深时源-汇系统要素的常用定量分析方法

源-汇系统研究是构造地质学、沉积学和层序地层学的综合,因其整体性、动态化和半定量-定量的特点受到了广泛关注。首先阐述了目前深时(前第四纪)源-汇系统的关键问题是物质平衡的定量表征及搬运过程对沉积物的控制,由于地层记录缺失和参数获取困难等原因,研究仍极具挑战。随后综述了深时源-汇系统定量分析方法,可分为地质年代学法、将今论古法和沉积学法。各方法通过获取地貌要素、水力学参数、侵蚀速率、沉积通量等信息,建立“源”“汇”之间的定量关系,进而重建盆地沉积充填演化史。通过系统介绍不同方法的基本原理、相关参数,对比其优越性及局限性,认为地质年代学法应用较广,核心在于物源示踪;将今论古法关键是地质背景的类比及地质参数的选择;沉积学法受多变量控制,需兼顾构造-气候背景及研究尺度。最后对深时源-汇系统定量分析的发展进行了展望,在“将今论古”这一重要思想指导下,需着眼于物源体系、沉积物搬运路径、沉积物分配关系、系统内的各要素及其耦合作用,需注重多时间尺度的定量表征、多学科交叉的动态研究。而相较于大陆边缘源-汇系统,陆相湖盆源-汇系统模式与预测模型有待进一步完善。

渤海湾盆地庙西北地区古近系沙河街组三段源-汇系统重建

基于钻井岩心和三维地震资料,从物源岩性、分水岭和古水系、搬运通道3个方面对渤海湾盆地庙西北地区物源特征和沉积相展布进行了分析,并通过沉积区古地貌恢复和剥蚀物源区古地貌回溯重建了古近系沙河街组三段(沙三段)沉积时期的源-汇系统。研究结果表明:(1)渤海湾盆地庙西北地区古近系沙三段发育一个完整的近源搬运型源-汇系统,庙西北凸起为物源区,渤东凹陷为主要沉积区;庙西北凸起物源岩性包括中生界花岗岩、下元古界石英片岩及下元古界角砾岩;主分水岭沿凸起长轴呈近南北向展布,古水系散布其间,搬运通道主要为5个古沟谷和2个古断槽;渤东凹陷沙三段主要发育快速堆积的扇三角洲—湖泊相沉积,岩性主要为含砾砂岩、细砂岩及泥岩,分选性和磨圆度均较差,岩石成分及矿物组合均与庙西北凸起石英片岩及花岗岩较为匹配,扇三角洲沉积体呈近东西向展布,在渤东凹陷北部以连片朵状扇三角洲为主,南部为孤立朵状。(2)沙三段沉积期,庙西北凸起剥蚀作用具有“西强东弱”的特征,古分水岭逐渐向西迁移,凸起中部及北部物源面积大、垂向高差大,物源供给能力更强;渤东凹陷沙三段厚度为100~600 m,具有东南薄、西北厚的特征,沉积中心位于区域北部,且北部地层剥蚀作用更强,向东部延伸长度可达3.2 km;扇三角洲的发育位置受控于物源区搬运通道,其发育规模则受控于物源区域面积,渤东凹陷北部及中部扇三角洲沉积体规模更大,是勘探有利区。

柴达木盆地西缘古近系源-汇系统U-Pb定年和重矿物分析

受阿尔金山物源供给影响,柴达木盆地西缘的储层物性总体上差且非均质性强。为了实现有利储层分布预测,亟待开展源-汇系统精细划分。应用野外露头和钻井岩心样品,综合采用碎屑锆石U-Pb同位素定年、重矿物组合分析以及砂体展布分析等方法,开展了研究区古近系下干柴沟组上段的源-汇系统分析。结果表明:研究区可划分为七个泉、狮北、干柴沟、咸水泉和咸东共5个源-汇系统,不同源-汇系统表现出重矿物组合、标志重矿物含量的差异,以及不同的峰值年龄、峰值年龄组合和年龄谱图形样式;物源年龄主要在200~520 Ma之间,母岩以岩浆岩和变质岩为主。受这些物源供给,研究区相应地发育扇三角洲—湖底扇沉积体系,其规模差异较大。受多物源供给的影响,单一分析方法可能会导致源-汇系统划分的不确定性,因此采取多种分析方法相结合,并且互为验证,才能取得比较正确的认识。

高精度层序格架与源-汇系统约束下的沉积体系分析方法:以涠西南凹陷始新统流一段为例

北部湾盆地涠西南凹陷的勘探方向已经从构造圈闭转移到岩性圈闭上,寻找岩性油气藏的核心问题就是明确砂体的展布。以涠西南凹陷流沙港组一段为研究对象,综合利用碎屑锆石U-Pb年龄、测井、录井、岩心及地震等资料,对研究区目的层进行了高精度层序划分和沉积体系时空展布研究,明确了涠西南凹陷流沙港组一段沉积相类型及分布规律。研究表明,目的层流沙港组一段可以划分为1个三级层序、3个体系域以及8个准层序组。通过对研究区源-汇体系与沉积相分析,表明涠西南凹陷的沉积物主要来自西北部万山物源、东部企西物源、东南部涠西南物源以及西南部物源。涠西南凹陷流沙港组一段主要发育三角洲、湖泊和湖底扇等3种沉积相类型。低位期主要发育中深湖和湖底扇沉积,发育浊积水道、天然堤和席状朵体等沉积微相;湖扩期主要以深湖泥沉积微相为主;高位期则主要发育三角洲前缘沉积,其中水下分流河道、水下分流河道间较为发育,河口坝、席状砂等沉积微相发育较少。B洼主要发育西部三角洲进积滑塌型、南部近源断坡带型和东部远源缓坡型等3种类型湖底扇,其中,南部物源体系规模大、成藏条件好,是下一步勘探最具潜力的目标。

准噶尔盆地二叠系源-汇系统与古地理重建

源-汇系统是目前国内外地球科学领域的研究热点,对于含油气盆地古地理重建以及源储预测评价有着重要的指导作用。本文以准噶尔盆地二叠系为研究对象,通过基于盆地地质大剖面的构造-层序特征分析、定年数据的物源体系演化分析和沉积过程约束的正演模拟等方法,深化了对准噶尔盆地二叠纪古地理格局的认识,探讨了二叠纪源-汇系统演化特征与二叠系源储分布规律。早二叠世为盆地断陷发育期,以石炭系为主物源,除东南部发育海相-海陆过渡相沉积外,总体以近物源扇三角洲-湖相沉积体系为主,多断陷的沉积格局控制了玛湖等凹陷优质烃源岩的分布,与火山岩相关的扇三角洲前缘砂体与混积云质岩构成有利储集体;中二叠世为盆地断-拗转换期,物源年龄开始趋于复杂,沉积中心、沉降中心较早二叠世明显向盆内迁移,早期断陷趋于连通,盆地西部仍以近物源的扇三角洲群-湖相沉积体系为主,东南部则转换为远物源三角洲群-湖盆沉积体系,在盆地中部发育连片分布的规模烃源岩,可与同期(扇)三角洲前缘形成良好的源储组合;晚二叠世进入盆地拗陷发育期,物源供给范围更广,物源年龄进一步复杂化,大型浅水湖盆发育远物源为主的退覆型河流-三角洲沉积体系,为盆地规模油气成藏奠定了储层基础。

断陷湖盆低勘探区源-汇系统与烃源岩预测——以珠江口盆地珠一坳陷北部洼陷区为例

烃源岩是沉积盆地含油气系统中决定油气聚集与成藏的关键因素之一。针对盆地或洼陷中勘探程度相对较低、钻井较少且烃源岩指标不丰富等烃源岩预测的难点,以珠江口盆地珠一坳陷北部低勘探区为例,从“找湖(深湖-半深湖)”、“寻泥(深湖-半深湖泥岩)”、“定烃(烃源岩预测与评价)”的角度,开展源-汇系统与烃源岩预测系统性分析。首先,以“找湖”为目的,通过多期构造古地貌恢复,阐明原始盆地面貌与古湖盆发育位置,结合“地震前积确定湖盆边界、坡折体系确定深湖-半深湖分布范围、生化指标确定湖盆古环境特征、构造强度确定湖盆规模”等分析,对低勘探区的深湖-半深湖区进行确认并对潜在发育烃源岩的洼陷进行初步遴选,研究认为文昌期HF33等洼陷和下恩平期HZ5等洼陷具备发育深湖-半深湖泥岩的潜力。其次,通过古物源、古环境和沉积体系的分析,结合构造古地貌发育特征,开展源-汇系统重建及深湖-半深湖相泥岩发育的地质背景分析,通过源-汇系统各配置要素的数值模拟,指出中等物源供给强度、细物源粒度、高湖平面、大可容空间及欠补偿-均衡补偿型盆地有利于富泥型湖泊相沉积。最后,以成熟勘探区已钻遇优质烃源岩的钻井为基础,分析与烃源岩层对应的4类深湖-半深湖地震相及其地质背景,构建成熟区“烃源岩相(烃源岩地震相)”,结合对珠一坳陷主要富烃洼陷富烃要素的系统总结,开展低勘探区优质烃源岩多因素、多维度评价与最终排序。通过研究,指出LF22,HF33,HZ24(上、下文昌组),LF7和HZ10(下文昌组)等洼陷为Ⅰ级潜在富生烃洼陷;HZ5和HZ11洼陷(下恩平组)为Ⅱ级潜在生烃洼陷。部分洼陷烃源岩的预测和评价结果在实际勘探中已得到证实。

断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应——以渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡古近系源-汇系统为例

寻求盆外物源通量变化与盆内沉积体系的定量耦合响应仍然是源-汇系统研究的薄弱环节,也是断陷湖盆源-汇系统研究框架下的一个重要命题。基于渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡全覆盖的3D地震资料和岩心、测井数据,结合碎屑锆石U-Pb定年技术,对研究区古近系沙(沙河街组)二段与沙一段开展物源体系定量化表征,并通过定量沉积构造解释和定量地震地貌测量,建立了浅水三角洲的定量化表征方法。研究显示,沙一段-沙二段沉积时期,古永定河分支被古大清河袭夺,造成蠡县斜坡A区特征锆石含量由37%下降至26%,对应的A区浅水三角洲面积由144 km2减小至38 km2,平均水下分流河道宽度由104 m减小至47 m;古唐河水系特征锆石含量由31%上升至39%,对应的B区浅水三角洲面积由71 km2增加至94 km2,平均水下分流河道宽度由77 m增加至88 m;古大沙河水系沉积物通量未观察到明显变化,对应的C区浅水三角洲面积由206 km2降低至185 km2,平均水下分流河道宽度由120 m减小至81 m。构造作用、气候变化及湖平面升降等异旋回作用影响范围较大,将会造成沉积体系的同步响应;而物源通量变化将影响特定沉积体系,是研究区浅水三角洲沉积响应的主要驱动机制。

从层序地层走向源-汇系统的储层预测之路

具有沉积充填和有利储层预测功能的预测地层学被广泛应用于盆地分析和油气勘探,经历了从层序地层走向源-汇系统的储层预测发展之路。为了应对“预测有利成藏要素(储层和盖层等)”的勘探挑战,Exxon地质学家创立了层序地层方法理论;为了解决“层序不一定控砂、低位不一定有扇”的勘探难题,地质学家将源-汇系统的概念和方法运用到有利储层预测研究中来,形成了源-汇控砂方法原理。文章讨论了层序地层的研究现状,梳理了海相和陆相层序地层研究近年来的重要进展,介绍了陆-洋和陆-湖源-汇控砂研究近年来的进展,提出了“基于源-渠-汇-岩耦合的优质储层预测技术”,以期解决“层序源-汇控砂但不一定控储”的勘探挑战。

珠江口盆地白云凹陷古近系文昌组源-汇系统特征及演化

珠江口盆地是南海东部典型的边缘海盆地,白云凹陷为珠江口盆地珠二坳陷中、新生代地层发育最全的深大凹陷,其古近系是深水区已证实的主力层系及近期深层油气勘探的重点目标。文昌组是白云凹陷已经获得勘探证实的主要烃源岩层系,在凹陷周边物源控制区也是有利储层发育的重要场所。通过定量表征其源-汇系统和分析源-汇系统特征及演化规律为白云凹陷主力烃源岩及规模砂体分布预测提供依据。基于锆石定年及重矿物分析确定物源体系及其演化,利用PSDM地震资料及古地貌刻画了搬运通道类型及分布,井-震结合厘定了沉积体系及沉积相类型特征;结合古地貌起伏、剥蚀量及沉积汇聚量计算结果对源-渠-汇系统进行了定量耦合。研究表明,古近纪文昌期发育番禺低隆起、云荔低隆起、云东低凸起以及云开低凸起4个近物源体系,以断沟和沟谷为渠,形成了4套完整的源-渠-汇系统。不同沉积时期的源-汇体系发生明显转变,受各时期物源差异的影响,文昌期白云凹陷发育古沟槽及大型构造转换带控制下的近物源小型湖相、辫状河三角洲及扇三角洲沉积。白云凹陷源-汇系统控制下的文昌组规模滨浅湖在文昌组五段(文五段)、文四段和文三段分布范围最广;半深湖-深湖相沉积分布局限,在文五段仅零星分布,在文四段、文三段及文二段的湖盆中央局部范围分布,这些认识为主力烃源岩的分布预测提供了基础。在宽缓裂陷结构及大物源控制下,白云凹陷北坡发育的辫状河三角洲富砂沉积体系控制了规模砂体的平面展布。白云凹陷东部辫状河三角洲及扇三角洲规模小,是有利相带砂体的主要分布位置。

东海陆架盆地丽水凹陷古新统源-汇系统耦合及时-空演化

受构造幕式多期活动和盆内外多物源水系影响,断陷湖盆源-汇系统形成过程复杂,但不同构造阶段的源-汇系统耦合及时-空演化仍处于初步研究阶段。以东海陆架盆地丽水凹陷古新统为例,基于地震、测井、岩心、薄片及重矿物等资料,综合盆地物源体系分析、搬运体系识别与定量追踪、沉积体系刻画及半定量表征,重建了源-汇系统。研究结果表明:断陷早期,盆地多孤立、小型沉积中心,构造活动速率较低,物源供给较少,陡坡带发育较多小规模扇三角洲,缓坡带受先存水系影响,发育小规模辫状河三角洲;断陷强烈期,受灵峰主断裂强烈活动影响,物源供给充足,陡坡带扇三角洲规模增大但数量减少,缓坡带辫状河三角洲规模增大并相互合并;断陷晚期,陡坡带源-汇系统逐渐消亡,缓坡带受全球海平面快速下降影响,河流下切作用增强,在坡折带下发育大规模盆底扇沉积体系。受构造-沉积格局、母岩类型及边界条件联合控制,丽水凹陷不同构造阶段共发育5种源-汇系统,分别为:①缓坡带北部变质岩为主-SE向U型古沟谷-远源辫状河三角洲;②缓坡带中-南部火山岩为主-NE向断槽/SE向V/U型古沟谷-远源辫状河三角洲/盆底扇;③灵峰凸起北段侵入岩为主-SW向古沟谷-近源扇三角洲;④灵峰凸起中-南段火山岩(早)-变质岩(晚)-SW向古沟谷/NE向断槽-近源扇三角洲;⑤雁荡凸起侵入岩和变质岩-SW/S向古沟谷-近源扇三角洲/辫状河三角洲。物源搬运通道参数半定量统计结果表明,缓坡带古沟谷/断槽宽、浅,陡坡带古沟谷/断槽窄、深;断陷早期和晚期物源搬运通道横截面积与盆内对应沉积体面积具有较好的正相关性。

辽西凹陷北部古近系沙河街组二段源-汇系统及其对滩坝砂体的控制

渤海海域辽西凹陷北部古近系沙河街组二段(沙二段)广泛发育滩坝砂体,油气测试获得高产,表明沙二段滩坝砂体勘探潜力巨大。但是,有关滩坝沉积的机制依然认识不清,严重制约了该类沉积的勘探评价,因此从源-汇系统理论出发进行滩坝沉积控制因素分析十分必要。利用岩心、录井、测井、粒度及铸体薄片等资料,结合三维地震和区域地质资料,对辽西凹陷北部沙二段源-汇系统及其对滩坝沉积的控制进行了研究。结果表明:①研究区沙二段沉积时期,燕山隆起的兴城河水系和月亮河水系为辫状河三角洲沉积提供物源,辫状河三角洲进一步为滩坝沉积提供了物源。由于兴城河水系和月亮河水系汇水区面积相对较小,主河流长度较短,形成的辫状河三角洲规模相对较小,小规模的辫状河三角洲为滩坝沉积提供物源的能力较弱。②辽西凹陷北部发育宽缓的古隆起,为滩坝沉积提供了有利的沉积古地貌条件。③水体较浅,物源供源能力较弱,波浪携带辫状河三角洲前缘砂体向湖盆方向搬运,受古隆起带较高地貌的阻挡,砂体在古隆起带沉积并形成细粒砂质滩坝,岩性以细砂岩与粉砂岩为主。随着湖平面的逐渐上升,滩坝发育程度逐渐减弱。④燕山隆起、兴城河-月亮河水系、凹中古隆起及湖平面共同控制了滩坝沉积的岩性和规模,是该地区取得油气勘探突破的关键要素。本次研究为渤海海域古近系油气勘探中滩坝砂体的预测提供借鉴。

珠江口盆地惠州26洼东南缘古近系恩平组上段断-拗转换期源-汇系统及勘探意义

断-拗转换期是断陷盆地由伸展体制向热冷却沉降机制转变的重要阶段,伴随着拉张作用的减弱,构造活动逐渐趋于稳定,从而影响裂陷晚期沉积体系及有利储层分布。以源-汇系统要素耦合为指导,基于源-汇区岩石学、测井相、地震相特征分析,结合珠江口盆地惠州26洼东南缘古近系恩平组上段断-拗转换期边界断层活动差异,提出以“构造控相、沟断控储”分析有利储层成因及分布规律。研究表明:①研究区恩平组上段物源为东沙隆起中生代酸性侵入岩,在恩平组上段断-拗转换期发育5大汇水单元,其供源能力强弱以汇水单元面积与物源区落差进行量化表征;②输砂通道由“沟谷-边界断层”组合而成,物源区沟谷形态及规模造成各水系水动能强弱差异,而边界断层的平面组合样式(凹面墙角型、平直陡坡型及平直断阶型)和垂向落差影响沉积物汇聚入湖的方式与砂体展布;③以“源-沟-断-汇”4要素进行源-汇耦合,建立断-拗转换期构造活动趋稳背景下由边界断层差异活动形成的“南扇北辫”沉积格局,刻画沉积特征并揭示有利相带及优质储层分布,即顺“沟-断”优势通道入湖的辫状河三角洲平原河道亚相高成熟度粗粒沉积,该沉积具有原生孔隙发育和渗透率高的特征。新认识推动了研究区内恩平组研究与勘探进程,为惠西南地区深层古近系油气勘探指明方向。

珠江口盆地陆丰凹陷陆丰15洼与22洼古近系文昌组源-汇系统与沉积演化

珠江口盆地陆丰凹陷陆丰15洼、陆丰22洼勘探程度较低,文昌组沉积体系认识较薄弱。为了推进勘探进程,基于地震、钻井、岩矿分析等资料,对洼陷文昌组源-汇系统和沉积演化进行了研究。识别出沿陡坡、缓坡和轴向发育的6个一级水系、23个二级流域单元。文昌组沉积时期,湖水经历了由浅变深再变浅的过程,裂陷早期与晚期物源输入最强。陆丰15洼早期的物源主要来自轴向、缓坡,中期收缩,晚期物源整体推进,而陆丰22洼早期的物源主要来自缓坡、陡坡,中期收缩,晚期主要来自轴向。文昌组发育辫状河三角洲-湖相沉积体系。文四段发育湖泊相烃源岩,文三段、文五段发育辫状河三角洲砂岩储层,预测文五段为有利勘探层系。

珠江口盆地番禺27洼裂陷期构造演化及其对源-汇系统的控制

番禺27洼位于珠江口盆地中央隆起带中部的番禺低隆起区,为发育在中生代陆缘岩浆弧基底之上“南断北超”的新生代凹陷,钻井取得的油样与砂岩储层抽提烃证实该洼陷存在文昌组中-深湖相烃源岩供烃,但已钻井均没有实际钻至文昌组,烃源岩发育的有利部位与有利时期仍存在不确定性。对控洼断裂系统及洼陷结构样式的研究表明,番禺27洼的发育和演化具有“先存构造约束、右旋伸展主控、岩浆底侵改造”三元耦合成因,控制了三幕裂陷阶段“左阶不对称地堑-左行雁列式半地堑-萎缩期宽缓半地堑”的结构样式。裂陷期三幕控洼断裂差异活化影响沉积中心变迁,洼陷结构差异演化影响洼陷沉积充填格局。随着裂陷期断裂活动的减弱,沉积中心逐渐由东向西、由两端向中部迁移。源-汇沉积体系在裂陷早期以NW轴向和中部转换带沉积体系为主,裂陷中期至裂陷晚期逐渐向北部缓坡大型沉积体系和西北部长轴优势沉积体系转换。西次洼长期作为沉积中心,是优质烃源岩发育的有利部位。裂陷中期发育大型半地堑式湖盆,并伴有较强的岩浆活动,是优质烃源岩发育的最有利时期。裂陷中期至裂陷晚期西北部大型源-汇沉积体系的长期发育为古近系大型储集体的形成提供了有利条件。

深时源-汇系统古地理重建方法评述

源-汇系统根据侵蚀、搬运及沉积作用的显著程度可划分为物源区、过渡区和沉积区,根据研究的时间尺度可划分为现代系统、第四纪系统和深时系统。洋陆边缘源-汇系统根据地貌单元的空间配置可划分为"陡—短—深"、"宽—深"及"宽—浅"3种空间分布类型,这3种类型在沉积体积分布及沉积记录保存潜力上存在差异。完整的源-汇系统古地理重建包括沉积区古地理重建和物源区古地理重建。深时尺度下沉积区古地理重建方法随着岩相古地理、构造古地理、生物古地理及层序地层学的发展已趋完善,而物源区古地理重建则更具挑战性,尤其是在物源区遭受侵蚀而不复存在的情况下更具难度。在源-汇分析方法体系中,物源区古流域水系形态、面积范围、地貌地势等古地理要素可通过构造要素分析、碎屑矿物分析、沉积体积回填、地貌学参数比例关系、古水力学参数比例关系和河流沉积通量模型等方法获得。总之,深时源-汇系统古地理重建能够通过盆地沉积记录揭示出物源区古地理演化特征,为沉积盆地充填过程提供沉积供给的信息,对能源矿产勘探和深时古环境研究具有重要意义。

源-汇系统要素定量表征及耦合模式——以沙垒田凸起与沙南凹陷沙河街组为例

源-汇系统的定量表征是目前地质学领域及油气勘探重点关注的热点问题。渤海湾盆地沙垒田凸起与沙南凹陷构成了一个完整的源-汇系统,本文基于该区岩心、锆石测年、测井及三维地震等资料,表征了源-汇系统要素之间的定量特征,探讨了源-汇要素之间的耦合关系,建立了斜坡型源-汇系统的发育模式,结果表明:在沙河街组沉积时期,沙垒田凸起东段南部基岩类型为元古界混合花岗岩,源区共发育7个汇水体系;在沙垒田凸起东段南部共识别出与汇水体系相对应的7条断槽型与古沟谷型主要输砂通道,其中古沟谷型输砂通道又可进一步细分为V型、U型及W型;沙南凹陷在沙三段沉积时期主要发育扇三角洲、浊积扇及滨浅湖—半深湖沉积,而在沙一、二段沉积时期则主要发育扇三角洲、辫状河三角洲、滩坝及滨浅湖沉积;从源-汇系统要素的定量表征来看,盆内的沉积体积与源区的地形高差、汇水面积及沟谷截面积等3个参数密切相关,其中地形高差与沉积体的相关性最高,汇水面积次之,沟谷截面积最小;从源汇系统的耦合模式来看,地形高差大、汇水面积大,形成的沉积体系体积越大;反之地形高差小、汇水面积小,在盆内形成的沉积体系体积就小。

层序地层学与源-汇系统理论内在关联性与差异性

层序地层学与源-汇系统理论方法体系不仅先进而且得到广泛应用,深入探讨二者内在关联与差异性对地学相关学科、领域协同发展意义重大。层序地层学核心在于建立沉积区高精度等时地层格架,揭示格架内沉积充填过程、时空分布序列及成因机制;而源-汇系统分析,进一步将研究范畴向搬运区、物源区拓展,从多维度示踪沉积物剥蚀、搬运和堆积的动态响应过程,进而综合厘定沉积物从源到汇全过程的动力驱动机制、原型格局。层序地层学与源-汇系统间内在关联性和继承性集中于盆地等时地层格架内剥蚀-沉积响应过程表征解析及沉积体定量化预测;差异性主要体现为刻画表征关键要素与层序内幕单元结构两方面。未来层序地层学和源-汇系统方法体系有望在应用标准化、古今结合及多学科和多参数定量化分析预测等方面得到快速发展。

渤海湾盆地渤中凹陷埕岛东坡古近系东营组二段下部源-汇系统

源汇系统是当今沉积学领域研究的热点。埕岛东坡位于渤海湾盆地,是埕北低凸起向沙南凹陷、渤中凹陷过渡的斜坡带,与埕北低凸起及其沉积区组成完整的源-汇系统。基于岩心、测井和三维地震等资料,明确物源区基岩类型、恢复东(东营组)二段古地貌格局、定量分析源-汇要素,精细刻画沉积区砂体的展布,建立研究区源-汇系统耦合模式。研究表明,研究区东二段下部主要发育的孤立洪水湖底扇沉积物均来自埕北低凸起,物源区基岩组成为碎屑岩和火山碎屑岩。砂体在沉积区的展布和规模主要受物源类型、垂向高差、汇水单元面积、搬运通道规模、坡折带、沉积区古地貌等因素影响。其中,沉积区沉积物总量与物源区垂向高差及汇水单元面积密切相关,即垂向高差大(平均垂向高差约1 280 m)、汇水单元面积大(平均汇水面积约7 km2),沉积区形成的扇体规模越大;反之,沉积扇体规模越小。此外,坡折带和沉积区古地貌也控制着扇体规模。文中划分出了地形坡折和断裂坡折两种坡折带类型,并定量统计坡折带坡角参数(最小为3. 9°,最大为9. 8°),数据反映坡折角度与扇体厚度和面积均呈正相关。同时,搬运通道的规模(宽深比和截面积)也影响着砂体展布。总体而言,研究区东二段沉积时期的源-汇系统配置关系较为稳定,并最终构建了多岩性源区(物源区)-古沟谷或断槽的物源通道-地形坡折/断裂坡折搬运通道(搬运区)-孤立洪水湖底扇(沉积区)-源沟坡多元耦合模式,将砂体规模与其来源形成了对应关系,为油气勘探中的砂体寻找提供了思路。

基于源-汇系统的砂体分布预测与三维地质建模——以四川盆地川西坳陷新场构造带须二段为例

四川盆地川西坳陷新场构造带上三叠统须家河组二段(以下简称须二段)蕴含丰富的天然气资源,但须二段砂泥岩在空间上频繁互层,物性好的砂岩横向变化快,给须二段地层对比和储层预测带来困难。为了定量描述须二段砂泥岩的空间展布特征和有效储层分布规律,基于岩心、测井和地震资料的综合分析,识别了须二段层序地层界面,通过地震属性提取与优选,解析了须二段沉积充填特征,明确了沉积体系演化和砂体分布,构建了新场构造带须二段源—汇系统模式,建立了砂泥岩三维地质模型。研究结果表明:①受砂泥岩互层数影响,地震属性与砂体厚度呈现两类相关性趋势,波阻抗正值之和地震属性能够更好地响应砂泥岩的分布。②须二段下亚段沉积期物源主要来自北西方向,砂体主要沉积在该区西部;中亚段沉积期物源主要来自北西向和北东向,并形成横向分布广、厚度较大的砂体;上亚段沉积期物源主要来自北东向,东部砂体较为发育。③根据砂体迁移规律拟合砂岩变差函数,可以较准确地实现砂泥岩的三维空间分布刻画。结论认为:①新场构造带须二段具有北东和北西两个供源水系,分别形成了主、次两套源—汇系统;②基于源—汇系统建立的融合地质沉积模式与地球物理预测的砂岩空间分布模型,经后期实钻井检验,模型反映的储层性质符合率较高,可以为后续的优质砂岩岩相模拟、储层属性参数的定量化表征奠定基础。

用锆石年龄的深度剖面来重新认识源-汇系统

近年来锆石U-Pb地质年代学已成为研究构造活跃区源-汇系统的重要工具。然而,由于全球锆石集中形成于超大陆的聚合期间,因此出现了单颗锆石的单个结晶年龄对应于多个结晶年龄相似的不同源区的现象。这成为了利用锆石U-Pb地质年代学研究源-汇系统的主要障碍。本文以北美阿巴拉契亚-沃西托-马拉松造山带及其前陆盆地、喜马拉雅淡色花岗岩为例,从锆石核边结构的形成机理、深度剖面定年方法、核边年龄重建构造活跃区源-汇系统的理论基础及核边年龄研究源-汇系统的局限性等方面进行了系统总结,指出锆石深度剖面定年方法是分析复杂结构锆石的有效方法,在研究构造活跃区源-汇系统方面具有独特优势。