遗迹组构是本次研讨会的主题, 也是历届国际遗迹组构研讨会讨论最多的议题。本次研讨会上26个大会口头报告中, 有18个题目中包含遗迹组构(Ichnofabric)这个关键词。研讨会第1个口头报告也是直接以“ Ichnofabric(遗迹组构)” 为题目的学术报告, 该报告由德国科学家、目前在挪威石油公司工作的Dirk knaust博士完成。在报告中他介绍到最早使用“ 遗迹组构” 这个专业术语的是Ekdale 和Bromley(Ekdale and Bromley, 1983), 遗迹组构的内涵经历了从最初为沉积物中生物扰动所遗留下来的结构或构造特征, 发展到今天作为沉积物(岩)中生物扰动或生物侵蚀作用所遗留下来的总体结构和内部构造特征, 是各期扰动生物在沉积物中活动历史的最终记录, 为物理过程和生物过程相互作用的产物(Ekdale and Bromley, 1983, 1991; Tarhan, 2018)。

这正如Allan A.Ekdale, Richard G.Bromley和Dirk Knaust在《Trace fossils as indicator of sedimentary environments》专著中《The Ichnofabric Concept》一章介绍的那样, 遗迹组构是遗迹学中相对年轻的研究方向, 虽然仅开始于40年前, 但是它的根却可以追溯到许多年前德国科学家Rudolf Richter, Wilhelm Schä fer 和 Hans-Erich Reineck等人关于新遗迹学的研究(Reineck, 1958; Ekdale et al., 2012)。Schä fer(1956)通过在北海的观察与实验, 注意到底栖生物可以通过多种方式改造原始沉积物, 这一过程可以导致原始沉积物和后续产生和保存的离散生物潜穴形成均质化。Reineck(1963)描述了北海岩心上大量潮坪沉积物中原始沉积物特征和后续生物作用产生的沉积组构, 并且提出了半定量表征生物扰动的方法, 这些方法后来被应用到遗迹组构分析中的表征生物扰动指数上(Reineck, 1967)。20世纪70年代以后, 基于岩心上大量生物成因的现代沉积组构的收集和描述以及X射线成像技术用于北美Georgia海岸新遗迹学研究上, 亟需一种方法和术语用于描述由生物扰动和/或生物侵蚀产生的而用单独清楚的遗迹化石又无法识别与命名的生物成因沉积构造(Howard and Elders, 1970; Howard and Frey, 1975)。基于此, 遗迹组构的概念应运而生, 也自此时起开启了遗迹组构的研究热潮。

目前, 遗迹组构可分为单一遗迹组构(Simple Ichnofabric)和复合遗迹组构(Composite Ichnofabric)。前者是单一的和起源于机会主义种短期的生物扰动或者连续居住对沉积物的长期开发或利用(Ekdale and Bromley, 1983; Ekdale et al., 2012); 后者包含多个遗迹分类单元和长时期的连续或中断沉积记录, 它们可以是自我复合遗迹组构(Autocomposite Ichnofabric, 形成于单一底栖生物群落伴随着渐变的沉积作用向上移动它们的位置过程中)、差异复合遗迹组构(Heterocomposite Ichnofabric, 形成于1个或多个底栖生物群落作用于不同的沉积相)和超级复合遗迹组构(Ultracomposite Ichnofabric, 为时代和沉积体系差异较大的底栖生物群落作用的产物)(Bromley and Ekdale, 1986; Ekdale and Bromley, 1991; Taylor and Goldring, 1993)。遗迹组构分析包括生物扰动边界曲面和沉积特征的识别、生物扰动构造的定量表征、遗迹分类单元和阶层分布的鉴别、生物潜穴尺寸的空间几何表达及遗迹分异度、遗迹丰度、埋藏学和成岩特征研究等(Taylor and Goldring, 1993; Taylor et al., 2003; Genise et al., 2004)。由于遗迹组构存储有重要的环境条件信息, 因此遗迹组构在沉积环境分析、层序地层学和储层表征方面具有广泛的应用(Pemberton, 1992; Pemberton et al., 2000; 张建平和李明路, 2000; Taylor et al., 2003; Goldring et al., 2005; Malpas et al., 2005; Pemberton and Gingras, 2005; 齐永安和王敏, 2007; 施振生等, 2008; Knaust, 2009b, 2014; Bednarz and McIlroy, 2015; Ben-Awuah and Eswaran, 2015; Hsieh et al., 2015; Reolid and Betzler, 2018)。

1.2.1 在沉积微环境分析方面的应用

如前文所述, 遗迹组构可以表征地层的遗迹学属性和沉积学属性。遗迹学属性包括遗迹组构中遗迹化石的组成和分异度、潜穴大小和丰度、交切关系、阶层分布和生物扰动强度(Taylor and Goldring, 1993); 沉积学属性包括岩性、粒度、沉积构造、伴生的实体化石等。遗迹组构的控制因素主要是生物的殖居方式和殖居策略, 这涉及到生物个体行为习性、沉积环境中的颗粒粒度、底质特征、含氧量、营养水平、水体盐度、沉积速率、殖居窗、阶层类型和次序, 其他相关的方面包括遗迹化石和遗迹群落、生态演替、压实和成岩作用等的影响。在这些控制因素中, 最主要的是阶层类型和殖居模式(Taylor et al., 2003)。

与传统遗迹化石研究方法不同的是, 遗迹组构分析更强调生物活动与沉积物之间的相互关系。特别是其将底栖生物群落垂向分带的概念应用到遗迹组构的研究以后(Bromley and Ekdale, 1986), 使遗迹学研究不再局限于遗迹化石的识别、鉴定和解释, 而扩展到沉积物中遗迹化石之间在时间和空间上的相互关系以及不同深度(或世代阶层)遗迹化石的保存可能性与特定条件等方面(Savrda et al., 2001)。加之对无法辨认形态的生物扰动底质的重视, 使遗迹组构分析更能充分利用沉积物中的遗迹学信息精确地解译沉积环境(Gibert and Goldring, 2007; Knaust, 2009a; Aguirre et al., 2010; Loughlin and Hillier, 2010; Qi et al., 2012; 齐永安等, 2012; 宋慧波等, 2012; Villegas-Martí n et al., 2014; Dorador and Rodrí guez-Tovar, 2016; Rodrí guez-Tovar et al., 2017; 牛永斌等, 2018)。

在本次遗迹组构专题研讨会中, 多名学者报道了遗迹组构在沉积环境分析方面的应用。例如: Buatois和Echevarrí a(2019)通过对阿根廷西部白垩系Mulichinco组地下岩石风成体系中的遗迹组构研究, 将其划分为4大类10小类, 用于揭示风成沙丘、风成席状砂、沙丘间沉积和风成体系中河流片流等沉积特征。其中反映风成沙丘沉积环境的遗迹组构有: Digitichnus isp. 遗迹组构、Arenicolites isp. 遗迹组构、Skolithos linearis-1型为主的遗迹组构和生物居住潜穴遗迹组构; 反映风成席状砂沉积的遗迹组构有: Planolites isp.-Palaeophycus isp.-1型遗迹组构、Skolithos linearis-2型为主的遗迹组构和分层充填的垂直潜穴遗迹组构; 反映沙丘间沉积的遗迹组构有Planolites isp.-Palaeophycus isp.-2型遗迹组构和 Taenidium isp.-1型遗迹组构; 反映风成体系中河流片流沉积的遗迹组构为Taenidium isp.-2型遗迹组构。Uchman(2019)报道了波兰东南部Sandomierz盆地全新世内陆沙丘中的遗迹组构, 这些遗迹组构发育段原生沉积构造几乎被各种昆虫和哺乳类动物完全改变。

Ceilis等(2019)通过对南美西北部哥伦比亚加勒比海新生代沉积物遗迹组构的研究, 发现了三角洲前缘沉积环境中的Ophiomorpha遗迹组构。这类遗迹组构发育在具有板状交错层和槽状交错层以及少量砾石的厚层石英砂岩中, 生物扰动指数介于3~4之间。Ophiomorpha潜穴直径介于2~5 cm之间、长度介于3~20 cm之间; 交切关系主要出现在不同种的Ophiomorpha之间, 亦见非常少量的Ophiomorpha遗迹潜穴同Skolithos、Teichichnus和Thalassinoides潜穴发生交切。Uchman等(2019)则报到了英格兰西部Cardigan海湾盆地Mochras岩心中见到的遗迹组构, 在这些遗迹组构中, 最常见的遗迹化石有Phycosiphon incertum, 其次是频繁出现的Thalassinoides和Schaubcylindrichnus, 及少量的Planolites、Arenicolites、Trichichnus等, 反映的是浊流泥质沉积后机会种快速殖居的生态环境。

Miguez-Salas等(2019)报到了台湾东北部野柳地质公园中新世三角洲环境中风暴事件后的2种典型的遗迹组构: (1)Ophiomorpha-Schaubcylindrichnus遗迹组构; (2)Ophiomorpha遗迹组构。Ophiomorpha-Schaubcylindrichnus遗迹组构主要发育在野柳段的下部, 具有连续的高分异度特征, 共生的遗迹化石有: Ophiomorpha, Phycosiphon, Piscichnus, Planolites, Rosselia, Schaubcylindrichnus, Scolicia, Thalassinoides和垂直平衡构造, 且强烈的生物扰动破坏了大部分的原生沉积构造, 揭示前三角洲沉积中稳定的古环境条件。而Ophiomorpha遗迹组构则表现出低分异度和中等扰动强度, 主要遗迹化石为Ophiomorpha和少量中— 深阶层的Macaronichnus, 发育在风暴沉积层上面, 下部为破碎的牡蛎、扇贝以及斑状的珊瑚藻, 揭示了风暴沉积后由于悬浮有机质增加, 快速殖居的造迹者形成的机会主义种。

Wang等(2019)报道了东濮凹陷南缘沙河街组三段湖相三角洲沉积环境中的遗迹化石, 目前共识别出8个遗迹属和13遗迹种; 其中发育在三角洲前缘砂质层的遗迹化石有Planolites montanus, Planolites beverleyensis, Palaeophycus tubularis, Palaeophycus hebertis, Palaeophycus tubularis, Beaconites antarcticus, Thalassinoides cf. calianassae, Taenidium serpentinum; 发育在三角洲前缘泥岩层的遗迹化石有Helminthopsis abeli, Mermoides chezhenensis, Mermoides lineatus, Puyangichnus lacustris; 发育在前三角洲沉积环境中的遗迹化石有Semirotundichnus dongyingensis, Planolites montanus, Helminthopsis hieroglyphica, Mermoides brevilinearis和Tuberculichnus cf. Vagans。

Niu等(2019)通过对豫西北奥陶系马家沟组碳酸盐岩中遗迹组构的研究, 解译了研究区的沉积环境。豫西北奥陶系发育3种遗迹组构: (1)Balanoglossites遗迹组构; (2)Planolites遗迹组构; (3)Chondrites遗迹组构。其中Balanoglossites遗迹组构反映能量相对较高的碳酸盐岩台地环境, 比如局限碳酸盐岩台地潮间带和开阔碳酸盐岩台地台内滩等; Planolites遗迹组构指示能量相对低一些的碳酸盐岩台地环境, 比如局限碳酸盐岩台地潟湖或者开阔碳酸盐岩台地滩间海或台内洼地; Chondrites遗迹组构则揭示的是一个低能和含氧量都非常低的碳酸盐岩台地沉积环境, 比如开阔碳酸盐岩台地洼地或较深水斜坡等。

Stachacz和Matysik(2019)则报道了波兰中三叠统壳灰岩中的遗迹组构。研究区局部发育Skolithos遗迹组构和Arenicolites 遗迹组构, 主要出现在碳酸盐岩台内滩砂屑灰岩中, 它们分别属于Skolithos和Cruziana遗迹相; 而大量发育的Balanoglossites、Rhizocorallium、Oravaichnium和Thalassinoides遗迹组构则出现在碳酸盐岩台地Cruziana遗迹相中的泥晶灰岩或风暴岩中。这些遗迹组构的形成除了受环境控制外, 进一步受底质的控制, 如Balanoglossites遗迹组构主要发育在固底底质中, Oravaichnium、Thalassinoides和Rhizocorallium遗迹组构则主要出现在未固结的底质中。此外, 波兰中三叠统Gogolin层下部(第1次海侵期)发育的Rhizocorallium遗迹组构主要由多毛虫类扰动形成, Gogolin层上部(第2次海侵期)发育的Oravaichnium遗迹组构主要由双壳类扰动形成, 而Terebratuala层(第3次海侵期)发育的Thalassinoides遗迹组构则分别由甲壳类动物扰动形成。研究区自下而上的沉积序列和遗迹组构演化反应了P/T生物大灭绝后底栖生物群落的逐渐恢复, 首先出现的多毛虫类对不同底质具有较好的适应性, 因此他们扰动形成的遗迹组构可以出现在砂屑碳酸盐岩(Skolithos和Arenicolites 遗迹组构)、碳酸盐岩软泥(Rhizocorallium遗迹组构)和固底碳酸盐岩(Balanoglossites遗迹组构)中; 随着持续的海侵, 双壳类和甲壳类逐渐占据逐渐生态位, 他们扰动形成的Oravaichnium和Thalassinoides遗迹组构则相继出现。

Ichaso等(2019)通过对美国西北部寒武系— 奥陶系Deadwood和 Earlie 组的遗迹组构研究, 根据遗迹化石类型及交切关系、遗迹分异度、生物扰动指数划分出了5种遗迹组构: (1)Skolithos-Palaeophycus遗迹组构; (2)Teichichnus-Planolites-Palaeophycus遗迹组构; (3)Skolithos遗迹组构; (4)Teichichnus-Planolites遗迹组构; (5)Teichichnus遗迹组构。各遗迹组构的遗迹化石分子组成、遗迹分异度和生物扰动强度等特征, 揭示出它们的分布受沉积微环境的演化控制, 比如: 殖居窗时限长度、沉积速率、底质和盐度变化等。研究区沉积环境表现为从开始的潮控到浪控再到受三角洲影响, 经历了从海湾边缘、近海湾区、海湾远侧到到滨岸、过渡带以及滨外沉积的演化。

此外, Dorador和Kushlina(2019)报到了伊比利亚半岛西北缘泥质等深岩中常见的6种遗迹组构: (1)斑点状遗迹组构, (2)Palaeophycus遗迹组构, (3)Planolites遗迹组构, (4)Thalassinoides遗迹组构, (5)Thalassinoides-like遗迹组构, (6)Zoophycos遗迹组构; 他解释在研究区泥质等深岩沉积过程中, 遗迹组构的演化主要受底流生态或沉积参数变化的影响, 比如: 水动力能量、含氧量、有机质含量和沉积速率等。Wetzel(2019)报到了遗迹组构在早成岩结核形成过程中的作用及其形成机制, 他通过对越南南部深水沉积中遗迹组构内Thalasssinoides-Spongeliomorpha-Trypanites生物潜穴与早成岩关系的细致描述与分析, 揭示了研究区生物潜穴形态、充填状况与充填方式在海底厌氧条件下甲烷气体渗漏过程中对早期成岩结核形成的影响。Nara(2019)报道了日本西南早— 中中新世弧前盆地受构造控制的海相— 非海相遗迹组构; 由于受过快沉积速率的影响, 研究区从Misaki群到Tanabe群整体发育了低分异度遗迹组构, 其中Tanabe群比Misaki群的抬升范围和幅度要小, 所以Tanabe群内强烈的生物扰动层要比Misaki群内常见的多。Mikulá š (2019)则报道了捷克Skryje-Tý $\breve{r}$ovice盆地寒武系Bchava组中的遗迹组构, 常见的遗迹化石分子有Palaeophycus tubularis, Didymaulichnus isp., Diplocraterion isp., Palaeophycus beverleyensis等, 初步的环境分析认为发育陆棚斜坡环境, 详细的沉积环境还有待进一步研究。

1.2.2 在成因地层学研究方面的应用

遗迹组构和遗迹相均可用于成因地层学研究(McIlroy, 2008; MacEachern et al., 2010), 特别是受基底控制的遗迹相(坚固底质的Glossifugites遗迹相、木质底质的Teredolites遗迹相和坚硬基底的Trypanites遗迹相)对地层不连续面的识别具有重要意义。在碎屑岩沉积环境中, 这些遗迹相的边界多数与生物侵蚀挖掘有关, 因此常常对应于侵蚀不整合面; 在碳酸盐沉积环境中, 固底或硬底的基底一般出现在水/沉积物界面, 因为伴随着碳酸盐沉积快速的水下胶结作用, 侵蚀性的挖掘或无沉积的间断均可产生这样的基底(Pemberton et al., 2000; 张建平和李明路, 2000), 即使没有侵蚀作用也可导致大量的生物聚居, 因此受基底控制遗迹相的边界的确认可等同于地层记录中不连续面的确认。此外, 受基底控制的遗迹群落切割先前软基底遗迹组合包含有初始沉积单元与生物侵蚀单元的双重信息, 这样的遗迹组合中常具有介于生物侵蚀事件(挖掘基底)和上覆地层沉积作用之间的间断面。根据这些有生物聚居的间断界面的成因和异旋回或自旋回对应的机制, 同时综合上述软基底遗迹相、挖掘基底的遗迹相和上覆单元的遗迹相特征, 可以建立研究区的层序地层格架(Pemberton et al., 2000)。

遗迹组构分析又不同于遗迹相研究, 其在各类沉积界面识别上具有更精细的分辨率, 不仅允许对比大范围的三级沉积层序, 而且可以用来识别和对比更高级别的沉积层序(Gerard and Bromley, 2008; Sharafi et al., 2012)。层序地层学家还可以通过重复出现的遗迹组构模式提取沉积水体向上变浅或向上变深的信息, 为野外露头和井间地层对比提供可靠的约束条件(张建平和李明路, 2000; 施振生等, 2008)。在本次遗迹组构专题研讨会报告中, Knaust(2019)提出了遗迹组构可以识别的常见8种层序界面(图 2), 通过对这些界面附近遗迹组构内化石分子属种类型(或生物潜穴)及其形态变化、生物潜穴与侵蚀面关系、围岩与充填物的特征等研究, 确定层序界面类型(如殖居面、相变面、侵蚀面、海侵面、海退面、缺失面、不整合面或断层面等)和数量, 建立高精度层序地层格架, 进而在层序格架内分析沉积微环境与古生态的演化规律。虽然遗迹组构可以揭示精细的层序地层信息, 但是它又往往容易忽略大范围的空间信息, 因此综合应用能够表征大范围遗迹学信息的遗迹相和能够表征精细遗迹学信息的遗迹组构分析, 比单独进行某方面的分析可以产生一个更好的、更可信的结果。前人在这方面已开展了大量的实例研究(龚一鸣等, 1997; Pemberton et al., 2000; 张建平和李明路, 2000; 施振生等, 2008; Gerard, 2018; Haddad et al., 2018)。

图 2

Fig.2

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	图 2 遗迹组构揭示的8种常见成因地层界面(据Knaust, 2019)Fig.2 Eight gentic stratigraphic boundary surfaces revealed by ichnofabrics(Courtesy of Knaust, 2019)

在本次遗迹组构专题研讨会上, Buatois和Echevarrí a(2019)通过对阿根廷西部白垩系Mulichinco组岩心上风成体系中的遗迹相和遗迹组构研究, 建立了研究区的层序地层格架。它们识别出了Scoyenia和Entradichnus-Octopodichnus遗迹相, 前者主要出现沙丘间的湿地和短暂的河流沉积中; 而后者则发育在风成沙丘和风成席状砂沉积环境里。在遗迹相分析结果的约束下, 通过前述4大类10小类遗迹组构的分析, 划分了1个三级层序和3个四级层序; 三级层序的底部为E1 Mangrullo油田Valanginian阶内部的不整合面, 不整合面下部为陆相沉积, 上部为海相沉积, 在这个层序界面上没有识别出受底质控制的遗迹组合。整套层序为海平面上升形成的退积层序, 反映了从风成沙丘到风成席状砂和风成体系中的河流片流沉积。此外, 研究区遗迹群落还揭示出该套层序经历了从极干旱到干旱和半干旱的环境演变。

Uchman等(2019)在对英格兰西部Cardigan海湾盆地Mochras岩心上的遗迹组构研究时发现Phycosiphon, Thalassinoides和 Terebellina等遗迹化石呈有规律的出现, 可以用于对研究区的沉积层序进行不连续时间序列上的周期性分析, 并且通过基于Walsh转换的光谱分析还发现在研究区沉积序列内多次复现的遗迹化石可以很好地与米兰科维奇旋回匹配。正是基于这样的规律发现, 他们利用Phycosiphon和Terebellina的复现规律建立了Jamesoni区沉积序列的高精度层序地层格架, 并对遗迹化石受轨道倾斜与岁差的影响进行了解译。

1.2.3 在油气储集层精细表征方面的应用

在遗迹组构的形成过程中, 生物可通过改变宿主沉积岩的局部颗粒分布而造成地层的非均质性; 此外, 生物潜穴充填物一般拥有和围岩基质不同的地球化学特征(Gingras et al., 2004a, 2012, 2014; Konhauser and Gingras, 2011; Petrash et al., 2012)。因此, 遗迹组构分析为从生物成因角度揭示储集层的“ 非均质性” 和“ 各向异性” 提供了坚实的理论基础和先进的研究技术与方法。目前, 遗迹组构分析已成为研究受生物扰动储集层的一把“ 利器” 和连接受生物扰动储集层宏观研究和微观分析的一座“ 桥梁” 。

在遗迹组构发育段, 生物潜穴诱导的非均质体一般常导致复杂的二维或三维的流通网络, 并且生物潜穴的渗透率一般要远高于围岩基质(Cunningham et al., 2009, 2012; Dey and Sen, 2017), 因此, 复杂的遗迹组构容易截切流体传输通道, 从而导致大量传质岩石无效。目前, 众多案例表明这方面的研究有两大难题: (1)定量评估无效流动体积; (2)大尺度遗迹组构的三维表征。关于后者, 应用高精度CT扫描技术和核磁共振(MRI)已经解决了部分问题(Gingras et al., 2012; Baniak et al., 2013, 2014a); 但是, 对于前者所保存的遗迹组构因受研究尺度和维度的限制, 目前仍未有实质性的进展。此外, 储层介质中流动路径复杂性的增加导致介质的高迂曲度, 进而增加岩石介质的分散性, 且这类岩石介质的特征与流体相态的水力传播相关, 其中低分散性意味着流体通过多孔介质时液态和气态为最少的混合(常作为均质流动介质), 而高分散性意味着较高的流态混合, 而这与岩石的非均质增加相关(Gingras et al., 2012; Golab et al., 2017a, 2017b)。Gingras等(2004b)阐释了遗迹组构对储集层分散性的影响, 并指出遗迹组构造成的岩石分散性的变化部分决定着油气的二次采收率。

另外, 遗迹组构的改造作用能使沉积地层形成复杂的多孔介质储集层, 并在储集层中形成优势流体运移通道。生物扰动相关的渗透率/孔隙度的改造作用(增强和降低整体渗透率和孔隙度), 与生物潜穴的组构密切相关(Gordon et al., 2010; Hsieh et al., 2017; Quaye et al., 2019)。Pemberton和Gingras(2005)、La Croix等(2012, 2013)、Pemberton等(2012)和Baniak 等(2013, 2014a, 2014b)根据生物潜穴和围岩基质的渗透率关系, 将生物扰动储集层划分为双重孔隙度流动介质和双重渗透率流动介质, 其中前者生物潜穴充填物渗透率的大小是围岩基质的2个数量级, 后者是围岩基质的3个数量级(Pemberton and Gingras, 2005; Gingras et al., 2012; La Croix et al., 2013; Baniak et al., 2014a, 2014b)。

在双重孔隙度流体储层介质中, 虽然大部分岩石体积用于传导流体, 但比较大的流动通量常出现在高渗透率区域, 生物潜穴和围岩基质具有广泛的流动交互作用。这类储集层具有下列特征: (1)相对多的储集空间对流体和天然气的生产具有贡献; (2)由于毛细管作用, 多相流体传输可能导致不同相态流体的分离; (3)流体流动受水力梯度影响, 以水平流动为主、扩散作用为辅, 各相态流体的流动不一致。由于流体主要沿着高渗透率区域流动, 因此其流动路径常常因潜穴形态的多变而呈不定的弯曲性。一般这类双重孔隙度介质形成于生物在沉积物中移动、砂质穴居生物对沉积物的摄取和重新改造, 因此双重孔隙系统主要与隐蔽性生物扰动相关。在这类生物扰动砂岩中常出现遗迹化石Macaronichnus、Thalassinoides、Ophiomorpha、Skolithos和Arenicolites, 这类储集层介质的沉积环境主要有前滨、砂质潮间坪、潮汐沙坝和下部的临滨区域(Tonkin et al., 2010; Gingras et al., 2012)。

双重渗透率流动储层介质虽然也可以提供很好的天然气储集层, 但其对常规石油的生产却贡献较少(Friesen et al., 2017)。这主要是由于储集层中双重渗透率系统具有以下特征决定的: (1)仅高渗透率区域对流体运移有贡献; (2)基质的流体传输主要以扩散作用为主; (3)高渗透率的差异常常导致储集层的“ 水窜” 而降低二次回采技术的效果。天然气的开发受双重渗透率储层介质的限制较小, 因为气体比流体通过生物潜穴网络相对较容易, 气体可以存储在基质中并通过高渗透率区带进行运移。生物扰动形成的双重渗透率储集层一般是开放潜穴由粗粒颗粒被动充填的结果, 因此, 一般认为双重渗透率介质与Cruziana, Zoophycos 和 Glossifungites遗迹相有关, 而且主要以Zoophycos、Thalassinoides 和 Planolites等遗迹潜穴为主。这类储集层介质的沉积环境主要有下临滨和滨外、异相(多泥)的潮汐沙坝和海侵沉积序列的底部沉积环境(Gordon et al., 2010; Baniak et al., 2012, 2013; Gingras et al., 2012; La Croix et al., 2013)。

Pemberton 和Gingras(2005)、Pemberton等(2012)通过对全世界大量的实例研究, 将生物成因储层介质分为5类: (1)受沉积界面限制的结构非均质介质; (2)不受沉积界面限制的结构非均质介质; (3)界线不清晰的结构非均质介质; (4)成岩结构的非均质介质; (5)隐蔽性生物扰动的结构非均质介质(Pemberton and Gingras, 2005; Gingras et al., 2012)。

在本次专题研讨会上, Niu等(2019)报道了豫西北奥陶系马家沟组碳酸盐岩中遗迹组构发育特征及其对岩石属性的改造作用。目前, 研究区奥陶系马家沟组碳酸盐岩中共识别出Balanoglossites、Planolites和Chondrites遗迹组构。各类遗迹组构中生物潜穴的充填物普遍发生了不同程度白云化作用, 总体而言Planolites遗迹组构白云化作用最为强烈, Balanoglossites遗迹组构次之, Chondrites遗迹组构最弱。此外, 3类遗迹组构在孔隙度和渗透率等岩石属性参数上与围岩基质也具有很大不同, 柱塞孔隙度和渗透率测试分析结果表明: 含Balanoglossites遗迹组构的柱塞孔隙度和渗透率值最高, 含Chondrites遗迹组构的柱塞孔隙度和渗透率值次之, 含Planolites遗迹组构的柱塞孔隙度和渗透率值最小。分析认为, 各类遗迹组构对岩石物性的改造效应主要受遗迹组构类型及形态、生物扰动强度、生物潜穴连通状况及其成岩特征等因素的控制。