“源汇”系统指盆地中自剥蚀地貌中形成的剥蚀产物，搬运到沉积区或汇水盆地中最终沉积下来的过程。在当前沉积学领域中“源汇”系统占有重要一席。通过系统梳理国内外文献，评述“源汇”系统各要素及其耦合作用研究进展，认为源区是控制系统动态过程根本要素，搬运沉积过程是物源供给不同级次的响应。源区古地理演化下物理和化学风化作用控制物源供给，物源供给时空属性则决定搬运方式和通道类型。之后搬运中地质作用重塑沉积物组分和结构，而源区扰动和搬运响应两者时间尺度关系决定改造效果。最终源区演化形成的沉积地貌变化造成盆内可容纳空间分异，促使沉积物选择性沉积，塑造了盆内千姿百态沉积面貌。“源汇”系统先进于其正演化、定量化和动态化研究思路，但研究方法仍处于探索阶段，而要完善研究体系则需着眼于物源体系研究，多时间尺度地质定量化表征方法，多学科交叉动态化研究方法。

以板块构造演化为基础，利用地震、地质等资料，再现南大西洋两岸共轭型被动陆缘盆地原型盆地形成演化过程。首次依据盆地结构差异及沉积充填特征，将研究区被动陆缘盆地进一步划分为“三段”“四类”；结合对已发现大油气田的解剖，搞清了每类盆地大油气田成藏规律，并分别建立了其大油气田成藏模式。认为两岸“三段”“四类”盆地都经过了早期陆内裂谷、过渡期陆间裂谷及漂移期被动陆缘三个原型阶段。南段为下伏裂谷层系比较发育的“断陷型”盆地，上覆坳陷沉积厚度较薄，仅作为区域盖层，形成“裂谷层系构造地层型”大油气田。中段为裂谷、坳陷层系都比较发育且过渡阶段有盐的“含盐断坳型”盆地，以过渡期陆间裂谷盐岩充填为特征，其上、下的漂移期海相及裂谷期湖相页岩均可形成有效烃源岩，海相页岩及盐岩分别作为优质盖层，形成了“盐下碳酸盐岩盐上重力流扇体型”大油气田。北段为裂谷层系分布范围小、坳陷沉积范围广且厚度大的“坳陷型”盆地，受 “窄”陆棚、“陡”陆坡控制，坳陷层系重力流扇体自始至终比较发育，源于坳陷层系下部海相页岩中的油气直接充注于本身内部裙边状分布的重力流复合扇体之中，形成“漂移期重力流扇体群型”大油气田。另外，研究区还发育尼日尔、福斯杜亚马逊、佩罗塔斯三个具有独特构造沉积特征的 “三角洲型”被动陆缘盆地，其特殊性体现在三角洲层系由于沉积速率极高，从陆向海形成生长断裂带—泥岩底辟带—逆冲断裂褶皱带—平缓斜坡带四大环状构造带。除了前三角洲层系可以作为有效烃源岩之外，本身也可以形成自生自储自盖型组合，形成独特的“四大环状构造带型”大油气田，即在由陆向海生长断裂带—泥岩底辟带—逆冲断裂褶皱带—平缓斜坡带四大环状构造带上都可以形成大油气田。

中国东部渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组发育一套富有机质页岩，页岩油“甜点”地震预测及影响因素分析将进一步推动有关济阳坳陷页岩油地震响应的研究。综合地震、钻井、测井、地球化学等资料，文章利用多属性线性回归方法研究了济阳坳陷渤南洼陷陆相页岩层系“甜点”地球物理响应特征并对其影响因素进行了分析。研究结果表明，渤南洼陷渤南洪城地震工区沙河街组沙三下亚段页岩油地质和工程“甜点”参数地震预测结果是有机质丰度TOC含量值为3%～6%，有机质成熟度Ro为0.81%～0.94%，页岩孔隙度为5.0%～12.5%，地层压力为33～58 MPa，压力系数为1.3～1.8，脆性指数为大于40%。沙河街组页岩油地质和工程“甜点”地球物理响应特征主要受岩石物理参数、叠后波阻抗反演地震体、自然伽马GR地震体和振幅等因素的影响，且这些因素在不同程度上影响该区“甜点”参数的预测结果。综合研究显示济阳坳陷渤南洼陷沙河街组主要发育“连续型甜点”的页岩油地震响应模式，叠后波阻抗反演地震体是影响沙河街组页岩油“甜点”地震预测最为重要的因素。

 

济阳坳陷邵家地区沙四段勘探目标多、油气分布不均一且对油气成藏规律认识程度较低，给油气勘探工作带来较大困难。为了能够直观地认识油气成藏差异特征，并可以快速方便地为油气勘探决策部署提供有效指导意见，对研究区沙四段开展成藏差异性定量评价研究。在立足于已有勘探成果的基础上，按照含油气系统区带圈闭分层次对其油气成藏差异性特征进行系统剖析，并充分利用改进的区带与圈闭评价方法以及借助于统计挖掘等数学手段进行定量表征评价。结果表明：总体上研究区沙四段油气成藏差异明显，油源、储层及运聚条件是影响油气成藏差异性的主要因素；北部断阶带成藏条件优越，仍是主要的滚动勘探区，评价出的1类圈闭可作为优选的钻探目标；南部缓坡带成藏条件变化较大，通过加大勘探则有望成为油气资源接替区；西部断裂带成藏条件总体较差，勘探风险较高，局部可作为油气潜力区。开展的成藏差异性定量评价可以有效降低油气勘探成本，深化油气成藏认识，对类似地区的油气效益勘探具有一定借鉴意义。

渤中凹陷BZ1探区Qa构造两口钻井在相距1.3 km的实钻过程中出现了速度异常，三维地震资料时间剖面地层深度与钻井地质分层深度出现了不一致的矛盾现象，即新钻井Qa3井的钻井预测深度相对于本井地质分层深度更深，速度相对于Qa2井变小，因而两口井地震速度在横向分布上出现了明显差异。分析表明，速度异常主要由沉积和构造共同作用所引起。利用地震叠加速度谱建模，通过井点速度场、趋势种子点进行校正，获取到更加准确的地下速度，并进行高精度变速成图，能够真实反映地下构造。对比单井速度预测钻井深度与单井速度场校正速度谱建模速度场预测钻井深度,并对比其误差精度，可以看出后者有效地解决了实际钻探过程中因速度异常而导致预测深度误差偏大的问题。因此钻前进行速度场建模与变速构造成图，对今后勘探井或评价井的部署及钻井深度精确预测具有重要的指导作用。

早古近纪时期全球范围内出现长期的极热气候。为进一步揭示早古近纪时期陆相湖盆的古气候演化及其对湖盆沉积体系的控制作用，本文以东营凹陷孔一下—沙三下亚段为研究对象，以化石孢粉组合分析为主要手段，系统分析了东营凹陷早古近纪时期的古气候演化进程。本次研究选用23种具统计价值的化石孢粉属种，依据气候参数MAT、CMT和PER对孢粉的气候指示意义进行量化处理，将化石孢粉类型划分为喜热组、喜温组、广温耐寒组、耐旱组、喜湿组5个大类。分别参照温度指标TI和湿度指标HI的变化趋势，将东营凹陷早古近纪的温度演化进程划分为持续极热期、温热交替期、持续温暖期三个阶段，将其湿度演化进程划分为干湿交替期、持续干旱期、干湿交替期和持续湿润期4个阶段，指出湿度演化相对于温度演化存在明显的滞后效应，且在早古近纪极热时期湿度演化的滞后性尤为明显。本研究确定了东营凹陷早古近纪持续极热期的起止时间范围为53.89~47.48 Ma，持续时间达6.41 Ma。通过标定古近纪全球范围内的三期热气候事件在东营凹陷的对应层位，确定了ETM2、EECO事件对东营凹陷早古近纪持续极热气候的重要贡献。同时将古气候分析与岩相分析相结合，阐明古气候条件对盆地内沉积岩及其组合的控制作用。

通过对柴北缘地区的野外地质调查及室内实验分析，根据地质剖面中发育的岩石组合类型、沉积构造等特征，对研究区早奥陶世台地斜坡盆地相沉积体系进行了详细研究。认为研究区早古生代持续的海平面上升、柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞是控制该时期盆山格局及沉积充填演化的重要因素。柴北缘早奥陶世台地边缘颗粒滩相发育在多泉山组中下部，岩性以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩以及泥晶灰岩为特征。而研究区斜坡相深水物质主要是由重力流搬运的碳酸盐岩再沉积物组成，共识别出包括细粒沉降微晶泥、滑塌角砾岩、颗粒流、瘤状灰岩、碎屑流以及浊积岩等不同类型的斜坡异地沉积物。研究区盆地相处于碳酸盐岩沉积体系岛弧碎屑岩沉积体系两大沉积体系的转换位置。受到柴北缘洋陆俯冲及陆弧碰撞等影响，隆升的陆壳基底及大陆岛弧物质向盆地提供大量碎屑物质，因此在靠近岛弧边缘地区发育了砂质碎屑流、浊流等重力流沉积体系下的弧后盆地沉积产物。

通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试等技术手段，以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密细粒沉积岩为研究对象，开展了岩相类型及特征的精细分析。研究结果表明：(1)致密细粒沉积岩矿物成分复杂、岩石组分多样，包括陆源碎屑组分、火山碎屑组分和碳酸盐组分，是一种过渡类型的混合沉积岩；(2)综合物质组分、沉积构造、有机质特征等因素，划分细粒混合沉积岩岩相类型，主要包括单一组分岩相和多组分混杂岩相两种类型，每一类岩相具有多种沉积构造，包括块状、条带团块状和纹层状等类型；(3)研究区主要发育块状泥晶云岩相、块状粉砂质砂屑云岩相、块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相、纹层状粉砂质/泥质沉凝灰岩相和纹层状云质泥岩相等，不同岩相类型的储集物性、孔喉结构特征以及储集空间类型存在差异，其中块状凝灰质粉砂岩相、条带状含凝灰云岩相和纹层状粉砂质沉凝灰岩相为最有利岩相类型。

洞庭盆地地处湘西古生界边缘，经历了中生代晚白垩世盆地基本成型和新生代断块运动为主的两期构造旋回，为终成于燕山(中生代)延续于喜马拉雅(新生代)的断陷盆地。盆内局部凹陷白垩系之上存在着持续砂泥岩沉积及第四纪河流湖泊相现代沉积，具备了形成一定规模生物气藏的地质条件。2013—2015年笔者通过洞庭盆地浅层沉积物系统地球化学勘探，基本搞清了盆地内渗漏甲烷气体异常的分布状况。根据各指标地球化学异常特征，发现洞庭盆地北部沅江凹陷北部斜坡、青树嘴—河坝镇一带是洞庭盆地内生物气资源最有可能突破的远景区。为了追索渗漏甲烷气体来源，深化地球化学异常解释评价以及浅层生物气系统研究，2015—2016年在发现的生物气远景区，部署完成5条广域电磁测深和两条汞气测量剖面。本研究旨在通过实测地球物理和地球化学综合剖面的对比研究，揭示本区第四系构造分布和地球化学异常机制，为洞庭盆地生物气资源远景和气藏靶区的预测划分提供科学依据，也为勘探第四系生物气资源方法技术的选择提供了建议。勘探成果表明：(1)本区第四系能够满足生物气系统“生储盖”条件，具有生物气资源潜力；(2)沉积物游离烃甲烷地球化学异常是下伏第四系内气体聚集沿断裂带或沉积层向表层渗漏运移所致。酸解烃指标是识别有利于生物气体生储环境的敏感因子之一；(3)洞庭盆地工区西北部，P2剖面南段和P2线北部与P3、P4剖面交汇区域，具有良好的“自生自储”型生物气藏资源远景，是本区勘探生物资源天然气最有希望的靶区；(4)洞庭湖北部工区东部，P6测线南部接近沅江凹陷中心的四季红一带，是本区寻找 “自生自储”和“下生上储”型气藏的有利地带和资源远景区；(5)浅层沉积物地球化学勘探，有利于发现与生物气有关的气体渗漏、评价下伏沉积体系特性、缩小地球物理勘探靶区。地球化学与广域电磁剖面测量的结合是勘探生物成因天然气经济快速的方法技术。

利用X射线衍射和扫描电子显微镜及能谱仪开展了岩石特征、矿物组成、微观结构特征和元素与矿物成分分析，研究了中上扬子地区五峰组—龙马溪组下段富有机质硅质页岩的成因及其与页岩气富集的关系。五峰组和龙马溪组下段硅质页岩中的脆性矿物石英含量较高，多在45%以上，最高达88%，而黏土矿物含量较低；少数页岩样品黏土矿物含量较高，同时碳酸盐矿物含量也较高，石英含量则较低。显微镜下发现富含石英的硅质页岩中大多存在大量团块状生物碎屑，并作为骨架颗粒与其他矿物基质胶结在一起，结构致密，而富含黏土矿物的页岩则多具水平层理和纹层理，未见生物碎屑。进一步的显微分析发现，富含石英的硅质页岩中的生物碎屑具有清晰的外形轮廓和圈层状生长结构及放射状针刺结构，显示出明显的硅质生物放射虫的形貌特征，且主要由硅和氧两种元素组成的能谱分析结果证实了确属放射虫。多种元素的面分布特征进一步反映出陆源物质的输入较少，而且海底的热液活动也极为有限的特征，指示页岩中硅质主要来源于放射虫生物骨架，为该段硅质页岩的生物成因提供了充分证据。放射虫大量发育的基本条件是海水中营养元素溶解态硅富集，浮游藻类在该环境下易于大量勃发，高的初级生产力条件为硅质页岩中有机质的富集奠定了重要物质基础。放射虫成因的硅质页岩还有利于页岩中原生无机孔隙和次生有机孔隙的保持和保存，对页岩气的富集有极为重要的控制作用。

为了研究高煤级煤储层含水性对吸附能力的影响，对阳泉—寿阳区块8件代表性煤样开展了镜质体反射率、显微组分、孔隙度、压汞、核磁共振和甲烷等温吸附等实验，分析了煤储层孔径分布、核磁共振T2谱响应特征、核磁孔隙度以及煤岩吸附能力，同时对煤储层含水性和煤储层吸附能力的相互关系进行了分析。研究结果表明：高煤级煤储层孔隙以微孔发育为主，孔隙含水性以微小孔中的束缚水赋存状态为主，且其含水量随最大镜质体反射率(Ro,m)的增大而增加。在影响高煤级煤储层吸附能力的多种因素中，煤储层含水性对煤岩吸附能力起着决定性的作用，尤其体现在微小孔中的束缚水对吸附能力的影响，束缚水含量越高，煤岩吸附能力越差。

近年来，页岩气作为一种重要的非常规天然气来源，逐渐成为国内外关注的热点。当前的研究工作总体侧重于页岩气开采技术的改进与环境监测，对页岩气开采过程中水岩相互作用还少有报道。本文采用模拟实验，选取储层页岩样品，在温度90 ℃、压力10 MPa环境下，开展了CO2压裂液页岩相互作用实验研究。主要探讨页岩气开采过程中，由于常规水力压裂液以及后期超临界CO2的增注，造成的储层岩石矿物的变化以及返排液成分的变化。实验结果显示：压裂液能使岩石矿物发生溶蚀，超临界CO2的存在会进一步加剧溶蚀反应的进行，促使孔隙变大并产生更多的微孔隙，为页岩气提供更多的运移通道，有利于油气的运移。但是，存在的环境威胁不容忽视：一方面，岩石中会溶解出大量的Ca、Mg、Si元素和少量Fe、Mn等金属元素，超临界CO2、富有机质页岩以及压裂液中表面活性剂等物质在高温高压酸性环境条件下，容易生成挥发性有机物残留在地层中，极有可能沿着岩石破碎的孔隙、断裂发生迁移或泄露，从而对地下含水层造成污染；另一方面，多种成分进入高矿化度溶液体系经返排回到地表，也会增大处理返排液的难度。本文取得的实验数据和成果有助于理解页岩气储层在开采过程中可能发生的水岩相互作用过程及其潜在的环境风险。