四川盆地寒武系洗象池群层序地层划分及层序地层格架的建立

四川盆地寒武系洗象池群发育大套白云岩,由于岩性、电性差异小,化石稀少,地层厚度变化大,层序划分与演化特征一直存在很大争议。基于层序地层学及沉积学相关理论研究,通过对露头剖面、钻井岩心的观察及测井资料的研究,结合测井曲线频谱趋势分析技术及碳氧同位素相关数据,开展对洗象池群层序地层的划分及建立全盆地统一的层序地层格架研究。盆地内虽然基本都是一套白云岩,各分区命名差异大,但依然具有全盆范围内可对比的不整合界面和最大海泛面。研究认为四川盆地洗象池群可划分为4个三级层序,并且厘定了盆地内各分区间的层序地层对应关系。在建立全盆地层序地层格架的基础上,发现洗象池群地层分布呈西薄东厚的楔形体,其中遂宁-乐至-资阳以西缺乏洗象池群沉积。层序格架内有利储集层的分布明显受控于层序界面,其中颗粒滩相主要发育在高位体系域。      

川西南轿顶山地区中—上奥陶统牙形石生物地层和碳同位素地层研究

以上扬子台地西缘轿顶山地区中—上奥陶统宝塔组灰岩为研究对象,连续不间断采集化石样品,识别出牙形石15属20种,并据此识别出3个可与国内外同期地层直接对比的牙形石带,从下到上依次是Amorphognathus tvaerensis带,Hamarodus brevirameus带,和Protopanderodus insculptus带,研究剖面宝塔组下部与邻区同期地层连续的牙形石带相比缺少1~2个带。另外,通过高精度采集碳、氧同位素样品,在研究剖面宝塔组发现δ13C记录序列中存在同位素正漂移异常,且包含3个次一级峰值,峰值范围在2. 0‰~3. 0‰之间,同期正漂移异常也出现在上扬子台地东部和南部,该异常开始发生层位在上扬子台地均在牙形石Hamarodus brevirameus的首现层位,正漂移异常持续时段跨两个牙形石带(H.brevirameus带和P.inscrulptus带下部)。该同位素异常事件除了可以在上扬子台地内部很好对比外,也可对比塔里木盆地西缘柯坪地区其浪组中的三个次一级峰值的δ13C同位素正漂移异常事件,其浪组发育正漂移事件的地层厚度较大,沉积速率较上扬子台地高。研究地层中牙形石记录和碳、氧同位素曲线均显示,研究区宝塔组下部存在地层缺失,与下伏地层呈不整合接触关系,且地层缺失量比中扬子地区略少。     

准噶尔盆地南缘三叠纪—侏罗纪之交的古气候*

准噶尔盆地南缘的郝家沟剖面三叠系—侏罗系连续发育,是研究三叠系—侏罗系界线及相关地质问题的重要剖面。孢粉分析发现,上三叠统郝家沟组以气候适应范围较宽的裸子植物花粉占优势,而在下侏罗统八道湾组下部主要适应温暖湿润气候的蕨类植物孢子含量明显增高,在组合中常占据优势地位,说明研究区早侏罗世气候比晚三叠世更为潮湿。沉积岩有机碳同位素分析结果显示,在剖面八道湾组下部的δ¹³C值总体低于-24.5‰,形成两次明显的负向偏移,同时采集的丝炭样品的分析结果也证明δ¹³C在八道湾组下部具有明显负向偏移。根据现代湖泊沉积有机质碳同位素与气候关系的研究成果,沉积有机质稳定碳同位素负偏是气候温暖潮湿化的反应,支持了孢粉研究的结果。以上表明,研究区侏罗纪之初的气候比晚三叠世更加炎热潮湿。     

鄂尔多斯盆地延长组的划分、时代及中-上三叠统界线

广泛发育于鄂尔多斯盆地及周缘地区的延长组是我国最重要的陆相三叠纪地层之一,也是鄂尔多斯盆地的主力含油气层系之一,其时代意见对相关的地质研究和油气勘探均有重要意义.长期以来,延长组的时代被归于晚三叠世,视为中国北方陆相上三叠统的典型代表,尽管在20世纪中后期已有学者提出延长组的下部应为中三叠统.在以往资料的基础上,依据新发现的古生物化石以及新获得的长7中下部凝灰岩锆高精度测年结果,认为延长组的中下部(相当于长7及以下地层)的时代为中三叠世拉丁期,底部不能排除属于安尼期晚期的可能性;主力烃源岩长7油页岩、泥岩的时代为中三叠世拉丁期;延长组的上部,即长6及以上地层的时代属于晚三叠世,在鄂尔多斯盆地的主体部分普遍缺失晚三叠世晚期地层;中/上三叠统的界线位于延长组的内部,大致与长7和长6之间的界线相当;中三叠世拉丁期是鄂尔多斯盆地古环境的重要转折时期,古环境的转变与秦岭的主构造活动期以及四川盆地的重大环境转折期基本等时,说明上述构造活动和环境的重大转变可能是相互关联的,是处于拉丁期同一大地构造背景之下,构造运动作用的结果.     

四川盆地东部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩碳、氧同位素特征及其意义*

四川盆地东部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩的碳、氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成,笔者根据采集的111个碳、氧同位素数据,研究、讨论了盆地东部地区中上寒武统碳酸盐岩碳、氧同位素组成、演化及地质意义。研究表明,δ¹³C值变化介于-3.36‰~2.65‰之间,均值为-1.027‰,绝大多数的样品都分布在-2‰~2‰的区间,δ¹⁸O值分布于-11.1‰~-6.01‰之间,均值为-7.991‰,在-10‰~-6‰的范围内波动。通过对碳、氧同位素数据分析研究,认为四川盆地东部地区洗象池群主要发育在盐度较高、温暖—炎热的近岸海相沉积环境;洗象池群沉积早期和中期经历了短暂而快速的海侵后进入缓慢的海退,在晚期缓慢海侵后的快速海退,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。洗象池群沉积中期显著的碳同位素正向漂移,标志着较高的生产力和有机碳埋藏率,具有重要的石油地质学意义。     

豫西栾川潭头盆地白垩纪－古近纪古气候研究

豫西栾川潭头盆地是一个晚白垩世—古近纪陆相沉积盆地,沉积了一套以红色碎屑岩为主的晚白垩世-古新世地层。本文以孢粉分析为主,综合区内古生物学、岩石学、沉积学等古气候标志,认为研究区高峪沟组下段沉积时期属半干旱的热带气候;上段下部沉积时期为半干旱半湿润的亚热带-热带气候;上段上部沉积时期为半湿润的亚热带气候。大章组底部沉积时期属半湿润的暖温带气候。根据区内古气候特征及化石资料分析认为,研究区K/E界线位于高峪沟组上段的上部与下部之间。     

塔里木盆地库车河剖面有机碳同位素地层学及三叠系—侏罗系界线

三叠纪—侏罗纪之交发生了地史上五次最大规模之一的生物灭绝事件、中大西洋大火成岩省喷发、泛大陆进一步裂解导致的中大西洋开启以及大气CO₂浓度急剧升高等。然而该时期中国各板块主要发育陆相沉积,其三叠系—侏罗系界线（TJB）很难与定义于海相地层的全球层型剖面和点（GSSP）进行精细对比。应用基于C3植物的碳同位素地层学,进行了两次独立地、系统地以高等植物木质部为研究对象的采样和测试,获得了可以指示同期大气CO₂的δ13C演化和进行全球等时对比的碳同位素地层曲线。并在植物大化石和孢粉的生物地层约束基础上,首次完成了库车河剖面与海相三叠纪末期生物大灭绝事件（ETE）底界和TJB的精细对比;推测与全球其他剖面ETE等时的地层界线位于38层底部附近,与TJB的GSSP等时地层界线位于41层底部附近。海相与陆相的ETE和TJB层位附近均出现了δ13C负偏,指示全球性的碳同位素的波动,推论该时期发生了全球规模的、地表圈层的碳储库扰动。     

新疆准噶尔盆地中、晚侏罗世多重地层研究

对新疆维吾尔自治区沙湾县玛纳斯河红沟侏罗系剖面开展了生物地层学、同位素年代地层学、旋回地层学和磁性地层学等的综合研究。研究结果表明,头屯河组的时代为中侏罗世中晚期到晚侏罗世早期,包括巴通阶的最顶部、卡洛维阶和牛津阶的中下部;其底界年龄约为166.2 Ma,顶界线年龄约为160.8 Ma,沉积时间约5.4 Ma。齐古组顶部年龄值为155.3 Ma,沉积时间约5.5 Ma,包括了牛津阶的上部和基默里奇阶的中下部,其顶部与东部冀北、辽西地区髫髻山组顶部大体相当,比土城子组层位低。喀拉扎组的时代为晚侏罗世基默里奇期晚期,而其上覆地层吐谷鲁群的时代为早白垩世早期,两者之间存在一个相当大的不整合,缺失了晚侏罗世提塘期以及可能包括早白垩世最早期的地层,有超过了7 Ma的地层缺失量。侏罗系与白垩系的界线为此不整合面,侏罗纪/白垩纪之交的地层未保存。     

鄂尔多斯盆地中—晚三叠世盆地原型及构造古地理响应

中—晚三叠世的鄂尔多斯盆地沉积了一套优质的砂岩储层,目前对该套砂岩的成因及其空间分布已经有了成熟的认识,然而在中—晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的确切边界位置、盆内古地理演化的构造成因机制等问题上依然存在不少争议。本文通过对鄂尔多斯盆内及周缘57个露头及165口钻井的层序地层学与沉积学研究,厘定了鄂尔多斯盆地在中—晚三叠世的边界位置并在层序格架下开展了古地理演化研究,同时探讨了古地理演化的构造成因。研究表明:中—晚三叠世鄂尔多斯盆地的北部边界从内蒙古的达拉特旗向东延伸至山西大同,东部边界应在山西宁武—太原—太谷—永和—河南安阳—开封—登封一线附近,南部边界为北秦岭(NQT)与华北板块的缝合带(陕西西安—洛南—河南栾川—南召沿线以南),西南以六盘山的西部断层边缘为界,西北界位于贺兰山西部断层边缘带,西部边界延伸至河西走廊盆地的西部边界(甘肃马良沟附近)。在中—上三叠统延长组识别出4个沉积旋回(SQ1-SQ4),代表了从起始阶段(SQ1)到最大沉降阶段(SQ2和SQ3)再到后期关闭阶段(SQ4)的湖泊演化过程。中—晚三叠世鄂尔多斯盆地内呈现出北部/东北部的曲流河-三角洲沉积体系和南部/西南部冲积扇-辫状河-三角洲沉积体系汇聚的沉积格局,在空间上表现出明显的南北差异,在时间上呈现出沉积中心的东-西破坏分异的演化特征。这种古地貌差异和演化主要受控于秦岭—大别山造山带(QDOB)与兴安岭—蒙古造山带(XMOB)的不同构造演化过程。盆地南部的古地理演化主要受控于QDOB的活动,中—晚三叠世勉略洋闭合驱动的北秦岭造山带活化不仅导致盆地南部陡坡带的形成和盆地东南部古地貌的突变,也导致晚三叠世盆地西南部发育一个分隔内克拉通盆地及西南缘类前陆盆地的水下低隆。盆地西部的古地貌演化受控于多种构造机制,中三叠世现今六盘山地区发育一个南北向的低隆区,很可能是盆地东南部的强烈挤压下的远端效应;晚三叠世中期后该低隆区发生下沉,现今鄂尔多斯盆地与河西走廊地区连通,这很可能是由盆地西南方特提斯构造域挤压作用下的盆内挠曲沉降导致的。这些认识不仅是对盆山耦合理论的补充,也对鄂尔多斯盆地石油和天然气的后期勘探具有重要的现实意义。     

塔里木盆地柯坪地区寒武-奥陶系界线附近的碳同位素组成与对比

在生物地层控制下,对塔里木盆地柯坪地区乌什鹰山剖面和柯坪水泥厂剖面的寒武．奥陶系界线附近地层进行了连续的、密集的同位素采样．样品碳同位素测定结果表明,这两条剖面寒武-奥陶系界线附近碳同位素组成以负δ^13C值为主．其中,乌什鹰山剖面碳同位素的演化趋势表现为交替出现的4次负漂移和4次正漂移,柯坪水泥厂剖面表现为交替出现的5次负漂移和5次正漂移．在生物地层框架下,可以将这两条剖面的碳同位素演化趋势与国际上重要的寒武．奥陶系界线剖面（1）中国大阳岔剖面、（2）加拿大Green Point剖面、（3）澳大利亚Black mountain剖面以及（4）美国Lawson Cove剖面进行良好的比对．基于碳同位素演化趋势的对比结果,确定了乌什鹰山剖面和柯坪水泥厂剖面的寒武-奥陶系界线,对界线附近的地层进行了细分和对比．