目的 三角洲沉积体系有利砂体分布规律是油气勘探的理论基础,传统的朵体分类法和微相分析方法在揭示水道—朵体体系演化机制方面存在局限性,制约了朵体形态学及砂体连通性的深入研究。 方法 以Doseo盆地东部凹陷白垩系三角洲为原型,采用具备活动底板的沉积水槽开展物理模拟实验,通过获取时间序列高清影像和砂体形态数据,结合新的朵体分类法,进而建立有效的区域沉积模式。 结果 (1)水道与朵体之间始终存在叠加与被叠加的关系,水道的迁移、演化或消亡均会形成新的朵体;(2)水道—朵体体系中,受水动力强度影响,主要存在三种演化机制,包括原有朵体接受侵蚀改造、砂质沉积为主形成朵体、细粒沉积为主形成泥质薄层;(3)水道属性决定了朵体的发育类型,朵体的形态则受沉积坡度、构造作用、沉积基准面和物源条件等影响;(4)朵体的组成单元、朵体间的接触关系、朵体物性和朵体复合体的类型均会影响砂体连通性,后期水道的演化在一定程度上改善了连通性;(5)Doseo盆地东部凹陷存在深水三角洲和浅水三角洲两种沉积模式:深水三角洲模式中,水道演化区较大,连通性改善较为明显;而浅水三角洲模式中,朵体沉积区较大,朵体平面展布范围广。 结论 新的朵体分类方法及水道—朵体体系演化机制,能够有效应用于研究区砂体连通性分析及沉积模式研究,并有望在未来三角洲沉积模拟实验中得到新的应用。
目的 黔南紫云苗族布依族自治县宗地镇窝托村发育早二叠世的珊瑚礁,礁体出露厚度约为45 m,延伸宽度达100 m,形态上具有明显的正向隆起,对研究浅水海洋生物建造及其古环境背景具有重要的意义。 方法 以该地珊瑚礁为研究对象,从古生物学和沉积岩石学等角度进行系统研究。 结果 礁相地层产出的䗴类化石组合指示了珊瑚礁发育的时代为早二叠世阿瑟尔期早期。珊瑚礁的造礁生物为笙丛状复体四射珊瑚Fomichevella,附礁生物为非䗴有孔虫、䗴类、腕足类、腹足类和钙质藻类等。对珊瑚礁及其上下岩层的沉积微相分析,划分出生物碎屑粒泥灰岩—泥粒灰岩、珊瑚障积岩、生物碎屑泥粒灰岩、生物碎屑颗粒灰岩、叶状藻—胶结物骨架岩、丛状珊瑚骨架岩、生物碎屑粒泥灰岩、含䗴有孔虫颗粒灰岩等类型。 结论 早二叠世时期的冰期—间冰期旋回是影响古海洋温度变化和全球海平面变化的主要因素,本研究剖面的垂向微相序列记录了相对海平面的变化过程,该时期冰川作用减弱导致的气候变暖和相对海平面升高对研究区珊瑚礁发育和繁盛起到了至关重要的作用。
目的 毛乌素沙漠南部古今沙丘微量元素记录了风化、搬运和沉积过程的环境信息,分析这些信息有助于深入认识该区的沉积物来源及气候演化特征。 方法 采集毛乌素沙漠南部现代沙丘与古沙丘样品,分析磷(P)、铅(Pb)和铷(Rb)等14种微量元素含量特征和相关性,探讨不同类型沙丘微量元素含量的差异及空间分布特征。 结果 (1)古今沙丘微量元素以Ba、Sr、P元素为主,As、Nb、Cu三种微量元素含量较低,其分布规律具有一定的区域性。(2)固定沙丘微量元素含量明显高于流动沙丘,主要与沙丘的性质及植被覆盖有关;而古沙丘中微量元素的含量高于现代沙丘,主要受沉积历史、气候变化及特殊的地貌位置等因素影响。(3)古今沙丘中Sr/Cu、Rb/Sr和Sr/Ba的含量比值相当,表明两者形成于相似的沉积环境。 结论 古今沙丘微量元素含量和不同类型沙丘微量元素存在一定的相似性和差异性;古沙丘微量元素含量变化规律一定程度上可以为现代沙丘的来源提供线索;古今沙丘中微量元素比值具有一定的气候环境指示意义。
目的 准噶尔盆地中拐地区二叠系佳木河组发育一套断坳转换背景下的近物源粗碎屑沉积,但其沉积体系类型、沉积模式以及厚层砾岩形成机制认识尚不明确,制约了区域砾岩类储层的油气勘探进程。 方法 以中拐地区佳木河组粗碎屑岩为研究对象,开展深入的岩相分析和沉积微相划分,同时基于重矿物组合特征分析、古地貌演化恢复、地震剖面解译建立沉积模式,结合构造演化与断裂刻画研究成果揭示佳木河组厚层砾岩形成的地质规律及其油气勘探意义。 结果 中拐地区佳木河组发育扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲3类亚相及9种沉积微相,整体属于受多级同沉积断阶控制的进积型扇三角洲沉积体系。其受四方面因素共同控制:(1)断坳转换阶段山体高耸、物源充沛、势能大,粗碎屑沉积物供给富足;(2)干旱—半干旱气候条件短时强降水频发,诱发洪流、泥石流与碎屑流等高能搬运过程;(3)同沉积断裂持续活动形成高可容纳空间,促进厚层砾岩持续加积;(4)多期断阶发育控制水下扇体持续进积,形成了满凹砾岩的展布特征。据此建立了断阶型扇三角洲沉积模式。 结论 断阶型扇三角洲是一类发育于断坳转换背景下、受多级同沉积断阶控制、以近源高能粗碎屑持续供给为特征的扇三角洲沉积体系,表现出持续进积与加积、多种高能搬运机制复合作用及厚层贫泥砾岩连续叠置等特点。该模式打破了“近物源等同于差储层”的传统认识,也为其他盆地凹陷和斜坡区、断裂转换带和隐伏断阶带内深层—超深层砾岩油气藏勘探提供沉积模式借鉴。
目的 浅水三角洲广泛见于含油气盆地中,可形成大规模油气储层。根据三角洲沉积物泥、砂含量,可分为富砂质、砂泥质、富泥质三类,其地貌形态、沉积特征、沉积构型及沉积物非均质性存在较大的差异。目前针对三类浅水三角洲系统性研究比较缺乏,严重制约了油气资源高效勘探开发。 方法 采用沉积数值模拟技术,再现了三类三角洲的沉积演化过程。基于模拟所得沉积界面与粒度数据,重构了其沉积构型与粒度分布模型,进而通过精细解析演化过程,建立了浅水三角洲的沉积构型模式,并阐明了模式框架下的沉积非均质性特征。 结果与结论 (1)物源泥沙比例是控制三角洲沉积演化的重要因素,决定了堤岸的沉积速率与抗冲能力,从而影响三角洲沉积演化并最终主导了其构型与非均质性;(2)随着河流供给沉积物砂泥比由高变低,三角洲分流河道数量逐渐减少,分级层次逐渐减少,分流河道占三角洲面积比例降低,分流河道弯曲度升高、稳定性增强、侧向迁移能力降低、分流河道沉积由侧向迁移堆积转为废弃充填;(3)富砂质三角洲多呈朵状、三角状,分流河道广泛发育,呈辐射状多级分流,多具侧向迁移特征;砂泥质三角洲呈多指分支状,分流河道数量相对较少,由主干分流河道控制并在其末端多向分流,形成多个侧向复合的指状河坝组合;富泥质三角洲分流河道数量少,主要发育弯曲窄带状主干分流河道,河道不具侧积特征,多在决口废弃后充填泥质沉积物;(4)富砂质三角洲砂体在平面上近连片分布,沉积物粒度整体由近源部位向远源部位变细,主干分流河道粒度最粗,其次为河口坝,平面非均质性较弱,垂向和侧向上发育多期相对细粒侧积、前积夹层,垂向非均质性强。砂泥质三角洲砂体在平面上呈宽带状分布,主干分流河道与河口坝主体部位为相对粗粒优质储层,末端分流河道多充填细粒沉积,平面非均质性较弱,垂向、侧向上发育多期侧积、前积泥质夹层,垂向非均质性较强。富泥质三角洲内部仅河口坝主体部位发育相对粗粒优质储层,侧向上多被泥质充填河道隔挡,平面非均质性强,垂向、侧向可见多期泥质夹层,垂向非均质性较弱。
意义 沼泽在地质历史上是煤沉积的基本环境,不仅为探究地球历史、古气候及环境演变提供了珍贵的信息,还在全球碳循环进程中扮演着重要角色。【进展】基于Web of Science数据库,以常用沼泽英文词汇为检索关键词,分析地质学领域沼泽研究的时间演进及国家分布趋势,深入探究煤地质学中沼泽的研究热点,同时对沼泽英文术语的应用给出简化建议。研究结果表明:(1)从1943年到2023年,全球有123个国家/地区参与到沼泽研究之中,2000年是沼泽研究升温并成为热点议题的节点;(2)关于沼泽的研究主题包括煤沉积环境及其演化、古野火、大气沉降、碳聚集、古气候和古生态等;(3)Mire用于对沼泽进行统称。当需要强调空间分布时,低位沼泽适宜用fen,高位沼泽建议用bog表述;当需要凸显生态或植被特征时,建议引入swamp或marsh。【结论与展望】该研究对于理解国际沼泽研究的发展进程、把握煤地质学中沼泽的研究热点以及规范沼泽英文词汇的应用具有借鉴意义。
意义 细粒沉积岩物质来源研究作为细粒沉积岩“源—汇”系统理论中的首要环节,对恢复古环境、理解细粒沉积岩形成机理和预测非常规油气资源等方面具有重要意义。细粒沉积岩具有物质组成粒度较小、成分复杂、观察研究难度大的特点,且不同物质成分对应多样的物质来源和成因。纵观国内外现有的研究成果,目前仍旧缺乏针对细粒沉积物质来源及成因研究成果的系统性梳理和归纳总结。【进展】综合当前研究成果,将细粒沉积岩的物质来源归纳为陆源、内源和火山—热液源三大类。对常见细粒沉积物来源及成因进行了深入的归纳和总结,指出:(1)黏土矿物为陆源物质风化成因、成岩作用阶段其他矿物转化成因和黏土矿物之间转化成因、海底火山物质海解成因以及胞外聚合物生物介导作用成因;(2)石英主要源于陆源物质风化、盆内生物作用、火山凝灰物质脱玻化作用以及成岩作用;(3)长石源于陆源碎屑物质风化,火山—热液作用输入,近年来相关研究也发现长石能够由微生物化学作用形成;(4)碳酸盐矿物主要是内源物质,其能够在盆内由化学作用、生物—化学作用、生物作用和搬运再沉积作用形成,另外陆源物质和火山—热液源物质的输入不仅能直接为细粒沉积岩提供碳酸盐矿物,也会促使盆内碳酸盐矿物的形成;(5)黄铁矿主要由铁和硫两大成矿元素在盆内分别经过异化铁还原作用和铁穿梭机制主导还原作用、微生物还原作用和硫酸盐热化学还原作用形成;(6)有机质可划分为陆源的镜质体、惰质体和部分类脂体以及内源的部分类脂体、动物有机碎屑和次生有机质。【结论与展望】未来细粒沉积岩物质来源及成因的研究将围绕多学科、高精度等方面发展,当下仍亟待一套适用于细粒沉积岩物源研究的系统方案。细粒沉积岩物质来源和物质成因的系统性梳理与总结,增进了对细粒沉积物质来源和形成机制的理解,从而推动细粒沉积学理论的发展,为明确细粒沉积地层的展布特征、预测非常规油气资源的分布提供坚实的理论基础和科学依据。
目的 东昆仑山作为青藏高原北部显著的地貌分界带,其山脉初始隆升的时间问题,仍存在较大争议。 方法 整合东昆仑地区37项低温热年代学研究成果,包括203个磷灰石裂变径迹数据和142个磷灰石(U-Th)/He数据,通过可视化低温热年代学年龄分布、建立平均径迹长度与年龄关系以及汇编热历史模拟结果,综合分析东昆仑新生代隆升历史。 结果 晚白垩世以来,东昆仑山地表岩石普遍呈相对稳定或缓慢冷却的状态,滞留在磷灰石裂变径迹部分退火带和磷灰石(U-Th)/He部分保留带,未形成广泛的正地形。直到约20 Ma,东昆仑山发生初始广泛隆升,伴随着岩石相对地表约2 km的位移。 结论 这一认识为理解古柴达木盆地解体时间、青藏高原北部早中新世古海拔历史、隆升过程和动力学机制提供了新的证据。
意义 海泡石作为一种具有独特纤维状晶体结构的黏土矿物,因其高吸附性和热稳定性在地质领域展现出重要的应用潜力。【进展】海泡石的成因有直接沉积型、陆源搬运沉积型、成岩蚀变型。直接沉积型受元素浓度和酸碱度等化学条件的控制,陆源搬运沉积型与地质环境及气候条件密切相关,成岩蚀变型受埋藏深度和热液流体性质的影响。海泡石普遍形成于富镁硅、贫铝的碱性还原环境中,并在热动力演化过程中经历相变,转化为滑石或蒙脱石等矿物,从而构建出不同的沉积—成岩演化路径。在地质应用方面,海泡石凭借优异的吸附性能,可高效富集有机质,为烃源岩的形成提供物质基础,显著提高其生烃潜力和质量。海泡石层系的成岩流体有助于促进凹陷边缘高能滩灰岩转化为优质的白云岩储层,进而孕育出自生自储和下生上储的两种油气成藏模式。此外,含海泡石层系的厚度和分布不仅可以反演古地貌的起伏特征,也能够有效预测油气藏的区域,为油气勘探提供重要的依据。在古环境方面,海泡石形成过程还记录了蒸发环境、水位变化、气候演化以及缺氧事件等多种信息,可用于揭示区域重大地质事件。【结论与展望】海泡石在油气勘探、古地貌重建和古环境恢复中展现出重要的研究价值,利用海泡石获取古环境条件、提升对含海泡石层系厚度的地震资料解析能力、发展含海泡石层系油气的勘探将是未来海泡石的发展走向。
目的 海南新英湾保留了更新世以来相对完整的海相地层沉积记录,且由于其封闭性以及稳定性,成为反演南海北部更新世以来环境变化的良好窗口。 方法 对新英湾南岸获取的地质钻孔进行了全岩主量元素、Sr-Nd同位素地球化学分析,重建了这一区域更新世以来沉积物物质来源以及古气候、古环境演化过程,并探讨了其驱动机制。 结果 钻孔自下而上具有较为明显的三段特征,底部U1段具有较低εNd(0)值和较高的87Sr/86Sr值,中部U2段具有较高的Al/Ti、K/Ti、Fe/Ti、Mg/Ti值。物源分析结果表明,钻孔沉积物来源于中酸性源区,底部U1段含较多古老的沉积物质,且Sr-Nd同位素比值与红河沉积物相似,U2、U3段沉积物则与海南岛内白垩纪、二叠纪长英质花岗岩相似。古环境分析显示这一区域更新世以来经历了寒冷—暖湿—干冷的气候变化过程。 结论 结合前人年代学研究,U1段对应北半球最冷的MIS16期,干冷的气候且较低的海平面使得印支大陆碎屑沉积物能输送至新英湾。随后东亚夏季风增强,气候由寒冷干燥向温暖湿润转变,海平面上升导致U2段源区以海南岛内花岗质岩石为主。U3段经历区域构造抬升,沉积源区以岛内花岗岩为主。