作为清水泉蛇绿构造混杂岩的基质岩系,研究其形成时代、构造归属以及沉积物源,对于了解东昆中构造混杂岩带的时代归属及构造演化具有重要的意义。通过对变质沉积岩的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究,获得碎屑锆石年龄范围为1 847~437Ma,可进一步划分为1 847~1 729Ma、1 558~1 400Ma、1 295~1 112Ma、965~749Ma、552~437Ma 5个年龄段。通过年代学、岩相学和区域对比研究,将浅变质沉积岩的形成时代限定为（490±2.6）~（427±4）Ma,为早古生代,归属于下古生界纳赤台群,同时进一步限定东昆中构造混杂岩带的基本构造格架形成于早古生代末期。     

海南岛变碎屑沉积岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

CL成像制约下的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,海南岛北西部中新元古代石碌群的源区岩可能主要为同区的古中元古代抱板群和中元古代花岗质岩,推测其沉积上限约960Ma、下限约1300Ma;而岛中东部早古生代变沉积岩物源较为复杂,可能与新太古宙—古元古代或更老的洋壳基底、同期的基性火成岩及岛北西部的抱板群和中元古代花岗质岩有关,推测其沉积上限约470Ma、下限约514Ma或稍早。锆石SHRIMP年龄谱及Nd模式年龄,虽揭示海南岛东南部与北西部可能具不同的地壳增长历史,但两者约在1000~1200Ma同时经历格林威尔造山事件,并组成Rodinia超大陆一部分。由于晚元古代-寒武纪洋内弧残余在岛中东部可能出现,并于440~509Ma普遍经历一次变质事件,而岛北西则出现中元古代花岗质岩,因而我们认为Rodinia超大陆聚合前,海南岛北西部最可能是劳伧大陆南缘西延部分,而岛东南部更可能位于澳大利亚大陆东部边缘。研究结果还暗示,中新元古代石碌群可能产于陆-陆碰撞有关的前陆盆地,而早古生代火山-碎屑沉积岩可能产于洋内弧相关的环境,因而晚前寒武纪以来海南岛大地构造环境具有由被动大陆边缘经裂谷向活动大陆边缘演化的特点。     

青海共和—花石峡三叠纪碎屑沉积岩的地球化学特征与锆石U-Pb年龄及地质意义

通过对青海共和—花石峡出露的三叠纪碎屑沉积岩系统的岩石学、地球化学与锆石U-Pb年龄的系统研究,揭示这些碎屑沉积岩主要为岩屑砂岩、长石砂岩,源区岩石是在岛弧构造环境与随后的碰撞过程中被抬升到地表后接受剥蚀的镁铁质及其变质深熔产物、古老基底物质及其深熔产物及花岗岩类。Nd亏损地幔模式年龄平均为1.75Ga,与祁连、柴达木、东昆仑基底平均的Nd亏损地幔模式年龄是一致的,均类似于扬子克拉通,说明它们具有共同的块体构造属性,均从冈瓦纳大陆裂解后拼合到欧亚大陆。碎屑锆石U-Pb年龄存在于400～500Ma、250～300Ma两个主要峰与次要的750～1000Ma新元古代峰,反映了祁连、柴达木、东昆仑古生代与早中生代及新元古代重要的构造岩浆作用期,还测得一些>1000Ma到2700Ma的反映祁连、柴达木、东昆仑基底形成年龄。锆石Hf同位素揭示源区地壳增生主要发生于1.7～2.5Ga、2.8～3.6Ga、1.0～1.7Ga三个年龄范围,大部分锆石可能是古老基底与新元古代增生地壳变质深熔混合产物,而晚古生代—早中生代的锆石含有更多的古生代增生地壳组分。西秦岭与共和盆地的三叠系在物源上并没有沟通,三叠纪时西秦岭相对于祁连、柴达木、东昆仑应处于相对较低的地形条件,但仍阻挡两个沉积盆地的贯通。     

水下收缩裂隙形成过程及裂缝充填模式研究

通过野外实地考察测试,对水下收缩裂隙整体形成过程、裂隙内充填物沉积模式、影响因素等进行了详细讨论,并且建立了相应的地质理论模型。水下收缩裂隙的形成共分4个阶段,依次为:泥水混合物进入低洼地带的初始混浊状态;沉积压实稳定阶段;水位线下降,盐度增大,裂隙形成阶段;沉积裂隙充填阶段。其中“异常高压作用”,对于初始裂隙的形成、沉积物孔隙水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。上述两种地层裂隙内充填物沉积特征均与后期充注期次相对应,表现出很好的韵律性。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

河北兴隆中元古界大红峪组微生物成因构造特征及其地质意义

河北兴隆一带的中元古界长城系大红峪组(1 650～1 600 Ma)以潮下坪灰白色厚层块状细粒石英砂岩为主,在砂岩层面上产出丰富的微生物成因构造(MISS).详细描述了MISS的沉积特征,并对其成因进行了初步分析.这些微生物成因构造可能反映了华北中元古代浅海潮坪环境被大面积分布的微生物席所覆盖,微生物席对砂质沉积物表面起到有效的保护作用,在一定程度上降低了沉积物的侵蚀和改造作用,从而影响基本沉积作用过程.大红峪组砂岩层面上发育的MISS为探索元古宙浅海环境微生物-沉积作用关系提供了研究材料,对这些MISS的深入研究可以加深对元古宙碎屑沉积体系的理解,从而促进微生物席沉积学的发展.     

松辽盆地白垩系泉头组碎屑沉积岩岩石地球化学特征及其地质意义

松辽盆地庆安地区白垩系泉头组碎屑沉积岩主要由砂岩、泥岩和粉砂岩类组成。通过对白垩系泉头组碎屑沉积岩岩石样品的岩石化学分析表明 :主元素化学分类结果主要为长石砂岩、页岩 ,少量岩屑砂岩和硬砂岩 ;稀土元素分布模式显示其明显富集轻稀土及Eu负异常 ,并与NASC和PAAS稀土分布模式相似 ;碎屑沉积岩与上地壳的微量元素含量比值曲线显示为平坦型 ,这说明沉积岩是在活动性较弱的构造背景下缓慢沉积 ,具有被动大陆边缘和活动大陆边缘沉积物的特点。松辽盆地庆安地区白垩系泉头组碎屑沉积岩物质来源于张广才岭海西期花岗岩 ,后者的物源来自于上地壳。     

南乌拉尔地区中—新元古代地层序列及碳酸盐岩和碎屑岩发现臼齿构造的地质意义

中—新元古代地层在南乌拉尔海槽中极为发育,地层厚度巨大,几个阶段的构造演化和沉积特征清晰可见。新太古代和下里菲是俄罗斯重要的大型层状铁矿和菱镁矿的宿主地层,中里菲群(元古宙地层)地层厚度极大,伴随了几次沉积旋回,发育了从深海相到大陆缓坡的碳酸盐岩沉积;随着新元古代末次冰期之后,文德系发育了可全球对比的白海动物群(伊迪卡拉动物群)。笔者首次确认了南乌拉尔地区中—新元古代地层3套臼齿构造,其中巴卡尔组(Bakal)碳酸盐岩臼齿构造与碎屑岩地震液化脉互层共生,特别是大量臼齿构造也发育在大型叠层石中。从臼齿构造与碎屑岩液化脉互层的共生特征,说明发育在碳酸盐岩中臼齿构造与地震机理的液化作用有关。该3套臼齿构造与中国华北地台中—新元古代地层中发现的臼齿构造(液化脉)时代大体接近。     

皖南南华系上溪群羊栈岭组中段细碎屑岩的地球化学特征及其地质意义

皖南地区前寒武纪地层广泛出露,包括上溪群和溪口群,其中上溪群羊栈岭组中段岩性以泥岩、粉砂岩和细砂岩等细碎屑岩为主,并含有多套砾岩层。通过对绩溪县杨溪镇和东至县葛公镇剖面羊栈岭组中段细碎屑岩的地球化学分析,发现羊栈岭组中段样品具有相对较高的Al₂O₃/TiO₂比值（21.57）、较高的LREE/HREE比值（6.98）和明显的负Eu异常（0.71）,在TiO₂和Al₂O₃二元图解、Zr和TiO₂二元图解及La/Th-Hf二元图解中,大多数样品落入长英质物源区中。表明它们的物源以长英质岩石为主。此外,反映源区风化程度的参数CIA、CIW和PIA值均较低,平均值分别为71.6、75.4和71.2,分别低于PAAS的76.4、82.7和79.0,表明源区的风化程度较低。将样品的地球化学特征和皖南新元古代岩体和火山岩进行比较,发现它们具有亲缘性,结合其它岩石学和地层学证据认为这些岩体和火山岩为沉积物提供了重要的物源。在主量元素判别图中,样品主要落入活动大陆边缘区并受大陆岛弧的影响,在微量元素构造背景判别图中,样品均落入大陆岛弧区。此外,样品的各种REE元素特征值属于大陆岛弧来源的沉积物的范围,同时又与活动大陆边缘沉积物相近,指示羊栈岭组中段可能代表了一套活动大陆边缘的弧后盆地沉积。而羊栈岭组中段作为一次完整的海侵-海退序列中的一部分可以代表整个上溪群形成的构造背景。     

陆相碎屑岩成岩作用系统研究进展及发展趋势

文章围绕陆相碎屑岩成岩作用系统这一议题,概述了成岩作用系统研究的发展历程,总结近年来国内外成岩作用系统的研究进展,提出了未来的研究趋势。认为当前陆相碎屑岩成岩作用系统研究取得的进展包括5个方面:(1)原始沉积环境对成岩作用系统的影响,(2)成岩流体对成岩作用系统的影响,(3)构造作用对成岩作用系统的影响,(4)成岩系统的封闭性与成岩作用的关系,(5)层序控制下的成岩响应。未来成岩作用系统研究的趋势:各种实验手段的革新和综合利用、成岩系统过程恢复、成岩作用定量化研究及多学科交叉融合等方面将是未来成岩作用系统研究的主要方向,必将推动成岩作用系统研究进入新的阶段。     

过渡型流体转换对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义

洪水型重力流是重力流沉积学的研究热点,以往研究认为洪水型重力流具有紊流支撑的流体性质,对于其流体性质转化及其沉积记录的识别不够深入。近年研究揭示重力流沉积过程中可形成多种过渡型流体,具有特殊流体转换机制和沉积特征。通过调研国内外最新文献,系统介绍了过渡型流体基本特征、沉积机制方面的研究进展,并讨论了其对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义。研究结果表明：在少量黏土矿物影响下,沉积物重力流流体的性质即可由紊流向层流转化,形成特殊的过渡型流体。转化过程主要取决于黏土矿物含量和类型控制的流体内聚力和流速控制的紊流应力二者之间的相互作用。过渡型流体可以产生大型流水沙纹(large current ripple)、砂质纹层—泥质纹层间互形成的低幅度沙波(low amplitude bed wave)等独特的底床类型。尽管实验研究揭示了过渡型流体可能形成的沉积底床特征,针对洪水型重力流沉积记录中过渡型流体的解释仍十分缺乏,尤其是过渡型流体转换机制及其沉积响应仍亟待深入探索。过渡型流体的沉积底形是研究洪水型重力流沉积动力机制的重要载体,可为深入理解洪水型重力流沉积过程提供新视角,同时可能具有更广泛的...     

过渡型流体转换对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义

洪水型重力流是重力流沉积学的研究热点,以往研究认为洪水型重力流具有紊流支撑的流体性质,对于其流体性质转化及其沉积记录的识别不够深入。近年研究揭示重力流沉积过程中可形成多种过渡型流体,具有特殊流体转换机制和沉积特征。通过调研国内外最新文献,系统介绍了过渡型流体基本特征、沉积机制方面的研究进展,并讨论了其对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义。研究结果表明：在少量黏土矿物影响下,沉积物重力流流体的性质即可由紊流向层流转化,形成特殊的过渡型流体。转化过程主要取决于黏土矿物含量和类型控制的流体内聚力和流速控制的紊流应力二者之间的相互作用。过渡型流体可以产生大型流水沙纹（large current ripple）、砂质纹层—泥质纹层间互形成的低幅度沙波（low amplitude bed wave）等独特的底床类型。尽管实验研究揭示了过渡型流体可能形成的沉积底床特征,针对洪水型重力流沉积记录中过渡型流体的解释仍十分缺乏,尤其是过渡型流体转换机制及其沉积响应仍亟待深入探索。过渡型流体的沉积底形是研究洪水型重力流沉积动力机制的重要载体,可为深入理解洪水型重力流沉积过程提供新视角,同时可能具有更广泛的沉积学研究价值。     

吐哈盆地胜北洼陷七克台组浅水湖相细粒沉只岩岩目特征、成因模式及页岩油意义

本文通过岩芯观察、常规薄片、全岩X射线衍射分析和扫描电镜等技术手段,结合无机地球化学沉积环境指标,对胜北洼陷七克台组二段(J2q2)浅水湖相细粒岩的岩相特征和沉积环境等进行研究,建立浅水湖相细粒岩沉积成因模式,并分析了其页岩油/致密油储层意义.研究结果表明:研究区细粒沉积岩具有复杂的矿物成分和沉积组构,有机质含量变化较大.综合矿物组分、沉积构造、有机质特征等因素,将七克台组二段细粒岩划分了11种岩相类型,主要为多组分混杂岩相,每一类岩相具有多种沉积构造,包括块状、含颗粒非纹层状和纹层状等类型.其中以含有机质块状长英质细粒混积/沉积岩相、含有机质块状碳酸盐细粒混积/沉积岩相和含有机质块状黏土质细粒混积岩相为主,少量的富有机质纹层状碳酸盐细粒混积/沉积岩相和含颗粒非纹层状碳酸盐细粒混积/沉积岩相.在古气候偏干旱、古盐度高、水体相对较深、陆源碎屑供给弱的条件下,湖盆水体主要发生化学和生物化学作用,碳酸盐细粒沉积岩/混积岩相较发育.不同沉积环境的岩相在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结为4种岩相组合类型,分别形成于浅水碳酸盐颗粒滩-湖湾相组合、湖湾-灰泥坪相组合、灰泥坪-砂泥坪相组合和混积滩坝-浅湖泥相组合.在细粒岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了七克台组二段浅水湖相细粒岩沉积模式.该套细粒岩具有中等偏高的生烃潜力,碳酸盐含量高的细粒岩发育碳酸盐晶间孔隙和微裂缝,且脆性矿物含量高而易于后期压裂改造,具备形成页岩油/致密油的有利条件,具有重要的勘探意义.