柴达木盆地新生代湖相碳酸盐岩岩石学及碳氧同位素特征

在岩石学分析基础上,结合碳氧同位素分析方法对柴达木盆地大红沟和鄂博梁剖面上、下干柴沟组湖相碳酸盐岩样品进行系统研究,试图阐述不同类型湖相碳酸盐岩的古气候特征,研究该时期柴达木盆地古气候演化历史。结果显示:该地区湖相碳酸盐岩可以分为生屑灰岩、砂屑灰岩、藻灰岩、鲕粒灰岩、泥晶灰岩5大类。不同类型的碳酸盐岩样品的碳、氧同位素组成特征存在明显区别,鲕粒灰岩δ18O和δ13C偏高,且都为正值,形成于炎热干燥的古气候和咸水沉积环境中;藻灰岩类明显富集13C的特点与藻类等水生生物活动密切相关,反映沉积于温暖干燥气候背景下的一个水体盐度偏高的稳定水体之中;生屑灰岩和砂屑灰岩类δ18O和δ13C都比较集中,且表现出明显的低值,反映形成于温暖湿润气候条件下且具淡水补给的开放性湖泊环境;泥晶灰岩类样品的δ18O和δ13C之间具有一定的正相关性,反映发育在水体停滞、蒸发作用明显的咸水型湖泊体系。     

粘土矿物的提取、鉴定及其古气候意义——以柴达木盆地怀头他拉剖面为例

沉积物中粘土矿物类型主要有自生粘土矿物和碎屑粘土矿物。其中,自生粘土矿物含量较少,是在沉积环境中形成,可能是沉积再循环或成岩作用的产物,可作为沉积环境某方面的指示标志;而碎屑粘土矿物是母岩风化的产物,受沉积环境影响较小,能够有效示踪物源区化学风化过程,进而反映古气候变化。近年来利用碎屑粘土矿物特征来重建物源区古气候的方法得到了广泛的应用。然而,由于粘土矿物主要存在于<2 μm硅酸盐粘粒中,粘土矿物的提取、鉴定比较困难,且自生粘土矿物易受沉积环境等的影响。因此,在利用粘土矿物重建古气候变化时,需慎重选择粘土矿物的提取方法,并考虑物源和沉积环境变化以及成岩作用等对粘土矿物解释的影响。本文以柴达木盆地东北缘怀头他拉剖面硅酸盐粘土矿物的提取、鉴定及其古环境指示意义为例,介绍粘土矿物的提取及应用,为后期粘土矿物研究提供参考。     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面粒度特征及其沉积环境

通过对柴达木察尔汗盐湖贝壳堤剖面沉积物粒度、碳酸盐和磁化率的对比,结合沉积物粒度频率曲线与多种粒度参数分析,详细讨论了研究剖面形成过程中物质搬运和沉积作用以及所反映的环境变化。结果表明沉积物粒度特征指示了湖泊水位的相对变化。在距今约38.2 ka BP（14-C年代,未校正。下同）左右,沉积记录指示古湖泊的范围和水位已达到剖面位置,之后湖泊继续扩张、水位波动上升;在距今约35.5 ka BP,粒径有一突然变细又变粗的过程,可能为一次较快速的湖面波动;在距今约35.5 ～ 33.3 ka BP之间,沉积物颗粒较粗,碳酸盐含量和磁化率值低,揭示湖泊水位较低。距今约33.3 ～ 27.1 ka BP之间,沉积物颗粒较细,碳酸盐含量较前一阶段高,表明此阶段湖泊水位相对较深,但粒度、碳酸盐和磁化率等指标也记录了三次较明显的湖泊快速但短暂的退缩过程;在距今约29.7～28.3 ka BP,沉积物颗粒最细,指示了此时期可能为湖泊水位最高期。从距今约27.1 ka BP开始,沉积积物颗粒明显变粗,揭示湖泊进入到退缩期,距今约18.1 ka BP,粒度指标的变化和上层的盐壳指示湖泊进入快速盐化阶段,之后湖泊退出剖面所在的位置,此后研究区湖泊水位再也没有达到这个高度。     

柴达木盆地北缘早二叠世凝灰岩的发现及其地质意义

柴达木盆地北缘地区是否存在早二叠世沉积记录依旧是一个悬而未决的问题。现有区域地质资料普遍认为二叠系并未沉积或已完全被剥蚀。这分歧起源于对现有的古生物化石形成年代认识的不同。此次研究对柴达木盆地北缘东段旺尕秀地区的石炭系克鲁克组和扎布萨尕秀组开展详细的野外地质调查和剖面实测工作,在东大沟剖面扎布萨尕秀组底部鉴别出数层凝灰岩,并采集锆石U-Pb年代学样品。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,首次获得295±2 Ma(MSWD=0.035)的高质量年代学数据。此次发表的数据,明确了柴达木盆地北缘早二叠世沉积地层的存在。该研究成果为后续柴达木二叠系含油气系统勘探提供了重要的基础地质资料支撑,并为今后开展石炭纪—二叠纪全球气候变化、海平面升降等方面的研究工作提供了重要的年代学约束。     

湖相致密储层有利层段的沉积与湖平面变化的耦合关系及其控制因素：以柴西尕斯地区上干柴沟组下段为例

探讨有利层段的沉积与湖平面变化之间的关系,可以对湖相致密储层的勘探开发部署提供一定参考。以柴达木盆地西部尕斯地区上干柴沟组下段为例,利用自然伽马（GR）曲线资料,进行Fischer图解和铀含量（U）-有机碳（TOC）回归拟合法,重建渐新世沉积时期湖平面变化过程,结合磁化率资料,讨论了湖平面变化的气候控制作用。结果表明：（1）尕斯地区上干柴沟组下段泥质含量和TOC含量变化趋势一致,均反映其在沉积过程中经历了两次湖退和湖进过程,有利于烃源岩和储层的形成;（2）湖平面上升期形成的高水位沉积体系,对应于致密砂岩类储层中优质烃源岩的富集层段,能有效形成源-储共生配置;（3）渐新世湖平面变化受西风条件下的气候的控制,西风带来的水汽,形成相对湿润的气候条件,引起湖平面的上升,有利于烃源岩的形成,且与有利层段的沉积呈现耦合关系。     

细粒碎屑岩储层基本特征及控制因素分析——以柴西茫崖地区新生代为例

采用岩心观察描述、样品薄片鉴定、激光共聚焦孔缝扫描、X衍射成分分析及扫描电镜观察等技术,对柴达木盆地新生代湖相细粒碎屑岩储层的沉积特征、储层特征、成岩作用及成岩阶段进行研究,明确了茫崖地区浅层和中深层两套细粒碎屑岩优质储层的成因及控制因素。结果表明：茫崖地区的细粒碎屑岩发育的沉积环境主要为滨浅湖滩坝和灰泥坪,具有相带变化快、岩石成分混杂、杂基含量高的特点。细粒沉积岩以低孔特低渗储层为主,浅层物性相对较好,发育残余粒间孔、粒间溶孔及黏土矿物晶间孔,具有分散分布以较粗孔喉为主和相对集中分布以连通微细孔喉为主两类孔喉组合;深层较致密,局部发育粒间溶孔,为相对集中分布的微细孔喉组合。影响储层发育的成岩作用主要为压实作用,两期碳酸盐岩胶结及溶蚀作用;其中压实作用控制浅层残余粒间孔的发育,早期的方解石胶结物抑制了压实作用,同时也是后期溶蚀发育的主要部位;溶蚀作用主要为浅层酸性流体在粒间孔基础上的溶蚀,是形成优质储层的关键。     

柴达木盆地英东地区大地热流及影响因素

英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一,地温场对油气成藏过程有重要影响,也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据,结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试,对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.8～35.3℃/km,平均为33.6℃/km,新近系热导率为1.8～2.4W/m/K,平均为2.07W/m/K,大地热流值为65～74mW/m²,平均为69mW/m².热流呈“西高东低”特征,昆北、南翼山及一里坪等地热流值超过65mW/m²,而阿尔金山前、冷湖构造带及涩北等地较低,咸水泉和冷湖等地普遍低于50mW/m².新近系实测平均生热率为2.84μW/m³,对热流的贡献约20%.研究区具有“热壳温幔”特征,其影响因素包括地壳放射性生热、蚀源区高U中酸性侵入岩、印度板块汇聚引起的构造热及热岩石圈厚度较薄等.     

兰州第四纪黄土/古土壤序列物源演变: 来自于碳酸盐矿物的证据*

黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。     

泥质杂基含量对柴达木盆地昆2井孔隙演化模式影响的压实模拟实验研究

随着勘探程度的提高,油气勘探必然向深层延伸。弄清深部储层的孔隙演化规律,提高预测精度,是深入勘探的重要基础。通过对柴达木盆地昆2井岩屑和岩芯样品的系统采集,运用铸体薄片、扫描电镜和测井解释等手段,系统分析了古近系与新近系地层的岩石学、矿物学和储层物性特征,发现泥质杂基含量与砂岩的孔隙演化密切相关。为了正演孔隙的演化过程,运用分选很好的风成石英砂和粒度细小的红色粘土为材料,按照粘土杂基含量为5%、10%、15%、20%,制作了四类石英砂开展模拟实验。松散沉积物的压实模拟,从1.4MPa试验加压到210.4MPa,分别进行了21个循环实验。将实验模拟的结果,与昆2井的岩芯资料进行了对比分析。研究表明,碎屑岩泥质杂基含量越高,初始孔隙度越小,孔隙度衰减越快;泥质含量较低的净砂岩,当上覆压力达到76.5MPa时,颗粒大量破碎并重新排列,导致粒间体积减缩以及少量直线型粒内裂缝出现,储层物性明显变差。压实模拟的实验数据,能够为快速沉降区砂岩的储层质量预测提供依据。     

青海柴达木盆地新近纪河狸化石及其古环境意义

描述了2005年和2010年采自青海柴达木盆地中部地区大红沟背斜和东陵丘背斜的河狸科化石,其中大红沟的材料包括1件下颌、l件门齿和6枚零散颊齿,被归人中国北方中中新世常见的通古尔单沟河狸(Monosaulax tungurensis);其牙齿尺寸较小,门齿的釉质层圆凸,表面光滑;颊齿齿冠低,前臼齿大于臼齿;颊齿的(下)次沟向下延伸几乎到达牙齿基部,所有褶沟均填充白垩质;P4的前沟明显深于中沟和后沟;无次生的小坑发育.东陵丘的材料仅有1枚上臼齿,尺寸较大,冠面仅具4条褶(沟),褶沟有厚实的白垩质填充,次沟向下延伸近至齿根,唇侧沟深浅不一,被归入上新世早期的安氏河狸(Castor anderssoni).河狸科多营半水栖生活,生活于林地的湖或河流边,具有非常强的环境指示意义.柴达木盆地内新近纪河狸科化石的发现,进一步证明在中中新世和上新世早期,盆地的中部地区仍存在较大的水体和较多的林木.