三角洲前缘发育过程的深入剖析对沉积环境判断具有重要意义,有必要从水动力学角度深入探讨其形成特点与产生的机制。为此,从水动力学、水槽实验及水下地貌观察等多个角度,研究了河道水体的流速垂向分布、三角洲前缘沉积体发育的特点。研究发现,河流流速随深度增加单调降低的现象未被足够重视; 中下游河床顺流向地形起伏增大,发育垂直于流向的水下沙波,而垂直于流向的河道断面地形起伏会越来越平缓; 河流入海过程中,在水下一般以一条主流河道入海,水下不会出现分叉河道,且原先起伏的河床也会逐步填平补齐,由尖锐的V形或W型转变为U形。得出: 三角洲前缘大多呈席状、扇状,而非顺流向带冲刷面的条带状; 三角洲前缘亚相不发育水下分流河道、水下分流间湾等微相,在现代三角洲前缘亚相中找不到这些微相,且无水槽实验支持; 提出了河道、三角洲沉积的水深—流速共同作用模式。

渐新统花港组上段是东海陆架盆地西湖凹陷中南部地区的主要产油气层位,但对其沉积体系的认识一直存在争议,砂体构型特征及控制因素的研究也相对匮乏。综合运用岩心、测井及地震等资料,研究渐新统花港组上段沉积环境、沉积微相类型、砂体沉积构型特征及其控制因素。结果表明: 西湖凹陷中南部花港组上段以浅水三角洲平原沉积为主,分流河道是最主要的砂体类型。根据弯曲度差异,可将分流河道划分为辫流型(弯曲度1~1.05)、曲流型(弯曲度大于1.15)和辫-曲转换型(弯曲度1.05~1.15)3种类型,其中辫流型分流河道砂体“宽而厚”,平面组合呈交织宽条带状,心滩呈斑点状排列,砂体垂向叠置样式以切叠型为主; 曲流型分流河道砂体“窄而薄”,平面样式为单一条带型或分叉-合并型,厚砂以点坝的形式分布在河道边缘,砂体垂向叠置样式以“孤立型”为主; 辫-曲转换型分流河道是辫流型和曲流型的过渡类型,河道砂体规模中等,河道内心滩和点坝同时发育。3类分流河道的厚度与宽度呈对数正相关,宽厚比具有辫流型>辫-曲转换型>曲流型的特征。推测古地貌和基准面变化是影响浅水三角洲分流河道构型特征的主要因素,其中古地貌控制了分流河道的河型变化,较陡的地形有利于低弯度辫流型分流河道的形成,而长期基准面上升造成了分流河道规模逐渐下降,中期基准面的上升造成了分流河道砂体叠置样式发生切叠型➝叠加型➝孤立型的演变。研究成果完善了浅水三角洲的沉积构型知识库,对地下浅水三角洲分流河道储集层的预测及开发具有重要的指导意义。

近年来准噶尔盆地的油气勘探从源外常规圈闭逐渐走向源内岩性圈闭,二叠系上乌尔禾组是该盆地增储上产的主力层系,沉积体系展布对上乌尔禾组岩性油气藏分布具有控制作用。利用岩心数据、薄片资料等,并结合地震数据和钻测井资料,对准噶尔盆地二叠系上乌尔禾组的沉积相类型及沉积体系分布特征进行了识别和刻画,总结了大型退覆式扇(辫状河)三角洲-滩坝复合砂砾岩体的沉积模式,并分析了其控制因素。研究表明: (1)研究区发育扇三角洲、辫状河三角洲、滨浅湖滩坝等沉积相类型,扇三角洲平原亚相和扇三角洲前缘亚相主要发育在盆地西部,辫状河三角洲平原亚相和辫状河三角洲前缘亚相主要发育在盆地东部和北部,滩坝相叠置在扇三角洲和辫状河三角洲前缘之上或在其前端独立分布; (2)准噶尔盆地上乌尔禾组各段沉积体系是在整体湖侵的背景下发育的,乌一段沉积时期湖盆面积较小,沉积的砂体较厚,延伸距离近,靠近凹陷的中央; 乌二段沉积时期物源持续供应,湖盆水体加深,湖盆面积增加,沉积砂体厚度薄,分布广; 乌三段沉积时期湖侵作用增强,湖盆面积进一步扩大,湖盆内广泛发育湖泛泥岩; (3)扇三角洲与辫状河三角洲前缘在湖平面不断变化与湖浪的改造下,形成了扇(辫状河)三角洲前缘-滩坝复合砂砾岩体; (4)准噶尔盆地上乌尔禾组沉积时期,沉积体系的主要控制因素为气候、物源供给、湖平面变化和沉积时的古地形坡度和古地貌。该研究为上乌尔禾组油气勘探提供了地质依据。

华北板块南缘的隆升过程对认识秦岭造山带与华北盆地盆山相互作用具有重要意义。文中以华北板块南缘洛南地区二叠系石盒子组为研究对象,在沉积相及其演化分析的基础上,开展碎屑锆石U-Pb年代学及裂变径迹年代学研究,探讨华北板块南缘二叠系石盒子组沉积物源特征及其隆升过程,期望为勉略洋盆的俯冲时限提供沉积学约束,为华北盆地南部三叠系再旋回沉积物提供可能的物源区。研究结果显示,华北板块南缘二叠系石盒子组经历了冲积扇→辫状河→三角洲的沉积演化过程。石盒子组下部碎屑锆石样品形成了3组U-Pb年龄,分别为353—280 Ma、1139—400 Ma和2620—1306 Ma,裂变径迹年龄分解为199 Ma、255 Ma和408 Ma共3个峰值; 而上部样品主要形成2组U-Pb年龄,分别为339—259 Ma和2655—1700 Ma,裂变径迹年龄分解为205 Ma、268 Ma和656 Ma共3个峰值。上述测试结果表明华北板块南缘在石盒子组沉积早期还接受来自秦岭造山带的碎屑物,但在石盒子组沉积后期沉积物主要来自于华北板块北缘,完成了由“南高北低”向“北高南低”的构造转换。推测华北板块南缘的初始隆升发生在中—晚二叠世,这次隆升与勉略洋盆的初始俯冲作用相关,并成为华北盆地南部三叠系的一个潜在物源区。

石英作为页岩中重要组成部分,厘清其成因机制对重建页岩成岩过程及页岩油气储集层形成至关重要。页岩中石英成因复杂,利用普通薄片观察、扫描电镜、能谱分析、阴极发光等手段,可以识别出页岩中石英主要类型包括陆源碎屑石英、生物成因石英和成岩自生石英,其中成岩自生石英硅质来源主要有黏土矿物转化、长英质溶蚀和生物硅溶解、火山—热液活动。陆源碎屑石英多呈粉砂级,阴极发光下强发光,光谱一般为2个峰值,微米级生物成因石英不发光,黏土矿物成因石英多在伊利石等黏土矿物周围或嵌入其中。不同类型石英除形貌及赋存特征外,地球化学元素也存在差异。受热液活动影响的石英多富集Fe、Mn元素;陆源碎屑石英多富Ti、Al元素,SiO₂与Zr呈正相关;生物成因石英常与TOC含量呈正相关,Fe/Ti值介于0.4~20之间。成岩自生石英为多阶段形成,与页岩埋藏成岩过程有着密切关联,影响着页岩储集层性质,主要形成于早、中成岩阶段。陆源碎屑石英与生物成因石英有利于抑制压实作用,保护原生孔隙,黏土矿物转化、长英质溶蚀等成岩自生石英过程发育溶蚀孔、有机孔等孔隙,石英充填部分孔隙降低孔隙度。明确页岩中石英成因,对于页岩沉积环境分析及有利储集层的分布预测都有重要意义。

硅酸盐岩通过与二氧化碳的化学反应,去除大气二氧化碳并将其封存在风化产物或海洋碳酸盐岩中,是影响全球碳循环以及气候变化的要素之一。定量计算全球硅酸盐岩通过风化作用消耗的二氧化碳总量是了解地球现今与过去气候变化的关键。作者系统调研了5个硅酸盐岩化学风化—二氧化碳消耗定量模型的数据来源、研究方法、计算公式以及各模型的主要影响因素, 并且以最新的Celine模型所计算得出的二氧化碳消耗量为参考标准,对比了各模型的优缺点与适用范围。现有模型估计全球硅酸盐岩化学风化的二氧化碳消耗量为69~169 Tg/yr,其中各模型的主要参数包括气候(温度、径流)与岩性,次要参数包括构造隆升、火山与植物作用等。在未来探索硅酸盐岩化学风化所消耗二氧化碳的定量计算中,应考虑更多控制作用的影响以及各因素之间的相互联系。此外,利用大数据分析方法将这些定量模型推广应用于深时地球古气候重建可能是未来的研究趋势。

全球变暖背景下区域极端气候事件的发生规律与归因是气候变化研究的重点领域。利用历史文献记载和现代降水数据识别了公元1750—2020年中国东北地区发生概率10%的极端洪涝事件,并分析了其发生特征及驱动机制。结果表明: (1)1750—2020年共识别出东北极端洪涝事件29年(次),显示出波动变化的特征,1871—1930年是过去270年间东北极端洪涝发生频率最高的时段; (2)中国和东北地区的增温显著增大了东北极端洪涝的发生频率; (3)多百年尺度上东亚夏季风强度变化引起的季风雨带异常是导致东北极端洪涝事件发生的主要原因。在东亚夏季风偏强、雨带位置偏北的时段,极端洪涝事件的发生概率会显著上升; (4)在多百年尺度上,印太暖池和热带中、东太平洋海温异常通过影响东亚夏季风的位置和水汽输送,引发东北极端洪涝事件的发生。其中,La Niña事件发生时的水汽输送正异常对于极端洪涝的发生至关重要,也是东北极端洪涝事件可靠的预报因子。

沉积物重矿物矿物组成和颗粒大小对揭示沉积物源和水动力分选过程具有重要指示意义。然而,受研究手段的制约,对于长江细粒沉积的重矿物组成和物源、水动力分选之间关系的探究还尚属空白。本研究利用自动定量矿物分析系统(TIMA)对长江口—东海内陆架不同水层悬浮物的重矿物组成和颗粒大小进行了研究,同时,结合电子探针分析对细粒级重矿物自动识别结果进行了验证。研究表明,长江口悬浮物中特征重矿物组合为角闪石—绿帘石—铁质金属矿物,与长江下游沉积物特征重矿物组合一致。长江口悬浮物与长江下游沉积物的重矿物组成具有极好的相关性,指示其来源与长江有关。而长江口外悬浮物中赤/磁铁矿相对富集,可能是强潮作用导致的中等密度重矿物再搬运和扩散的结果。值得关注的是,在舟山群岛附近站位悬浮物样品中发现了铬铁矿的异常富集,推测与海区人类生产活动有关。长江口悬浮重矿物颗粒绝大部分为粗粉砂—极细砂,富集在悬浮物中的较粗粒级(Ф<D_0.5)中,主要由径流携带搬运。不同水层悬浮物中不同类型重矿物的粒径无明显差异,受沉降差异的影响小。

川西新场构造带上三叠统须家河组二段砂体分布广泛、砂体类型多样且厚度差异较大,导致气藏层间隔层、层内夹层分布不均,储集层分布非均质性强烈,因此需对储集砂体沉积微相与砂体分布特征及砂体结构展开精细研究,为下一步储集层预测和气藏高效开发奠定基础。作者以Cross高分辨率层序地层学理论为指导,结合岩心、测(录)井、三维地震、分析测试等资料,系统阐明了川西新场构造带须二段砂体结构特征及其控制因素。研究结果表明: 研究区整体处于浅水三角洲前缘亚相带,主要发育水下分流河道砂体,河口坝砂体次之,河道砂体侧向迁移频繁,垂向多期叠置、横向上广覆连片。不同位置水下分流河道特征差异大,结合其典型特征,将水下分流河道砂体进一步细分为削截型水下分流河道和完整型水下分流河道。总结出研究区共发育2大类9小类砂体垂向叠置样式和3种侧向接触样式。砂体结构特征和发育样式主要受基准面升降、河流能量控制。最终建立了川西新场构造带须二段沉积微相及砂体结构发育模式,这对浅水三角洲前缘的气藏勘探开发具有指导意义。

松辽盆地作为白垩纪形成的大型陆相拗陷含油气盆地,沉积了巨厚的湖相细粒沉积,近年来在非常规油气方面展现了巨大的勘探潜力,其中青山口组是松辽盆地页岩油的重点攻关层系,细粒沉积有机质富集机制对于非常规油气勘探至关重要。在松辽盆地南部长岭凹陷分别选取位于不同沉积区的3口井,针对其青一段水进体系域的细粒沉积岩,借助岩心观察、有机地球化学和生物标志化合物等技术手段,讨论在不同沉积环境和水进过程中,有机质来源和有机质保存条件的变化,分析有机质富集的关键控制因素,并建立相关的有机质富集模式。结果表明: 研究区青一段细粒沉积岩有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,整体呈现有机质丰度南低北高、下低上高的特征; 饱和烃中正构烷烃主要表现为单峰、前峰型,具有微弱奇数碳优势; 萜类化合物中以三环萜烷和五环三萜烷为主; 甾类化合物中C_27-29规则甾烷以C₂₇规则甾烷丰度最高; 芳香烃中三芴系列化合物以二苯并噻吩为主。研究区青一段细粒沉积岩有机质来源以湖泊内源菌藻类为主,含有一定的陆源高等植物输入,古水体整体为弱还原的半咸水环境。其中,有机质来源和古盐度是控制有机质富集的关键因素。在平面上,半深湖—深湖沉积区相较三角洲外前缘沉积区,受河流影响较弱,陆源输入较弱,水体盐度较高,有机质类型较好,有机质更加富集。在垂向上,随着水体加深,河流影响减弱,水体盐度呈升高的趋势,有机质类型变好,有机质富集。

南海北部深水区古近纪经历了由陆到海的环境转换过程,沉积物源也随时间发生明显改变。由于水深的限制,目前对深水区的沉积物来源及古地理背景存在争议。通过碎屑锆石U-Pb年龄谱系源汇对比方法,对南海北部珠二坳陷古近系沉积物来源进行系统研究。结果发现,在早中始新世,珠二坳陷沉积物以近源输入为特征,沉积物主要来自坳陷周缘的局部隆起区; 晚始新世,源自坳陷西侧的昆莺琼古河为盆地提供大量沉积物,坳陷北侧的珠江沉积物对珠二坳陷影响较小; 渐新世,珠江沉积物从北向南越过番禺低隆起进入珠二坳陷,与昆莺琼古河沉积物在白云凹陷北部和中西部混合沉积,形成大型河流三角洲体系。南海北部深水区古近系物源演变过程明显受中生代末区域构造古地理控制,查明该时期物源演变对恢复区域古地理格局具有重要意义。

从构造-沉积演化角度分析矿体的形成和发育过程是砂岩型铀矿研究工作的重要内容。作者基于文献调研、野外地质调查和井震解释,对柴达木盆地七个泉背斜狮子沟组与七个泉组构造-沉积演化过程及其与砂岩型铀矿成矿的联系开展研究。研究认为: (1)狮子沟组富泥质砂,呈现退积旋回; 七个泉组富砾,呈现进积旋回,底部与狮子沟组间发育新近系—第四系角度不整合,内部发育规模稍小的第四系内部角度不整合; 狮子沟组—七个泉组发育由泥石流、下切沟道—充填和片流沉积构成的大型冲积扇,其中砂质层中密集发育地震变形构造。(2)新近纪以来最剧烈的构造抬剥事件发生在新近纪—第四纪之交,由此形成了新近系—第四系不整合并奠定了七个泉背斜构造格局。(3)推测七个泉背斜狮子沟组砂岩型铀矿潜在铀矿化段主要形成于新近纪—第四纪构造抬剥事件中,该事件催生出含矿构造,并加大了源区铀通量,最终控制了潜在铀矿化段形成发育和空间展布。新近系—第四系不整合则可作为预测潜在铀矿化段空间展布的关键构造控矿标志。同时,冲积扇扇中/扇缘中砂砾岩百分含量介于20%~50%之间的砂(砾)泥互层带可作为关键沉积控矿标志。研究成果可以为青藏高原东北缘盆地分析提供沉积学和地层学证据,对理解柴达木盆地其他背斜砂岩型铀矿形成发育过程具有重要价值。

准噶尔盆地东道海子凹陷下侏罗统发育浅水三角洲,但其沉积演化与控制因素仍不明确。基于东道海子凹陷及其周缘测录井、岩心、地球化学测试等资料,对该地区下侏罗统沉积相、古地貌、古气候进行分析。结果表明: 东道海子凹陷下侏罗统浅水三角洲可识别出三角洲平原、内前缘、外前缘3种亚相,其中平原亚相以分流河道为主,可形成上百米厚的砂砾岩,内前缘水下分流河道发育含泥质夹层的中—细砂岩,外前缘主要为席状砂沉积,形成泥岩与泥质粉砂岩薄互层; 古地貌东高西低,根据相对位置与坡度可分为古高地、古斜坡、古洼地3类地貌单元; 地球化学指标与沉积特征显示早侏罗世古气候干湿交替,湖平面发生3次湖退—湖进,三角洲平原进退幅度达数十千米。推测古地貌与古气候共同控制了浅水三角洲的沉积展布与演化,其中整体平缓的古地貌为浅水三角洲的形成奠定基础,局部地貌的高低与演化决定沉积体系的展布与变迁,而干湿变化的古气候影响湖平面的升降旋回,进而控制三角洲的进积与退积。综合上述分析,建立了进积型及退积型2种浅水三角洲沉积模式。该认识有利于深化气候和地貌对浅水三角洲控制作用的认识,为准噶尔盆地东道海子凹陷下一步勘探提供借鉴。

北部湾盆地是南海北部五大含油气盆地之一,油气资源潜力大、有较好的勘探前景,但是北部湾盆地三级构造单元海中凹陷古近系涠洲组地质研究程度较低、地层厚度大,严重制约了海中凹陷的油气勘探。高分辨率层序地层学在低勘探程度区域是一种有效的地层划分手段。依托三维地震资料、测井资料、岩心资料,在地震剖面二、三级层序界面和测井层序界面识别的基础上,采用最大熵谱分析、小波变换分析、岩心分析方法,对海中凹陷涠洲组进行了高分辨率层序识别与划分,研究表明最大熵谱分析对于三、四级层序界面具有较高的分辨性, 小波变换可以进行四—六级及更高级别旋回分析, 而岩心资料可以进行短期、超短期旋回分析。综合三维地震、测井、最大熵谱分析、小波变换技术和岩心资料将涠洲组划分为1个二级层序,包括6个三级层序、13个四级层序,并且根据13个四级层序含砂率对比,涠三段SQ6-LST四级层序含砂率最高,涠三段SQ6-HST四级层序次之,勘探潜力较大。本研究对低勘探程度凹陷重点层系选段具有一定指导意义。

简述了第17届全国古地理学及沉积学大会碳酸盐岩油气勘探、白云岩、深层碳酸盐岩尤其是白云岩成因理论研究新成果。统计含55个口头报告和15个展板; 涉及塔里木、四川、鄂尔多斯、柴达木、吐哈和渤海湾等盆地白云岩成因与成储; 深层、万米超深层白云岩规模储集层形成、表征和保存机制; 生物岩和碳酸盐岩形成过程的定量评价等。值得推荐10000 m超深层白云岩优质储集层特征和成因机制研究,坚持提出万米超深层白云岩勘探建议,成为白云岩成因理论研究指导生产实践的代表性成果,是2022年国际沉积学大会及近年国际白云岩成因基础研究成果应用薄弱环节补充; 有关四川盆地深层白云岩储集层特征和成因机制的研究来自不同院校项目成果的总结。提出了深层白云岩成因成储、万米超深层白云岩优质储集层评价与勘探理论; 尤其激光剥蚀等离子体质谱U-Pb定年技术得到普遍应用,实现了地质时期白云化作用特征和成因机制的定性定量分析; 生物岩的讨论颇具特色; 这些内容分别代表沉积学—岩相古地理学—矿物岩石学—新技术和白云岩成因理论研究与实际应用紧密结合成果,总体创新深度、研究手段、系统理论和在油气勘探部署中的应用特征显著,是本次学术会议亮点。不足之处: 仅见1篇海洋岛礁白云岩论文出现在展板中,预期18届克拉玛依会议将进一步深化上述领域的研究,海洋岛屿白云岩研究专题将备受重视。

以《古地理学报》中文版、英文版编辑部为主,联合中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会、国际古地理学会和中国石油大学(北京)共同举办的“古地理学术论坛”,是促进古地理学创新发展、倡导开展公益学术讲座的学术交流平台。从2022年9月论坛开始至2024年1月共举办了17期,共计邀请21位专家学者(包括外国专家4位)在论坛作报告。报告内容紧密结合生产实践和科技前沿,既有高屋建瓴的沉积古地理学综述,也有与油气勘探关系密切的沉积体系与沉积环境、源汇系统、层序地层学、深水沉积研究,以及与深时古环境重建有关的事件沉积、遗迹化石、古野火、碳酸盐沉积、构造古地理学研究,还包括铝土矿成因等矿产沉积学研究。总体看来,系列报告理论联系实践,既立足基础又关注前沿,受到学者们较高的关注。

为了深入评价柴达木盆地东部三湖地区第四系七个泉组天然气勘探潜力以及预测有利岩性气藏勘探区带和目标,文中通过重矿物组合、ZTR指数、重矿物稳定系数以及砂岩碎屑组分等参数,系统分析了该地区七个泉组的物源组成,确定物源方向并恢复母岩类型。研究表明: (1)七个泉组沉积时期,三湖地区重矿物稳定系数和ZTR指数均由柴达木盆地边缘向盆地中央方向增大,大致呈环带状展布,不同物源区主要重矿物组合差异显著,不稳定重矿物含量变化明显。(2)格尔木物源主要流动方向为北偏西方向,向北影响涩北地区的南部; 乌图美仁物源规模小于格尔木物源,主要流动方向为北东方向,向北东影响台南地区的西南部和涩南3井区。(3)锡铁山—埃姆尼克山物源和绿梁山物源规模均较小,其中前者影响范围向南达察尔汗地区,而后者向南影响伊克雅乌汝北部和驼峰山地区。(4)台南—涩北地区主要为乌图美仁物源和格尔木物源的共同影响区。该研究首次明确了柴达木盆地三湖地区物源由乌图美仁物源和格尔木物源组成的昆仑山缓坡物源体系、由锡铁山—埃姆尼克山物源和绿梁山物源组成的祁连山陡坡物源体系以及盆地内部台南—涩北地区混合物源体系组成,可为该地区天然气勘探开发提供指导作用。

中奥陶世马家沟组沉积时期,鄂尔多斯局限海周缘分布着一系列古隆起,其中吕梁古隆起对马家沟组沉积的控制作用研究相对薄弱,制约了对鄂尔多斯盆地东北部马家沟组沉积环境的认识。通过对陕西府谷剖面实测和采样,结合鄂尔多斯盆地北部的钻井、取心资料,分析了马家沟组的厚度、岩相类型及沉积微相变化,总结出吕梁古隆起对马家沟组沉积的控制作用。控制作用主要表现为: (1)吕梁古隆起的间歇性活动阻隔了鄂尔多斯局限海与华北广海的海水循环; (2)高海平面期,吕梁古隆起位于水下,对海水的阻隔作用弱,且古隆起区为开阔海灰坪,古隆起以西地层厚度变化较小,形成灰坪和云坪的沉积分异; (3)低海平面期,吕梁古隆起间歇性暴露,海水循环被明显阻隔,且古隆起区为潮间—潮上带的泥云坪,向东地层厚度减小,过渡为灰坪,而向西地层厚度迅速增加,形成泥云坪、膏云坪、膏盐湖的沉积分异。该研究成果为鄂尔多斯盆地北部马家沟组的沉积学研究提供了相关的岩石学和古环境方面的证据。

准南清水河组底部砂砾岩段油气勘探获重大突破,但砂砾岩的沉积特征、成因机制和发育控制因素仍不明确,成为制约下一步油气勘探的关键。以准南西段清水河组下段砂砾岩体为研究对象,运用沉积学理论,结合测井、录井、岩心、野外露头及实验分析数据,对砂砾岩体的岩相、岩相组合及沉积展布进行分析,并探讨砂砾岩体沉积发育的主控因素及成因机制。研究表明,准南西段清水河组低位及湖侵域识别出6种岩相及6种岩相组合类型。不同部位砂砾岩成因类型不同,西段南部高泉地区清水河组低位及湖侵域以冲积扇—扇三角洲沉积体系为主,北部卡因迪克地区以辫状河三角洲沉积为主。清水河组沉积期准南西段砂砾岩沉积受源区母岩性质、供源强度及古气候影响,其中,物源区母岩性质及供源强度控制砂砾岩体的沉积类型及规模,古气候影响母岩区风化剥蚀程度及沉积搬运环境。结合控制因素和沉积特征建立准南西段清水河组低位及湖侵域的南部冲积扇—扇三角洲及北部辫状河三角洲前缘的沉积发育模式,可为砂砾岩体的成因判别以及类似盆地的油气勘探提供地质依据。

琼北东寨港桥头村大桥和大桥前面条石路面废墟,现今位于退潮后水面下并被淤泥覆盖,仅小部分出露。据家谱、墓碑考证和实地调查,该大桥在1605年琼州大震后45年、即公元1650年尚在使用,是琼州大震后,又经近百年才沉没于海的。1650年后至今(截至调查年1984年),东寨港桥头村地区地面以不低于1.5 cm/a的速率下沉; 近30~40年来东寨港中段和北段以不低于1 cm/a速率缓慢下沉,南端下沉速率小些。琼州大地震后的早期,东寨港的下沉速率可能更大些。本研究粗略估算了这次地震同震下沉幅度东寨港中部和北部可能达2~3 m。南部下沉幅度小些。对震后缓慢下沉机理进行了讨论,认为琼州大震是在新生代以来至震前各地质时期,琼北地幔柱隆起、地壳隆起拉张破裂、火山多次活动或喷发、地壳减薄表部下沉、壳下持续性强烈活动的背景下发生的。震前琼北特别是琼北东部地壳经历了数千年的隆起,积聚巨大能量形成壳下热点。震前因地下水向拉张断裂的贯入,降低断裂面摩擦力,震前陆地开始下沉,并终于全面突破断裂面摩擦阻力发生陆陷成海大地震。震时释放部分能量,震后剩余能量对断裂持续拉张,东寨港持续地堑型沉陷。地震时及震后相当长时间内海水对断裂快速和持续贯入降低了断裂面上的摩擦力,使震后断裂呈相对稳定滑动,这些可能是震后东寨港数百年来大速率缓慢下沉的主要原因。连接琼州大地震,晚更新世及可能迟至全新世早期以来,东寨港经历过由陆变海、由海变陆、又由陆变海的演变过程。

“泰山震”发生于公元前1831年,是中国史料记载的最早的历史地震。据《竹书纪年》记载: 夏帝发七年(公元前1831年),当名为“发”的皇帝正在登泰山时,发生了一次强地震。因这次地震使皇帝受到了惊吓,因此,被名之为“泰山震”而首次记载下来。显然,名为“发”的皇帝受地震恐吓的地理位置是泰山坡麓。由于在泰山及其附近,地震地质学家一直未找到“泰山震”的地震地质记录。因此,“泰山震”的震中和震级一直是个谜。重新观察已发现的地震地质遗迹,结合一系列的测试、实验与剖析,本研究为“泰山震”是震中处在郯庐断裂带内安丘地区的强烈的历史地震提供了证据。首先,在距泰山以东约200 km远的郯庐断裂带安丘—夏庄盆地内的全新世湖沼相软土层中,存有震陷向斜与同震微断层等宏观的地震事件遗迹,它们记录的震中烈度Ⅸ度、震级达M7.0;二是借助于¹⁴C同位素年龄测定结果,结合计算相关土层的沉积时间,而获得了极为接近公元前1831年的发震时间(公元前1827年);三是依据华北地震烈度衰减模型,计算出该地震在泰山的衰减烈度为Ⅵ度。中国地震烈度表显示,Ⅵ度烈度完全使人站立不稳或惊逃户外,这符合当年登山皇帝受地震惊恐的史料记录。

新生代早期是南海北部古地理发生巨变的时期,沉积环境经历了从陆到海的转变,通过植物生态学方法准确揭示这一过程发生的时间及过程,对本地区古地理的恢复具有重要意义。本研究选取南海北部深水区白云凹陷代表性钻井样品,通过孢粉藻类分析,揭示古近纪海侵过程。研究表明: 早中始新世文昌组沉积时期,白云凹陷为未受海侵影响的河湖相环境; 晚始新世恩平组沉积时期,凹陷东部和东南部为浅海相环境,海相沟鞭藻大量出现,凹陷南部隆起带早期为河湖相环境,晚期变为海陆过渡相环境,凹陷西北部为大型河流三角洲相环境; 渐新世珠海组沉积时期,凹陷东部和东南部以陆坡深水环境为主,凹陷西北部及南部为海陆过渡相,西北部发育大型河流三角洲; 早中新世,由于全球海平面上升及南海扩张轴发生转向,整个白云凹陷大部分地区处于陆坡深海环境。综上,海侵最早发生在白云凹陷的东部和东南部,呈由东向西的推进,西部海侵发生时间最晚,这一过程与南海洋壳从东向西逐步打开完全一致。

本文首次系统报道了来自中国新疆东准噶尔地区早泥盆世地层中的软舌螺化石,共计3属3种,分别为: 王氏富蕴螺Fuyunotheca wangi gen. et sp. nov.,施氏纵肋螺Costulatotheca schleigeri Earp,2019和奥氏螺未定种Ottomarites sp.。其中,王氏富蕴螺作为首次发现的新属种,典型特征为横切面呈扁椭圆形至亚三角形,背部膨胀,具有1条贯穿壳体的背中脊,腹部较平至微微凸起,壳体前1/3处具有横向成组的肋,整个壳体装饰着横向比纵向明显的细线。古生态学分析表明,王氏富蕴螺是一类生活在具有一定水动力的、富氧的正常浅海环境中的软舌螺。另外,笔者总结了包括新属种在内的目前所有报道过的整个泥盆纪产出的软舌螺的有效属种(不包括未定种和未定属),共计来自11个国家12个地区的14属66种,依据其古地理分布特征,认为泥盆纪的软舌螺主要分布在南半球的劳俄大陆和冈瓦纳大陆附近,其他地区仅零星出现。此次新疆东准噶尔地区软舌螺化石的发现, 不仅扩大了早泥盆世软舌螺类的古地理分布范围,同时为洲际间的地层对比提供了更多依据。

尽管海底麻坑普遍发育在现代海洋的多种环境,但关于深时、特别是古生代麻坑沉积的研究却极为罕见,研究者对其特征、成因、鉴别标志所知甚少。本次研究在重庆石柱地区柑子坪及歇步头剖面识别了发育在上奥陶统五峰组暗色细粒岩中的海底麻坑沉积,在野外观察、采样的基础上,利用显微薄片及扫描电镜观察了其微观特征,并测试了麻坑与围岩的主量元素和微量元素。研究显示麻坑沉积总体呈楔状或顶平底凹的透镜状,麻坑内岩层紊乱并发育上拱的岩层,被硅质脉分割的角砾普遍发育,麻坑沉积中常见重晶石、沥青及赤铁矿,主量及稀土元素测试结果显示麻坑的形成可能与热液及冷泉无关,推测五峰组自生的低熟油气是麻坑形成的基础。总结认为深时麻坑的识别标志有: 地震剖面的负地形形态、碳同位素负偏明显的不规则形态的碳酸盐岩岩体、楔状或透镜状宏观形态、麻坑内杂乱的沉积填充、局部地层的上拱形态及古生物化石显示的沉积间断或时序混乱等。五峰组海底麻坑沉积具岩石学、地层学、古环境及油气地质学意义。

构造—热事件对油气生成、储集层演化和成藏有重要的控制作用,但是鄂尔多斯盆地构造—热事件对碳酸盐岩的影响研究较少。以富县地区奥陶系马家沟组储集层为例,通过岩心及薄片观察,利用阴极发光、包裹体测温、碳氧稳定同位素、锶同位素、电子探针微区元素分析、稀土元素分析,岩石学与地球化学研究充分结合,识别出区内存在2期与燕山期热事件相关的胶结作用: 第Ⅰ期以缝洞内鞍形白云石发育为特征,其 δ¹³C值和 δ¹⁸O 值均较偏负,锶同位素值较正常海相灰岩高,稀土元素Eu和La负异常,元素分析显示FeO含量异常高、MnO含量较高、SrO含量较高、K₂O及Na₂O含量低,胶结物包裹体均一温度高; 第Ⅱ期以缝孔洞内石英充填及交代和切割鞍形白云石的裂缝方解石发育为特征,其 δ¹³C值与奥陶系碳酸盐岩背景值接近、δ¹⁸O值总体偏低,锶同位素值更高,稀土元素展现出特别的La负异常和Eu正异常,元素分析MnO及FeO含量较高,部分K₂O及Na₂O含量较高,石英包裹体均一温度高。第Ⅰ期流体为早白垩世拉张断裂作用下上覆石炭—二叠系地层有机流体、奥陶系地层内部流体、少量深部流体三者联合作用形成; 第Ⅱ期流体为早白垩世拉张断裂作用下深部流体与少量奥陶系地层内部流体两者联合作用形成,深部流体穿越了下伏马家沟组内蒸发盐岩地层。早白垩世热事件对奥陶系碳酸盐岩储集层的影响具有双向性: 第Ⅰ期热流体活动多为建设性,与大规模油气生成的时间一致,裂缝和溶蚀孔洞可构成油气有效输导和储集空间;第Ⅱ期热流体活动以孔隙和裂缝充填为主,多为破坏性,但规模较小。

永进地区侏罗系齐古组是准噶尔盆地腹部一套重要的深埋含油层系,现今埋深5400~6100 m,其储集层质量控制了油气储量和产量。运用铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、物性、XRD全岩和黏土矿物分析等资料对齐古组深埋砂岩储集层成岩演化过程开展研究,建立成岩演化序列,定量表征不同成岩作用对储集层质量的影响,结合区域埋藏史、油气充注史,最终明确储集层成岩演化过程。永进地区齐古组储集层岩性主要为长石质岩屑砂岩和岩屑砂岩, 杂基含量低,胶结物类型主要为碳酸盐矿物、硅质和黏土矿物,具成分成熟度低而结构成熟度高的特征; 储集空间类型以剩余原生粒间孔和粒间溶孔为主; 整体处于中成岩A期阶段,储集层孔隙度变化主要受压实、胶结、溶蚀作用控制,压实作用和胶结作用是造成储集层减孔的主要成岩因素,分别造成原生孔隙损失率为65.98%和21.80%,溶蚀作用增加了5.25%的孔隙度,起到了有效改善储集层物性的作用。综合研究认为,永进地区齐古组储集层成岩演化主要受沉积环境、成岩作用、埋藏史、油气充注4大因素共同控制,成岩作用起到改造储集层物性的作用,是导致储集层非均质性较为明显的决定性因素。

古溶洞对隐伏地区岩溶地下水储存与运移至关重要,查明其形态及内部结构特征对于认识隐伏煤田岩溶形成过程及矿山岩溶水害防治具有一定的指导意义。近年来,通过对华北板块南缘安徽淮南舜耕山地区奥陶系岩溶野外露头详细的地质勘查,在奥陶系发现1处典型古溶洞。采用野外观测、显微鉴定、古水文和古构造等方法,对古溶洞几何形态特征、内部结构进行系统分析,该溶洞发育于奥陶系古溶洞沿马家沟组和萧县组的沉积层面间,洞体形态宽窄不一,西侧较宽、东侧较窄,最大层间高度达9.8 m,洞体长度为125 m。洞顶面保留古水流冲刷溶蚀痕迹,洞体内存在多处因重力作用垮落坍塌充填物,按其成因,可分为碎屑垮落充填、化学充填以及混合充填等,充填岩屑以灰岩、白云岩类为主,其矿物成分为方解石、白云石、隐晶硅质等。结合区域地质构造演化史,古溶洞形成于加里东运动抬升阶段,经过了裂隙发育、层面岩溶形成、层面间溶洞生长以及崩塌跨落充填压实4个阶段,主要受层面裂隙、侵蚀流体以及岩溶垂向分带控制。研究成果可为淮南煤田乃至华北煤田古岩溶突水防治提供有益参考。

碳酸盐岩-膏盐岩共生体系是化学沉积分异作用形成的岩石共生组合,对其进行微相分析和沉积模式构建,有利于揭示蒸发环境下的沉积学信息,对油气勘探具有指导意义。依据鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组大量钻井、岩心资料,开展岩石宏观、微观观察,识别沉积微相,分析沉积序列,构建沉积模式。结果表明: 马家沟组碳酸盐岩-膏盐岩共生体系可划分出10类微相(MFT1-MFT10): 盐岩、膏岩、含膏云岩、纹层状微粉晶云岩、颗粒云岩、粉—细晶白云岩、微生物云岩、生物扰动(灰)云岩、纹层状微晶灰岩、微晶颗粒灰岩; 共生体系发育4类微相组合: (1)潮间上带—潮上带白云岩-含膏云岩-泥云岩组合; (2)潮间下带膏岩-藻云岩-白云岩组合; (3)潮下带纹层状灰岩-搅动灰岩-扰动灰岩组合;(4)潟湖内层状膏岩-团块状膏岩-盐岩组合。马家沟组为浅盆蒸发成盐,低海平面蒸发成盐,高海平面发育碳酸盐岩,海平面反复波动形成巨厚碳酸盐岩—膏盐岩共生组合。

琼东南盆地北部新近系地层厚度巨大,遗迹化石非常发育。在对7口取心井岩心详细观测的基础上,综合利用薄片分析、成像测井与相关实验等资料,对琼东南盆地北部新近系三亚组遗迹组构特征及其沉积环境进行了研究。结果表明: (1)琼东南盆地北部新近系三亚组共识别出遗迹化石14属,根据遗迹化石的类型、产状、丰度和分异度、扰动程度、生物潜穴之间的共生关系等,可划分出5种遗迹组构, 其中Ophiomorpha-Thalassinoides遗迹组构主要发育在临滨上部沉积环境中, Palaeophycus遗迹组构主要发育在临滨中部沉积环境中, Planolites-Thalassinoides遗迹组构主要发育在临滨下部沉积环境中, Phycosiphon-Planolites遗迹组构主要发育在浅海上部沉积环境中, Phycosiphon-Chondrites遗迹组构主要发育在浅海下部沉积环境中;(2)根据遗迹组构和测井相分析认为琼东南盆地北部新近系三亚组沉积环境为滨-浅海, 三亚组一段的沉积环境为由滨岸向浅海过渡,而三亚组二段的沉积环境为浅海;(3)综合岩相、生物化石、遗迹组构、测井相和沉积微相分析结果,建立了琼东南盆地北部新近系三亚组的沉积模式。本项研究对指导南海北部新近系的油气勘探具有重要的借鉴意义。

延长器测时代之前的台风序列,可为更长时间尺度的气候研究提供数据支持。基于历史文献,分区域重建了1368—1911年影响中国沿海地区的台风活动共1447次,借助小波分析、GIS空间分析等方法对其时空特征进行分析,并使用降水、干湿等序列对重建结果的可靠性进行验证。结果表明: (1)明清时期华北、华东、华南入境台风总数分别为157、596、853次,影响华北沿海的台风大多也会影响华东沿海,而同次台风入境华东与华南沿海的情况则较少。(2)重建台风与现代造成8级及以上风的热带气旋的阴历月际分布特征大致相似,华北沿海台风高发期为6、7月份,华东为6—8月份、华南为5—9月份。(3)在1570—1590年、1660年代、1850年代、1890年代沿海各地区的台风活动均十分频繁,而在1460年代、1560年代、1700年代、1760年代、1780年代则相对平静。(4)128 a周期尺度下的小波分析显示,明清时期华北沿海台风活动的第一、第二、第三主周期分别123 yr、86 yr、10 yr,华东沿海为122 yr、85 yr、42 yr,华南沿海为73 yr、116 yr、40 yr,明清时期整个中国沿海地区为122 yr、75 yr、42 yr。(5)明清时期台风灾害集中分布于临海的平原地带,且呈现出由南向北、由临海地区向内陆显著减弱的趋势,华北沿海台风灾害主要分布于胶东、辽东半岛、渤海湾沿岸,除临海地区外海河平原东南部地区台风灾害也相对明显。(6)明清时期沿海各区域台风序列与其相对应区域的降水序列均具有中等程度的相关性。

煤层性质的差异是影响煤层气富集及高产的重要因素。沉积环境控制了煤层厚度及展布、煤岩煤质特征、有效盖层厚度和岩性组合等,对煤层气富集具有重要控制作用。本研究根据钻井岩心、录井、测井及前人研究成果,对沁水盆地北部寿阳地区太原组进行了沉积环境及层序地层综合分析,并对15^#煤顶、底板系统的沉积环境及岩相古地理进行精细刻画,总结沉积环境对煤层含气量的控制作用,并进一步划分有利煤储集层沉积相带。寿阳地区太原组下部主要发育浅海陆棚—障壁岛—潟湖沉积体系,上部主要发育三角洲平原沉积体系。太原组沉积时期为1个三级层序尺度的海侵—海退过程,并进一步可划分为6个四级层序(S₁—S₆)。四级层序S₁发育潮坪—潟湖—障壁岛沉积体系,各沉积相与15^#煤含气量关系由好到差依次为潟湖、潮坪、障壁岛; S₂发育障壁岛—潟湖—潮坪—浅海陆棚沉积体系,各沉积相与15^#煤含气量关系由好到差依次为潟湖(灰岩厚)、泥质陆棚、碳酸盐岩陆棚、潟湖、潮坪、障壁岛。根据S₁、S₂沉积相与15^#煤含气量关系,将15^#煤划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类煤储集层沉积相带,Ⅰ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探有利区,主要分布于研究区东部; Ⅱ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探较有利区,主要分布于东部及西部; Ⅲ类煤储集层沉积相带分布区煤层气勘探前景较差,主要分布于研究区的西北部及中部。

Mockina slovakensis是晚三叠世诺利期一个重要的牙形石属种,除了具有重要的地层学作用之外,它还能够指示特殊的沉积环境。本次研究在云南保山红岩剖面上三叠统大水塘组下段灰岩中发现了大量牙形石M. slovakensis,其在地层中占据统治地位,据此将研究层位的时代限定为晚三叠世诺利期Alaunian晚期。有记录表明,当M. slovakensis在地层中占据统治地位时,往往指示出一种较为局限的沉积环境。综合此次研究在保山红岩剖面发现的大量占统治地位的M. slovakensis牙形石以及前人对保山地块大水塘组沉积环境研究的结果,推测在诺利期Alaunian晚期,保山地区应为拉张背景下形成的较为局限的沉积盆地。该研究成果有助于进一步了解晚三叠世特提斯东部的沉积环境演化。

晚中生代一系列的构造运动使中国东部的地形、地貌发生了巨大的改变,形成了“东高西低”的地貌格局。关于白垩纪中国东部是否存在高原或山脉仍存在争议,故对高原或山脉的演化过程、古高程以及其延伸范围等方面仍需进一步的研究。笔者收集了白垩纪中国各地的双气囊花粉和喜干植物花粉的孢粉数据,通过它们百分含量的变化来分析中国东部的古植被演替和古气候演变,为白垩纪中国东部地形地貌的解读提供证据。孢粉分析表明,白垩纪中国大致分为3个气候区: 东北地区为温暖湿润的亚热带—暖温带气候区; 北方地区为半干旱的热带—亚热带气候过渡区; 南方和西藏、新疆地区为炎热干旱的热带—亚热带气候区。在古气候分析的基础上,根据孢粉数据对白垩纪中国东部地貌进行解读,结果显示: 早白垩世早期中国东北地区存在1个高海拔地貌区; 早白垩世东部沿海地区可能存在1个较高海拔的山脉,范围大致在闽浙地区; 晚白垩世早期,中国东部海岸山脉范围达到最大; 晚白垩世最晚期至古新世最早期,中国东部山脉逐步垮塌。推测至古新世早期,中国东部山脉基本已经消失。

负载构造是一种重要的软沉积物变形构造类型,具有重力(密度差)作用是主要驱动力、变形发生在密度倒置的岩性界面等特征。根据变形构造与母体是否分离把负载构造分为3类: 一是未分离的负载构造,包括重荷(模)构造、火焰构造、枕状构造、水滴状构造及底辟(挤入)构造; 二是分离的负载构造,包括砂球(假结核)、砂球层、泥球; 三是复合型负载构造。在鄂尔多斯盆地上三叠统延长组岩心及露头中发现了大量的负载构造,通过对不同类型负载构造的特征描述、形成条件及触发机制分析,认为负载构造是地震和重力作用双重机制作用的结果,除了重力作用外,地震扰动是形成多种变形构造的主要原因,反映了鄂尔多斯盆地在晚三叠世印支期构造活动较强的特征。