四川盆地及邻区奥陶纪构造-沉积环境与原型盆地演化

奥陶系是中国重要的海相碳酸盐岩层系。目前,在塔里木、鄂尔多斯盆地奥陶系发现一系列大型油气田,但在四川盆地奥陶系至今仍未取得突破。研究和恢复奥陶纪的构造-沉积环境是研究四川盆地及邻区的构造历史和预测奥陶系有利储集相带的基础。根据野外露头、钻井、测井、地震和地球化学资料,从周缘大地构造背景、沉积相、沉积充填、古地理、古生态、构造变形出发,将盆地充填演化与周缘隆起、海盆演化相结合,重建了四川盆地奥陶纪不同时期的构造-沉积环境,并探讨了隆起性质和原型盆地演化。四川盆地及邻区在奥陶纪表现为克拉通内坳陷和克拉通边缘坳陷相复合的盆地性质,周缘动力学环境经历了拉张→挤压的演变,主要体现在基底沉降以及隆起/隆升两种机制上。盆地周缘为克拉通边缘坳陷盆地,主要为深水盆地相。研究区中部为克拉通内坳陷盆地,经历了两次大的海平面升降旋回,沉积序列由下向 上表现为早奥陶世镶边台地→中奥陶世混积陆棚-镶边台地→晚奥陶世缓坡-深水陆棚相沉积。中奥陶世古华南海盆的消亡,华南板块陆内造山,导致川中隆起、黔中隆起等盆地边缘隆起不断隆升和扩展,海平面持续上升,至晚奥陶世五峰组沉积期,基底快速沉降,形成深水陆棚沉积环境,标志着盆地性质的急剧转变,结束了自震旦纪以来的碳酸盐台地沉积历史。     

鄂尔多斯盆地西部晚三叠世原型盆地恢复及其改造演化

恢复鄂尔多斯晚三叠世原型盆地是评价盆地西缘上三叠统油气勘探前景的重要问题。研究认为，在三叠纪延长组沉积期，鄂尔多斯盆地西部受秦祁褶皱带和阿拉善古陆控制，六盘山西缘大断裂和贺兰山西缘断裂分别构成晚三叠世沉积盆地的西南与西北边界；走廊过渡区与盆地本部沉积具有连通性，形成向西开口、南深北浅、主体为北西-南东向的大型不对称坳陷盆地，银川盆地、六盘山盆地是鄂尔多斯盆地的一部分，盆地西缘前人所称的“南北古脊梁”不起沉积分割作用。延长组沉积期湖盆西部从南到北发育油水河-镇原、景泰-环县、窑山-甜水堡和汝箕沟-盐定4个三角洲沉积体系，受不同物源影响，各体系沉积特征不同，并且经后期构造运动改造，在盆地西缘冲断带上盘残存不全。但在现今冲断带以东及其掩覆地区延长组保存较完整，延长组残余沉积分布广泛，勘探前景广阔。     

四川盆地及邻区早侏罗世构造-沉积环境与原型盆地演化

下侏罗统是四川盆地原油勘探的主力层系,研究其构造-沉积环境与原型盆地演化可为油气勘探奠定重要基础。从周缘构造环境、盆地构造沉降、盆-山耦合作用等出发,结合沉积相研究,将盆地沉积充填演化与周缘造山带演化有机结合,重建了四川盆地及邻区早侏罗世各沉积期构造-沉积环境,并探讨了盆地性质及演化规律。早侏罗世四川盆地构造动力学环境经历了强、弱伸展的交替变化,构造沉降经历了快速→缓慢→稳定的变化特征。自流井组珍珠冲段沉积期为强伸展期,于晚三叠世的断陷-坳陷盆地之上开始稳定的坳陷盆地沉积;自流井组东岳庙段沉积期为弱伸展期,盆缘隆升和基底沉降减慢,促进了岩相和岩性都比较稳定的大规模湖相沉积;自流井组马鞍山段沉积期为强伸展期,盆-岭、盆-山构造耦合作用加强,促进了盆地西缘、北缘以粗碎屑为主的辫状河和大型扇体的发育;自流井组大安寨段沉积期为伸展作用最弱、造山带活动最稳定的时期,盆地整体的拗陷速率远大于陆源碎屑的堆积速率,导致了四川盆地早侏罗世最大湖盆的形成。早侏罗世四川盆地及邻区主体为陆内弱拉张环境下的大型克拉通内坳陷盆地,周缘造山、造陆的间歇性活动,湖盆或快或慢的沉降以及局部的古隆起、古坳陷控制着沉积中心整体向盆地北部及NE方向迁移,其演化过程对油气聚集产生了深远的影响。     

鄂尔多斯晚三叠世盆地构造属性及后期改造

基于60多条地表露头考察及300多口重点探井资料分析,并结合前人研究成果,运用板块构造和地球动力学原理,对晚三叠世鄂尔多斯盆地发育的构造环境、盆地构造属性以及盆地后期改造等几个构造问题进行了探讨。研究认为:(1)晚三叠世鄂尔多斯盆地构造属性具有三分性:主体为克拉通坳陷盆地,南(西南)缘具前陆盆地性质,西北缘具裂陷盆地性质,这一格局与鄂尔多斯盆地特殊的地质边界条件以及晚三叠世特殊的受力方式有关;(2)晚三叠世原型盆地主要经历了4期多种方式的后期改造作用,造成盆地面积与改造前相比缩小了约30×10⁴km²;(3)依据残存烃源岩分布,指出除现今鄂尔多斯盆地内部及西缘冲断带下盘外,与鄂尔多斯盆地西缘相邻的六盘山盆地以及南缘渭河盆地也是今后值得探索的勘探新区域。     

鄂尔多斯盆地古生代原型盆地演化与构造沉积格局变迁

鄂尔多斯古生代盆地是在前寒武系裂陷体系上发育起来的克拉通盆地,经历了早古生代克拉通边缘拗陷和晚古生代克拉通内拗陷两个阶段。其中早古生代克拉通边缘拗陷阶段可细分为早—中寒武世张夏期、晚寒武世三山子期—早奥陶世亮甲山期、中奥陶世马家沟期、晚奥陶世平凉期—背锅山期等4个阶段;晚古生代克拉通内拗陷可细分为晚石炭世—早二叠世、中—晚二叠世等2个阶段。古生代盆地从早寒武世—中奥陶世被动大陆边缘伸展转变为晚奥陶世—二叠纪主动大陆边缘,构造变革受周缘大地构造体制转变控制,内部构造沉积格局具有从寒武纪早期西南“L”型伸展裂陷、中—晚寒武世“坳—坡—隆—坪”、奥陶纪“坳—坡—隆—坳”、石炭—二叠纪“一隆两坳”逐步演化的特征。古生代原型盆地演化和构造—沉积格局变迁过程中,派生了多套烃源岩和储层,其中盆地西—南缘持续沉降区域发育寒武系苏峪口组—辛集组、徐庄组、奥陶系平凉组、石炭—二叠系煤系烃源岩,盆地内部沉降区发育奥陶系徐庄组、马家沟组、石炭—二叠系煤系烃源岩;下古生界中央古隆起两侧古斜坡区发育张夏组高能鲕粒滩、克里摩里组生物礁滩—颗粒滩、马家沟组颗粒滩等有效储层。     

鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世“古脊梁”隆升地质证据及盆地原型西部边界的确定

鄂尔多斯盆地西缘"古脊梁"晚三叠世的构造特征是一意义重大而又长期争论的基础地质问题。通过区域角度不整合及"古脊梁"东西两侧沉积岩岩性、岩相综合特征分析,提出了"古脊梁"为一动态的隆升和下沉的构造演化带的新认识。认为,鄂尔多斯盆地西缘"古脊梁"晚三叠世为构造隆升带,上三叠统延长组长1~长7油层组沉积期,"古脊梁"构成鄂尔多斯盆地的西部边界,且为盆地西部沉积的物源区。     

渤海湾盆地中-晚二叠世河流相沉积演化特征及砂体展布规律

中-晚二叠世河流相致密砂岩是渤海湾盆地上古生界最重要的储集层系,在野外地质剖面勘察与实测、测井和录井资料分析、薄片鉴定及岩心观察描述的基础上,对研究区中-晚二叠世河流相沉积演化特征及砂体展布规律进行了详细分析。研究结果表明,渤海湾盆地中-晚二叠世河流相沉积主要发育在下石盒子组—上石盒子组,自下而上包括黑山段、万山段及奎山段3个富砂层段,整体发育一套紫红色硅质碎屑岩沉积建造,岩石类型多样且颜色多变,各类层理发育,沉积水动力条件强。其中下石盒子组为曲流河沉积,发育边滩、堤岸及泛滥盆地,砂体分布局限;上石盒子组万山段逐渐向辫状河演化,心滩、河道及泛滥盆地交互沉积,砂岩层数及砂体规模较下石盒子组有所增大;奎山段沉积时期物源区碎屑物质供给能力增强,研究区以辫状河河道及心滩沉积为特征,形成满盆富砂的古地理格局。渤海湾盆地下石盒子组河流相残余骨架砂岩累积厚度普遍小于80 m,上石盒子组万山段—奎山段累积厚度普遍为40～120 m,在济阳坳陷、冀中坳陷东部—黄骅坳陷以及临清坳陷中西部发育3个厚度中心。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田晚石炭—早二叠世地层划分

根据本溪组和太原组的岩性组合、沉积旋回、标志层和沉积演化史,结合区域地质研究认为,本溪组时代属晚石炭世本溪期,下段为铝土质岩,相当于区域上的铁铝岩段;上段为砂泥岩夹薄煤层,局部夹1～3层灰岩,相当于区域上的半沟段。太原组分为3段,下段为砂泥岩夹薄煤层,相当于区域上的晋祠段,时代属晚石炭世;中段为主煤层、灰岩及与其相当层位的泥岩,相当于区域上的毛儿沟段;上段为砂岩与暗色泥岩互层夹煤层和0～2层灰岩,组成两个旋回,相当于区域上的东大窑段;中、上段时代属早二叠世。     

中扬子及邻区层序地层与原型盆地演化

中扬子及邻区原型盆地可划分为 9个大层序,其中,1～6大层序由中、古生代海相地层组成;第 7大层序为早、中侏罗纪的陆相沉积;第 8大层序为晚侏罗世的前渊沉积;第 9层序为晚白垩世至第三纪的伸展盆地。震旦纪,中部地区为台地相环境,向南为浅海陆棚环境,向北以陆表海为主;寒武纪至早奥陶世为典型的大陆边缘盆地;中、晚奥陶世至志留纪为裂谷盆地发展阶段;泥盆纪至石炭纪该区发生广泛海侵,与华南海域和太平洋海域多处相连;二叠纪至早、中三叠世为原型盆地的重要转型时期,随着分隔秦岭微板块与扬子板块的勉略古洋盆向东打开,扬子北缘由前期的区域性隆起转变为向北加深的大陆边缘盆地;晚三叠世经历了两次幕式旋回,巴东组沉积时期盆地沉降缓慢,九里岗组沉积时期则较快;早、中侏罗世原型盆地早幕 (早侏罗世)沉积缓慢,晚幕 (中侏罗世)快速沉降,以水下沉积作用为主;晚侏罗世可划分为两大构造演化阶段,早期构造活动相对平静,晚期强烈;晚白垩世至老第三纪,盆地范围缩小,以湖泊、河流体系为主。由此,中扬子及邻区在地质历史时期经历了 4种不同性质的原型盆地,具有幕式充填特征。     

鄂尔多斯盆地东南部晚三叠世延长期沉积相及岩相古地理演化特征

鄂尔多斯盆地东南部是目前研究的一个重点区域,为了查明该地区延长期沉积相、岩相古地理的特征及演化规律,在大量钻井、测井、野外露头及岩心资料的基础上,详细分析了研究区延长期沉积相在平面及纵向上的分布特征和规律。研究表明,鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期的沉积代表着一个完整的陆相湖盆发育过程,研究区延长组发育三角洲相和湖泊相两种沉积相,以浅湖和三角洲前缘为主,物源主要有东北和南部两个方向,并总结出各沉积期的沉积相及岩相古地理特征,对有利区判断及下一步勘探开发具有指导性意义。     

鄂尔多斯盆地西缘中-晚三叠世构造-物源-古地貌体系演化——来自碎屑锆石、地球化学和岩石学的证据

构造-物源-古地貌体系研究是明确盆地演化的重要手段,是油气资源潜力精确评价的基础。鄂尔多斯盆地西缘中-晚三叠世存在物源、古地貌不清的问题。利用碎屑锆石测年、地球化学等方法对鄂尔多斯盆地西缘及邻区中-晚三叠世开展了构造、物源、古地貌系统分析。研究结果表明：中三叠世时河西走廊和鄂尔多斯盆地西缘有统一物源;晚三叠世时物源差别很大,河西走廊物源来自于祁连和柴达木地块,盆地西部物源则来自于西华北地块。物源分析结果结合地层对比和岩石学、地球化学数据表明中三叠世晚期河西走廊和鄂尔多斯盆地有短暂沟通,晚三叠世时存在分隔两地的小规模水下古隆起。这种物源和古地貌演化与华北-扬子板块在中-晚三叠世的自东向西碰撞过程相适应,反映了挤压主应力点西移的事实以及在此背景下盆内由挠曲向抬升的地貌演化过程。     

鄂尔多斯盆地下古生界构造-沉积演化、古地理重建及有利成藏区带划分

鄂尔多斯盆地下古生界是重要的天然气勘探层位,相继发现了奥陶系顶部风化壳、古隆起周缘中组合和马家沟组盐下等多套含气层系,证明了盆地下古生界具有良好的勘探开发潜力,也揭示出深化古地理重建工作的急迫性。在分析鄂尔多斯盆地构造-沉积演化过程的基础上,对早古生代重点时期的古地理进行了重建,进而提出了成藏区带划分的新思路。研究表明,鄂尔多斯盆地经历了太古宙—元古宙裂陷沉积、寒武纪—奥陶纪沉积-剥蚀、石炭纪—三叠纪拗陷稳定沉积、侏罗纪—白垩纪挤压成藏和晚白垩纪—现今调整定型等5大阶段。盆地下古生界古地理格局经历了早-中寒武世的古陆消减、沉积增长、边缘裂陷阶段和早奥陶世的隆-坳相间阶段,并控制了优质成藏区带的分布。结合近期勘探研究进展,依据源-储组合和空间分布,划分出了基于主控因素的4类成藏区带：潮缘滩白云岩成藏区、奥陶系盐下台内丘滩成藏区、西部双滩带白云岩和页岩成藏区以及岩溶-滩相白云岩成藏区。不同区带显示出了不同的成藏条件和主控因素,需要选择针对性的勘探策略。     

四川盆地晚三叠世咸化环境的形成与沉积体系的演化特征

四川盆地晚三叠世的沉积环境及其演化,长期以来都是地质学家争论与关注的重点。为此,基于大量构造演化、沉积与地球化学方面的分析,结合前人的研究成果,提出了上三叠统川中、川西地区的地层对比方案,同时认为：①晚三叠世咸化环境的形成,主要得益于印支中后期古隆起上的嘉陵江组-雷口坡组大量盐岩、膏岩的剥蚀及盐分的长期输入,也正由于此,造成了晚三叠世中晚期许多类似海相沉积的古生物与矿物的形成,并使其煤系泥岩呈现低姥植比与富含甲基甾烷的咸化环境特征;②该区晚三叠世沉积演化经历了浅海陆棚-滨浅海、前陆盆地与陆内坳陷盆地等3个演化阶段,其早期存在海相-海陆过渡相沉积、中期存在潮湿与咸化环境并存下的陆相河湖沼泽沉积、晚期发育潮湿较咸化条件下的河湖沼泽沉积,早期-中期沉积受控于印支中后期的古地形,晚期沉积受龙门山、米仓山、大巴山的隆升影响严重,并发生沉积中心的向东、向南迁移;③川中地区上三叠统巨厚层砂岩主要是三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道与河口坝及滨浅湖滩坝等沉积微相在不同区块以不同比例叠合而成,不能简单地以一种沉积微相来概括。     

中、上扬子地区晚奥陶世—早志留世古地理演化及页岩沉积模式

为明确南方海相页岩沉积与古地理演化关系，以中、上扬子地区晚奥陶世—兰多维列世沉积的页岩为研究对象，以24口页岩气井笔石地层划带资料为重点，配合GBDB数据库中的露头剖面信息，综合前人资料，按照相-亚相-微相划分，结合沉积物、沉积环境、地化参数及测井特征，总结出陆棚、潮坪及三角洲3种沉积相、8种亚相以及相应的多种微相的划分方案。明确中、上扬子地区总体处于隆起围限的局限低能陆表浅海环境，其中页岩储层沉积有利相带为局限深水陆棚相。以年代地层“阶”为单位，“优势相”为方法和覆盖全区的沉积相剖面/钻井为控制点，有效推测各时期隆起边界变化情况，重建中、上扬子地区凯迪期、赫南特期、鲁丹期和埃隆期4个连续断代岩相古地理格局；以“阶”为标尺卡准各时期笔石页岩段厚度，明确各期沉积体系时空展布及页岩分布规律。黑色页岩发育受控于全球海平面上升、区域构造运动和古地理格局3种因素。页岩厚度明显受控于隆-坳相间格局，沉积模式为“两隆夹一凹”型：页岩气富集区被“两隆”所夹持，位于“一凹”之中。靠近隆起区，笔石带发生不同程度缺失，不利于页岩气的开发，页岩气作业应尽量避开远离笔石页岩发育先天不足的隆起区。     

坳陷湖盆重力流水道-朵叶复合体沉积特征及模式——以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7段为例

为揭示鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7段微古地貌环境中重力流沉积体系发育特征及分布规律,在采用印模法对长7段沉积期古地貌形态进行恢复的基础上,精细刻画各微古地貌单元,并结合露头、岩心、录井和测井等资料研究重力流沉积特征及发育模式。研究结果表明：(1)长7段沉积期古地貌形态为东北部宽缓、西南部陡窄的不对称坳陷形态,盆内主要发育古缓坡、古斜坡和古洼地3个次级古地貌单元,再进一步细分为凸起、沟槽、坡折带、湖底平原、湖底深洼、古沟道、湖底古脊和湖底古隆8种微地貌单元;(2)长7段主要发育9种岩相类型、4种岩相垂向组合方式,依据岩相组成和岩相垂向组合,重力流沉积进一步细分为限制性水道、非限制性水道、天然堤、水道间、朵叶体5种沉积微相类型;(3)古地貌对长7段沉积物源方向、沉积微相类型和空间展布、砂体成因类型及分布具有重要控制作用。