低能环境下核形石组构特征及成因——以中15井上奥陶统良里塔格组核形石为例

【目的】奥陶纪时期全球发生了一次生物大辐射,核形石研究对于揭示该期古环境特征及演化具有重要意义。【方法】以塔里木盆地塔中地区中15井核形石为研究对象,通过详细地岩心观察和室内薄片、扫描电镜鉴定,统计、分析核形石宏观形态、微观组构特征,探讨了其形成环境、成因及地质意义。【结果】塔里木盆地塔中地区中15井上奥陶统良里塔格组泥质条带灰岩段为开阔台地的台内洼地沉积,中上部发育一套厚约12.3 m的深灰色含泥质条带核形石灰岩、含生屑泥晶核形石灰岩,核形石粒径大、丰度高。核心为早期台缘生屑、团块;包壳厚度大,富含细菌纹层;基质中多充填灰泥、细生屑,普遍发育泥质条带;代表了一种水体搅动及搬运作用不强烈的原地或近距离搬运沉积成因。核形石可分为球状、帽状、板条状、椭球状等四类,以帽状、球状为主。垂向上为三个核形石发育段,单个旋回含量、粒度呈变大趋势。【结论】球状、帽状核形石形成于水体搅动和静止相交替状态的环境,板条状核形石形成于弱搅动的低能环境。中15井核形石的产出受奥陶纪全球海平面上升以及生物大辐射影响,具体为丰富的核心物质来源(相邻台缘带生屑、团块)、发育程度高的细菌黏附生长、稳定或弱波动的沉积环境等因素的有机耦合。

鄂尔多斯盆地南缘上奥陶统赵老峪组岩石磁学研究

利用古地磁学手段定量约束华北板块早古生代古地理位置可为原特提斯造山作用及华北板块与冈瓦纳大陆的亲缘性研究提供重要科学依据。但华北板块早古生代以来经历了多期构造运动,其西部鄂尔多斯盆地含丰富油气资源,后期构造运动和油气运移均可能导致其早古生代地层遭受重磁化影响。对鄂尔多斯盆地南缘富平地区上奥陶统赵老峪组灰岩、凝灰岩样品进行了系统岩相学、岩石磁学及逐步退磁研究,包括光学显微镜鉴定实验、扫描电镜(SEM)实验、能谱分析(EDS)实验、饱和等温剩磁(SIRM)实验、三轴等温热退磁实验、磁化率随温度变化(κ-T)实验、磁滞回线实验、一阶反转曲线(FORC)实验、系统热退磁实验以及热-交混合退磁实验,探讨了各类岩石的主要载磁矿物及其是否具备记录原生剩磁信息的潜能。结果表明:灰岩及凝灰岩样品的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿和(或)胶黄铁矿,部分样品还含少量赤铁矿(含杂质)和针铁矿,矿物颗粒的磁畴类型同时含有SD(单畴)和MD(多畴)两种。结合岩相学及退磁实验结果认为这些主要载磁矿物可能是与后期流体作用(有机质成熟及运移等)有关的次生矿物,其携带的剩磁信号不能直接用于约束板块早古生代古地理位置,或可用于约束鄂尔多斯盆地南缘下古生界油气运移成藏过程。

碳酸盐岩沉积微相特征及储层控制因素——以塔河油田东南缘X井中—上奥陶统为例

为明确碳酸盐岩沉积微相与储层物性关系,根据塔河油田东南缘X井中—上奥陶统的岩心、薄片和测井等资料,分析储层岩石类型及沉积微相特征,研究储层物性及控制因素。结果表明:塔河油田X井中—上奥陶统发育泥晶生屑灰岩、亮晶生屑灰岩、含球粒亮晶藻鲕灰岩、具鸟眼构造的泥晶灰岩、含钙质绿藻生屑泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、亮晶集合粒灰岩、含集合粒亮晶鲕粒灰岩、泥晶砂屑生屑灰岩、亮晶砂屑灰岩和泥晶灰岩11种岩石类型;发育砂屑滩、生屑滩、鲕粒滩、滩间海、藻鲕滩和灰坪6种沉积微相;发育溶洞型、裂缝—溶洞型和裂缝型3种储层。研究区孔隙度、渗透率的差异主要受沉积微相和后期溶蚀改造的影响,砂屑滩、生屑滩、鲕粒滩和藻鲕滩的储层物性相对较好,为裂缝—溶洞型储层,是发育优质储层的有利相带。该结果为塔河油田东南缘奥陶系碳酸盐岩储层勘探提供参考。

方解石双晶古温标基本原理及其利用--以川南上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组为例

我国西部盆地深层—超深层古老碳酸盐岩层系由于缺少传统古温标/地质热温度计,其盆地热史演化与古地温场特征备受争议。笔者等介绍方解石机械双晶形成演化机制及其与变形温度相关性,以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组脉体方解石为例,结合流体地球化学和埋深热史过程恢复,表明方解石机械双晶能有效揭示五峰组—龙马溪组热史特征。方解石机械双晶具有双晶位错形成、双晶增厚和合并生长增厚的3个演化过程,导致方解石不同双晶结构(薄片、板状、锥状弧形等)分别形成于低于170℃、170~200℃和大于200℃环境,且伴随温度增大具有双晶密度减小、宽度增大的趋势特征。川南威远地区五峰组—龙马溪组发育典型板状方解石双晶,双晶宽度为1~4μm、密度30~50条/mm;长宁五峰组—龙马溪组方解石双晶宽度较大(约为3μm)、密度较低(15~20条/mm)。包裹体均一温度和埋深热史综合表明,长宁地区包裹体均一温度峰值为120~140℃、160~180℃和200~220℃,其埋藏热史明显大于威远地区,它们共同揭示长宁地区五峰组—龙马溪组相对威远地区具有较高的机械双晶形成环境温度。因而,方解石机械双晶形态几何学能够作为典型的古温标应用于我国西部古老深层碳酸盐岩层系热史研究。

鄂尔多斯盆地西缘上奥陶统拉什仲组内波和内潮汐沉积成因分析

虽然地层记录中的内波和内潮汐沉积研究已有30年的研究历史,但尚未涉及深水环境中内波和内潮汐成因研究,不利于对深水复杂水动力环境下各种流体交互作用的深入研究,同时由于已发现研究实例中缺乏生物化石和遗迹化石,从而在很大程度上限制了对内波和内潮汐沉积和油气生成及运移之间的关系研究。本文以鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区上奥陶统拉什仲组深水沉积为研究对象,在详细的野外观察基础上,采用沉积地球化学和沉积学相结合的方法对该组中发育的内波和内潮汐沉积进行了综合研究。结果表明:拉什仲组中的双向交错层理和浪成波纹层理可相互伴生,多发育在完全或近于完全的鲍玛序列Tc段,其寄主岩性主要为灰绿色薄-中层细砂岩、粉砂岩、黏土质粉砂岩和粉砂质黏土岩;沉积时水体介质具有海水性质总体上不明显、氧化-还原分层、盐度倒置、不受热液影响和水动力较强等现象。结合拉什仲组存在的浊流反射现象认为:拉什仲组沉积于局限海深水斜坡至盆地环境,其内波和内潮汐的形成与低密度浊流反射形成的密度跃层密切相关,具有事件性作用特征,并伴生有大量的生物化石(笔石)及遗迹化石。这种新型内波和内潮汐沉积对于深水牵引流沉积油气勘探具有重要意义。

最大似然判别法在塔河油田上奥陶统储集空间类型测井定量识别中的应用

塔河油田上奥陶统碳酸盐岩储层具有广阔的开发潜力,纵向储集体贯通的井往往能实现高产。上奥陶统碳酸盐岩储层经历多期岩溶、构造等作用而变得十分复杂,储集空间类型多。对于开发而言,亟需寻求创新而有效的识别方法明确研究区储层发育的类型、特征及规模。通过岩心观察,结合常规测井资料,针对划分出的裂缝-孔洞型、裂缝-孔隙型(轻质)、溶孔-孔隙型(轻质)、裂缝-孔隙型(重质)、溶孔-孔隙型(重质)及孤立型孔缝6种储集空间类型,运用最大似然机器智能学习算法进行测井定量识别,样本的回判率为93.9%,识别结果与岩心观察结果平均吻合率为86.1%,表明该方法针对复杂储集空间类型定量识别具有一定的适用性及推广性。

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组岩石特征及沉积环境

为研究鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组岩石特征及沉积环境,基于沉积学相关理论和方法,根据野外露头、古生物及粒度分析等资料,对研究区岩石特征、沉积相及主控因素开展了研究。结果表明:①研究区平凉组可划分3种岩相和2种岩相组合。②通过综合研究岩性、古生物、沉积构造及粒度参数等资料,确定平凉组沉积环境为深水斜坡。③沉积相为海底扇,在此基础上可划分为中扇和下扇2个亚相,近端朵叶和远端朵叶2个微相。④海底扇的主控因素为相对海平面升降、构造运动和物源供给。

塔里木盆地塔中台地上奥陶统良里塔格组核形石成因研究

塔里木盆地塔中台地上奥陶统良里塔格组礁滩相中核形石大量发育。本文选取5口钻井取心样品,从核形石形态、粒径大小、纹层磨损度、圆度几个方面进行镜下统计分析。镜下观察核形石有长条状、扁平状、偏心椭圆形、椭圆形、卵圆形、圆形等形状,平均粒径在0.1~2.5 cm之间,核心颗粒以生屑颗粒为主。核形石的纹层磨损度在泥粒岩中为轻度,在颗粒岩中为重度,泥粒—颗粒岩居中。研究认为,促使塔中台地上奥陶统核形石形成的因素包括水动力能量、微生物、碎屑颗粒的累积量等,其中水动力能量占主导地位。能量过低,核形石扁平;能量适合,核形石纹层均匀且厚;能量过强,核形石处于磨蚀状态。水流的强烈冲刷作用会破坏微生物对颗粒的黏附作用,使砂屑生屑核形石滩转变为砂屑生屑滩。

黔北上奥陶统宝塔组头足类的聚爆深度分析及其地质学意义

上奥陶统宝塔组是扬子板块分布广泛的标志性地层单元,因富含类型多样的头足类化石及发育特殊的网纹状构造而闻名。目前,有关宝塔组沉积时期水体深度的分析都是基于沉积学和古生物学特征的定性推测,而且争议较大。笔者等在黔北尧龙山地区宝塔组采集到大量原域埋藏的头足类化石,根据它们的隔壁强度系数(Septal Strength Index,SSI)与聚爆深度的耦合关系,首次对这些头足类生活时的古海水深度进行定量化分析。通过选取符合SSI分析条件的16块Sinoceras和12块Michelinoceras标本,系统分析了SSI分别与外部特征和内部构造的相关性。结果显示,SSI随壳体长度及隔壁间距的增大而增加,随顶角角度的增加而减小,但与内部构造单一参数的相关性不大,可能受到多个内部构造参数的共同制约。定量化分析结果显示,尧龙山地区宝塔组中共埋出现的Sinoceras和Michelinoceras的SSI分别为5.564~10.829和11.432~19.532,对应的生态深度大约分别为128~169 m和228~280 m,表明两属头足动物生活时可能已经出现明显的生态分层现象,古生物地理区系也出现一定的差异。不过,两个属内部不同种的生态深度没有明显差别。头足类的生态深度分析结果表明,研究区宝塔组沉积时期的水体深度可能大于280 m,远比前人分析的结果深得多。

塔里木盆地塔中台地上奥陶统四分珊瑚及其古地理分布

本文系统描述了新疆塔里木盆地塔中台地上奥陶统床板珊瑚形珊瑚亚纲四分珊瑚目四分珊瑚科的化石,共4属3种和2个未定种,分别为:四分珊瑚属Tetradium小四分珊瑚(比较种)Tetradium cf. minus、纤状四分珊瑚(比较种)Tetradium cf. fibratum、杆四分珊瑚属Rhabdotetradium杆四分珊瑚(未定种)Rhabdotetradium sp.、似植珊瑚属Phytopsis细胞状似植珊瑚(比较种)Phytopsis cf. Cellulosum、古槽珊瑚属Palaeoalveolites古槽珊瑚(未定种)Palaeoalveolites sp.。其中,似植珊瑚属Phytopsis为在亚洲地区的首次发现和报道。本文选取塔中822、塔中82、塔中30、塔中23和塔中43井上奥陶统取心段研究四分珊瑚化石的分布特征,发现四分珊瑚化石集中出现在奥陶系上统桑比阶-凯迪阶良里塔格组良三段至良一段,在塔中台地边缘礁滩相和台地内部泻湖相内均有分布,是一类广适型的生物。其中,礁滩相内多为似植珊瑚属Phytopsis、四分珊瑚属Tetradium的块状复体碎块,泻湖相内多为个体形态较大的四分珊瑚属Tetradium,杆四分珊瑚属Rhabdotetradium,似植珊瑚属Phytopsis及古槽珊瑚属Palaeoalveolites的块状和丛状复体碎块。结合全球其他板块四分珊瑚的古地理分布规律,认为在奥陶纪生物大辐射背景下,四分珊瑚自中奥陶统出现后,在上奥陶统凯迪期发生大规模辐射。塔里木板块塔中台地奥陶系良里塔格组中的四分珊瑚即为上奥陶统凯迪期的辐射产物,其辐射规律与全球底栖造礁生物的辐射规律一致。

扬子及周缘地区上奥陶统—下志留统烃源岩发育环境及其控制因素

扬子地区下古生界发育了上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组两套有效烃源岩,查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义。晚奥陶世开始,扬子地区进入碎屑岩陆棚演化阶段;五峰期—龙马溪期,扬子地区主体为局限的深水陆棚环境,总体呈现出浅水陆棚、深水陆棚、次深海共存的古地理格局。沉积体系展布和沉积演化主要受扬子陆块与华夏陆块的汇聚作用控制。扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩的形成与生烃母质生物的高生产力和高埋藏率、冰期—冰后期之交的气温快速转暖、海平面快速上升以及粘土矿物在有机质富集保存过程中的赋存驻留作用等密切相关。

四川盆地及周边上奥陶统五峰组观音桥段岩相特征及对页岩气选区意义

以钻井和露头资料为基础,依据岩石矿物、地球化学和测井数据,对四川盆地及周边上奥陶统五峰组观音桥段地层分布和岩相特征开展研究。观音桥段地层分布总体受海平面变化控制,与上下围岩接触关系区域变化大,在盆地内呈整合接触,在盆地外存在整合接触区和缺失区;在盆地内一般为深水硅质页岩相和钙质硅质页岩相,岩性与上下围岩基本相似,在盆地外主体为浅水泥灰岩相或缺失区,且在盆地外泥灰岩相整合接触区,岩性与围岩差异大。研究证实:观音桥段岩相是判断五峰组—龙马溪组页岩气储集层质量优劣的重要标志,对页岩气选区具有重要地质意义;川南—川东—川东北坳陷区为优质储集层发育区和页岩气勘探开发的有利区,观音桥段缺失区为"甜点"层缺失和页岩气勘探风险区,观音桥段泥灰岩相区的储集层质量和勘探前景则界于前两者之间。

四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气聚集条件

通过对25处野外露头的观测、采样以及吸附气含量、地化参数和物性参数等测试分析,研究了四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统黑色页岩的沉积相、厚度及分布、有机质类型及含量、成熟度、孔隙度和含气量等页岩气成藏条件。与美国主要产气页岩相比,研究区发育的页岩具有沉积相有利、厚度大、有机碳含量高、成熟度高、孔隙度高和含气量高等特点,具备页岩气藏发育的良好地质条件。此外,建立了预测页岩气藏发育有利区的参数模型,采用综合信息叠合法预测四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气藏的有利发育区位于川南-黔北、鄂西-渝东和川(渝)东北-鄂西北等地。在各个有利区的具体指标中,川南-黔北有利区具有较高页岩含气量,是目前勘探较为现实的地区。根据实测含气量,采用体积法计算研究区上奥陶统—下志留统页岩气资源量为(2.2～8.5)×1012m3,中值为5.3×1012m3。

论扬子地区上奥陶统五峰组观音桥段的深海成因

通过对沉积速率与现代深海沉积速率的比较及古生态学、生物古地理学、海平面变化以及沉积特征综合的分析 ,认为观音桥段形成于深海环境中 ,且属深海等深流沉积。奥陶 -志留系之交广泛发生的高频火山事件可能是生物灭绝的主要和直接原因 ,而火山事件、铱和碳同位素异常事件与志留纪初期缺氧事件在奥陶 -志留系之交的耦合作用可能是 H irnantia- Dalmanitina动物群的灭绝的主要原因。

中国南方上奥陶统五峰组观音桥段成因讨论：是“浅水介壳相”，还是深水异地沉积？

对中国南方上奥陶统五峰组沉积环境的认识长期存在激烈争论,深水成因说与浅水成因说针锋相对,似乎两种观点均有否定对方观点的充足理由。问题的症结与观音桥段有关。根据五峰组本身的沉积特征,应属深水沉积无疑;但五峰组顶部的观音桥段富含腕足类、三叶虫和珊瑚等化石,长期被认为属"浅水介壳相"。笔者通过对中上扬子地区数十条剖面的实测和深入观察,认为观音桥段应为深水异地沉积,主要依据有:观音桥段中所含珊瑚、棘皮类和腹足类等典型的浅水生物化石均呈碎块状赋存于生物屑砾屑灰岩中;这种灰岩的上覆、下伏层均为黑色笔石页岩,显然系由碎屑流异地搬运而来,其沉积场所并非浅水环境而是深水环境;观音桥段厚度很小而分布范围广阔,这是任何浅水环境沉积都不可能具备的特征;观音桥段与下伏五峰组页岩段和上覆下志留统龙马溪组底部之沉积极不协调,界面突变,无环境更替渐变过程,符合异地沉积特征;观音桥段仅在事件影响的范围内才存在,在其缺失地区五峰组与上覆龙马溪组之间为整合接触的连续沉积。观音桥段的深水异地沉积包括碎屑流沉积(砾屑灰岩)、浊流沉积(粉砂质颗粒灰岩)和内潮汐沉积(纹层状粉砂岩)。排除了观音桥段环境解释的干扰,根据五峰组自身的特征,将其解释为深水沉积就不再有疑问了。

塔里木盆地上奥陶统桑塔木组混合沉积特征及控制因素

陆源碎屑与碳酸盐混合沉积是一种沉积机理特殊而又有重要意义的沉积现象,在塔里木盆地上奥陶统桑塔木组广泛发育。在前人研究成果的基础上,本文结合区域地质资料、钻(测)井资料、岩芯观察描述、室内样品分析等,对其混合沉积的沉积特征、沉积类型、沉积环境等方面进行了研究。结果表明:研究区微观上表现为陆源碎屑与碳酸盐沉积物组分的混积岩,宏观上则表现为陆源碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩相互叠加的混积层系,混积层系主要分为渐变型、突变I型、突变II型、复合I型、复合II型。发育混合沉积的环境主要为混积潮坪、混积台地、混积台地边缘、混积陆棚。在此基础上以沉积学原理为指导建立了塔里木盆地上奥陶统桑塔木组混合沉积模式,并进一步归纳和讨论了研究区混合沉积的控制因素。

四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气成藏体系研究

通过对页岩层系发育的时代、沉积特征、演化历史、现今所处的大地构造位置、构造特征、页岩残留状况、分布特征、埋深和含气量等因素的综合考虑,根据"单源一位"页岩气成藏体系划分的一般性原则,将四川盆地及其周缘上奥陶统—下志留统页岩气成藏体系划分为川南—川东南、黔北、渝东、湘鄂西、龙门山、米仓山—大巴山和川中7个成藏体系,描述了不同成藏体系中页岩层系的厚度、有机碳含量、成熟度和含气量等特征,并按战略展开区、战略突破区、战略准备区和战略远景区4个层次对成藏体系进行了评价,明确了勘探层次。

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组储集层类型及有利区带预测

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组为目前国内较典型的碳酸盐岩油气储集层,且有巨大的勘探潜力,深入研究该套储集层的类型及分布对塔中地区的下一步勘探将具有重要的指导意义。通过大量岩心分析,根据孔隙度—渗透率相关关系将塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩储集层划分为3种主要类型:孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型。根据各单井储集层类型,结合沉积相及断裂等储集层影响因素,推断了良里塔格组3个岩性段的不同类型储集层的分布范围,认为裂缝型储集层最为发育,而最有利于油气成藏的裂缝—孔隙型储集层主要发育于良二段,孔隙型储集层分布范围较小。最后认为塔中Ⅰ号断裂带塔中82井区—塔中24井区为油气勘探最有利区。

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组碎屑岩锆石U-Pb年龄及物源分析

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,探讨分析了鄂尔多斯地块西南缘奥陶系平凉组沉积期的物源环境。结果表明：①平凉组凝灰质砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄大致包含3组：第一组为早古生代的407~477Ma,峰值为454Ma,占总体的72.5%;第二组为中—新元古代的588~1548Ma,峰值为962Ma,占总体的22.5%;第三组为古元古代的1612~2496Ma,占总体的5%。②集中在407~477Ma年龄组分指示其物源主要来自于祁连—北秦岭岛弧杂岩带,588~1548Ma和1612~2496Ma的年龄组分反映的物源主要来自于北秦岭造山带,祁连造山带和华北板块基底。③锆石年龄谱综合分析,平凉组碎屑沉积物质来源复杂,具有明显的多源性,指示晚奥陶世平凉期的沉积环境应属于祁连—北秦岭岛弧杂岩带与鄂尔多斯地块西南缘之间的局限残留边缘海盆地。