鄂尔多斯盆地西北缘奥陶系克里摩里组等深流沉积

等深流沉积是深水沉积中的常见类型之一。古代地层记录中等深流沉积的鉴别及形成机理研究相对薄弱。在鄂尔多斯盆地西缘奥陶系克里摩里组发现了一种新的等深流沉积类型,即透镜状等深流沉积。研究表明:(1)研究区发育4种岩相及组合。岩相1为透镜状泥晶灰岩,岩相2以透镜状粉晶灰岩为主,岩相3为透镜状泥晶及亮晶方解石胶结砾屑-砂屑灰岩,岩相4以层状砾屑灰岩最为常见。(2)透镜状泥晶、粉晶及砾屑-砂屑灰岩相单层厚度相对较小,波状界面,呈透镜状,局部见泥质纹层、条带及斑点,粉晶方解石多呈斑块状,整体呈细—粗—细沉积序列,为等深流持续作用而成;层状砾屑灰岩相中砾屑见叠瓦状构造,局部见倒“小”字排列,可能与风暴相关。(3)碳氧同位素反映相对海平面及古温度具有2个升高—降低旋回及1个持续上升半旋回。(4)研究区等深流为相对低能的温盐环流。等深流活动强度与海平面升降、盐度变化呈正相关。(5)从下至上,等深流活动逐渐加强,局部存在短暂极强现象,并可能受风暴影响。

Episodic Carbonate Deposits on the Triassic Continental Slope in Southern China

Abstract Episodic carbonate deposits on the Triassic continental slope in southern China are mainly composed of gravity-flow limestones and contourite limestones. Gravity-flow limestones were well developed in the lower and middle Yangtze area in the Early Triassic and in the Yunnan-Guizhou-Guangxi area in the Early and Middle Triassic. Five fundamental types of gravity-flow limestones are recognized: slide limestone, debris-flow limestone, grain-flow limestone, turbidite limestone and rockfall limestone. They form six types of assemblage beds: slide-debris-flow limestones, slide-debris-flow-turbidite limestone, slide-debris-flow-grain-flow-turbidite limestone, rockfall-debris-flow limestone, debris-flow-turbidite limestone, and debris-flow-grain-flow-turbidite limestone. The first two were formed mainly in the Early Triassic slopes. The Middle Triassic slopes were characterized by widespread rockfall limestone. Growth faults, storms, earthquakes and oversteepened slopes are considered to be the probable triggers of the gravity flows.

鄂尔多斯盆地奥陶系平凉组深水沉积特征

奥陶系平凉组是鄂尔多斯盆地早古生代深水沉积最发育的地层,研究平凉组沉积体系类型和特征,不仅有助于深入理解平凉组沉积时期的古地理格局和构造特征,而且对于油气勘探也具有重要的价值。基于对盆地西南缘平凉组及其相同时代地层的野外调查和室内综合研究,从地层的空间分布、岩石类型、结构构造、沉积相、有机地化特征等方面,对鄂尔多斯盆地平凉组进行了系统研究。研究表明,平凉组发育深水原地沉积、牵引流沉积、重力流沉积、火山碎屑岩及震积岩,形成一套台地前缘斜坡和深水盆地沉积组合。结合构造背景和沉积组合,建立了平凉组的深水沉积模式:平凉组沉积初期水体较浅,等深流沉积不发育,以重力流沉积为主;到中晚期,随着水体的加深,重力流减弱,先存沉积普遍受到等深流的改造。平凉组的深水沉积同样也有利于油气成藏。综合考虑地层厚度、岩石类型、沉积相、有机质类型和含量及热演化程度,优选出了平凉组的有利油气勘探区,主要分布于乌海以南、石嘴山—贺兰以东、鄂托克前旗以西之间,呈南北向条带状展布,面积约1×10^(4)km^(2)。勘探核心区位于贺兰以东、天环坳陷内的部分区域。

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组发育石灰岩、泥岩和砂岩，夹放射虫硅岩及凝灰岩，深水原地沉积、重力流沉积及等深流沉积发育。等深流沉积主要为砾屑、砂屑、粉屑、灰泥及粉砂—砂质等深积岩。粉屑等深积岩顶部发育波痕及生物扰动，波痕不对称，迁移方向明显，波长1-5cm，波高0.2-0.5cm。等深流沉积具有灰泥等深积岩、粉屑等深积岩、砂屑等深积岩及砾屑等深积岩叠置组成的完整及不完整的细—粗—细沉积层序，厚度几毫米至数厘米。该层序既可由多层叠置而成，也可由单层组成或在相邻泥质纹层或缝合线之间直接出现，并存在向上变粗的逆递变和向上变细的正递变厚度不对称特征。等深流从东向西，大致平行于斜坡运动。平凉组下部发育深水原地沉积和重力流沉积，上部则发育深水原地沉积和等深流沉积。等深流沉积主要受构造运动、相对海平面升降、古地貌、流体能量及运动路径的影响。

等深流沉积的特征及其鉴别标志

等深流沉积是深水牵引流沉积中的一种重要类型。根据粒度特征，可将等深积岩划分为泥级、粉砂级、砂级和砾级等类型，它们可以组成特征的细粗细垂向沉积层序。从产状、成分、结构、沉积构造、垂向层序和与海平面变化的关系等方面总结了等深流沉积的若干鉴别标志以及与其他类型深水沉积的区别。

深水牵引流沉积的研究历程、现状与前景

深水牵引流沉积研究,是沉积学研究中一个较新的领域。在这个领域中,中国学者做出了应有的贡献,并且具有自己的特色和优势。目前研究的深水牵引流沉积,一是等深流沉积,二是内波、内潮汐沉积。等深流沉积研究开始于20世纪60年代,早期主要是对小规模的细粒薄层等深流沉积的研究,而现在已发展到对大规模等深流沉积体———等深岩丘的研究。内波、内潮汐沉积研究始于20世纪90年代,也是从小规模内波、内潮汐沉积的鉴别开始,现在已达到研究深海大型沉积物波的阶段。今后等深流沉积研究的主攻方向,应是地层记录中的等深岩丘,并特别注意碎屑岩等深岩丘的发现和研究。内波、内潮汐沉积方面,最有矿产意义的当属由大型沉积物波构建的地质体。而首例地层记录中的大型沉积物波,已在塔里木盆地中部奥陶系中被鉴别出来,并具有含油气远景。从目前对内波、内潮汐的研究势头来看,中国很有希望在该领域继续保持国际领先地位。

深水牵引流沉积研究进展与展望

深水牵引流沉积是继深水重力流沉积之后发现的又一种新的深水沉积类型，目前已发现的深水牵引流沉积包括等深流沉积和内潮汐、内波沉积两种类型。综述了深水牵引流沉积的研究历史、现状与进展，指出了其存在的问题及发展趋势。

等深流沉积研究现状与展望

本文根据国内外等深流及其沉积的研究成果,概述了它们的研究进展,且详细阐述了等深流沉积特征和沉积类型,并指出等深岩丘的发现是该领域最为重要、最具特色的突出成果以及等深流沉积研究的油气勘探意义.虽然随着深海钻探计划和大洋钻探项目的开展,等深流沉积研究取得了较大进展,但现代等深流沉积和古代等深流沉积的研究在一定程度上发展尚不平衡,仍存在着较多问题,尤其是在古代等深流沉积研究方面显得更为薄弱.最为重要的是,等深流沉积的识别是该领域研究的最大难题.因此,在其未来研究上,应注意运用地震波识别、遥感等现代科技调查手段,进行多学科综合研究,尽快建立一套完善的识别标志,如沉积学标志、古生物标志等,以促使其逐渐成为海洋沉积学中一个更为完善的研究领域.

深水异地沉积与油气勘探

深水异地沉积是沉积学中的一个重要研究领域 ,包括深水重力流沉积和深水牵引流沉积两大类。对重力流沉积和深水牵引流沉积的特征、沉积类型进行了综述 ,阐明了其油气勘探意义 ,并分析了深水牵引流沉积潜在的油气勘探价值。

桌子山地区中奥陶统克里摩里组深水等深流沉积模式

等深流沉积是深水环境中牵引流沉积的重要类型之一。虽然研究程度相对较高,但主要以深海测量和大洋钻探为平台对现代海洋中的等深流进行研究,特别是大洋钻探339航次的执行,将等深流沉积研究推向一个新的阶段(等深岩丘结构剖析),而对地层记录中的等深流沉积研究却非常薄弱,从而也制约了对等深流沉积的研究,特别是等深流沉积模式的建立。鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区中奥陶统达瑞威尔阶克里摩里组广泛发育等深流沉积,此次在详细的野外观察基础上,对内蒙古乌海市海南区石峡谷剖面进行沉积学研究,该剖面克里摩里组从下到上可分为三段:下段以薄-中层叠置石灰岩为特征、中段以石灰岩-泥岩岩组与泥岩互层为特征,上段以条纹状泥岩为特征。三段沉积分别代表了深水环境下等深流水道沉积、天然堤沉积和深水盆地平原区极弱等深流沉积,在垂向上组成了一个完整的等深流水下水道-天然堤沉积体系。

桌子山地区奥陶系克里摩里组下段等深暖流沉积及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地西缘中、晚奥陶世为深水等深流极为发育时期,而等深流对于油气系统中储层的形态特征及烃源岩的分布均具有重要影响。以内蒙古桌子山地区中奥陶统克里摩里组下段为研究对象,在前期等深流沉积研究的基础上,结合薄层石灰岩碳、氧同位素测试结果,对克里摩里组下段沉积时期的等深流特征进行研究。结果显示,研究区克里摩里组薄层石灰岩沉积时期的海水盐度正常,石灰岩与海水之间的氧同位素交换达到平衡,成岩作用对氧同位素的影响甚微。氧同位素测试数据计算古水温为22.2~30.7℃,平均为26.4℃。根据沉积时期深部水体温度较高和盐度正常的特点,推测研究区克里摩里组下段可能为风海流引起的等深暖流沉积,属于海洋表层环流沉积体系。等深暖流沉积的发现预示着鄂尔多斯盆地西缘下古生界可能发育自生自储式等深流沉积型油气藏,并具有广阔的油气勘探前景。

内波单独作用形成的深水沉积物波

深水沉积物波是在海底发育普遍、规模较大的一种波状沉积体 ,大多数学者将它们解释为等深流沉积或浊流沉积。作者结合内波理论的研究进展 ,考虑内波沉积作用的水动力学特征 ,探讨了深水沉积物波的内波成因机制 ,得出以下几点认识 :①海底流动单独作用无法满足沉积物波形成所需的流动层厚度及流动速度 ,较难解释沉积物波的迁移方向及规则的内部及外部形态。②内波可以引起海底流动 ,内波比表面波更容易形成更大规模的沉积床形。③内波可以形成大型沉积物波 ,用内波可以较合理地解释内波的对称波形单元、非对称波形单元及上攀波形单元的成因。波动面离海底距离较大的行进内波及内驻波可以形成对称波形的沉积物波 ,波动面离海底较近的行进内波及内孤立波可以形成非对称波形的沉积物波 ,内波引起的海底流动进一步增强时 ,可形成上攀波形沉积物波。④行进内波可以形成向内波传播相反方向迁移的沉积物波 ,向海盆内部传播的内波可以形成向上坡方向迁移的沉积物波。

深水重力流与底流交互作用研究进展

重力流和底流是深水环境下的两大基本流动体制,对二者交互作用的研究是当前沉积学研究的前缘和薄弱环节。底流及底流改造沉积物在岩芯上具有上部侵蚀面、双泥层、牵引流成因的各种层理等识别标志;底流成因的漂积体在剖面上呈现透镜状单元、迁移性特征及波状发射等地震反射特征。本文通过综述重力流与底流交互作用的研究成果,认为依据某段地质时期内深水盆地中主导沉积机制的不同,将重力流与底流的交互作用分为以下4种表现形式:①底流对前期重力流沉积进行改造;②重力流对前期底流沉积进行改造;③重力流与底流交互主导同一地区的沉积以及④底流与重力流同时作用于沉积物。相对海平面变化、气候(冰期—间冰期)变化、构造活动、地形地貌等因素,主要通过影响重力流与底流机制的相对强度大小,控制深水重力流与底流交互作用的进行。中国南海具有重力流与底流交互沉积的优越地质条件,发育有单向迁移水道、沉积物波等特色沉积记录。加强现今海流观测,对于南海底流循环格架的建立意义重大。

鄂尔多斯盆地西缘中奥陶统克里摩里组深水等深流溢岸混合沉积

鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区中奥陶统克里摩里组普遍发育深水等深流沉积,其中石峡谷剖面发育完整,岩性变化明显,为达瑞威尔期等深流沉积的理想剖面。以石峡谷剖面克里摩里组中段为研究对象,在详细的野外观察基础上,结合室内岩石薄片研究、相关地球化学测试和已有的研究成果,探讨石灰岩岩组与页岩互层的形成机制。结果表明:克里摩里组中段共发育10个石灰岩岩组可划分为3个旋回;单层石灰岩以不同的透镜体形态及样式尖灭于页岩之中;石灰岩中发育平行层-均匀层-平行层序列和平缓微波状条纹构造,在显微镜下表现为交替的灰泥和粉晶聚集带。结合已有研究成果综合判断认为:克里摩里组中段石灰岩与页岩组成混积层系,包含有陆源碎屑与碳酸盐混积层系及碳酸盐(陆源碎屑岩)与混积岩混积层系2种类型,可能为受天文旋回控制的深水等深流周期性溢岸混合沉积所致。克里摩里组中段深水等深流成因混积层系的发现对于鄂尔多斯盆地西缘奥陶系页岩气的勘探具有重要意义。

浊流与等深流的流态转化

小型交错纹理、大型纵向交错层和粘性交错层不可能在浊流沉积体中存在,从B、C、D、E段的沉积特征上唯一能得出的结论是组成这些单元的颗粒在沉积前或搬运的最后阶段是被牵引流搬运的,并非浊流成因。浊流沉积仅仅是发育在A段的重力流沉积,在B、C、D、E段转化为等深流,等深流在浊流的后期广泛发育并占主体地位。从沉积相、相组合、古流向以及遗迹化石的生态特征等方面,详细阐述了内蒙古桌子山中奥陶统拉什仲组碎屑岩沉积特征和沉积类型,识别出碎屑岩等深岩体,认为拉什仲组不存在鲍玛序列。

北大西洋洛克尔海槽东北部内波沉积——深水大型沉积物波成因的再解释

北大西洋洛克尔海槽东北部水深约１ ０００ ～１ ０００ ｍ 处有两个大型沉积物波发育区。波长１ ～２ ｋｍ ，波高１８ ～２０ ｍ ，分布面积分别为３５０ ｋｍ ２ 与２０ ｋｍ ２ 。沉积物波向上坡迁移，内部包括上攀床形单元、不对称波形单元及正弦波形单元。前人提出的大区沉积物波挪威海底层水溢流成因及小区沉积物 Ｌｅｅ 波迁移模式都存在许多问题。根据古气候及古洋流资料，研究区内沉积物波各单元形成时具备内波形成的条件，内波的发育与等深流的活动密切相关。运用内波理论可对沉积物波各构成单元作出合理的水动力学解释，研究区内两列同向内波的叠加、单列内波及内驻波先后作用海底，可分别形成大型上攀床形、不对称波形及正弦波形单元。

湘北九溪下奥陶统盘家咀组岩石类型及沉积环境

在野外剖面详细描述及测量的基础之上,湘北九溪下奥陶统盘家咀组主要发育有灰色-深灰色泥屑(晶)灰岩、粉屑灰岩、生物屑灰岩,以及少量的砾屑灰岩、砂屑灰岩、灰质云岩、含灰云岩。通过对岩性特征、沉积构造、生物遗迹、垂向组合等综合分析,认为盘家咀组沉积环境主要为大陆斜坡—深水盆地。大陆斜坡相可以进一步划分为上斜坡和下斜坡两个亚相,包含等深流沉积、重力流沉积、原地深水沉积3个微相;深水盆地相以盆地边缘亚相为主,包含等深流沉积和原地深水沉积两个微相。其中等深流沉积发育砂屑等深岩、粉屑等深岩、泥屑等深岩、生物屑等深岩4种等深岩,在垂向上发育单一岩性的、不完整的、完整的3种等深岩层序。剖面相分析表明,盘家咀组为一个低海平面-海平面上升-高海平面的海进过程。

鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区石峡谷剖面中奥陶统克里摩里组下段等深流深水水道沉积

鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区中奥陶统克里摩里组下段以深灰色薄—中层石灰岩夹灰黑色极薄层泥岩为特征,石灰岩单层略显透镜状且基本未受后期成岩作用改造,其中石峡谷剖面垂向上特征变化明显,是研究该组沉积过程的理想剖面。本次研究在详细的野外观察基础上,依据岩石特征和沉积构造进一步确认克里摩里组深水斜坡沉积背景和等深流沉积,同时详细研究了薄—中层石灰岩的充填特征和形态特征,探讨其水动力特征和沉积机制。结果表明:(1)在粉晶石灰岩和灰泥石灰岩中,晶粒呈散点状分布,粉晶之间为灰泥充填,同时岩层内部具有不均一性,粗粉晶、细粉晶和灰泥呈相间分布;(2)石灰岩主要发育和单层内粒度(方解石晶粒)变化有关的沉积构造,包括具有双向递变特征的粒序层、条带状构造和水平层—均匀层—水平层序列;(3)石灰岩层中透镜体发育,包括薄层中的小型连续透镜体、中层(一般小于30 cm)中的长透镜体以及由多个石灰岩层组成的透镜体,后者侧向上尖灭于页岩或地形高处,其内部单个岩层可呈对称性尖灭;(4)剖面上发育单层石灰岩厚度向上变薄的垂向序列以及由该序列组成的石灰岩叠置层。结合已有研究成果认为:克里摩里组下段薄—中层石灰岩沉积于深水底流发育环境,其水动力具有低速、弱—强—弱周期变化和空间上受限的特征,应为等深流水道沉积,其沉积机制可分为3个阶段,即等深流作用前的清水钙质沉积、等深流作用期间对沉积物的改造和等深流作用后的浑水泥质沉积。

琼东南盆地北礁凹陷上新统等深流影响的水道沉积体系

等深流影响的水道沉积体系的沉积特征及其沉积过程是当前深水沉积学研究的热点、难点和前沿科学问题,但研究程度较为薄弱。该文以北礁凹陷上新统(地震反射T20−T30)为研究对象,利用覆盖北礁凹陷局部的三维地震资料,采用均方根属性、相干属性、时间域构造,再结合地震切片等方法,研究北礁凹陷深水区上新统斜交斜坡(走向)的特殊水道沉积体系特征及其沉积过程。研究发现,该水道沉积体系分为早、晚两期,早期发育水道和片状、扇状溢堤沉积,晚期仅发育水道和片状溢堤沉积,其中扇状溢堤沉积仅发育在水道右侧弯曲处,片状溢堤沉积仅分布在水道左侧,水道始终与区域斜坡斜交,水道对称分布且无明显迁移现象。结合该时期北礁凸起发育等深流相关的丘状漂积体和环槽,认为该水道沉积体系特殊的形态主要受控于等深流与浊流交互作用的沉积结果:浊流流经水道,其上覆浊流溢出水道,形成溢岸浊流,在水道左侧,该溢岸浊流与等深流发生相向运动,被等深流“吹拂”到单侧,大面积分布,延伸千米,形成片状溢堤沉积;而在水道弯曲处(右侧),溢岸浊流与等深流发生相对运动,抑制溢岸浊流进一步扩展,形成相对小范围扇状溢堤沉积,该沉积结果与前人水槽实验结果相一致。

深水等深流沉积中记录的米兰科维奇特性——以陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为例

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为深水盆地边缘至深水斜坡沉积环境,发育深水原地沉积、等深流沉积及重力流沉积。以野外实测剖面、岩相特征等资料为基础,结合米兰科维奇理论、天文地层学、古海洋学以及古气候学,系统研究该地区等深流强度与古气候、海平面、古盐度的关系。结果表明:Fischer图解可以客观、准确地反映深水沉积地层相对海平面变化;深水沉积及等深流沉积中不同级次旋回垂向组合关系记录了米兰科维奇特性,即小级别旋回在垂向上有序地按照1∶4或者1∶5的形式叠加构成较大级别旋回;等深流强度受米兰科维奇旋回影响,呈多周期弱→强→弱递变;等深流强化周期约为0.1Ma。