HIGH-RESOLUTION SEQUENCE DIVISION AND TRANSGRESSIVE EVENTS COAL FORMATIONIN SOUTHEASTERN NORTH CHINA EPICONTINENTAL BASIN

The sea level changes in the Paleozoic epicontinental basin were of high frequency and the transgressive events were episodic.This kind of sea level changes controlled both the basin filling and the coal accumulation within the basin.Coal accumulation in the transgressive process is one of the typical features of the North China epicontinental basin.High resolution sequence analysis to the Permo carboniferous coal series based on the core observation indicates that the epicontintental coal bearing succession can be divided into 1 tectonic sequence (the original type of basin filling), 3 supersequences, 12 third order sequences and about 48 parasequences.The third order sequences are of dual configuration sequences that are composed of transgressive systems tract in the lower part and highstand systems tract in the upper part.The transgressive systems tracts are relatively thin in thickness and have fewer parasequences (commonly 1 to 2), while the highstand systems tracts are thick, generally consist of several parasequences.

鄂尔多斯盆地晚古生代含煤地层层序地层与海侵成煤特点

层序划分的关键是层序界面的确定,无论是高级别的层序还是层序内部单元,都是以关键沉积或地层等时界面为边界的。由于海侵或者大规模水进水退导致的区域侵蚀面、事件性沉积在陆表海盆地充填中比较发育,因此,大面积水域扩张和退缩导致的大面积水流冲刷界面、沉积体系的大规模转换界面、盆地转折时期大面积的水流冲刷和河流复活形成的下切谷充填界面等都是层序划分的重要界面。煤层的形成是一个特殊的沉积事件,它可能是一个事件的结束,也可能是一个沉积事件的开始,因此也可能是划分层序的重要依据。将本溪组至下石盒子组划分出9个三级层序,4个二级层序。陆表海盆地三级层序为海侵体系域高位体系域二个单元组成;盆地转换期的沉积充填层序,以及陆相盆地三级层序均为低位、水侵和高位体系域三元结构层序。海侵成煤和事件成煤是鄂尔多斯盆地晚古生代煤聚积的基本特色。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组沉积层序及其对储层发育的控制作用

通过对鄂尔多斯盆地中东部地区奥陶纪马家沟期沉积及岩相古地理分析,首次系统厘定了马家沟组三级及四级层序地层格架,将马家沟组划分为3个三级层序及11个四级层序。重点针对产气层马五段开展了四级层序的岩相古地理演化研究,进而全面剖析了沉积层序对马五段白云岩储层空间展布的控制作用:(1)海平面升降加上中央古隆起的隔挡作用,造成了白云岩化作用的差异,海退期为蒸发浓缩环境下的准同生白云岩化作用,海侵期为混合水白云岩化作用;(2)白云岩化作用的差异导致了储层类型在纵向上的旋回性分布,海退期主要发育膏溶孔型白云岩储层,海侵期主要发育晶间孔型白云岩储层;(3)层序内部储层平面分布受沉积相控制,海退沉积半旋回中,潮间含膏云坪为有利沉积微相;海侵沉积半旋回中,潮间藻屑滩为有利沉积微相。

鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组层序-古地理及聚煤规律

依据钻孔岩芯及测井曲线资料对鄂尔多斯盆地东部晚三叠世瓦窑堡组沉积相、聚煤模式、层序地层格架、岩相古地理进行研究,提出该区聚煤规律。瓦窑堡组依据岩性共分为五段,其中底部的第1段和顶部的第5段以泥岩、粉砂岩为主,第2段、第3段、第4段下部以砂岩为主,上部以泥岩、粉砂岩为主。根据瓦窑堡组顶部区域不整合面、第1段、第3段以及第4段底部河流下切谷冲刷面、瓦窑堡组底部与其下伏地层间地层颜色及岩性突变面等层序界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序,其中层序I对应瓦窑堡组一段和二段,层序Ⅱ对应瓦窑堡组三段,层序Ⅲ对应瓦窑堡组四段和五段。通过统计各个三级层序内的岩性数据,绘制地层厚度、砂泥比、煤层厚度等值线图,以三级层序为作图单元,恢复各层序的古地理格局,主要的古地理单元为河流、三角洲和湖泊,物源位于研究区东北部。层序Ⅲ的聚煤作用明显优于层序Ⅰ和层序Ⅱ,最有利于成煤环境为三角洲平原分流间湾,聚煤中心大致位于石湾镇—玉家湾镇—安塞县一带。

煤系地层中储层基本特征与优质储层的形成与分布

通过对鄂尔多斯盆地和四川盆地煤系地层中发育的优质储层分布规律研究,发现优质储层主要受层序界面、有利沉积相带、有机酸性水的溶蚀作用等因素控制。一般来说,优质储层主要分布在三级层序的中下部、三角洲平原或前缘多期分流河道叠置的部位。它们在有机酸性水大量形成时期保留了较多的原生孔隙,酸性水容易进入并溶解其中易溶的碎屑颗粒,产生大量次生溶蚀孔隙,从而形成相对优质的有效储集层。因此,优质储层纵向上与不整合面或层序界面密切相关;平面上受沉积有利相带或断裂带的控制。

鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组层序地层及聚煤特征研究

利用钻孔岩心数据等资料及层序地层学的有关理论、方法,对鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组进行了层序地层学和聚煤作用的研究。识别出区域不整合面、河流下切谷、地层颜色、岩性突变界面等4个层序界面,并划分出了3个三级层序及相应的低位、湖侵及高位体系域。从时间上看含煤性以层序3最好,层序2次之,层序1较差,煤层主要形成于三级层序的湖侵体系域,其次为高位体系域,厚煤层(5煤层)主要发育于三级层序最大湖泛面附近。综合研究区沉积环境、层序地层、岩相古地理等研究成果,得出了主要煤层(5煤层)形成于湖侵过程中湖湾沼泽、三角洲平原间湾沼泽和曲流河泛滥平原沼泽的结论。

鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序——古地理与聚煤规律

为研究鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序地层格架下的沉积演化与聚煤规律,利用野外露头、钻孔以及测井资料,识别出瓦窑堡组共发育5种岩石类型及17种岩相类型。以区域不整合面、地层颜色突变面和河道下切谷冲刷面等层序地层界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序SQ1、SQ2和SQ3,确定了每个层序的沉积范围、岩相组合及沉积体系。采用单因素作图法,综合考虑沉积相等多因素确定沉积单元边界,恢复了三级层序的沉积格局。瓦窑堡期沉积单元主要为曲流河、冲积平原沉积、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊,自SQ1期至SQ3期,冲积平原、三角洲沉积逐步向湖域推进,滨—浅湖范围逐渐萎缩。三角洲平原的发育为聚煤作用提供了有利场所,形成了具有一定工业价值的煤层。从SQ1期到SQ3期,聚煤作用主要发生于湖侵体系域,且随着聚煤作用逐渐增强,泥炭堆积速率与可容空间增加速率逐渐达到平衡,煤层总厚度和单层煤层最大厚度逐渐增大。该研究成果可为鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组煤炭资源潜力预测和富油煤形成机理研究提供地质依据。