硅质碎屑岩沉积层序三维计算机模拟系统

本文介绍了作者根据先进的地学理论研制的硅质碎屑岩沉积层序三维计算机模拟系统的模型、算法和功能。并首次对硅质碎屑岩沉积层序的形成和演化进行了三维模拟，结果表明模型和模拟系统符合层序地层学和沉积学原理，是开展层序地层学研究的有力工具。

硅质碎屑岩中碳酸盐胶结物及其对储层的控制作用的研究

次生孔隙形成的机制是地球化学家和岩石学家感兴趣的问题之一。硅质碎屑岩中的成岩碳酸盐胶结是世界各大油田极普遍的现象。这是因为这种碳酸盐与碎属矿物的水化作用和有机质将进入成熟期的脱羧基作用有关。脱水化作用所放出的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋和Ｆｅ２＋离子与脱羧基作用产生的ＣＯ２水溶液结合形成的碳酸盐胶结破坏储层。它与压实、压溶作用破坏储层是不同的。由于它充填于孔隙中，而整个岩石体积未减少，这为后来有机质转变为有机酸离析Ｈ＋和继续脱羧作用放出ＣＯ２水溶液进行溶解产生次生溶孔提供了物质基础。总的来说，成岩碳酸盐对研究油气的生成、运移和富集都有着实际的意义。

缓坡型前陆盆地硅质碎屑岩的层序地层模式

陆架沉积层序的地层模式受控于构造沉降速率及其区域模式，处于活动构造背景和处于被动大陆边缘背景中的盆地具有极不相同的区域沉降模式。因此，要对基本层序地层模型进行修正。在缓坡前陆盆地中，构造活动一侧与被动边缘相比具有相反的沉降模式，即沉降速度向海方向降低。

陡冲断层型前陆盆地同硅质碎屑岩的层序地层学模式

陆棚沉积层序内的地层模式与受区域构造控制的沉降速率及其区域地层模式有关。在活动型构造背景下的盆地区域沉降模式与被动大陆边缘背景的沉降模式有很大不同，并使基本的层序地层学型式产生重大的变化。在陡冲断层型前陆盆地的构造活动侧，沉降速率向海洋方向降低，但被动大陆边缘背景下的沉降模式则正好相反。通过对海平面升降和构造沉降之间关系的分析，揭示出发育两个区域构造地层区带，它们分别出现于盆地边缘的近端和远端。

海平面相对变化和气候变化之间的关系——以美国西部宾夕法尼亚—二叠纪碳酸盐—硅质碎屑岩混合岩层为例

海平面相对变化和气候变化之间的关系——以美国西部宾夕法尼亚—二叠纪碳酸盐—硅质碎屑岩混合岩层为例ＥｕｇｅｎｅＣ．Ｒａｎｋｅｙ为了使海平面相对变化和气候变化模式广泛采用，下面几个条件必须满足：第一，海平面升降变化必须与气候变化同步；第二，地形或沉积对气...

硅质碎屑岩斜与坡底沉积体系：相组成,地层构架及分类

水下斜坡和坡底沉积体系是大多数海相盆地和许多湖相盆地充填的主要组成部分，也是油气勘探和开发的主要目标。斜坡体系由七个基本的沉积相单元组成：（１）浊流水道相，（２）杂状浊积相，（３）席状浊积相，（４）席状、朵状、舌状滑移、滑塌及碎屑流沉积相（５）细粒浊积充填与细粒浊积席状沉积相，，（６）等深漂流相，（７）半深海坡覆和充填相。物源补给沉积物颗粒的大小是水道和朵状体地貌形态的主要控制因素。

青岛八仙墩海相碎屑岩的岩石地球化学特征及其油气研究意义

青岛八仙墩剖面出露了一套海相陆源碎屑沉积层序。这套碎屑岩受崂山花岗岩侵入已经发生变质,岩性以硬砂岩为主,夹有页岩、含锰细砂岩、长石砂岩,富含白云质。这套地层保留了各种原生的沉积构造,发育有浊积岩的底模构造,同沉积变形,水平层理、微粒序层理。岩石地球化学分析结果表明:碎屑岩的SiO_2含量在59.6%～71.6%之间,含量的多少与岩性无相关性;而黑色页岩的Al_2O_3含量变化于12.31%～16.39%之间,多在15%以上,高于灰白色砂岩的含量(普遍小于14.5%)。镜下特征和Al203含量都表明砂岩的成熟度低。除一个样品外,碎屑岩的∑REE含量高,在146.75×10^(-6)～245.78×10^(-6)之间,La在30.35×10^(-6)～61.39×10^(-6)之间,对球粒陨石标准化的(La/Yb)_N在8.68×10^(-6)～21.89×10^(-6)之间。对PASS标准化碎屑岩的(La/Ce)_N值为1.07～1.18,显示了陆源碎屑物质的主要贡献。该地层弱的Ce/Ce*负异常和富含白云质岩层指示了海相沉积环境。主量元素判别图解和微量元素判别图解表明这套碎屑岩具有活动大陆边缘背景和大陆岛弧的共同特征,但高的∑REE含量、La和Ce丰度支持了活动大陆边缘的沉积环境,但有待于采用更准确的重矿物分析来确定其物源区的大地构造性质。这套碎屑岩的出露指示了南黄海盆地深部应有奥陶统盆地相浊积沉积体系的存在,可能具有良好的浊积砂岩油气储层。

海相碎屑岩层序地层框架中的油气藏类型与分布

在由不整合面及可与之对比的整合面所限定的层序内，烃源岩、储集层和盖层的分布及生储盖组合表现出一定的规律性，储集体在层序中的位置与可能形成的圈闭类型之间也有一定程度的联系．低水位体系域中的深水和半深水泥岩、海进体系域中的陆架泥岩和密集段，以及高水位体系域中的前三角洲泥岩都是烃源岩，同时也是良好的盖层；盆底扇和陆坡扇中的浊积砂体和水道砂体、下切河谷中充填的河道砂体以及位于低水位楔、海进体系域和高水位体系域中的海滩和三角洲砂体都是潜在的储集体．层序内可能出现的圈闭和油气藏有７种类型，它们是：盆底扇、陆坡扇、下切河谷充填、地层上超、断层封闭、上倾方向尖灭和剥蚀残丘．它们可以被概括为地层圈闭、岩性圈闭和复合圈闭３大类．各类圈闭在层序中的分布是有规律可循的．这些规律性是动用层序地层学方法来预测生储盖层和隐蔽圈闭的基础．

砂岩、致密砂岩和页岩的孔喉尺寸研究

硅质碎屑岩的孔喉尺寸形成了一个从亚毫米到纳米尺度的连续分布，本文在引述前人公开的关于常规储层、致密气砂岩和页岩孔隙和孔喉尺寸数据的基础上对这个连续分布进行了梳理。集中趋势测量（均值、众数、中值）表明，常规储层孔喉尺寸通常大于2μm，致密砂岩介于2～0．03μm，页岩介于0．1～0．005μm。烃分子、石蜡、环状结构、沥青和甲烷形成从石蜡分子的IOOA（0．01μm）到甲烷的3．8A（0．00038μm）的另一种连续分布。孔喉尺寸连续分布提供了一个有价值的视角，可用于研究（1）固结硅质碎屑岩中石油的就位和（2）现被视为储层的细粒烃源岩中的流体流动。

伊朗中东部地区塔巴斯地块侏罗系地层和岩相

伊朗中东部地区塔巴斯（Tabas）地块上三叠统一侏罗系厚度很大，而且有很好的露头，这些地层对于认识中生代伊朗板块的演化至关重要。根据与基梅里（Cimmerian）构造事件有关的广泛分布的不整合面，把这套地层细分为几个重大的构造地层单元。和伊朗其他地区一样，这里岩性也有一次巨变，从中三叠统台地碳酸盐岩（Shotori组）转变为Shemshak群（诺里克阶-巴柔阶）（Norian—Bajocian）硅质碎屑岩，这次变化反映了伊朗北部地区早基梅里期变形作用的开始。在诺里克一瑞替阶（Norian-R．haetian）Nayband组海相地层沉积之后，在三叠系-侏罗系边界附近沉积了含煤的陆相硅质碎屑岩地层（Ba-e—Ha]i组），这次沉积相的变化发生在基梅里造山作用的主要隆起阶段。托阿尔一阿连阶（Toarcian—Aalenian）Badamu组凝缩灰岩的存在表明曾发生过大规模的海侵，此后沉积的下巴柔阶Hojedk组的岩相和厚度都有很大的横向变化。中巴揉期挤压一中基梅里期拉张事件把这次构造活动推向了高潮。由此而形成的中基梅里期不整合面把Shemshak群和上巴柔阶一上侏罗统Magu（或Bidou）群分隔开来。此后Parvadeh组和Baghamshah组（Baghamshah亚群）在晚巴柔期一巴通期（Bajocian—Bathonian）发生了上超，其上超的原因是塔巴斯地块的沉降速度加快，而不是海平面上升，此后发育了大规模的台一盆相碳酸盐岩沉积体系[卡洛夫一启莫里支阶（Callovian-Kinmleridgian）Esfandiar亚群]。始于启莫里支期的断裂作用（晚基梅里期事件）破坏了碳酸盐岩体系，其上覆盖了启莫里支阶一提通阶石灰岩质砾岩（1imestone conglomerate）、红层和蒸发岩（Garedu亚群或Ravar组）。晚三叠世一侏罗纪，伊朗北部的相对海平面变化、岩相发育和地球动力事件序列基本上与之类似．这说明当时伊朗板块整体上为单个构造单元。

富有机质页岩变形构造研究

本文研究了在挪威大大陆边缘一线长2000km区域内分布的上侏罗统富有机质硅质碎屑岩的地震成像资料。这些岩石被视为北海和挪威海大部分大油气田的主力烃源岩。我们研究了富有机质地层围限的薄皮重力滑脱构造的典型地震响应。最典型的构造是铲状断层，它们在富有机质地层的上段出现分支并旋转，而在其底部附近则滑脱。这种现象可能在较大范围内可见（10，000km^2），但更常见的情况是仅限于掀斜地区。断层的走向与沉积物质下倾移动方向垂直，因此断层的走向可用于指示古倾向。我们观察到了几类收缩构造，其埋深最大只有几百米。尽管它们不仅限于富有机质页岩，但这些地层围限的构造可能有助于确定盆地中是否存在富有机质层段。 我们认为，粘土中有机质含量的增加会减少渗透率。与压实作用有关的垂向流体流动可能在埋藏早期在渗透性较差的富有机质层的底部形成流体超压。这样的超高流体压力层构成了低摩阻拆离面，拆离面上覆沉积层滑动形成了典型的薄皮变形构造。

化学和物理作用对碳酸盐岩声学特征的影响

碳酸盐岩有着巨大的经济意义。世界上有60％的石油储量蕴藏在碳酸盐岩油藏中，并且天然气储量的潜力也很巨大。然而，由于在沉积以后的成岩过程中岩石结构发生了重大变化，而且碳酸盐岩的成岩矿物经历了复杂的化学作用（即溶解和交代作用），碳酸盐岩的实测地球物理数据和岩石特征之间的关系非常复杂。有关岩石物理特征的实验和理论研究大都集中在硅质碎屑岩和泥岩上。然而，碎屑岩研究成果很难简单地应用于碳酸盐岩，因此本文对这个问题进行了探讨。