利用古地磁学方法恢复钻孔岩心原始方位可靠性的探讨:以塔里木盆地钻井为例

针对非定向钻孔岩心原始方位难以确定的科学问题,利用塔里木盆地5口钻井(TKQ101井、SHUN9井、TAT19井、TZ18井和TS108井)志留纪无定向砂岩样品,对典型样品进行了岩石磁学、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等实验,明确了样品的主要载磁矿物,之后对43块样品进行了退磁处理,并分析了校正后的磁化率各向异性(AMS)最大轴(K_(max)轴)指示的古水流方向,探讨了利用剩磁恢复岩心原始方位的可靠性。AMS结果揭示的沉积组构支持整个钻孔回次地层近似水平;岩石磁学、SEM和EDS实验结果表明TKQ101井样品主要载磁矿物为磁铁矿、含有少量针铁矿和赤铁矿,其他钻井样品主要载磁矿物为磁黄铁矿和磁铁矿。43块样品的系统退磁实验结果显示,TKQ101井岩心样品可分离出可靠的现代场黏滞剩磁方向(VRM)和志留纪地层原生剩磁方向(ChRM),经VRM和ChRM各自计算获得岩心原始方位旋转量(R,R′,其中R,R′分别为利用VRM和ChRM磁偏角获得的岩心原始方位旋转量)一致,校正后的K_(max)指示的古水流方向也与地质证据相吻合,支持TKQ101井岩心原始标志线方位需逆时针旋转258.0°~262.0°;其他4口钻井岩心退磁结果呈现单分量特征,综合分析明确其经历了由喜山期油气运移、聚集等流体活动导致的化学重磁化,携带的剩磁为现代地磁场的黏滞剩磁和喜山期重磁化成分叠加结果。通过校正后K_(max)轴指示的古水流方向和地质证据验证后,揭示利用VRM获得的恢复岩心原始方位旋转量R较为可靠。综上,钻井岩心原始方位恢复需要旋转的角度如下:TKQ101井岩心在逆时针旋转258.0°~262.0°后即可获得可靠的原始标志线方位;SHUN9井第4,5,6回次岩心标志线的方位需分别逆时针旋转148.1°,221.2°和318.2°;TAT19钻井第3,5回次岩心标志线的方位需分别逆时针旋转269.8°,155.9°;TS108井和TZ18井岩心标志线的方位需分别逆时针旋转239.3°,256.6°。

新元古代扬子克拉通TSM盆地原型分析

以TSM盆地原型分析理论为指导,基于大量野外露头、最新钻井和地球物理资料,结合前人研究成果,对扬子克拉通新元古代的盆地原型进行了恢复。研究认为受控于从青白口纪会聚到南华-震旦纪离散两大不同板块构造环境和体制转变下的4个时期演化影响,扬子克拉通新元古代经历了4个阶段的盆地原型演变,分别为①青白口纪早期(ca.1000~820 Ma),扬子西缘、北缘及内部的弧后扩张盆地,扬子东南缘的弧后前陆盆地;②青白口纪晚期(ca.820~720 Ma),扬子西缘、北缘的弧后扩张盆地,扬子东南缘和内部的拉张断陷盆地;③南华纪时期(720~635 Ma),扬子东南缘、西缘、北缘和内部的裂谷盆地;④震旦纪时期(635~541 Ma),川中、万源-达州及鄂西-渝东的克拉通台内裂陷盆地,扬子北缘和东南缘的离散陆缘坳陷盆地。综合分析提出南华纪裂谷盆地、震旦纪台内裂陷盆地和离散陆缘坳陷盆地是最有利于烃源岩发育的盆地原型。陕南-川东北、湘黔渝临区、鄂西和川中地区是扬子烃源岩最有利发育区,也是今后扬子深层-超深层常规天然气与非常规页岩气勘查重点区域。

古生代中国中西部三大陆块古地理位置重建与演变

针对古生代中国中西部华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋—陆格局中的古地理位置还存在的争议问题,本论文以国际最新的古地理位置重建研究方法和思路,在对中国三大陆块盆地(鄂尔多斯、四川和塔里木盆地)古生界钻井岩心的古地磁实测研究、全球古生代古地磁数据收集与有效性筛选处理、全球主要地质事件约束等多参数融合分析的基础上,采用最新的GPlates板块重建方法,对中国华北、华南和塔里木三大陆块在全球洋—陆格局中的古地理位置进行了重建和定位。研究结果表明:古生代三大陆块主要在全球±30°之间的南北中低纬度之间迁移;三大陆块在古生代至少发生了3次不同的顺时针旋转和方位角转换;三大陆块运移速率至少经历了3次以上不同高、低速度间的转换与变化过程;响应于古生代全球洋—陆形成与演化,中国三大陆块古构造格局总体上经历了洋盆扩张下的“多岛洋”离散、俯冲碰撞下的离散—汇聚并存、俯冲消减下的差异汇聚隆升、新旧洋盆转换下的差异汇聚—离散、拼合与地幔柱控制下的差异汇聚—离散内部拉张的差异性演变过程。古生代中国三大陆块在全球洋—陆格局中的位置与差异性演变,奠定了中国三大陆块古生代不同性质盆地的形成与演化、不同层系油气烃源、储集原始物质差异性发育的基础。

近岸底层水体低氧沉积记录研究进展

长时间尺度的沉积记录可以提升对近岸低氧形成机制的理解,从而为预报、预测和发展减缓低氧措施等提供必要的依据。综述了近岸低氧发育与演化历史的主要研究进展,尤其侧重于沉积记录的研究。首先按水体受限程度将近岸低氧发育环境划分为半封闭型海盆/海湾和开阔陆架海2类,分别探讨了二者低氧发育的主要特征。其次分析总结了低氧沉积记录的替代性指标,包括对水体氧化还原环境具有较好指示意义的生物学、矿物学和地球化学指标,着重分析了各类替代性指标的适用性。最后对长江口外海域底层水体低氧发生机制与沉积记录的研究现状作了回顾与分析。目前长时间尺度的低氧沉积记录研究仍然较少,鉴于长江口外海域低氧的动态发育特征,提出了多钻孔、多参数结合的研究方案。