Multi-Stage Fluid Charging and Critical Period of Hydrocarbon Accumulation of the Sinian Dengying Formation in Central Sichuan Basin

Objective The natural gas exploration of the Sinian reservoirs in the central Sichuan Basin has made a significant breakthrough in recent years, and has thus attracted much attention among geologists. The Sichuan Basin is known to have complicated geological settings, which has experienced multiple stages of tectonic evolution, fluid charging and hydrocarbon accumulation. This research aims to determine the geochemical characteristics of each stage of fluids, the features and time interval of fluid activity in different geologic periods, and further to restore the critical period and geological age of the hydrocarbon accumulation.

中上扬子地区陡山沱组沉积特征及其油气地质意义

近期鄂西地区震旦系陡山沱组勘查获得页岩气工业气流。陡山沱组富有机质页岩主要分布于上扬子德阳—安岳断陷槽及中扬子鄂西断陷槽,探明其沉积特征和油气地质条件是进一步开展页岩气与常规油气勘探开发的重要依据。通过研究中上扬子两个断陷槽内陡山沱组露头、钻井和地球物理资料,对比分析两者的沉积特征和沉积环境,结果显示:①中上扬子地区陡山沱组沉积时期古地理格局在地形上具有西高东低的特征;②陡山沱组沉积早期,上扬子地区仍然存在大面积古陆,其厚度较薄或缺失,中晚期才接受大量沉积,而中扬子地区此时为台地、瀉湖、陆棚和盆地的沉积环境,地层发育较完整,富有机质页岩沉积厚度较大;③陡山沱组是在整体拉张环境下形成的产物,中上扬子地区断陷槽均形成台内断陷盆地,上扬子地区德阳—安岳断陷槽形成时间较晚,陡山沱组主要沉积碳酸盐岩,中扬子地区鄂西断陷槽形成较早,槽内沉积页岩夹碳酸盐岩;④鄂西断陷槽内厚层陡山沱组富有机质页岩,保存较好的构造单元中有望获得页岩气勘查新突破,并可以作为灯影组常规天然气烃源岩,在生储盖匹配地区有望形成常规油气藏。研究成果可以为震旦纪—寒武纪裂陷槽油气调查工作提供参考。

泛扬子克拉通西部地区灯影期构造—沉积格局

勘探实践表明,四川盆地新元古界上震旦统灯影组具有丰富的油气资源,为了科学认识古构造对沉积、储层及油气成藏的控制作用,进一步夯实灯影组下一步勘探理论依据,需要针对灯影期构造—沉积格局进行研究。基于重磁、构造、沉积等资料分析,开展克拉通西部边界的探讨,研究古裂陷的分布与成因;基于构造控制沉积建造的思路,探究晚震旦世灯影期上扬子克拉通沉积格局。研究结果表明:(1)扬子克拉通西界由龙门山—安宁河断裂带向西推延至金沙江—红河断裂带,称为泛扬子克拉通;(2)泛扬子克拉通内发育3支克拉通内裂陷,将泛扬子克拉通西部地区分割成东部和西部两个次级克拉通盆地;(3)东部次级克拉通盆地以白云岩类为主,沉积环境相对局限,西部次级克拉通盆地石灰岩类厚度较大,沉积环境相对开放;(4)克拉通内裂陷及其两侧台缘带的沉积建造构建了优越的侧向对接源—储成藏组合,是目前灯影组重点勘探对象,万源—达州裂陷带是值得关注的勘探区。

四川盆地震旦系储集层次生储集空间内化学充填物研究

四川盆地震旦系储集层内的原生孔隙经过多期亮晶白云石胶结后基本消失 ,现今储集空间以次生成因的孔、洞、缝占绝对优势 ,这些孔隙经过多期化学沉淀物的充填后极大缩小 (面孔率仅为 2 %～ 1 3% )。根据对充填物成分、晶体形态、形成顺序和地球化学等特征分析 ,可将次生孔隙内的化学充填物分为白云石和石英两类、共五期 ,它们分别形成于不同的地质时期和不同的成岩环境之中 ,其中白云石期次多、含量丰富 ,石英较少。这些沉淀物的充填作用是储集层内次生孔隙难于保存的主要原因 ,残存的次生孔隙是储集层内的主要储集空间。图 1表

华南震旦纪基性火山岩的地球化学及构造环境

华南地区产于震旦纪地层中的火山岩主要见于震旦纪裂谷盆地两侧的边缘，湖南新化和广东高思火山岩为其中的二个发育地区，镜下鉴定为玄武岩系。在ＳｉＯ２－Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ的分类图中主要为玄武岩类，有一样品为碧玄岩类，含有较多石英杏仁体玻璃质火山岩角砾的样品为玄武质安山岩类。在ＦｅＯ＊－Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ－ＭｇＯ三角图中所有样品均为拉斑质岩系。样品的重元素丰度模式具大陆－初始裂谷－Ｅ－ＭＯＲＢ拉斑玄武岩的过渡特征，在Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｔｉ图上属板内环境。在ＴｉＯ２－Ｋ２Ｏ－Ｐ２Ｏ５三角图上显示以大洋环境为主、大陆环境为次。湖南新化拉斑玄武岩的Ｓｍ、Ｎｄ同位素特征反映岩浆来源于亏损的地幔，并受到了老基底的污染。

四川盆地寒武系—震旦系含气系统成藏特征及有利勘探区块

加里东古隆起震旦系含气层是四川盆地勘探的重要领域之一，但自发现威远大气田至今已３５ 年，尚未找到类似的第二个大气田，究其原因，除由于震旦系含气层勘探程度较低外，还由于古隆起上油气藏形成后又遭受了不同地质作用的改造。应用含油气系统理论和方法，剖析威远大气田和资阳含气地区，指出：四川盆地寒武系—震旦系含气系统具有形成大中型气田的基本要素和成藏过程；圈闭形成早晚及隆起幅度、储集层渗透性是影响油气聚集丰度的主要因素；喜山期形成的圈闭可聚集大范围内高—过成熟天然气和古隆起上“回返”的天然气，有利于形成大中型气田；古隆起上岩性圈闭可形成“残留型”气藏。认为有利勘探圈闭类型主要为威远式背斜圈闭和古岩溶形成的岩性圈闭，提出威北—资阳、高石梯—龙女寺、荣昌—大足以及川西区南部等４ 个现实的有利勘探区块。图５ 表１ 参７（

塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥地区前震旦纪基底岩浆岩特征与锆石U-Pb年龄研究

对塔里木盆地北部三道桥地区前震旦纪基底的岩浆岩进行岩石学分析及时代限定研究。研究区前震旦纪基底的岩浆岩主要由钾长花岗岩、石英二长岩及角闪二辉岩组成。钾长花岗岩局部受断裂影响,发生碎裂化作用,形成碎裂化钾长花岗岩。通过对Qg2、Qg3、S53及Qg4井4口钻井的4个岩心样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,获得钾长花岗岩、石英二长岩及碎裂钾长花岗岩年龄分别为1846±1Ma、1791±1Ma、1824±2Ma,代表了古元古代岩浆岩的变质年龄;角闪二辉岩年龄为879±4Ma,代表了中新元古代火山侵入年龄。说明塔里木盆地沙雅隆起北部存在前震旦纪古老基底,这些结果也为塔里木克拉通的前寒武纪构造演化提供了新的限定。

赣东北前震旦纪陆内叠加褶皱

江南古陆与华夏古陆拼接带北西侧前震旦纪地层中存在着近东西向褶皱叠加在早期近南北向褶皱上的现象,这是怀玉地块向西拼贴、华夏古陆向北西碰撞拼接过程中构造应力向陆内传递时形成的构造变形系统。叠加褶皱与拼接带具有成生联系,且各自代表了不同构造部位的变形特点。这一构造系统形成于前震旦纪,可能与格林威尔(Grenville)造山运动相当。

贵州松桃锰矿沉积有机质特征研究

松桃锰矿矿石氯仿沥青“Ａ”、饱和烃和芳烃含量高，非烃含量低，围岩泥岩则与此相反。正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾烷和萜烷等生物标志物的特征表明，贵州震旦松桃锰矿热水沉积体系中微生物主要为藻类生物和细菌类微生物，其生存环境为水温达１７０℃～１９５℃。

塔里木盆地震旦—泥盆纪古海平面变化再造及形成机理分析

根据对塔里木盆地露头剖面的层序地层学研究，建立了震旦—泥盆纪古海平面变化曲线。详细分析了氧同位素记录与海平面变化之间的关系，得出了：氧同位素值的增大、减小反映着古海平面的下降、上升的变化的结论。用氧同位素分析结果验证了根据层序地层分析所建立的海平面变化曲线的正确性。并利用氧同位素分析结果定量计算了古海平面的变化幅度。最后阐述了古海平面变化的形成机理。

贵州南华纪—震旦纪沉积大地构造及其对沉积矿产的控制作用

新元古代早期(>820 720 Ma),华南由扬子地块、华夏地块和江南造山带3个构造单元组成。新元古代晚期,南华纪-震旦纪(720 541 Ma)沿新元古代早期的江南造山带发育一裂谷盆地-南华裂谷,贵州东部是南华裂谷的重要组成部分。传统认为黔东地区该裂谷盆地为北北东向,越来越多的证据证明该裂谷盆地为北东东向。黔东地区南华纪裂谷盆地具有典型的地堑、地垒结构,并控制着"大塘坡式"锰矿的分布。震旦纪之后,裂谷盆地处于沉降阶段,沉降中心向南迁移到凯里-玉屏一线。震旦纪时期,扬子地块和南华裂谷存在明显的滨浅海磷矿-碳酸盐岩和深水泥质岩-硅质岩的沉积分异。扬子地块和南华裂谷控制着扬子地块震旦系陡山沱组磷矿和南华裂谷老堡组重晶石等沉积矿产的分布。富磷矿位于松桃-贵阳同沉积断裂以北的扬子地块南缘,重晶石矿发育于裂谷盆地强烈沉降区的天柱-岑巩一带。

资阳地区震旦系裂缝特征及控制因素初探

资阳地区震旦系气藏位于四川盆地西南部，储层以白云岩为主．基岩具低孔、低渗特征，次生发育的孔洞、裂缝构成了有效储层的基础。裂缝类型有构造张性缝、早期剪切维、晚期剪切缝、层间剪切缝、构造溶蚀缝（洞）和非构造缝等，具多种成因类型。根据裂缝中的充填物特征、充填如期次和成分的不同，可以判定裂缝具多期次的特点，裂缝的走向有ＮＥ－ＳＷ向和ＮＷ－ＳＥ向，其主要的方向为ＮＥ－ＳＷ向。根据岩心观察和测井解释，表明裂缝在纵向上主要发育于震旦系灯二段上部和灯三段，裂缝发育的主要岩性为粒屑云岩、叠层云告、晶粒云岩等。根据构造的数理统计分析，表明裂缝主要分布于小断层及伴生鼻状褶皱附近，受正向构造曲率值大小的控制。同时，由于资阳地区区域构造背景为单斜层，构造倾角仅２°～３°，因此现代区域应力场对裂缝也具重要的控制作用。

四川盆地北部上震旦统灯影组四段储层特征及其控制因素

对于四川盆地北部(以下简称川北地区)上震旦统灯影组四段储层特征和发育规律的研究大多数都基于全盆地灯影组沉积模式再结合区域地质背景加以推测,且在储层发育规律及控制因素方面尚未达成共识。为了给川北地区的油气勘探提供支持,利用岩心、常规及铸体薄片、物性、压汞等资料,研究了该区灯四段储层的特征及分布规律,分析了灯四段储层发育的主控因素及模式,并与川中地区进行了对比。研究结果表明:①川北地区灯四段储层岩石类型主要为藻凝块云岩、藻叠层云岩、藻屑云岩与砂屑云岩,储集空间主要为藻格架孔和粒内溶孔,储层类型包括丘核相孔洞型储层、丘坪相裂缝—孔隙型储层和浅滩相孔隙型储层;②储层主要发育在灯四段各亚段的中上部,一亚段以浅滩相孔隙型储层为主,二亚段以丘核相孔洞型储层和丘坪相裂缝—孔隙型储层为主;③灯四段储层主要受控于沉积相和成岩作用,丘核、颗粒滩和丘坪微相有利于储层的发育,岩溶作用和重结晶作用有利于孔隙的形成,早成岩期岩溶作用是丘滩相储层孔隙大规模增加的关键因素;④灯四段储层的形成与演化可划分为沉积—同生—准同生期原生孔隙形成、浅埋藏期原始孔隙减少、早成岩期次生孔隙大规模形成、中—深埋藏期次生孔隙调整等4个阶段;⑤对比川北地区与川中地区的灯四段储层,二者具有相似性但控制因素不同,前者为相控储层,而后者则受控于沉积相与岩溶作用。结论认为,阆中—元坝—广元—胡家坝一带为川北地区灯四段储层发育最有利区,南江—巴中一带为较有利区。

三峡地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素特征

本文对三峡地区秭归庙河陡山沱组第一段至第三段、宜昌棺材崖陡山沱组第三段上部至灯影组底部以及四溪灯影组石板滩段和白马沱段碳酸盐岩碳氧同位素组成特点的研究结果表明,三峡地区震旦系碳同位素组成与全球新元古代广布的后Marinoan冰期地层δ^(13)C的分布模式基本一致。本文还讨论了地层中碳同位素组成与生物演化和地层层序发展的关系,指出陡山沱组一段白云岩中δ^(13)C的负异常可以作为震旦系底界划分的标志,最晚Varanger冰期在三峡地区由陡山沱组三段上部出现的三级层序界面所替代,震旦系内部陡山沱组一段和三段可能形成于Marinoan冰期之后,伊迪卡拉生物分异发展之前,而陡山沱组四段及上覆灯影峡组则大致与国外伊迪卡拉期地层对比。

中国早震旦世沉积建造及盆地格局

本文根据作者提出的沉积建造(sediment-suite)新概念和分析原理,对我国早震旦世沉积建造类型进行了划分;讨论了各类沉积建造形成的板块构造背景条件;并且首次编制了中国早震旦世沉积建造图和盆地类型图。 建造分析表明,早震旦世南方和北方两大古板块具有明显不同的发育特点:上扬子古陆及四周边缘处于断裂活动发育期,形成典型复陆屑建造和火山复陆屑建造;其东南缘(华东南地区)发育有岛弧系活动边缘盆地的建造类型:细碧角斑岩建造、硅质页岩建造、杂陆屑建造、火山复理石建造;其北缘(秦岭地区)有一个活动边缘——原始大洋的发展过程,形成陆源复理石建造、碳酸盐复理石建造以及类似于洋中脊的微晶碳酸盐建造。 早震旦世的北方大陆板块显示完全不同的沉积建造发育进程。除了新疆、祁连、内蒙地区有活动型沉积违造类型外,在广阔的东部、东南及南部边缘均深持稳定克拉通盆地的沉积建造发育特征。

川中安平店-高石梯构造震旦系灯影组流体充注特征及油气成藏过程

川中地区震旦系灯影组储层时代老、埋藏深,经历了多期构造运动和成藏历史。岩芯观察和显微薄片观察结果表明,震旦系灯影组储层经历了六期流体充注,分别是第一世代沥青→第二世代白云石→第三世代粗晶-巨晶白云石→第四世代粗晶-巨晶白云石→第五世代沥青→第六世代方解石/石英,每期矿物中对应的流体包裹体特征记录了震旦系从早期形成的古油藏被破坏→古油气藏再形成→油裂解气和古气藏形成→水溶气形成→现今气藏形成的成藏事件和完整的成藏过程。第二世代-第四世代矿物形成于深埋过程中,是古油气藏形成期的产物,矿物的Sr、C、O稳定同位素表明向震旦系灯影组充注的流体主要是外源流体,具有从深部向浅部流动运移的特征;第六世代矿物所记录的水溶气的形成,也是震旦系最重要的成藏事件;现今的震旦系灯影组气藏主要是晚白垩世以来的构造隆升导致的水溶气脱溶聚集以及油气藏调整和改造的结果。

塔里木盆地震旦纪地层—构造特征

通过塔里木盆地盆缘露头区震旦系和盆内钻井岩心震旦系的对比,辅以全盆地42条地震大剖面以及多块三维地震资料和盆内各构造区块的二维地震资料解释成果,探讨了盆内震旦系岩性特征、分布范围以及构造样式,同时结合大地构造背景恢复震旦纪早期原型盆地及构造格局。塔里木盆地震旦系主要分布在盆地北部,向中央隆起带尖灭;盆地西南缘构造活动强烈,震旦系可能遭受抬升剥蚀;发育伸展—挤压构造旋回,具有南北分区的构造特征;发育地堑型、伸展断陷型、多米诺型和反转型4种构造样式。盆地北部由大陆裂谷转变为克拉通内坳陷,形成板内坳陷,为震旦系主要的沉积中心。

加里东古隆起震旦—寒武系成藏条件

通过对烃源条件的研究，认为四川盆地加里东古隆起下古生界震旦系气藏的天然气具有烃类组成差别小、非烃组成差别大、甲烷碳同位素值差别大的特征。储层沥青和烃源岩中生物标志化合物如正构烷烃、三环萜烷、五环三萜烷、１０—脱甲基藿烷和甲基藿烷等，均具有较高的一致性，确证了震旦系的油气主要来自下寒武统筇竹寺组的泥质岩。烃源岩厚度大、丰度高、类型好、生烃强度大、供烃时间长，可以为古隆起带大中型圈闭提供充足的天然气。震旦—寒武系的储层以古岩溶型为特征，古岩溶作用强烈，存在着两种类型的古岩溶发育模式、八种次生孔隙、三种洞穴及五种裂缝。储层基质具有低孔低渗特点，储集类型主要是裂缝—孔洞型，储层在纵横向上的分布较稳定。古隆起天然气具有早、晚期聚集的特征，其成藏也可划分成早期成藏和晚期成藏两种类型。综合分析认为，古隆起天然气成藏需要具备“三高一强一联系”的控制因素：“三高”是指圈闭的高封存能力、较高的构造部位、较高的圈闭隆起幅度；“一强”是指圈闭要有较强的构造形变程度；“一联系”是指现今圈闭与早期形成的古油气藏具有密切联系。

高石梯—磨溪地区灯影组、龙王庙组天然气气源分析

为弄清四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组、下寒武统龙王庙组天然气的成因,在地质背景研究的基础上,通过对51个天然气样品的地球化学分析,认为该区灯影组和龙王庙组的天然气组分较之威远、资阳构造,具有甲烷含量略高、普遍含微量乙烷、非烃含量略低的特点,属于过成熟油和沥青裂解干气;灯影组天然气的甲烷碳同位素值(δ13 C1)介于-32.43‰^-34.59‰,乙烷碳同位素值(δ13 C2)介于-24.86‰^-28.02‰,龙王庙组天然气的δ13 C1介于-33.36‰^-36.72‰,δ13 C2介于-30.27‰^-32.51‰,二者天然气中的δ13 C1基本一致,但灯影组天然气的δ13 C2明显重于龙王庙组,这是过成熟原油裂解气与沥青裂解气混合所造成的结果。结合26块岩心样品的地球化学分析结果,确定了天然气的气源和成因:灯影组和龙王庙组天然气均为有机成因,其中龙王庙组天然气气源来自下伏下寒武统筇竹寺组页岩;灯影组天然气为混源气,其气源既来自筇竹寺组烃源岩和灯三段黑色泥岩,也有灯四段孔洞、裂缝中沥青裂解气的贡献。

苏、皖北部震旦纪叠层石及其沉积环境学意义

根据苏、皖北部震旦纪叠层石的外形、大小、颜色及纹层特征,结合其它沉积构造特征,探讨水体能量、光照及沉积作用等环境因素对叠层石生长的影响,以此找出叠层石上具有指相意义的某些生态学特征。目前发现,大型层状、层柱状叠层石往往与浅水低能沉积物共生;分叉不发育的大、中型柱状叠层石则与具周期性变化的浅水高能沉积物共生;分叉发育的柱状叠层石与变化不定的浅水高能沉积物共生;平行分叉的小型柱状叠层石则与中-次中等能量沉积物共生。值得注意的是,环境的变化使一些叠层石形态也随之变异,形成一系列过渡类型,引起分类上的混淆。叠层石纹层表面积与水深往往成反比梯变,这也许与藻席受光照的充足程度有关。叠层石及其围岩的原生色也可作为了解当时水体化学性质及生物对矿物的富集作用的线索。