青海西部尕斯库勒盐湖沉积物中铀和钍地球化学特征探讨

文章以柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖沉积物为研究对象,通过对钻孔沉积物和地表沉积物中铀和钍含量的研究,探讨了盐湖沉积物中铀和钍的地球化学特征。分析表明,钻孔沉积物中铀和钍之间存在明显的正相关关系。在横向上,随地表取样点逐渐远离湖表卤水,沉积物中铀和钍的含量先增高后又急剧降低,且受补给水铀含量影响大;在纵向上,同一个晶间卤水层或者碎屑物沉积层内铀含量垂直分异明显,铀含量随深度增加而递增。就沉积物中铀和钍的赋存形式而言,2/3的铀被黏土质点吸附,1/3的铀夹杂在盐类矿物中;而90%以上的钍被黏土质点吸附,10%以下的钍夹杂在盐类矿物中。干盐滩中毛细蒸发和淋滤等化学沉积分异作用造成盐湖沉积中心的沉积物铀含量相对较高。     

沉积相变迁对内陆湖泊沉积易溶盐作为古环境指标的影响——以西宁盆地为例

获取合适的气候变化代用指标,检验其在更长时间尺度内应用的有效性对于利用我国西部内陆湖盆沉积反映新生代以来大陆气候变化具有重要意义。易溶盐含量作为一种反映环境变化的代用指标,在沉积相稳定的内陆湖泊沉积物研究中已获得广泛应用。对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,其适用性需要进行考虑。本文对西宁盆地谢家剖面的一套年代为始新世到中新世的内陆湖相泥岩/石膏沉积进行研究发现,石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO2-4和Sr2+的高值和低值变化。石膏层广泛分布的剖面下部Ca2+、SO2-4和Sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低,而石膏层逐渐消失的剖面上部Ca2+、SO2-4和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl-含量略有升高。沉积相分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层和红色泥岩层交替到上部以红色泥岩层为主的岩相变化反映了区域范围上的干旱化进程。谢家剖面易溶盐含量强烈受控于上述沉积相变迁所决定的岩性变化,并清晰揭示出发生在约33 Ma的巨大干旱化事件。因此对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,易溶盐含量分析不但要考虑内陆湖泊浓缩演化过程中溶解度控制的碳酸盐—硫酸盐—卤化物相继发生的沉淀序列,还需考虑易溶盐在不同沉积相中的赋存迁移规律以及研究时段内的溶质补给类型是否存在差异。     

食盐析出实验对盐湖盆地沉积研究的启示

将物理模拟实验结果与地震、岩芯资料相结合,对东濮凹陷盐岩沉积的古地理位置、成因机制提出新的认识。研究认为:洼陷带的边缘、中央隆起带等浅水部位是盐岩沉积较早的部位,可以沉积厚度大、粒度小的单盐层,而靠近湖盆中心,矿物结晶时间充分,沉积的盐岩粒度大,单盐层厚度可大可小,甚至可以缺失,盐岩沉积的古地理位置受古盐度影响明显;盐湖盆地绝大多部分地区,湖水有一定深度时便已形成湖底盐层,湖水变浅时盐层已具备一定厚度,保证了其下部泥页岩的还原环境,盐岩沉积后基本保持了原有的构造形态,其上可以再次接受泥页岩沉积;湖盆边缘的渗滤带在湖水退去以后仍可以沉积盐岩,该处盐层最薄、粒度细小,下部地层常见氧化环境标志。     

渤海湾盆地东濮凹陷膏盐岩与油气的关系

从东濮凹陷蒸发岩系的地质特征出发,系统分析了膏盐岩对油气成藏诸要素的影响及其对油气分布的控制作用。研究结果表明,东濮凹陷烃源岩与膏盐岩共生,膏盐岩-砂泥岩过渡带烃源岩有机质丰度最高;膏盐岩发育区烃源岩有机质类型以Ⅱ₁型和Ⅰ型为主;膏盐岩的高热导作用使盐上烃源岩生烃门限深度降低和盐下烃源岩过成熟门限深度增加,有效地扩大了生烃窗范围。膏盐层下部砂岩储层孔隙度相对正常压实地层而言整体偏大,且具有随深度增加表现为先增加后减小,孔隙度最大值出现在膏盐层下部一定距离内。膏盐层不仅对油气具有很强的封堵能力,而且易于形成盐下、盐间、盐上及盐岩边缘等多种圈闭类型。膏盐层厚值区形成的异常压力明显大于膏盐层边缘区,油气更易于在膏盐层的遮挡下向膏盐层边缘区运移。综合分析认为,东濮凹陷膏盐层边缘区不仅具有良好的供烃和圈闭条件,而且具备油气充注的通道和动力条件,是最有利的油气聚集区。     

塔里木盆地西北缘柯坪地区油气勘探前景再认识

柯坪地区地面油苗分布层系多、范围广,发育寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系多套烃源岩,该区经历了大规模油气成藏过程和强烈的破坏作用,油气勘探最关键的风险因素是保存条件。从保存的角度看,寒武系膏盐岩是一套优质盖层,膏盐层与盐间及盐下碳酸盐岩、玉尔吐斯组烃源岩构成良好的生储盖组合。青松采石场奥陶系轻质油流揭示现今可能有碳酸盐岩残留油气藏存在,美国中部地台区辛辛那提隆起奥陶系浅层油藏就是例证。地面油苗中,石炭-二叠系碳酸盐岩中的出露点最多,且礁灰岩储集性能好,在埋藏区可能得到保存。基于地面调查难以进一步深化认识和推动勘探,建议评价选择地质目标实施钻探。目前经济技术条件下比较现实的目标为:萨拉姆布拉克背斜构造,落实寒武系膏盐岩及玉尔吐斯组烃源岩,了解盐间及盐下含油气性;青松采石场奥陶系碳酸盐岩残留油气藏分布区;皮羌村西南哈拉峻盆地石炭-二叠系礁灰岩目的层。     

无机生成的盐下油田

盐下油气田具有明显的无机生成特征,是深部找油气的一个新领域。勘探盐下油气田有三个关键,即:地质观念的改变,地球物理资料处理的进步与钻探技术的提高。现在已知90%的油气田与膏盐共存。盐层可作为盐下油气田的找矿标志。对盐层的精确成像,可大幅度地提高找寻盐下油气田的成功率。这同时也就为寻找我国急缺的钾盐矿床提供重要的资料。     

三轴应力状态下盐岩强度分析探讨

通过分析盐岩在三轴应力状态下的变形,说明了较高围压下盐岩的大变形特性,提出了三轴应力状态下,利用轴向荷载除以试件初始横截面面积得到应力-应变关系存在的问题,据此对工程应变和对数应变进行了分析和对比,阐明了这两种应变的适用条件,并开展了不同围压下的试验测试和对试验结果对比分析。研究揭示了应利用对数应变分析盐岩的大变形特性和对变形后的应力进行修正,得到了盐岩的工程应变和对数应变均可表示为围压的线性函数,围压为20 MPa时的轴向压缩变形量是5 MPa时的3.09倍。围压越高,对数应变修正得到的最大轴向应力与不修正的差值越大,用对数应变修正后的轴向应力低于不修正的结果,围压达到20 MPa时,前者仅为后者的63.85%。     

低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的Burgers模型分析

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与Burgers模型蠕变曲线较为相似。将Burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下Burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。     

盐度之变

不难理解,世界大洋中所蕴含的总盐量是基本稳定的。但是,科学家很早以前就已经了解,海水盐度并非一成不变,而且,在不同区域,盐度都有差异。那么,这种变化又有何规律可循呢？这些规律本身又会不会发生变化呢？