基于变分模态分解的营四段厚层砂砾岩地层细分层序

利用常规测井曲线对厚层砂砾岩储层进行层序细分,存在界面不清难以确定划分标准的问题。变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)方法分解精度高并且抗噪性能优越,受模态混叠影响小,可以将测井数据内的各级基准面旋回信息分解出来。本文对松辽盆地徐家围子断陷徐西凹陷营城组四段(简称营四段)厚层砂砾岩地层测井曲线应用VMD方法分解得到各频率域固有模态函数(intrinsic mode function, IMF),优选出相关性高的IMF1和IMF10,根据瞬时频率范围和采样率推算出高频IMF1对应短周期旋回,低频IMF10对应长周期旋回。选取对应周期的IMF可以指导对应级别层序的划分,划分出两个三级层序和五个四级层序。VMD方法在营四段的应用表明,该方法适用于厚层砂砾岩地层的高频层序划分。

胶莱盆地南缘白垩系青山群火山岩地球化学特征

在胶莱盆地南缘开展1：5万区调工作的基础上，对胶莱盆地南缘的白垩纪青山群火山岩进行了层型剖面实测及系统采样，经过化学分析及数据整理，得出胶莱盆地南缘白垩纪青山群火山岩SiO2的含量为51．08％～74．86％，全碱（Na2O＋K2O）含量的变化范围为3．2％～8．8％，Al2O3的含量集中于13．18％～17．3％之间，全铁（TFe2O3）含量的变化范围在0．86％～10．48％之间；火山岩微量元素强烈富集大离子亲石元素La和Nd，亏损高场强元素Nb、P和Ti，轻稀土元素（LREE）相对富集，重稀土元素（HREE）相对亏损。后夼组与石前庄组火山岩的地球化学特征较相似，以酸性火山岩为主，而八亩地组和方戈庄组火山岩的地球化学特征较相似，以中一中偏基性火山岩为主；后期喷发的石前庄组与方戈庄组火山岩较前期的后夼组、八亩地组火山岩碱性物质含量增加。通过综合分析得出，胶莱盆地南缘白垩纪青山群火山岩是一套中一酸性过铝质、富钾钙碱性为主的火山岩，其四个不同喷发期次的岩浆应来源于同一岩浆源——下地壳，可能与扬子板块的俯冲作用有关，岩浆形成演化过程中表现出强烈的结晶分异作用，基于青山群火山岩岩性及岩浆源分析，认为其不属于典型的双峰式火山喷发。

小波变换与Hilbert-Huang变换应用于层序划分的比较

测井资料应用于层序地层研究的实例很多,一般选取能够敏感反映沉积过程的GR或AC曲线开展研究,且过去多注重测井曲线形态及幅值特征的应用。近年来学者们倡导了将测井数据小波变换和Hilbert-Huang变换分别应用于层序地层划分的新方法,但并未对这2种方法进行过对比分析。笔者简要介绍了小波变换与Hilbert-Huang变换的原理,通过对所构建的仿真分段信号的处理分析,展示了2种方法在识别信号中的突变点与突变区域方面的有效性,结合实例分析了2种方法在层序地层划分应用中的差异性。结果表明:小波变换更宜于识别测井信号中的多尺度旋回性,适于不同级别层序的划分;而Hilbert-Huang变换更宜于识别测井信号中的突变性,对信号中突变点位置的识别更加准确,适于确定层序的界面。将2种方法相结合,把济阳坳陷惠民凹陷钱斜14井沙河街组划分为3个长周期基准面旋回、7个中周期基准面旋回和23个短周期旋回,与前人传统方法研究结果具有一致性,展现了组合方法的优越性。

测井数据Matlab插值与地质旋回性分析应用

依据插值运算原理,基于Matlab软件平台提供的一维插值函数Interp1编程实现了测井数据的自动插值处理。在给定插值间隔和给定插值总数两种条件下,对济阳坳陷G1井二叠系地层井段录井图自然伽马(GR)曲线进行插值处理,并进行了小波分析解释。结果表明,测井数据插值处理后不仅具有高保真性,而且更便于多尺度地质解释。实例钻井剖面中共划分出8个小尺度旋回、4个中尺度旋回和2个大尺度旋回,验证了Matlab插值运算程序的有效性和实用性。

测井沉积学研究进展

测井资料因具有信息量大、数据连续性好、垂向分辨率高及成本低等优势,在解决沉积学问题方面具有良好的应用前景和发展潜力。简要回顾了测井沉积学概念的提出与研究现状,结合作者多年的研究成果,在沉积相分析、层序地层划分及沉积动力学分析三个方面总结了测井沉积学的研究进展,同时探讨了测井沉积学的发展方向。认为小波变换、傅里叶分析、主成分分析、分形理论等适当的数学方法和人工智能及计算机技术相结合,将是应用常规测井数据开展测井沉积学研究的关键技术,是测井沉积学研究的主要内容。

鄂尔多斯盆地南部环形区成因与秦祁海槽间构造关系

近年来,鄂尔多斯盆地南部环形影像特征逐渐引起人们的关注。这个独立于鄂尔多斯盆地的环形整体特殊形状的成因各有说法。在野外地质考察的基础上,通过分析对比和探究各种相关资料,发现:鄂尔多斯盆地南部环形区和秦祁海槽在各大构造运动中都有密切联系,二者处于同一应力场;鄂尔多斯盆地南部环形区的主要成因为其与秦祁海槽等周围块体之间的相互作用,包括挤压、碰撞、旋转和磨蚀;鄂尔多斯盆地南部环形区受到古生代到新生代多次构造运动的影响,其中燕山运动和喜马拉雅运动对其抬升及形状的形成起主要作用。

济阳坳陷东营组米氏旋回层发育特征研究

米兰科维奇旋回是指由日地天文轨道参数的周期性变化产生的气候和沉积地层的旋回性变化,主要通过改变地球表面的太阳辐射能对气候变化进行控制进而对沉积作用产生重要的影响。本文选取济阳坳陷内的十七口钻井,通过运用小波分析模极值法对这十七口钻井东营组的自然伽马测井数据进行分析,发现该区东营组普遍保存有岁差、黄赤交角以及偏心率短周期,偏心率长周期保存情况不好。

济阳坳陷车镇凹陷沙河街组旋回地层学研究

选定车镇凹陷沙河街组车古29等7口井测井资料依次从西南向东北方向进行旋回地层学研究。借助Matlab软件平台及其小波变换工具箱,基于前期建立的米氏周期识别方法——米氏周期最佳匹配分析方法,对7口井测井资料中识别出来的周期进行剔除和选择,进而确定地层中记录的优势米氏周期。通过沉积速率计算及沉积厚度变化的分析,揭示了该区地层中米氏旋回发育规律及三角洲、湖盆发育特征,标定了不同层段年龄。研究发现:车镇凹陷沙河街组地层中广泛发育米氏旋回层,高频信息比较多;该区三角洲、湖盆从西南向东北大体上呈推进(扩张)—萎缩—推进(扩张)的差异性;周期比较长的米氏旋回(偏心率长周期)易于在沉积速率小的层段保存,周期比较短的米氏旋回(岁差、黄赤交角)易于在沉积速率大的层段保存;根据计算结果,推断车镇凹陷沙一段顶界年龄在31.5～32.5 Ma,沙二段顶界年龄在32.7～33.2 Ma,其中车古29、车35、车古203、大古63井的沙一段顶界年龄分别为32.4,32.4,32.1,32.5 Ma。

胶莱盆地K/Pg界线下陆相红层的旋回地层学分析

陆相红层因为其含古生物化石稀少给高精度生物、年代地层的对比带来了较大的困难。旋回地层学可以将地层与地时结合起来,解决地层沉积的时限问题。基于前人在对胶莱盆地K/Pg界线识别的基础上,主要利用了一维连续小波变换尺度分析法与频谱分析法对胶莱盆地胶州组K/Pg界线之下、晚白垩世红土崖组玄武岩夹层之上的陆相红层进行旋回地层分析,认为胶莱盆地晚白垩世的陆相红层中保存有米兰科维奇旋回,岁差、斜率和偏心率各个周期在不同的层段响应程度略有不同。根据旋回识别结果及K/Pg界线建立了“浮动天文年代标尺”,推测在66~67.77 Ma期间,胶莱盆地陆相红层的平均沉积速率约为5.15 cm/kyr,胶州地区[(67.77~73)±0.3]Ma期间为玄武岩岩浆冷凝固结形成玄武岩进而遭受风化剥蚀及构造沉降的时期,红土崖组与胶州组的时间界线约为67.28 Ma,红土崖组玄武岩夹层的年龄应早于67.77 Ma。

胶莱盆地止凤庄组、红土崖组微量元素地球化学特征及古环境分析

微量元素对沉积环境变化具有较高的敏感度,微量元素分析是研究沉积环境的有效方法。胶莱盆地止凤庄组和红土崖组分别属莱阳群和王氏群,多以砂岩和砂砾岩为主,见泥岩夹层。通过实测剖面和现场取样,采用ICP-MS测定样品的微量元素,根据微量元素、比值等地球化学指标,探讨止凤庄组、红土崖组的沉积环境。Sr/Ba、Rb/K值及剖面地质特征表明止凤庄组、红土崖组具河流沉积特征;止凤庄组与红土崖组样品的Sr/Cu分别为10.05~23.32和5.50~9.82,表明止凤庄组形成于干热气候,红土崖组形成于温暖湿润气候;止凤庄组与红土崖组的V/Cr分别为0.32~2.23和0.39~2.14,Ni/Co分别为2.97~4.91和2.22~6.71,U/Th分别为0.11~0.14和0.13~0.14,δU分别为0.51~0.60和0.55~0.60,V/(V+Ni)分别为0.42~0.69和0.49~0.59,均表明止凤庄组、红土崖组形成于氧化环境,与其红色主色调特征相一致。

辽河断陷中元古代构造演化

辽河断陷的中元古代构造演化与华北北缘和郯庐断裂带的构造演化密切相关。大红峪期,华北北缘在大陆裂谷的基础上进一步发展成被动大陆边缘,郯庐断裂带随之响应发生张裂接受沉积。之后海平面升降,辽宁境内表现为杨庄上升和凌源上升,其不整合面均为沉积属性,在这期间,郯庐断裂带与华北北缘一致保持着裂解趋势。由兴城上升至芹峪上升,辽河断陷沉积了大红峪组、高于庄组、杨庄组和雾迷山组,洪水庄组和铁岭组尚待确定。芹峪上升表示华北北缘开始由被动大陆边缘转换成主动大陆边缘,洋壳低角度俯冲使华北北缘挤压抬升并迫使华北克拉通向南挤压,NE向郯庐断裂由张裂转换成挤压滑动,辽河断陷抬升遭受剥蚀。辽河断陷内的杨庄组和雾迷山组可能就在这一时期剥蚀殆尽。随后洋壳高角度俯冲,华北北缘形成弧后盆地,辽河断陷与燕山地区一样沉积下马岭组。蔚县上升为华北北缘陆陆碰撞造成,陆陆碰撞使华北北缘再次抬升,郯庐断裂挤压走滑增强,辽河断陷褶皱抬升,下马岭组遭受剥蚀。直到罗迪尼亚大陆开始裂解,郯庐断裂带再次张裂,辽河断陷沉积长龙山组和景儿峪组。

不同沉积岩的自然伽玛能谱与磁化率响应特征

自然伽玛能谱(NGR)与磁化率(MS)均是常用的测井技术手段,它们在古环境研究与寻找韵律层中发挥着日益重要的作用。自然伽玛能谱与磁化率主要在钻井中进行应用,很少应用于露头剖面上,为了验证露头剖面岩性的自然伽玛能谱与磁化率响应特征,本文利用便携式仪器对山东淄博博山地区部分剖面的自然伽玛能谱与磁化率数据进行了测试分析研究,结果表明自然伽玛能谱中的钾(K)、无铀自然伽玛(CGR)值可以有效地区分不同沉积环境下不同沉积岩的粒度,在陆相环境下,细砂岩与粗砂岩的K、CGR值分别以3.3和23为边界,K、CGR值在3.3、23以上为细砂岩,以下为粗砂岩。在海相沉积环境下,灰岩、泥质粉砂岩、中细砂岩与粗砂岩的K、CGR边界值分别约为1、1.8、2.3和10、13.2、16.6。结合前人研究成果可以推测,在沉积近乎相同粒度的沉积物时,陆相沉积因水动力条件的不稳定性而含较多的泥质杂基,从而导致同一粒度的陆相沉积岩的K、CGR值要大于海相沉积岩的K、CGR值。在沉积物供应稳定的条件下,MS值随沉积物的粒度增大有升高的趋势。

测井记录中米氏旋回信息提取及其沉积学意义——以济阳坳陷区为例

米氏旋回是米兰科维奇效应在地层记录中的表现形式,其代表的时间涵义是进行高分辨率地层划分、对比的有效手段,为了揭示地层中米氏旋回信息保存的差异性,完善地层学尤其是旋回地层学理论,文章依据济阳坳陷38口钻井不同层位地层的自然伽玛测井数据,应用一维连续小波变换模极值法进行了米氏旋回信息提取,并分别计算了岁差、黄赤夹角和偏心率周期在多套地层中的响应厚度及其变化特征.结果表明,研究区多套地层中普遍存在米氏旋回信息.其中早古生代(∈-O)、晚古生代(C-P)和新生代(E-N)地层中岁差旋回层厚度的变化范围分别为3.4～17.1m,8.6～19m和7～11m,其中优势旋回层厚度分别为13,14和10m;黄赤交角旋回层的厚度变化分别为7.2～27.8m,19.5～39.2m和14～26m,其中的优势旋回层厚度分别为27,26和21m;偏心率旋回层的厚度变化分别为20.3～64.6m,37.2～75.1m和40～60m,其中的优势旋回层厚度分别为60,74和51m.中生代(J-K)地层中岁差、黄赤交角和偏心率旋回层厚度变化范围分别为3.2～21.4m,6.2～42.8m和15.4～108.6m,未发现明显的优势旋回层.由此看出,米氏旋回层厚度的变化幅度随地质年代的变老有增大趋势,认为保存在较老地层中的米氏旋回信息因受到后期地质事件的影响稳定性变差;中生代米氏旋回层厚度的变化幅度最大,认为与济阳坳陷中生代时期复杂的构造环境造成的沉积环境分异度高有关.此外,根据优势米氏旋回层的厚度估算了不同时代的地层堆积速率并予以解释.