辽东半岛夷平面发育特征初步探究*

夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为整体来研究是现代夷平面研究的主流。为了探讨辽东半岛夷平面的性质、形成环境等发育特征,对该地区的红色风化壳进行地球化学分析和粒度测试。辽东半岛红色风化壳主要出露于半岛东西两侧,厚度多在4 m左右,化学蚀变指数CIA平均值为82.70,ba值((Na₂O+K₂O+CaO+MgO)/Al₂O₃)平均为0.39,S/A值(SiO₂/Al₂O₃)平均为4.86,黏粒含量平均为8.31%。从分析数据可以看出,辽东半岛红色风化壳是下伏基岩原地风化的产物,推测其形成于温暖、湿润的气候条件下,与南方岩溶区红色风化壳相比具有盐基淋溶率低、富铝化程度低和黏化作用弱的发育特征。结合区域地貌特征,认为研究区红色风化壳的发育主要经历了4个阶段: (1)岩溶作用在古侵蚀基准面之上的整个岩体内进行,地貌起伏逐渐增大;(2)地貌起伏达到最大,覆盖型岩溶、灰色风化壳开始发育;(3)岩溶双层夷平面基本形成;(4)灰色风化壳的发育近乎停止,原本位于古侵蚀基准面之下的灰色风化壳在构造运动作用下全部抬升于现代侵蚀基准面之上形成红色风化壳。因此,研究区的夷平面为古夷平面,发育阶段为红土化阶段。该研究成果可为辽东半岛新近纪以来的新构造运动及海平面变化研究提供初步依据。     

岩溶夷平面演化与青藏高原隆升

文章以作者在青藏高原南部及东邻地区获得的资料为基础,就青藏高原地区夷平面的识别、整体坡降、时代以及夷平面对构造隆升的响应等问题进行讨论。区域对比与成因分析显示青藏高原石林等形态形成于土下环境,属覆盖型岩溶,而与其共存的红色风化壳(石灰土)具有脱硅富铝作用弱而粘化作用强的特征,与湿热气候条件下的夷平面环境是一致的。根据野外观察资料和岩溶作用对水动力条件的敏感性,岩溶区厚层连续的风化壳只能发育在接近地貌侵蚀基准的夷平面上。因此,厚层连续的风化壳及其壳下的覆盖型岩溶均可指示地貌发育的晚期阶段和夷平面的存在,这为利用覆盖型岩溶及共存的风化壳识别夷平面提供了理论依据。根据青藏高原东邻地区岩溶地貌发育的演化特征,作者认为在同等条件下,岩溶夷平可以在更短的时间里达到更低的夷平高度(相对常态夷平),初步估计岩溶夷平面整体坡降小于0.5‰。构造隆升使青藏高原进入不利于岩溶作用的寒冻圈,岩溶夷平面经刻蚀作用演变为刻蚀平原,而云贵高原刻蚀作用较弱,但受到“土壤丢失”等岩溶过程的破坏。这种差别主要是构造隆升幅度的不同造成的。为了解决夷平面的年代问题,作者对滇西表生锰氧化物40Ar39Ar测年适宜性作了研究,结果显示鹤庆等地表生锰矿具有较     

浅析北方红粘土对碳酸盐岩溶蚀作用的影响

北方碳酸盐岩发育的红色风化壳大都是第Ⅰ、Ⅱ间冰期湿热气候条件下溶蚀与风化作用的结果,形成硅铝—铁型风化壳。风化壳中红粘土化学成分R_2O_3(Al_2O_3+Fe_2O_3)含量达20—30％。当降水或地表水的垂直下渗、红粘土的氢离子浓度加大,溶蚀性增强,沿红粘土和碳酸盐岩接触面产生溶蚀作用,形成石芽、溶沟、溶槽、溶痕等岩溶地形,并在它们的表面保留有红粘土痕迹。     

鄂尔多斯盆地延安地区奥陶系风化壳古地貌恢复

鄂尔多斯盆地东南部延安地区奥陶系马家沟组顶部发育风化壳岩溶储层,因古地貌代表了地层沉积和成岩作用的背景,因而在储层的形成和演化过程中具有重要意义。在区域构造背景和地层展布的基础上,综合利用残余厚度法和印模法,并结合铝土岩厚度分布和古沟槽识别结果,准确恢复出延安地区奥陶系风化壳古地貌分布格局。结果显示,延安地区西南部表现为古岩溶高地,中部大部分地区表现为古岩溶斜坡,东部属岩溶斜坡与岩溶盆地之间的过渡带。古地貌格局和古沟槽的分布影响了储层的形成、发育和天然气的富集。延安地区岩溶古高地、靠近侵蚀古沟槽的斜坡位置含气性较好,可能与大气水淋滤等因素导致的储层发育程度、物性好坏、不整合面之上盖层的封盖性等因素有关。     

岩溶风化壳形成演化及其循环意义

灰岩溶蚀速率快而难溶物含量很低的特点显示岩溶区厚层连续风化壳的形成需要消耗巨厚的碳酸盐岩地层,有利于地貌向准平原化方向发展.由于岩溶作用对地下水动力条件的敏感性,在地下水以垂直作用方式为主的地区会出现“土壤丢失”现象,导致溶蚀残余物质或地表原有的风化壳转入近地表岩溶裂隙(为石漠化提供了有利条件) ,从根本上制约了地表残余物质的长时间积累和连续风化壳的持续发展。所以,厚层连续的风化壳只能发育于地下水以水平作用方式为主的水文地质条件下,而这种条件从大的时间、空间尺度上只能出现在地貌发育晚期已经接近侵蚀基准的夷平面上,因此,厚层连续的岩溶风化壳具有明确的旋回意义。      

中国东部四明山古夷平面遗迹特征与演化

古夷平面研究在地貌演化和新构造运动研究中占有极其重要的地位,但由于遭受构造运动和剥蚀作用的影响,很多古夷平面遗迹已无从清晰辨识。浙江四明山顶古近纪夷平古风化壳面的发现,为研究浙江东部甚至华东地区的新生代地貌演化提供了重要地质信息,同时为始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供了重要物质证据。通过详细的野外地质调查,系统采集了该区5个点位的20个古风化壳样品和7个点位的15个现代风化壳样品,开展黏土矿物分析和玄武岩K-Ar年龄测试。研究确认四明山地区发育有2期古夷平面遗迹,即古近纪(E)和新近纪(N)古夷平面遗迹:第一期夷平面发育时间为65. 0～32. 2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32. 2～21. 7 Ma;第二期夷平面发育时间为21. 7～10. 5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10. 5～3. 0 Ma。研究区2期火山活动喷发所形成的玄武岩盖层有效保护了该区的古风化壳,从而使四明山古夷平面遗迹具有空间展布完整、剖面信息清晰等特征,呈现出由古夷平面(古风化壳)与玄武岩堆积面(现代风化壳)组成的"双风化壳"现象,为观察古夷平面遗迹特征提供了最佳场所。     

塔河油田4区奥陶系风化壳古岩溶作用标志及控制因素分析

奥陶系碳酸盐岩是塔河油田的重要勘探领域之一,其储层类型主要为风化壳古岩溶作用下形成的岩溶缝洞系统。通过对塔河油田4区岩心、钻井、录井、测井以及地震等资料进行系统分析,发现研究区内风化壳古岩溶发育,作用标志明显:岩心中具有与原岩岩性不一致的沉积充填物;钻进中常有放空、井漏、井涌等现象发生;测井曲线上各物性参数大幅度变化;地震反射剖面见杂乱反射、弱反射、串珠状反射等特征。研究区风化壳古岩溶发育主要受可溶性岩石、不整合面、风化壳古地貌及古气候等因素控制,其中可溶性岩石和不整合面控制了古岩溶的空间分布,古地貌决定了风化壳古岩溶的深度、范围及强度,古气候决定了古岩溶的总体发育程度,在各因素共同作用下,形成了一系列岩溶缝洞系统。      

塔河油田四区奥陶系古岩溶流域的倒淌河及其成因研究

在现代岩溶区,由于构造运动、岩性差异以及地貌起伏等因素,常常出现水系袭夺现象,并随之伴生一系列反常的水文地貌现象,如分水岭迁移和破坏、袭夺肘、风峡、断头河和倒淌河等。基于三维地震资料,应用层拉平技术、精细相干分析技术及相关地震成图技术,对塔河油田四区中—下奥陶统顶部海西早期的岩溶古地貌和古水系进行了恢复识别,发现也存在类似的反常水文地貌现象。借鉴现代水系袭夺理论,证实了塔河油田四区东部岩溶流域早期为南向汇流结构,而后期由于构造运动引起西北部侵蚀基准面下降,并通过地下途径对邻近南向流域北缘进行逐步袭夺,形成了大型倒淌河,再现了本区岩溶古水系及流域的阶段性演化过程,从而为揭示塔河油田奥陶系古岩溶发育规律提供了重要的依据。     

夷平面与砂金矿

前第四纪准平原化阶段形成了含金风化壳和含金砂砾层.侵蚀基准面下降引起的侵蚀回春,使古含金地质体遭受侵蚀、搬运后,沉积在第四纪河谷中形成了新砂矿.这种夷平面的切割深度超过100m时,有利于新砂矿的形成.     

四川盆地南部中二叠统茅口组古岩溶地貌恢复及其石油地质意义

中二叠统茅口组是四川盆地南部重要的天然气产层之一。在中二叠世末期由东吴运动引起的地层暴露和风化淋滤的影响下,茅口组海相碳酸盐岩发育了风化壳岩溶型储层,但其岩溶古地貌迄今未得到准确恢复,影响了对茅口组碳酸盐岩储层分布的正确认识。本文以录井、测井及岩心等资料的综合分析为依托,通过地层精确划分、对比以及等时地层格架的建立,在茅口组顶部侵蚀面上、下地层中优选并确定了长一段顶面和茅三段底面两个全区稳定分布的、近等时的地层界面作为恢复岩溶古地貌的基准面。在分别编制研究区残余地层等厚图和印模地层等厚图的基础上,采用残余地层厚度法和印模地层厚度法,运用Surfer软件分别恢复了研究区龙潭组沉积前的岩溶古地貌和长一段沉积后茅口组顶部潜山地貌。这两种方法恢复的茅口组顶部古地貌所反映的地形起伏变化和总体格局基本一致,可以划分出岩溶台地、岩溶斜坡和岩溶盆地3个二级地貌单元以及溶丘、残丘、丘丛、浅洼、浅谷等次一级地貌单元。指出岩溶台地主要以泸州古隆起为核心向四周展布,整体地势较平缓,山体多呈圆丘状,低矮坡缓,不发育峰丛地貌;岩溶斜坡分布于岩溶台地外围,其中的岩溶缓坡主要展布于研究区北部和东部,岩溶台地西缘则表现出岩溶陡坡地貌;岩溶盆地分布于研究区西南部的宜宾、沐川、绥江等地区,地势平坦,以平原地貌为主。茅口组岩溶古地貌单元与大型储集空间及油气产出状况关系的分析表明,岩溶古地貌控制了岩溶型储层的发育与分布,进而控制了天然气产量的分布。指出岩溶缝洞型储层在岩溶台地和岩溶斜坡上基本同等发育,岩溶台地为重点勘探的有利区带,岩溶陡坡带则是最有利的勘探区带。     

青藏高原古大湖与夷平面的关系及高原面形成演化过程

青藏高原经过古近纪挤压缩短和增厚地壳均衡隆升,晚新生代形成了以走滑和伸展为主的相对稳定构造环境。中新世早期与晚更新世分别发育巨型古大湖,上新世-早更新世发育很多规模较大的古湖泊,古大湖对夷平面形成演化具有重要的控制作用。中新世早期(（24.1±0.6） ~（14.5±0.5）Ma)以古大湖的湖面为侵蚀基准面,经过隆起区剥蚀夷平和长期湖相沉积,在高海拔环境下形成早期夷平面。中新世晚期-第四纪以湖面与五道梁群湖相沉积顶面为基准,在高海拔环境下继续发生剥蚀夷平和准平原化,逐步形成主夷平面或高原面。第四纪河流溯源侵蚀导致内外流水系分界线自东向西迁移,在青藏高原东部形成高山峡谷地貌。     

古岩溶盆地岩溶作用模式及古地貌精细刻画——以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为例

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳天然气勘探的核心问题是寻找储层 ,关键技术是对古沟槽、古台地的识别。该区风化壳储层不发育有两方面的原因 :一是沉积相带不利 ;二是风化壳岩溶部位不利 ,属于岩溶洼地 ,溶蚀作用较弱 ,充填作用较强。鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳古岩溶地貌为地势平坦、向东开口的半封闭岩溶盆地 ,这就为该区古风化壳岩溶的发育创造了相对于其他全封闭盆地更好的条件。将岩溶盆地划分为谷地、台地、残丘、沟槽、浅洼 5种三级地貌单元类型 ,东部发育 3个水平岩溶带 ,第三水平岩溶带距夷平面 70～ 85m。根据观察结果及地下水的渗流规律 ,提出深潜流溶蚀带—深泉排水模式 ,为岩溶盆地风化壳储集体的发育提供了另一种可能的溶蚀作用方式。岩溶盆地在中深埋藏期压释岩溶作用较强 ,有利于储集体孔渗的改善、上古生界烃类的带入、古台地边缘致密带的产生及圈闭的形成。综合利用地质、钻井、地震及测井手段精细刻画了神木—榆林地区奥陶系风化壳古地貌 ,结果表明该地区古台地规模适中、古沟槽较多 ,认为东部是较有利的勘探区带     

鄂尔多斯盆地志丹-甘泉地区奥陶系风化壳古地貌恢复

受加里东运动影响,鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组发育大规模风化壳岩溶作用,形成了以靖边气田为代表的大型古地貌气藏。古岩溶对储层的形成、演化和分布具有重要意义,其发育受多种因素影响,其中古地貌形态是控制古岩溶发育程度的关键。为了寻找有利勘探开发目标,必须进行古地貌恢复。在区域构造背景和地层展布的基础上,通过对马家沟组钻井小层的精细划分与对比及地震剖面的精细解释,综合利用古地质图法、残余厚度法和印模法并结合铝土岩厚度分布及古沟槽识别结果,恢复出研究区奥陶系风化壳古地貌分布格局。结果表明,研究区西北部表现为古岩溶高地,中部大部分地区表现为古岩溶斜坡,东部主要古岩溶洼地;近北东东向展布的古沟槽影响储层的形成、发育和天然气的富集。岩溶斜坡中残丘地带及古沟槽两侧是天然气富集有利区,工业气流井多分布于此;岩溶洼地、古沟槽地带由于缺少优质储层不利于天然气聚集,这些区域大多数钻井试气无产能或产气量极低。     

奥陶系岩溶古地貌恢复及对气藏分布的控制作用——以鄂尔多斯盆地苏里格东区41-33区块为例

苏东41-33区块位于鄂尔多斯盆地中央古隆起的北部南缘,长期沉积间断的风化壳不整合面形成复杂的岩溶古地貌,属苏里格气田东部奥陶系碳酸盐岩气藏的重要勘探区。研究基于钻井、测井、地震及生产动态资料分析,综合运用地球物理法、残厚法和印模法,优选本溪组顶9号煤层和马家沟组马五5灰岩为标志层,深入探讨古地貌单元的恢复依据和划分标准,精细恢复岩溶古地貌形态,并明确岩溶古地貌特征及其对气藏分布的影响。研究表明:苏东41-33区块整体处于二级地貌单元岩溶斜坡之上,奥陶系古风化壳上下地层厚度可划分出上薄下薄、上薄下厚、上厚下薄等5种组合类型,细分古坡地、残丘和沟槽3个三级地貌单元;古地貌总体趋势走向为北高南低,出露层位展布由马五4过渡到马五1。中南部发育连片残丘,北部见小型零星残丘,恢复厚度低于15m,残留厚度超过85m;北部发育2条侵蚀沟槽带,充填厚度大于20m,残留厚度小于45m;古坡地分布范围广泛,周围被古残丘与沟槽所分割,残留厚度介于45m^85m之间,恢复厚度大于10m。古地貌类型对风化壳气藏分布具有明显的控制作用,岩溶残丘及残丘边缘带的古坡地储层叠合厚度增大,溶蚀孔洞充填程度低,主力含气层保存完整且连通性较好,是寻找高产井的目标区,而岩溶古沟槽相对不利于天然气富集,所钻遇气井多为低产或无产能。     

蜀南地区二叠系茅口组古岩溶地区水系分布及岩溶地貌单元特征*

蜀南地区茅口组为一套沉积稳定的巨厚层生物碎屑灰岩,基质致密性脆。中二叠世末的东吴运动使蜀南地区茅口组顶部发育古风化壳岩溶,古岩溶地区水系控制着古岩溶的发育和演化。在研究古地貌恢复方法的基础上,分析研究区地层特征和区域构造背景,采用印模法进行古地貌恢复,进而研究了古岩溶地区的水系发育特征。在此基础上,结合风化壳表面侵蚀溶蚀特征、沉积物性质、地貌组合形态、钻井和地震资料,把研究区划分为岩溶台地、岩溶陡坡、岩溶缓坡及岩溶盆地4种二级地貌单元和溶丘洼地、岩溶槽谷、峰林平原等10种三级地貌单元,进一步分析了各种地貌单元的岩溶特征,为下一步的储集层预测提供了有利的目标。     

鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳岩溶古地貌特征及综合地质模型

密切结合勘探实际,以钻井、测井等地质资料为主要依据,以鄂尔多斯盆地东部奥陶系风化壳为对象,以多学科的地质理论与技术方法为指导,结合盆地构造演化,通过对奥陶系不整合侵蚀面上下地层组合情况的深入分析,把印模法与残厚法结果有机结合,深入探讨了奥陶系风化壳古地貌恢复的方法思路及其古地貌发育特征,探索了古地貌恢复的新方法--综合法,建立了解释和恢复古地貌单元属性的综合地质模型。研究结果表明：盆地东部奥陶系侵蚀不整合面上下的地层组合可以分别被划分为上薄下薄、上厚下厚、上厚下薄、上薄下厚4种基本型式以及上次厚下次薄、上次薄下次薄、上次薄下次厚、上次厚下次厚等8种子模型;相应的古地貌解释包括了岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶盆地3个二级古地貌单元以及残丘、台地、残台、阶坪、沟谷、浅洼、深洼等11个三级古地貌单元。岩溶高地出现于研究区西南角,分布局限;岩溶斜坡占据了研究区的大部分,其主力地貌单元为斜坡台地与斜坡阶坪;岩溶盆地位于研究区东部,其主力地貌单元为盆地浅洼。     

太行山南缘王莽岭地区风化壳的地球化学特征与夷平面形成环境

通过野外考察、室内测试分析及区域对比,对王莽岭地区风化壳的特征与夷平面的形成环境进行探讨。从地貌学、古岩溶、风化壳等方面验证了王莽岭地区存在一级夷平面(1 400~1600 m)和一级古宽谷—山麓面(800~1100m)。通过对风化壳的地球化学测试分析,认为夷平面形成于湿热的气候环境,其上风化壳脱硅富铝化作用明显,但仍属于中等发育程度;古宽谷—山麓面形成于暖湿的气候环境,其上风化壳脱硅富铝化作用不强,发育程度为中等偏弱。最后,通过区域综合对比,初步推断夷平面是形成于渐新世的太行期夷平面,古宽谷—山麓面是形成于上新世的唐县期古宽谷—山麓面。     

青藏高原古岩溶的存在及其与东邻地区岩溶的对比

青藏高原古岩溶属形成于土下环境,经刻蚀作用剥露地表后,以石林、岩墙等形式广泛存在于山顶夷平面的外围,并不同程度地叠置气下改造特征。根据青藏高原及东邻岩溶区覆盖型岩溶和红色风化壳的剥露情况及改造特征对比,作者认为上述地区覆盖型岩溶从东到西具有良好的一致性,是岩溶双层夷平面的组成部分,其现阶段的不同表现是不同程度刻蚀作用的结果。      

长江三峡地区夷平面分布特征及其形成年代

通过野外路线考察,典型地区填图,地质、地形图判读,航片、卫片验证、核对及前人资料分析和年代学方法,对长江三峡地区的地貌进行了研究。结果表明:该区现代河谷之上存在两级夷平面和一级剥夷面。高夷平面分布高度为海拔1700～ 2000m,完成于老第三纪末;低夷平面分布高度为海拔1200～ 1500m,完成于上新世末;剥夷面分布高度海拔为800～ 1200m ,形成年代为3. 4～ 1. 8Ma B. P. 。高夷平面在地貌上表现为宽浅的坳谷洼地与低矮的缓丘相结合,呈现一派波状起伏的老年期地貌景观; 低夷平面多表现为高大的岩溶丘陵与大型洼地相组合的岩溶台面,洼地两侧多有水平溶洞发育;剥夷面可以岩溶盆地、山间盆地、岩溶台面、河谷盆地、岩溶洼地及河流宽谷等多种地貌形式存在,没有大范围可比性。      

江西三清山花岗岩景观地貌的基本特征及其形成历史

三清山花岗岩体形成于燕山晚期，岩体侵位定位后又经历了大约50Ma的侵蚀和剥蚀，将上覆5000m的地层搬到南北两侧的断陷盆地中，形成白垩纪红色砂岩和砂砾岩地层，花岗岩体便出露地表。又经过大约50～60Ma的构造演化和地貌演变形成了目前海拔1000～1800m的玉京峰期壮年地面和1200～1300m的怀玉山期壮年地面。至距今2．4Ma以前的上新世，在这两期古地面上曾先后发育了红色风化壳。红色风化壳的底部形成了众多的石蛋。进入更新世，随着地壳的强列抬升和气候变冷，冰冻风化、块体运动和流水侵蚀，古地面上的沟谷迅速向下侵蚀，古地面受到切割、破坏，风化壳也被侵蚀掉，形成深切峡谷、悬崖峭壁和柱、峰林立的景观，在柱、峰顶部残存着一些花岗岩石蛋。这种海拔超过1500m，相对高差超过1000m的高山地貌巍为壮观，石柱、尖峰显得十分秀丽，这就是三清山式地貌——高山尖峰地貌的特色，是提供旅人欣赏的主要花岗岩景观地貌，也是需要人们切实保护的重要地质遗迹。