鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征*

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川—榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达—杭锦旗—鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心—庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳—泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡—义马一带为潟湖沉积。     

豫西下二叠统太原组遗迹化石与古氧相的响应特征*

基于对豫西禹州和焦作地区下二叠统太原组中的遗迹化石组成与产状特征的研究,以及对不同颜色Zoophycos潜穴充填物中碳氧同位素和微量元素含量的测试分析,取得成果如下: (1)灰白色充填物中δ¹³C值较低,主要介于-2‰~-4‰之间;灰色充填物中δ¹³C值大多在-0.8‰~-2‰之间。二者的V/(V+Ni)值均小于0.46,Ce/La值均小于1.5。反映其为富氧相,即氧化环境。(2)红褐色充填物中δ¹³C值一般在-0.2‰~-0.9‰之间,V/(V+Ni)值大于0.46,反映其为贫氧相,即弱还原环境。(3)黑色充填物中δ¹³C值最高,多数在0.2‰~1.6‰之间,Ce/La值大于1.8,反映其为厌氧相,即还原环境。综合分析上述特征,提出了3种古氧相(富氧相、贫氧相和厌氧相)的遗迹化石响应关系及其形成的沉积背景模式。这一研究成果可为精细分析豫西下二叠统太原组碳酸盐岩的沉积环境演变规律提供直观的生物遗迹识别标志。     

山西沁水盆地东北部太原组沉积序列及环境演化*

山西沁水盆地东北部上石炭统—下二叠统太原组含有丰富的煤与煤层气资源,在昔阳黑土岩村一带有良好的露头剖面。以黑土岩村剖面为主要研究对象,结合邻区部分钻孔资料,对石炭—二叠系太原组的岩石特征、沉积构造、化石组成及沉积序列类型进行了详细分析。取得如下成果: 在研究剖面中识别出有障壁和无障壁海岸以及三角洲3种沉积体系,5种沉积相、3种亚相和5种微相,并在太原组中部层段发现混积潮坪沉积;建立了9种沉积序列类型及其古环境分布模式,并基于沉积序列的垂向变化规律,提出了本区太原组的沉积环境模式,进而简要论述了太原组自下而上从障壁岛—潟湖—潮坪到浅海—潮坪,最后到三角洲的沉积环境演变过程。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区上二叠统沉积特征*

基于野外地质露头观察、岩心描述、薄片鉴定和地球化学等分析测试资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地及周缘地区上二叠统石千峰组沉积岩石类型、沉积构造、沉积相类型及沉积体系空间展布等方面开展研究。结果表明,石千峰组主要发育冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘、浅湖和南部海陆过渡的潟湖、沙坝等沉积环境,石千峰期,古气候干燥炎热,沉积古地形相对平缓,物源供给充足,形成了一套紫红色、棕红色泥岩和浅灰色中粗粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩为主的地层。盆地北部三角洲规模大,以辫状河道发育沉积特征为主,砂体厚度大、横向分布稳定,而盆地南部三角洲规模相对较小。石千峰期,海水可能多次入侵盆地南部麟游—韩城—乡宁一带,发育海相夹层和沙坝沉积,一定程度上影响了南部的沉积环境和砂体展布。     

埃迪卡拉系微生物碳酸盐岩沉积特征及其地质意义:以川中磨溪8井区灯影组四段为例*

四川盆地高石梯—磨溪地区埃迪卡拉系灯影组广泛发育一套微生物碳酸盐岩。以磨溪8井区灯影组四段(灯四段)为例,通过精细解析高频向上变浅序列的岩石学特征,发现灯四段微生物云岩及序列建造具有如下特征: (1)向上变浅序列主要由凝块石云岩、叠层石云岩和(含微生物)泥晶云岩3类构成,伴以少量微生物粘结颗粒云岩;(2)完整的典型向上变浅序列自下而上由(含微生物)泥晶云岩(A段)、平直状叠层石云岩(B段)、小型丘状叠层石云岩(C段)、分散状凝块石云岩(D段)、格架状凝块石云岩(E段)、微生物粘结颗粒云岩(F段)等6个岩性单元构成,但大量的序列由A-C-E、A-C-D、B-D、B-C-D-E等不完整的岩性单元构成,且序列顶底皆以凝块石云岩/(含微生物)泥晶云岩、叠层石云岩/(含微生物)泥晶云岩等不平整的岩性突变面或暴露面区分;(3)埃迪卡拉系微生物碳酸盐岩发育于浪基面之上至平均海平面附近的相对高能区域,且凝块石云岩较叠层石云岩形成的环境能量高。该研究结果不仅揭示出较高能的浅水环境控制了规模性微生物岩分布这一规律,而且对区域储集层预测具有指导意义,同时也因建立了有别于现代微生物的环境分布模式而具有重要的沉积学意义。     

埃迪卡拉系微生物碳酸盐岩沉积特征及其地质意义:以川中磨溪8井区灯影组四段为例*

四川盆地高石梯—磨溪地区埃迪卡拉系灯影组广泛发育一套微生物碳酸盐岩。以磨溪8井区灯影组四段(灯四段)为例,通过精细解析高频向上变浅序列的岩石学特征,发现灯四段微生物云岩及序列建造具有如下特征: (1)向上变浅序列主要由凝块石云岩、叠层石云岩和(含微生物)泥晶云岩3类构成,伴以少量微生物粘结颗粒云岩;(2)完整的典型向上变浅序列自下而上由(含微生物)泥晶云岩(A段)、平直状叠层石云岩(B段)、小型丘状叠层石云岩(C段)、分散状凝块石云岩(D段)、格架状凝块石云岩(E段)、微生物粘结颗粒云岩(F段)等6个岩性单元构成,但大量的序列由A-C-E、A-C-D、B-D、B-C-D-E等不完整的岩性单元构成,且序列顶底皆以凝块石云岩/(含微生物)泥晶云岩、叠层石云岩/(含微生物)泥晶云岩等不平整的岩性突变面或暴露面区分;(3)埃迪卡拉系微生物碳酸盐岩发育于浪基面之上至平均海平面附近的相对高能区域,且凝块石云岩较叠层石云岩形成的环境能量高。该研究结果不仅揭示出较高能的浅水环境控制了规模性微生物岩分布这一规律,而且对区域储集层预测具有指导意义,同时也因建立了有别于现代微生物的环境分布模式而具有重要的沉积学意义。     

四川盆地中二叠世栖霞期微生物丘及其对沉积环境的启示

在四川盆地华蓥溪口地区首次发现了发育在二叠纪栖霞期的微生物灰泥丘,该灰泥丘以灰泥作为支撑结构;参与建筑的生物主要是菌类微生物,其次为多门类无脊椎动物,如有孔虫、腕足等,但生物物种分异度较低,丰度较高;岩石类型主要为生屑泥晶灰岩以及凝块石等;灰泥丘可划分为丘基、丘核及丘翼。根据地化分析,华蓥溪口栖霞组剖面野外样品古盐度Z值均122,且δ~(13)C0;δ~(18)O变化在-6.33‰~-4.22‰,向上δ~(18)O总体为正偏移,表明海平面逐渐下降。恢复的古水温在33.60~24.26℃。V/(V+Ni)比值为0.51228,U/Th比值为8.28205;指出华蓥溪口地区处于水体较深,水动力较弱,温度较高的超咸缺氧环境。这种环境有利于微生物丘的发育,并影响了造礁生物的发育和生长,是导致栖霞期没有发育骨架礁的原因之一。     

安徽中南部下二叠统栖霞组和孤峰组沉积环境及成岩历史

皖中南地区下二叠统发育8种不同的沉积相带。栖霞组下部主要发育滨岸细碎屑岩相带和半局限海台地相带，中上部发育开阔海台地相带、较深水台凹相带和台棚内带；早中孤峰期发育台棚外带、台棚内带和台地边缘缓坡相带，晚孤峰期在宿松地区发育了台地边缘生物滩相带，研究区下二叠统成岩环境划为海底-浅埋藏、中埋藏、深埋藏和表生成岩环境，并阐述了这4种成岩环境内的成岩作用类型组合标志。     

川西北下二叠统栖霞组有利成岩作用与孔隙演化

据宏观、微观及地球化学特征等综合分析,川西北下二叠统栖霞组储层段主要的建设性成岩作用有同生一准同生期溶解、埋藏期溶解、构造抬升期溶解、混合水白云石化、埋藏白云石化及重结晶作用.其中埋藏期溶蚀和埋藏白云石化作用对储集层的储集空间贡献最大,其产生的晶间孔、晶间溶孔、洞、缝是现今该层段主要的储集空间;其次是重结晶作用.重结晶作用对储集空间的直接贡献不大,但重结晶作用提高了岩石的有效孔隙度和渗透率从而为后期的溶蚀作用提供了条件:而同生期的溶解作用形成的孔隙由于后期的压实、胶结等作用破坏而几乎消失殆尽.     

Sequence stratigraphic characteristics and geological significance of the Permian Qixia Stage in northwestern Sichuan Basin

Based on outcrops, drilling, cores, and logging data, the Liangshan Formation and Qixia Formation in the northwestern Sichuan region are analyzed using the theory and method of sequence stratigraphy. Three third-order sequence boundaries are identified, including the basal boundary of Liangshan Formation (type Ⅰ), the boundary between Qi 1 Member and Qi 2 Member (type Ⅱ), and the boundary between the Qixia Formation and the Maokou Formation (type Ⅰ). The Middle Permian Qixia Stage can be subdivided into two third-order sequences (from base to top: SQ1 and SQ2). The SQ1 sequence corresponds to the Liangshan Formation and the Qi 1 Member, and the SQ2 sequence corresponds to the Qi 2 Member. Based on the sequence stratigraphic framework reconstruction of the Qixia Stage, the sedimentary filling pattern of the “onlapping at the base and truncation at the top” is discovered. The contour maps of SQ1 and SQ2 sequence stratigraphic thickness are calculated and plotted. Combined with the stratigraphic filling pattern, the tectonic-palaeogeographical framework of the early SQ1 and SQ2 phases of the Qixia Stage, their geological significance is discussed. At the Qixia Stage, the differentiation between uplift and depression occurs in the northwest and northeast trends. The Hannan uplift, the northern Sichuan uplift, the northern margin uplift and the Guangyuan-Wangcang sag have controlled the sedimentary pattern in the study area. It is indicated that prototype of the Guangyuan-Wangcang Trough began in the Middle Permian Qixia Stage. In the study area, the karst cave-type dolostone reservoir and the karst-type limestone reservoir around the Guangyuan-Wangcang sag rim are favorable exploration areas.     

四川盆地西北部二叠系栖霞阶层序地层特征及地质意义

基于露头、钻井岩心和测录井资料,采用层序地层学理论与方法,将四川盆地西北部二叠系梁山组+栖霞组作为一个整体予以解剖,识别出梁山组底界面(Ⅰ型)、栖一段与栖二段界面(Ⅱ型)和栖霞组与茅口组界面(Ⅰ型)3个三级层序界面,将中二叠统栖霞阶划分为2个三级层序: 下部的SQ1层序对应梁山组+栖一段,上部的SQ2层序对应栖二段。通过栖霞阶层序地层格架分析,发现栖霞阶地层存在“底超顶削”的充填规律,统计并绘制SQ1与SQ2层序地层厚度等值线图,对研究区栖霞阶SQ1初期和SQ2期构造—古地理格局进行了恢复,在明确SQ2期为栖霞阶主要成滩期的基础上,结合岩溶发育单元及白云岩展布特征,讨论栖霞阶油气储集意义。结果表明:区内栖霞阶存在北西、北东向隆坳分异,汉南隆起、川北隆起、北缘隆起与广元—旺苍凹陷始终控制了区内沉积格局,指出广元—旺苍海槽雏形始于二叠系栖霞阶。研究区岩溶白云岩孔洞型储集层区与环广元—旺苍凹陷周缘的灰岩岩溶型储集层区为有利的勘探区。     

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。     

四川盆地北部二叠系栖霞组陆源碎屑岩的发现及其指示意义

在四川盆地北部旺苍双汇剖面二叠系栖霞组碳酸盐地层中发现了陆源碎屑岩沉积,其区内对二叠纪瓜德鲁普世早期古地理演化及二叠系油气勘探具有重要的指示意义。本文通过沉积学和锆石U- Pb年代学的方法,对碎屑岩的沉积环境和物源条件进行了分析。栖霞组陆源碎屑岩的沉积特征表明其形成于滨岸沉积环境,指示区内经历过短暂的海平面下降。岩石学及锆石形态特征表明其具有较高的成分成熟度和结构成熟度,碎屑锆石U- Pb测年结果显示年龄主要集中在2600~2400 Ma、1800~1200 Ma、1000~700 Ma和500~400 Ma 4个峰值区间,反映物源成分较为复杂,指示碎屑颗粒经历了较长距离搬运或再旋回。通过对比锆石年龄频谱发现,栖霞组碎屑岩与扬子地块志留系—二叠系碎屑岩及前寒武系基底岩体均具有相似的锆石年龄分布特征。结合区域构造演化,认为扬子地块前寒武系结晶基底是碎屑锆石的初始来源,上扬子北缘志留系—泥盆系可能为栖霞组碎屑岩的形成提供了直接的物源供给。栖霞组碎屑岩的出现指示研究区在瓜德鲁普世早期由于海平面的下降,局部水下隆起短暂暴露形成了海岛或古陆并遭受剥蚀,为碎屑岩形成提供物源。基于栖霞组碎屑岩所指示的沉积环境和物源条件,恢复了研究区瓜德鲁普世早期的古地理格局。栖霞组陆源碎屑岩的发现对揭示四川盆地北部瓜德鲁普世早期地貌分异及古地理格局转换提供了新的证据,为区内下一步油气勘探提供重要指示。     

四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩特征及成因探讨

白云岩特征及其形成机制的研究对白云岩化理论与白云岩储集层勘探具有重要意义。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩为研究对象,通过野外剖面及岩心观察并采用铸体薄片、阴极发光、地球化学分析等方法对该段白云岩特征及成因进行研究。结果表明川西北地区栖霞组白云岩主要表现为块状晶粒白云岩、角砾状白云岩及斑状白云岩3种类型;碳同位素为正低值,氧同位素为负值,反映出其成岩过程中伴有早期淡水参与。结合工区构造沉积背景,对比以往经典白云岩化模式,发现四川盆地西北部中二叠统栖霞组白云岩化成因模式具有一定自身特点。通过对Folk “镁笼效应”理论进行延伸,认为栖霞组白云岩化模式在纵向上分为淡水渗流带、混合渗流带、混合潜流带及海水潜流带4个区带,其中混合渗流带和混合潜流带是白云岩发育的主要位置。在混合渗流带中,淡水与海水交替进入,未完全成岩的海洋沉积物质在成岩过程中受到淡水冲洗导致大量镁离子随淡水流入下部地层,而后又有海水携带镁离子进行补给,这为白云石形成提供了有利条件;混合潜流带内不断进入的混合流体携大量镁离子使得该带具有较高Mg/Ca值;而地幔上涌造成的地温升高克服了白云石形成的动力学屏障,有效促进了白云岩的形成。     

四川盆地中二叠统栖霞组滩相白云岩多重成因机理及叠加效应

本文以四川盆地二叠系栖霞组滩相白云岩为研究对象,充分利用野外剖面资料、钻井资料、测试分析资料,对栖霞组滩相白云岩成因机理及其叠加效应进行了深入研究。结果表明,四川盆地栖霞组白云岩的规模变化较大,从不到1米至几十米不等,区域上主要分布于盆地西部,盆内其它地区零星发育。白云岩的发育与沉积背景关系密切,其中分布于盆地西部的白云岩为台地边缘滩相沉积背景,而盆地内零星分布主要为台内滩沉积背景。栖霞组白云岩成因包括三种类型:(1)高能滩混合水白云岩化形成的白云岩;(2)埋藏白云岩化形成的白云岩;(3)热液白云岩化形成的白云岩。其中,高能滩混合水白云岩化形和热液白云岩化为主要的白云岩化作用。现今无论是在野外剖面还是钻井岩心中所看到的白云岩为多种白云岩化作用的叠加结果,叠加效应体现在白云石晶体形态上、碳氧同位素和包裹体温度上。在白云岩形成过程中,滩相沉积是白云岩化的基础;不同类型的白云岩化作用是关键;裂缝的发育为白云岩化创造了条件。     

四川盆地西部中二叠统栖霞组晶洞充填物特征与热液活动记录

热液环境在碳酸盐岩成岩作用中十分重要,MVT铅锌矿床和热液白云岩储层都与之有关。四川盆地西部中二叠统栖霞组普遍发育厘米级大小的晶洞,其充填物主要为晶体粗大的非平直晶面鞍形白云石,这些鞍形白云石经历了广泛的溶解作用,次生方解石充填于鞍形白云石溶解空间及其晶间孔隙中。本文在碳酸盐岩岩石学特征研究的基础上,测试了晶洞充填物的碳氧同位素组成、元素构成和包裹体均一化温度,结合川西中二叠统埋藏历史和二叠纪以来的非地热增温热事件,研究了晶洞充填物中鞍形白云石的沉淀与溶解流体,以及充填于鞍形白云石溶解空间和晶间孔隙中次生方解石的沉淀流体。研究表明:在作为晶洞充填物的碳酸盐矿物中,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间、晶内的次生方解石具有显著不同的氧同位素组成和包裹体均一化温度,前者δ18O值-5.94‰～-4.35‰,包裹体均一化温度主要为110～210℃,后者δ18O值-10.34‰～-8.75‰,包裹体均一化温度主要为70～110℃,据此反演的鞍形白云石沉淀流体的δ18O值为+4‰～+14‰(SMOW),方解石相应值为-4‰～+5‰(SMOW),显示白云石是在高盐度和高温流体中沉淀的,方解石是在相对低盐度和低温流体中沉淀的;晶洞充填物的碳同位素分析表明,鞍形白云石和沉淀于白云石晶间和晶内的次生方解石的δ13C值大致分布在0.7‰～2.6‰的范围内,显著低于同期海水的δ13C值,两种碳酸盐矿物中的碳具有同期海水和深部CO2混合碳源的特征;中二叠世末东吴运动期间峨眉山玄武岩喷发时岩浆活动的热效应导致了当时处于浅埋藏环境的栖霞组地层中鞍形白云石的沉淀,而热事件后流体温度和盐度的同时降低则使得鞍形白云石溶解,同时伴随方解石沉淀在鞍形白云石溶解后的孔隙和晶间孔隙中。