古地理学报
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古地理学报
2020年 22卷 4期
刊出日期 2020-08-01
岩相古地理学及沉积学
生物古地理学及古生态学
构造古地理学及古构造
古地理学及矿产资源
第四纪古地理学及沉积学
新技术与新方法
岩相古地理学及沉积学
601 杜远生, 余文超, 张亚冠
矿产沉积学:一个新的交叉学科方向*
矿产沉积学是一个沉积学与矿床学交叉而形成的新的学科方向。矿产沉积学属于应用基础学科,主要任务是应用沉积学(沉积动力学、流体动力学、物理化学、微生物沉积学等)的基本原理,探讨成矿元素的迁移—聚集机理和成矿颗粒的风化—搬运—沉积过程,从而恢复沉积矿产的古环境(沉积环境、古盐度、古碱度、古氧化还原条件)和形成背景(沉积盆地、古地理、古气候等),最终目的是确定矿床成因、成矿规律,建立成矿模式和找矿模型,进行成矿预测,为沉积矿产的找矿勘探提供科学依据。同时将成矿事件与重大地质事件相结合,揭示重大地质事件与成矿事件的耦合关系。
2020 Vol. 22 (4): 601-619 [摘要] ( 622 ) [HTML 1KB] [PDF 24318KB] ( 639 )
620 余烨, 王莉, 尹太举, 张兴强, 黄俨然, 曹涛涛
下刚果盆地早白垩世巴雷姆晚期深水重力流沉积的发现及意义*
以下刚果盆地下白垩统巴雷姆阶Pointe Indienne组中段为例,采用深水沉积学理论,结合重力流的最新研究进展,利用研究区最新钻井岩心资料及分析测试数据,对其岩性、沉积构造类型和岩石学特征等进行了探讨分析,识别出研究区广泛存在重力流沉积,并总结了该重力流的深水沉积过程及其砂体发育概念模型。结果表明: 重力流沉积以中—细砂岩为主,砂岩底部发育槽模、重荷模、火焰状构造及球枕构造,砂岩内部有正粒序层理、平行层理、爬升波纹层理、包卷层理、泄水构造及漂浮泥砾;重力流砂岩主要为长石岩屑质石英砂岩,分选差、次棱—次圆状,以悬浮搬运机制为主,砂岩粒度累积概率曲线有全悬浮总体的“一段式”和高悬浮总体的“两段式”可识别出滑动、滑塌、砂质碎屑流、泥质碎屑流和浊流5种重力流流体类型及其在垂向上的6种相序组合类型;研究区重力流砂体横向连续性较好,垂向叠置厚度较厚,可形成规模较大的油气藏。
2020 Vol. 22 (4): 620-634 [摘要] ( 495 ) [HTML 1KB] [PDF 4557KB] ( 248 )
635 钟建华, 孙宁亮, 郝兵, 倪良田, 宋冠先, 薛纯琦, 毛毳, 邵珠福, 葛毓柱, 陈彬, 刘圣鑫, 彭超峰, 谷东辉, 王永强, 李聪
山东灵山岛北背来石剖面下白垩统顺层砂脉的特征及其成因动力学分析*
山东灵山岛北背来石剖面下白垩统莱阳组发育大量砂脉。根据砂脉与层面的关系,将其分为顺层砂脉和非顺层砂脉。前者主要发育在三角洲前缘黑色泥岩中,顶、底界面普遍参差不齐,常与软沉积变形构造共生。在分析砂脉特征的基础上,建立了非地震条件下顺层砂脉侵入的物理模型和公式,推导出液化砂层的深度与侵位深度和上覆沉积层厚度之间的关系,认为形成大型砂脉的液化砂层深度都很大。该实例对研究砂脉的成因、湖泊相关沉积及盆地构造运动具有重要意义。
2020 Vol. 22 (4): 635-646 [摘要] ( 457 ) [HTML 1KB] [PDF 2131KB] ( 355 )
647 周晓峰, 杨风丽, 杨瑞青, 寇晓虎, 庄圆
扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组构造-岩相古地理恢复及油气意义*
近年来,随着扬子克拉通埃迪卡拉系陡山沱组页岩气勘探获得重大突破,深入和细化陡山沱期构造-岩相古地理就显得迫在眉睫。基于大量野外露头和最新钻井资料,结合前人研究成果,作者对陡山沱期构造-岩相古地理进行了分析、研究和图件编制。研究认为: 扬子克拉通埃迪卡拉纪陡山沱期,受控处于罗迪尼亚超大陆西北边缘的古地理位置和超大陆大规模裂解之后的热沉降作用初期的成盆构造环境,其古地理特征总体呈现出西高东低、北高南低,四古陆剥蚀区(汉南、康滇、牛首山和江南古陆)、三台地区(上扬子、中下扬子和浙北台地)与四盆地区(扬子东南缘与北缘坳陷、万源—达州和湘鄂西内裂陷)相间的沉积面貌和格局。其中,台地区以局限—开阔台地,盆地区以台缘斜坡、陆棚和半深海等为主要优势相。4个古陆是扬子陡山沱组主要的碎屑物源区,下伏裂谷盆地构造和陡山沱期发育的同沉积断裂,共同控制了埃迪卡拉系陡山沱组构造-沉积特征。提出陕南、川东北、鄂西和湘黔渝临区是最有利的陡山沱组烃源岩分布区,其次是浙北—皖南地区。有利烃源岩分布区及其邻区是扬子深层—超深层常规天然气或页岩气勘探值得高度关注的区域。
2020 Vol. 22 (4): 647-662 [摘要] ( 490 ) [HTML 1KB] [PDF 4374KB] ( 544 )
663 李莹, 潘文庆, 吴亚生, 杨果, 孙崇浩, 姜红霞
塔里木盆地苏盖特布拉克剖面寒武系第二统第三阶微生物岩结构类型*
塔里木盆地阿克苏地区寒武系第二统第三阶肖尔布拉克组主要由微生物白云岩组成,代表性的剖面在阿克苏市西南90 km处的苏盖特布拉克。由于成岩作用改造严重,对这套微生物碳酸盐岩的特征和形成环境的认识还存在很多分歧,制约了勘探工作。通过详细野外勘察和室内研究,将肖尔布拉克组微生物岩分为4种结构类型: 凝块结构、纹层结构、砂屑结构和骨架结构。首次对凝块结构和纹层结构进行了亚类型的划分,其中凝块结构可划分为蠕虫状、网状和斑点状3种亚类型,纹层结构可划分为致密纹层、短薄纹层、颗粒纹层以及单纹层、纹层组、复合纹层。肖Ⅰ段—肖Ⅲ段发育凝块石白云岩、凝块—层纹石白云岩和层纹石白云岩,肖Ⅳ段发育凝块石微生物丘,肖V段下部发育网状结构凝块石白云岩,肖V段上部发育砂屑白云岩和肾形菌骨架岩。白云石化作用、溶蚀作用、重结晶作用是改变肖尔布拉克组微生物岩结构最重要的成岩作用,且该组下部比上部遭受了更强的成岩作用改造;微生物岩结构对成岩作用改造的抵抗能力为: 砂屑结构>纹层结构>凝块结构。根据微生物岩结构,推测肖Ⅰ段—肖Ⅲ段形成于潮坪环境,肖Ⅳ段和肖V段下部形成于深水潮下环境,肖V段上部形成于浅水潮下环境。以上成果为认识塔里木盆地肖尔布拉克组微生物岩的平面分布规律和今后开展被成岩作用强烈改造的白云岩型微生物岩的研究提供了一个重要参考。
2020 Vol. 22 (4): 663-679 [摘要] ( 338 ) [HTML 1KB] [PDF 23113KB] ( 577 )
生物古地理学及古生态学
680 刘璐, 刘乐, 王德明, 薛进庄
化石及现生真蕨类植物的根系:形态演化及古环境意义*
根是植物的重要营养器官,对维持植物生理活动及生态系统物质循环和能量流动极为重要。真蕨类植物的根系以可预测的方式起源于枝,被称为枝生根,通常也被称为不定根。相比于对种子植物根系的广泛研究,对真蕨类植物根系的认识较为薄弱。通过广泛收集各类文献中有关真蕨类根系的信息,以及观察大量化石、现生植物标本,对若干化石及现生真蕨类植物根系的形态学特征进行了综述。在繁盛于中、晚泥盆世的早期真蕨类植物中,密集的枝生根着生于茎轴、或推测的根状茎、或主干膨大的基部上;根系的分枝罕见,若存在,则仅表现为等二歧式分枝;而在真蕨纲冠群植物中,枝生根密集或稀疏,根系呈单轴式分枝,侧根发育,可达2级甚至更多。真蕨类根系统的形态演化可采用“顶枝学说”进行解释: 真蕨类植物的根系具有一定的演化保守性,均为枝生根;早期真蕨类的原始根系可视为不分枝的或偶见二歧式分枝的顶枝束;经历顶枝束的越顶生长,侧根系统在真蕨纲冠群中演化出现。真蕨类根系的构型、形态、解剖结构、生物量分配等信息可在化石记录中得以揭示,这些信息可为探讨植物根系的演化及研究地史时期的植物—土壤系统提供重要依据。最后,简述了这方面研究的1个案例,即北京西山侏罗纪地层中的真蕨类根系化石及根系—土壤系统。
2020 Vol. 22 (4): 680-696 [摘要] ( 418 ) [HTML 1KB] [PDF 6502KB] ( 400 )
构造古地理学及古构造
697 李攀, 李永强, 经俭波, 曹正林, 袁选俊
准噶尔盆地西北部P-T转换期不整合的发育演化特征及意义*
二叠纪晚期—三叠纪早期是准噶尔盆地演化的重要转换期,发育了具有特色性的不整合面。本研究以该盆地的西北部为例,综合利用地震和钻井资料,探讨该时期不整合的发育演化特征及其地质意义。研究表明,转换期发育P3/P2期主要不整合与T1/P3期次要不整合,它们在研究区北部叠加复合,构成了三叠系底界叠合不整合面,在南部被上二叠统所分隔而独立存在;转换期经历了主要不整合的形成、主要不整合被上二叠统超覆、次要不整合与叠合不整合的形成及其被三叠系最终超覆4个演化阶段。不整合的发育演化特征揭示了晚海西期和早印支期构造运动对准噶尔盆地影响的强弱程度、地层记录的“楔形体”内涵以及上二叠统与下三叠统的层序归属。P-T转换期不整合面及其相邻地层形成了有效的油气运移通道、良好的储盖组合和类型众多的圈闭,因此具有重要的油气勘探意义。
2020 Vol. 22 (4): 697-714 [摘要] ( 479 ) [HTML 1KB] [PDF 25737KB] ( 263 )
715 金书晨, 李永化, 魏东岚, 李新瑞, 刘大齐
辽东半岛夷平面发育特征初步探究*
夷平面是一种与长期稳定的构造环境相关联的大尺度地貌景观,将夷平面与风化壳作为整体来研究是现代夷平面研究的主流。为了探讨辽东半岛夷平面的性质、形成环境等发育特征,对该地区的红色风化壳进行地球化学分析和粒度测试。辽东半岛红色风化壳主要出露于半岛东西两侧,厚度多在4 m左右,化学蚀变指数CIA平均值为82.70,ba值((Na2O+K2O+CaO+MgO)/Al2O3)平均为0.39,S/A值(SiO2/Al2O3)平均为4.86,黏粒含量平均为8.31%。从分析数据可以看出,辽东半岛红色风化壳是下伏基岩原地风化的产物,推测其形成于温暖、湿润的气候条件下,与南方岩溶区红色风化壳相比具有盐基淋溶率低、富铝化程度低和黏化作用弱的发育特征。结合区域地貌特征,认为研究区红色风化壳的发育主要经历了4个阶段: (1)岩溶作用在古侵蚀基准面之上的整个岩体内进行,地貌起伏逐渐增大;(2)地貌起伏达到最大,覆盖型岩溶、灰色风化壳开始发育;(3)岩溶双层夷平面基本形成;(4)灰色风化壳的发育近乎停止,原本位于古侵蚀基准面之下的灰色风化壳在构造运动作用下全部抬升于现代侵蚀基准面之上形成红色风化壳。因此,研究区的夷平面为古夷平面,发育阶段为红土化阶段。该研究成果可为辽东半岛新近纪以来的新构造运动及海平面变化研究提供初步依据。
2020 Vol. 22 (4): 715-726 [摘要] ( 427 ) [HTML 1KB] [PDF 3181KB] ( 381 )
古地理学及矿产资源
727 徐兆辉, 胡素云, 王露, 赵文智, 曾洪流
地震沉积学在不同沉积相和储集层研究中的应用*
地震沉积学包括地震地貌学和地震岩性学,应用前景广阔。针对玛湖凹陷克拉玛依组碎屑岩、川中地区龙王庙组碳酸盐岩和嘉陵江组混积岩3种不同岩性的沉积环境开展研究,探讨了地震沉积学在3种环境下沉积相与储集层研究的应用效果。研究发现,玛湖凹陷克拉玛依组发育冲积扇和河流相,点坝储集层孔渗条件好,产能优于扇缘储集层。川中龙王庙组碳酸盐岩沉积受控于同沉积走滑断裂,白云岩厚储集层分布在磨溪构造斜坡区。川中嘉二下亚段自西南向东北从陆相经海陆过渡相和局限蒸发相变为海相,有利于储集层发育的白云岩岩相位于中部的局限蒸发相附近。3个实例研究中除了使用相位旋转、地层切片和分频3种传统技术之外,还利用了主因子分析和RGB融合2项新技术。研究结果较理想,表明地震沉积学在定性重建沉积相和定量预测储集层方面应用效果显著。
2020 Vol. 22 (4): 727-743 [摘要] ( 508 ) [HTML 1KB] [PDF 6123KB] ( 304 )
744 熊鹰, 谭秀成, 伍坤宇, 王小芳
碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例*
基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中“孔隙尺寸控制沉淀”现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的“大孔充填而小孔保存”特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)“孔隙尺寸控制沉淀”现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。“孔隙尺寸控制沉淀”现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。
2020 Vol. 22 (4): 744-760 [摘要] ( 508 ) [HTML 1KB] [PDF 18389KB] ( 534 )
第四纪古地理学及沉积学
761 李磊, 向芳, 刘一鸣, 台梓含
岷江演化讨论: 来自四川宜宾地区第四纪河流沉积物的重矿物证据*
河流沉积的重矿物可以较为准确反映源区的母岩性质,进而揭示河流的演化过程。本研究以岷江下游河流阶地沉积与现代沉积的重矿物为主要研究对象,开展了古流向、重矿物组合特征、特征重矿物类型及重矿物特征指数分析。研究结果表明: 岷江下游Ⅴ级阶地至Ⅲ级阶地沉积中的重矿物以岩浆岩型重矿物为主,其物源来自龙门山构造带;现代沉积中的重矿物以变质岩型重矿物为主,其物源来自松潘—甘孜褶皱带。结合重矿物特征指数对比分析,认为造成这种重矿物类型差异的原因是青藏高原东缘阶段性隆升引起的岷江溯源侵蚀。受昆黄运动B幕影响,岷江于0.73—0.7 Ma下切至汶川附近,Ⅴ级阶地形成;受昆黄运动C幕影响,岷江于0.5—0.3 Ma强烈下切,Ⅳ级阶地形成;受共和运动影响,岷江在0.11—0.09 Ma下切至石大关,同时形成Ⅲ级阶地;此后岷江继续溯源侵蚀,在距今27 ka左右形成现代岷江。
2020 Vol. 22 (4): 761-774 [摘要] ( 508 ) [HTML 1KB] [PDF 6810KB] ( 222 )
775 周俊燊, 邵磊, 乔培军, 崔宇驰, 孙珍, 侯元立, 杨逸凯
南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析*
IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。
2020 Vol. 22 (4): 775-784 [摘要] ( 459 ) [HTML 1KB] [PDF 3042KB] ( 214 )
新技术与新方法
785 牛永斌, 徐资璐, 刘圣鑫, 钟建华, 赵佳如, 王培俊
塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析*
塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明: (1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10~100μm3,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%~10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。
2020 Vol. 22 (4): 785-798 [摘要] ( 432 ) [HTML 1KB] [PDF 8395KB] ( 169 )
799 盛辉, 段政明, 刘善伟, 曾喆, 冯建伟
大坡度地质露头高分辨率无人机影像采集方法与建模实践*
野外地质露头的观察、研究能够最直接、最有效地获取地下地层信息,为地质科学研究提供最直观、最真实的一手地质资料。然而传统的露头研究,尤其针对大坡度、人员无法到达区域的露头研究,主要依赖坡底部考察、测量和拍照等方式记录露头信息,难以精细、准确地表征整个地质体。消费级无人机具有机动性好、适应性强和成本低等优势,且能够近距离、多视角、变高度地获取露头影像。本研究对无控制点情况下的大坡度地质露头影像采集方法与模型构建精度进行探讨,利用消费级无人机垂向航线采集影像,然后构建模型。结果证明倾斜摄影测量技术结合消费级无人机能够有效地构建具有毫米分辨率精度的大坡度地质露头模型。构建的模型具有分辨率高、分辨率均一、量测精度可达毫米等特点,可有效降低野外考察的工作难度,降低人员安全风险,真实准确地复现野外大坡度露头情况,为大坡度露头剖面解译、分析和量测提供真实可靠的数据基础。
2020 Vol. 22 (4): 799-806 [摘要] ( 424 ) [HTML 1KB] [PDF 5141KB] ( 177 )

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