北海盆地维京地堑新近纪下切谷发育主控因素及其内部充填特征

下切谷是陆地上一种常见的侵蚀地貌,古今均十分发育,但是不同盆地、不同时代发育的下切谷,无论是在沉积充填特征还是平面展布形态等多个方面都大相径庭。为此,作者依据曼宁公式进行理论推导,再结合分析北海盆地维京地堑发育的典型下切谷实例以及前人进行的相关水槽实验结果总结认为:地形坡度、基准面下降速率及幅度与下切谷所侵蚀地层的岩性是影响下切谷发育模式的最主要因素。这些因素共同控制了:(1)下切谷的弯度指数及宽深比,(2)下切谷平面上发育密度及其规模,(3)与下切谷伴生的陆棚三角洲、陆棚边缘三角洲沉积厚度及展布范围。海侵过程中下切谷的沉积充填类型及岩性,受平均基准面上升速率及沉积物供应量的共同控制,根据沉积充填类型及岩性的不同可将其划分为富砂型陆棚三角洲充填及富泥型河口湾充填两类。     

渤海湾盆地古近纪古地理特征与油气*

渤海湾盆地是一个典型的内陆裂谷盆地,内部发育6个坳陷、4个隆起、54个凹陷和44个凸起。沉积盆地的含油气性与其古地理分布有密切的关系。利用渤海湾盆地各坳陷大量的录井、岩心、古生物、测井、地震资料及前人的大量文献和数据,对渤海湾盆地各坳陷古近系孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组进行了全区对比和统层。在此基础上,对冀中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷内东濮凹陷各组段的沉积相进行了分析,编制了这些区域的古地理图;充分利用前人文献和科研报告中所编制的辽河坳陷、黄骅坳陷、渤海海域古近系各组段的古地理图,编制了渤海湾盆地孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组的古地理图。渤海湾盆地发育数十个含油气凹陷,每个凹陷中心的深湖亚相泥岩构成烃源岩,而在凹陷的边缘发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滩坝等砂体,构成重要的储集层,在有利的成藏条件下,凹陷中央的烃源岩向周围与之互层的储集层供烃形成油藏,在凹陷中央的烃源岩中,还发育了页岩油、页岩气、致密油气等非常规油气。因此,每个凹陷就是油气生成、运聚的基本单元,是一个独立的油气运移—聚集系统。生油凹陷的分布及其古地理特征控制了油气在渤海湾盆地古近系中的平面分布。     

渤海湾盆地古近纪古地理特征与油气*

渤海湾盆地是一个典型的内陆裂谷盆地,内部发育6个坳陷、4个隆起、54个凹陷和44个凸起。沉积盆地的含油气性与其古地理分布有密切的关系。利用渤海湾盆地各坳陷大量的录井、岩心、古生物、测井、地震资料及前人的大量文献和数据,对渤海湾盆地各坳陷古近系孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组进行了全区对比和统层。在此基础上,对冀中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷内东濮凹陷各组段的沉积相进行了分析,编制了这些区域的古地理图;充分利用前人文献和科研报告中所编制的辽河坳陷、黄骅坳陷、渤海海域古近系各组段的古地理图,编制了渤海湾盆地孔店组、沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段、东营组的古地理图。渤海湾盆地发育数十个含油气凹陷,每个凹陷中心的深湖亚相泥岩构成烃源岩,而在凹陷的边缘发育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、滩坝等砂体,构成重要的储集层,在有利的成藏条件下,凹陷中央的烃源岩向周围与之互层的储集层供烃形成油藏,在凹陷中央的烃源岩中,还发育了页岩油、页岩气、致密油气等非常规油气。因此,每个凹陷就是油气生成、运聚的基本单元,是一个独立的油气运移—聚集系统。生油凹陷的分布及其古地理特征控制了油气在渤海湾盆地古近系中的平面分布。     

西太平洋中段沉积盆地新生代构造-沉积演化特征*

西太平洋中段位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的交汇处,是全球沟弧盆体系最为发育的地区,主要发育弧后盆地、弧前盆地和陆架边缘盆地。文中通过综合研究西太平洋中段17个盆地的大地构造背景、盆地的形成与演化和沉积特征后认为:(1)各类盆地的构造-沉积演化均经历4个期次。弧前盆地和弧后盆地的构造-沉积演化可分为俯冲期(K₂-E)、盆地发育期((Ｎ_１^１ -Ｎ_１³)、沉降期(Ｎ_１⁴-Ｎ_１⁵)和挤压期(N₂-Q):俯冲期发育火山岩和变质岩基底,局部为海相碎屑岩;盆地发育期以海相沉积为主,伴有火山活动,局部发育陆相沉积;沉降期以海相和三角洲相沉积为主;挤压期以三角洲相和海相沉积为主,局部发育河湖相沉积。陆架边缘盆地的构造-沉积演化也分为4期,分别为前裂陷期(K₂-E₁)、裂陷期(E₂-(E₃^１)、拗陷期(E₃²-Ｎ_１³)和沉降期(Ｎ_１⁴-Q):前裂陷期和裂陷期主要发育冲积扇—河流—湖泊沉积体系,火山活动强烈;拗陷期沉积环境由陆相向海陆过渡相演化;沉降期以海相和海陆过渡相沉积为主。(2)不同类型盆地的构造-沉积演化特征各不相同:弧前盆地构造以挤压和板块俯冲为主,平均沉积厚度为3.6,km,总体由海陆过渡相向陆相演化;弧后盆地构造受板块俯冲后撤和弧后洋壳扩张作用控制,平均沉积厚度为4.8,km,总体由海相向海陆过渡相演化;陆架边缘盆地构造呈下断上拗双层结构,平均沉积厚度超过10,km,总体由陆相演化为海相。     

南海北部新生代海陆变迁与不同盆地的沉积充填响应*

新生代以来南中国海的多幕旋回运动形成了其北部陆坡性质各异、演化有别的多个陆缘沉积盆地。依据各盆地新生界发育特征、主干地震剖面及钻井资料对南海北部的相对海平面变化与沉积环境进行系统分析,采用年代地层对比的方法探讨南海北部构造演化序列与海陆变迁规律的内在联系,再现了南海北部陆缘新生代的海陆变迁过程,从而建立了南海北部陆缘裂谷盆地、走滑拉分盆地和陆内裂谷盆地的构造—沉积充填一体化模式。新生代海平面整体呈上升趋势,古近纪各盆地以陆相河流、粗粒三角洲湖相沉积为主;而新近纪主要发育滨浅海及三角洲相,呈现出明显的早陆后海的规律。靠近陆地一侧的陆内裂谷盆地北部湾盆地海侵最晚,其古近系充填厚度明显大于新近系,以发育近源扇三角洲为特色;而靠近海域一侧的走滑拉分盆地(莺歌海盆地)则以新近纪海相沉积占优势;陆缘裂谷盆地(琼东南与珠江口盆地)古近纪陆相与新近纪海相相对均衡发育,发育大型三角洲与碳酸盐岩台地。不同盆地的沉积充填特征主要受构造运动与海侵规模控制,并由此奠定了不同盆地的资源前景。     

辽东半岛夷平面发育特征初步探究*

夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为整体来研究是现代夷平面研究的主流。为了探讨辽东半岛夷平面的性质、形成环境等发育特征,对该地区的红色风化壳进行地球化学分析和粒度测试。辽东半岛红色风化壳主要出露于半岛东西两侧,厚度多在4 m左右,化学蚀变指数CIA平均值为82.70,ba值((Na₂O+K₂O+CaO+MgO)/Al₂O₃)平均为0.39,S/A值(SiO₂/Al₂O₃)平均为4.86,黏粒含量平均为8.31%。从分析数据可以看出,辽东半岛红色风化壳是下伏基岩原地风化的产物,推测其形成于温暖、湿润的气候条件下,与南方岩溶区红色风化壳相比具有盐基淋溶率低、富铝化程度低和黏化作用弱的发育特征。结合区域地貌特征,认为研究区红色风化壳的发育主要经历了4个阶段: (1)岩溶作用在古侵蚀基准面之上的整个岩体内进行,地貌起伏逐渐增大;(2)地貌起伏达到最大,覆盖型岩溶、灰色风化壳开始发育;(3)岩溶双层夷平面基本形成;(4)灰色风化壳的发育近乎停止,原本位于古侵蚀基准面之下的灰色风化壳在构造运动作用下全部抬升于现代侵蚀基准面之上形成红色风化壳。因此,研究区的夷平面为古夷平面,发育阶段为红土化阶段。该研究成果可为辽东半岛新近纪以来的新构造运动及海平面变化研究提供初步依据。     

北天山后峡盆地地质特征及形成演化*

作为北天山造山带内的中生代小型山间盆地,后峡盆地的构造属性及成因演化反映了天山造山带的构造演化历史,是认识天山地区陆块拼合、盆山耦合的重要窗口。文中综合利用野外踏勘、地震解释、平衡剖面恢复等研究手段,对北天山后峡盆地地质特征及其成因演化进行了系统研究。结果表明: (1)天山是后峡盆地侏罗纪的重要物源区,该时期石炭系基底仅为1个水下低突起,并未隆升成山而分隔盆地南、北的侏罗系,现今的后峡残留山间盆地是后期构造运动所致;(2)后峡盆地的形成经历了伸展—挤压的复合应力背景,早侏罗世—中侏罗世早期的弱伸展作用形成断陷盆地,晚侏罗世的强烈挤压作用改造了先前的伸展构造并使盆地定型,喜马拉雅构造期的强烈挤压改造主要表现为地层的抬升剥蚀和构造幅度的变化。该研究成果对明确天山造山带的构造演化及指导相邻盆地油气勘探具有重要意义。     

断陷盆地拗陷期河流层序样式及其地貌响应:以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段为例*

对于断陷盆地拗陷期远离滨岸的河流而言,其层序划分是层序地层学研究的难点。本研究在已有钻测井、岩心及地震资料分析基础上,以渤海湾盆地沙垒田凸起区新近系明化镇组下段(简称“明下段”)作为研究对象,将其划分为1个完整的三级层序、4个四级层序(即SQm1-SQm4)。沉积间断面、宽浅下切谷及复合连片砂体是该地区河流层序界面重要的识别标志。每个四级层序均由低可容空间和高可容空间体系域组成。地震地貌学定量分析表明,低可容空间体系有利于低弯度河流(辫状河、低弯度曲流河)发育,高可容空间体系域有利于中高弯度河流发育。新增可容空间和沉积物供给速率的变化对于河流不同体系域的砂体样式具有重要控制作用。     

北天山后峡盆地地质特征及形成演化*

作为北天山造山带内的中生代小型山间盆地,后峡盆地的构造属性及成因演化反映了天山造山带的构造演化历史,是认识天山地区陆块拼合、盆山耦合的重要窗口。文中综合利用野外踏勘、地震解释、平衡剖面恢复等研究手段,对北天山后峡盆地地质特征及其成因演化进行了系统研究。结果表明: (1)天山是后峡盆地侏罗纪的重要物源区,该时期石炭系基底仅为1个水下低突起,并未隆升成山而分隔盆地南、北的侏罗系,现今的后峡残留山间盆地是后期构造运动所致;(2)后峡盆地的形成经历了伸展—挤压的复合应力背景,早侏罗世—中侏罗世早期的弱伸展作用形成断陷盆地,晚侏罗世的强烈挤压作用改造了先前的伸展构造并使盆地定型,喜马拉雅构造期的强烈挤压改造主要表现为地层的抬升剥蚀和构造幅度的变化。该研究成果对明确天山造山带的构造演化及指导相邻盆地油气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩沉积特征及其对天然气成藏的控制作用*

北岔沟砂岩为华北地台二叠系山西组与太原组划分对比的主要标志层,在鄂尔多斯盆地呈大面积连片分布,是上古生界重要的天然气储集层。依据地面露头调查结果与勘探资料,结合前人有关古构造和岩相古地理研究成果,笔者对鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩的沉积特征进行了详细分析。结果表明,受益于物源区大量高石英含量的粗碎屑物质在短时间内的集中供应,北岔沟砂岩在地层中位置稳定,以含砾粗粒石英砂岩为主,石英含量高达90%左右,砂体叠置紧密,单砂体之间很少见泥岩隔夹层。这些砂体分别隶属于冲积扇、砾质辫状河和辫状河三角洲沉积体系,在鄂尔多斯盆地北部高、南部次高、中南部低的古地理背景控制下,由盆地南、北边缘向中部依次推进,沉积中心区以北发育4个规模宏大的三角洲沉积主砂带,以南发育6个规模较小的主砂带。受各主砂带砂体规模、矿物组分含量及其成岩作用差异影响,各砂带的储集物性具有较大变化,其中砂体规模最大、石英含量最高、长石等易溶矿物在酸性地层水作用下溶蚀彻底的杭锦旗—榆林—子洲—清涧—永和—吉县主砂带,储集能力最好,最有利于天然气的大规模聚集成藏,是鄂尔多斯盆地北岔沟砂岩天然气进一步勘探开发的有利场所。     

Thermal history,hydrocarbon generation and migration in the Horn Graben in the Danish North Sea: a 2D basin modelling study

In this study a 2D basin model has been built along a transect crossing the Horn Graben in WNW-ESE direction. The aim of the investigation was to improve the understanding of the thermal evolution of the basin and its influence on possible petroleum systems. The 2D model of the subsurface is based on one seismic line and data from two exploration wells. Both wells TD’ed in Triassic sediments. The updoming of the Ringkøbing-Fyn High began during Late Carboniferous–Early Permian. At the end of the Permian the Horn Graben became active due to regional extension. The subsequent sedimentation history from Triassic to date is well recorded by well reports. A matter of debate has been whether or not significant amounts of Pre-Permian sediments exist in this area of the North Sea. Since organic material rich Paleozoic sediments serve as source rocks in widespread areas of North Germany and the southern North Sea it would be of great importance to know whether the same deposits exist in the Horn Graben. Nielsen et al. (Bull Geol Soc Denmark Copenhagen 45:1–10, 1998) introduced a model, which shows Paleozoic sediments covering the basement at a maximum depth of 6.5 km. Assuming, Paleozoic sediments are underlying the Permian salt deposits there should be an active petroleum system present. The 2D model includes the Paleozoic source rock and tries to explain why two exploration wells have not found petroleum.     

北黄海盆地中生界沉积充填及有利生储盖组合

沉积充填生储盖组合中生界北黄海盆地北黄海盆地是我国海域油气勘探的新区,成藏条件及其时空匹配研究薄弱,是制约该区油气勘探取得突破的重要基础地质问题之一。通过岩心、钻井、测井及地震资料等的综合分析,对中生界构造格架下的沉积充填及有利生储盖组合特征进行了系统研究。结果表明,北黄海盆地中生界为断陷湖盆,中侏罗统以湖泊沉积为主,上侏罗统主要发育三角洲-湖泊沉积体系,下白垩统发育扇三角洲-湖泊沉积体系。北黄海盆地中生界发育2套有利的生储盖组合,上侏罗统上部的半深湖相暗色泥岩有机质丰富,构成研究区主力烃源岩,与下白垩统扇三角洲储集砂体及其上部滨浅湖泥岩组成的复合型组合,为空间匹配最好的生储盖组合;上侏罗统烃源岩与其中下部三角洲河道砂体组成的倒灌式间断型组合,为另一套较有潜力的组合,储层物性及断裂-不整合面输导是决定生储盖组合优劣的关键。     

北黄海盆地东部坳陷沉积层序充填与盆地演化

北黄海盆地位于苏鲁造山带—临津江造山带与胶—辽隆起之间。盆地划分为一凹二隆三坳共6个二级构造单元,其中东部坳陷钻遇中生界中侏罗统—下白垩统地层,以陆相沉积为主。划分为8个三级层序,中侏罗统发育2个三级层序,为拉张构造背景下的向上变细沉积序列;上侏罗统发育2个三级层序,沉积序列为拉张--构造反转背景下的向上变细序列。在上侏罗统沉积期末,挤压构造导致部分地层遭受剥蚀。下白垩统发育4个三级层序,受挤压构造控制,沉积地层剥蚀严重,局部缺少层序。钻井B32与B21的测井资料分析,认为Th/U比值可以有效对比,这种对比从古水深和海平面变化方面佐证了盆地的拉张--挤压构造的演化特征。构造演化史剖面分析,说明北黄海盆地东部坳陷的沉积层序发育和分布受构造活动性质的影响,同时也说明了盆地转换伸展构造背景的演化特征。     

北黄海东部次盆地下白垩统沉积环境及沉积充填

下白垩统是北黄海东部次盆地目前最重要的油气勘探层位,准确认识下白垩统的沉积特征,对下一步油气勘探战略选区及优化勘探部署具重要意义。依据钻测井、地震资料,利用古生物、地球化学、地球物理等手段,研究了下白垩统的沉积相类型,分析了古气候、古盐度、古水动力、古物源等沉积环境,最终探讨了三级层序地层格架内下白垩统的沉积充填及演化。结果表明,北黄海东部次盆地下白垩统发育扇三角洲-湖泊沉积体系。该时期以亚热带炎热半干旱气候为主,夹短暂温湿气候。古水体为淡水-半咸水性质,接受来自北部、东部、西南等多个方向的物源供给。早期地层分布局限,以滨浅湖亚相、扇三角洲相沉积为主;之后,湖泊水体范围扩大,发育扇三角洲平原-扇三角洲前缘-滨浅湖亚相沉积序列;中晚期地层受区域抬升作用的影响,仅残存于盆地西北部,以滨浅湖相沉积为主。     

准噶尔盆地车排子凸起东缘下切谷特征及其形成机制

下切谷是层序地层学研究的重要内容之一,同时也是寻找地层、岩性等圈闭的有利地区。综合利用钻测井、三维地震资料以及地震平面属性信息,在车排子凸起至红—车断裂带区域识别出下切谷沉积体系,对下切谷的发育特征以及形成机制进行分析,结果表明:地震振幅绝对值之和属性体显示研究区发育4条近东西流向的下切谷,主要表现为分支型和单一型的平面形态特征。在地震剖面上,几何形态以V形和U形为主,谷内沉积物充填样式有双向上超充填型和侧向加积充填型,同时具有加积、前积和上超等地震反射特征,属于“顺源堆积”与“溯源堆积”的交互沉积。结合准噶尔盆地车排子凸起中生代构造及气候演化特征分析认为,凸起东缘下切谷形成于晚侏罗世。该时期车排子凸起强烈隆升,相对湖平面急剧下降,河流侵蚀下伏地层导致下切谷形成。下切谷内沉积充填阶段发生在白垩纪。该时期车排子凸起剧烈下沉,相对湖平面上升,下切谷持续性的接受沉积充填。     

北黄海盆地东部坳陷下白垩统砂岩成岩作用及其储层意义

通过对取芯井砂岩镜下特征及孔隙度渗透率变化的分析,研究了北黄海盆地东部坳陷下白垩统砂岩的成岩作用及其储层意义。结果显示,储层砂岩类型以长石砂岩、长石石英砂岩和岩屑石英砂岩为主,处于中成岩作用阶段的A亚期末期至B亚期早期。主要的成岩作用类型有压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用、蚀变作用、溶蚀作用和重结晶作用,主要孔隙类型有粒间孔隙、粒内孔隙、填隙物内孔隙和次生裂缝。长石砂岩是主要储层。压实作用、压溶作用、胶结作用和重结晶作用使砂岩孔隙度减小,降低了储层物性,起到破坏性作用;交代作用、蚀变作用和溶蚀作用使砂岩孔隙度增大,改善了储层物性,起到建设性作用。孔隙度和渗透率整体上由浅变深而呈现由大到小趋势,在深度为3 000~3 020 m和3 140~3 250 m时出现异常高值,孔隙度与渗透率的异常高值带是次生孔隙发育带。     

柴达木盆地北缘上石炭统碎屑岩—碳酸盐岩高频转换过程及驱动机制*

碎屑岩和碳酸盐岩分别产自“外源、浑水”与“内源、清水”环境,二者的交替互层沉积可反映古水体性质、物源供给及气候等环境要素的频繁改变。晚石炭世,柴达木盆地北缘构造相对稳定,盆内发育巨厚的、多级次嵌套的“碎屑岩—碳酸盐岩混积层系”,记录了“冰室地球”冰川活动下的古海平面大幅度升降和古气候、古环境频繁交替信息。文中以柴达木盆地北缘连续完整露头剖面和钻井取心剖面为研究对象,结合区域地质资料、前人研究成果,通过详细的岩心、露头及镜下薄片观察,在研究区重点层段识别出下切谷充填型碎屑岩沉积和碳酸盐岩台地沉积组成的频繁互层序列。碎屑岩—碳酸盐岩互层组合序列在垂向上的有序叠加,构成了复合海平面变化旋回层序,其从碳酸盐岩—改造型台地沉积开始,向上依次发育碎屑岩下切谷充填序列的底部冲积河道沉积、中部河口湾序列和顶部代表海泛面的泥岩沉积,最后转变为碳酸盐岩向海到向陆台地亚相,反映了一个显著的早期海退—中期逐渐海侵—后期再次海退的旋回过程。冰川期急剧变冷的气候和冰川型高频的大幅度海平面升降,驱动滨线及相带迁移,影响到碎屑岩供给速率和碳酸盐生产率,造成了碎屑岩—碳酸盐岩的高频转换。     

琼东南盆地陆坡体系发育特征及其控制因素

琼东南盆地位于南海北部大陆边缘,是发育于前古近系基底之上的裂陷盆地,自中新世以来进入裂后沉降期。10.5Ma以来,随着盆地演化进入加速沉降阶段,盆地水深迅速增大,陆坡体系开始发育。根据陆坡体系的外部形态及其内部沉积构成特征,在空间上自西向东可以将其划分为3段,盆地西部陆坡以快速进积的陆坡楔状体为主要特征;盆地中部陆坡以陡倾的陆坡角度,大量的陆坡峡谷、沟谷和大规模的沉积物重力流等陆坡沉积为特征;盆地东部陆坡以宽缓的陆坡形态为主要特征。研究表明,沉积物供给和断裂活动对陆坡体系的发育都具有重要的控制作用;同时,陆坡发育时期所经历的沉积过程、古地貌形态和相对海平面变化对陆坡体系的发育也具有一定的控制作用。     

北黄海盆地东部前中生界基底特征

北黄海盆地是中国近海唯一未获得油气突破及勘探程度最低的含油气盆地（朝鲜已在该盆地东部实现了工业性油气突破）,朝鲜在东部凹陷的3口钻井证实北黄海盆地东部凹陷主体前中生界基底是下古生界(Pz₁)地层,与上覆以砂泥岩为主的中-新生界地层在地球物理特征上有很大差异,该特征提供了以地球物理资料推断和确定中-新生界盆地基底特征的可靠性。通过重力、磁力及大量多道地震资料解释认为,北黄海盆地前中生界基底最大埋深约5.5 km,凹陷主体部位前中生界基底以下古生界碳酸盐岩为主,其东北角可能存在上古生界碎屑岩基底,而凹陷南部可能是元古界浅变质岩基底。     

阿拉斯加北坡盆地楚科奇海域层序格架

阿拉斯加北坡盆地经历了石炭纪—中侏罗世的被动大陆边缘阶段、中侏罗世—早白垩世的波弗特海裂谷阶段、早白垩世晚期—现今的布鲁克斯造山和前陆盆地阶段,盆山格局在古生代和现今发生了反转。盆地楚科奇海域可划分为4个一级层序与8个二级层序:4个一级层序为富兰克林巨层序、埃尔斯米尔巨层序、波弗特海裂谷巨层序、布鲁克林巨层序,层序界面分别为T_(100)、JU、K1;8个二级层序为下埃尔斯米尔超层序(SQ1)、中埃尔斯米超层序(SQ2)、上埃尔斯米尔超层序(SQ3)、下波弗特海裂谷超层序(SQ4)、上波弗特海裂谷超层序(SQ5)、下布鲁克林超层序(SQ6)、中布鲁克林超层序(SQ7)、上布鲁克林超层序(SQ8),层序界面分别为MU、PU、LCU、MAU、MBU。楚科奇海域的有利勘探区带为汉娜坳陷。