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。

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。

北非地区Ghadames盆地已成为中国海外油气勘探与项目投资的重点盆地之一,对其早古生代沉积体系及岩相古地理特征的准确认识是进一步勘探的基础,也是建立盆地早期构造与沉积演化过程的关键。以Ghadames盆地早古生界为研究目标,利用岩心、地震与测井等资料综合分析,开展古地貌恢复,对沉积体系、岩相古地理演化特征进行探讨。结果表明,Ghadames盆地早古生代共发育4种沉积体系: 冲积扇、辫状河、辫状河三角洲和浅海。早中寒武世,阿瓦隆地体向波罗的板块漂移,原特提斯洋初步扩张,形成活动大陆边缘,盆地以陆相沉积为主; 奥陶纪,盆地经加里东运动初步形成台内隆坳格局,Ghadames盆地西部和北部大范围剥蚀,冰川大规模出现,发育冰碛岩; 早中志留世,古特提斯洋持续扩张,海平面不断上升,盆地北部发生大规模海侵,以浅海沉积环境为主,广泛发育放射性页岩与泥岩,是区域内重要的烃源岩与盖层; 泥盆纪,海西运动使区域整体抬升,盆内海域范围减小,以陆相沉积为主。在此基础上,建立Ghadames盆地早古生代特提斯洋演化背景下的海陆过渡沉积模式,可为研究区下一步勘探工作提供参考依据。

作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域古地貌模拟软件和goSPL(Global Scalable Paleo Landscape Evolution)全球古地貌模拟软件的开发,将地球深部构造过程、降水、海平面变化等若干地球系统因素联系起来,为理解地表系统演化及其与地球固体圈层相互耦合提供了新的技术基础。基于这些新兴模拟技术,聚焦东亚地形倒转和水系重组、显生宙古地貌演变与海洋物种多样性关系等问题,国内外学者分别已开展了相关模拟工作并取得了很好的研究成果。但鉴于高程代用指标本身的不确定性,不同古地貌重建模型之间存在差异; 此外,这些古地貌重建模型很难做到与高精度的地质观测记录完全吻合,迫切需要开展超高(时间和空间)分辨率的海陆古地貌重建。

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。

长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存在争议。综合考虑了构造运动、古气候及海平面变化等影响河流发展的关键因素,并将这些因素输入Badlands古地貌模拟软件,动态重建了长江“第一弯”以东地区晚白垩世(80 Ma)以来的长江流域地貌及水系演化过程; 并利用四川盆地和江汉盆地的地震剖面资料验证了模拟结果的可靠性。模拟结果表明,青藏东部及上扬子西南缘晚始新世—渐新世的阶段性隆升迫使四川盆地原有南流水系下切受阻,沉积物在盆内堆积形成冲积河道并促使四川盆地地貌由“东北高西南低”反转为“西南高东北低”;新生代早期,江汉盆地长期受控于中国东部的裂陷环境,持续处于较低基准面。四川盆地的水系反转和江汉盆地的持续低基准面,最终导致位于二者之间的长江三峡在晚渐新世发生贯通。由此,本研究提出一种上扬子地区水系反转并被下游捕获的三峡贯通机制。

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。

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。

洪水类型与流量变化是影响扇三角洲地貌形态与沉积特征的主要因素，但不同类型洪水作用下扇三角洲沉积单元发育规律研究薄弱。论文以滦平盆地桑园剖面下白垩统西瓜园组为例，通过剖面测量和岩相划分，恢复了沉积流体类型、沉积过程及其沉积响应单元，建立了不同洪水作用下扇三角洲沉积模式。根据岩相组合将该剖面的主控沉积过程解释为碎屑流、洪流与片流3种洪水，分别对应于碎屑流建造期、洪流建造期与片流建造期。结合沉积过程与砂砾岩沉积形态特征，将目的层解释为8种沉积单元，具体包括扇三角洲平原环境的陆上碎屑流舌状体、洪流主控辫状河道和扇三角洲前缘的水下碎屑流舌状体、高密度浊流水道、牵引流水下分流河道、高密度浊流朵体、水下片流朵体及滑塌体。在扇三角洲碎屑流建造期，发育多期垂向上叠置的、向湖盆进积的碎屑流舌状体；在洪流建造期，平原中形成洪流主控辫状河道，而进入湖盆后洪流转化为高密度浊流，发育高密度浊流水道与朵体；在片流建造期，则以水下快速沉积形成的水下片流朵体为特征。洪水期扇三角洲前缘沉积物快速沉积和沉积物坡失稳易于形成滑塌体，而间洪期则以平原上辫状河道和前缘中低流态水下分流河道的发育为特征。基于洪水类型及其沉积过程的扇三角洲沉积规律的研究，深化了对其砂体形态与结构规律的认识。

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。

历史上江苏沿海曾频发2类风暴潮灾害,给当地带来了巨大损失。建立该地区长时间尺度的风暴潮灾害序列对了解过去与预测未来意义重大。以历史文献、地方志、海洋灾害公报等记载的风暴潮资料为基础,建立了风暴潮灾害识别体系,重建了1300—2019年江苏沿海风暴潮灾害序列,分析了风暴潮灾害时空变化规律,探究了其与气候异常和黄河、长江入海口变迁之间的关系。结果表明: 江苏沿海地区主要受台风风暴潮灾害的影响,1300—2019年间共发生246次风暴潮灾害,平均周期为2.9年,且近100年来发生频率有增大的趋势; 小波分析结果显示,风暴潮灾害年际变化存在17年、61年和115年的时间尺度周期,其中115年周期最为明显。海气相互作用影响下,厄尔尼诺活跃年江苏沿海台风风暴潮灾害偏少; 气温与台风风暴潮灾害频次有一定的正相关性,但其影响机制尚不明确。盐城、南通和苏州为风暴潮灾害高发地区,常州和无锡发生频率较小。在气候变暖与江苏海岸冲淤变化的作用下,1855年后盐城和南通地区风暴潮灾害发生频率增加,连云港地区明显增加; 随着海岸线的变迁与长江河口的演变,镇江、扬州、泰州与苏锡常地区受风暴潮灾害影响减少。

基于黄河下游古湖历史文献资料,详细估测了历史时期黄河下游130余个古湖的大致形状和面积,对各古湖的消亡过程进行了详细的总结和分析,并进一步讨论了导致古湖消亡的原因。结果表明: (1)历史时期黄河下游地区至少有135个湖泊,总面积高达16 195.64 km²,主要沿黄河古河道分布,其中中小型湖泊(面积小于等于100 km²)为黄河下游古湖的主体,分别占历史时期湖泊总数、总面积的74.81%、30.23%。(2)自宋朝以来黄河下游古湖整体呈萎缩消亡态势,中小型湖泊消亡数量最多,占历史时期湖泊总数的60.34%;现代仍存湖泊数量为28个,减少了79.26%,总面积4910.66 km²,减小了69.68%。(3)气候变化是古湖消亡的背景,黄河改道泛滥带来的泥沙淤积是促使古湖消亡的直接原因,而人类围湖造田等活动加速了这一进程。

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。

鉴于中国的油气需求与国内外油气资源禀赋,合理有效利用国外油气资源以缓解国内能源需求压力,顺应能源转型与绿色发展趋势,成为国内各类油公司的时代责任与义务。地质研究是油气勘探开发的基础,因此组织了国外油气地质基础研究专栏。为便于读者更好地阅读领悟本期刊发的5篇海外区域研究论文,部分编者撰写了这篇关于5篇海外论文的整体研究背景、各自成果特色及其创新认识相关性的推介。

中生代以来,华北地区经历了华北古高原垮塌形成渤海湾盆地的地貌巨变过程。针对中生代的华北古高原和古近纪期间的渤海湾盆地裂陷过程已有大量研究,但新近纪以来,由于受太行山隆起、黄河沉积物输运、黄河贯通及海侵等地质事件影响,现今华北东部沿海地区及海域的地貌演化过程及地貌格局的定型时间还存在争议。使用Badlands数值模拟软件,定量化分析了地幔对流、构造事件、古气候、侵蚀和沉积等地球深浅部多种因素对于地形地貌的贡献,动态重建了华北东部晚新生代(25 Ma)以来的地貌演化过程; 并通过与区域构造格架和沉积相展布的对比,检验了模拟结果的合理性。结果表明,华北东部的地貌格局在中新世期间已定型并趋于稳定演化; 陆架海沉降是该时期华北东部地貌演化的一级控制因素。此外,该时期华北东部可能存在一条环山东半岛的古河流——华东河,这条古河流的形成时间不晚于中新世,可能在全新世期间消亡。本研究的古地貌模拟结果也有助于系统理解华北洋陆过渡带的多圈层相互作用。

石炭纪—二叠纪是东疆地区洋-陆转换的关键构造转折期,期间发生了多次洋壳闭合和陆陆碰撞活动。基于东疆地区洋盆性质、沟-弧-盆俯冲事件和陆陆碰撞的复杂性,目前针对东疆地区盆地晚古生代地层格架对比以及沉积充填特征认识不足。文中以活动论构造古地理思想为指导,复原东疆地区盆山构造带的构造-沉积面貌,厘定各构造地层单元的构造-沉积环境,从沉积充填、构造演化复原、周缘构造环境等角度来综合地、动态地开展原型盆地恢复。研究结果表明: 东疆地区经历了早石炭世伸展、早石炭世末期—晚石炭世早期弱伸展、晚石炭世末期挤压、早二叠世早期伸展、早二叠世末期挤压5期伸展聚敛旋回,随后经历了晚二叠世、晚三叠世、晚侏罗世、晚白垩世—古近纪、晚新生代5期构造改造过程。盆山构造复原揭示了石炭纪吐哈盆地南部边界距现今盆山边界向南46~70 km,石炭纪准东盆地北部克拉美丽山距现今向北约30 km,三塘湖盆地北部造山带石炭纪边界距今约55 km。东疆地区沉积环境经历了从石炭纪海相到早二叠世海陆过渡相再到中晚二叠世陆相的沉积演化,石炭纪发育海相的弧相关断陷盆地、裂谷边缘盆地、断陷盆地,早二叠世以发育海相、陆相断陷盆地为主,中二叠世主要发育陆相坳陷盆地,晚二叠世发育挤压型坳陷盆地。解析东疆地区盆山构造格局及石炭纪—二叠纪构造古地理演化,为探究东疆地区主要沉积盆地石炭系—二叠系成藏条件、源-储组合分布奠定良好基础。

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。

北非地区古生代位于冈瓦纳大陆北缘,经历古生代冈瓦纳和中新生代特提斯2大裂谷—拗陷—前陆盆地演化旋回,是世界范围内重要的油气富集区之一。基于公开地质资料和油气勘探数据的综合分析,指出北非地区含油气盆地存在克拉通叠加拗陷、裂谷和被动陆缘3种盆地类型,盆地演化经历冈瓦纳期和特提斯期2大成盆旋回,明确了区域构造演化对含油气盆地类型、盆地结构和生储盖发育规律的控制作用。受全球板块构造演化影响,北非地区经历了5期构造演化阶段: (1)晚元古代—早寒武世基底拼合和裂谷发育阶段; (2)寒武纪—早石炭世克拉通内拗陷发育阶段; (3)晚石炭世—早二叠世海西造山阶段; (4)晚二叠世—早白垩世裂谷盆地发育阶段; (5)晚白垩世—现今阿尔卑斯造山阶段。以海西造山作用为标志,形成古生代冈瓦纳期成盆旋回和中新生代特提斯期成盆旋回。北非西部盆地演化以古生代冈瓦纳期旋回占主导,在霍加尔地盾周边形成克拉通拗陷叠加盆地; 东部盆地演化以中新生代特提斯旋回占主导,形成中新生代裂谷盆地和被动陆缘盆地。受盆地发育特征控制,西部克拉通拗陷叠加盆地烃源岩以志留系、泥盆系泥岩为主,储集层包括古生界和三叠系,区域盖层为志留系页岩和上三叠统—下侏罗统蒸发岩; 东部裂谷盆地烃源岩以白垩系、古近系、新近系为主,储集层包括裂谷前古生界和裂谷期中生界、新生界,区域盖层为中新生代裂谷晚期蒸发岩。总的来看,北非地区差异构造演化控制了其含油气盆地形成机制差异和源储盖发育规律。

加里东早期的怀远运动是早古生代的重要构造运动,它在华北古陆主要表现为区域性不整合。基于野外露头、地质图、钻井与最新的地震资料,研究鄂尔多斯盆地怀远运动期不整合的标志、类型及其时空分布。结果表明: (1)鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面附近发育砂砾岩、风化壳, 测井曲线具高声波时差、高伽马、高微量元素(U、Th、K)含量、高钍铀比值及低电阻率、低密度特征,地震响应特征为强相位,表现为不整合面上、下波组振幅强度,频率、连续性存在明显差异,局部可见削截点反射。(2)怀远运动期鄂尔多斯盆地形成平行、低角度削截2种不整合,前者广泛分布于盆地及周缘,后者分布于盆内古隆起附近。(3)鄂尔多斯盆地及周缘受到怀远运动3幕活动影响,依次表现为: 中寒武世张夏组沉积期盆地东南部最先发生抬升,而后向西北部推进; 晚寒武世三山子组沉积末期,盆内古隆起发育并遭受剥蚀; 晚寒武世末期—奥陶纪马家沟组沉积前, 受全球海平面下降的影响,盆内马家沟组底部的碳同位素呈负漂。上述认识可为鄂尔多斯盆地下古生界油气勘探新领域研究提供参考依据。

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。

陆相优质烃源岩发育大多与湖泊咸化相关，但湖泊咸化对页岩发育的影响仍不清晰。以东营凹陷古近系页岩重点取心井樊42井为例，通过岩石薄片观察、XRD、岩石热解测试、XRF二维元素扫描、微量元素测试等分析，结合有机地球化学测试数据、微量元素含量的垂向变化等，分析不同盐度演化阶段页岩成分、纹层结构、有机质丰度的变化。结果表明，研究区目的层段页岩可划分为5种岩相类型。目的层段环境演化可以划分为5个阶段，受控于气候、陆源输入等因素。古气候在沙三下亚段沉积时期呈现暖湿—相对湿冷—暖湿—相对干冷—相对暖湿的变化特征。陆源输入量呈多期旋回变化。不同类型岩石的沉积环境特征各异，高盐度的湖泊水体营养盐浓度高，具有较高的初级生产力，水体分层强烈，水体循环较弱。氧/盐度跃层位置相对较高，富氧带水深较浅，使得有机质更快脱离氧化环境沉降进入还原性水体，有利于有机质的保存。碳酸盐矿物含量高，且呈纹层状发育于滞水层中。

江苏徐州地区寒武系馒头组发育极具特色的陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积现象。本研究以寒武系馒头组一套典型的混合沉积序列为例，依据剖面实测与镜下特征，对该序列中的混合沉积组合类型开展了系统的岩石学研究；通过分析不同沉积环境中的混合沉积特征，建立了陆表海近岸背景下陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积模式，探讨了各种混合沉积组合类型的混积成因类型、混积过程及主控因素等。结果表明：徐州地区寒武系馒头组混合沉积序列中主要发育含砂鲕粒灰岩、含内碎屑砂质灰岩、灰质细砂岩、含灰粉砂岩等11种混合沉积组合类型；混合沉积序列整体为陆表海海侵背景下次级海平面频繁波动且伴随多期次风暴作用的产物，主要表现为海侵作用下由近岸的混积潮坪逐渐演化为混积局限台地；混合沉积主要为相混合与间断混合，局部发育原地混合与母源混合。气候、陆源输入程度、海平面变化、碳酸盐产率是形成相混合的主控因素，同时也受到生物活动、水动力条件的调控；多期次风暴作用在主导间断混合形成的同时，一定程度上会促进相混合与母源混合的发育；在各因素叠加影响下，研究区具有多种混积成因类型组合发育的特征。厘清各种混积成因类型的分布与混积过程可为华北板块寒武纪古环境恢复与沉积演化提供参考，并为“深时”陆表海台地混合沉积相关研究提供典型范例。

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。

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。

塔里木盆地塔河油田西北部中下奥陶统发育深切的地表水系结构，对水系两侧岩溶缝洞的发育影响显著，因此，对水系结构的定量描述及其演化模式的研究至关重要。基于三维地震资料，通过地震属性提取技术，对古岩溶台面和古岩溶地表水系进行了识别。同时，对水系的平面和垂向形态学结构参数进行了量化表征，据此探讨了古岩溶地表水系的形成与演化模式，剖析了水系演化与古岩溶缝洞发育的关系。研究结果表明：(1)塔河油田西北部自东向西发育3个岩溶台面和一个深切曲峡型地表流域结构。该流域的主干水系南北向汇流、分支水系东西向汇流，呈不对称分布。(2)水系单河曲弯曲率均大于1.5,超过了定义蛇曲的弯曲率临界值，具有典型的蛇曲特征。东西向河曲带弯曲率为2.42,南北向河曲带弯曲率为1.78。(3)东西向水系形态以单一“V”字形为主，南北向水系具有复合“V”字形，水系下切深度可达100～200 m。自东向西3个岩溶台面中水系的下切深度逐渐加大，水系宽深比平均值分别为4.06、3.52、3.03。(4)研究区古岩溶地表水系经历了自由曲流和深切曲流2个阶段，分别反映了水系的侧向侵蚀和垂向侵蚀作用过程。其中，水系的垂向侵蚀是逐步发生的，与3个岩溶台面的逐级抬升相适应。(5)深切曲流是区域性的最低排泄基准面，控制了河流两侧大型岩溶暗河的发育。每个岩溶台面具备独立的水循环结构，岩溶台面的逐级抬升促进了水系的差异演化，进而控制了岩溶暗河的规模和类型的差异性。对研究区古水系结构及其演化的认识对于古岩溶缝洞储集空间发育特征与分布规律的研究提供了重要的参考依据。

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。

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。

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。

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。

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。

早白垩世期间,华北地区东北部分布着极其重要的生物群——热河生物群,其繁盛期对应着华北克拉通破坏峰值时期(125 ma)。华北克拉通破坏导致的古地貌和古气候等环境变化,可能是引起热河生物群分布时空发生变迁的重要外部驱动因素之一。然而,目前缺少对华北地区早白垩世古地貌动态演变过程的定量描述。因此,本研究主要通过构建古土壤风化指标(PWI、CFX_Na)、碳酸盐同位素等数据库,重建了华北地区晚侏罗世—早白垩世之交(145 ma)的古地形; 并结合磷灰石/锆石裂变径迹、剥蚀厚度恢复、海平面变化等数据,利用Badlands软件定量化动态模拟了华北地区早白垩世古地貌演变过程。模拟结果表明,早白垩世期间,受控于古太平洋板块俯冲后撤的影响,华北克拉通经历了由“东高西低”变为“西高东低”的地形翘变和破坏过程,并伴随着自西向东的断陷盆地的迁移; 大规模火山喷发与断陷盆地的出现共同控制了热河生物群的向东迁移,热河生物群在燕山地区的山间盆地兴起。

在加里东期构造作用下,鄂尔多斯盆地中晚奥陶世整体抬升,直至晚石炭世再次接受沉积,期间经历了近1.5×10⁸年的风化剥蚀,发育对天然气聚集具有重要意义的奥陶系碳酸盐岩风化壳。文中选取鄂尔多斯盆地南缘1口典型井,依据矿物成分、主微量元素和测井响应特征分析该套风化壳的垂向结构、风化蚀变程度和古气候环境,进而复原其形成过程并探讨相关保存机制。研究结果表明: (1)风化壳自上而下可分为风化残积层、强风化带、弱风化带和基岩层,整体风化程度较强,各层段的测井响应特征均十分显著。(2)在该风化壳剖面中,TiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃富集,SiO₂轻微亏损,Ca、Mg和Na较强亏损。(3)根据古纬度数据,结合相关地球化学指标,认为鄂尔多斯盆地南缘晚古生代发育海陆过渡相沉积,风化壳形成时的年平均气温为28.15 ℃,处于潮湿—半干旱的环境,属热带—亚热带气候。(4)风化壳各层段裂缝普遍发育,表明鄂尔多斯盆地南部地区存在岩溶裂缝-洞穴系统,虽后期因地貌高差影响导致风化壳各结构层厚度不一,但在地势较为平缓地区,风化壳结构层的保存机率更大,因而是后期风化壳气藏勘探的有利场所。上述结果可为今后鄂尔多斯盆地马家沟组岩溶风化壳型油气藏和本溪组含铝岩系的勘探提供一定的借鉴。

通常认为鄂尔多斯东部边界带由晋西挠褶带和离石断裂组成,但这一边界为残余边界,并非原始的沉积边界。文中以石楼北区域为例,过该区域构建了1条鄂尔多斯盆地东部盆-山尺度的区域地质大剖面,运用2D-Move软件进行构造演化的反演与正演模拟,对其构造变形进行定量分析,并根据研究结果对鄂尔多斯盆地东部边界进行重新厘定。研究认为: (1)石楼北地区在加里东晚期受深部基底断裂活动影响,奥陶系膏盐岩层中形成盐滑脱褶皱,之后沉积石炭系—白垩系,至燕山期受到东西向的挤压应力,地层整体发生掀斜,最终在新生代吕梁隆起加速隆升,遭受差异风化剥蚀形成现今构造格局。(2)构建的区域地质大剖面现今长度为263.76 km,海拔最高可达2000 m,从加里东晚期到白垩纪地层缩短量为3.14 km,缩短率为1.18%,地层抬升高度为3.82 km。(3)根据地层、构造、演化特征对燕山运动期鄂尔多斯盆地的东部边界进行重新厘定,认为东部边界应向东延伸至吕梁隆起东侧。该成果可为鄂尔多斯盆地东缘范围、构造变形研究以及晋西挠褶带煤层气勘探开发提供参考与新思路。

“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。

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。

随着气候模式在古气候研究中的应用越发广泛，更加准确的古地理边界条件重建成为研究深时气候变化机制的关键，而古地理边界条件重建过程中的不确定性却少有人关注。本研究基于古海陆分布、古海深、古地形重建方法及资料选择，研究古地理边界条件重建过程中的不确定性以及其对气候模式模拟结果的影响。结果显示，重建过程中板块运动模型的选择、海陆分布的修正、海洋洋壳年龄数据的更新、大洋深度—洋壳年龄关系模型选择、沉积物模型选择以及古地形高度代用指标的选择都会导致不同的古地理边界条件重建结果。更重要的是，这种古地理边界条件的差异会进一步影响模式模拟结果中的温度、盐度以及洋流等重要的气候环境变量。这表明重建气候模式中古地理边界条件时需根据具体需求合理选择重建资料，同时也需基于密集和可靠的代用指标进一步优化重建资料，从而减少古地理边界条件对古气候模式结果可靠性的影响。

中国北方烧变岩广泛发育，常见侏罗系煤层于中生代、新生代自燃形成的烧变岩。在烧变岩露头区，白色砂岩常与红色烘烤岩伴生，但国内外对其关注不够，成因不明。本次研究对伊犁、准噶尔、吐哈、鄂尔多斯等盆地周缘烧变岩区野外露头进行了观察，采集白色砂岩样品进行薄片鉴定、扫描电镜及能谱等测试与分析，对白色砂岩岩石学、矿物学特征进行观察和描述，认为中国北方侏罗系白色砂岩常分布在烧变岩的上覆、下伏或侧边位置，颜色多以灰白为主，结构疏松，孔隙发育，碎屑颗粒以石英、长石矿物为主，填隙物主要为高岭石，发育特殊的流体流动所致的孔洞构造；据其与烧变岩的空间相关性，推测白色砂岩的形成与煤层自燃有密切联系，煤层自燃导致高岭石大量生成、有色金属矿物或金属离子含量变化，这是砂岩呈现白色的主要诱因，因此烧变岩区所见白色砂岩为特殊类型的低温烘烤岩，其形成模式有3种：河谷下切型、裂隙下切型和山丘下渗型。

近几年来，河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破，采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40 500 m³、20 000 m³和4 500 m³。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景，本次工作采用地层学与沉积学的研究方法，开展了精细的地层、沉积特征和沉积序列以及气测录井资料分析，从而揭示出本区主要含煤地层山西组和下石盒子组中煤系气（煤层气、页岩气和致密砂岩气）生成与赋存的沉积环境，也就是潮坪上的泥炭沼泽（泥炭坪）、三角洲分流间湾沼泽和分流河道沉积环境控制了煤系气的成藏。基于地层沉积特征在垂向上的变化规律，划分出9种不同沉积环境的沉积序列类型，并在综合分析的基础上，提出了平顶山矿区山西组—下石盒子组煤系气赋存的沉积环境模式。研究还表明，区内煤系气含量变化及区域分布特征不仅与滨岸潮坪沼泽、三角洲分流河道砂体和分流间湾沼泽的时空变化密切相关，而且还与储集层厚度变化相关。该成果可为今后平顶山地区煤系气勘探开发井的设计、部署与施工提供科学依据。同时，对华北地区相同含煤地层的煤系气开发也具有重要借鉴意义。