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  • 于乐丹, 彭军, 许天宇, 韩浩东, 杨一茗
    沉积学报. 2024, 42(02): 701-722. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.096
    【目的】湖相细粒沉积泥页岩储层“甜点段”的发育与有机质富集密切相关,但目前针对断陷咸化湖盆泥页岩有机质富集控制因素的探究及富集模式的建立等相关研究较少。【方法】东营凹陷沙河街组第四段上亚段纯上次亚段(Es4scs)时期发育典型的陆相断陷咸化湖盆,为深化对研究该区细粒沉积地层有机质富集规律的认识。从沉积学、地球化学、古生物学及分子地层学等方面入手,利用薄片鉴定、X射线衍射、氩离子抛光—扫描电镜、孢粉鉴定、生物标志物色谱—质谱分析等技术手段,运用各项指标详细探究有机质富集的控制因素,建立适用于研究区各环境演化阶段的有机质富集模式。【结果】(1)有机质具有条带状、充填式、分散式等微观赋存状态,母质来源主要为藻类等低等水生生物,在中上部地层出现少量的陆源高等植物来源;(2)沉积环境经历了较浅水半干旱弱氧环境—深水半湿润还原环境—次深水半干旱贫氧环境三个演化阶段;(3)有机质富集的主要控制因素为古气候、古盐度、古氧化还原性、古生产力和沉积速率,而次要控制因素为古水深、陆源输入、火山作用和热液活动。【结论】本次探究了有机质富集的主控因素,建立了适用于陆相断陷咸化湖盆细粒沉积地层的有机质富集模式,研究成果对我国陆相页岩油气勘探开发具有重要意义,即高生产力、还原环境、适宜的盐度和沉积速率主导了高有机质富集,该环境的沉积产物是页岩油气勘探的有利层段。
  • 许欢, 柳永清, 旷红伟, 彭楠, 丁家翔, 杜研, 苑婷媛
    沉积学报. 2023, 41(06): 1681-1713. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.080
    【意义】风成沉积作为风对地球表层沉积物剥蚀、搬运和堆积的产物,在地质历史时期具有广泛的时空分布,其形成演化与以干旱为主的气候条件和相对持续沉降的古地理背景密切相关,是开展区域古地理和古气候研究的重要载体和理想材料。经过近百年的研究,目前国际上已形成较为完善的风成沉积理论体系,有效地促进了古风成沉积的识别和解释。鉴于国内还没有系统的风成沉积理论体系介绍,有必要对其进行综述以此增进对风成沉积理论和研究方法的了解。【进展】通过解读前人文献资料,并结合自身研究经历,从大气的流动特征、风的流体性质与风场、沉积物的搬运、风成沉积的组成与结构、风成床沙形体、风成地层、风成界面、风成沉积体系、风成沉积的形成与保存等方面,对风成沉积理论体系进行了较为全面的梳理。【结论与展望】提出具有逆粒序的风成波痕、风成沙波层、颗粒表面的沙漠漆、石英显微形貌中的碟形撞击坑、新月形撞击坑、分级弧和上翻解理薄片可作为风成沉积鉴别的绝对标志。综合分析风成地层和风蚀界面是重建古沙丘类型的基本方法。利用多学科手段,有效提取风成沉积所蕴含的古地理和古气候信息,对于开展区域和全球性重大地质事件的研究具有重要科学意义。
  • 满玲, 祝圣贤, 邓宾, 李玉坤, 郎咸国
    沉积学报. 2024, 42(01): 29-38. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.025
    【目的】斯图特雪球地球事件是地质历史时期最极端的冰室气候。在冰期过程中,冰盖分布范围达到低纬度甚至古赤道区域,海洋被完全冰冻。目前,斯图特雪球地球过程中的古海洋化学研究相对薄弱,且生物地球化学循环机制尚不明确。【方法】对桂北地区成冰系富禄组开展了详细的野外调查和碳氧同位素及元素地球化学研究。【结果】桂北地区成冰系富禄组形成于斯图特雪球地球过程中,岩性主要为一套碎屑岩,并发育多套碳酸盐岩夹层。地球化学分析显示这些碳酸盐岩具有相对稳定的碳同位素值(平均值为-3.5‰),并与伴生的有机碳同位素呈现不耦合关系。【结论】富禄组碳酸盐岩的碳同位素值明显高于地幔碳同位素值(-6‰),指示斯图特雪球地球过程中的海洋初级生产力并未完全停止,只是表现为较低的水平。海洋热液系统提供的磷可能是维持冰期海洋初级生产力的主要原因。
  • 王翼君, 王振宇, 唐洪明, 杨光, 张云峰, 屈海洲
    沉积学报. 2024, 42(01): 171-186. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.039
    【目的】塔西南地区二叠系可见具有良好勘探前景的生物礁。【方法】通过新疆皮山县桑株剖面二叠系克孜里奇曼组生物礁的野外露头观察和薄片研究,详细梳理了该礁体的基本特征。【结果】克孜里奇曼组生物礁属于沿台地边缘生长的点礁,礁体发育完整的礁基、礁核、礁前、礁后、礁盖亚相。其中,礁核靠近礁前的岩性主要为珊瑚骨架岩,礁核靠近礁后低能带的岩性主要为海绵障积岩。礁体的形成受控于海平面的升降,它是在塔西南地区海平面上升的背景下逐步形成,后期又随着塔西南地区海平面的快速下降,桑株地区变为气候炎热干燥的潮上带,藻类开始繁盛,白云岩化加剧,造礁生物大量死亡,礁体消亡。桑株生物礁的古生物特征和地球化学特征表明,塔西南此次海平面下降可能和早二叠世的冰期有关。此后,克孜里奇曼组生物礁开始遭受成岩作用的改造。【结论】总体上看,克孜里奇曼组生物礁受成岩改造的影响较小,而且成岩过程主要受沉积期海相流体的影响,非海相流体的影响相对较小,且非海相流体主要影响生物碎屑,对泥晶基质基本没有影响。
  • 姜在兴, 徐杰, 刘桐, 马代鑫, 牟汉生, 孙守亮
    沉积学报. 2023, 41(06): 1830-1846. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.129
    【目的】前人对中元古代生命演化、氧气含量、古海洋条件等研究均表明中元古代存在适宜优质烃源岩生成和保存的环境。加之近年来元古宇油气资源的相继发现,使得我国中元古界黑色页岩沉积环境和生烃潜力的认识亟需加强。华北地台燕辽裂陷槽沉积了巨厚的中新元古代地层,发育串岭沟组、高于庄组、洪水庄组、铁岭组和下马岭组5套烃源岩层系,前人在冀北地区对这些烃源岩层系已开展了大量研究,但是目前对辽西坳陷研究还处于初级阶段。【方法】基于大量的野外露头、钻井、薄片和有机地球化学数据对辽西坳陷洪水庄组、铁岭组和下马岭组这三套烃源岩层系开展了沉积环境和生烃潜力分析。【结果】洪水庄组主要为一套富含有机质的黑色页岩,黄铁矿非常发育,指示海槽深水沉积。多个露头点在洪水庄组顶部见白云岩滑塌沉积,表明水深向上变浅,逐渐过渡为碳酸盐岩台地斜坡沉积环境。铁岭组底部广泛发育高能颗粒白云岩沉积,中部以灰色页岩为主,局部地区灰色页岩与含锰白云岩交互沉积,顶部为叠层石白云岩和泥岩互层,反映碳酸盐岩台地边缘—潟湖—潮坪沉积环境,并同洪水庄组组成了两个整体水深向上变浅的沉积旋回。待建系下马岭组底部发育石英砂岩、中上部则以灰色页岩沉积为主,为无障壁碎屑海岸—浅海陆棚沉积。有机地球化学数据表明多数黑色页岩TOC含量大于1.0%,为中到优质烃源岩,Tmax介于435℃~480℃,指示烃源岩处于成熟阶段,有利于油气的生成。【结论】中元古界黑色页岩沉积环境和生烃潜力综合分析表明,辽西坳陷具有良好的油气勘探潜力。
  • 郭芪恒, 金振奎, 安益辰, 朱小二
    沉积学报. 2019, 37(01): 40-50. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.110
    北京下苇甸张夏组作为华北寒武系的标准剖面之一,一直以来是广大地质学者研究的重点。通过野外观察、实测,并结合室内薄片鉴定、XRD测试等技术,对北京西山下苇甸张夏组的岩性特征进行了详细的分析,结合其特征,对张夏组沉积相做了细致划分。通过研究,该区张夏组主要发育碎屑岩浅海相及碳酸盐岩台地相沉积,其中碎屑岩浅海主要发育过渡亚相及页岩局限浅海亚相;台地相主要发育局限台地、滩、潮坪亚相。通过岩性特征观察及剖面相组合,首次对研究区的滩进行了划分,将滩分为高能滩及间歇高能滩。总体上,张夏组表现为一个典型的离岸缓坡碳酸盐岩台地沉积模式,由下向上水体加深,陆源碎屑沉积逐渐往后迁移,被碳酸盐岩沉积所取代,台地成熟。
  • 彭旸, 龚承林, 李顺利
    沉积学报. 2022, 40(04): 957-978. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.154
    河流、波浪和潮汐混合作用过程是当前沉积学的热点问题。通过梳理三角洲与其他一些海(湖)陆过渡沉积体系中关于河流—波浪、河流—潮汐、波浪—潮汐和河流—波浪—潮汐相互作用的相关研究,归纳总结了目前几种沉积过程的相互作用以及相应的沉积特征。河流和波浪的相互作用一般发生在河口附近,两者的相对强度以及波浪入射方向共同控制三角洲的形态和沉积物分布。长期的河流和波浪共同作用能够形成非对称性三角洲以及浪控复合斜坡型三角洲。河流和潮汐的相互作用通常发生在强潮汐或中潮汐区域的三角洲或河口湾的河流—海洋过渡带;随着相对海平面升降、沉积物供给变化和气候变化等因素的影响,潮汐和河流相互作用的三角洲和河口湾沉积体系经常反复叠加发育。潮汐和波浪的相互作用主要体现在潮汐不仅直接控制沉积物的沉积过程,而且间接性地移动波浪带进而影响相应的沉积相带。尽管目前河流、波浪、潮汐混合作用过程已经有一定程度的研究,但无论是短期小尺度的相互作用过程,还是长期受宏观因素(包括沉积物供给、海平面升降、构造沉降等)影响下的相互作用与演化过程,均有待进一步研究。
  • 王俊, 赵家宏, 腾军, 王天煦, 鲍志东, 张红静, 袁淑琴, 林艳波, 高银山
    沉积学报. 2018, 36(03): 570-583. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.082
    浅水三角洲前缘砂体是松辽盆地主要勘探开发目标之一,由于该类储层砂泥岩薄互层十分发育,一直以来都是储层预测中的难点。利用覆盖全区的三维地震资料和已有钻井、测井信息,在建立研究区青三段高分辨率层序地层格架的基础之上,运用"相位调整—地震相—地层切片"的地震沉积学综合研究方法,对松辽盆地南部乾安地区上白垩统青山口组三段的砂体类型、特征及层序格架内砂体演化规律作了进一步探讨。研究表明,青三段可划分为2个三级层序,三级层序内进一步划分为12个四级层序;地震资料进行相位调整后,将地震同相轴与岩相建立相互对应关系,红色波峰代表偏砂相,黑色波谷代表偏泥相;在四级层序约束下提取典型地层切片,并识别出枝状水下分流河道、曲流状水下分流河道和末端水下分流河道3类主要砂体,各类砂体具有不同的地震相特征;SQ1三级层序早期以发育末端水下分流河道为主,晚期以发育枝状水下分流河道和曲流状水下分流河道为主。SQ2三级层序湖侵体系域早期以发育枝状水下分流河道为主,晚期以发育末端水下分流河道为主。SQ2三级层序湖退体系域以发育枝状水下分流河道和曲流状水下分流河道为主。
  • 吴斌, 朱莉娟, 侯明才, 晁晖, 江文剑, 石鑫, 罗宏谓, 曹海洋, 何佳伟
    沉积学报. 2018, 36(03): 456-467. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.116
    伊犁盆地南缘是中国重要的煤和砂岩型铀矿富集区,中侏罗统西山窑组是主要的赋矿层位。基于对野外剖面的实测、室内岩矿鉴定、碎屑粒度统计分析和钻测井等资料的解释,明确了伊犁盆地南缘中侏罗统西山窑组的沉积环境类型、砂体成因、展布及其煤系地层分布的耦合关系。研究结果表明:伊犁盆地南缘西山窑组为曲流河三角洲平原—前缘沉积环境,分流河道微相的砂岩以高含煤屑或碳质、中粗结构、富岩屑和长石、分选性较差、中等磨圆为特征,具有较低的成分成熟度和结构成熟度。粒度曲线以三段式为主,显示了三角洲平原水道跳跃、滚动和悬浮搬运的特征。电阻率曲线纵向上表现为粒度向上变粗的逆粒序。砂体厚度多在20~40 m之间,砂地比值在0.3~0.8之间。分流河道砂岩与分流河道间沼泽相的煤层或泥炭在平面上毗邻、剖面上交互产出,古植物茎干化石和植物印痕多处存在。曲流河三角洲沉积环境和三角洲砂岩与煤系地层共生耦合关系的提出,对伊犁盆地南缘煤铀富集规律的深入研究提供了沉积学支持。
  • 李飞, 王夏, 颜佳新
    沉积学报. 2024, 42(02): 343-350. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2024.050
    【意义】碳酸盐生产工厂概念体系研究被誉为“近三十年来碳酸盐沉积学领域最重要的进展之一”。该研究在恢复深时碳酸盐生产过程及其调控因素以及预测未来气候和环境变化对沉积体系的影响方面具有独特价值。【进展】碳酸盐生产工厂研究强调生产者、生产过程及影响因素,以及生态可容空间等主要因素对沉积体系的影响。研究者以这些因素的差异进行分类和动态演化过程研究,有别于传统“沉积相模式”以岩相和沉积环境差异为依据的“定格”研究方法。随着相关概念体系的基本成熟,如何进一步挖掘碳酸盐生产工厂新的研究方向和价值,并指导理论和应用沉积学创新,值得深入探索。本文回顾了碳酸盐生产工厂概念体系的形成背景,介绍了其构成和主要影响因素,并推介了本专栏的综述和研究论文。【展望】希望通过这些论文的介绍,能够吸引同行对这一领域的关注和兴趣,共同促进碳酸盐生产工厂的深入研究和发展。
  • 单云鹏, 王红军, 张良杰, 白振华, 苏朋辉, 赫英旭, 孟维康, 刘航宇, 程木伟
    沉积学报. 2022, 40(04): 1095-1108. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.166
    三角图广泛用于砂岩分类,但个别高引用率文献论证公式的过程繁琐甚至推导出现错误。为系统阐述三角图的原理与制作,在确定三角图的读图规则后,进行平面几何推导,指出并修正了前人推导过程中的逻辑性错误,最后使用Excel成图与商业软件Origin及Grapher的三角图进行对比。结果表明,等边三角形与等腰三角形的投点方式存在差异,但两种图版可以进行变形操作而相互转化,三角形的侧边能否作为坐标轴以及纵坐标的绝对长度能否代表石英的含量取决于三角形的形态。商业软件的图版难以满足需求,建议以Excel使用等腰三角形的投点方式,结合地质绘图软件进行制图。为降低工作量,可以使用本文所编写的VBA代码,快速绘制砂岩分类三角图。
  • 陈西源, 周锡强, 孙剑, 高炳宇, 李润, 汤冬杰
    沉积学报. 2024, 42(01): 1-19. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.055
    【意义】钙(Ca)是重要的造岩元素和生命必需元素,广泛参与地球表层物质循环过程,并记录着海洋环境及其演化。钙同位素在地球表层无机和有机作用过程中可发生不同程度的分馏,对于研究海洋钙循环和地球表层圈层相互作用具有重要价值。伴随着相关分析测试技术的进步,钙同位素日益成为重要的地球化学研究手段。鉴于钙同位素近年来在古海洋研究领域的广泛应用,有必要对其进行综述。【方法】以前人文献资料为基础,系统地介绍了钙同位素的基本原理、分馏机理、海洋钙循环及其同位素特征等方面的研究进展,进一步对其在碳酸盐岩成岩作用评估、深时海水钙同位素组成厘定、海洋钙循环重建等领域的应用进行了介绍和探讨,并对钙同位素在古海洋领域的发展方向进行了展望,以期促进深时钙循环研究。【结论和展望】钙同位素作为研究海洋钙循环的一把钥匙,日益成为一种重要的研究手段。目前,对钙同位素在不同矿物体系中的分馏机理已建立基础的认识,海洋钙源—汇通量及其钙同位素组成也得到初步的厘定。未来可进一步优化钙同位素分析测试方法,完善钙同位素分馏理论与深时海水钙同位素演化曲线,加强对古今海洋钙循环源—汇通量、钙同位素特征及其影响因素的多指标和定量化研究,提升对钙地球化学循环过程的认识。
  • 邱振, 卢斌, 陈振宏, 张蓉, 董大忠, 王红岩, 邱军利
    沉积学报. 2019, 37(06): 1296-1308. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.088
    现代火山活动喷发形成的火山灰沉降到海水中能够提高海洋表层生产力、促进浮游生物繁盛,有利于有机质形成与富集沉积。而地质历史时期火山灰(斑脱岩)沉积与有机质富集关系研究相对较少,且存在着争议。以我国华南地区奥陶纪—志留纪转折期五峰组—龙马溪组页岩为例,开展含火山灰页岩层段与正常沉积的页岩层段的TOC含量、古生产力、氧化还原条件等对比分析,以探讨两者之间关系。研究结果初步表明:火山灰对高生产力背景的海洋区域影响相对较弱,对其有机质富集的促进作用不明显,而沉积水体氧化还原条件(富氧—贫氧—缺氧变化)与有机质含量关系密切,是这一时期有机质富集的主控因素。由于火山活动对沉积环境影响是十分复杂的过程,未来需要利用地质、地球化学等多种测试手段,开展更高分辨率(如厘米级、毫米级尺度)综合对比研究,精细解剖火山活动对有机质形成及富集作用的影响。火山活动相关的沉积事件是非常规油气沉积学重要研究内容之一,厘定它与页岩有机质富集关系,对我国页岩油气等非常规油气勘探开发具有重要意义。
  • 张祥龙, 刘一仓, 张攀, 王贵文, 李栋, 马源, 江程舟, 包萌, 陈康军, 刘秉昌, 解宇强
    沉积学报. 2022, 40(02): 534-546. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.076
    鄂尔多斯盆地环西—彭阳南段地区长8段沉积以辫状河三角洲平原为主,其储层品质明显受沉积微相控制。基于岩芯观察、薄片观察、压汞及常规测井等资料分析,将研究区长8段划分为5个小层,并对其辫状河三角洲平原沉积储层特征进行了精细研究。结果表明,研究区主要发育分流河道、越岸、分流间湾三种微相,其中分流河道构成了主要的砂体骨架,呈南西—北东向分布。分流河道砂体物性最好,越岸沉积物性次之,分流间湾物性最差。与之相对应,研究区储层可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型,其中储层质量最好的Ⅰ型主要位于河道中部,质量最差的Ⅳ型对应分流间湾。试油资料也进一步证实沉积微相控制研究区储层质量的差异,基于沉积微相的平面展布可实现储层平面分布规律预测。研究成果可为后续沉积储层精细评价乃至油气勘探开发综合研究奠定基础。
  • 李柯然, 宋金民, 刘树根, 杨迪, 李智武, 金鑫, 任佳鑫, 赵玲丽, 夏舜, 田立洲, 王杉杉, 张阳
    沉积学报. 2024, 42(01): 64-83. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.042
    【目的】埃迪卡拉纪晚期(灯影期)微生物岩是地球生命—环境协同演化的产物。【方法】在四川盆地灯影组微生物岩沉积组构划分基础上,结合不同组构的微区地球化学分析,总结微生物组构控制下的元素富集特征。【结果与结论】四川盆地灯影组微生物岩发育纹层、凝块、泡沫绵层、葡萄花边和核形石组构。纹层组构发育放线菌Actinophycus、似肾形菌Renaclis、似葛万菌Girvanellas,凝块组构发育似附枝菌Epiphiton-resembling、似肾形菌Renaclis、曲线菌Tortofimria,葡萄花边组构发育放线菌Actinophycus,泡沫绵层组构曲线菌Tortofimria,组构阴极发光呈黑色和暗红色。扫描电镜下,微生物组构发育大量诱导白云岩(呈球粒状和叠层状)、蓝细菌化石,与微生物席或EPS伴生。灯四段微生物组构Fe、S元素含量增高。灯二段葡萄花边组构富集V、Y元素,凝块组构富集V、Y、Ni元素;V、Cr、Ni、Y、LREE、HREE和ΣREE在灯四段凝块及纹层组构均有富集,Cu元素富集在凝块组构中,Zr元素富集在纹层组构中。元素富集效应显示灯影组海水以贫氧为主,灯二段海水较均一,灯四段海水分层明显,海水部分氧化。
  • 韩志宇, 王非, 师文贝
    沉积学报. 2022, 40(02): 360-379. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.011
    确定沉积时代及重建成岩过程仍然是目前年代学领域亟需攻关的科学问题。综述了适用于沉积岩定年的传统长周期同位素方法,系统地回顾了沉积岩中广泛发育的自生矿物海绿石、伊利石、钾长石和方解石年代学研究中的关键问题以及它们在沉积地层定年、恢复盆地热流史、沉积矿床间接定年、确定油气注入时间、确定脆性断层活动时间、确定古地磁重磁化事件等应用方面的研究现状。针对目前存在的问题展望了今后需要攻关的方向,为我国沉积岩年代学的发展抛砖引玉。
  • 叶云涛, 王华建, 翟俪娜, 周文喜, 王晓梅, 张水昌, 吴朝东
    沉积学报. 2017, 35(02): 203-216. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2017.02.001
    新元古代的地球表层系统经历了超大陆裂解与重组、大规模冰期、古海洋氧化、埃迪卡拉生物群辐射与灭绝、后生动物兴起等一系列重大变革,这些地质事件与生物演化在时空上的耦合关系长期受多学科交叉研究领域的广泛关注。Rodinia超大陆的裂解伴随有超级地幔柱活动、古地磁真极移等复杂响应,裂解过程影响了大气圈和水圈中氧气和二氧化碳的循环,并可能直接导致了新元古代极端的气候条件。构造格局的变动对生物的影响主要体现在物质来源和生存环境的改变上,强上升洋流和强地表径流区域的富营养化促使生物大量繁盛。"雪球地球"期间巨大的选择压力为生物的多样化演变提供了可能,而其后冰川的快速消融则促进了生产力的爆发式增长及多种沉积矿产的形成。与此同时,大气—海洋氧气含量的增加和海水化学结构的改变使得多项元素及同位素指标发生了地质历史上最大幅度的波动,这种特殊的地质背景可能最终对生物演化产生了极为深刻的影响。
  • 刘艺萌, 张藜, 黄晓波, 郑敬贵, 徐伟
    沉积学报. 2019, 37(06): 1280-1295. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.007
    辽中凹陷北洼古近系东二下亚段发育14期湖底扇沉积。基于湖底扇类型划分,对不同类型湖底扇沉积控制因素、成因机制及不同类型湖底扇之间的时空演化规律进行了研究。结合深水重力流沉积学理论,依据湖底扇水道发育程度、重力流流体性质,将研究区湖底扇分为非水道化—砂质碎屑流型湖底扇、非水道化—浊流型湖底扇和水道化湖底扇3种类型。非水道化—砂质碎屑流型和非水道化—浊流型湖底扇无明显下切水道,其中非水道化—砂质碎屑流型湖底扇整体富砂,非水道化—浊流型湖底扇整体富泥。水道化湖底扇发育明显下切水道,水道中发育砂质碎屑流富砂,水道外发育浊流富泥。物源富砂性及坡折带规模共同决定湖底扇沉积类型,含砂率大于30%的富砂型物源易形成非水道化湖底扇,含砂率小于30%的富泥型物源易形成水道化湖底扇。在富砂型物源背景下,当坡折规模较大时,因搬运距离远,砂泥分异充分,沉积非水道化—砂质碎屑流型和非水道化—浊流型两种湖底扇;当坡折规模较小时,砂泥分异不充分,只发育非水道化—砂质碎屑流型湖底扇。富砂物源滑塌为非粘性体,搬运过程中易与水融合,对底部呈片状冲刷,不易形成单一水道;富泥物源滑塌为黏性体,搬运过程中对底部冲刷集中,强度更大,易形成水道。
  • 付志方, 宫越, 苏玉山, 郭荣涛, 林东升, 汲生珍
    沉积学报. 2024, 42(01): 228-237. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.031
    【目的】被动陆缘盆地深水浊积砂体已成为深海油气勘探突破及储量发现的新领域。【方法】以典型被动陆缘纳米贝盆地深水高分辨率三维地震资料为研究基础,以受构造活动和沉积压实影响较小而保持原始水道沉积构型的海底第四纪沉积地层为目标,精细描述和解析了目标层内限制性水道沉积的剖面和平面地震响应特征。【结果与结论】限制性浊积水道侵蚀作用总体大于沉积作用,单一水道的沉积模式以凹岸侵蚀、凸岸“S”型加积为主,该过程使“V”型河谷展宽并充填形成“U”型水道沉积;多期叠置水道沉积体系分为侧切叠置和垂切叠置的两种模式,以侧切叠置模式为主;窄陆架、宽缓陆坡的海底地形控制限制性水道的延伸方向及长度规模,陆缘盆地的沉降中心控制着各期水道的迁移方向,古气候事件发生频率控制着水道体系内部浊积砂体发育的期次。该研究成果能够给予限制性水道沉积构型认识及砂体储层预测启发。
  • 于德水, 何宇航, 邢宝荣, 霍正旺, 高波
    沉积学报. 2024, 42(01): 238-250. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.051
    【目的】为了进一步确定大庆长垣高台子油层三次采油开发层系组合及开发次序,指导三采整体规划部署,在大庆长垣范围内系统开展了高台子油层沉积演化与储层非均质特征研究。【方法】采用点—线—面多维度立体研究思路,首先从长垣11口取心井岩心描述入手,通过系统描述确定不同层位、不同位置沉积环境类型,然后通过贯穿南北、东西大剖面开展沉积层序演化规律研究,最后通过不同单元砂体微相刻画确定砂体沉积模式和非均质特征。【结果与结论】高台子油层垂向上为总体湖退背景下发育的一套湖退—湖积—湖退沉积演化序列,厘定了各单元湖岸线、内、外前缘分界线和外前缘尖灭线的边界位置,建立了河控枝状、浪控席状和流控坨状三大类、六亚类三角洲沉积模式,确定了高台子油层二、三类油层类型均有发育,并将三类油层细分为ⅢA、ⅢB、ⅢC三种油层类型,根据不同油层类型砂体分布特征进行化学驱层系组合优化设计,喇嘛甸和萨中油田可以组合为3~4套层系,萨北和萨南油田可以组合为1~3套层系,根据组合成果开展喇嘛甸182区块注聚现场试验,实现油层均匀动用,阶段提高采收率10.4%,取得了较好的开发效果。
  • 李雅兰, 李飞, 吕月健, 王夏, 王曾俊, 李红, 易楚恒, 李杨凡, 曾伟, 李怡霖
    沉积学报. 2024, 42(02): 608-618. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.082
    【目的】生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。【方法】以华南板块西北缘汉南—米仓山地区的勉县大河坝剖面为例,对寒武系仙女洞组沉积序列和生物礁临近层位开展了系统的岩相学、沉积学和元素地球化学分析。【结果】岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。【结论】古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。
  • 李梦茹, 唐友军, 杨易卓, 于瑾
    沉积学报. 2024, 42(01): 266-281. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.026
    【目的】油气来源对比是油气勘探的基础,为扩大江陵凹陷油气资源勘探领域。【方法】基于前期饱和烃分析结果,利用色谱—质谱分析技术对江陵凹陷古近系新沟嘴组下段原油的芳烃馏分进行了分析研究,对原油来源进行了探讨。【结果】研究区原油可分为两大类:Ⅰ类原油取自万城断裂构造带和公安单斜带,其母源形成于一般还原环境并且水体具有一定盐度的半深湖相沉积环境,萘系列及三芳甾烷系列高碳数异构体比值体现其母质类型较好以及陆生高等植物输入较少的特点,该类原油整体处于成熟—高熟阶段,其中万城断裂构造带中的万13井和万12井和公安单斜带中的耀5井是高成熟原油,推测处于各自构造单元中最接近油藏充注点的位置;Ⅱ类原油取自荆州背斜带,成熟度低于Ⅰ类原油,母质类型以低等水生生物输入为主但相较于Ⅰ类原油接受了更多的陆生高等植物输入,形成于高盐度、强还原的深湖相沉积环境,且位于荆州背斜带中部及东南部的Ⅱ2类原油相较于荆州背斜带西北部的Ⅱ1类原油成熟度更低、陆生高等植物输入更多。【结论】万城断裂构造带的Ⅱ油组和Ⅲ油组为Ⅰ类原油的主要烃源岩,同时存在来自荆州背斜带Ⅰ油组的贡献,高的成熟度特征可能指示该类原油还存在除本文外的其他区域或层位的贡献;Ⅱ类原油主要来自荆州背斜带和万城断裂构造带的Ⅱ油组,同时存在荆州背斜带北部Ⅲ油组的贡献。
  • 王广伟
    沉积学报. 2024, 42(02): 632-642. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.062
    【意义】白云岩是一种常见的碳酸盐岩和重要的油气储集层,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。【方法】通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。【进展】已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用;白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。【结论与展望】综合实验模拟结果的共性特征发现,交代反应是一个溶解—运移—沉淀的微过程;新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,并提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行;新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。
  • 田兴, 高远, 王成善
    沉积学报. 2023, 41(06): 1645-1661. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.069
    【意义】湖泊年纹层是季节—年际尺度的超高分辨率地质记录,对发展高精度地质年代学和研究古气候与古环境具有重要意义。【进展】综合前人研究成果,对湖泊年纹层的形成和保存、识别和分类、纹层年代学以及湖泊年纹层对古气候和古环境的指示等方面进行了总结:(1)湖泊年纹层的形成和保存受季节性气候和环境变化的影响,在北半球中高纬地区分布较广;(2)对湖泊年纹层的鉴定需结合其物理、化学和生物特征,并通过放射性同位素定年手段进行交叉验证;(3)湖泊年纹层可用于建立精确的或浮动的年代学标尺;(4)湖泊年纹层普遍用于重建年际古气候与古环境,但是研究程度不均衡,时间上主要集中于第四纪,空间上主要集中于欧美地区。【结论与展望】结合目前湖泊年纹层的研究现状和不足,未来应加强现代沉积过程监测,优化湖泊年纹层识别标准。同时利用多种研究手段,系统构建并完善湖泊年纹层研究体系。深入挖掘深时湖泊年纹层的研究价值,聚焦深时年际古气候变化等科学前沿。
  • 印森林, 谢建勇, 程乐利, 吴有鑫, 朱柏宇, 陈恭洋, 赵俊威
    沉积学报. 2022, 40(04): 979-995. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.109
    针对页岩油开展了广泛文献调研,在页岩油概念的提出、演化及研究历程基础上,对陆相页岩油资源量分布、类型和潜力及若干关键问题等研究进展进行了综述,提出了陆相页岩油效益开发面临的关键开发地质问题。具体如下:1)阐述了页岩油概念的由来及最新定义。国内外页岩油均历经三个发展阶段,对页岩油的理论认识不断深入,开发效果和水平逐渐提升。我国陆相页岩油资源丰富、潜力巨大,是今后一个时期的重点攻关对象。2)陆相页岩油可按不同方式进行分类。按成熟度演化阶段划分固态有机质阶段、滞留烃阶段、液态烃阶段、液态烃裂解天然气阶段等四类;按源储组合类型划分源储共存型、源储分离型和纯页岩型三类;按开发方式分为夹层型、混积型、页岩型和裂缝型四类。3)陆相页岩油在细粒岩分类及沉积模式、源储岩石微观特征、富集机制、“七性特征”和工业化开采技术等方面取得了较大的进展。4)陆相页岩油源储结构表现出极强的非均质性,亟待加强细粒页岩沉积超高频基准面旋回对比模式、半深湖—深湖相低级次构型单元成因及分布模式、相控储层质量差异分布模式和地质工程一体化及甜点快速评价等开发地质方面的研究,以提高页岩油开发经济效益和采收率。
  • 胡勇, 高小洋, 何文祥, 李顺利, 朱建斌, 司锦, 陆雨诗
    沉积学报. 2024, 42(01): 201-218. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.046
    【目的】在传统的河道建模方法中,基于目标的方法难以刻画曲流河点坝且条件化困难,多点地质统计学则难以再现河道的连续形态。条件生成对抗网络可以生成满足一定条件的复杂图形,可解决曲流河地质模型建立过程中点坝、河流形态刻画困难及难以条件化的问题。【方法】以鄂尔多斯盆地苏里格气田南部地区某气田为例,开展了基于条件生成对抗网络的曲流河三维建模方法研究。在建模过程中,首先采用Alluvsim建模方法根据工区曲流河特征建立了200个曲流河模型;再通过卷积神经网络对200个模型进行深度学习,提取模型的特征矩阵,利用条件生成对抗网络建立可以生成曲流河模型的生成器;最后以工区井点数据作为输入数据,利用生成器建立满足曲流河复杂形态和井点数据的三维模型。【结果与结论】所建立的模型可以很好地展现曲流河中河道与点坝的三维形态及对应关系。为明确影响模型结果的关键因素,通过对比训练次数与输入数据发现,适当的训练次数(160次)与大量地输入样本(200个)是建立满足工区条件模型的前提。另外,通过对比传统地质建模方法,条件生成对抗网络建模方法可以很好地再现河道沉积体的空间形态,克服传统曲流河建模方法在条件化方面的困难,为曲流河沉积环境的河道砂体建模提供了新的解决思路,建立的曲流河模型可为油田开发阶段提供参考。
  • 邓双林, 宋金民, 刘树根, 罗平, 李智武, 杨迪, 孙玮, 李金玺, 余晶洁, 李立基
    沉积学报. 2020, 38(03): 598-609. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.109
    四川盆地灯影组三段混积现象较发育。以川中高科1井、川北杨坝剖面和宁强高家山剖面作为研究对象,通过剖面实测、岩芯观察及薄片鉴定,对四川盆地灯影组三段的混合沉积特征进行了对比研究。研究结果表明:灯影组三段混积岩主要为纹层状泥晶白云岩、纹层状含砂白云岩、含砂白云岩、砂质白云岩以及砂岩等,发育混积型碎屑岩、混积型碳酸盐岩以及高度混积岩三类;混合沉积类型为复合式混合沉积Ⅱ类。四川盆地灯影组三段混积作用受控于气候条件、构造运动、水动力条件、海平面升降以及物源供给等众多因素,且它们互相影响,共同作用。结合混积类型、混积强度以及沉积环境等因素,建立了灯影组三段的混积陆棚模式,指示其陆源碎屑系风暴流等从汉南古陆携带而来,侧面证明灯三段沉积时期,汉南古陆已发生隆起,为四川盆地提供陆源碎屑,这为恢复四川盆地灯影组沉积构造格局提供了参考。
  • 包建平, 倪春华, 朱翠山, 蒋兴超, 申旭
    沉积学报. 2020, 38(04): 898-911. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.069
    借助色谱质谱仪,对黔南坳陷和黔北坳陷凯里残余油藏凯棠剖面液态石油、岩孔古油藏中的热裂解焦沥青和研究区发育的震旦系陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组、上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组四套高演化烃源岩的饱和烃和芳烃馏分进行了分析研究。尽管已有研究认为凯里残余油藏和岩孔古油藏的油源岩均是下寒武统牛蹄塘组,但它们具有完全不同的三芳甾类分布与组成。如凯里残余油藏凯棠剖面的液态原油中C_(28)三芳甾烷优势明显,其含量相当于C_(26)+C_(27)三芳甾烷之和的一倍,且三芳甲藻甾烷在甲基三芳甾烷中的含量极低,它与其他甲基三芳甾烷的比值介于0.02~0.05;而在岩孔古油藏的焦沥青中,C_(26-28)三芳甾烷的相对含量呈现C_(27)>C_(28)>C_(26)的趋势,三芳甲藻甾烷丰富,它与其他甲基三芳甾烷的比值约为0.50,即比前者高一个数量级,这与研究区四套高演化烃源岩中三芳甾类标志物的分布与组成十分相似。值得注意的是与常规甾、萜烷生物标志物一样,三芳甾类标志物的分布与组成在四套高演化烃源岩中也出现了明显的趋同现象,从而失去了其在油源研究中的实用价值。因此,在利用常规甾、萜烷和三芳甾类标志物开展油源研究时,应尽可能在成熟度相近的地质样品之间进行,且样品的成熟度应限制在生油窗范围内。
  • Henry W.Posamentier, Venkatarathnam Kolla, 刘化清
    沉积学报. 2019, 37(05): 879-903. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2019.049
    深水浊积岩通常发育在风暴浪基面以下、几十米至数千米的水体深度范围内。当沉积中心位于或接近陆架边缘时,浊流沉积系统往往最为活跃,而且通常与相对海平面下降时期的低位体系域有关。深水沉积事件可细分为低位域早期和低位域晚期。低位域早期以规模不断增大和更频繁的流体(浊流)事件为特征;而低位域晚期则以规模逐渐变小且频率降低的流体(浊流)事件为特征。因此,在低位域早期,流体流量不断增大,水道以侵蚀并逐渐变深为主,仅能残存较少的沉积物。随后,在低位域晚期,流体流量逐渐变小,因而水道内的沉积填充物可以得以保存。浊流体系通常发育3个特征迥异的区域:区域1对应浊流体系的近端(上游),以支流峡谷为特征;区域2为浊流体系的中间部分,以单一补给水道复合体系为特征,因浊流水体的高度比补给水道高,因而常常发育天然堤沉积;区域3为浊流体系的远端,以频繁的决口、砂质溢岸以及水道充填为特征,从地貌学上可以将其描述为末端扇,从沉积过程来看,可将其称为前缘分散体系。从层序地层学的角度来看,低位域沉积常常夹持于富泥的远端高位域和海侵体系域沉积之间。低位域早期—晚期沉积序列往往是以富砂的区域3末端扇沉积被区域2水道—天然堤沉积所覆盖为特征。
  • 邓守伟
    沉积学报. 2019, 37(02): 432-442. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.131
    火石岭组是德惠断陷深层天然气有利的勘探层位。在分析研究区构造演化史的基础上,对火石岭组典型的气藏进行精细解剖,结合地震、测井、钻井等基础资料,并综合轻烃、烃源岩、流体包裹体等分析测试数据,对德惠断陷深层火石岭组的天然气成藏机理进行了研究。结果表明,火石岭组烃源岩有机碳(TOC)平均含量大于1.0%,生烃潜力(S_1+S_2)的均值范围为0.5~2.0 mg/g,有机质类型多以Ⅱ_1~Ⅱ_2型为主,Ⅲ型为辅,有机质已达到成熟,成熟度(R_o)均值为1.5%,烃源岩具有较大的生烃潜力。火石岭组下部天然气来源于火石岭组烃源岩,而火石岭组上部天然气以火石岭组烃源岩生气为主,但受上覆沙河子组烃源岩混源影响。天然气运移以垂向断裂输导为主,层内砂体横向输导为辅。基于流体包裹体分析,结合火石岭组气藏气源对比与烃源岩生排烃期,认为火石岭组天然气藏存在三期成藏:130 Ma左右,对应营城组沉积初期;115~105 Ma左右,对应泉头组沉积期;95~75 Ma左右,对应青山口组—嫩江组沉积期。
  • 袁静, 钟剑辉, 宋明水, 张宇, 向奎, 赵永福, 俞国鼎, 李欣尧
    沉积学报. 2018, 36(03): 542-556. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.076
    以岩芯观察、粒度分析、薄片鉴定、测井资料和地震资料解释等为主要手段,研究渤海湾盆地沾化凹陷孤岛西部斜坡带沙三段主要沉积物重力流类型及其沉积特征,探讨不同触发机制下的沉积物重力流演化过程和构造活动对重力流沉积过程及砂体展布的控制,总结源—汇耦合体系,建立斜坡带重力流砂体发育模式。结果表明:研究区沙三段沉积时期发育异重流、碎屑流、浊流、液化流和滑动—滑塌五种沉积物重力流,具有洪水型和滑塌型两种触发机制,流体演变总体处于碎屑流向浊流演化的早期阶段,推测研究区以北深水区仍发育碎屑流沉积且开始广泛发育浊流沉积。构造作用对研究区沙三段流体性质与演化、同生变形构造和重力流成因砂体的发育与分布具有明显的控制作用。总体上,研究区具有断槽沟谷、断裂坡折、断裂走向斜坡及缓坡沟谷等4种主要的源—汇耦合体系。纵向上,研究区沙三段自下而上由(半)深湖、近岸水下扇、滑塌扇沉积演变为滨浅湖、辫状河三角洲以及扇三角洲沉积;平面上,研究区东部主要发育来自孤岛凸起的扇三角洲前缘和近岸水下扇,西部主要发育来自陈家庄凸起的辫状河三角洲前缘,中部主要发育串珠状滑塌扇体。
  • 付秀丽, 蒙启安, 文政, 白月, 高波, 苏杨鑫
    沉积学报. 2024, 42(01): 113-129. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.018
    【目的】湖相白云岩是松辽盆地发现的一种特殊油气储层类型,为了探讨其沉积环境及成因机理,开展了白云岩宏微观特征及环境参数研究。【方法】通过野外剖面及岩心观察、微观组构观测和元素、同位素组成等多指标综合研究,分析了松辽盆地白云岩的沉积环境及其成因机理。【结果】松辽盆地湖相区白云岩主要为泥晶白云岩,矿物成分主要为铁白云石、黏土和方解石,厚1~25 cm,呈层状或透镜状分布于厚层湖相泥页岩中,具有δ~(13)C值偏正、氧同位素δ~(18)O值偏负、稀土元素δEu明显负异常、热液营养物质Ca、Si、Fe、Mg、Al、Na丰富等显著特征,推测其先期为产甲烷细菌成因的原生白云岩,后期受到热液作用改造,形成于相对干燥气候条件下的咸水湖泊环境。【结论】湖相区白云岩沉积环境及成因机理分析对于研究松辽盆地沉积演化和储层评估具有重要意义。
  • 呼其图, 关平, 王大华, 李世恩, 肖永军, 张驰, 白璐, 张济华
    沉积学报. 2024, 42(02): 466-485. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.044
    【目的】柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。【方法】通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。【结果与结论】(1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异;(2)研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩;(3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300 Ma和400~500 Ma)的影响;(4)研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近;(5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。
  • 杜蔺, 唐永永, 张世帆, 李阳, 巩鑫, 向明坤, 文愿运
    沉积学报. 2023, 41(05): 1512-1529. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.006
    贵州是我国重要的铝工业生产基地之一,铝土矿资源保有储量12.89亿吨,占全国资源总量的17%,位居全国第二,铝土矿中广泛富集锂(Li)、镓(Ga)、钪(Sc)、稀土(REE)等关键金属。通过对贵州铝土矿含铝岩系的地质特征及其中富集的上述关键金属研究,系统总结了关键金属的富集特征,并分析了其资源潜力。研究结果表明,贵州铝土矿含铝岩系中不同程度富集关键金属Li、Ga、Sc和REE。其中,Li在北部务正道矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中上部的致密状铝土矿中;Ga在北部务正道矿集区和中部遵义—瓮安矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系中部的土状铝土矿和碎屑状铝土矿中;REE在北部务正道矿集区和南西部修文—清镇矿集区含量相对较高,主要富集在含铝岩系下部的绿泥石泥岩和铁质黏土岩中;Sc在含铝岩系平面上和垂向上含量变化较小,分布相对均匀。含铝岩系各类岩(矿)石中Li、Ga、Sc、REE的赋存状态可能主要以离子吸附和类质同象置换的形式赋存于黏土矿物、铝矿物以及副矿物的表面和晶格中,少量REE以独立矿物的形式存在。总体而言,贵州含铝岩系中关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力及潜在经济价值巨大,后续应加强系统研究和综合利用,以期实现最大化的经济效益和环境效益。
  • 刘海, 徐耀辉, 李阳, 黄凌松, 吕奇奇, 刘忠保
    沉积学报. 2024, 42(01): 251-265. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.047
    【目的】海陆过渡相三角洲沉积体系由于油气成藏条件优越,广泛发育陆源海相烃源岩,陆源有机质是其主要的母质来源。为了探究海陆过渡相三角洲沉积体系中陆源有机质的沉积特征及其影响因素,开展了陆源有机质沉积模拟实验。【方法】通过碳硫分析仪检测总有机碳含量,结合3D激光扫描技术,实现了实验条件下陆源有机质搬运沉积过程的动态定量表征。【结果】(1)在三角洲平原,陆源有机质主要在河道漫溢处、废弃河道、砂坝背流面等部位局部富集,剖面上主要以透镜型、断续型、互层型分布;在三角洲前缘和前三角洲,有机质平面上呈席状展布,剖面上以厚度较大的条带型分布;(2)陆源有机质在缓坡三角洲体系搬运距离较远,随着三角洲沉积厚度逐渐增大,三角洲初始坡度对陆源有机质搬运距离的影响减小;(3)水动力强度和波浪是影响有机质搬运距离的重要因素,水动力越弱越有利于有机质的沉积,在三角洲平原低能环境中存在有机质局部富集区。波浪会阻止有机质向前搬运并在三角洲前缘形成多个砂坝,有机质沉积于坝间凹槽呈环带状;(4)在海陆过渡相三角洲沉积体系内,从三角洲平原到三角洲前缘—前三角洲区域的有机碳含量逐步升高,进入陆架区,随着搬运距离的继续增大,有机碳含量减少。【结论】通过深入研究陆源有机质的富集部位和影响因素,建立了水槽实验模式下陆源有机质沉积模式,这对海陆过渡相三角洲沉积体系的油气探勘开发提供了重要的依据。
  • 谢树成, 颜佳新, 杨义, 杨江海
    沉积学报. 2023, 41(06): 1635-1644. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.077
    【意义】生物圈是地球区别于其他星球的一大关键,微生物因时空分布广、代谢功能多样、繁殖快、丰度高而对地球宜居性产生重要影响,探索微生物与沉积岩的协同演化关系对了解宜居地球的形成过程与途径具有重要意义。【进展】太古宙虽然以火成岩为主,少量的沉积岩也以物理作用为主,但铁代谢微生物广泛参与了条带状硅铁建造的形成。元古宙的沉积岩发生了革命性变化,其丰度远比火成岩多,而且微生物作用明显加强。元古宙出现了大量丰富多彩的钙质微生物岩和微生物成因沉积构造,白云岩出现峰值,微生物形成的碳酸盐台地形态也多变。在元古宙末期,泥岩丰度的增加与陆地低等生物繁盛而导致黏土矿物工厂的生产机制升级有关。在元古宙与显生宙的过渡时期,出现了从硅质、磷质到钙质的转换,这与原核微生物向真核微生物再向多细胞动物的演化以及海洋环境的pH和Eh等条件变化有关。到了显生宙,多细胞动物大发展,而微生物群落受到压制,白云岩丰度开始降低。在真核微生物方面,古生代绿藻类的优势被中—新生代的红枝藻系所代替,使得碳酸钙沉积从浅水向深水扩展。特别是,在显生宙一些重大突变期,碳酸盐工厂出现从骨架灰岩到钙质微生物岩的多次大转换,并且出现一些错时相和微生物成因沉积构造,这些都与宏体生物出现危机后微生物生态系统的短暂发展有关。泥岩丰度在志留纪以后猛增,这与高等植物登陆导致黏土矿物工厂的又一次变革以及植物—微生物相互作用导致有机质絮凝作用的加强有关。【结论与展望】地质时期的条带状硅铁建造、灰岩、白云岩、磷块岩、硅质岩等沉积岩都与微生物作用密切相关,甚至一部分泥岩的形成也可能与微生物作用有关。微生物参与了许多沉积岩的形成,导致微生物在地质时期与沉积岩具有协同演化的关系。未来可以利用地质大数据定量化研究各类沉积岩在地质时期的分布和丰度及其与不同微生物之间的关系,由此进一步探索地球深部与表层的联动。
  • 冯轩, 吴永华, 杨宝菊, 单新, 刘季花
    沉积学报. 2021, 39(03): 739-750. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.018
    以冲绳海槽西南端的HOBAB4-S1岩芯为研究对象,综合利用粒度、沉积构造、AMS~(14)C测年等资料,对研究区异重流沉积特征进行研究,对异重流发育的时间段与晚全新世气候事件进行对应。结果表明,岩芯中发育17段异重流沉积,其沉积物组分以砂质粉砂为主,粒度频率分布曲线多呈以70~130μm为中心的单峰,C-M图上样品点集中分布区间大致平行于C=M基线,且位于PQ段以下,表明沉积物搬运方式为重力流悬浮搬运。异重流内部发育平行层理、爬升沙纹层理和粒序层理等沉积构造。异重流沉积类型主要有两类,一类是厚层异重流沉积,底部侵蚀面发育,内部发育多组逆—正粒序组合,指示了水动力较强,侵蚀作用和沉积作用均较明显的异重流近端沉积;另一类是薄层异重流沉积,底部侵蚀面不发育,内部不发育或仅发育一组逆—正粒序组合,指示了水动力较弱的异重流边部沉积。HOBAB4-S1岩芯的异重流层段集中发育在800~1 300 A.D.之间,指示了当时气候条件为高温高湿,台风、洪水频发,降雨量较大,验证了"中世纪暖期"在东亚地区的存在。
  • 程宇龙, 万世明
    沉积学报. 2023, 41(06): 1714-1738. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.102
    【意义】海洋表层初级生产力及其生物泵过程是海洋碳循环的关键环节。日本海作为西北太平洋一个主要的边缘海,其晚新生代古生产力演化与区域构造/火山活动、东亚季风/西风、洋流演变、全球气候和海平面变化等密切相关,是探寻地球系统科学的极佳窗口。【进展和结论】得益于一系列国际大洋钻探计划(DSDP 31、ODP 127/128和IODP 346)等航次的相关研究,有关日本海古海洋演化,尤其是古生产力演化重建方面取得了许多重要认识。日本海古生产力的常用代用指标包括沉积物的微量元素组成、生物标志物、生源组分含量及同位素组成、微体古生物化石种属特征等。在地质时间尺度,日本海表层初级生产力主要取决于浮游生物必需的主要营养盐(氮、磷和硅)和微量营养盐(铁、锰、钴、锌、铜等),而日本海的营养盐主要通过风尘输入、火山活动、表层和深层洋流携带过来。在构造时间尺度,日本海古生产力的长期演化及其驱动机制(如风尘、火山铁肥和洋流贡献)尚不清楚,区域构造演化与海道开合、全球气候和海平面变化、火山活动及亚洲风尘输入演化等可能是关键驱动因素。在轨道—千年尺度,日本海沉积了深—浅色的韵律层,表层生产力大体表现出冰期降低而间冰期增加的特征,这主要取决于水体交换和层化状况改变导致的营养盐供应变化。目前,日本海古生产力的重建主要集中在晚第四纪,晚新生代构造尺度的研究则相对较少。【未来展望】由于日本海缺乏钙质生物沉积,硅藻化石显示出很好的研究潜力。在未来研究中,一方面要发展新指标体系如硅藻稳定同位素并结合硅藻种属组合,以重建日本海晚新生代古生产力的长期演化历史;另一方面需要深入探讨海洋初级生产力与区域构造演化及全球气候变化的联系。
  • 廖慧鸿, 苏中堂, 马慧, 孙珮婕
    沉积学报. 2024, 42(02): 434-444. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.094
    【目的】滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地的萎缩消亡存在多种认识。为了深入探讨其成因,拟通过滇东北地区晚奥陶世古环境演化研究,分析古环境因素对滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡的影响。【方法】选取滇东北地区万和剖面为研究对象,利用室内矿物学、岩石学、沉积地球化学等分析方法为主要手段,系统开展滇东北地区奥陶系临湘组—志留系龙马溪组的微相特征研究、此期间的古环境演变分析,探讨滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地萎缩消亡中的古环境影响。【结果】通过对万和剖面临湘组—龙马溪组岩石学特征、镜下矿物组成以及古生物特征等进行分析,共识别出六类沉积微相:含泥瘤状灰岩相、纹层状微晶灰岩相、微晶生屑灰岩相、纹层状钙质泥岩相、砂质泥岩和泥质砂岩相以及含钙质泥页岩和含钙质碳质泥岩相。并进一步划分出三个沉积亚相:浅缓坡、深缓坡和局限滞留陆棚;利用沉积地球化学方法,分析其古海洋地球化学特征,并建立地球化学剖面发现:在奥陶系大渡河组—志留系龙马溪组之间,古海洋环境指标如古生产力、古氧化还原条件、陆源碎屑输入量和古海平面变化在这一时期发生了显著变化,波动频繁。【结论】通过分析滇东北地区晚奥陶世碳酸盐岩台地周围的古海洋环境变化,认为滇东北晚奥陶世碳酸盐岩台地消亡成因是海洋环境缺氧导致光合生物衰退,从而抑制了碳酸盐生产,使得碳酸盐岩台地萎缩直至消亡。除此之外,海平面变化、气候变化、陆源碎屑输入量增加以及奥陶纪末生物大灭绝在碳酸盐岩台地消亡过程中发挥了重要作用。
  • 赵庆, 郑祥民, 周立旻, 王辉, 吕红华, 陈圆圆, 任少芳
    沉积学报. 2024, 42(02): 521-533. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2022.085
    【目的】东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,深化这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题研究,对于认识晚更新世区域古环境变化尤为重要。【方法】在OSL测年和磁化率测试基础上,基于东海岛屿典型风尘黄土剖面(嵊山岛黄土)的粒度分析,开展了粒度组成的端元分析,探讨了其蕴含的古环境信息。【结果与结论】嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元(EM1~EM3),进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源黏粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。粒度端元分析结果表明,高空西风输送的黏粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源;综合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数分析,认为东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿—冷干—暖湿的旋回波动;并且,所记录的MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。