上扬子地区晚二叠世晚期及早三叠世早期异常碳酸盐岩可以按成因分为3大类:A类—生物成因 的异常碳酸盐岩,B类—非生物成因(化学及水动力成因) 的异常碳酸盐岩,C类—生物、水动力及化学等复 合成因的异常碳酸盐岩;还可进一步识别出8个具体类别,包括微生物岩、角砾状灰岩、扁平砾屑灰岩、条带 状灰岩、薄板状、纹层状泥质灰岩、鲕粒碳酸盐岩及a、b型蠕虫状灰岩。近乎极端的古海洋环境和古气候条件 是P/T转换时期以错时相为主的异常碳酸盐岩得以发育并作为早三叠世重要沉积类型的基础;P/T生物大灭绝 事件发生以后,底栖动物对海相沉积层表面的破坏几乎停止,海洋洋流近乎停滞,与此同时表层海水饱受季风 与飓风风暴的侵扰,分布在生物礁或浅水碳酸盐岩台地之上的透光带菌藻生态系统生长为具有一定抗浪能力的 微生物岩,频繁的风暴对海底的影响使得同生期弱固结的碳酸盐软泥被打碎而形成同生砾屑,一定的古地形坡 度又加剧了风暴为诱因的碳酸盐沉积物重力流的发育;此外,碳酸钙过饱和的海水可以使得碳酸盐直接化学沉 淀于海底,同时巨型季风带来的黏土和粉砂与碳酸盐化学沉积共生,这一系列的过程发生于早三叠世早期特殊 的古环境中,造成了上扬子地区多种多样的异常碳酸盐岩沉积。
中上扬子地区二叠纪缺氧环境较为发育,缺氧沉积的岩石类型主要有黑色泥页岩、黑色薄层硅岩, 深灰色—灰黑色中—薄层泥晶石灰岩和含泥石灰岩。前 3种岩石类型常形成暗色泥页岩—薄层硅岩—泥晶石灰 岩组合,而含泥石灰岩则主要为眼球状石灰岩的 “ 眼皮”部分。分别对这两种组合的岩石特征、古生物特征及 地球化学特征进行了研究,并分析了各自的沉积环境以及缺氧环境的成因。分析认为暗色泥页岩—薄层硅岩— 泥晶石灰岩组合为盆地、盆地边缘或斜坡环境的产物,其缺氧环境主要为大规模的海侵形成;眼球状石灰岩的 “ 眼皮”部分应为碳酸盐岩台地的产物,其缺氧环境应为上升流作用形成。
作为中元古代海侵初期一套厚达 400余米的非成熟含砾砂岩地层,常州沟组第一段曾被解释为一 河流相沉积序列。然而,来自于蓟县剖面的实际资料表明需要重新审视前人的解释。在蓟县剖面常州沟组最 部的含细砾粗砂岩中,双向交错层理及冲刷面的频繁发育表明了其具有潮汐作用的沉积特点,这种认识否定 海侵初期大面积发育河流而衍生出的 “ 河侵”的错误概念,并且从另一侧面表明华北克拉通在中元古代早期 壳尚未稳定,不具备形成厚 400余米的河流沉积背景。因此,对中元古代初期 “ 河流相”的再审视,为古地 环境重建提供了一个思考的新途径和重要的实际资料。
志留系在黔西的分布范围很小,已知仅限于赫章县境内。赫章的志留系发育不全,由于缺少古生 物证据,其具体时代长期难以肯定。最近在赫章草子坪志留系中发现腕足动物、三叶虫和双壳类化石群。腕足 类研究结果显示,它应属于小莱采贝动物群(Retziella Fauna) 和新建立的NikiforovaenaRetziella组合。该化石层 下伏紫红色泥岩地层。这段近岸、浅水、杂色碎屑岩层在岩性上与滇东曲靖的关底组类同,可部分对比,推测 其时代为罗德洛世晚期(Late Ludlow),但不宜另立新名,仍称关底组为好。在讨论关底组含义之后,笔者赞同 取消岳家山组的意见。对赫章志留系具体时代的确定使对华南志留纪晚期岩相古地理的传统认识得到修正,罗 德洛世晚期的海侵从滇东的曲靖地区扩大到黔西的赫章一带。
在Exxon层序地层学概念体系中,由不整合面及其可以对比的整合面所限定的地层单位被定义为 层序,即三级沉积层序;构成三级层序的单元为体系域,体系域由若干准层序和准层序组所组成。基于海岸沉 积的层序地层模式,准层序被定义为“由海泛面所限定的层或层组组成的一个相对整合的序列”;作为准层序界 面的海泛面被进一步定义为:一个将老地层与新地层分开的面,穿过该面存在一个突然的“水深加深”。因此, 从海泛面到准层序,其定义由于不具有普遍性而表现出欠完整性。虽然类似级别的地层单元后来又被Exxon的 科学家修改为“高频层序”,但是,准层序这个欠完整的概念一直被广泛使用着。与层序地层学的Exxon时代大 致同步,或者在更早的时期,地质学家就已经注意到那些由岩层所构成的沉积旋回,以“洛非尔旋回层” 为典 型代表;这种类似的旋回性沉积记录,后来被进一步定义为“米级旋回”,而且将米级旋回进一步解释为异成因 机制控制下的自旋回沉积过程(间断—加积—旋回机制;PAC机制) 的产物,这种异成因机制是与米兰柯维奇 旋回相关的极地冰盖的消长所造成的海水体积变化,以及由这种数万年至数十万年级别的海水体积变化所产生 的高频海平面变化旋回。这些厚度为数厘米至数米的沉积旋回,在长周期三级层序中常常构成有序的叠加形式, 这种叠加形式成为研究三级层序内沉积趋势变化的主要标志。再者,对与米兰柯维奇旋回存在成因关联的沉积 旋回的研究,成为另一个地层学分支———旋回地层学的主要内容。如果说对Exxon层序地层学概念体系不协调 的研究是第1个进展、对长周期层序的形成机制的探索为层序地层学的第2个进展,那么,从旋回的有序叠加 形式到层序的识别与划分,不但表现出了旋回地层学和层序地层学的交融,而且也代表了层序地层学的第3个 重要进展。
地质相是沉积地层内沉积物(岩)形成条件的物质表现。地质相由宏观到微观分为4个层次,即构造相、沉积相、岩石相和岩石物理相。不同层次地质相的控油气作用具有不同形式的表现。研究表明,陆相断陷盆地内不同的构造单元、不同的沉积岩相控制着不同类型油气藏的形成与分布;不同的构造单元和不同的沉积岩相的储油气层的临界孔隙度和渗透率随埋藏深度增大而降低;在不考虑构造和沉积岩相背景条件下,不能依据地层的绝对孔渗条件判别和评价有效储集层。沉积颗粒不粗不细的优相砂岩类地层控制着油气的富集成藏;相同背景条件下相对高孔渗的储集层控制着油气的富集成藏。优相与相对高孔渗控藏是相控油气作用的基本模式。利用相控油气作用的基本模式可以预测有利成藏领域。
为了解松辽盆地低孔低渗背景下优质储集层的形成和分布,文中应用岩心实测孔隙度、测井孔隙 度以及铸体薄片等资料,研究了松辽盆地徐家围子断陷异常高孔带的分布特征及其成因。结果表明,松辽盆地 北部纵向上发育3个异常高孔带(ⅰ—ⅲ), 其深度分布范围分别为600~2350m、2500~3500m、3600~4400m,对应的孔隙度分别为12%~35%,6%~28%,5%~20%。第ⅰ高孔带主要发育在中浅层, 主要由Ⅰ、 Ⅱ型干酪根形成的有机酸溶蚀砂岩储集层形成;第ⅱ、ⅲ异常高孔带发育在深层,主要由Ⅲ型干酪根产生的大 量有机酸溶蚀砂砾岩储集层和火山岩储集层形成,大气水淋滤作用也有一定贡献。此外,裂缝和岩相对徐家围 子断陷深层异常高孔带的形成具有特别重要的意义。
通过剖面观察、岩心描述、分析化验等手段,系统研究了柴达木盆地干柴沟—咸水泉地区中—深 层储集体岩石学特征、主要成岩作用类型及特征、储集空间类型及特征、成岩阶段及成岩演化序列,以及成岩 作用对储集体性能的影响程度和规律。结果表明:研究区中—深层储集体主要由成分及结构成熟度均为低—中 等的各类砂岩和部分泥灰岩组成;以压实作用、胶结作用、充填作用为主的破坏性成岩作用造成了储集体孔隙 空间的大量损失,而以溶蚀作用为主的建设性成岩作用则使部分储集体恢复了储集性能;破坏性成岩作用主要 发生在同生成岩、早成岩和中成岩阶段,建设性成岩作用主要发生在褶皱回返引起的表生成岩阶段;受成岩作 用影响,主要发育粒间孔、残余粒间孔和溶蚀孔隙,孔隙结构以微细喉型为主,储集层类型以低孔—特低渗储 集层为主。
私人日记是重建历史时期高分辨率降水量序列的重要信息源。根据清代姚济所著的《己酉被水纪 闻》中记录的上海(松江) 1849年6月下旬至7月中旬逐日天气记录,辅以《清代长江流域西南国际河流洪涝 档案史料》中的记载,确定了上海在大涝的1849年的入、出梅日期和梅雨期长度以及梅雨量,并重建了上海该 年6月下旬、7月上旬、7月中旬以及整个6月下旬至7月中旬的降水量。结果表明:(1) 上海1849年入梅时间 为6月11日,出梅入伏时间为7月19日,梅雨持续时间38d,超过现代上海多年梅雨持续时间的平均值17d, 梅雨期雨量为364.1mm。(2) 上海该年6月下旬至7月中旬总计降雨26d,其中包括3场连续性降雨过程,其 中第3场降雨最长连续时间为12d,重建的降雨量为318.6mm。与1954、1991、1998年等长江中下游大涝年份 上海的降雨相比,1849年6月下旬至7月中旬,无论是总降雨持续时间,还是连续降雨日数都是最长的;降雨 量也是最多的,接近常年平均的2倍。与1951—1998年逐年6月下旬至7月中旬上海的降雨相比,1849年总降 雨天数仍然是最多的;连续降雨日数处于第2位,降雨量处于第6位。
寻求指示古气候变化的测井替代指标是近年来古气候研究的重要途径和方向。测井曲线是地层岩 石学、岩石物理学、岩石地球化学特征的综合反映,具有连续性好、纵向分辨率高的特点,为反演古气候变化 提供了新的手段。松科1井作为专门为研究松辽盆地晚白垩世重大地质事件与古气候变化而部署的一口科学探 索井,具有系统的岩心资料和较完整的测井系列资料。文中在对松科1井南孔自然伽马能谱测井资料进行统计 的基础上,结合放射性元素地球化学分析结果,论证了钍/钾比(Th/K) 可以作为指示气候变化良好替代指标 的可行性,并据此对松辽盆地青山口组—嫩江组沉积时期的气候干湿变化进行了反演。结果表明:松辽盆地从 泉头组3段—嫩江组2段沉积时期气候总体表现为从潮湿向半干旱转化的趋势,垂向上可划分为3个完整的干 湿变化旋回。这一研究结论与前人在松辽盆地南部采用古生物学以及元素地球化学分析得出的结论相吻合,表 明根据自然伽马能谱资料统计得出的Yh/K值可以作为反演古气候变化的替代指标。
近100余年来,南汇潮滩尤其是中、高潮滩,以淤涨为主,使岸线迅速向海推进。但潮滩沉积并 非连续,而是以冲、淤相间,长期净淤积的方式进行。潮滩沉积剖面主要由风暴成因的小型层序组成,粗、细 粒交替分别代表风暴与平静天气的产物。潮滩沉积环境的不稳定性使其难以满足两种常用来计算210Pb沉积速率 的方法———CIC (稳定的初始比度) 模型和CRS(稳定的沉降通量) 模型的前提条件。在实验时,如果只选择 代表平静天气沉积的细颗粒层进行210Pb活度分析,则可能得到一组相对符合CIC模型的数据,利用此方法计算 出南汇潮间带环境的平均沉积速率为6.11~6.23 cm/yr。对历史海图数字化建立的数字高程模型(DEM) 分析 表明,中、高潮滩近50余年的平均沉积速率为1.91~2.05cm/yr,不及210Pb沉积速率的一半。造成这种差异的 原因有:(1) DEM法在高程推算过程中使用简单的潮滩纵剖面模型,导致计算的沉积速率偏低;(2)210Pb法受 到沉积过程中强烈的物理混合作用和沉积后的生物扰动、化学迁移作用等影响,使计算的沉积速率偏高。推断 近50余年来,南汇中、高潮滩的沉积速率为4~5cm/yr。
利用多波束和高分辨率地震资料,分析了东海陆坡广泛发育的海底峡谷—扇体系的沉积地层结构, 讨论了海底峡谷—扇体系内部主要的沉积物搬运方式、沉积特征和典型沉积环境。结果表明,海底峡谷是上陆 坡沉积物质向下搬运的主要通道。海底峡谷段上部以侵蚀作用为主,局部堆积具丘状或透镜状外形的滑塌体或 滑坡体;海底扇沉积开始于海底峡谷的出口,地震剖面上具杂乱、前积或上超结构,且不同位置的扇结构亦存 在差异,并被正断层错动;海底扇上发育两侧具天然堤的扇谷,细颗粒浊流物质通过溢流形成具楔状外形的越 岸沉积。浊流沉积在海底峡谷的出口处十分发育,具有丘状或透镜状外形,内部呈规则或杂乱反射,是海底扇 的重要组成部分。块体搬运(滑塌和滑坡) 和浊流是东海陆坡海底峡谷—扇体系内主要的沉积物搬运方式,它 们对陆坡地形地貌起着重要的塑造作用。海底峡谷—扇体系沉积特征及物质搬运从南向北的差异性反应了不同 陆坡段物源供应、水动力条件和构造活动的不同。
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