四川盆地及周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩岩相分类

基于涪陵焦石坝地区页岩气高产工业气流的推动,四川盆地及其周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩已经成为了中国页岩气研究的重点,至今已取得大量相关研究成果,这进一步推动了页岩气研究工作的深入。但作为页岩及页岩气研究的基础--页岩岩相分类这个问题却一直存在明显争议,为此本文全面梳理了国内外页岩岩相分类方案及相关研究,有机结合了国内五峰组龙马溪组页岩的研究和勘探实例,确定了页岩岩相分类的两个核心指标(石英百分含量、纹层发育程度),构建了五峰组龙马溪组页岩岩相的分类流程,建立了9种不同类型的页岩岩相：(1)贫硅不平行纹层页岩;(2)中硅不平行纹层页岩;(3)富硅不平行纹层页岩;(4)贫硅平行纹层页岩;(5)中硅平行纹层页岩;(6)富硅平行纹层页岩;(7)贫硅不明显纹层页岩;(8)中硅不明显纹层页岩;(9)富硅不明显纹层页岩。在系统的页岩岩相分类基础上进一步提出了四川盆地及周缘进行页岩气勘探最有利层段的页岩岩相的三高特征：高石英含量、高TOC含量及高压裂性。     

贵州丹寨南皋下寒武统牛蹄塘组黑色页岩孔隙结构特征

页岩孔隙结构特征研究对页岩含气性评价具有重要意义。以上扬子东南缘南皋剖面下寒武统牛蹄塘组页岩储层为例,应用场发射环境扫描电子显微镜观察了页岩纳米级孔隙微观形态,通过低温氮气吸附法测定了页岩的氮气吸附等温线,并结合X-衍射矿物定量分析和有机碳含量测定,探讨了纳米级孔隙发育的控制因素。研究结果表明:矿物成分主要为黏土矿物(伊利石和少量绿泥石)、石英、长石、重晶石和石膏等。石英含量相对较高且沿剖面向上降低,wB平均为53%;相反,黏土矿物含量较低且沿剖面向上增加,wB平均为34%;碳酸盐矿物较少,仅在顶部可见。页岩主要发育粒内孔、粒间孔、裂缝和有机质孔4种孔隙类型,其中前两者较为常见。根据氮气吸附-脱附曲线、孔径分布特征、孔体积和比表面积可将样品划分为4类黑色页岩,孔隙以似片状颗粒组成的非刚性聚合物的槽状孔为主,前3类黑色页岩的孔径分布呈双峰形态,第4类黑色页岩的孔径分布呈单峰形态,最可几孔径分别为d≈0.9nm和d≈3.5nm。孔体积在0.002 8~0.024 3cm3/g之间,平均为0.014 7cm3/g,比表面积在1.056 8~28.825 0m2/g之间,平均为17.541 8m2/g,4类黑色页岩微孔频率分布依次减小,而介孔和宏孔频率分布逐渐增加,即微孔性逐渐变差,至第4类黑色页岩几乎只有宏孔孔隙。有机质丰度和矿物组分控制丹寨南皋牛蹄塘组黑色页岩的孔隙发育,其中有机质有利于孔隙发育且有机质微孔是孔体积和比表面积的主要贡献者;石英有利于孔隙发育,而黏土矿物则降低黑色页岩的孔隙性;它们均主要通过控制微孔和介孔的发育来控制黑色页岩的孔隙发育。     

“峨眉地幔柱”对扬子板块和塔里木板块离散的作用及其找矿意义

扬子板块与塔里木板块，目前直线相距约1900km(且末与成都间距离)，但国内许多地学工作者从古生物群和沉积相的相似性，认为早古生代两板块相连或相距不远。本文从中国古生代板块构造演化史中出现的“兴凯地裂运动”和“峨眉地裂运动”，论述扬子板块和塔里木板块离散和汇聚中的运动学特征，从“峨眉地幔柱”理论阐述扬子板块向东漂移的动力学机制。扬子板块在二叠纪与塔里木板块离散并向东漂移的论断若能成立，则为古特提斯在中国境内首先打开提供依据；对全球一些地方(俄罗斯的通古斯、印度的潘加尔)二叠纪玄武岩大面积同时喷发有重大的地球动力学理论意义；研究二叠纪末一三叠纪初生物大绝灭事件具有重要作用；还可在阿尔金地块及其邻区找到攀枝花式的钒、钛磁铁矿及铜、镍、铂等金属矿床，对比四川盆地二叠系生物礁块气藏成藏条件，对塔里木盆地油气藏生成、运聚和保存等条件以及在下古生界寻找大油气田，均有启示作用。     

广西贵港蒙公下泥盆统郁江组珊瑚层状礁特征

广西贵港蒙公下泥盆统郁江组珊瑚层状礁是广西早泥盆世塘丁期生物礁的代表。通过野外剖面的测制及详细的室内镜下薄片研究以及微量元素地球化学分析,认为该区发育由单个层状礁在垂向上反复出现形成较大规模的礁复合体。主要造礁生物为床板珊瑚、四射珊瑚,含量为70%～80%,附礁生物主要有单体珊瑚、腕足、腹足等。生物礁的生长发育与C、O同位素值呈现正相关关系。礁下部混积陆棚相泥岩是良好的烃源岩,导致了后期同层砂岩裂缝内烃类物质充注。     

四川龙门山北段马角坝中三叠统雷口坡组“绿豆岩”特征及其意义

位于扬子地台的西北缘、龙门山北段的四川江油马角坝地区娃娃岩发育一套露头清晰的“绿豆岩”剖面,由于目前关于川北地区“绿豆岩”的岩石学、岩相学以及全岩地球化学数据分析的研究较少,因此本次研究针对四川龙门山北段马角坝中三叠统雷口坡组“绿豆岩”2件样品进行岩石学、岩相学观察、6件全岩地球化学样品的分析测试,结果表明研究区内“绿豆岩”主要发育有四层,厚度为5.5 m,岩性为白云质含火山灰黏土岩,岩样手标本呈灰绿色,质地松软,主要由不规则棱角状、片状水云母和不规则粒状微小石英等中酸性火山碎屑物质及火山灰组成。根据全岩地球化学数据表明,研究区内“绿豆岩”的稀土元素分配模式图整体呈右倾分布,负Eu异常,δEu=0.654～0.700,Ce负异常,δCe=0.94～0.96。微量元素特征表明研究区内“绿豆岩”形成环境为干燥炎热的微咸水-咸水、亚氧化-还原环境。通过区域对比,认为研究区“绿豆岩”为中三叠世初期形成,而“绿豆岩”中的火山物质来源与与古特提斯洋俯冲消减作用有关,是由俯冲带控制多期构造弧火山喷发造成,初步推测“绿豆岩”火山灰主体来自西部岛弧火山活动的多期次火山活动,与特提斯洋向东俯冲至扬子板块下...     

四川盆地灯影组三段混积特征及其地质意义

四川盆地灯影组三段混积现象较发育。以川中高科1井、川北杨坝剖面和宁强高家山剖面作为研究对象,通过剖面实测、岩芯观察及薄片鉴定,对四川盆地灯影组三段的混合沉积特征进行了对比研究。研究结果表明:灯影组三段混积岩主要为纹层状泥晶白云岩、纹层状含砂白云岩、含砂白云岩、砂质白云岩以及砂岩等,发育混积型碎屑岩、混积型碳酸盐岩以及高度混积岩三类;混合沉积类型为复合式混合沉积Ⅱ类。四川盆地灯影组三段混积作用受控于气候条件、构造运动、水动力条件、海平面升降以及物源供给等众多因素,且它们互相影响,共同作用。结合混积类型、混积强度以及沉积环境等因素,建立了灯影组三段的混积陆棚模式,指示其陆源碎屑系风暴流等从汉南古陆携带而来,侧面证明灯三段沉积时期,汉南古陆已发生隆起,为四川盆地提供陆源碎屑,这为恢复四川盆地灯影组沉积构造格局提供了参考。     

四川海相克拉通盆地显生宙演化阶段及其特征

四川叠合盆地是在四川海相克拉通盆地基础上形成的。本文利用最新的钻井资料、地震资料及其研究成果,详细阐述了四川海相克拉通盆地在显生宙的演化阶段及其特征。研究结果发现,四川海相克拉通盆地显生宙演化可分为早晚两期,早期为晚震旦世-石炭纪,晚期为二叠纪-中三叠世。两期克拉通演化都经历了早期弱拉张,后期弱挤压阶段。弱拉张初始阶段都有一次海相碳酸盐岩的大面积稳定沉积(震旦系灯影组和二叠系栖霞-茅口组)和随后的隆升剥蚀作用及风化壳岩溶作用。其后进入弱拉张期,发育拉张槽,拉张强度最大的部位均位于克拉通的西北部,都是从克拉通的西北部边缘向克拉通内部减弱。然而,两期拉张槽的充填特征不同,早寒武世绵阳-长宁拉张槽是补偿型充填,与拉张槽周缘相比,拉张槽内沉积厚度巨大;晚二叠世-早三叠世开江-梁平拉张槽为欠补偿型充填,与拉张槽周缘相比,拉张槽内沉积厚度非常薄。拉张期结束后进入弱挤压阶段,形成古隆起,挤压强度最大的部位均位于克拉通的西南部,都是从克拉通的西南边缘向克拉通内部减弱。弱拉张阶段的拉张槽与弱挤压阶段的古隆起均为大角度相交关系;然而,拉张槽和古隆起的规模差别较大,早寒武世绵阳-长宁拉张槽面积约5.4×10~4km~2,对应的加里东期乐山-龙女寺古隆起面积6×10~4km~2;晚二叠世-早三叠世开江-梁平拉张槽面积约2.0×10~4km~2,对应的印支期开江古隆起面积0.8×10~4km~2;晚二叠世-早三叠世蓬溪-武胜拉张槽面积约1.5×10~4km~2,对应的印支期泸州古隆起面积4.2×10~4km~2。绵阳-长宁拉张槽的规模比开江-梁平拉张槽、蓬溪-武胜拉张槽要大,乐山-龙女寺古隆起的规模也大于泸州-开江古隆起的规模。四川海相克拉通盆地显生宙演化特征在很大程度上控制了四川叠合盆地海相油气地质条件的发育和油气藏的形成分布。     

四川叠合盆地西部中北段深层-超深层海相大型气田形成条件分析

绵阳-长宁拉张槽的发现,大大地提升了四川叠合盆地西部深层-超深层海相层系的油气勘探前景。本文利用钻井、地震和野外露头资料和前人研究成果系统分析川西深层-超深层油气地质条件和目前发现的雷口坡组气藏的成藏过程。结果表明,四川叠合盆地西部深层-超深层海相层系有以下寒武统为主的多源供烃系统,多时代(震旦系灯影组白云岩,二叠系白云岩和礁滩体,三叠系雷口坡组微生物岩和颗粒白云岩等)储集层叠合,致密碳酸盐岩、巨厚陆相泥质岩和中下三叠统膏盐岩多级封盖,以断裂(及不整合面)和优质储层构成的立体输导网络等,使得深层-超深层海相层系具备形成大气田的基本条件,是原生气藏和次生气藏共存的天然气富集区。近年来,川西发现的中三叠统雷口坡组四段气藏,其可能成藏过程为生烃中心(下寒武统烃源岩等)→生气中心(灯影组和二叠系古油藏等)→储气中心(灯影组和二叠系古气藏等)→保气中心(雷口坡组次生气藏)。这揭示其深层-超深层既可能还存在着符合四中心耦合成藏的原生气藏,也可能发育着次生气藏,极有可能发现新的大气田。     

川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏条件及成藏过程

川东南的构造演化可分成5个阶段:①晚震旦世抬升剥蚀阶段;②早古生代沉降阶段;③晚志留世—泥盆、石炭纪抬升剥蚀阶段;④二叠纪—晚白垩世沉降阶段;⑤晚白垩世—现今快速隆升阶段。震旦系灯影组—下古生界储层沥青与下寒武统和下志留统黑色泥岩之间地球化学特征的对比表明二者有着重要的联系,灯影组烃源来自下寒武统牛蹄塘组。丁山构造一直处于高部位,有利于油气聚集,丁山构造在晚白垩世前圈闭、封盖、储层及保存条件均较好,形成了古油藏。随着埋深的增大,古油藏裂解成古气藏。晚白垩世至今受喜马拉雅运动的影响,通天断层发育,保存条件变差,导致天然气的逸散。丁山构造的油气成藏过程可分为古油藏→古油藏裂解形成古气藏→古气藏破坏三大过程。     

川东北地区地层条件下致密储层力学性质实验分析

利用“MTS岩石物理参数测试系统”对四川盆地东北部埋藏深度3200m～4200m的上三叠统须六段以及中侏罗统凉高山组和沙一段储层垂直和平行层理方向的岩石样品进行了模拟地层务件（包括围压、孔压、温度、孔隙饱和介质等）下的力学性质测试。实验结果显示，所有样品都表现为脆性特征，破坏前轴向总应变均小于2％。须六段、凉高山组和沙一段的抗压强度均值分别为394，2MPa，173．5MPa和524．6MPa；杨氏模量均值分别为57．0GPa，35．6GPa和53．7GPa；泊松比均值分别为0．219，0．275和0．208。岩石组成和结构是决定岩石力学性质的内在因素．随着岩石中泥质含量和孔隙度的降低，以及石英类碎屑含量的增加，岩石抗压强度和杨氏模量均增加．而泊松比的变化较为复杂；当岩样中含有先存薄弱面时，其抗压强度和杨氏模量明显降低。多数情况下，平行层理方向样品的抗压强度和杨氏模量大于垂直层理方向，而泊松比则刚好相反。孔隙水对岩石力学性质具有显著影响，饱水样品的泊松比明显大于干燥样品。