西沙地区碳酸盐台地发育过程与海平面变化:基于西科1井BIT指标分析数据

为了探讨南海碳酸盐台地的发育过程及控制因素, 采用有机分子化合物指标方法对其进行了研究.有机分子化合物指标BIT(branched isoprenoid tetraether)是沉积物中源自陆源的细菌膜脂支链甘油双烷基链甘油四醚(branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers,简称bGDGTs)与主要来自海洋泉古菌中的类异戊二烯GDGTs(isoprenoid GDGTs,简称iGDGTs)的含量之比,在古环境研究中,用来区分沉积物有机质的来源、判断沉积环境.通过对西科1井的数据研究发现,西科1井BIT指数随深度呈现三段式规律性变化,从下到上呈现高-低-高的变化,反映了中中新世以来南海海平面变化及碳酸盐台地生长发育的过程:在中中新世晚期,受全球及区域海平面变化下降影响,西沙地区碳酸盐台地形成礁-滩交互的沉积地层,由于大气淡水的影响,造成BIT指数呈现高值;到晚中新世至上新世,全球及区域海平面出现持续上升,有利于西沙碳酸盐台地的生长发育,使该井沉积环境以礁内泻湖相为主,造成BIT指数呈现低值;在第四纪冰期,全球及区域海平面出现总体下降趋势,西沙碳酸盐台地又频繁暴露于地表,造成BIT指数又呈现高值.研究表明,西沙地区碳酸盐台地受区域相对海平面变化影响更大,说明南海海平面变化既受全球海平面变化的影响,也受南海区域构造沉降的控制.      

中国南海西沙地区西科1井中新统白云岩中微生物特征及其对白云石化的启示

南海西科1井新生界碳酸盐岩层序中发育的白云岩主要分布于中新统。大厚度的白云岩层见于上中新统黄流组、中中新统梅山组二段和下中新统三亚组一段。中新统白云岩中常见各种类型的微生物,其对白云石化的作用值得关注。通过241件白云岩显微薄片观察、55件样品扫描电镜(SEM)及能谱测试,发现白云岩中微生物主要分为两类:一是白云化之前沉积的微生物,特定的微生物类型(如红藻石)趋向于在渗透回流白云化过程里率先被白云石交代;二是大规模白云化发生时存在的微生物,如铁细菌、丝缕状细胞膜或胞外聚合物等。在西科1井难以见到球状、哑铃状纳米级白云石,常见的微晶—细晶白云石通常自形晶、晶形较好,雾心亮边发育。从现有的证据看,西科1井部分白云石的形成可能和微生物有关,但中新世发生大规模微生物诱导成因白云岩的可能性较低,显微证据显示铁细菌的作用是在大规模白云化后期发生的,与中新世晚期—上新世早期长期的风化暴露使得铁质矿物局部富集有关。     

开展南海碳酸盐岩台地大洋钻探的建议：揭示台地演化的控制因素与淹没机制

南海发育大量新生代碳酸盐岩台地，它们是南海古构造、古气候和古海洋演变的重要信息来源，也是石油天然气的重要储层。虽然前人对这些碳酸盐岩台地已经开展了大量的研究，但是目前仍未能建立南海现代碳酸盐岩台地的三维结构和高分辨率层序地层格架，关于台地发育演化的控制因素与淹没机制也存在争议。因此，亟需开展南海碳酸盐岩台地大洋钻探。南海北部西沙海域发育大量的现代碳酸盐岩台地，是一个非常好的研究靶区。本文建议选择宣德和北礁这两个典型孤立碳酸盐岩台地，在台地潟湖、边缘、斜坡和深水盆地开展钻探，建立碳酸盐岩台地的高精度年代框架，精细刻画台地内部以及周边的沉积体系，明确南海新生代碳酸盐岩台地形成、生长和淹没的历史，建立台地沉积与演化模式，揭示南海碳酸盐岩台地演化的控制因素，在此基础上，开展南海古构造、古海洋与古气候环境重建，并与全球其他碳酸盐岩台地进行对比，分析异同点及其原因。     

南海西科1井上新世以来礁滩体系内部构成及其沉积模式

通过对西科1井薄片进行鉴定, 对上新世以来莺歌海组和乐东组礁滩沉积体系的古生物种类、岩石微相类型及成因相类型进行了系统剖析.研究表明: 乐东组造礁生物以珊瑚和红藻为主, 莺歌海组以红藻为主.附礁生物主要包括有孔虫、棘皮类和绿藻, 其中有孔虫为最重要的附礁生物, 绿藻只在乐东组的个别层段极发育.根据生物种类及含量、泥晶、亮晶及粒间孔含量的大小关系, 识别出10种岩石微相.在此基础上, 将礁滩体系划分为生物礁、生屑滩和泻湖3种成因相组合.生物礁包括礁基、礁核和礁盖3种成因相, 其中礁盖可见显著的溶蚀现象, 形成粒内溶孔、铸模孔等次生孔隙.在研究井段仅发育礁后滩, 靠近礁核的礁后内侧滩生屑及粒间孔含量高, 而泥晶少; 靠近泻湖的礁后外侧滩则情况相反.泻湖主要沉积大量灰泥, 生屑含量少.礁滩体系仅在海侵体系域和高位体系域发育, 各成因相之间具有相对固定的成因相垂向叠置关系.海侵体系域主要发育退积型成因相组合序列, 准层序以代表海泛面的泥晶含量较高的成因相结束; 高位体系域主要发育进积型成因相组合序列, 多以对应暴露面的礁盖结束.      

西沙地区西科1井综合地层学研究北大核心CSCD

为建立西沙地区与邻近琼东南盆地深水区之间可对比的地层格架及明确二者之间碳酸盐岩—生物礁群的发育规律,基于岩芯暴露面、生物地层、古地磁及化学地层的分析与相互印证,开展了西科1井的综合地层研究。研究认为该井0～214.89 m为乐东组,底界年龄约2.0 Ma; 214.89～288.43 m为莺歌海组一段,底界年龄约3.2 Ma; 288.43～374.95 m为莺歌海组二段,底界年龄约5.3Ma; 374.95～470.1m为黄流组一段,底界年龄约7.2 Ma; 470.1～576.5 m为黄流组二段,底界年龄约11.6 Ma; 576.5～758.4 m为梅山组一段,底界年龄约13.8 Ma;758.4～1032.46m为梅山组二段,底界年龄约16Ma;1032.46～1179.69m为三亚组一段,底界年龄约21Ma;1179.69～1257.52 m为三亚组二段,底界年龄约23 Ma。     

西沙石岛西科1井生物礁碳酸盐岩地球化学特征

对西科1井生物礁碳酸盐岩样品进行了地球化学(常量组分、微量及稀土元素含量等)分析, 旨在探讨生物礁的形成演化以及所记录的环境变化信息.结果表明: 西科1井岩心在井深36 m附近存在地球化学参数的显著变化, 暗示该深度是一处重要的地层界面或环境突变界面.岩心中的常量组分可以分为3类组合: 以CaO为主, 辅以K₂O的原生碳酸岩组分, 该组分对应的主要造岩矿物是方解石, 代表了未经白云岩化的生物礁原生碳酸盐沉积; 以MgO为主, 辅以Na₂O和P₂O₅, 代表了白云岩化作用中的富集组分, 反映了相对封闭的泻湖环境; 以SiO₂为主, 加以Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃和MnO, 代表造礁生物对这些组分的富集作用, 但不能排除火山组分少量混入的可能性.相对于全球第四纪碳酸盐岩、上陆壳及页岩的平均值, 岩心碳酸盐岩中大部分微量元素和稀土元素含量都较低.岩心中氧化还原敏感性微量元素(RSE)含量较低, 指示岛礁发育过程中大部分时期处于氧化环境条件下, 而RSE含量在岩心中的大幅波动体现出氧化/还原环境的交替变化.微量元素含量、ΣREE、ΣLREE、ΣHREE、LREE/HREE、δCe、δEu等地球化学指标在岩心中的分布与岩心样品的矿物组成无明显的相关性, 说明成岩作用和白云岩化作用并没有造成微量和稀土元素含量及特征指标的明显变化.      

南海西沙海域西科1井第四系生物礁: 碳酸盐岩成岩作用特征

以西科1井第四系乐东组生物礁-碳酸盐岩地层为研究对象, 通过偏光显微镜观察、茜素红-S和铁氰化钾混合溶液染色、扫描电镜和矿物阴极发光性观察等分析方法研究了生物礁-碳酸盐岩的岩石学和成岩作用特征.西科1井生物礁-碳酸盐岩成岩作用包括较弱的压实作用、新生变形作用、微生物泥晶化作用、溶解作用、胶结作用.以典型胶结物岩相学产状为标志, 结合矿物阴极发光性特征识别出了大气水和海水成岩环境.其中, 大气水成岩环境以典型的新月形或悬垂形方解石胶结物为识别标志, 海水成岩环境以纤维状-针状文石为识别标志.成岩环境的垂向分布表现为: 0~27 m深度内为显著的大气水成岩环境; 27~42 m深度内以大气水成岩环境为主, 其次为海水成岩环境; 42~105 m深度内以大气水成岩环境为主, 海水成岩环境的影响弱; 105~172 m深度内大气水和海水成岩环境均出现; 172.00~214.89 m深度内为海水成岩环境.      

碳酸盐岩风化过程中高场强元素的地球化学行为研究——来自碳酸盐岩淋溶实验的证据

选择黔中地区的一条白云岩原位风化剖面（平坝剖面）作为研究对象,通过对岩-土界面之下的岩粉层（砂状碳酸盐岩）动态淋溶过程中高场强元素（HFSE）地球化学行为的研究,并结合其在风化壳剖面的分布特征,获得了以下主要认识:（1）碳酸盐岩风化过程中,HFSE间存在明显的分馏,而且元素分馏主要出现在岩-土界面作用过程中,即碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段;元素的地球化学惰性由强到弱的顺序依次为Zr>Hf>Nb>Sc>Th>Ta>Ti>Y,其中,Zr是最稳定的元素,Hf仅次于Zr,Nb和Sc也相对较为惰性,而Th、Ta、Ti、Y呈现出明显的活性;（2）对于碳酸盐岩风化剖面的质量平衡计算,Zr是理想的参比元素（即惰性元素）;（3）由基岩酸不溶物至风化壳剖面,元素对Nb-Ta、Zr-Hf显示出较好的协变性,没有明显分馏,因此,在利用这类元素对岩溶区风化壳的物源进行示踪时,碳酸盐岩作为潜在母岩,宜采用其酸不溶物作为参比对象;（4）碳酸盐岩风化过程中,虽然Sc也是一个较为稳定的HFSE,但在风化母岩中分布不均匀,不宜用于岩溶区风化壳的物源示踪。      

南海西沙西科1井层序地层格架与礁生长单元特征

碳酸盐岩礁滩体系是南海海域重要的油气储层之一.南海西沙岛屿全取心的科学钻井——西科1井, 为南海碳酸盐岩礁滩体系的详细研究提供极好的条件.通过西科1井岩心的宏观描述及微观分析, 结合高分辨岩心扫描及大量分析测试结果, 对碳酸盐岩礁滩体系展开了精细研究.根据识别出的6个暴露面、2个淹没面, 将西科1井中中新世以来划分为9个三级层序.其中晚中新世黄流组和第四系乐东组为主要成礁期, 以海泛面和暴露面为标志, 将礁体归纳为淹没型生长单元和暴露型生长单元两大类, 暴露型又进一步细分为硬基底和软基底两类, 淹没型可细分为快速淹没和缓慢淹没两类.垂向上形成了极具特色的礁体组合, 即慢步礁(或淹没礁)、同步礁(加积礁)、快步礁(暴露礁).研究成果对于南海生物礁生长过程及碳酸盐岩礁滩储层勘探具有重要参考价值.      

滨里海盆地东南缘晚古生代碳酸盐岩台地特征及控制因素

滨里海盆地东南缘晚古生代广泛发育碳酸盐岩台地,生物礁发育,为油气聚集提供了良好的储层。受北乌斯丘尔特板块和乌拉尔造山运动的影响,南恩巴和扎纳诺尔碳酸盐岩台地具有3层结构,田吉兹-卡沙甘台地和特梅尔台地具有2层结构;依据沉积特征、沉积演化及井震资料等建立了各碳酸盐岩台地的沉积模式。各碳酸盐岩台地发育以孔隙为主的储层,亦有溶洞和裂缝,是沉积作用及后期白云岩化、淋滤、重结晶等共同作用的结果。研究表明,各碳酸盐岩台地生长发育过程中主要受相对海平面变化的影响,构造运动控制着碳酸盐岩台地的位置、形态、沉积相带分布及地层结构,水动力条件强弱决定了沉积物的类型。碳酸盐岩台地的不同特征对油气勘探目标评价具有指导意义。     

Sedimentary types and features of gravity flow depositional systems from Late Oligocene to Early Miocene in Liwan sag,Pearl River Mouth Basin

The sedimentary characteristics of gravity flow depositional systems(GFDS)in Liwan sag,Pearl River Mouth Basin,has not been clear. Based on a large number of high-revolution seismic data and a small amount of borehole data,the sedimentary types,spatial-temporal evolution,and controlling factors of the gravity flow depositional systems in Zhuhai Formation and the basal Zhujiang Formation in the Liwan sag are summarized. Four sedimentary types of the GFDS,can be identified according to the different seismic facies associations. Pordelta turbidite fan,the first type,is relatively small-scale compared with other type,but formed at the same time with the shelf edge delta,which is likely to be sand rich. Mass transport complex deposition,the second type,is featured by fault scarps,multiple small detachment faults,internal deformation structures such as sliding and compression,and overall southeast movement. The channelized slope fan,the third type,with lots of small channels on the head,contains microfacies such as turbidite channel,channel-levee complex and crevasse splay. The basin floor fan,the fourth type,is a bidirectionally down-lapped,mound-shaped and strong amplitude continuous intermediate-frequency reflection seismic facie association,and its microfacies such as incised valley,channel filling,front crevasse fan and sheet like lobe can be recognized. It is believed that the coupling of tectonics,climate,sea level change and sediment supply results in the GFDS in the study area and different types of GFDS are formed at different period during the base level cycle change. This research can provide a reference for the summary of gravity flow depositional law and hydrocarbon exploration in the ultra-deep water area.     

珠江口盆地荔湾凹陷北部早中新世沟槽特征及其成因

沟槽及其成因是近年来沉积学和古海洋学的研究热点。本研究基于珠江口盆地荔湾凹陷内的高精度三维地震资料,在研究区早中新世地层中首次识别出延伸千米的沟槽。这些沟槽形成时研究区位于远离陆架坡折的深水盆地,其走向大致平行于早中新世南海北部陆架坡折走向,可细分为4个亚区,形态呈直线形、拱形或似波痕状,几何学参数在不同分区各有特点。另外,在部分沟槽底部具有规模较大的条带状高振幅异常,可能对应粗粒沉积或富含天然气。根据沟槽特征推测其成因可能与盆内广布的中层水环流影响下的底流活动有关。古地貌控制下的早中新世古底流,通过其水体对海底产生侵蚀进而形成侵蚀沟槽。此研究不仅有助于南海北部超深水区的油气勘探,同时可为南海早中新世古海洋学研究提供新证据。     

珠江口盆地惠州地区新生界珠海组和珠江组重力流沉积特征*

通过2口井的岩心观察,在珠江口盆地惠州地区新生界珠海组和珠江组,发现有重力流沉积。该地区重力流沉积的主要特征是：滑塌构造发育广泛,是本区最主要的重力流沉积;液化沉积中泄水构造发育;浊流沉积中鲍马序列不完整。惠州地区的重力流沉积是三角洲前缘砂体垮塌再搬运沉积而形成的。在重力流沉积中还发现有潮汐作用的存在,潮汐作用和重力流沉积伴生。通过对惠州地区重力流沉积特征的研究,认为不能简单地将重力流沉积等同于浊流沉积;重力流沉积不仅局限在深水地区,在相对浅水地区也会发育。建议正确理解鲍马序列并予以合理使用。     

珠江口盆地白云凹陷渐新世/中新世地质事件的碎屑组分响应

南海北部渐新世/中新世之交发生了物源突变地质事件。利用珠江口盆地白云凹陷渐新统珠海组和中新统珠江组砂岩薄片镜下计点法统计技术,详细研究了碎屑组分的变化特征。结果表明:珠海组砂岩碎屑组分中,岩屑以深成的岩浆岩屑占绝对优势,长石和沉积岩屑含量也相对较高,与该期物源主要来自华南沿海近源以燕山期花岗岩为主的母岩区相一致;而珠江组砂岩中,岩屑以变质岩屑占优势,同时也含有一定量的岩浆岩屑、沉积岩屑和较多的长石,显示珠江组具有更多的物源供给区。随着渐新世/中新世之交各种地质事件发生,尤其是伴随青藏高原隆升引起的大陆风化及侵蚀程度增强,珠江口盆地沉积物源区向华南古陆内部古老的沉积-变质岩区和青藏高原东麓扩展,碎屑组分变化应该是该期各种地质事件的综合作用结果。     

珠江口盆地荔湾凹陷上渐新统—早中新统物源特征及其对沉积充填的影响

利用化学蚀变指数法恢复物源区的风化历史及沉积物通量是一种经济实用、行之有效的方法。前人对珠江口盆地荔湾凹陷对应物源区的研究相对薄弱。本文通过对区内岩心测试数据进行化学蚀变指数分析,恢复晚渐新世—早中新世物源区的风化历史,并进行沉积物通量的估算,在此基础上探讨物源特征对研究区内沉积充填的控制作用。研究表明,晚渐新世研究区对应物源区经历了强烈风化阶段,该阶段产生的丰富的沉积物供给是研究区西北部快速进积、规模壮观的陆架边缘三角洲及斜坡重力流沉积体系发育的重要控制因素之一;早中新世,西北物源区风化减弱,沉积供给减少,但研究区东部沉积物供应较西部要充分得多,表明早中新世,研究区南部除了来自西北部的主要物源外,局部物源对该时期的沉积具有重要影响;推测东部物源(东部古隆起、兴宁古隆起)的突然复活是促进研究区东部早中新世沟槽形成发育的重要原因之一。在超深水区进行沉积物源区的研究中,这种半定量的方法对盆内局部物源的确定具有重要的指示意义。     

珠江口盆地白云凹陷晚渐新统-早中新统沉积特征及演化规律

以珠江口盆地白云凹陷钻井、测井、地震和古生物资料为基础,结合前人研究成果,系统的分析了白云凹陷晚渐新统到早中新统沉积相发育特征及凹陷沉积充填演化过程。研究结果表明,珠海组下部发育大型陆架边缘三角洲沉积,地震反射特征表明该三角洲发育三期;钻遇水下分支河道、支流间湾、河口坝及远砂坝微相,沉积物以富砂为特征,发育冲刷-充填构造、递变层理及较粗的水平潜穴等多种构造;珠海组上部为浅海相,沉积物以海相砂泥岩互层为主,此时期陆架坡折带位于白云凹陷南坡;珠江组沉积时期,海平面升降旋回频繁,陆架坡折带迁至凹陷北坡。随着古珠江流域扩大,沉积物输入量增加,在珠江组下部发育了深水扇,沉积物以细-粗砂岩为主,夹少量粉砂岩及深海泥岩,发育颗粒流、液化流、浊流及碎屑流等四种主要的重力流,钻遇内扇水道,中扇废弃水道及水道间漫溢沉积,外扇深海泥沉积;珠江组上部为半深海相,沉积物以深海泥岩为主。     

珠江口盆地白云主洼古近系文昌组沉积充填特征及演化*

受制于钻井资料少及地质条件复杂,珠江口盆地白云主洼古近系文昌组三级层序格架内的沉积体系发育特征及沉积充填演化关系一直缺乏系统研究,严重制约着白云主洼深部地层的油气勘探。基于三维地震和钻井资料,采用层序原型结构剖面恢复、增强地震相分析、砂体地震扫描解释等新技术方法,重建白云主洼文昌组三级层序的沉积体系,并结合主洼构造演化特征,还原文昌组的沉积充填演化过程。结果表明: 白云主洼文昌组发育4个“源-汇”体系,分别为西北缓坡带纯陆源碎屑的大型辫状河三角洲—湖泊相沉积、东北斜坡带陆源与火山碎屑混源的大—中型辫状河三角洲—湖泊相沉积、西南轴向陡坡带纯陆源碎屑的近岸水下扇和扇三角洲—湖泊相沉积、东南陡坡带陆源与火山碎屑混源的小型近岸水下扇及扇三角洲—湖泊相沉积。白云主洼文昌组沉积时期的演化过程可大致分为河流(WCSQ1下段)、河流—湖泊(WCSQ1上段)、超深湖发育(WCSQ2下段)、超深湖早期充填(WCSQ2上段)、超深湖充填(WCSQ3、WCSQ4)、浅湖发育(WCSQ5)等6个发育阶段,湖盆经历了初始成盆、强烈断陷为超深湖、被大规模沉积充填为深湖—半深湖,最后直至充填为浅湖的沉积演化过程。     

珠江口盆地惠州凹陷新近系珠江组K22陆架砂脊沉积成因分析*

通过分析珠江口盆地惠州凹陷新近系珠江组NE—SW向平行于古岸线展布的K22条带状砂体外部地震反射特征、内部反射结构及平面展布规律,并运用层序地层学方法和理论,结合海平面变化特点,对K22条带状砂脊沉积成因进行了研究。结果显示:K22条带状砂脊为发育在陆架区古构造高带、受控于强制性海退过程的再沉积产物,其物源来自于早期的三角洲,沉积水动力条件多样,主要为海退过程中的潮汐流和波浪作用;同时,沿岸流也对砂脊形态的形成起到了关键作用,这些砂脊后期得益于快速的海侵而保留下来。留存下来的沙脊沉积被包裹在海相泥岩背景中,可形成良好的岩性圈闭。     

珠江口盆地中新统珠江组强制海退沉积层序与有利砂体分布*

针对珠江口盆地中新统珠江组强制海退体系域沉积层序特征认识不足、层序归属不合理等问题,综合利用高分辨率三维地震、岩心和测井数据,采用层序地层学、地震沉积学和石油地质学的相关理论和分析方法,在对强制海退形成机理进行分析的基础上对该体系域的沉积层序特征、演化模式和有利砂体分布进行了探讨分析,指出该体系域顶界面具有明显的顶超侵蚀特征,应归属于SQ1层序的最后一个体系域,并总结了该体系域的沉积层序演化模式。结果表明: 强制海退体系域具有退覆式的高角度斜交型前积反射结构,表现为陆架边缘三角洲的沉积特征,钻测井资料显示为多个具反旋回的前三角洲泥、远砂坝、河口砂坝与水下分流河道的组合沉积;强制海退体系域钻井岩心中发育陆坡区常见的生物扰动、泥质条带变形和滑塌、滑动现象,其前端下倾方向发育具强振幅反射结构的浊积扇沉积;强制海退体系域有利储集砂体位于该体系域顶界面和底界面附近,分别为陆架边缘三角洲前缘砂体和浊积扇砂体,是实现岩性油气藏勘探突破的重要方向。     

珠江口盆地HA地区古近系文昌组沉积特征

综合岩心、钻井、测井及地震资料,对珠江口盆地HA古近系文昌组的沉积特征及沉积演化进行了研究。结果表 明：HA古近系文昌组可以识别出5个层序界面,划分为4个三级层序,自下而上分别为SQ1、SQ2、SQ3和SQ4。其中SQ1 主要分布在南部,SQ2和SQ3全区分布,SQ4由于南部构造抬升遭受剥蚀,主要分布在北部H4地区。HA文昌组主要发育辫 状河三角洲相、扇三角洲相、近岸水下扇相及滩坝相。文四段时期,惠州凹陷开始裂陷,物源供给较少,靠近XJ30断裂和 HZ26断裂主要发育扇三角洲沉积,HA转换带主要发育辫状河三角洲;文三段发育时期,盆地快速断陷,水体加深。HA转 换带以大规模的辫状河三角洲沉积为特征,靠近XJ30断裂和HZ26断裂发育扇三角洲沉积,规模相对较小,受波浪不断淘 洗,惠州H4地区发育滩坝沉积;文二段发育时期,南部断裂活动进一步加强,处于强烈活动状态,湖平面继续上升,HA 转换带辫状河三角洲规模变小,陡坡近岸水下扇、扇三角洲连片发育,规模变大;文昌组文一段时期断裂活动减弱,湖水 变浅,物源供应充足,靠近HZ26断裂发育大套扇三角洲,靠近XJ30断裂发育大型浅水三角洲,但后期构造抬升遭受剥 蚀,残留的地层厚度较薄。