滇黔桂盆地东北部泥盆系竹节石页岩时空分布与沉积特征

为探讨滇黔桂盆地东北部泥盆系竹节石页岩的分布特征、竹节石与有机质聚集作用的联系,对吾隘剖面、东风剖面、上林西剖面、寨沙剖面、荔浦剖面和贵港剖面的地层旋回性进行研究,对竹节石页岩的有利产出阶段、空间展布特征、地层厚度变化和微观特征进行分析。结果表明:滇黔桂盆地东北部的泥盆系可划分为13个三级层序,暗色泥页岩主要发育于SQ_(5)~SQ_(11);在二级海平面变化上升阶段,竹节石页岩主要形成于每个三级层序的海侵体系域(TST_(5)~TST_(9)),在二级海平面变化最高阶段,竹节石页岩主要形成于每个三级层序的高水位海退体系域(HST_(10)~HST_(11));竹节石页岩在空间分布上受同生断裂带的控制,沿断裂带展布方向上延伸相对良好,沿非断裂带展布方向上延伸很差;竹节石页岩构成的富有机质页岩的有机质来源与竹节石关系密切,竹节石的富集程度对潜在性富有机质页岩的有机质丰度具有一定的指示作用。该结果为浮游生物在滇黔桂盆地东北部泥盆系有机质聚集过程中的作用提供实例。

滇黔桂盆地及其邻区晚古生代层序地层格架及相对海平面变化

受同生断裂的控制 ,在晚古生代滇黔桂盆地及邻区形成特殊的“台—盆—丘—槽”的古地理格局 ,发育了复杂而有序的盆地充填序列。根据三级沉积层序的两大特性 ,在滇黔桂盆地及邻区的晚古生代地层中识别出 2 5个三级沉积层序 ;以地层记录中的的两种相变面和两种穿时性界面为关键 ,建立了晚古生代的区域层序地层格架。研究表明 ,地层记录中的层序界面大致可以划分为 4种类型 ,即构造不整合面、沉积不整合面、淹没不整合面以及它们的相关面 ,而且它们还可以进一步归为暴露间断面以及加深间断面两种范畴的界面。

滇黔桂盆地及邻区泥盆纪层序地层格架及其古地理背景

滇黔桂盆地及其邻区的泥盆系包括下部的海侵碎屑岩系、中部的混合沉积地层和上部的碳酸盐岩地层,其中又可以进一步划分为13个三级沉积层序和两个二级构造层序。不同阶段三级层序的相序组构特征及其空间变化代表了不同的岩相古地理背景,形成了一个受海平面变化和区域构造运动共同控制的沉积盆地充填序列;同时也反映出研究区域三级海平面变化与欧美地区相对比存在较大的差异。

滇黔桂盆地及其邻区二叠系与三叠系之交的淹没不整合面

滇黔桂盆地及其邻区在晚二叠世长兴晚期发生快速海侵,导致了第Ⅰ幕淹没事件,研究区内的连陆台地大部分被淹没,形成大隆组硅质泥页岩系凝缩段地层和其下相对局限发育的第Ⅰ幕淹没不整合面;在早三叠世印度初期发生更大规模的快速海侵,导致更大的第Ⅱ幕淹没事件,研究区内的连陆台地和孤立台地均被淹没,形成罗楼组、马脚岭组等同时异相沉积地层底部的钙质泥页岩系凝缩段地层和其下全区普遍发育的较为典型的第Ⅱ幕淹没不整合面。这两幕淹没不整合面合称二叠系与三叠系之交的淹没不整合面,它们是三级层序SQ26的底界面,具有明显的穿时性;凝缩段是它们的主要标志。中二叠世冷坞末期和晚二叠世吴家坪末期的两幕东吴运动导致的研究区古地理背景的重大改变对淹没不整合面的发育有重要的影响。淹没不整合面的形成与二叠纪末期发生的全球淹没事件基本同步,是全球海平面急剧上升的结果,它对研究区的石油勘探具有积极的地质意义。

滇黔桂盆地泥盆系页岩气成藏条件及资源潜力分析

通过野外露头观察、剖面测量和样品测试,分析了滇黔桂盆地泥盆系页岩气成藏条件。研究结果表明：滇黔桂盆地中、下泥盆统发育两套台盆相暗色泥页岩沉积,泥页岩单层厚度为10~55 m,累计厚度普遍在100~450 m之间;泥页岩TOC一般为1.0%~2.5%,有机质类型为Ⅰ型-Ⅱ1型,处于高-过成熟热演化阶段;储层物性接近于四川盆地威201井寒武系九老洞组页岩,发育多种储集空间类型,脆性矿物含量平均值为46%,具备储集条件;黔南坳陷西南部和桂中坳陷中西部地区地层相对平缓,断裂密度和剥蚀厚度小,且断裂性质以逆冲、压扭为主,页岩气保存条件相对较好。综合考虑暗色泥页岩厚度、埋藏深度、有机碳含量、热演化程度和保存条件等因素,预测滇黔桂盆地泥盆系页岩气有利层段为塘丁组和罗富组,有利区主要分布于天峨—南丹—河池一带以及桂中坳陷中部的鹿寨—来宾—合山—大化地区。利用地质资源丰度类比法计算出该区页岩气地质资源量为0.66×1012~1.09×1012m3。

石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列及沉积演化

通过分析石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列和沉积特征,探讨沉积演化过程及其控制因素。研究区深水地层序列包括下述的9个岩石地层单元:鹿寨组(C_1lz)、巴平组(C_1bp)、下如牙组(C_1xr)、上如牙组(C_1sr)、王佑组(C_1w)、睦化组(C_1m)、打屋坝组(C_1dw)、南丹组(C_1-P_1nd)和船埠头组(C_1c),并且可以识别出4种主要的深水沉积相:台间盆地相、斜坡相、深水陆棚相和台前斜坡相,以砂岩、碳质页岩、硅质泥岩、硅质岩、钙屑碎屑岩、泥晶灰岩和白云质灰岩为主要特征,与桂西南深水盆地的差别显著。依据地层序列和沉积组合的时空分布特征,可以将石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的沉积演化划分为3个阶段:1)裂谷作用强烈期(早石炭亚纪汤耙沟期早期);2)裂谷作用减弱期(早石炭亚纪汤耙沟期中期—德坞期);3)裂谷作用稳定期(晚石炭亚纪—早二叠世)。

从基本层序地层模式论地层穿时的本质--以滇黔桂盆地泥盆纪层序地层格架为例

Shaw于1964年提出的穿时普遍性原理是现代地层学的重要支柱之一。20世纪70年代末由地震地层学发展而来的层序地层学是在年代和海平面变化框架内研究沉积相迁移的有效手段,它改变了划分沉积岩的原则而成为沉积地质学和地层学的一次重要革命。基本层序地层模式中相对海平面变化产生的地层超覆和退覆明显地体现了地层穿时普遍性原理,同时也暗示了地层穿时的本质。地层记录中的两种相变面——动态相变面和静态相变面形成于侧向加积和纵向加积两种沉积作用,它们所代表的两种穿时性——间断面穿时和相变面穿时,构成了地层穿时的两种基本形式。滇黔桂地区的泥盆系总体上构成一个自南向北厚度逐渐减小的楔状体,这是泥盆纪早期海侵尖灭与晚期海退尖灭的结果,研究区层序地层格架清楚地体现了地层记录的不完整性和穿时普遍性,同时也表明地层记录中的两种相变面及其所代表的两种穿时性是正确建立层序地层格架的关键要素。

滇黔桂盆地桂中坳陷下石炭统台槽相页岩沉积特征与沉积模式

通过对典型井观察描述、野外剖面实测以及室内测试分析,对桂中坳陷下石炭统鹿寨组页岩的沉积特征进行解剖,建立台槽相页岩沉积模式,并提出具有页岩气勘探潜力的优势相带。对比四川盆地五峰组-龙马溪组陆棚相页岩与研究区台槽相页岩的沉积特征,明确台槽与陆棚的差异性。研究区台槽沉积的典型相标志除了页理、变形、粒序等层理构造之外,槽内普遍富集大量黄铁矿,台-槽斜坡带可识别出灰质和硅质两种浊流、腕足等古生物碎片以及若干植物碎片。根据岩性组合、相标志、水动力等条件,台槽相共划分出4种亚相及13种岩相。其中,台盆亚相的硅质岩相和硅质页岩相以及下斜坡亚相的泥质硅质岩相和炭质泥岩相可作为优势相带,含有少量灰质和泥质的硅质岩更具页岩气勘探潜力。

滇黔桂盆地早二叠世亚丁斯克期的沉积环境分异与䗴有孔虫响应

亚丁斯克期华南滇黔桂地区沉积环境分异明显,主要发育局限或半局限海台地沉积区、开阔海台地沉积区和台地边缘沉积区,不同沉积区䗴有孔虫动物群面貌也有所区别。本文详细研究了黔南地区的猴场打望剖面和惠水竹子冲剖面阿瑟尔期—亚丁斯克期的地层,在打望剖面识别出4个䗴类化石带,由老至新为Pseudoschwagerina beedei-Sphaeroschwagerina constans共存延限带、Staffella xiushuiensis-Eoparafusulina contracta富集带、Pseudofusulina ellipsoidalis富集带和Misellina subcycloidea间隔带。竹子冲剖面识别出3个化石带,由老至新为Pseudoschwagerina uddeni-Sphaeroschwagerina sphaerica组合带、Eoparafusulina certa富集带和Staffella discoides延限带。对滇黔桂地区不同沉积相区剖面䗴类动物群以及沉积相特征的综合研究显示:开阔台地或台地边缘环境的䗴动物群以Pamirina为特征分子,同时还产出丰富的希瓦格䗴亚科(Schwagerininae)分子;局限或半局限台地环境䗴类以史塔夫䗴亚科分子(Staffellininae)为主。沉积环境对䗴有孔虫的影响可能主要来自水动力、光照和氧气含量。个体较大、隔壁褶皱强烈的纺锤形希瓦格䗴亚科分子更适应水动力强、透光性好、氧气充足的水体;小个体、结构简单的史塔夫䗴亚科分子可在透光性差、含氧量较低的水体中生存。

滇黔桂盆地碎屑物源的变化及其对古特提斯洋演化历史的启示

古特提斯洋的构造与演化过程一直是研究热点,很多学者在其产生、扩张、俯冲及闭合的时间上持有不同观点。本次研究中,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年技术对滇黔桂盆地三叠纪罗楼组碎屑锆石、泥盆纪坡松冲组碎屑独居石进行分析测试,同时结合古生代以来碎屑物源的演化历史,以期确定出古特提斯洋开启与闭合的时间。锆石测试结果显示:者桑地区罗楼组碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在308-396 Ma,440-680 Ma,727-930 Ma,1004-1266 Ma,1400-1880 Ma,2360-2724 Ma;老寨湾地区坡松冲组碎屑独居石U-Pb年龄则主要集中在657-460 Ma和998-798 Ma。通过对比研究区与周围地块的年龄分布特征,联系研究区岩相古地理、古海流以及古流向等地质证据,发现滇黔桂盆地古生代时期碎屑物源在460 Ma左右发生了变化,460 Ma以前碎屑物源主要来自印度北部、喜马拉雅、拉萨、羌塘、海南岛、澳大利亚西部及江南造山带,460 Ma以后碎屑物源主要来自越北古陆、湘粤桂构造山系,云开地区也可能提供了碎屑物源。

滇黔桂盆地及邻区二叠系乐平统层序地层格架及其古地理背景

滇黔桂盆地及邻区的二叠系乐平统,包括吴家坪阶和长兴阶;其沉积相类型多样,沉积相分异明显,为层序地层研究提供了得天独厚的有利条件.大致相当于吴家坪阶的地层构成一个三级层序,而大致相当于长兴阶的地层组成另一个三级层序.在连陆台地上,吴家坪阶为一套含煤碎屑岩系地层,而且在孤立台地上的灰岩层中也发育煤层,连陆台地边缘和孤立台地的迎风浪部分主要为颗粒滩相灰岩;长兴阶,连陆台地上主要由开阔海台地相灰岩组成,在孤立台地上以及连陆台地边缘为一套海绵生物礁灰岩.在台盆中,乐平统为一套盆地相泥页岩夹硅质岩;在钦州至防城一带,覆盖在深水盆地相地层之上的是巨厚的乐平统磨拉石粗碎屑岩地层.这些特征表明了研究区域乐平统复杂的时空相变.从沉积物的时间演化序列和沉积相的空间展布形式所代表的规律性入手,结合生物地层和年代地层资料,可以建立能反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”的层序地层格架;最后,系列层序地层格架栅状图及其相应的古地理图,又可以较为清晰地显示出研究区域乐平统的沉积序列特征和古地理演变特点.2个三级层序所构成的乐平统,与欧美一带以持续性海退为特征的同时代地层形成较大差异.更为特别的是,如果说瓜达鲁普世末期的生物灭绝事件与“东吴运动第一幕”不整合面所代表的海退事件存在关联的话,那二叠系与三叠系之交的更大规模的生物灭绝事件则与研究区域“二叠系-三叠系”之交的淹没不整合面所指示的快速海侵事件相对应,从而表明了海侵-海退事件所代表的环境变化与生物灭绝事件之间较为复杂的关系.

滇黔桂型不对称盆地——一种特殊类型的盆地

本文论述了一个特殊类型的三角形盆地——滇黔桂型不对称盆地。作者以前曾证明该盆地的北侧为被动陆缘;本文根据盆地南侧的岩浆弧、盆地南缘的外弧组合和盆地南部的洋壳进一步认为盆地的南缘为—活动陆缘。它们与东侧的可能的转换边界一起构成了一个特殊类型的三角形不对称盆地,我们将它命名为滇黔桂型不对称盆地。