旋回地层学理论基础、研究进展和展望

在过去30余年中旋回地层学研究得到了极大发展, 对理解和解决地球科学领域众多科学问题做出了很大贡献.旋回地层学(Cyclostratigraphy)已被定义为"对地层记录的(准)周期性旋回变化进行识别、描述、对比和成因解释, 并将其应用于地质年代学以提高地层年代框架的精度和分辨率, 实现地层高精度划分与对比的一门地层学分支学科".能够反映古气候变化的岩性、岩相、地球物理和地球化学参数(即古气候替代指标)均可用于旋回地层学分析.通过岩性组合识别、频谱分析、连续窗口频谱分析、小波分析、滤波和调谐等方法可进行识别米兰科维奇旋回信号和建立高精度天文年代标尺.中国学者在北方黄土剖面、南海新近纪海相沉积、古生代海相沉积和部分中新生代陆相沉积中获得了良好的旋回地层学研究成果.对中国东北松辽盆地陆相白垩系和华南海相二叠系乐平统—中三叠统开展旋回地层学研究有望取得重要突破.      

松辽盆地西斜坡中—晚二叠世古沉积环境演化及油气地质意义

大兴安岭南部—松辽盆地西斜坡晚二叠世古沉积环境一直以来备受争议,关于该地区中—晚二叠世古环境演化方面的研究也鲜见报道。本文采用元素地球化学和有机地球化学相结合的研究方法,对松辽盆地西斜坡蒙科地1井中—晚二叠世古沉积环境演化特征进行综合研究。结果表明,中二叠世为明显的海相沉积,沉积水体相对较深,期间可能存在多次干热—暖湿波动,其中中二叠世ZSI晚期—ZSII早期较为明显,水体性质体现为咸水—微咸水—半咸水,水体还原性—偏氧化性—还原性,气候干热—温湿—干热。晚二叠世早期为微咸水—半咸水海相沉积,至晚二叠世晚期转变为淡水—微咸水海陆过渡相沉积,期间存在两次明显的气候环境波动,与中二叠世哲斯组沉积中期气候环境变化相似,表现为水体变浅、咸度降低、还原性减弱,气候由干热转向温湿。晚二叠世以来气候逐渐向温暖湿热转变,水体逐渐变浅,可能与二叠纪—三叠纪之交气候变暖有关。至三叠纪、侏罗纪时期,区域处于构造抬升阶段,沉积环境由海陆过渡相环境转变为陆相沉积。结合TOC、古生产力指标分析得出,中二叠世ZSI晚期—ZSII2早期、晚二叠世LXI晚期、晚二叠世LXII中期、晚二叠世LXIII沉积期偏湿润的气候条件和低咸度、弱还原—偏氧化性的沉积水体环境,是形成厚度较大、富有机质烃源岩的有利的气候环境条件。     

第四纪以来天津北部燕山隆升与山前盆地的形成*

文中报道了天津市北部燕山山前地带共4个高岩心采取率钻孔的沉积学、地层学、年代学和微体古生物综合研究。420个热退磁样品的磁倾角曲线显示,具147 m厚松散地层的标准孔Z3孔下部地层属于2.58 Ma的松山(Matuyama)极性带。随着地壳沉降,只是从早更新世,冲积扇侧缘泥质沉积物才开始充填了底砾岩层之上的沉积空间,形成广义的山前盆地中的泛滥平原;与传统上视为上新统特征沉积的红棕色黏土类似的亮黄橙-黄橙色-亮红棕色黏土,延续出现到早更新世中期,当时区域沉降中心位于距离山前断裂不足4 km处。0.78 Ma以来的布容(Brunhes)极性带厚57.8 m。谨慎地依据120 ka的布莱克(Blake)亚时确定上更新统后,可见中更新统大部缺失,与天津市区沧县隆起和北京永定河冲积平原南部所见此时的地层间断十分相近。3个钻孔的7个¹⁴C测年数据证实,距离山前断裂不足2 km的钻孔45 ka以来的地层最厚达41 m;显示自MIS3初始期,沉降中心向北迁移更靠近山前断裂,且在构造断裂作用下形成了新的狭义的山前盆地。研究区可见15 ka富有机质黏土及上覆泥炭,表明末次冰消期开始的气候转暖首先影响到华北平原山前地区。此项工作为研究晚新生代以来“源到汇”过程中渤海湾西岸的沉降提供了一个基准点。     

THE TECTONIC PROCESS AND THE FILLING OF TERRESTRIAL BASIN

THE TECTONIC PROCESS AND THE FILLING OF TERRESTRIAL BASIN     

基于自组织映射的长江中下游夏季天气分型及其降水特征

利用欧洲中心1979—2015年夏季6—8月ERA-Interim逐日再分析资料和国家气候中心CN05.1格点化降水观测数据集,引入基于自组织映射SOM(Self-Organizing Maps)方法进行长江中下游地区夏季海平面气压空间距平场的客观分型,得到该地区25种地面天气型及其系统演变特征,发现天气型的稳定、转移与天气系统强弱有关。高低压系统越强,天气型停滞频率越高,天气型越稳定;反之,天气型越不稳定。基于SOM天气型转移概率,发现三条与局地降水联系的系统演变路径,其中1号路径暖空气势力强盛,副高北上,推动锋面北抬,产生江北降水型,多发生在7月;路径2反映冷空气势力强盛推动锋面南下的天气过程,产生沿江降水型,该天气型在6、7月均易发生;路径3表现为台风移动变化对长江下游江南地区降水的影响,为江南降水型,且集中在8月。通过引入SOM方法对逐日天气尺度环流进行分型,从气候态上捕捉与降水有关的天气系统的移动变化特征,体现SOM方法在模拟天气系统演变的优势。     

干旱区高山-盆地系统深部水资源的赋存和估算——以河西走廊西段为例

现行西北地区水资源评价，是基于下列水文地质概念模型：（1）作为主要补给源地的山区，其与盆地之间存在“阻水屏障”；（2）山区形成的地下水基本上已全部汇入出山河谷，流向盆地绿洲，经实地勘探水化学同位素分析与资料研究，认为现行“模型”不符合地质实际。在引用国外高山区产流数值模拟成果的基础上，采用比拟法估算出研究区，由山区通过基岩向盆地绿洲作侧向补给的大致数量。新概念模型的建立，意味着西北高山－盆地系统的绿洲基岩不深处，赋存有相当数量以前未被计入的、可供开发的水资源。     

松辽盆地南部深层致密砂岩气储层形成机制及成藏主控因素

为了加快松辽盆地南部(简称松南)深层致密砂岩气勘探开发进程,开展致密砂岩储层形成机制及成藏主控因素研究。通过对松南深层致密砂岩的分析,根据致密砂岩岩性组合特征将已发现的深层致密气类型划分为稳定厚层砂型、砂泥互层型、泥包砂型3种类型,储层物性普遍差,孔隙度多小于6%,渗透率主体<0.10×10^-3μm²,属于特低孔、特低渗储层。通过对松南典型致密储层矿物成分与微观特征的分析发现,致密砂岩有效储层形成主要受3个方面因素控制：一是早成岩期发育绿泥石包壳,有效抑制成岩中后期粒间钙质胶结、硅质胶结的发生,保护原生残余粒间孔隙;二是富火山岩岩屑溶蚀形成次生孔隙;三是生烃增压产生大量微裂缝,改善储层渗流特征。在此基础上总结出松南致密砂岩气成藏控制因素,即充足气源提供物质基础、斜坡古沟谷与断裂控砂、次生溶蚀与微裂缝控储、断裂活动与稳定盖层控富。     

民和盆地中侏罗统煤-油页岩层系生油特征

本文简要论述了民和盆地中侏罗统含煤及油页岩层系的生油特征，探讨了盆地独特的石油地质和地球化学条件。原油主要地化特征为:Ｐｒ/Ｐｈ比值偏高（２.６５-３.１５）、甾烷/藿烷比值极低（０.０３）、Ｃ_２７甾烷较丰富、Ｔｓ/Ｔｍ＞１低硫芴/氧芴比值、较高含量的Ｃ_２９降新藿烷及重排藿烷类化合物及相对丰富的长链联苯及烷基四氢萘系列化合物。中侏罗统煤－泥页岩层系含生油潜力明显不同的多类型油页岩，多数油页岩属由藻类和陆生高等植物母质组成的混合型有机质，沉积环境为淡水－微咸水弱氧化条件，其地化特征也表现为高Ｐｒ/Ｐｈ比值（平均为１。９８），低甾烷/藿烷及低硫芴/氧芴比值等特征。某些油页岩富含Ｃ_２９降新藿烷及重排藿烷系列化合物，它们应为主力源岩。油页岩多含再沉积型或沉积改造型有机质。异常地热作用对源岩演化及原油地化特征有重要影响。     

准噶尔盆地陆梁地区基底火山岩的岩石地球化学及其构造环境

准噶尔盆地腹地陆梁起基底火山岩岩性为富钠玄武岩及流纹岩,总体显示出板内双峰火山岩特点。玄武岩的特征是：岩石的五晶和基质中普遍出现橄榄石;辉石为普通辉石;斑晶和基质中的长石为偏酸性的斜长石（平均牌号为30－50）;全岩化学成分CIPW计算结果表明,绝大部分含有Ne（2．8％－4．6％）,均含有O1（19．3％－10．1％）和Di（0．2％－24．6％）,标准矿物分子组合为Ne＋O1＋Di＋An;在全碱－SiO2图上玄武岩投影于碱性区;Mg^#＜65;REE总量为110．29－158．06μg/g。（La/Y）N变化范围为3．10－4．51。δEu变化于0．93－1．04;弱武岩的微量元素标准化图解为LILE相对于LREE适度富集,Nb,Ta相对于LREE和LILE亏损。Ni,Cr含量略低于原始岩浆的参考值;以上特征表明,弱武岩总体上属于碱性橄榄玄武岩;玄武岩具有较同正的εNd(t)和低的^87Sr/^86Sr,而流纹岩则具有较低的εNd(t)和较高的^87Sr/^86Sr,反映它们的同源性和遭受陆壳物质同化混染程度的不同。同位素Rb-Sr等时线年龄和单颗粒锆石蒸发年龄集中在323－395Ma。以上特点表明,陆梁玄武岩来自于亏损的地幔源区,并经历了一定程度的分异作用和陆壳物质的混染作用,其形成于板内环境,与泥盆纪－石灰纪区域伸展作用有关,因此,陆梁隆起带基底很可能是一个大陆裂谷带。     

Gravitational model of the Taiwan lithosphere (along the profile Taiwan Strait-Taiwan Island-West Philippine basin)

Based on two-dimensional gravity modeling, the density section of the lithosphere beneath Taiwan and the surrounding areas is constructed. According to the density parameters, the lithosphere of this region comprises both the continental and oceanic types. The continental lithosphere is lighter than the oceanic one and demonstrates insignificant density differentiation through the entire section. The oceanic lithosphere is more contrasting with respect of both the crust and mantle density. The complicated Taiwan density structure corresponding to Taiwan Island is defined to be superimposed on the transition zone between the continental and oceanic lithospheric blocks. This structure with contrasting density boundaries is characterized by the elevated and high density values of its constituting heterogeneities. The formation of the Taiwan density structure is related to geodynamic processes in the Taiwan area marking the collision zone between the Eurasian and Philippine Sea plates.