鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区山西组一段海相、过渡相沉积标志研究及环境演化分析

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区在上石炭统太原组到下二叠统山西组沉积过程中经历了潮坪、泻湖—海陆过渡三角洲演化过程。在这一演化过程中山西组一段沉积环境前人研究后得出了不同的结论,有的认为属于陆相湖泊三角洲沉积,有的认为是海陆过渡三角洲沉积,还有的认为是湖泊三角洲,但受到间歇性海侵影响。在前人大量研究基础上,通过详细的岩心观察和岩石学特征的分析,在山西组一段发现了代表海相或海陆过渡环境沉积的典型特征,分别为①成分成熟度和结构成熟度均高的石英砂岩、②泥晶菱铁矿岩、③海百合、有孔虫骨屑泥岩、④铝土矿质泥岩和⑤粉晶白云岩。上述海相环境标志的存在,充分说明塔巴庙地区山西组一段沉积期为海相或海陆过渡沉积环境。在上述基础上讨论了山西组一段沉积环境的时空演化特点。

高密度电法和地质雷达在岩溶地区铁道路基探测中的应用

高密度电法和地质雷达探测,在岩溶地区的工程勘察和灾害地质调查过程中,应用范围非常广泛。在岩溶地区的铁道路基探测中,应用高密度电法和地质雷达探测相结合,能提高探测结果的可靠性和准确性。通过运用这两种方法的基本原理及野外施工方法,查明铁道路基及隧道底部的岩溶发育情况,验证出这两种方法在实际探测中的应用效果良好,为铁道的后期施工提供了安全保障。

碳酸盐成岩作用研究现状与前瞻

碳酸盐成岩作用是沉积学最为活跃的领域之一,与之有关的研究成果会直接影响人们对碳酸盐油气储层形成机制和层控矿床形成机制的理解。近年来,碳酸盐成岩作用在多个领域取得了令人瞩目的研究成果,主要包括以下几个方面:(1)实验室沉淀白云石获得成功:人们模拟海水(泻湖)条件下的细菌硫酸盐还原环境,在常温下沉淀出具有序反射的白云石。(2)热液白云化作为新的主流模式成为关注的热点:人们已认识到热液白云岩储层、沉积-喷流型铅锌矿床和Mississippi河谷型铅锌矿床具有共同的形成机制,它们均受构造(伸展、走滑构造)和热流体流动的强烈控制。(3)深埋藏条件下封闭系统的白云化作用受到关注:一些对油气储集空间和层控矿床有较大意义的白云化作用主要是在相对封闭条件下发生的,在对岩石储集空间的变化的贡献上以及在相应的地球化学指标上不同于开放条件下的白云化作用。(4)混合水白云化模式受到质疑:人们重新研究了作为混合水白云化典型地点的美国威斯康星弧碳酸盐的成岩作用,根据流体包裹体分析、阴极发光分析、偏光显微镜观察及稳定同位素分析等方法并结合有机物成熟度的数据,得出威斯康星弧与白云化有关的水-岩相互作用是由与温度升高有关的浓卤水导致的,白云化作用是热水成岩作用的结果。(5)淡水环境的成岩机制受到挑战:新近研究证明,大范围的低位体系域中可以没有具化学活性的淡水透镜体,海水环境同样可以产生成熟的石灰岩,细菌硫酸盐还原作用可以引起海水对碳酸盐的不饱和。(6)锶同位素在海相碳酸盐研究中的广泛应用:由于锶同位素不像氧、碳同位素那样因温度、压力和微生物作用而分馏,矿物可直接反映流体的同位素组成,地质历史中海水锶同位素组成也具有独特的长期变化趋势,这使得海相碳酸盐的锶同位素组成在沉积期后流体示踪中得到广泛应用。(7)硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响受到重视:如BSR和TSR可减小SO42-对白云石沉淀(或白云化)的动力学屏障,其产物H2S和CO2可在不同条件下对碳酸盐储层产生影响,BSR和TSR可提高成岩流体锶含量,甚至在形成天青石矿床中也具极大的潜在价值。

中上扬子地区海相油气勘探前景

随着研究的深入和勘探力度的加大,中上扬子地区海相碳酸盐岩油气勘探的优势日显突出。在建立区域层序地层格架的基础上,指出区域性主力烃源岩层主要是上震旦统陡山沱组(Z2ds)(SS1-TST),-C1下部(SS3-TST),上奥陶统五峰组(O3w)及S1下部(SS7-LST,TST),中二叠统栖霞组(P2q)(SS12-TST),P3(SS13-TST),除O3w产于SS7-LST,其余主力烃源岩均形成于超层序的海侵体系域;区域性主力储集层主要包括上震旦统灯影组(Z2d)(SS2-HST),-C2,-C3(SS4-HST),C2(SS11-HST),中二叠统茅口组(P2m)(SS12-HST),上二叠统长兴组(P3ch)-T1,T2(SS13-TST,HST),通常与超层序的高水位期相一致;区域盖层的分布与区域烃源层的分布基本一致,但要比区域性烃源岩的类型丰富,其发育和分布主要形成于二级全球海平面快速上升时期。最后指出礁滩相灰岩—白云化或白云岩—古岩溶为最有利储层,古隆起+后期构造—岩性地层复合圈闭为最有利部位,川东北—鄂西地区(两边一台)及川东南—黔中—鄂西南地区(一边一台)为勘探目标优选区,川东南—黔北、鄂西—渝东地区下组合较有希望取得突破。

四川盆地东北部晚二叠世-早三叠世白云岩与同期海水锶同位素组成的对比研究

在四川盆地东北部14条野外剖面和地下钻井的二叠系长兴组、三叠系飞仙关组和嘉陵江组石灰岩和白云岩岩石学研究的基础上,对其中189个不同类型的碳酸盐样品(包括代表海水的石灰岩样品和在不同成岩阶段形成的各种白云岩样品)进行了锶同位素组成和相应的MgO、CaO和Mn、Sr元素分析,获得了系统的晚二叠-早三叠世海水的锶同位素组成数据并建立了相应演化曲线。在此基础上,对不同地层组/段和不同类型白云岩的锶同位素组成与同期海水锶同位素组成进行了对照研究,取得了如下主要认识:(1)川东北晚二叠-早三叠世白云岩的锶同位素组成与同期海水具有类似的演化趋势,结合白云岩的低锰、高锶特征,说明白云化流体与海水存在显著的亲缘关系,与铝硅酸盐地层无关;(2)白云岩的锶同位素组成与同期海水存在差别,各地层组/段白云岩的87Sr/86Sr比值都不同程度地高于同期海水,但从下往上,即从长兴组、飞2+3段、嘉2段到嘉4段,这种差值逐渐缩小,嘉4段白云岩的锶同位素组成已和同期海水基本一致;(3)川东北长兴组、飞2+3段白云岩形成的时间显著晚于同层石灰岩,白云化流体为时间上更晚的海源流体,但嘉2、嘉4段白云岩的形成时间仅略晚于同层石灰岩,白云化流体来源于非常近同期的蒸发浓缩的高Mg/Ca比值海水,一些嘉4段的白云岩的白云化流体就是同期海水,因而这些白云岩是同生或准同生的;(4)如果把白云化的时间看作白云岩的形成时间,则违背地层叠置原理是川东北长兴组和飞仙关组结晶白云岩的主要特征之一,其形成机制可用非同期海源流体的隐伏回流-对流模式来解释,嘉陵江组白云岩形成机制可用活跃回流-萨布哈模式来解释。白云岩和代表同期海水的石灰岩锶同位素组成的对比为解决白云化流体与海水之间的时间关系提供一种新的研究途径。

鄂尔多斯盆地北部晚古生代沉积充填与兴蒙造山带“软碰撞”的耦合

鄂尔多斯盆地上古生界因大面积富砂成藏而越来越受关注。通过研究沉积充填特征、砂岩碎屑组分、火山沉积物与造山带的关系,认为晚古生代鄂尔多斯盆地北部与兴蒙造山带组成了一个不可分割的盆-山系统。6个超层序的沉积体系展布和层序结构反映了陆表海向陆内坳陷盆地的转化,砂岩组分的Dickinson投点图表明盆地充填物来自北缘再旋回造山带,多期次的火山沉积物暗示盆-山耦合过程中幔/壳圈层间的物质循环与调整。分析表明:晚石炭世—二叠纪初充填的小型河流-三角洲系统是拼合过程中古地体缓冲、间歇性裂谷作用和低幅隆升的结果;二叠纪发育的几期大型浅水河流-三角洲系统与造山带的碰撞加强和旋回性隆升相耦合。兴蒙造山带漫长复杂的俯冲碰撞造山过程充分体现了我国盆-山系统演化过程中小陆块拼合、软弱碰撞、多旋回缝合和陆内构造活动强烈的特点,是鄂尔多斯上古生界克拉通坳陷盆地大型缓坡地貌形成和大面积富砂成藏的关键因素。

鄂尔多斯盆地三叠系延长组层序地层格架与油气勘探

通过露头剖面、钻井岩心、录井剖面、测井曲线及微量元素等多种资料的综合分析,在识别出5种不同成因类型层序界面的基础上,将上三叠统延长组划分为区域上分布稳定的4个长期基准面旋回(LSC1、LSC2、LSC3、LSC4)。在此基础上详细讨论了层序与生储盖组合的关系,指出生储盖组合特征与长期基准面旋回最为密切,有利储层发育位置主要出现在基准面旋回上升半旋回的早中期以及下降半旋回的中晚期,基准面升降转换位置发育的湖相泥、页岩为良好的烃源岩及盖层。

塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组沉积体系及沉积模式

通过对塔里木盆地众多野外剖面详细观测及钻井岩心的详细观察,研究区下志留统塔塔埃尔塔格组主要沉积一套以砂、泥岩为主的碎屑岩,根据岩性特征、生物标志和地球物理特征,将塔里木盆地塔塔埃尔塔格组划分为滨岸和陆棚沉积体系,滨岸沉积体系进一步划分为无障壁海岸和有障壁潮坪沉积,陆棚沉积体系以浅水陆棚沉积为特征,并就各微相的岩石类型、粒度分布和沉积构造特征进行了详细的研究。在此基础上,分析了塔塔埃尔塔格沉积期的平面展布特征,总体格局为南北向分带,东西向展布为特征。同时建立了塔里木盆地塔塔埃尔塔格组滨岸、潮坪和滨岸-潮坪的沉积模式,在研究区以滨岸-潮坪的沉积模式为主。

贺兰拗拉槽胡基台地区中奥陶统樱桃沟组深海重力流沉积特征

结合国际上深海沉积研究最新动态,分析了鄂尔多斯盆地西侧胡基台地区中奥陶统樱桃沟组野外剖面。认为该地层块状内部无层理砂岩为砂质碎屑流沉积而不是前人认为的浊流沉积。研究区发育有垮塌沉积、颗粒流沉积、砂质碎屑流沉积、浊流沉积等重力流沉积。该区樱桃沟组重力流沉积类型的总体分布特征是:下部发育钙屑浊流与大规模灰岩垮塌沉积,见砂质碎屑流沉积;中部主要发育陆源碎屑浊流沉积,但在其下部有较为发育的颗粒流沉积;上部发育陆源碎屑浊流沉积。其中垮塌沉积和颗粒流沉积作为对古构造的沉积响应,反映了樱桃沟期该地区的古构造地形为陡坡。

四川盆地通南巴构造飞三段储层研究

利用测井、岩心以及薄片等资料,对川东北地区通南巴构造带飞仙关组第三段(简称飞三段)储层的基本特征和控制储层发育的主要因素等进行了研究。研究表明飞三段储层为鲕粒灰岩,储集空间以铸模孔、粒内溶孔和晶间溶孔为主。飞三段整体是致密的,但储层段仍有较高的孔隙度,由于裂缝的存在从而提高了储层段岩石的渗透率。由测井曲线特征分析可知,鲡粒灰岩储层具有相对低的自然伽马、低密度、低速度和相对高的电阻率。储层的发育主要受控于沉积作用、成岩作用及破裂作用等因素。通南巴飞三段储层分为四类,河坝1井飞三段储层属于Ⅰ类和Ⅱ类储层。

鄂尔多斯盆地西北部上古生界流体包裹体特征及其与油气演化的关系

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩成岩作用研究的基础上,对上述岩石流体包裹体进行了初步研究。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体,其组成和物理化学性质不同,这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志。通过包裹体测温资料、成岩矿物期次以及均一化温度、冰点温度、盐度和密度等分析,对流体包裹体在鄂尔多斯盆地西北部油气田形成、演化中的应用作了初步探讨。

塔里木盆地志留-泥盆纪岩相古地理及时空演化特征研究

近年来塔里木盆地志留—泥盆系油气勘探的发现,使其研究重新受到重视,但仍存在一些制约志留—泥盆系勘探的基础地质问题需要深入研究。通过对塔里木盆地周缘野外剖面、盆内钻井、岩芯详细的分析,在地层划分、对比的基础上,结合地震相研究成果,将塔里木盆地泥盆—志留系划分为3个沉积体系组(分别为陆相、海陆过渡和海洋沉积体系组),进一步识别出8个沉积体系。在上述沉积相研究基础上,结合测井相、地震相的识别,对塔里木盆地志留—泥盆系岩相古地理特征及时空演化进行了详细研究,研究表明在志留—泥盆纪沉积演化过程中,岩相古地理分布特征在各个时期存在差异性,但在整个古地理演化过程中,又具有继承性。具体表现为:整个志留纪以陆棚、滨岸、潮坪沉积为主,沉积相带总体表现为南北向分带、东西向展布的格局;晚志留世—泥盆纪总体为滨海—潮坪环境,沉积相带较前期局限;晚泥盆世晚期为滨岸—潮坪环境,沉积区进一步缩小。这一系列研究成果的取得,将会为储层分布规律研究和油气预测提供基础地质资料。

板桥-北大港地区沙河街组沙三段近岸水下扇沉积微相特征

根据岩芯、录井、测井资料,将板桥北-大港地区沙三段近岸水下扇划分为3个亚相和6个微相:扇根亚相(包括主水道、主水道侧缘),扇中亚相(包括辫状水道、水道间和前缘)以及扇端亚相(扇端泥)。探讨了其砂体平面形态展布特征、并且恢复了本地区近岸水下扇的沉积模式。

鄂尔多斯盆地北部上古生界盒8储层特征及控制因素分析

通过研究区内大量铸体薄片及物性资料的分析,对鄂尔多斯盆地北部盒8气层组储层的岩石学特征、孔渗特征、孔隙结构及孔隙类型等进行深入研究,分析了影响储层储集性能的主要因素。研究表明,以辫状河沉积为主的盒8储集层具成分成熟度高而结构成熟度中等的岩石学特点,储层以次生溶孔和高岭石晶间孔最为发育,微孔—中孔是主要的油气储集空间,微喉和细喉是盒8的基本渗流通道,为典型的中低孔、特低渗储层。平面上储层物性受物源、沉积相带的控制,垂向上压实和胶结作用使储层物性明显变差,溶蚀作用产生的次生孔隙使储层物性得到改善。

四川盆地宣汉渡口和重庆北碚下三叠统海相碳酸盐碳同位素组成与演化

早三叠世海水的碳同位素组成与演化是二叠纪—三叠纪生物群体灭绝事件之后全球生态萧条与重建时期地球碳循环的重要记录,为地学界长期高度关注。文中测试了四川盆地宣汉渡口和重庆北碚下三叠统及相邻地层258个海相碳酸盐样品的碳、氧同位素组成,以便探讨早三叠世海水的碳同位素组成与演化。这些样品对海水碳同位素组成具有不同的保存性,飞仙关组及嘉陵江组第一、三段保存较好,而嘉陵江组第二、四段保存较差。基于氧同位素可以更为敏感地反映海相碳酸盐成岩蚀变性的原理,在碳、氧同位素相关性分析的基础上,以δ18O<-7.5‰为剔除标准,筛选出近200个有效数据建立了碳同位素演化曲线,该曲线与前人在贵州建立的同期曲线具有很好的可对比性。曲线显示出海水碳同位素组成的巨大波动,变化幅度达8.55‰,包括2个完整的上升—下降旋回,第1个旋回由飞仙关组和嘉陵江组第一段组成,第2个旋回由嘉陵江组第二段、第三段和部分第四段组成,同时还包括若干短周期的次级旋回。利用曲线形态与前人建立的同期曲线进行了岩石地层与年代地层单位的对比,飞仙关组可大致与Induan阶对应,嘉一段可大致与Smithian亚阶对应,嘉二段、嘉三段和嘉四段下部可大致Spathian亚阶对应;绿豆岩作为下—中三叠统界线其位置可能偏高,下—中三叠统界线应该位于绿豆岩之下的嘉四段内部。早三叠世海水碳同位素组成高频率大幅度的波动指示了生物大灭绝后环境的不稳定性,其中菌藻类等微生物灾后过度繁盛,可能导致了有机碳在短时间内的快速埋藏和海水碳同位素的正漂移;而碳同位素大规模的负漂移可能与甲烷水合物释放带来的轻碳有关。研究认为,白云岩所在的地层段往往具有更高的δ13C值,这可能说明微生物活动、白云岩形成和海水δ13C值升高之间的有机联系。下三叠统的白云岩、尤其是嘉二段和嘉四段的白云岩可能是微生物成因的,嘉陵江组有机碳的生产和埋藏可能主要是与白云岩形成有关的微生物的贡献,具最高δ13C值的嘉二段的烃类在一定程度上可能具有自生自储的特点。

川东茅口组硅质岩地球化学特征及成因

川东地区中二叠统茅口组硅质岩广泛分布。通过野外剖面的详细研究和硅质岩主量、稀土和同位素的分析,认为茅口组硅质岩为沉积于台盆相中的热水硅质岩,其化学成分以SiO2为主,含量为80.09%～97.91%,富集Fe、Mn等元素,Al/(Al+Fe+Mn)平均值为0.30;REE总量平均值为8.72×10-6,δCe值为0.39～0.81,为负异常,δEu值为0.35～5.85,从Eu负异常到Eu正异常;δ30Si值为0.2‰～1.2‰,与热水来源石英较为接近;根据δ18O计算出硅质岩形成时古海水的温度为34～89℃。热水硅质岩的形成与火山活动和断裂有关,下渗的海水与岩浆热液混合,并被加温,溶解了大量SiO2等有关元素;然后以热泉形式通过断裂喷出,使附近海水中SiO2含量极大提高并沉淀。

鄂尔多斯盆地姬塬-胡尖山地区长6油层组的物源和优质储层分布

依据砂岩组分特征、石英阴极发光、重矿物组合、砂体展布方向和岩相古地理格局等对鄂尔多斯盆地姬塬-胡尖山地区长6油组的物源进行了分析,认为变质岩及酸性岩浆岩为该油组的主要母岩类型,东北、西北为两大主要物源方向并呈此消彼长的翘翘板式变化规律;在此基础上,对不同物源控制区的储层物性进行了详细分析,证明物源的分布范围、组合特征是影响该区储层发育的重要因素,而优质储层主要分布在马家山-姬塬、安边-杨井、新安边-铁边城等3个不规则的区域内。

四川盆地东部开江．梁平海槽东西两侧三叠系飞仙关组碳酸盐岩碳氧同位素组成对比及古海洋学意义

海相碳酸盐岩的碳氧同位素组成具有显著的古海洋学意义,其组成具有随时间变化的长期趋势,但不同沉积环境中古海水碳氧同位素组成的异同仍存在争议并需要进一步深入研究。本文测试了四川盆地东部开江-梁平海槽东侧孤立台地内的四川宣汉渡口剖面飞仙关组及相邻地层133件海相碳酸盐岩样品的碳氧同位素组成,对比研究了海槽西侧作为镶边陆棚沉积的华蓥/邻水仰天窝剖面对应地层样品的碳氧同位素组成。研究表明,孤立碳酸盐台地和镶边陆棚飞仙关组具有非常类似的碳同位素组成和演化趋势,并与对应时间全球海水碳同位素演化趋势一致,显示全球事件是海水碳同位素组成的主要控制因素。然而,开江-梁平海槽东侧孤立碳酸盐台地和西侧镶边陆棚飞仙关组的氧同位素组成并不完全一致,存在如下共性和个性:(1)两种台地类型飞仙关组的氧同位素组成都显示出类似的变化样式,即从二叠-三叠纪界线附近δ^(18)O的低值演化至其余时间相对稳定的氧同位素组成,曲线主体氧同位素组成也具有类似的变化幅度;(2)两种台地类型飞仙关组底部地层中都检测到氧同位素组成非常低的样品,它们可能不完全是成岩蚀变的结果,如可能与界线附近广泛的热事件有关,但仍需要数据的进一步积累以及更多剖面高分辨率年代框架内氧同位素的对比研究;(3)孤立台地内碳酸盐岩δ^(18)O显著低于镶边陆棚,差值达到1‰左右,由此换算的古海水温度差值大致在4℃左右,显示孤立台地内部具有更高的碳酸盐形成温度;(4)孤立台地存在一些氧同位素组成较正、且显著偏离演化曲线主体的样品,其高δ^(18)O值的原因除白云石-水和方解石-水具有不同的氧同位素分馏系数以外,同时还反映海槽东侧孤立台地内部飞仙关组沉积时海水具有较高的盐度。开江-梁平海槽东西两侧氧同位素组成的差别表明东侧孤立碳酸盐台地内海水比西侧镶边陆棚内具有更高的温度和盐度,海水循环更受限制,台内海水更具有白云石化作用的潜力,这不仅造成东侧台地内飞仙关组发育更多的与萨布哈模式有关的准同生白云岩,还会通过回流作用或台内热对流作用造成台地边缘滩相颗粒岩的白云石化,这使得开江-梁平海槽东侧的滩相颗粒岩更可能成为质量较好的颗粒白云岩储层。

致密砂岩储层岩石脆性评价及相关因素分析

致密砂岩脆度是致密油气藏勘探开发的关键因素之一。以龙门山前陆盆地为例,基于野外露头岩样、钻井岩心、岩石薄片、地球化学特征等地质资料,通过镜下砂岩成分鉴定和X射线衍射矿物含量分析,发现研究区砂岩岩屑含量较高,因此建立了符合区域背景的岩石脆度公式,结果表明龙门山前陆盆地致密砂岩储层脆度较高。岩石力学特征分析表明,研究区内储层岩体具有杨氏模量高、泊松比低的特点,具有较好的脆性特征和可压裂潜力。最后,进行了砂岩体地球化学特征指数和砂岩脆度的相关性分析,论证了致密砂岩成分变异指数(ICV)和化学风化指数(CIA)与岩石脆度的关系。

鄂尔多斯盆地东北部石盒子组层序充填样式及过程分析

本文根据野外露头、测井及钻井岩心等资料,研究了鄂尔多斯盆地东北部石盒子组的层序充填样式和演化规律。于陆内坳陷盆地发展阶段的高潮期以充填辫状河三角洲为特征,相对稳定期以充填曲流河三角洲为特征;陆内坳陷盆地的成熟阶段以充填网结河三角洲为特征。各时期的三角洲具有"大平原、小前缘"的特点,这为河道的形成演化和砂体富集提供了空间。提出研究区内最有利储集相带为辫状河三角洲的分流河道(A1型)、水下分流河道(A2型);曲流河三角洲的分流河道(A2型)、水下分流河道(A2型)和网结河三角洲分流河道的结点(C1型)亦是较有利储集体。总之,基准面的旋回控制的古地理面貌和层序充填规律对鄂尔多斯盆地岩性油气藏的形成具有重要意义。