鄂尔多斯盆地寒武纪层序岩相古地理

在层序地层学理论指导下,运用单因素分析综合岩相古地理作图方法,通过野外露头、岩心、测井和地震资料研究,编制了三级层序格架下的鄂尔多斯盆地寒武纪层序-体系域岩相古地理图7张.研究区寒武纪总体表现为由清水与浑水交替出现的碳酸盐缓坡(黔东世—武陵世台江期)向清水碳酸盐镶边台地(武陵世王村期 — 芙蓉世)演变的过程,古气候表现为由干旱向相对潮湿演变的特点.寒武纪早期(黔东世)即辛集组、朱砂洞组及馒头组下段沉积期表现为典型的南海北陆特征,因海侵作用的不断进行,寒武纪中期(武陵世台江期)即馒头组中段及上段沉积期原鄂尔多斯古陆被海水分割为3个相互分离的古陆(伊盟古陆、吕梁古陆及镇原古陆),至寒武纪武陵世王村期即张夏组沉积期海侵达到最大范围并形成了鄂尔多斯盆地“中央古隆起”的雏形和东西分异的古地理格局,寒武纪晚期(武陵世古丈期—芙蓉世)即三山子组中下部沉积期发生海退并形成了近SN向展布的“伊盟—中央古陆”.寒武纪早中期(黔东世—武陵世台江期),潮坪相是鄂尔多斯盆地的优势相带;寒武纪晚期(武陵世王村期 — 芙蓉世),局限台地相则是分布面积最大的相带.馒头组上段、张夏组鲕粒滩具有环绕内缓坡及开阔台地分布即主要分布于中缓坡及台地边缘的特点,三山子组多孔白云岩具有全区分布的特点.     

塔里木盆地早、中寒武世古地理与沉积演化

基于二维地震剖面精细解释,结合最新钻井地质资料分析,在构造控沉积的指导思想下,对塔里木盆地早、中寒武世岩相古地理及沉积演化进行研究。塔里木盆地早寒武世构造古地理整体呈现“中间高、南北低”的隆-坳格局,巴楚隆起-塔中隆起东部一带发育近东西向展布的同沉积古隆起,往北和往西南方向由隆起向坳陷逐渐过渡。早寒武世玉尔吐斯组沉积期塔里木盆地为以深水陆棚为主的缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育潮坪相、斜坡相和深水盆地相;早寒武世肖尔布拉克组沉积期塔里木盆地为具有一定台地性质的碳酸盐岩缓坡沉积,由中央古隆起向南北两侧依次发育内缓坡、中缓坡、外缓坡和盆地相,外缓坡在地震资料上可见典型前积反射特征,反映为远端变陡的缓坡。研究证实了塔里木盆地早寒武世中央古陆的存在,并初步厘定了早寒武世玉尔吐斯组和肖尔布拉克组沉积期古陆及相应的沉积相带展布。通过构造-沉积演化分析,首次明确了塔里木盆地早寒武世并没有形成真正意义上的碳酸盐台地,而是受整体上南北分异的隆-坳构造格局控制的缓坡沉积模式,至中寒武世中西部大台地才逐渐形成。     

川西北地区上二叠统吴家坪组沉积演化

通过大量岩心、薄片、测井、地震等资料的综合分析,研究了川西北地区上二叠统吴家坪组沉积相类型、分布特征及平面分布演化。川西北地区吴家坪组发育泥页岩、碳酸盐岩及火山碎屑岩等岩性,沉积相可划分为滨岸平原及沼泽、缓坡、开阔台地、台地边缘、斜坡和陆棚共6种。吴一段沉积初期,海水侵覆于下伏茅口组岩溶古地貌之上,研究区沉积水体较停滞,为较还原环境的滨岸平原与沼泽相,形成了吴一段底部的页岩等细粒沉积岩;吴一段沉积中晚期相对海平面上升,研究区内开始大范围发育缓坡沉积,St10井—Yb7井一带的西南部是以滩体沉积为主的浅缓坡亚相,西北部则是低能滩间洼地夹低能滩的深缓坡亚相;吴二段沉积期,受局部同沉积断层等影响,深缓坡沉积范围向西南方向扩大;持续的大规模滩体建造和构造沉降,使得吴三段沉积时期,在St9井—Lg70井—Yb7井一带出现亮晶颗粒灰岩夹微生物黏结岩等形成了弱镶边台地边缘沉积特征,其西南部为开阔台地相等浅水沉积,东北部为斜坡、陆棚等较深水沉积。因此,川西北地区的吴家坪组经历了滨岸平原及沼泽相、缓坡相、弱镶边台地相/斜坡相/陆棚相共3种沉积体系的演化。     

中—上扬子地区震旦纪陡山沱组沉积期岩相古地理及勘探意义

近年来四川盆地及邻区震旦系灯影组天然气及陡山沱组页岩气勘探均取得重大突破,但对陡山沱组的沉积背景条件缺乏系统研究。利用大量露头资料,结合少量钻井、地震资料,分析了中—上扬子地区陡山沱组沉积期岩相古地理格局、沉积环境、沉积演化及烃源岩分布。研究表明:(1)中—上扬子地区陡山沱组沉积期沉积充填序列及地层分布受古隆起和边缘凹陷控制。古隆起区陡山沱组超覆沉积,厚度薄,发育滨岸相、混积陆棚相、非典型碳酸盐台地相;边缘凹陷地层齐全、厚度大,发育深水陆棚相和局限海盆相。(2)陡山沱组沉积序列总体表现为"海侵-高位-海退"的一个完整沉积旋回。陡山沱组一段为海侵初期的非典型碳酸盐缓坡沉积,陡山沱组二段为广泛海侵期的滨岸—混积陆棚沉积,陡山沱组三段为海侵高位阶段的非典型局限—开阔海台地沉积。(3)陡山沱组二段发育富有机质黑色页岩,分布稳定、厚度大,是重要的烃源岩发育层段和页岩气主力层段;陡山沱组三段以微生物碳酸盐岩为特征,有较好的储集条件,有利于天然气及磷等矿产资源成藏(矿)富集,为值得重视的新领域。秦岭海槽、鄂西海槽是天然气(包括页岩气)及磷矿、锰矿等矿产资源勘查的有利区。     

塔里木盆地寒武纪—早奥陶世构造古地理与岩相古地理格局再厘定——基于地震证据的新认识

塔里木盆地下古生界白云岩分布范围广,发育厚度大,生储盖组合配置条件优越,勘探前景广阔。基于二维、三维地震资料的精细解释,结合野外露头与钻井地质资料,准确刻画了下寒武统、中寒武统、上寒武统—中奥陶统的地层厚度与寒武纪—早奥陶世台缘带的迁移与平面分布,并开展了寒武纪—早中奥陶世的构造古地理与岩相古地理研究。研究揭示,塔里木盆地寒武纪—早奥陶世构造古地理表现为南高北低、西高东低的构造古地形地貌,具有一定的继承与演化特征;早中寒武世,塔里木盆地表现为"大隆大凹"的特点,具有南高北低、西高东低的构造古地形地貌特点,构造古地理可划分为南天山洋盆、库满台盆、塔北凸起、满西凹陷、巴楚台坪、塔南隆起、西昆仑洋与罗西凸起8个单元;晚寒武世—早奥陶世,构造古地理格局发生较大变化,阿尔金弧后盆地开始发育,并连接库满台盆与西昆仑洋盆,致使南天山洋—库满台盆—阿尔金弧后盆地与西昆仑洋连为一体,塔西孤立台地才真正形成。塔里木盆地早寒武世为缓坡—古陆—局限台地—开阔台地—台缘—斜坡—深水盆地相模式;中寒武世为缓坡—蒸发台地—台缘—斜坡—盆地相模式;晚寒武世—早奥陶世表现为局限台地—半局限台地—开阔台地—台缘—斜坡—盆地沉积模式;以构造古地理框架为基础,结合地质资料点控制下的沉积模式认识,修编了塔里木盆地寒武系—下奥陶统沉积相图。     

塔里木盆地寒武系碳酸盐岩台地类型、台缘分段特征及勘探启示

碳酸盐岩台地类型及其台缘带特征对储层的形成及储盖组合配置关系具有重要的控制作用。塔里木盆地寒武系碳酸盐岩台地经历早寒武世缓坡型台地、中寒武世镶边型蒸发台地、晚寒武世镶边型台地的演化过程,其中北部台缘为沉积缓坡型台缘;轮古—古城台缘为断控陡坡型台缘,分段差异明显;塔西南乌什—喀什—麦盖提—和田—民丰一线早寒武世为古陆,中、晚寒武世时期随着海平面上升演化为水下低隆,到晚寒武世后期可能发展成台地边缘沉积。陡坡型及缓坡型碳酸盐岩台地边缘形成不同的储盖组合。轮古东、古城地区上寒武统陡坡型加积—进积台缘储层非常发育,连通性好,盖层往往是这类台缘带储盖组合的关键,从而位于台缘带后侧、潟湖靠海一侧的礁后滩体是有利储层发育区,并且该相带储层往往上覆致密碳酸盐岩盖层,可形成优良的储盖组合;塔北西部英买7-8缓坡型台缘带储层为一套藻丘及滩体复合型白云岩储层,盖层为中、下寒武统泥晶白云岩、膏质白云岩、含泥白云岩等致密层,其储盖组合要优于轮古东、古城等地区陡坡型台缘带,勘探前景更为乐观。     

塔里木盆地寒武纪层序岩相古地理

通过钻井取心及露头沉积相观察、地震层序解释及地震相分析,结合蛇绿混杂岩带分布及板块构造演化等区域地质资料,对三级层序地层格架下的塔里木盆地寒武纪岩相古地理特征进行了研究。结果表明,塔里木板块内部存在3个孤立碳酸盐台地（塔西台地、罗西台地及库鲁克塔格台地）及其间深水沉积区的古地理格局,塔西南地区存在寒武系深水盆地相沉积分布区,并且该深水盆地相沉积分布区可能是以和田河气田为代表的塔西南地区海相油气藏的主力烃源区。发生于早震旦世和早寒武世的塔里木板块北缘大陆裂谷运动,以及震旦纪-寒武纪的张裂构造环境控制了塔里木板块内部多个孤立碳酸盐台地及其间深水沉积区的形成。从早寒武世到晚寒武世,虽然塔里木板块内的古地理格局总体没有发生大的变化,但以塔西台地为主的孤立碳酸盐台地均发生了进积-加积作用而变得更大,并且不同时空台地边缘类型及其叠置型式也发生了变化,主要表现为早寒武世以发育缓坡-（斜坡坡度较小的）弱镶边台地边缘为主,中-晚寒武世以发育弱镶边-（斜坡坡度较大的）镶边台地边缘为主。     

四川盆地东北部二叠系沉积相及其演化分析

在对四川盆地东北部宣汉县渡口镇羊鼓洞二叠系剖面详细研究的基础上,结合测井、地震等资料,对四川盆地东北部二叠系沉积相进行了分析,识别出了滨岸沼泽相、台地蒸发岩相、局限台地相、开阔台地相、台地边缘生物礁滩相、碳酸盐岩缓坡相和台盆相等7种沉积相带。指出二叠纪研究区发育下二叠统梁山组沉积期、栖霞组-茅口组沉积期和上二叠统吴家坪组-长兴组沉积期3次大的海侵-海退沉积旋回。在沉积演化和古地理分布研究的基础上,建立了研究区碳酸盐岩的沉积演化模式。     

鄂尔多斯盆地奥陶纪层序岩相古地理

通过大量露头与钻井沉积相观察,系统编制了三级层序地层格架下的鄂尔多斯盆地奥陶纪岩相古地理图。研究认为,早奥陶世发育近SN走向的伊盟-中央古陆将盆地分为东、西2部分碳酸盐台地沉积区,其沉积古地理分别受控于华北海及祁连海;由早奥陶世至中奥陶世盆地总体呈现出逐渐海侵及伊盟-中央古陆逐渐缩小的过程,伊盟-中央古陆在中奥陶世大部分被海水侵没并已分化为南、北相隔的2个古陆即庆阳古陆和伊盟古陆,至中奥陶世晚期即达瑞威尔期（马家沟组六段沉积期）海侵达到最大范围;晚奥陶世发生海退,造成现今鄂尔多斯盆地范围内大部分表现为古陆剥蚀区,仅在盆地西缘及南缘发育了较窄的开阔镶边台地及其斜坡相沉积,至晚奥陶世中晚期（凯特期-赫南特期）几乎全部隆升为陆。自早奥陶世晚期（弗洛期）至中奥陶世中期（达瑞威尔初期）即马家沟组一段至五段沉积期,盆地中东部发育大面积的局限蒸发环境,形成局限潟湖甚至膏盐潟湖。盆地西部与南部受贺兰拗拉槽与秦祁海槽发展演化控制,主要发育大陆边缘沉积体系,由早奥陶世-中奥陶世早期的被动陆缘碳酸盐缓坡台地向中奥陶世晚期-晚奥陶世的主动陆缘弱镶边碳酸盐台地演化。     

塔河地区寒武纪碳酸盐岩台地沉积演化史与成因机制——来自地层沉积正演模拟的启示

综合应用岩心、测井、地震等资料,对塔里木盆地塔河地区寒武系沉积体系的类型、内部结构以及沉积相分布开展了定性分析和地层沉积正演模拟研究,重现了寒武纪碳酸盐岩台地的演化过程,并依据定量表征的各时期沉积相展布规律,结合模拟参数分析,探讨了寒武纪碳酸盐台地的形成与演化机制。研究结果表明,塔河地区经历了发育早寒武世玉尔吐斯组沉积期陆棚、肖尔布拉克组沉积期碳酸盐岩缓坡（初期以发育中缓坡—外缓坡的低能沉积为主,晚期以发育中缓坡的高能丘滩为主）、吾松格尔组沉积期碳酸盐弱镶边台地（台缘发育1期加积-进积型微生物礁滩）、中—晚寒武世大型进积型碳酸盐岩强镶边台地（台缘分别发育3期进积型微生物礁滩）的演化过程。塔河地区沉积体系整体呈现出的多类型、多期次、多级层序结构特征,是全球海平面变化与差异沉降共同控制的物理可容空间,以及碳酸盐沉积物生产（类型、数量、聚集能力、发育位置）和水动力搬运作用耦合的结果。东西分异的沉降作用和初始地形影响着寒武纪碳酸盐岩台地迁移趋势;沉积物类型、水动力搬运作用以及海平面振荡的共同作用导致研究区在肖尔布拉克组沉积期形成碳酸盐岩缓坡并发生阶段分异;物理可容空间和生态可容空间的相互作用是研究区在早寒武世晚期由碳酸盐岩缓坡向弱镶边台地演化以及在中—晚寒武世形成大型进积镶边台地的关键控制因素。     

塔里木盆地寒武纪层序岩相古地理特征

通过野外露头剖面、测井和录井、地震等资料,以层序地层学理论为指导将塔里木盆地寒武系划分为3个二级层序（SS1,SS2,SS3）,14个三级层序,其中二级层序均为I型层序,主要发育海侵体系域和高位体系域。在此基础上[JP2]结合其沉积相发育特征以二级层序体系域为编图单位编制了6张层序岩相古地理图。结果表明,SS1、SS2时期均表现为海侵期急速而短暂的海平面上升与高位期漫长的缓慢海平面下降,盆地中部、西部区域主要以海侵期的局限台地、开阔台地沉积转变为高位期的蒸发台地及局限台地泻湖沉积,盆地东部区域主要以陆棚、盆地沉积为主,盆地面积相对较大。SS3时期盆地中部、西部地区主要以局限台地、开阔台地沉积为主,与SS1、SS2时期不同的是SS3时期盆地沉积区域相对缩小,陆棚沉积区域扩大,在SS3高位期,盆地最东端逐渐转变为碳酸盐台地沉积。     

塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组构造-岩相古地理特征

为了查明塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组构造-沉积响应特征与演化规律，为该区深层油气勘探寻找新的接替区，以海相碳酸盐岩层序地层学和储层沉积学理论体系为指导，在岩心、薄片、测录井以及地震等资料的基础上，结合构造古地貌特征，明确下寒武统肖尔布拉克组主要发育局限-半蒸发台地、开阔台地、台地边缘与斜坡-盆地相，又可划分为多个亚相和微相，沉积相的分布具有典型的分带性和继承性。基于横跨盆地的二维地震测线精细解释，确定了塔里木盆地寒武系主要沉积相类型的地震相响应特征，识别出了6种地震相（Seismic Facies）类型，分别为台内（丘）滩（SF1）、台内洼地（SF2）、丘（滩）间海（SF3）、膏盐湖（SF4）、台地边缘（SF5）和斜坡-盆地（SF6），进而圈定了各相带的平面沉积相边界，揭示了各相带发育分布与古构造和古地貌的联系。根据肖尔布拉克组厚度分布，明确了盆地南部存在东西走向的古隆起区，东部和中部存在两个洼陷区；盆地西南部存在一级阶地，以宽缓的一级坡折向中部低洼区过渡；盆地中部存在窄陡的二级坡折，向东快速过渡为深洼区。再结合地震解释成果、野外露头、取心井观察和室内镜下岩石薄片鉴定等资料，编制下寒武统肖尔布拉克组岩相古地理图，为塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组深层碳酸盐岩油气勘探提供了有利证据。     

鄂尔多斯盆地北部山西组-下石盒子组物源分析

随着鄂尔多斯盆地北部上古生界山西组-下石盒子组碎屑岩气藏的不断发现,其物源问题引起了人们的关注。为查明物源问题,应用数理统计的方法,结合古陆区、石英颗粒的成因类型、岩屑类型、重矿物组合类型和岩相古地理展布格局等特征,进行了系统的研究。结果表明：①鄂尔多斯盆地北部在山西组-下石盒子组沉积时期,陆源碎屑沉积物来源于该盆地北边,物源区为盆地北缘的阿拉善-阴山古陆;②物源与鄂尔多斯盆地北部沉积体系展布格局及储层砂体的物性有着密切的关系。     

华北地区晚三叠世岩相古地理特征

由于前人对华北地区晚三叠世岩相古地理的系统研究较少,其沉积格局及演化规律尚不明朗。基于层序地层学理论,根据华北地区上三叠统整体发育特征,将其划分为卡尼阶和诺利-瑞替阶共 2 个等时地层单元,并以优势相法分别编制了岩相古地理图。晚三叠世华北地区整体上东高西低,地层东薄西厚,以陆相沉积为主。主要沉积区位于鄂尔多斯盆地和南华北地区,前者为开阔的内陆坳陷湖盆,岩相北粗南细,厚度北薄南厚,沉积中心偏南,上三叠统油气资源主要分布于盆地中西部地区;后者由一系列小型湖盆组成,沉积中心位于西北部,以济源地区上三叠统最为发育,其他地区仅为零星分布,储层物性总体较差,上三叠统油气资源匮乏。通过对华北地区晚三叠世岩相古地理的研究,明确了盆地演化、沉积体系、烃源岩、储集层的时空分布规律及其相互关系,认为主要存在自生自储、上生下储和下生上储等 3 种生储盖组合类型,指出了鄂尔多斯盆地盐定三角洲、环县三角洲、甜水堡三角洲和环县-甘泉地区以及济源盆地为其油气勘探的有利方向。     

鄂尔多斯盆地中寒武统张夏组沉积相特征及岩相古地理分析

截至目前,鄂尔多斯盆地寒武系碳酸盐岩油气勘探尚未得到足够重视,其油气地质条件研究仍处于起步阶段。为此,利用野外露头、岩心、测井和录井资料,综合分析了该盆地中寒武世张夏期沉积相类型及特征,认为张夏组属于碳酸盐岩台地相沉积,可进一步划分出局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡及深水盆地等5个沉积相及若干亚相和微相;通过统计张夏组地层厚度、碳酸盐岩颗粒含量、石灰岩含量、白云岩含量及深水沉积物含量,采用“单因素分析综合作图法”编制了张夏期岩相古地理图。研究结果表明：该区高能颗粒滩非常发育,以鲕粒滩为主,平面上主要分布在鄂尔多斯盆地西缘、南缘台地边缘及盆地东北部,其中,南缘台地边缘及东缘局限台地内白云岩化的鲕粒滩为最有利的储集相带,是新的油气勘探有利区。     

博采众长 独树一帜——《中国海陆变迁海域沉积相与油气》一书评述

关士聪教授主编的《中国海陆变迁海域沉积相与油气》一书(科学出版社1984年出版)是一本全国性岩相古地理系统研究的专著。全书共五章,分别讨论了中国海陆分布及其变迁、海域沉积模式、海域沉积相、海陆变迁及沉积相与油气的关系、海相沉积油气远景展望等问题。书中附有晚元古代至三叠纪海陆分布及海域沉积相图20幅、早寒武世至晚三叠世海陆变迁图5幅。这些图幅均有详细的文字说明。该书内容充实、观点鲜明,既充分吸收了国内外最新研究成果,又在许多方面富于独立见解,反映了我国八十年代初期岩相古地理研究水平。     

层序地层格架控制下碳酸盐岩缓坡沉积特征

寒武系盐下白云岩是塔里木盆地重要的勘探领域,是近年来油气勘探研究热点之一。为明确塔中地区肖尔布拉克组的层序格架、沉积相类型及储层分布特征,综合塔中地区的钻井、地震、岩心等资料,利用井—震标定,对层序的关键界面进行识别,开展层序格架内的沉积相展布研究。结果表明：塔中地区肖尔布拉克组可划分为2个Ⅲ级层序（SQ1、SQ2）,SQ1发育海侵体系域与高位体系域,不发育低位体系域,SQ2仅残留部分高位体系域。以塔参1井所在的古梁带将塔中地区划分为东、西两部分,西部属开阔海环境,沉积相带为古陆—滨岸—开阔台地,SQ1海侵期塔中全区基本被淹没,是烃源岩发育期,SQ1高位期与SQ2为台地内丘滩体大规模发育时期,形成规模性储集层;东部属局限海湾环境,沉积相带为古陆—潮坪（混积潮坪—藻云坪）—开阔台地,SQ1高位期与SQ2海平面大幅度下降时期,潮坪相白云岩接受大气淡水溶蚀改造,形成良好储集层。在层序格架内,建立了塔中地区沉积模式,为指导储层预测提供新思路与地质依据。     

四川盆地下寒武统龙王庙组沉积模式新认识

四川盆地下寒武统龙王庙组气藏的天然气主要富集于川中地区的颗粒滩中,做好岩相古地理研究和颗粒滩分布预测是提高该区天然气勘探成功率的关键。为此,基于前人的研究成果,通过综合分析露头、钻井、地震和测井等资料,研究了四川盆地及邻区龙王庙组沉积相、沉积体系模式,编制岩相古地理图,建立龙王庙组"三滩"沉积模式,预测3条滩带的分布范围,分析"3条滩带"的发育特征与主控因素,进而指出了该区下一步天然气勘探的方向和领域。研究结果表明:(1)四川盆地龙王庙期呈现碳酸盐岩镶边台地的古地理格局,发育混积潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘和斜坡等沉积相;(2)建立了龙王庙组"三滩"沉积模式,其中一条为台地边缘颗粒滩,分布于该盆地东缘,另外两条为台内颗粒滩,分布于潟湖亚相的东西两侧,分属局限台地相和开阔台地相;(3)局限台地相颗粒滩是安岳气田龙王庙组气藏的主要储集体,分布于川中地区,发育受潟湖和高石梯—磨溪古隆起所控制;(4)台地边缘颗粒滩主要分布于盆地的北缘和东缘,发育受沉积古地貌坡折控制。结论认为:(1)局限台地相颗粒滩和台地边缘滩储层质量好,是天然气勘探的重要领域;(2)龙王庙组"三滩"沉积模式和颗粒滩带分布的新认识,对古老地层的沉积体系研究具有重要的理论意义。     

中国晚元古代至三迭纪海域沉积环境模式探讨

中国晚元古代¹⁾至三迭纪海域(以下简称中国古海域)辽阔,发育了厚度巨大、类型多样的沉积岩石,蕴藏着丰富的矿产资源。它们是怎样分布的,有无一定规律?这是广大地质工作者普遍关心的问题。通过中国古海域沉积环境模式的探讨,也许对这些问题的解决有所裨益。