第四纪洞庭盆地安乡凹陷及西缘构造-沉积特征与环境演化

通过地表观察和钻孔资料,对洞庭盆地安乡凹陷及其西缘第四纪构造沉积特征和环境演化进行了研究,为江汉—洞庭盆地第四纪地质研究补充了新的资料。凹陷总体呈南北向,周边为正断裂。凹陷内第四系厚一般为100-220 m,最厚达300 m,自下而上依次为早更新世华田组、汨罗组,中更新世洞庭湖组,晚更新世坡头组和全新世湖冲积。第四系以砾石层、砂层为主,次为（含）粉砂质黏土、黏土,岩性、岩相横向变化大。安乡凹陷西缘（即太阳山隆起东缘）,呈自西向东缓倾的丘岗地貌。区内主要发育中更新世白沙井组,其中南部下部以砂、砾石层为主,上部为黏土;北部以粉砂质黏土沉积为主,下部可发育砂层。根据地貌、沉积及控凹断裂特征,重塑安乡凹陷及其西缘第四纪构造活动与环境演化过程：早更新世—中更新世早期,凹陷西边的北北东向周家店断裂伸展活动,安乡凹陷不均匀沉降,总体具河流和过流性湖泊环境并接受沅水沉积;同期凹陷西缘构造抬升,处于剥蚀的山地环境。中更新世中期断陷活动向西扩展,凹陷区为过流性湖泊环境;凹陷西缘地区转为河流（南部）和湖泊（北部）环境并接受沉积。中更新世晚期安乡凹陷及其西缘整体抬升并遭受剥蚀,凹陷西缘同时具有自西向东的掀斜。晚更新世安乡凹陷拗陷沉降,具河流和湖泊环境;同期凹陷西缘遭受剥蚀。晚更新世末受区域海平面下降影响,安乡凹陷遭受剥蚀。全新世安乡凹陷拗陷沉降,具泛滥平原之河流、湖泊环境。

第四纪洞庭盆地赤山隆起与安乡凹陷升降运动的沉积记录

通过地表地质调查和钻井资料,对第四纪洞庭盆地南部赤山隆起及其西侧安乡凹陷的沉积和地貌特征进行研究,进而探讨二者的升降过程。赤山隆起为居于洞庭盆地南部的小型抬升断块,主要受东、西边界正断裂所控制,长约18 km,宽4～5 km。隆起内早更新世汨罗组和中更新世新开铺组、白沙井组组成多级阶地。安乡凹陷内充填200～300 m厚的河流和湖泊相沉积,自下而上依次为早更新世华田组、汨罗组,中更新世洞庭湖组,晚更新世坡头组,全新世湖积、冲积等。地貌与沉积特征表明,早更新世—中更新世中期赤山隆起总体表现出抬升期与稳定期交替的脉动式抬升,而安乡凹陷则表现出缓慢与快速沉降交替的幕式沉降特征;前者构造较稳定期和构造抬升期分别对应于后者缓慢沉降期和快速沉降期。中更新世晚期二者因区域构造反转而整体抬升并遭受剥蚀。晚更新世—全新世安乡凹陷在拗陷背景下接受沉积。上述第四纪早期赤山隆起脉动式抬升与安乡凹陷幕式沉降的对应关系,为洞庭盆地与周边隆起的盆—山耦合过程提供了约束,同时暗示盆地断陷活动可能与地幔上隆导致中地壳物质自凹陷向周边迁移有关。

洞庭盆地安乡凹陷下更新统层序地层及其对构造活动的响应

通过地表调查和钻孔资料,运用高分辨率层序地层学理论及方法,识别出了区域不整合面、岩性岩相突变界面、冲刷面、相序间断面、高频层序叠加样式转换面、湖泛面等几种层序界面,并按基准面旋回原理将第四纪洞庭盆地安乡凹陷早更新世华田组和汨罗组划分为2个长期、5个中期和25个短期旋回层序;短期基准面旋回细分为向上变深非对称型(A型)、向上变浅非对称型(B型)和对称型(C型)3种基本类型;整个下更新统反映出一个大的湖盆从发育到消亡,然后暴露风化剥蚀,以及之后的缓慢沉降到抬升过程。认为安乡凹陷早更新世基准面升降与沉积动力学(即沉积物的剥蚀、搬运和堆积过程)具有很好的吻合性,基准面旋回以自旋回为主,还受到了构造作用的影响;盆地沉积与构造分析表明,早更新世洞庭盆地安乡凹陷经历了伸展断陷-挤压抬升-弱挤压凹陷-挤压抬升的构造演化过程,其深层次的构造动力学机制可能与深部地幔上隆炙烤地壳、下地壳拆沉和物质逃逸有关。

洞庭盆地安乡凹陷CZ04孔第四纪孢粉记录及其古环境意义

CZ04钻孔位于洞庭盆地安乡凹陷的西南部,孔中第四纪沉积总厚201.63 m。本文通过对CZ04孔孢粉组合特征及各科属含量变化特点的分析,识别出了13个孢粉组合带,详细讨论了洞庭盆地第四纪植被演替过程,并结合CIA等气候代用指标,重塑了洞庭盆地第四纪气候演变过程:早更新世为冷干→温干→冷干→暖湿,中更新世为温凉偏干→热湿→凉湿→温湿偏暖→冷湿→干热,晚更新世为凉湿→温干→凉湿,全新世总体为凉湿→温略干。铁杉属及松属自洞庭湖组下段中部开始总体含量增加,可能与中更新世中期安乡凹陷西缘沉降及湖盆扩张有关。

洞庭盆地生物气地球化学勘探及资源远景评价

湖南省洞庭盆地具备形成一定规模生物气藏的条件。针对生物气资源勘探,2013~2016年在盆地内开展了以地球化学为主的勘探工作,进行了比较系统的地表沉积物测量。勘探涉及面积2 060 km2,采集样品1 498个,采用现场顶空气游离烃、室内酸解烃和少量微量甲烷同位素指标测试。研究结果表明:(1)洞庭盆地甲烷地球化学异常由游离烃(顶空气)和吸留烃(酸解烃)组成。游离烃是现存地下生物气的动态反映,酸解烃与沉积相造成的碳酸盐沉积和古河道分布有关。(2)洞庭盆地为甲烷指标高背景区域,异常分布与第四纪断陷盆地分布基本吻合,尤以沅江凹陷显著。(3)酸解烃河坝镇异常与中部NE向串珠状和东南部次级局部异常组成的环状异常围绕着沅江凹陷,表明其可能是洞庭盆地潜在生物气烃源区。(4)沅江凹陷北部青树嘴—河坝镇一带是盆地内游离烃甲烷特高值异常区,是下覆生物成因天然气在浅表层直接渗漏的反映;酸解烃甲烷高值异常环绕着游离烃甲烷高值异常,构成了酸解烃环状异常和游离烃顶端异常最佳油气藏组合模式。青树嘴—河坝镇区块是洞庭盆地下覆生物气的"烟囱",是本区生物气勘探最有可能突破的地区。