青藏高原西北缘晚新生代的隆升特征——来自西昆仑山前盆地的沉积学证据

对西昆仑北缘山前盆地新生代沉积特征的研究结果表明,沿西昆仑山前发育的各沉积序列的垂向特征相似:古新世—中新世早期为石膏层、含瓣腮化石的石灰岩和紫红色较细粒的碎屑岩沉积,指示了海相和海陆过渡相较平静的沉积环境;中新世晚期—上新世初期开始出现陆相磨拉石,指示了陆相非平静的沉积环境,砾石的直径由下至上呈增大趋势,可能反映了西昆仑山体不断隆升,其间相对稳定的层段可能是构造运动间歇期或平稳期的沉积,指示了脉动式的隆升模式;磨拉石底部砾石的成分以沉积岩为主,向上火成岩和变质岩砾石逐渐增多,表明剥蚀程度不断加深。根据磨拉石建造的特征,判断剥蚀量和剥蚀强度自西向东有减小和变弱的趋势,可能暗示了西昆仑山晚新生代隆升有自西向东由强变弱的过渡特征。该结论与本区构造地貌学的研究结果一致。

第四纪以来天津北部燕山隆升与山前盆地的形成

文中报道了天津市北部燕山山前地带共4个高岩心采取率钻孔的沉积学、地层学、年代学和微体古生物综合研究。420个热退磁样品的磁倾角曲线显示,具147 m厚松散地层的标准孔Z3孔下部地层属于2.58 Ma的松山(Matuyama)极性带。随着地壳沉降,只是从早更新世,冲积扇侧缘泥质沉积物才开始充填了底砾岩层之上的沉积空间,形成广义的山前盆地中的泛滥平原;与传统上视为上新统特征沉积的红棕色黏土类似的亮黄橙—黄橙色—亮红棕色黏土,延续出现到早更新世中期,当时区域沉降中心位于距离山前断裂不足4 km处。0.78 Ma以来的布容(Brunhes)极性带厚57.8 m。谨慎地依据120 ka的布莱克(Blake)亚时确定上更新统后,可见中更新统大部缺失,与天津市区沧县隆起和北京永定河冲积平原南部所见此时的地层间断十分相近。3个钻孔的7个14C测年数据证实,距离山前断裂不足2 km的钻孔45 ka以来的地层最厚达41 m;显示自MIS3初始期,沉降中心向北迁移更靠近山前断裂,且在构造断裂作用下形成了新的狭义的山前盆地。研究区可见15 ka富有机质黏土及上覆泥炭,表明末次冰消期开始的气候转暖首先影响到华北平原山前地区。此项工作为研究晚新生代以来"源到汇"过程中渤海湾西岸的沉降提供了一个基准点。

新疆叶城晚新生代山前盆地演化与青藏高原北缘的隆升——Ⅱ沉积相与沉积盆地演化

叶城盆地属于塔里木盆地的西南坳陷 ,在晚新生代沉积了巨厚的磨拉石建造。盆地的演化具有阶段性 ,反映了西昆仑山不断的隆升。中新世 ,盆地的沉积环境为曲流河和辨状河等河湖相环境 ,到上新世早期变为冲积扇的远端。晚上新世 (～ 3.6 Ma)开始 ,盆地的沉积环境发生了质的变化 ,沉积物以粗颗粒砾岩为主 ,沉积环境为干旱气候条件下的冲 -洪积扇近端。沉积相的变化 ,反映了昆仑山在晚上新世有强烈的隆升。

龙门山前陆盆地晚三叠世沉积通量与造山带的隆升和剥蚀

根据钻井资料、地层剖面资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世前陆盆地各组段的残留地层等厚图,得出各组段残留地层的沉积总量,并计算出各阶段沉积通量:21.4t/(m2·Ma)、184.2t/(m2·Ma)、278.0t/(m2·Ma)、147.6t/(m2·Ma)、703.5t/(m2·Ma)、272.0t/(m2·Ma)。然后,利用物质平衡法将沉积物回剥至龙门山造山带并进行脱压校正,计算出晚三叠世龙门山造山带剥蚀总厚度为2514m,各阶段造山带剥蚀速率分别为:0.009mm/a、0.114mm/a、0.133mm/a、0.094mm/a、0.423mm/a和0.133mm/a。最终,重塑了龙门山造山带晚三叠世的隆升历史:在距今228.0～199.6Ma的时间内龙门山造山带地壳隆升了约4.3～4.6km,地表隆升了1.8～2.1km;并且隆升过程具有明显的阶段性,可划分为初始隆升(228.0～216.5Ma)、加速隆升(216.5～211.0Ma)、缓慢隆升(211.0～203.6Ma)、急剧隆升(203.6～202.7Ma)和缓慢隆升(202.7～199.6Ma)五个阶段。

晚三叠世龙门山前陆盆地动力学分析

晚三叠世龙门山前陆盆地是在扬子板块西缘被动大陆边缘的基础上由印支造山运动而形成的。盆地中地层充填厚度巨大,包括晚三叠世卡尼期至瑞替期的马鞍塘组、小塘子组和须家河组,持续时间达27Ma,显示为一个以不整合面为界的构造层序。该构造层序被一系列不整合面、海泛面和湖泛面分割为4个向上变粗或向上变细的层序(构造地层单元),其充填特征表现为:底部具有典型的挠曲前缘隆起不整合面,层序1的下部为碳酸盐缓坡和海绵礁的建造和淹没过程,上部为进积过程中形成的三角洲沉积物,具有向上变粗的垂向结构;层序2为进积过程中形成的三角洲相砂岩和砾岩;层序3的底部为大型湖泛面,中上部为进积过程中形成的三角洲相和湖泊相砂泥岩夹煤层,具有向上变粗的垂向结构;层序4为冲积扇、扇三角洲粗碎屑砂砾岩和湖泊相泥页岩构成具有向上变细的垂向结构,并截切下伏地层。虽然晚三叠世龙门山前陆盆地的剖面几何形态总体上呈现为西厚东薄的楔形体,但是其内部却由次级的楔状层序和板状层序组成,其中层序1和层序3为楔状体,层序2和层序4为板状体。楔状层序显示为西厚东薄的楔形体,沉积厚度大,以纵向水系为主,具有双物源(包括来自龙门山和前缘隆起区的物源),并以点状物源为主,盆地的西部以扇三角洲、辫状河三角洲沉积物为主,中部以湖泊相为主,东部发育小型三角洲或碳酸盐缓坡沉积物,处于欠补偿状态;板状层序显示为西、东厚度基本一致的板状层,沉积厚度较小,仅具有来自于龙门山的有物源,以横向水系为主,以线状物源为特征,盆地的西部以辫状河三角洲沉积物为主,盆地的中东部为湖泊相沉积物,处于过补偿状态。对晚三叠世楔状前陆盆地进行了弹性挠曲模拟和逆冲事件标定,结果表明,盆地形成机制为构造负载,挠曲盆地的挠曲刚度为(0.5～5)×1024N.m(相当的弹性地层厚度为43～55km)。晚三叠世龙门山冲断带构造负载系统向扬子板块推进速率为5～15mm/a,由2个逆冲子事件构成,早期的推进速度较大,为15mm/a;晚期的推进速度较小,为5mm/a。

川西龙门山前陆盆地中砂砾质楔形体的定量统计

从川西龙门山前陆盆地上三叠统—侏罗系沉积纪录可以看出 ,早中侏罗世以后整个盆地地层构型为一个板状特征 ,但在其近造山带一侧的盆地边缘又有大量的冲积粗碎屑存在 ,砂砾质粗碎屑楔形体在早中侏罗世主要位于龙门山前缘中北段 ,而晚侏罗世—早白垩世则明显地向南西方向迁移 ,盆地在不同时期、不同部位和不同成分的砂砾质粗碎屑楔形体的时空展布显示物源迁移明显 ,这是龙门山造山带走滑作用沉积的产物。

四川龙门山前陆盆地上三叠统小塘子组、须家河组高分辨率层序地层学特征

以高分辨率层序地层学理论为指导,以野外地质露头剖面精细观察研究结合钻井、测井资料的综合研究为基础,详细研究了四川龙门山前陆盆地上三叠统小塘子组、须家河组的高分辨率层序地层学特征及其与沉积体系时空展布和演化规律的关系。从中识别出37个短期、12个中期、5个长期和1个超长期基准面旋回层序。将短期、中期基准面旋回层序细分为向上“变深”的非对称型、向上变浅的非对称型和对称型三种基本层序类型。论述了各级次基准面旋回层序的垂向序列、岩性岩相组合、结构类型和叠加样式等特征。在此基础上,对龙门山前陆盆地上三叠统小塘子组、须家河组地层进行高分辨率层序地层等时对比,建立了等时地层格架。详细讨论了层序地层格架中的生储盖组合特征。认为上三叠统小塘子组、须家河组地层具有良好的生储盖层组合和形成大、中型次生油气藏的条件。为确定龙门山前陆盆地上三叠统地层深层区的生储盖组合特征和开展储层预测与评价提供了重要依据。

龙门山前陆盆地南段乐地1井须家河组震积岩特征及地质意义

通过对龙门山前陆盆地南段乐地1井上三叠统须家河组岩心的系统观察和描述,以前人对震积岩的研究为基础,探讨震积岩的分布特征以及与盆地构造活动的关系。震积岩主要分布在须家河组第二、第三和第四段,发育典型的由地震导致的软沉积物液化变形和脆性变形构造,包括液化砂岩脉、液化卷曲变形与混滑层、负载构造及球枕状构造、环形层理、震裂岩和微断层。认为这些软沉积物液化变形和脆性变形构造是由龙门山隆升构造引起的地震作用形成的。乐地1井中地震岩的分布特征表明龙门山前陆盆地南段在须家河组第二、第三和第四段时期构造活动强烈,并快速向南东方向推进。

龙门山前陆盆地南段须五段沉积特征

龙门山前陆盆地南段上三叠统须家河组须五段是该区重要的油气产层,由于长期被视为烃源岩与盖层,对其沉积相研究相对较少。文中利用野外实测剖面、测录井资料,并结合前人研究成果,对该地区须五段沉积相类型、砂体分布特征、沉积体系空间展布特征进行了系统分析,得出研究区须五段主要发育辫状河三角洲和湖泊2类沉积体系,识别出分流河道、分流间湾、河漫沼泽、河口砂坝、远砂坝及浅湖泥等微相。须五段沉积时期,研究区西北部主要发育大型辫状河三角洲,东南部多发育湖泊沉积体系。砂体厚度由西北部向东南部逐渐减薄,沉积相类型由辫状河三角洲沉积过渡到湖泊沉积,物源可能来自于西北方向。

龙门山前陆盆地南段须二段沉积特征

综合分析南段的测井、单井资料和野外实测5条剖面资料,利用野外实测剖面、测井曲线和岩石学特征综合分析的方法,得出龙门山前陆盆地南段须家河组二段的的沉积类型主要为辫状河三角洲和湖泊沉积。其中可识别出水上分流河道、河漫沼泽、水下分流河道、分流间湾、河口砂坝、远砂坝、滨湖沼泽和滨湖砂坝等微相。在此基础上,通过分析多口单井、野外实测剖面、砂体展布特征,并结合前人的研究成果,得出须二段沉积相空间展布:北部都江堰、郫县、新都地区和西南方向天全地区发育辫状河三角洲平原亚相,往南的新津、蒲江地区和西南雅安地区主要发育辫状河三角洲前缘亚相,南部的峨眉山等地区主要发育湖泊相。

龙门山前陆盆地南段须五段页岩气富集条件及有利区评价

为探索龙门山前陆盆地南段须五段页岩气富集地质条件和资源远景区,运用页岩气基础地质评价方法,利用实测野外剖面、地球化学测试与扫描电镜等手段,明确了研究区龙门山前陆盆地南段须五段页岩气富集地质条件,并引入页岩气综合地质评价指数优选了勘探有利区。结果表明:研究区须五段黑色页岩总有机碳含量平均值大于2.0%,油浸镜质体反射率平均值大于1.25%,须五段底界平均埋深约为3 600 m,具有北西深、往南东方向变浅的特点,富有机质页岩累计有效厚度超过200 m,在桑园地区达到最厚,并且向周缘厚度递减,成分脆度均值大于0.50。综合地质评价指数计算结果表明,勘探有利区主要分布在眉山以西的蒲江—桑园区块,区域内地形平缓、面积大,是须五段页岩气最为有利的勘探开发前景区。该研究丰富了四川盆地陆相页岩气的勘探评价目标,可为未来陆相页岩气的勘探提供借鉴。

青藏高原东缘中新生代龙门山前陆盆地动力学及其与大陆碰撞作用的耦合关系

位于青藏高原东缘的龙门山前陆盆地是中国典型的前陆盆地之一。自晚三叠世以来,该盆地充填了厚度大于1万余米的海相至陆相沉积物,以不整合面为界可将其划分为6个构造层序,根据几何形态将构造层序区分为两种类型,即楔状构造层序和板状构造层序,其中晚三叠世、晚侏罗世、晚白垩世—古近纪构造层序为楔状构造层序,其余为板状构造层序。研究结果表明楔状构造层序为逆冲构造负载的产物,板状构造层序为走滑剥蚀卸载的产物。本次以晚三叠世前陆盆地为典型的楔状前陆盆地开展了逆冲构造负载系统的弹性挠曲动力学模拟,以晚新生代龙门山前陆盆地为典型的板状前陆盆地开展了与走滑剥蚀卸载系统的弹性挠曲动力学模拟,并计算了龙门山构造负载系统向扬子克拉通的推进速率,结果表明龙门山造山楔的推进速率在早期较快(如晚三叠世最大推进速率达15mm/a),晚期较慢(如晚侏罗世、晚白垩世—古近纪最大推进速率仅为6.7mm/a)。进而推测龙门山幕式逆冲作用的构造驱动力来自于青藏高原中生代以来的基麦里大陆加积碰撞和印度与亚洲板块碰撞作用,其中晚三叠世楔状构造层序是羌塘板块与亚洲大陆碰撞的产物,晚侏罗世楔状构造层序是拉萨板块与亚洲大陆碰撞的产物,晚白垩世—古近纪楔状构造层序是科希斯坦板块、印度板块与亚洲大陆碰撞的产物。

准噶尔盆地北缘山前带沉积物源及相模式研究——以哈拉阿拉特山前缘春晖探区为例

准噶尔盆地北缘山前带是我国目前油气勘探的一个重点领域。为了深入探讨山前带沉积研究中存在的疑问,以准北缘哈拉阿拉特山山前春晖探区为对象,综合利用岩芯、钻测井资料及大量沉积学实验手段,对其侏罗系八道湾组沉积特征及物源方向进行研究,证实了该区粗碎屑沉积物主要来自北西方向的哈山山区,属于典型的近源沉积。通过构造、沉积演化史分析与现代沉积考察相结合的方法,总结出了山前带近源砾石高磨圆度的两类成因,分别对应于砾石形成期的滨海环境以及再搬运沉积期的湿地扇环境,最终建立了春晖探区八道湾组湿润型冲积扇沉积相模式。

准噶尔盆地南缘山前冲断带芦草沟组储层含气性及主控因素分析——以米参2井为例

在野外地质考察、重磁电勘探成果基础上,在准噶尔盆地南缘山前冲断带乌鲁木齐一带进行了页岩气参数井——米参2井施工。综合钻探、地质综合录井、测井和分析测试数据,进行该区芦草沟组泥页岩储层含气性评价,并对储层有机碳含量、孔隙度、矿物组分和页岩裂缝发育特征等方面进行研究。分析储层含气性主控因素,旨在对识别准噶尔盆地南缘山前复杂构造带页岩气“甜点”及勘探开发提供地质依据。结果表明,该区芦草沟组泥页岩含气层累计有效厚度206.9 m(34层),其中气层有效厚29 m(3层),最大总含气量1.64 m^(3)/t;储层总含气量与有机碳含量、核磁有效孔隙度和矿物成分之间相关性较弱,与核磁自由流体孔隙度和裂缝密度呈较好的正相关,认为在准噶尔盆地南缘山前冲断带,应以在远离断裂的构造相对稳定区域寻找裂缝型“甜点”为主。

地震波诱发的深部地层动应力机制及断裂位移研究——以汶川地震对龙门山前陆盆地的作用为例

借鉴弹性波动力学理论和爆破地震应力计算方法,结合地震波在岩层中的折射效应,以地震波加速度为基础数据,分析岩体在地震波作用下的受力。以汶川地震影响下的龙门山前陆盆地地下岩层的受力变形情况为例,通过计算分析和数值模拟,证实所用方法在求解分析地震波在各向同性岩石层间传播动力的可行性。同时验证汶川地震造成龙门山前陆盆地地下深部地层的断层破坏。

浅析龙门山前陆盆地须家河组二段软沉积物变形

龙门山前陆盆地是中国典型的前陆盆地,在晚三叠世早期该盆地位于扬子板块西缘。在龙门山晚三叠时期的造山运动中,导致了龙门山地区的抬升。乐地1井位于龙门山前陆盆地南侧,通过对乐地1井岩芯的观察,结合前人对四川盆地晚三叠统须家河组地层的研究,在须家河组二段地层中识别出大量沉积物变形,包括液化砂岩脉、包卷层理、火焰状构造、震裂结构、丘状交错层理等。通过对比现今事件沉积物,结合前人研究成果,将须家河组二段中形成的软沉积物变形划分为四个沉积事件,将其中第二次事件沉积为地震海啸成因。

华北山前小盆地地下水系统特征与管理模式——以山西省灵石县静升盆地为例

华北山前盆地,面积小,水力坡度大,地下水流速大,循环快,地表水与地下水相互关系密切,不同含水层的水量交换三维流动特征明显。本文以山西省灵石县静升盆地为例,通过分析静升盆地地下系统特征,构建地下水三维数值模型,综合地理信息系统、地球物理、CFC s地下水定年技术等多种方法手段提取系统信息,并以此为基础,将气象、水文要素观测资料、地下水动态监测资料及地下水动态开采数据充分利用,建立动态管理数字平台,探求有效的管理操作。

台兰河山前地下水开发新途径

通过对台兰河流域内地表水、地下水综合分析,提出适合本区水文地质特点的开发新思路:在山前储水构造地带修建"横坎儿井"式集水系统,利用地形坡度,实现自流供水。对地表水采取"引洪回补"滞洪削峰,调蓄地下水,为新疆干旱区水资源的合理开发利用提供新途径。

晚三叠世以来龙门山的隆升—剥蚀过程研究——来自前陆盆地沉积通量的证据

本文根据钻井、地层剖面等资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世以来龙门山前陆盆地各构造层序的残留地层等厚图,计算出6个构造层序地层的沉积总量、沉积通量。沉积通量分别为:300.2g/(m2·ka)、66.5g/(m2·ka)、71.7g/(m2·ka)、38.5g/(m2·ka)、113.0g/(m2·ka)、1204.6g/(m2·ka)。利用物质平衡法将各阶段沉积物回剥至物源区,计算各阶段物源区剥蚀速率分别为:167.3mm/ka、22.5mm/ka、22.9mm/ka、9.8mm/ka、22.9mm/ka、319.4mm/ka。计算结果表明,晚三叠世以来,物源区的剥蚀速率和沉积区的沉积速率均具有先减小后增大的变化规律,晚三叠世和晚新生代是剥蚀—沉积过程最强烈的两个阶段,可能对应了龙门山强烈隆升的两个时期。根据对盆地沉积物总量的估算,利用物质平衡的原理,可以推算出龙门山自晚三叠世开始隆升到现在,龙门山冲断带的地壳隆升幅度大于10～12km,平均剥蚀厚度超过7.05km。

四川盆地上三叠统马鞍塘组上部黑色页岩成因机制

通过剖面实测、黄铁矿粒径分析、页岩有机碳同位素、锶同位素、黏土矿物种类和含量以及全岩主、微量元素的测定,综合研究四川盆地马鞍塘组上部黑色页岩成因机制。结果表明:页岩段草莓状黄铁矿直径4μm、U/Th≥0. 75共同揭示其沉积于贫氧—缺氧水体中。化学蚀变指数CIA集中在80～90,层位中部w(87Sr)/w(86Sr)具有最小值0. 707 550,I/S突然增大,均表明源区化学风化作用强烈,板块构造活跃,气候湿热,降雨量激增。有机碳同位素的突然负漂移(最大2‰),表征火山活动造成的大气圈有大量轻碳注入。该套黑色页岩是龙门山前陆盆地发育的早期沉积记录,具有全球一致性的前陆盆地地层沉积建造模式,其形成机制主要受控于前陆盆地导致的构造挠曲沉降,在此基础上叠加了全球性的卡尼期洪水事件CPE这一气候扰动事件。东特提斯域边缘(松潘甘孜海盆)上升洋流、超级季风气候和降雨增加导致的陆源营养物质注入,促进了盆内水体表面初级生产力的提高,水体的分层缺氧条件利于有机质的保存,有机地化数据表明黑色页岩生烃潜量大。马鞍塘组黑色页岩是四川盆地海相页岩气的潜力勘探层位。