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  • 刘旭东, 彭军, 许天宇, 王豪楠
    沉积学报. 2026, 44(4): 1238-1272. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.135

    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。

  • 赵薇, 孟杰, 谢远云, 李本仙, 迟云平, 孙磊, 魏振宇, 刘海金, 汪烨辉, 吴鹏
    沉积学报. 2026, 44(4): 1369-1383. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.001

    目的 罗家窝棚组是松嫩平原东南缘下更新统的一套紫红色砂砾石堆积地层,针对该地层开展黏土矿物分析有利于深入理解该区域古气候特征,明确其地层时代。 方法 对罗家窝棚组开展全岩地球化学、黏土矿物X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等分析,揭示该地层黏土矿物组成及转化特征,并与黄土高原红黏土层的黏土矿物组成进行对比。 结果 罗家窝棚组黏土矿物组成以高岭石为主(含量57%~73%),伊利石(含量25%~41%)次之,黑云母/蛭石混层矿物含量最少(平均含量为1%)。高岭石呈假六方片状,自形程度和结晶度高指示其自生成因,较高的伊利石结晶度(平均值为0.55)及化学指数(平均值为0.50)、黏土/石英比值较高均指示强烈的风化程度。黏土矿物转化过程为伊利石→高岭石,黑云母→黑云母/蛭石混层矿物→高岭石,与常量元素4Si-M+-R2+三元图解具有高岭石化趋势一致,结合该组地层较高的化学蚀变指数(CIA)和赤铁矿/针铁矿值,共同指示该地层处于强风化的湿热气候环境。 结论 推测罗家窝棚组形成于湿热的气候背景,并非前人认为的冰碛物堆积,该地层的地质年代可能为早更新世之前东亚夏季风盛行的湿热时期。

  • 黄春菊, 张瑞尧, 邓胜徽, 王政, 张然然, 梁建昊
    沉积学报. 2026, 44(4): 1215-1237. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2026.004

    目的 晚奥陶世—早志留世是地球演化史上的关键转折期,以赫南特冰期和奥陶纪末生物大灭绝事件为核心标志,但该时期地质年代框架的精度仍存在较大争议,制约了对生物灭绝机制与气候演化过程的深入理解。本研究旨在通过旋回地层学与同位素测年的交叉融合,建立晚奥陶世—早志留世的高分辨率绝对天文年代标尺,为重大地质事件的精细时间约束提供科学依据。 方法 以四川长宁双河、重庆綦江安稳和湖北宜昌王家湾三个剖面为研究对象,对采集的高分辨率元素数据(Si、Fe、Ca、Al、Rb/Sr等),利用AnalySeries和Acycle软件进行旋回分析,识别米兰科维奇旋回信号;通过COCO/eCOCO和TimeOpt方法估算沉积速率,建立浮动天文年代标尺;同时对剖面火山灰层进行CA-ID-TIMS锆石U-Pb测年,获取绝对年龄锚点,实现深度域到时间域的精确转换。 结果 (1)在XRF元素序列中识别出稳定的对应于405 kyr和~100 kyr长短偏心率周期的沉积旋回,双河、安稳和王家湾剖面分别建立了长度为12.2 Myr、10.3 Myr和2.75 Myr的浮动天文年代标尺;(2)由于双河剖面的地质记录最全,旋回分析结合火山灰层U-Pb年龄(双河剖面:438.47±0.17 Ma),标定的奥陶纪/志留纪界线和赫南特阶底界线年龄442.34±0.22 Ma和443.78±0.22 Ma可作为未来国际地质年代标准;(3)赫南特阶的持续时间在双河剖面为1.44 Myr,而在王家湾剖面约为0.41 Myr,推断王家湾剖面可能存在沉积间断;(4)古气候指标与海平面变化均显示出1.2 Myr和2.4 Myr的长周期波动。 结论 建立了晚奥陶世—早志留世高精度天文年代标尺,显著提升了该时期地质年代框架的精度,揭示了奥陶纪末生物大灭绝事件的快速发生过程。天文周期对该时期气候—环境演化具有显著的驱动作用,为深入理解奥陶纪末生物大灭绝的触发机制提供了关键时间约束。

  • 王勇, 文春华, 谭静强, 曹创华, 丁永刚, 曾广乾, 王灵珏, 谢文泉, 黄乐清
    沉积学报. 2026, 44(4): 1353-1368. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.006

    目的 湘西地区广泛发育新元古代海相沉积型锰矿床,深入研究这些锰矿的沉积氧化还原条件有助于揭示其成矿机理,约束成矿期海洋锰循环过程,为区域成矿潜力评估提供理论支撑。 方法 对湘西民乐地区南华系大塘坡组的16件不同品位锰矿样品开展了矿物学、元素地球化学和无机碳同位素分析。 结果 高品位(MnO>20%)和中等品位(10%<MnO<20%)锰矿中富锰矿物以半自形粒状微晶(<5 μm)菱锰矿为主,相对富集轻的碳同位素(δ13C=-10.4‰~-8.3‰);而低品位(MnO<10%)锰矿中则以大粒径(>20 μm)半自形板片状菱锰矿为主,相对富集重的碳同位素(δ13C=-7.4‰~-5.3‰)。高品位锰矿沉积于氧化环境,中等品位锰矿沉积于贫氧环境,低品位锰矿沉积于缺氧环境。此外,高品位锰矿具有高Eu*值和高Fe/Ti值等热液沉积地球化学特征。 结论 中—高品位锰矿中菱锰矿由初始沉淀的锰氧化物在成岩过程中与有机质反应形成;低品位锰矿中的菱锰矿则可能是在高碱度条件下,水体中Mn2+与CO32-直接结合形成。黔东北深水盆地的气—热液喷溢活动可能为湘西地区锰矿床形成提供了Mn2+来源,而盆地底水氧化则是该地区锰富集成矿的关键控制因素。

  • 高悦阳, 李红, 金佳宁, 穆娅榕, 李宗霖
    沉积学报. 2026, 44(4): 1333-1352. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.013

    目的 华南地区扬子陆块广泛保存了新元古代成冰纪“雪球地球”时期的沉积记录,该时期冰川研究一直是沉积学热点问题,但西缘康滇裂谷和扬子陆块北缘—秦岭南缘裂谷盆地成冰纪沉积岩的报道相对较少。 方法 以扬子陆块北缘汉中地区钢厂—元坝剖面为研究对象,在剖面实测基础上,对冰期沉积岩底部沉凝灰岩和上部砂岩中的锆石进行了U-Pb定年分析(LA-ICP-MS法),并探讨了冰期持续时间、沉积充填特征及区域对比。 结果与结论 在汉中地区新元古代成冰纪沉积岩中识别出下、上两套冰碛岩,均为陆相冰川,冰碛岩之间和之上发育砂岩和粉砂岩。冰碛岩底部与莲沱组分界处沉凝灰岩锆石最年轻谐和年龄的加权平均值为(719±11) Ma(MSWD=0.75),表明其可能形成于Sturtian冰期,两套冰碛岩大致对应于南华系长安组和古城组。这套冰期沉积岩不仅可与盆地内镇巴、城口地区同期沉积岩对比,而且跟华南其他地区Sturtian冰期沉积岩的发育规律也有相似性。

  • 张杰志, 李茜, 朱光有, 高和婷, 李生, 郑凯航, 陈泓州, 刘健勇
    沉积学报. 2026, 44(4): 1273-1297. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.017

    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。

  • 王佳乐, 戎佳, 刘自亮, 高波, 张明何, 刘慧萍, 杨琪航, 游浪
    沉积学报. 2026, 44(4): 1535-1551. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.004

    目的 四川盆地寒武系筇竹寺组页岩气具有良好的勘探开发前景,深入揭示其沉积环境特征对筇竹寺组页岩气资源评价具有重要意义。 方法 以川北地区程家坝剖面筇竹寺组页岩层系为研究对象,基于详细的野外地质调查,开展全岩矿物X衍射、地球化学分析,优选特征元素和比值参数,揭示川北地区筇竹寺组富有机质页岩的沉积古环境及条件。 结果 (1)筇竹寺组筇一段、筇二段岩性主要为灰黑色—黑色泥岩和粉砂质泥岩,发育硅质岩相和硅质页岩相,发育水平层理,为深水陆棚相沉积;(2)筇竹寺组页岩总有机碳(TOC)含量较高,介于0.22%~4.34%,平均为2.68%;(3)元素地球化学特征显示筇竹寺组黑色页岩沉积时期气候温暖湿润,古生产力和沉积速率较高,水体为缺氧环境且滞留程度强。 结论 筇竹寺组富有机质页岩的形成受控于多种因素:筇一段有机质富集属于保存模式,受控于氧化还原条件和沉积速率;筇二段有机质富集属于综合模式,由古气候、古生产力、沉积速率和氧化还原条件协同控制。

  • 吴静仪, 王峰, 井向辉, 王集, 肖云宵, 徐明慧, 张敏, 黎乾
    沉积学报. 2026, 44(4): 1471-1494. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.130

    目的 鄂尔多斯盆地西北缘上古生界羊虎沟组—太原组具有良好的油气勘探远景,地层发育完整连续且厚度变化大,沉积相类型多样。明确砂体展布特征、厘清沉积演化规律直接影响油气优选勘探区带的选择。 方法 以鄂尔多斯盆地西北缘羊虎沟组—太原组为目的层位,在前人研究基础上,通过典型野外剖面实测、钻井岩心观察、古流向分析、测井资料及测试资料分析,对研究区沉积环境及沉积相类型特征、沉积演化及沉积模式进行研究。 结果与结论 研究区整体发育19种岩相类型,三种沉积体系,包含4种沉积相类型,进一步划分出14种沉积微相。研究区羊虎沟组—太原组主要由盆地西北阿拉善古陆以及东北阴山古陆两个物源体系共同供源。Dickinson三角投点图揭示物源区构造背景以再旋回造山带为主;重矿物组合特征指示盆地西北缘与阿拉善群(Ar3-Pt1)、太古代集宁群(Ar3)、乌拉山群(Ar1-2)具有明显亲源性,ZTR指数体现出不稳定矿物由北向南逐渐减少;古流向分析也反映出北西—南东以及北东—南西两个方向的物质来源。研究区羊虎沟组—太原组主体为海陆共存阶段,羊虎沟组沉积期,在贺兰拗拉槽复活以及南北构造挤压背景下,海水快速进入,研究区整体受控于三角洲—碎屑海岸沉积体系,北部物源供给充足,致使北部发育潮控三角洲沉积;南部受潮汐、波浪作用影响,发育潮坪—障壁岛—淡化潟湖—陆棚沉积。太原组沉积期,地壳继续下沉,发生海侵,该时期盆地成为海域分布最广时期,沉积环境与羊虎沟组基本相似,总体表现为潮控三角洲、潮坪、淡化潟湖—障壁岛沉积环境共存,且北部地区物源供给持续增加,潮控三角洲范围向南延伸更广。

  • 周行天, 张春生
    沉积学报. 2026, 44(4): 1442-1457. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.003

    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。

  • 朱作飞, 袁玮琳, 赵奇, 袁胜, 姜海滨, 杜威, 刘鹏奇, 宋家伟
    沉积学报. 2026, 44(4): 1384-1396. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.007

    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。