Shrimp U–Pb zircon dating and palynology of bentonitic layers from the Permian Irati Formation, Paraná Basin, Brazil

This paper presents the first SHRIMP zircon age data from bentonitic ash fall layers intercalated with the Irati sedimentary rocks, as well as palynofossils retrieved from the PETROBRAS-Six mine, Paraná State, southern Brazil. The Permian Irati Formation is one the most important oil source horizons within the Paraná Basin, and consists mainly of siltstones, gray claystones, as well as organic-rich claystones intercalated with limestones. Zircon morphology based on cathodoluminescence images includes two different populations: a dominant population of euhedral, prismatic, elongate to acicular grains which are most likely related to an ash fall volcanism; and a population of rounded to large prismatic grains, that were interpreted as detrital grains. SHRIMP analysis performed on the euhedral and prismatic grains revealed an age of ca. 278.4 ± 2.2 Ma (7 points with 95% confidence) interpreted as the crystallization age of the volcanic eruption. Based on this new dating, the Irati Formation should be placed on the Lower Permian (Cisuralian), Artinskian in age, modifying substantially the traditional ages previously attributed to this unit. The palynofossils from this level include key species of the Lueckisporites virkkiae Zone (such as L. virkkiae, L. densicorpus, L. stenotaeniatus, Weylandites lucifer, Alisporites splendens). Typical species of this zone also occur in African and other South American (Argentina) Permian strata, allowing stratigraphical correlations. The origin of the ash falls is not clearly defined. It may be related either to calc-alkaline arc magmatism associated to the Sanrafaelica Orogeny (275 and 250 Ma) or to bimodal volcanic events associated to an early intracontinental rift developed within southwestern Gondwana at ca. 278 My. The dating of this unit is significative to calibrate biostratigraphic schemes along the Paraná Basin, as well as equivalent zones in Gondwana areas, mainly in its Occidental portion.     

Vertebrate dinoturbation from the Caturrita Formation (Late Triassic, Paraná Basin), Rio Grande do Sul State, Brazil

The Caturrita Formation is a lithostratigraphic unit that comprises the Ladinian–Eonorian sequence of the Paraná Basin. It has been interpreted as deposits of alluvial plains and meandering rivers. Purported fossil tracks found in this formation at Faxinal do Soturno County, Rio Grande do Sul State, Brazil, are concave circular-shaped structures, with a laminar deformation. Some show digitiform projections, and at least three are aligned. They are interpreted as a disruption of the substrate homogeneity caused by bioturbation of tetrapods. In some of these there is a distinct color pattern — more reddish than the surrounding substrate. This is interpreted as a result of differential diagenesis. The features remain enigmatic tracks but were probably made by prosauropod dinosaurs, the dominant terrestrial herbivore group from the end of the Triassic in Gondwana strata.     

川东北上二叠统长兴组白云岩地球化学特征及形成机制

四川盆地东北部长兴组储集层主要由细—中晶白云岩组成,其次为微晶白云岩。根据薄片观察、阴极发光、电子探针分析发现,细—中晶白云岩与微晶白云岩在阴极发光特征方面很相似,都不发光,且在Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和Ba含量方面也没有区别。根据上述分析结果认为,研究区的细—中晶白云岩是微晶白云岩在准同生期重结晶形成的,控制重结晶的主要因素是引起准同生白云石化的蒸发卤水下渗。这一认识为确定研究区白云岩储集层的空间分布提供了新的思路。     

川西北二叠系栖霞组小有孔虫动物群

川西北广元旺苍王家沟剖面二叠系栖霞组小有孔虫动物群由14属27种组成(含比较种、亚种而不含未定种),其中Globivalvulina属及Palaeotextularidae科的物种分异度最高,合计约占总种数的50%。在系统分类的基础上,建立了Globivalvulina组合,作为识别该区二叠纪最大海进时期的标志性动物群。通过对该剖面栖霞组小有孔虫动物群的研究,不仅丰富了四川盆地二叠纪有孔虫的资料,而且为川西北王家沟剖面栖霞组与华南其他地区同期地层的对比提供了更多生物方面的依据。     

羌塘盆地二叠系展金组烃源岩生物标记化合物特征及意义

本文对羌塘盆地二叠系展金组烃源岩的岩心样品进行了烃源岩基本特征及生物标志化合物特征研究,重点探讨了烃源岩生烃母质来源、沉积环境特征及成熟度特征。研究显示,展金组烃源岩富含正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物和甾类化合物。其中,正构烷烃多为前高后低的单峰型,具有低碳数优势,nC15、nC16或nC17为主峰碳;规则甾烷中C27-C28-C29呈"V"字型分布,C27占优势;萜烷具有三环萜烷>五环三萜烷>四环萜烷的相对丰度,三环萜烷/五环三萜烷值在1.1~1.96之间;生烃母质主要来源于海相低等水生生物。Pr/Ph分布范围在0.53~1.16,平均值为0.85,植烷优势较明显;五环三萜烷的Ts/(Tm+Ts)值表明烃源岩形成于还原环境。而伽马蜡烷的含量以及伽马蜡烷/αβ-C30藿烷比值,证明烃源岩沉积时水体盐度为正常盐度。甾烷的C29 ααα20S/(20S+20R)和C29 αββ/(αββ+ααα)、萜烷的C31αβ22S/(22S+22R)、Ts/(Tm+Ts)值等反映烃源岩成熟度的参数显示,烃源岩处于成熟阶段。     

准噶尔盆地乌—夏地区二叠系风城组云质岩特征及成因

云质岩储集层是准噶尔盆地乌—夏地区一套成因特殊的、富含油气的碳酸盐岩储集层。在分析乌—夏地区二叠系构造、沉积及火山活动等地质背景的基础上,根据风城组云质岩岩心宏观产状,将云质岩分为4种类型:波纹层状云质岩、团块状云质岩、丝絮状云质岩和星散状云质岩。镜下波纹层状云质岩晶粒细小,晶形差;团块状云质岩、丝絮状云质岩、星散状云质岩中白云石晶体以粉—细晶为主,普遍发育雾心亮边、环带交代残余结构。C、O同位素及微量元素等地化分析表明:白云岩化的成岩流体来自二叠系风城组半封闭湖湾的咸化沉积地层水以及下伏二叠系佳木河组、石炭系上涌的海相卤水。包裹体测温表明,蚀变方解石的形成温度为60～70℃,白云石的形成温度为85～105℃,白云石形成晚于蚀变方解石。波纹层状云质岩是准同生成因;团块状云质岩、丝絮状云质岩、星散状云质岩是后期成岩交代成因,交代的原岩是火山物质(凝灰岩)。成岩交代云质岩的成因机理是:火山凝灰物质中的火山玻璃容易发生水解蚀变,产物为蒙脱石、长石和石英;蒙脱石转化为伊利石、长石水解蚀变均可析出大量的Ca²⁺,结合CO₂或CO₃^2-形成蚀变产物方解石;方解石在富Mg²⁺流体交代下发生强烈白云岩化作用。     

鄂尔多斯盆地二叠纪石盒子组沉积期南部沉积边界探讨

为了确定石盒子组沉积期鄂尔多斯盆地的南部边界,在大量野外露头观测及实验测试基础上,通过岩石学对比及物 源综合分析,对鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组物源区的构造属性进行了研究,并对物源区进行了分析与对比。 研究结果表明:所研究两个地区的石盒子组的岩屑组成相似,均以浅变质岩、花岗岩为主,含少量构造岩;砂岩碎屑成分 相似,都与来源于再循环造山带源区中的碰撞造山带与前陆隆起物源区相关;并且在 SiO2/Al2O3-K2O/Na2O 和 K2O/Na2O-SiO2 及 Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10 构造环境判别图解中两研究区物源区的构造环境基本一致,F1-F2 判别图显示物源区一致, 并且稀土元素配分模式相似。北秦岭元古界的变质岩、岩浆岩及其以南地区的再循环造山带中的低级变质的沉积岩可能为 鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组砂岩碎屑的主要风化母岩。结合构造环境分析认为,在石盒子组沉积期,鄂尔多 斯盆地的南部边界可能已经越过洛南断裂,达到北秦岭及其更南的区域。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组碱湖岩石特征与成因*

风城组作为准噶尔盆地下二叠统优质烃源岩,一直是盆地油气勘探的重点。但因其埋藏深、岩性复杂、全球可对比研究实例少,也一直是研究的难点。文中以精细的岩性研究为基础,利用岩心描述、薄片观察、SEM、X衍射、TOC含量测定、包裹体测温及地化分析等手段,深入分析玛湖凹陷风城组碱性矿物特征和地质背景,探讨了碱湖成因与形成过程,得出: (1)风城组岩石可细分为5种主要类型,其中碱性岩为碱湖标志性岩类,富硅硼纳石岩类与火山喷发或热液作用相关;(2)风城组存在5种主要的岩石组合类型,从近源区至湖区依次为: 河流-冲积平原发育的组合类型Ⅴ、滨浅湖环境发育的组合类型Ⅲ与类型Ⅳ、深湖-半深湖环境发育的组合类型Ⅰ与类型Ⅱ,其中类型Ⅰ与类型Ⅲ为碱湖特有岩石组合,含优质烃源岩;(3)碱湖形成主要受火山活动和气候控制,前者为碱湖形成提供了Na⁺溶质,后者促进了淡水湖咸化,最终演化成碱湖。     

藏北羌塘盆地角木茶卡地区下二叠统展金组烃源岩特征及意义

在羌塘盆地中央隆起带附近角木茶卡南发现一套下二叠统展金组含凝灰质烃源岩。依据露头样品和测试数据,从有机质丰度、有机质类型及成熟度方面对这套烃源岩特征进行了研究。研究结果表明,展金组烃源岩有机碳含量在0.35%~0.98%之间,达到了烃源岩标准,且大部分接近中等烃源岩标准;通过干酪根镜鉴、干酪根元素分析、干酪根碳同位素等结果分析,其有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型;有机质镜质组反射率Ro为1.54%~1.59%,岩石热解峰温Tmax介于467~530℃之间,干酪根腐泥组颜色为棕黄色,显示有机质热演化处在高成熟阶段。研究结果显示该套烃源岩具有较好生烃潜力,在以后的勘探中要予以重视。     

川西北中二叠统栖霞组白云岩储层特征及控制因素

本文以四川盆地西北部钻井岩心及露头剖面样品的镜下岩石学特征为基础,以微区多参数实验分析数据为依据,对四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩储层进行了研究。认为栖霞组白云岩储层类型主要为结晶型白云岩及残余颗粒型白云岩。储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、粒间孔、溶蚀孔洞以及裂缝。白云岩储层的发育主要受到沉积微相、早期白云石化作用、晚期白云石化作用、溶蚀作用以及构造作用等因素控制。其中浅滩沉积微相是储层形成的环境基础;早期白云石化作用是储层保存的重要条件;溶蚀作用及构造裂缝是储层改善的关键因素;而晚期白云石的生成则对储集空间有一定的破坏作用。     

泰国呵叻盆地二叠系Pha Nok Khao组碳酸盐岩沉积相特征

通过研究区3口钻井岩芯、测井、录井资料分析,结合薄片鉴定、阴极发光、X衍射、同位素及微量元素分析等分析手段,对呵叻盆地二叠系碳酸盐岩沉积相发育特征及沉积模式进行了系统分析。研究表明,呵叻盆地二叠系Pha Nok Khao组发育缓坡型无障壁碳酸盐台地沉积,研究区位于碳酸盐台地前缘斜坡部位,以海水浪基面为界,可划分为台地前缘浅水斜坡亚相及较深水斜坡亚相。浅水斜坡亚相指示沉积环境为位于浪基面以下或附近、水动力弱、弱还原-弱氧化的台地前缘斜坡环境;较深水斜坡亚相组合指示沉积环境为位于浪基面以下、水体较深、水动力弱、弱还原-中等还原的前缘斜坡环境。整体来看,研究区二叠系碳酸盐岩沉积时期主要为水体较深、水动力弱、垂向上沉积环境稳定的低能环境沉积。该沉积环境不利于形成良好的基质孔隙条件,有利储层发育主要取决于碳酸盐岩地层后期改造程度。     

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组硅质岩地球化学特征及成因

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组内的云质岩、硅质岩是致密油藏重要的储集岩,目前对云质岩和与之伴生的硅质岩成因存在较大争议。通过岩心观察和对硅质岩的主量、微量、稀土及硅同位素的综合研究,以期揭示硅质岩的成因。研究表明,风城组中的硅质岩SiO2含量变化范围为55.15%~85.61%,为不纯的云质硅质岩,其内含有较多热水沉积矿物和碱湖沉积成因的盐类矿物。云质硅质岩主要围绕热液喷口分布,它们常与白云岩呈纹层状、条带状互层。云质硅质岩中硼异常富集,硼含量介于90×10^-6~10000×10^-6之间,平均680×10^-6,与盐类矿物硅硼钠石有关,反映了碱湖沉积成因;Sr/Ba值均大于1,Th/U值多在0.62~2.06之间,Sm/Nd值多在0.20~0.24之间。云质硅质岩的稀土配分显示出Eu负异常、Ce负异常或弱正异常及轻稀土相对重稀土富集的特征。δ^30Si值介于0.39‰~1.88‰之间,其δ^30Si和微量元素特征不反映典型热水成因。云质硅质岩的地质产状和地球化学特征共同表明,风二段和风三段云质硅质岩主要为热水和碱湖的混合沉积成因。硅质岩形成受喷口的位置、热水喷流期和各喷口喷流热水的温度等多方面因素的控制,硅质岩形成时存在多个喷口,在相对封闭的高盐度—碱性还原环境下的热水喷流期,热水与碱湖湖水混合,混合水沉积形成硅质、盐类矿物及白云石,最终形成含盐的云质硅质岩;热水喷流间歇期形成碱湖成因的含盐云质岩。     

鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区二叠系山西组及下石盒子组盒八段岩相古地理

以测井资料和岩心观察为基础，对鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区的二叠系山西组及下石盒子组盒八段识别出了辫状河、曲流河、三角洲和湖泊等4种沉积相类型。利用层序地层学原理，将山西组和下石盒子组盒八段划分5个三级沉积层序，建立了苏里格庙含油气区层序地层格架。编制了以体系域为单位的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理图，探讨了层序地层格架内的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理特征及演化规律。山西期古地理格局呈南北向相分异的曲流河-三角洲沉积；盒八段沉积期冲积体系大范围向研究区南部迁移，形成了以辫状河沉积为主的河流-三角洲沉积。河道砂体是苏里格庙含油气区有利的砂质储集体类型，主要发育在低位体系域。实践表明，以体系域为单位编制的岩相古地理图，可以清楚地展示不同沉积时期的沉积微相展布与迁移变化，是有利储层预测的一种有效方法。     

四川盆地东部中二叠统茅口组顶部钙结壳的发现及其发育模式

对四川盆地东部涪陵地区角帮沟剖面中二叠统茅口组顶部钙结壳进行的岩石学和矿物学系统分析发现,该剖面中钙结壳的矿物组成和含量呈规律变化,可分为基岩带、过渡带及钙结带。岩石学分析表明,基岩带为灰白色中厚层泥晶生物灰岩,其内发育碳酸盐岩砂和岩溶角砾充填的岩溶系统;过渡带为黄白色、黄褐色、褐红色含燧石条带或团块状泥晶生物灰岩,其内发育钙质胶结的原地角砾充填的侵蚀漏斗;钙结带为局部钙结岩化的灰色亮晶生屑灰岩叠覆土黄色多孔块状钙结岩,其内发育多期裂缝、根模、肺泡结构和次生碳酸钙胶结物等典型钙结壳结构。矿物学分析表明,自过渡带至钙结带CaCO₃含量呈逐渐上升的趋势,推测内部次生碳酸钙逐步胶结富集是钙结岩形成的主要原因。结合四川盆地茅口组顶部以发育铝土质泥岩和铝土岩的岩石组合为特征,且其与中二叠世上扬子地区位于赤道附近的古地理背景相吻合,表明四川盆地东部地区茅口组顶部钙结壳形成于湿热气候条件下;并通过与经典钙结壳特征的比较,总结出湿热气候条件下的钙结壳发育模式。该研究成果不仅是对四川盆地中二叠统茅口组表生成岩作用产物的补充,而且还可为国内外同类型钙结壳研究提供详实的材料。     

Coal petrology of coal seams from the Leão-Butiá Coalfield, Lower Permian of the Paraná Basin, Brazil — Implications for coal facies interpretations

In the Leão-Butiá Coalfield, Rio Grande do Sul the coal seams occur in the Rio Bonito Formation, Guatá Group, Tubarão Supergroup of the Paraná Basin, Brazil and are of Permian (Artinskian–Kungurian) age.This study is the first detailed investigation on the coal petrographic characterization of the coal-bearing sequence in relation to the depositional settings of the precursor mires, both in terms of whole seam characterization and in-seam variations. The study is based on the analyses of nine coal seams (I2, CI, L4, L3, L2, L1, S3, S2, S1), which were selected from core of borehole D-193, Leão-Butiá and represent the entire coal-bearing sequence.The interpretation of coal facies and depositional environment is based on lithotype, maceral and microlithotype analyses using different facies-critical petrographic indices, which were displayed in coal facies diagrams. The seams are characterized by the predominance of dull lithotypes (dull, banded dull). The dullness of the coal is attributed to relatively high mineral matter, inertinite and liptinite contents. The petrographic composition is dominated by vitrinite (28–70 vol.% mmf) and inertinite (> 30 vol.% mmf) groups. Liptinite contents range from 7 to 30 vol.% (mmf) and mineral matter from 4–30 vol.%. Microlithotypes associations are dominated by vitrite, duroclarite, carbominerite and inertite. It is suggested that the observed vertical variations in petrographic characteristics (lithotypes, microlithotypes, macerals, vitrinite reflectance) were controlled by groundwater level fluctuations in the ancient mires due to different accommodation/peat accumulation rates.Correlation of the borehole strata with the general sequence-stratigraphical setting suggests that the alluvial fan system and the coal-bearing mudstone succession are linked to a late transgressive systems tract of sequence 2. Based on average compositional values obtained from coal facies diagrams, a deposition in a limno-telmatic to limnic coal facies is suggested.     

羌塘角木日地区中二叠统龙格组泥岩地球化学特征及其地质意义

沉积岩物源分析对揭示盆地物质组成、储集岩性质及古环境恢复等研究具有重要指示意义。文中对藏北羌塘盆地角木日地区中二叠统龙格组的钙质泥岩样品进行了微量元素地球化学测试分析,系统地研究了微量元素含量、特征比值及稀土元素配分方式。结果表明研究区龙格组钙质泥岩样品具有中等轻稀土元素分异((La/Sm)N=2.50~5.41),重稀土元素比较平坦((Gd/Yb)N=1.32~2.47),具有微弱的Eu负异常;Sr/Ba,V/Cr,Ni/Co,Ceanom及δEu等相关参数综合显示,研究区中二叠纪时期整体表现为海相氧化环境;样品Rb/Sr比值及La/Th-Hf,La/Sc-Co/Th,Th/Sc-Zr/Sc关系图解综合说明龙格组钙质泥岩物源区风化作用较弱,源岩主要为安山岩;通过对沉积岩La/Sc-Ti/Zr,La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10等构造环境判别图解分析,综合表明区钙质泥岩物源区的构造背景主要为大洋岛弧型。     

四川盆地仪陇-平昌地区二叠系长兴组地震沉积学研究

为明确四川盆地仪陇-平昌地区长兴组地震相及沉积特征,运用地震岩性学和地震地貌学的综合分析技术,开展井-震结合及礁体三维识别研究,以阐明长兴组生物礁滩储集体的展布特征。研究结果表明,仪陇-平昌地区长兴组主要为四个沉积区带,开阔台地相对应平行-亚平行席状中弱断续地震相、台地边缘相对应平行-亚平行丘状或透镜状中弱地震相、台地前缘斜坡相对应前积席状弱地震相,海盆相对应平行-亚平行席状中强地震相,可细分为台缘礁、台内礁和台内滩亚相;30 Hz振幅调谐体切片揭示海盆岸线为北西向展布,25 Hz调谐体切片对于海盆线西侧的台缘带礁体和台内礁滩体反应明显;生物礁滩体的平面展布特征、发育规模受控于长兴组沉积期西南高、东北低的古地貌形态,台缘礁生长发育的有利区域为台地相带两排北西向凸起带。     

西藏措勤盆地下二叠统昂杰组沉积相分析

沉积相研究是进行含油气盆地勘探、评价的一项重要的基础工作。笔者根据在西藏尼玛县军仓乡拉加当实测剖面中所获得的资料,分析了下二叠统昂杰组的岩性特性、沉积相类型、剖面的垂向沉积演化和区域沉积特征。该组主要为一套砂岩-泥岩的暗色碎屑岩系,属冈瓦纳石炭纪一二叠纪冰川末期的边缘海沉积。其沉积类型既有冈瓦纳大陆稳定沉积的特点,又有滨岸条件下的低能沉积特征,主要为一套潮坪沉积组合,其沉积环境与短周期小规模近岸冰川活动有关。     

四川盆地中二叠统茅口组米兰科维奇旋回及高频层序

四川盆地中二叠统茅口组形成于中二叠世中晚期。通过分析四川盆地中二叠统茅口组露头剖面岩性特征、对比广元上寺长江沟露头剖面碳氧同位素变化趋势与沉积层序发育特征,将茅口组划分为2个可全盆地追踪的Ⅱ型三级层序,并分析了茅口组三级层序的主控因素。在此基础上,对钻穿中二叠统茅口组典型井的自然伽马能谱测井曲线开展频谱分析,识别出多种具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,并计算出茅口组沉积的平均速率及沉积时限等相关参数。最后,采用数字滤波消除掉其他次要旋回因素的影响而仅保留与主控因素相关的旋回信息,建立茅口组的高频层序划分方案。结果表明,茅口组三级层序在形成过程中主要受控于构造升降及全球海平面变化;茅口组米兰科维奇旋回特征明显,其中长偏心率旋回(413.0 ka)和短偏心率旋回(123.0 ka)分别是形成四级层序(准层序组)和五级层序(准层序)的主控因素,与之对应的平均旋回厚度在龙17井区分别为13.44m和4.31m,在安平1井区分别为16.03m和4.68m;茅口组大约发育15个四级层序,其发育时限大约为6.11Ma;根据构造背景曲线和长偏心率旋回曲线的叠加曲线划分高频层序,其高频层序界面更加接近实际地层的发育情况。