贺兰山以南中奥陶统香山群徐家圈组古水流分析

贺兰山以南中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深海浊流沉积。其下部徐家圈组由灰绿、黄绿色轻变质细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,沉积环境为深水斜坡环境,并在该组发现了内波、内潮汐沉积,主要表现为双向交错层理。本文通过对徐家圈组指向沉积构造所显示的古水流资料进行研究,综合分析了香山群徐家圈组沉积时浊流方向和古斜坡方向,并利用古水流资料探讨了内波流和内潮汐流的方向。结果表明,槽模古水流方向从北向南略呈扇形发散状,代表了沉积时的浊流方向;交错层理古水流方向主要分散在NWW—NE之间,可以代表内波流和内潮汐流方向。对古水流平面分布特征进行综合分析,可以判断出沉积时区域斜坡方向与浊流方向基本一致,大致为SSW向,沉积时内波和内潮汐的传播方向则大致为NW向。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组内波和内潮汐沉积*

宁夏中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,主要为深水浊流沉积。其中,徐家圈组主要由灰绿色、黄绿色轻变质细砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,顶部发育有薄层石灰岩。在该组的中—薄层钙质粉—细砂岩、细粉屑质石灰岩和粉砂质页岩中发现了双向交错层理及纹层倾向与区域斜坡倾向相反或有较大夹角的单向交错层理,其中双向交错层理形态丰富、纹层清晰,其纹层倾向有沿斜坡向上的,有沿斜坡向下的。在深水环境中,这些交错层理不应是等深流沉积或浊流沉积的产物,而应为内波产生的沿斜坡上下水流交替流动所形成的。从沉积背景、沉积构造和古水流等方面对徐家圈组的内波、内潮汐沉积进行了详细的研究,认为其形成于水道不发育的深水斜坡环境,并对斜坡环境中内波、内潮汐沉积中不发育脉状、波状和透镜状层理的现象进行了解释。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组大地构造环境分析

宁夏香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深水浊流沉积,从下到上可分为徐家圈组、狼嘴子组和磨盘井组。长期以来对香山群的研究主要集中在时代探讨上,而在其他方面较薄弱。本文以徐家圈组为主要研究对象,从浊积砂岩的碎屑颗粒类型百分含量、常量元素和微量元素等方面对其沉积时的大地构造环境进行了综合研究。结果表明:碎屑颗粒类型显示出典型的被动大陆边缘;常量元素的判别则出现了不确定性;微量元素则显示出了过渡性质。因此,香山群徐家圈组沉积时大地构造环境可能不是简单的被动大陆边缘,其物源极有可能来自被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧之间的带有过渡性质的源区。     

宁夏香山群徐家圈组发现深水复合流沉积构造

宁夏香山群徐家圈组是由灰绿、黄绿色轻微变质中—细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩(板岩)组成的深水沉积。在上部灰绿色页岩所夹的中层钙质粉砂岩中发现了复合流层理、准平行层理、不对称小型丘状交错层理;在下部灰绿色厚层—块状中—细粒长石石英砂岩的顶面发现了小型波痕,波痕的形态、波长与波高的分布规律均表现出复合流(combined-flow)的沉积特征。本文根据水槽实验和现代海洋沉积观测所总结出的复合流底床相图和前人在研究地层中较浅海浊流(超重流)与波浪所形成的复合流沉积时给出的复合流沉积示意图,分别对徐家圈组所发现的①小型2D波痕至小型3D波痕的演化和②复合流层理、平行层理、准平行层理和小型丘状交错层理的叠置关系及其纹层所反映的流动方向与沉积时浊流方向的关系,进行了解释。结果表明,所发现的复合流层理、准平行层理、不对称小型丘状交错层理及小型波痕应为复合流沉积,并依据徐家圈组存在内波、内潮汐沉积的事实,推测为深水短周期内波与浊流形成的复合流沉积。这可能是地层中深水复合流沉积构造的首次发现,同时也是内波与浊流形成的复合流沉积的首次发现。     

关于深水环境下内波、内潮汐沉积分类的探讨

深水环境下内波、内潮汐沉积从在地层记录中被发现已过去20年,在这20多年里虽然积累了不少资料,但至今未对内波、内潮汐沉积进行细分。本文以地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积为基础,结合内波、内潮汐的破碎过程和海洋物理学中内波的研究现状,对深水内波、内潮汐沉积的分类进行了探索。将其分为3个层次下的9种类型,分别为：正压内潮汐沉积、斜压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积、斜压短周期内波沉积、等深流叠加内波沉积、低密度浊流叠加内波沉积、长周期内波叠加沉积、驻波沉积和其他内波叠加沉积。地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积分别归为：正压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积和长周期内波叠加沉积3类,其余类型尚未被发现。这样的分类较合理地解释了为什么在现代海洋中内波、内潮汐无处不在,但地层记录中的内波、内潮汐沉积却少得可怜的现象,同时将内波、内潮汐沉积研究和海洋物理学中对内波的研究结合起来,并能将内波、内潮汐沉积研究置于更为广阔的研究背景之中,使之可以和大洋突发事件、天文旋回及大洋环流等联系起来。     

鄂尔多斯盆地西缘上奥陶统拉什仲组内波和内潮汐沉积成因分析

虽然地层记录中的内波和内潮汐沉积研究已有30年的研究历史,但尚未涉及深水环境中内波和内潮汐成因研究,不利于对深水复杂水动力环境下各种流体交互作用的深入研究,同时由于已发现研究实例中缺乏生物化石和遗迹化石,从而在很大程度上限制了对内波和内潮汐沉积和油气生成及运移之间的关系研究。本文以鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区上奥陶统拉什仲组深水沉积为研究对象,在详细的野外观察基础上,采用沉积地球化学和沉积学相结合的方法对该组中发育的内波和内潮汐沉积进行了综合研究。结果表明：拉什仲组中的双向交错层理和浪成波纹层理可相互伴生,多发育在完全或近于完全的鲍玛序列T_c段,其寄主岩性主要为灰绿色薄-中层细砂岩、粉砂岩、黏土质粉砂岩和粉砂质黏土岩;沉积时水体介质具有海水性质总体上不明显、氧化-还原分层、盐度倒置、不受热液影响和水动力较强等现象。结合拉什仲组存在的浊流反射现象认为：拉什仲组沉积于局限海深水斜坡至盆地环境,其内波和内潮汐的形成与低密度浊流反射形成的密度跃层密切相关,具有事件性作用特征,并伴生有大量的生物化石(笔石)及遗迹化石。这种新型内波和内潮汐沉积对于深水牵引流沉积油气勘探具有...     

塔中地区中—上奥陶统内波内潮汐沉积与油气勘探

现代海底普遍发育由内波、内潮汐引起的深水牵引流,内波、内潮汐不仅可形成各种小规模、分散的深水牵引流沉积,而且还可建造千米级的大型沉积物波。在古代地层记录中已发现各种厘米级的内波、内潮汐沉积单元,但尚未发现内波成因的大型沉积物波。通过对塔中地区中—上奥陶统碎屑岩段岩心观察和地震剖面的系统分析,发现了该岩段内由内波和内潮汐作用形成的各种牵引流沉积构造单元。已识别出4种内波、内潮汐沉积微相类型及5种基本垂向沉积层序,同时还在研究区中一上奥陶统陆坡相中识别出了内波成因的大型沉积物波。这些内波、内潮汐沉积具有较好的油气潜能,是该区中—上奥陶统潜在的油气勘探新领域。     

深水内波、内潮汐沉积类型及其油气意义

深水内波、内潮汐沉积可归纳为水道型和非水道型两种基本沉积类型。水道型沉积常发育双向递变层序和单向递变层序,单砂层较厚,它不仅是油气的良好储层,而且常与深水重力流沉积和深水背景泥岩沉积一起构成有利的地层或岩性圈闭,应当列为深水沉积区油气勘探的重点目标。非水道型深水内波、内潮汐沉积一般发育由砂泥频繁薄互层所构成的对偶层双向递变层序和对偶层单向递变层序,单砂层很薄,油气勘探意义可能不大。广泛分布的大型沉积物波(分为粗、细粒两种)和水道口附近的内潮汐砂坝,是两种比较特殊的内波、内潮汐沉积建造。根据现有研究实例和沉积成因水流理论分布范围等,建立了深水内波、内潮汐综合沉积模式。     

水体内部的沉积作用——内波、内潮汐沉积研究综述

介绍了内波的概念、沉积实例、沉积特征、沉积模式等;还对内波沉积作用机理作了深入分析。大多数海洋和湖泊中都有内波存在,其波幅可以是表面波的20～30倍,是海水混合和海底沉积物二次搬运的重要营力。内波形成的沉积物规模可以很大,沉积物中的砂岩成分成熟度和结构成熟度高。内波沉积研究对于油气勘探具有重要意义,特别是在海相油气勘探领域。目前对内波沉积物的成岩特征和含油气性方面的研究还比较薄弱;应从沉积特征、地球物理响应、测井响应等方面入手,逐步形成一套全面、系统、完整的识别标志;还应该与海洋学、水动力学等研究紧密结合,深入探讨内波的形成机理和控制因素。     

塔中地区中晚奥陶世内波、内潮汐沉积

现代海底普遍发育由内波、内潮汐引起的深水牵引流,内波、内潮汐不仅可形成各种厘米级的深水牵引流沉积构造,还可建造千米级的大型沉积物波。这种大型沉积物波既可沿斜坡向下迁移,也可沿斜坡向上迁移。在古代地层记录中已发现各种厘米级的内波、内潮汐沉积单元,但尚未发现内波成因的大型沉积物波。塔中地区中上奥陶统碎屑岩段内发育内波及内潮汐形成的各种牵引流沉积构造单元。通过详细的岩心观察,识别出 4种内波、内潮汐沉积微相类型及 5种基本垂向沉积层序。此外,通过地震剖面分析,在研究区中上奥陶统陆坡相中识别出顺坡向上迁移的大型沉积物波,该沉积物波的特征与现代海底发育的沉积物波的特征类似,运用内波理论可对其成因进行合理的解释。     

宁夏香山群徐家圈组基本沉积单元

报道了宁夏香山群徐家圈组基本组成单元,即由细砂岩－粉砂岩－页岩构成的沉积序列,并将该沉积序列划分为密度流沉积层（Ⅰ）、牵引流沉积层（Ⅱ）和悬浮沉积层（Ⅲ）,进而探讨其成因。结果表明：①层Ⅰ主要由细砂岩和粉砂－细砂岩组成,且在不同厚度层之间无明显的粒度分异;②徐家圈组岩性系列中明显缺失细砂质粉砂岩,而这种缺失正好构成了层Ⅰ和层Ⅱ之间的粒度中断;③层Ⅱ发育两组交错层理,第一组是平行层理、准平行层理、复合流层理和小型丘状交错层理,第二组是单向交错层理、双向交错层理和平行层理;④层Ⅲ中的薄层泥晶石灰岩具有不平整的底面并在侧向上呈现出长的透镜状。结合相关的浊流沉积研究成果,综合分析上述结果,可得出以下结论：①层Ⅰ可能为具有高悬浮负载降落速率的高密度衰减流沉积形成;②层Ⅱ可能受内波、内潮汐作用的控制;③层Ⅲ可能以深海、半深海垂直降落沉积为主,并辅以缓慢的平流;④沉积时的浊流可能具有双层结构。     

宁夏香山群徐家圈组顶部石灰岩稀土元素特征与沉积介质分析

鄂尔多斯盆地西缘宁夏香山群自20世纪40年代发现以来一直存在的时代争议,已经严重地阻碍了该地区及北祁连地区早古生代大地构造、地层和古地理等研究工作,香山群徐家圈组顶部的薄层状石灰岩以其含有的古生物化石已成为解决香山群时代归属的关键地层单元。本文通过对薄层状石灰岩稀土元素及相关微量元素测试结果的分析,探讨其沉积时的海水介质条件。结果表明：依据稀土元素的分布特征,可将薄层状石灰岩分为A、B、C三组;稀土元素具有明显的Eu正异常和Ce负异常,从A组到C组Eu正异常增大,Ce负异常减小;从A组到C组,各地球化学参数呈规律性变化,（La/La^*）_N、（Y/Y^*）_N、（Gd/Gd^*）_N、Y/Ho值逐渐减小,稀土总量和轻重稀土比值逐渐增加,（La/Yb）_N与（La/Sm）_N值由小变大再变小,（Ce/Ce^*）_N值逐渐增大而U/Th值逐渐减小,Sr/Ba值稳定而Zr/Rb值增大。依据地球化学特征可推测沉积时从A组到C组的水介质变化为陆源物质影响增加、海水性质减弱、水深波动、海水由还原到氧化、水动力增强和盐度基本稳定。结合稀土元素Eu异常现象及相关研究成果,推测徐家圈组顶部的薄层状石灰岩沉积于氧化-还原层化海洋靠近分界线的还原带内,热液羽引发的深水水体流动（内波、内潮汐）可能控制着陆源物质的输入和水体的氧化-还原环境,在还原的总体背景上产生水动力氧化现象。     

宁夏香山群徐家圈组波痕特征及成因分析

宁夏香山群为一套遭受轻微区域变质的砂岩、页岩、石灰岩和硅岩,可分为徐家圈组、狼嘴子组和磨盘井组。徐家圈组为深海斜坡沉积,狼嘴子组和磨盘井组为深海平原沉积。在宁夏中卫大柳树沟和下石棚的徐家圈组下部发现波痕,波长分别为13～15 cm和8～12.5 cm,波高分别为约2 cm和1.1～2 cm。波痕所在岩层底部和下伏岩层见槽模,波痕上覆岩层中见交错层理。通过对波痕、槽模、交错层理进行野外资料的采集,对古流向进行了分析。大柳树沟的波痕、槽模、交错层理反映古流向分别为SSE向、SSE向和NE向;而在下石棚地区分别为NW向、SSW向和SWW向。本文用复合流模式分析了波痕的成因,并对槽模、波痕、交错层理组成的沉积构造组合的形成过程进行了阐述。     

深水异地鲕粒灰岩的特征及成因探讨——以宁夏中宁地区香山群徐家圈组为例

深水异地鲕粒灰岩可从宏观特征、微观特征、粒度特征及沉积构造等方面进行识别。通过宁夏中宁县狼嘴子地区香山群徐家圈组中部发育的鲕粒灰岩的野外露头剖面和室内薄片观察,对鲕粒灰岩的宏观及微观特征进行了研究。对颗粒粒径的统计和对比分析表明,鲕粒与假鲕、正常鲕与表皮鲕分别来自不同环境,粒度分析结果显示其具有重力流搬运的特征。结合沉积背景认为,此种鲕粒灰岩应为深水异地沉积成因,鲕粒可能来自同时期的鄂尔多斯地块西缘碳酸盐台地,由重力流搬运至深水。     

香山群狼嘴子组硅质岩地球化学特征及形成环境

香山群自建群以来,时代归属一直存在争议,通过区域地质调查,把香山群地质时代限定为中晚寒武世。为深入探讨鄂尔多斯西南边缘香山群形成的沉积环境和构造背景,对香山群狼嘴子组硅质岩岩石学、地球化学特征进行了综合分析。分析结果表明硅质岩SiO2含量为82.44%～98.13%,Al/(Fe Mn Al)比值为0.46～0.69,Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值为0.53～0.77;LREE/HREE为3.57～8.45,轻重稀土分异作用强,LaN/CeN值0.66～1.15,Ce/Ce*值0.66～0.93,为大陆边缘型硅质岩,成岩过程包含热水沉积和正常沉积作用。同时,硅质岩建造中碎屑岩和产出的辉绿岩床的地球化学特征表明:碎屑岩沉积背景也属被动大陆边缘区,辉绿岩属于伸展作用构造背景下的大洋拉斑玄武岩系列。综合地质资料认为,在中晚寒武世,阿拉善地块南缘与鄂尔多斯地块西南缘具有离散型大陆边缘性质。