湖相深水细粒物质的混合沉积作用探讨

沉积物的混合是自然界的普遍现象,湖盆中广泛发育的深水细粒沉积岩本身就是一类混积岩。以东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段—沙河街组四段上亚段细粒沉积岩为研究对象,通过厘米级岩心观察描述、小型沉积构造解剖、岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物分析及微量元素测试等方法,研究细粒物质的产出状态和混合方式;分析湖盆流体、气候及水体性质对细粒物质迁移、混合、沉积的控制作用,尝试探讨细粒物质的混合沉积机制。结果表明,湖相深水细粒沉积岩既有物质成分上的混合,也有结构的混合,且在宏观与微观的不同尺度均存在混合;混合沉积作用有均匀混合、纹层叠置混合、不均匀团块状混合等类型。纹层叠置混合沉积是最主要的混合沉积方式,依据纹层接触关系、所占比例及矿物产出状态可分为泥砂—灰纹层叠置混合型、泥—灰纹层叠置混合型、泥砂粒序—灰纹层叠置混合型、灰—泥—云纹层叠置混合型等。湖相深水细粒物质的混合沉积作用类型多且往往受多个因素同时控制,气候及水动力条件是控制细粒混合沉积岩发育的最主要因素,不同流体(浊流和底流)作用下的细粒沉积物混合作用存在差异。气候引起湖水性质变化及水体分层,从而控制不同类型细粒物质的絮凝沉降及化学沉积。不同构造部位、不同水体深度的混合作用不同;相同构造部位在垂向上也存在混合沉积方式的差异。     

济阳坳陷东营凹陷古近系红层—膏盐层沉积特征及模式*

济阳坳陷东营凹陷古近系孔店组一段—沙河街组四段下亚段（Ek1-Es4x）沉积时期发育了规模巨大的红层—膏盐层沉积。通过对红层—膏盐层沉积构造、碎屑颗粒粒度和沉积物垂向叠加样式等分析,表明红层沉积具有水上沉积作用和水下沉积作用共存、重力流沉积作用与牵引流沉积作用并存的特征。红层—膏盐层在盆地的不同位置具有明显不同的垂向叠加样式。通过地球化学特征分析和泥岩颜色分析,结合前人研究表明,红层—膏盐层沉积时期沉积环境以干旱为主,呈现干湿频繁交替的特征。气候相对潮湿时期,湖盆盐度较低,以沉积砂泥岩为主;气候干旱时期,湖盆盐度高,以沉积膏盐岩为主。红层—膏盐层沉积早中期为低水位振荡性湖泊,沉积晚期为高水位振荡性湖泊,两者沉积作用存在较为明显的差别。     

中国东部断陷湖盆细粒沉积岩岩相划分方案探讨——以渤海湾盆地南部古近系细粒沉积岩为例

细粒沉积岩岩相研究是烃源岩和页岩油、致密油储层研究的重要基础,鉴于我国陆相断陷湖盆环境多变和细粒沉积岩类型多样、岩石组合类型复杂的特点,需要进行细粒沉积岩岩相分类。以渤海湾盆地南部古近系细粒沉积岩发育段为研究对象,通过厘米级岩芯观察描述、岩石薄片鉴定、激光共聚焦显微镜观察分析等技术,研究细粒沉积岩基本特征。陆相断陷湖盆细粒沉积岩岩相划分可以按照(1)宏观岩芯精细观察描述,归纳垂向岩石类型组合;(2)分析沉积微环境;(3)对不同岩石类型组合进行X射线全岩矿物衍射和TOC测试,划分岩石类型和岩相大类;(4)微观镜下剖析纹层叠置关系;(5)分析成因和形成机制,对岩亚类细分等5步进行。岩相大类划分要简洁,是为满足油田勘探工作易于操作、建立与常规测井资料之间关系等要求;亚类细分是便于研究微观源储关系、分析沉积微环境和储层微观结构等。     

黄骅坳陷中区古近系东营组沉积特征及有利勘探区带预测*

综合岩心、钻井、地震等资料,运用层序地层学、现代沉积学的思路和方法,对黄骅坳陷中区古近系东营组的沉积体系特征进行了分析,指出东营组沉积时期处于盆地断—拗转化阶段,主要发育湖泊三角洲和湖泊体系,局部地区发育扇三角洲和浊积体系等。沉积体系的时空分布和演化特征受控于构造背景和层序结构样式的差异,表现为东三段层序（SQEd3）以低位域三角洲和范围扩大的高位域三角洲为主;东二段层序（SQEd2）、东一下段层序（SQEd1x）以板桥次凹等局部地区发育的低位域三角洲和普遍发育的高位域三角洲为主;东一上段层序（SQEd1s）低位域三角洲和高位域三角洲主要分布于歧南次凹和歧北次凹,总体形成了缓坡背景、断控斜坡背景和多级断阶背景下的3类沉积模式。基于上述研究,认为研究区发育5类有利圈闭区：坡折带附近的隐蔽圈闭区、越过凹陷中心的上超尖灭圈闭区、构造—岩性复合圈闭区、低位域和高位域浊积砂体形成的岩性圈闭区、下切谷充填岩性圈闭区,构成了6个有利的勘探区带,这对于指导研究区东营组的油气勘探具有重要意义。     

渤海湾盆地车镇凹陷古近系构造样式对沉积及储集层的影响*

近年来,构造对沉积的控制作用研究成为当前国际地质和油气勘探研究中的一个热点,但构造对储集层质量影响的研究相对较缺乏。在对车镇凹陷构造、沉积、储集层研究的基础上,讨论了不同构造样式中沉积充填和储集层发育特征。构造样式对沉积充填类型及特征具有重要影响,其中板式构造样式区仅发育近岸水下扇及少量滑塌浊积扇;铲式构造样式区除在边界断裂根部附近发育近岸水下扇外,其前端湖底扇常较发育;断阶式和坡坪式构造样式区受次级断裂控制,陆上与水下沉积常常共生,沉积类型多样,从冲积扇、扇三角洲到近岸水下扇、湖底扇均可发育。构造样式通过影响砂砾岩体的垂向叠置方式、规模和沉积类型及砂体结构,最终影响了其储集层质量。综合研究认为,断阶式和坡坪式构造样式区沉积类型丰富,为有利储集层最发育区;铲式构造样式区湖底扇发育,砂砾岩单层薄,为次级有利区;而板式构造样式区砂砾岩展布窄、单层厚度大,储集层质量最差。该认识为中低勘探程度的含油气断陷盆地中优质储集层发育带的预测提供了思路。     

山东平邑盆地古近系湖相微生物碳酸盐岩形成机理*

微生物碳酸盐岩是当前沉积学的研究热点之一,但关于古近系湖相微生物碳酸盐岩的报道还非常少。为探讨山东平邑盆地古近系官庄组中段湖相微生物碳酸盐岩的形成机理,笔者进行了野外实测以及室内偏光显微镜和扫描电镜观察。研究结果认为：（1）研究区微生物碳酸盐岩主要有核形石、叠层石和凝块石;（2）在核形石、叠层石和凝块石内部均发现了球状微生物化石、席状体和凝块状泥晶等微生物成因的显微组构,表明了它们形成过程中共同的生长、粘结和钙化等微生物作用;（3）微生物作用对环境变化比较敏感,水体较小、变化频繁的湖泊环境,对微生物碳酸盐岩结构和形态的发育有很大影响;核形石、叠层石和凝块石的形成环境大致呈现出水动力依次减弱、陆源碎屑物质依次减少、水深依次加大的规律;（4）提出了研究区微生物碳酸盐岩的成因模式,认为这3种微生物碳酸盐岩正是以微生物活动为共同基础,在不同的环境条件下形成的。     

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组深湖相油面岩的特征及成因

古近系沙河街组沙三段下部发育的深湖相油页岩是东营凹陷最重要的优质烃源岩.该油页岩呈深灰色或棕褐色,页理发育,主要由富含有机质纹层和浅灰色钙质纹层形成的毫米级沉积层偶组成.其中有机质纹层中的有机碳含量在5%以上,富含藻类化石及鱼化石等;钙质纹层主要由方解石组成,呈灰白色.沉积环境分析表明,该油页岩形成于湿润气候条件下的半咸水-微咸水的深湖缺氧环境中,沉积速率较慢,湖盆处于欠补偿状态,水体分层结构使沉积有机质得到有效保存.藻类等水生生物勃发吸收了更多的CO2,从而诱发大量内生成因的碳酸盐沉淀,形成碳酸盐纹层,而藻类的死亡则导致湖水有机质输送通量增多,使沉积物中有机质保存量增大,促使高有机质丰度烃源岩的形成.因此,分层的水体结构和藻类的勃发是油页岩形成的重要控制因素.     

渤海莱州湾凹陷南部古近系混合沉积特征及发育模式*

渤海莱州湾凹陷南部古近系沙三下亚段广泛发育陆源碎屑与碳酸盐混合沉积。通过对井壁取心、测井及综合化验资料的分析,对研究区混合沉积特征、发育模式及控制因素进行分析。结果表明: 研究区既发育同一岩层内的混合沉积,又发育碳酸盐岩与陆源碎屑的互层混合沉积。混合沉积形成于两大物源注入背景下的湖泊滨岸环境,可进一步分为泥坪、砂质滩坝、浅滩和半深湖等混合沉积亚相,主要体现为波浪和湖流作用的双重影响。沙三下亚段整体呈现出水退式发育的特点,主要发育湖侵域和高位域,湖侵域主要发育半深湖混合沉积和浅滩混合沉积,高位域主要发育砂质滩坝混合沉积。混合沉积物受古地貌、古气候、古物源和湖平面变化的控制,优势储集亚相为砂质滩坝混合沉积亚相和浅滩混合沉积亚相。该研究成果不仅为莱州湾凹陷南部古近系优质动用储量研究提供了指导,而且为下一步勘探指明了方向。     

山东东营凹陷新近系地层水化学场特征及油气意义*

为揭示中国东部新生代浅部地层水化学场响应及油气意义,在东营凹陷新近系试油资料统计分析的基础上,对东营凹陷新近系的水化学场特征进行了研究。结果表明,与古近系沙河街组三段与四段封闭性滞留型水化学场特征明显不同,新近系馆陶组和明化镇组总体以低矿化度的NaHCO₃型地层水为主体（矿化度小于5 g/L）;其水化学剖面宏观上具有一定的分带性,大致可以划分为3种水文环境：强开放性水文流畅带(0～0.7km)、弱开放性水文阻滞过渡带(0.7～1.1km)和相对封闭性水文迟缓带(＞1.1km);在不同的水化学作用带,水岩作用和地层水矿化度、离子和离子参数具有不同的响应;东营凹陷新近系Ca相对海水富集(Ca_excess)和Na相对海水亏损(Na_deficient)的定量关系Ca_excess≤0.2367Na_deficient-0.6261,显示出明显的钠亏损特征,钙富集量也远低于世界盆地流体线(Basin Fluid Line,BFL;Davisson,1996)所代表的富集量,与同凹陷古近系沙三、沙四段封闭性水文地质系统中钠相对富集特征也明显不同,反映了地层水蒸发浓缩作用弱及与地表水交替活动强烈的水文地质作用特征;地层水化学场的分布影响了原油密度和天然气的分布规律,使得东营凹陷新近系原油密度与天然气相对密度在剖面上的分布规律与地层水分有良好的一致性。     

细粒沉积物及其古地理研究进展与展望*

细粒沉积物特征及其古地理研究对含油气细粒沉积物的勘探开发、评价预测、工程技术设计等意义重大。近年来,细粒沉积物,尤其是含油气细粒沉积物研究的快速发展,带来了一系列新的研究领域。在讨论细粒沉积物的定义、分类与特征的基础上,通过分析细粒沉积的文献知识群,获取细粒沉积物、页岩研究等结构、热点与发展方向。国际上细粒沉积物研究主要关注微结构和成因机制,近年来主要在具有油气意义的特殊细粒沉积物--页岩研究方面取得关键进展,对页岩的研究过程可以分为以页岩表征为代表的主知识网络和以页岩气赋存、运移等构成的延伸知识网络。细粒沉积物古地理恢复方法丰富,适用性存在差异,但量化、多因素综合、数据集成与深度挖掘、人工智能化将是细粒沉积古地理恢复方法的方向。在含油气细粒沉积物的优选评价方面,需要对沉积物本身特征与控制影响因素展开精细研究,进而延伸出“更宏观”与“更微观”2个主要发展方向。     

苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组细粒沉积岩纹层特征与成因*

深水细粒沉积物不仅可作为烃源岩,也可成为非常规油气的储集层。以苏北盆地高邮—金湖凹陷古近系阜宁组阜二段半深湖—深湖水平层理细粒沉积岩为研究对象,通过高精度厘米级岩心观察描述、薄片鉴定、X射线衍射全岩矿物分析、微量元素测试及扫描电镜等手段,分析了岩石纹层特征并尝试探讨其成因。结果表明: 高邮—金湖凹陷阜宁组二段半深湖—深湖细粒沉积岩岩性复杂,多种物质组分的混合及叠置形成了不同颜色的纹层。水平层理可根据纹层厚度进一步分为薄纹层状和厚纹层状2类沉积构造,两者的宏观与微观结构、物质组成等均存在差异。纹层成因复杂,但主要受形成和保存2个方面因素影响。在纹层形成过程中,各物质组分的产生与沉淀均具有季节性意义;纹层的保存主要与水体深度有关。     

Characteristics and forming mechanism of laminae fine-grained sedimentary rock of the Paleogene Funing Formation in Gaoyou and Jinhu sags,Subei Basin

The deep-water fine-grained deposits can be not only the source rock,but also the reservoir of unconventional oil and gas. Combined with high-precision centimeter-scale core observation,thin section identification,X-ray diffraction whole rock analysis,trace element test and scanning electron microscopy(SEM)analysis,the laminae characteristics and the genesis mechanism of semi-deep to deep lake fine-grained sedimentary rocks in the Member 2 of the Funing Formation are investigated in the Gaoyou and Jinhu sags of the Subei Basin. The results show that the semi-deep and deep lake fine-grained sedimentary rocks of the Member 2 of the Funing Formation in the Gaoyou and Jinhu sags are complex in lithology,and the laminae with different colors are formed by the mixture and superposition of various material components. The horizontal bedding developed in the fine-grained sedimentary rocks can be further divided into thin-laminated and thick-laminated sedimentary structures,whose macroscopic,microscopic characteristics and the composition are different. The complex forming mechanism of laminae includes two aspects: Formation process and preservation process. The generation(or the input)and the precipitation of each component have seasonal significance during the formation of laminae,whereas the preservation of the laminae could be mainly related to the water depth in the study area.     

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。     

深水高弯度水道-堤岸沉积体系形态及特征

在海底扇研究及油气勘探中,不断发现一种形态类似曲流河的高弯度水道-堤岸沉积体系,其在形态及沉积特征方面与海底扇有较大差异.在国内外研究成果的基础上,结合对重力流的实际研究工作,对该体系的沉积模式及沉积特征等开展了进一步的研究,并从沉积环境、流体类型、形态等方面与曲流河进行比较.深水高弯度水道-堤岸沉积体系主要包括水道、...     

湖相烃源岩中的火山—热液深源物质与油气生成耦合关系研究进展*

陆内湖相烃源岩系是中国含油气盆地广泛发育的一类组分复杂且富含有机质的细粒沉积岩。随着非常规油气资源需求量日益增加,该岩系被作为致密油或页岩油层系受到广泛关注。然而,其极细的粒度增加了精细岩石学、矿物学研究难度,使它长期被简单视为陆源沉积岩。研究发现,该岩系中发育丰富的火山喷发及热液喷流产生的深源物质,并与油气的生成和富集表现出了极强的耦合关系。因此,探索深源物质如何参与烃源岩形成并影响油气生成亟待深入研究。作者详细总结并探讨了国内外近年来关于湖相烃源岩成因以及火山—热液活动带来的深源物质与油气形成关系的现阶段新发现与认识。并结合笔者研究团队基于新疆三塘湖盆地二叠系芦草沟组烃源岩的新发现,采用精细的岩石学、矿物学方法,结合无机和有机地球化学等方法,初步开展了该耦合关系的机理研究。认为火山—热液深源物质参与了烃源岩的沉积与成岩作用,并与正常湖相沉积物共同影响着油气的形成。建议重新认识湖相烃源岩的物质组成,从而拓展陆相生油理论,同时为同类型非常规油气资源勘探开发提供理论指导。     

鄂尔多斯盆地华池地区长6油层组湖底扇内深水重力流沉积特征

以岩心的详细观察与测井录井资料综合分析为基础,通过岩石学特征和原生沉积构造等沉积相标志分析,确定鄂尔多斯盆地华池地区长6油层组厚层块状砂体属于半深湖内的深水重力流沉积体系。划分出内扇、中扇和外扇3个亚相,该区主要以中扇亚相最为发育;在深水重力流中识别出液化沉积物流、砂质碎屑流、近源浊流和远源浊流等沉积类型,建立了湖盆深水重力流沉积模式。砂质碎屑流沉积最为广泛,砂体厚度大,连片发育,具有最好的储集层物性,含油性好,是华池地区长6油层组最有利的储集层。     

Flow processes and sedimentation in unidirectionally migrating deep‐water channels: From a three‐dimensional seismic perspective

Three‐dimensional seismic data were used to infer how bottom currents control unidirectional channel migration. Bottom currents flowing towards the steep bank would deflect the upper part of sediment gravity flows at an orientation of 1° to 11° to the steep bank, yielding a helical flow circulation consisting of a faster near‐surface flow towards the steep bank and a slower basal return flow towards the gentle bank. This helical flow model is evidenced by the occurrence of bigger, muddier (suggested by low‐amplitude seismic reflections) lateral accretion deposits and gentle channel wall with downlap terminations on the gentle bank and by smaller, sandier (indicated by high‐amplitude seismic reflectors) channel fills and steep channel walls with truncation terminations on the steep bank. This helical flow circulation promotes asymmetrical depositional patterns with dipping accretion sets restricted to the gentle bank, which restricts the development of sinuosity and yields unidirectional channel migration. These results aid in obtaining a complete picture of flow processes and sedimentation in submarine channels.     

深水浊积砂体的成因机理及特征

深水浊积砂体及其体系域以其重要的理论意义和作为油气储集层的经济价值始终是沉积地质学研究的主要领域之一。深水浊积砂体是在深水环境下在重力作用下所形成的一个连续过程的组成部分。这个连续部分可以分为五类:泥石流、颗粒流、流体化沉积物流、浊流和滑塌。由浊流过程形成的深水环境下的浊积砂体,具有海相浊积体和湖相浊积体的特征,与海(湖)平面的下隆低水位有关。     

The distribution of ash in Icelandic lake sediments and the relative importance of mixing and erosion processes

During the Holocene the volcano Hekla explosively emitted highly silicic tephra on four occasions. The ash was widely dispersed by the wind. Distinctive light-coloured ash layers are now to be seen in the peats of Northern Iceland. Ash from the 1104 AD eruption was carried as far as Scandinavia. The most recent three tephra are preserved in the top 6 m of sediment in Lake Svinavatn. Chemical data from the sediment of Lake Svinavatn, which lies near the north coast of Iceland 170 km from Hekla, reveal the presence of silicic ash above the tephra visible to the naked eye. Unlike the vertical spread of ash in ocean sediment cores which results from biological mixing effects, the upwards spread of ash in the Svinavatn lake sediment cores appears to have been produced by erosion of ash from the lake catchment in the decades following the eruptions. The variations in concentrations of 11 elements, as determined by neutron activation analysis, can be explained by an exponentially decreasing input from catchment erosion. The additional input to each of the three Hekla ash layers was in the region of 3% of the ash which fell on the Svinavatn catchment.