四川盆地西部泥盆纪—石炭纪古坳陷存在的新证据及其油气地质意义

德阳—绵阳古生代坳陷是近年来四川盆地海相碳酸盐岩油气勘探领域的重要发现,但目前对坳陷内是否充填泥盆系—石炭系还存在较大的争议。为此,基于大量野外露头、钻井和地震资料,开展了德阳—绵阳坳陷沉积古地貌分析、岩性—生物地层对比和高分辨率地震精细引层,分析了古坳陷的地层接触关系、厚度变化规律和区域构造背景,恢复了古坳陷的演化过程,讨论了其形成的构造动力学背景,最后结合古坳陷的含油气地质条件分析,探讨了其油气地质意义和勘探价值。研究结果表明:①德阳—绵阳坳陷发育泥盆系—石炭系,其新证据包括:德阳—绵阳坳陷古地貌位置低于上覆泥盆系—石炭系的天井山古隆起,具有接受泥盆系—石炭系的可能;坳陷内二叠系下伏地层顶部具有典型的石炭系岩电特征,并产出晚石炭世䗴类化石;双鱼石地区向德阳—绵阳地区进行泥盆系—石炭系引层,可以识别出上超、削截等终止单元,并明确了古坳陷的边界。②古坳陷形成于加里东期华南板块与冈瓦纳大陆汇聚导致的区域挤压环境,海西期古特提斯洋和勉略洋扩张造成的拉张环境对古坳陷形态影响较小,但导致了四川盆地西部整体向西的加速沉降。③古坳陷位于寒武系优质烃源生烃中心和志留系烃源岩之上,烃源条件好;区内发育台内礁滩规模储层,储层条件好;兼具下二叠统梁山组致密泥岩直接盖层和三叠系膏盐岩间接盖层,盖层条件好,并发育大型地层—岩性圈闭,圈闭条件好。结论认为,德阳—绵阳地区泥盆纪—石炭纪古坳陷的发现进一步展示了该坳陷具有成为四川盆地海相油气勘探新区新领域的巨大潜力。

川中古隆起北斜坡蓬莱气区上震旦统-下寒武统海相碳酸盐岩天然气多层系立体成藏

2022年9月,西南油气田部署于川中古隆起北斜坡(蓬莱气区)的东坝1井在下寒武统龙王庙组取得重大勘探突破,标志着川中古隆起北斜坡上震旦统—下寒武统超深层古老海相碳酸盐岩多层系立体成藏的确立。针对蓬莱气区上震旦统—下寒武统的多个含气目的层的沉积相、岩相、储层特征进行分析,进而从烃源岩及源-储配置、沉积相及成岩作用、多层系含气特征及圈闭等3个方面着手,对斜坡区多层系含气的有利条件进行解剖,建立了立体成藏模式。结果表明:分布广泛的厚层、优质烃源岩(灯三段泥页岩和筇竹寺组黑色页岩)为多层系天然气成藏提供了良好的物质保障,上生下储、旁生侧储的源-储配置关系保证了天然气的高效充注;震旦系灯影组受多期桐湾运动海平面升降旋回影响发育厚层叠置丘滩体,寒武系沧浪铺组和龙王庙组受古地貌控制发育白云石化的高能颗粒滩相,丘滩体和高能颗粒滩构成储层形成的物质基础,而后期广泛发育的岩溶作用进一步改善了储层的物性条件,直接控制了优质储层的形成和分布;局部发育的小型构造圈闭和斜坡背景下的岩性圈闭、构造-岩性复合圈闭共同控制上震旦统—下寒武统多层系含气。

川西北部地区寒武系—奥陶系的地层格架新认识及地质意义

为查明川西北部地区是否发育完整的寒武系—奥陶系的地层格架,以赋予该地区地震资料新提出的德阳—绵阳拗陷地质意义以及支撑厘清该地区构造—沉积演化过程,从而更加精准服务于油气的风险勘探部署工作。利用野外剖面精测以及锆石U-Pb同位素定年分析等手段对川西北部地区多个寒武系—奥陶系剖面的岩石类型、沉积序列以及年代归属等进行了研究。研究结果表明:①川西北部地区原定义的“筇竹寺组”顶部最大沉积年龄峰值约为505 Ma,磨刀垭组最大沉积年龄约为479 Ma;前者限定了筇竹寺组顶部的沉积时限晚于芙蓉世,后者限定了其沉积时限晚于中奥陶世。综合表明研究区可能发育连续的寒武系—奥陶系,并非缺失中上寒武统—中下奥陶统。②川西北地区寒武纪—奥陶纪时期发育潮坪→浅水陆棚→滨岸→三角洲→碳酸盐岩台地沉积环境,经历了细粒碎屑岩→粗碎屑岩→碳酸盐岩的沉积充填过程。③沉积环境可能受到加里东期的郁南、都匀、广西等多幕次构造运动的影响。④研究结果不仅为前人新提出的该地区发育寒武纪—奥陶纪局部拗陷提供地质证据,而且为四川盆地西北缘构造—沉积格局的进一步厘定奠定了基础。

世界热点地区高饱和度天然气水合物有利沉积储集条件

天然气水合物是全球未来能源的接替资源,高饱和度(Sh>50%)水合物储层是未来面向工业化开采的首要选择。截止到目前,高饱和度天然气水合物有利沉积相带与储层条件之间的关系仍缺乏系统研究。根据公开发表的文献资料,系统总结了墨西哥湾、日本南海海槽、韩国郁陵盆地、印度Krishna-Godavari盆地以及南海神狐海域等全球5个天然气水合物热点钻探区64口井取芯及井-震联合资料,对含水合物储层岩性、沉积环境、水合物饱和度等参数进行的详细总结分析表明:在必要的温压环境和气源条件下,深海平原区块体搬运沉积和浊流等高沉积速率的深水砂质沉积物赋存孔隙型水合物,水合物可分布在砂岩、极细砂岩、粉砂岩、粉砂质黏土和泥等粒级沉积物中,但高饱和度水合物主要赋存于粉砂-细砂岩中,储层孔隙度与饱和度具有一定的正相关性。中国南海神狐海域发现含有孔虫黏土质粉砂或粉砂质黏土这种特殊的细粒沉积物,其水合物饱和度可达到中高水平(20%~76%)。上述研究成果及认识奠定了下一步寻找优质天然气水合物储层的地质基础,也可为高饱和度水合物商业化勘探开发提供理论依据。

赤峰撰山子花岗岩年代学、地球化学特征及其成岩动力学背景

撰山子角闪二长花岗岩位于华北克拉通与兴蒙造山带结合部位的中生代构造岩浆活动带，对其开展了主量元素、稀土和微量元素分析以及LA—ICP—MS锆石u—Pb定年等工作，目的在于精确厘定岩体的形成时代和研究其形成的动力学背景。结果表明：花岗岩的LA—ICP—MS锆石U—Pb谐和年龄为（245．8±3．1）Ma（MSWD：3．7，n=17），属早三叠世。岩石地球化学成分特征显示为，其具有高硅（∞（Si02）=71．68％～72．85oA）、富碱（叫（Na20＋K20）=8．98％～9．20％）、高铝（w（A1203）=13．45％～13．77％）、低钙（w（CaO）=0．81％～0．99％）及低TFeO／MgO值（平均值为6．55）的特征，属高钾钙碱性、高分异I型弱铝质花岗岩；稀土配分曲线呈现向右倾斜的配分模式，Eu具有明显的亏损（δEu=0．66～0．68），表明斜长石发生了明显的分离结晶作用；在微量元素原始地幔标准化图谱上呈现清晰的Th、U、La、P富集，Ba、Nb、Ti、Sr、Ta等相对亏损的特征。综合分析认为。撰山子角闪二长花岗岩主要形成于下地壳部分熔融作用，可能有少量的地幔组分加入，其形成于华北板块和西伯利亚板块最终拼合后的后碰撞／后造山伸展作用构造环境。

南海北部琼东南盆地第四系陆架边缘轨迹迁移及深水沉积模式

陆架边缘迁移轨迹综合受控于构造、物源、海平面和气候等多种因素,其迁移演化与深水沉积体系发育关系密切。陆架边缘迁移规律及沉积物输送体制与深水砂体预测是当前国际地学领域的热点议题。本文通过基于琼东南盆地新采集的高精度地震资料,定量表征了第四系陆架边缘轨迹,识别了低角度缓慢上升型、中等角度上升型和高角度急剧上升型等3类陆架边缘轨迹类型。2.4 Ma以来,陆架边缘轨迹时空演化可分为3个阶段且具有侧向差异性:2.4~1.9 Ma以低角度缓慢上升型为主,1.9~0.8 Ma西北部以低角度缓慢上升型为主,东北部则以中等角度上升型为主,0.8 Ma至今西北部以中等角度上升型为主,东北部以高角度急剧上升型为主。琼东南盆地第四系陆架边缘迁移轨迹研究表明:当陆架边缘轨迹角0°<α<4°时,陆坡区峡谷规模较小且下切浅,深海平原区发育多期大型海底扇沉积,块体搬运沉积(MTDs)较少;当4°<α<35°时,陆坡区峡谷规模有所增加,深海平原区海底扇沉积与块体搬运沉积均有出现;当35°<α<90°时,陆坡区峡谷发育较少但下切深,深水平原区沉积以大型块体搬运沉积为主,海底扇几乎不发育。琼东南盆地更新世以来气温不断下降,以及东亚冬季风的显著增强,物源供给增强加之海平面的下降进而导致了西北部陆架边缘表现为进积特征;研究区东北部的断裂活动频繁以及物源供给弱,导致了研究区东北部陆坡推进距离远远小于研究区西北部且发育多期次块体搬运沉积物。以上认识对南海北部陆架边缘体系及深水扇预测具有一定的理论意义。

琼东南盆地深水区第四系乐东组层序地层学特征及其水合物勘探启示

琼东南盆地深水区第四系乐东组是南海北部已证实的天然气水合物主要勘探层系。近年来,其层序地层格架、构成特征以及对天然气水合物稳定域及运聚成藏的控制影响作用等科学问题引发了广泛关注。为了厘清乐东组层序地层格架、构成特征及其展布规律,基于层序地层学理论,结合研究区高分辨率地震资料,建立了乐东组精细层序地层格架及层序样式。依据典型的地震接触关系识别了乐东组复合层序界面T20、T14和T0,同时划分确定了乐东组下段6套三级层序(LDSQ1-6)和上段8套三级层序(LDSQ7-14)。在三级层序内部还进一步识别出初始海泛面、最大海泛面以及最大海退面,在三级层序中进一步划分出低位体系域(LST)、海侵体系域(TST)、高位体系域(HST)和下降体系域(FFST)。研究表明,1.8 Ma以来,红河物源体系沉积物供给充足,乐东组下段陆架边缘体系进积和加积组分厚度大,层序样式主要为H型层序;0.9~0.8 Ma至今,地层以进积叠置样式为主,且峡谷发育频次增大,低位体系域组分占比增大,主要发育L-H型层序。笔者结合国内外相似区域的沉积相模式,明确了层序格架约束下的沉积相发育类型及时空演化特征,为该区域天然气水合物储层预测提供了地质依据。

琼东南盆地上新统莺歌海组陆架边缘迁移轨迹及其对深水油气勘探的启示

基于琼东南盆地陆架边缘高精度二维地震资料,利用典型的上超、局部削截、下超及顶超和大型水道下切等地震接触关系,在上新统莺歌海组识别了6套三级层序(自下而上命名为YGH-SQ1、YGH-SQ2、YGH-SQ3、YGH-SQ4、YGH-SQ5和YGH-SQ6)。利用陆架边缘轨迹定量化表征方法,将琼东南盆地上新统莺歌海组邻近陆坡的陆架边缘轨迹划分为负角度下降型、低角度平缓上升型和高角度上升型。上新统莺歌海组6套三级层序发育时期东西两侧的陆架边缘轨迹的演化差异性明显。西部均以下降型或平缓型陆架边缘轨迹为特征;东部以上升型陆架边缘轨迹(YGH-SQ1、YGH-SQ3和YGH-SQ5)为主,在YGH-SQ2和YGHSQ6时期发育平缓型陆架边缘轨迹,YGH-SQ4时期对应负角度下降型陆架边缘轨迹。侧向上西部陆架边缘进积距离远远大于东部,形成了“西宽东窄”的陆架坡折地貌。综合研究认为,研究区陆架边缘轨迹的垂向迁移由气候变化所引起的海平面升降以及物源供给增强共同控制;而陆架边缘轨迹侧向迁移则主要由构造活动与物源供给的差异性控制。研究区西部物源供给远大于东部且断裂带活动性小于东部,导致西部发育低角度-负角度平缓型陆架迁移轨迹,东部陆坡对应高角度上升型陆架迁移轨迹;负角度下降型和低角度缓慢上升型陆架边缘轨迹则对应陆坡区及深海平原区广泛发育的深水扇,是深水油气富集的有利勘探区。