桂东北D/C界线沉积特征及对台盆相间演化的启示

台盆相间是桂东北泥盆纪和石炭纪沉积的重要特色,而D/C界线又是台盆相间沉积最突出的一个时段之一。文章回顾并评述了桂东北D/C界线的研究历程、相序划分、主要代表剖面,认为桂东北D/C界线可划分为碎屑岩相序和碳酸盐岩相序以及它们的过渡类型。通过对20条典型剖面的岩性组合特征对比,恢复了桂东北D/C界线海平面相对下降期的岩相古地理,结果显示桂东北在该时期主要存在柳州、桂林两大台地以及多个小型台地,台地间普遍发育快速相变的台沟、盆地沉积,石炭纪初期海水变浅,台地分布范围显著扩大,江南古陆供给增强,台盆相间格局迅速发展。为了进一步探讨桂东北D/C界线的演化过程和背后的控制因素,文章分析了广西整体的台盆相间演化的阶段性、同沉积构造作用以及海平面变化的影响,梳理了台盆相间演化过程中沉积环境分异与构造运动-海平面的关系,认为在滇黔桂裂谷盆地在持续断陷发展的前提下,桂东北D/C界线沉积分异的主要原因可能是受冈瓦纳大陆冰川形成与消融导致的海平面异常波动,以及柳江运动引发的局部同沉积断陷强度差异变动影响,且构造和沉积要素在D/C界线的耦合作用达到最强,最终促进桂东北台盆相间格局在D/C界线达到鼎盛。在此模式下,可以将台盆相间的演化划分为4个阶段,早泥盆世中期—晚期为台盆相间格局的孕育期,早泥盆世晚期—中泥盆世晚期沉积开始分异,为台盆相间格局的发展期,晩泥盆世—早石炭世台-盆出现强烈分割,海平面异常下降和柳江运动同时作用于沉积,为台盆相间格局的鼎盛期,早石炭世之后,台盆相间沉积维持了一定时期的强度,晚石炭世开始海水逐步恢复正常后台盆相间逐渐减弱,为台盆相间格局的衰退期。

渤海湾盆地莱州湾凹陷南斜坡中生界火山岩相模式和储层特征

精细岩相模式是油气藏研究的重要基础,为储层预测和评价提供合理的约束。目前火山岩还缺少微相尺度的相模式。参照的5相15亚相分类方案,在莱州湾凹陷南斜坡中生界火山地层中建立了相—亚相—微相划分方案,识别出3相4亚相10微相。具体为爆发相的热碎屑流亚相和热基浪亚相,细分为火山口-近火山口、近源和远源微相。喷溢相熔岩流亚相,细分为简单熔岩流和碎屑堆积微相。火山-沉积相崩塌再搬运堆积亚相,细分为再搬运块状堆积和基质堆积微相。钻井揭示研究区的亚相占比从高到低的顺序为爆发相热基浪亚相、喷溢相熔岩流亚相、爆发相热碎屑流亚相和火山-沉积相崩塌再搬运堆积亚相。火山地层具有复杂岩相叠置关系,亚相单元横向延伸范围有限、对比难度大。储层孔渗条件由好到差的顺序为热基浪亚相、热碎屑流亚相、熔岩流亚相和崩塌再搬运堆积亚相。热基浪亚相近源微相、热碎屑流亚相近源微相、熔岩流亚相简单熔岩流微相上部、崩塌再搬运亚相块状堆积微相的储层较好;其中,热基浪亚相近源微相储层条件为最优。本研究可为火山岩储层预测和评价提供地质依据。

盆地火山岩相分类和模式

盆地火山岩相模式是储层分布规律和识别的重要基础,目前遇到了地层单位不一致、钻井揭示不系统和盆地间存在差异大的问题。基于此,需要建立一套系统的基本地层单位的相模式。本文总结了相、岩相、火山岩相的相关定义,梳理了针对地质填图、矿产普查、现代火山和盆地火山岩研究的火山岩相分类方案的特点。本文认为利用出露好的现代火山研究成果指导盆地火山岩相研究是首选的研究方式。针地火山地层堆积单元,突出岩石组构和几何外形要素,厘定了5相15亚相44微相的火山岩相划分方案。相和亚相分别是爆发相的热碎屑流、(热)基浪、火山碎屑裙和火山碎屑筒亚相,喷溢相的水上熔岩流、水下熔岩流和水上喷发水下就位熔岩流亚相,侵出相的水上熔岩穹丘、水下熔岩穹丘和早期水下晚期水上熔岩穹丘亚相,火山-沉积相的火山泥石流和崩塌堆积亚相,次火山岩相的岩脉、岩盖和岩盆/岩席亚相,进一步指出了各微相的特征岩石结构构造。不同化学成分的熔岩可以形成相同的亚相或微相,如流纹岩和玄武岩均可以形成喷溢相水上熔岩流亚相复合熔岩流微相,流纹岩、英安岩、安山岩和玄武岩均可形成侵出相水上熔岩穹丘亚相。从储层来看,复合熔岩流微相好于水上熔岩穹丘亚相的各类微相,所以本文的分类方案可以建立起亚相或微相与储层的细划对应性关系。相关认识可用于盆地火山岩相对比和储层预测。

松辽盆地南部上、下白垩统界线研究:以松辽盆地国际大陆科学钻探松科3井为例

国际上公认的上、下白垩统界线绝对年龄为100.5 Ma,该界线的“金钉子”位于海相地层中,而陆相层序中有关该地层界线的“金钉子”迄今尚无报道。陆相上、下白垩统界线的研究对于了解白垩纪中期温室条件下陆地上所经历的古地理、古环境、古气候的演化过程具有重要价值。我国东北地区的松辽盆地发育完整的白垩纪陆相地层,可能为陆相的上、下白垩统地层界线的研究提供连续的地质记录。本文基于松辽盆地国际大陆科学钻探松辽盆地南部松科3井全取心资料,通过对岩石类型、岩性序列和沉积相研究,于井深1191.6 m处的泉头组二段上部滨浅湖相沉积序列中发现灰色、灰绿色流纹质岩屑晶屑沉凝灰岩。通过同沉积期岩浆锆石U-Pb测年获得年龄(96.8±2.9)Ma,时代属于塞诺曼中期。结合前人资料得到研究区登娄库组—泉头组沉积速率为90.54~110 m/Ma,由此确定出上、下白垩统界线位于松科3井泉一段中部(井段1526.6~1598.6 m)。本文在考虑测年结果误差的情况下,另外计算出松科3井上、下白垩统界线介于泉二段中部至登四段上部(井段1279.6~1917.6 m)。其他学者基于松辽盆地北部松科1井和松科2井年代学研究结果,推测该界线应位于登娄库组内部。松科3井连续取心结果揭示的登娄库组和泉头组为连续发育的河流相和湖泊相沉积序列。地震反射层位对比结果显示,在整个松辽盆地内普遍发育登娄库组—泉头组的地层和连续沉积记录,因此在松辽盆地其他地区的登娄库组—泉头组地层中也应存在上、下白垩统界线的连续沉积的地质记录。本文为在松辽盆地及邻区探寻上、下白垩统陆相地层界线的全球“金钉子”提供了基础资料和探索方向。

断陷盆地火山地层构成要素特征及地质意义:以吉林省九台全取心井下白垩统营城组为例

火山地层具有特殊的时空属性和地质记录特征,但在盆地充填分析时未引起足够重视.为进一步明确火山地层的地质属性,利用松辽盆地下白垩统营城组全取心浅钻井(营一D1和营三D1井)资料开展火山地层构成要素特征及地质意义研究.营一D1井营城组一段和营三D1井营城组三段火山地层分别识别出3个和2个喷发间断不整合界面、10个和8个喷发整合/不整合界面.根据喷发间断不整合界面属性可知,营一D1井和营三D1井火山地层可分别划分为4个和3个火山机构,稀土和微量元素对火山机构有较好的响应.堆积单元有简单熔岩流、辫状熔岩流、穹丘、热碎屑流、热基浪和火山泥石流6类,熔岩类单元喷发时的火山气体排放强度弱于火山碎屑岩类单元.火山地层具有建造时间短暂和间断时间长久的时间属性,火山地层的建造速率不能简单地利用地层厚度和测试的顶底时间差来计算.

渤海湾盆地莱州湾凹陷南部斜坡带中生界火山岩裂缝特征及分布规律

渤海湾盆地莱州湾凹陷南部斜坡带垦利16构造的火山岩储层裂缝发育,对储层品质影响显著,但其形成期次和分布规律还不清晰,制约了储层的深入认识。本文基于岩心、成像测井和野外露头资料开展垦利16构造中生界火山岩裂缝类型、形成期次和分布规律研究。取得如下主要认识:识别出6类裂缝,包括炸裂缝、隐爆缝、冷凝收缩缝、风化缝、构造缝和溶蚀缝;裂缝以中高角度为主;冷凝收缩缝以中等尺度为主,构造缝以大尺度为主;裂缝开度由高到低分别是火山碎屑岩、火山碎屑熔岩、沉火山碎屑岩和熔岩。裂缝形成期具体可划分为5个,走滑应力体系下形成了大量的构造缝。各岩性的裂缝面密度由大到小分别是熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩;各岩相的裂缝面密度由大到小分别是熔岩流亚相、热碎屑流亚相、热基浪亚相和崩塌再搬运堆积亚相;露头区熔岩的断裂破碎带宽度可达2 m,裂缝多呈开启状态;火山碎屑岩的断层发育擦痕,形成分米级致密带,降低了岩石渗透性。