深海沉积物波形成过程研究对于重建古气候、古海洋、古构造以及海洋油气、天然气水合物等资源开发均具有重要意义,而南海北部大陆边缘因其复杂的构造沉积体系、独特的地形地貌以及丰富的矿产资源,是深海沉积物波形成演化研究的热点海域。本文系统总结了当前南海北部大陆边缘沉积物波相关研究进展,通过梳理前人关于南海沉积物波重点发育区域的系列工作,分析了自琼东南海域至台西南海域沉积物波的发育水深、坡度、波长、波高及波峰特征等内容,并讨论了不同区域沉积物波的成因机制与主控因素。其中台湾造山运动及北太平洋深部底流对台西南海域沉积物波影响强烈,珠江口海域则以内波作用为特点,同时发现南海沉积物波具有天然气水合物聚集的优越地质条件。但现有研究多局限于单一因素影响,缺少南海西南部沉积物波发育现状,缺乏海底原位观测手段。因此,后续研究应重视沉积物波形成的多因素动力过程耦合机制,深化南海南部沉积物波发育研究,同时加强海底地球物理探测技术和原位综合长期观测技术研究,为深入认识深海沉积物波形成演化过程提供技术支撑,助力海洋开发工程的安全建设。

溶蚀作用作为一种建设性的成岩作用,对于砂岩储层储集空间的扩大以及储层性能的改善具有重要作用。由于现有研究更多的是从定性的角度出发表征溶蚀作用对于砂岩储层孔隙度的影响,对于溶蚀作用产生的孔隙度增加值有多少,对砂岩储层性能的改善效果有多大,目前暂不能定量表征。本文采用化学反应动力学基本原理,基于录井、测井数据,结合砂岩成岩序列、地层埋藏史和热史等资料,采用化学反应动力学基本原理,对鄂尔多斯盆地中南部地区延长组砂岩现今孔隙度特征及成因进行了分析,构建了砂岩溶蚀增孔定量模型,并用该模型对延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,取得以下主要认识:(1)研究区延长组现今砂岩孔隙度剖面总体上可分为正常趋势段和次生溶蚀增孔段两部分,依据次生孔隙形成的起始层位和形态特征,现今砂岩孔隙度剖面可划分为双峰Ⅰ型、双峰Ⅱ型、单峰Ⅰ型和单峰Ⅱ型4种类型;(2)延长组现今砂岩孔隙度主要经历了孔隙度减小和孔隙度增大两种变化效应。其中浅部地层孔隙度减小主要是缘于机械压实作用,深层孔隙度减小则是由于压实和胶结共同作用,而孔隙度增大主要由有机酸溶蚀长石等矿物形成的;(3)建立了砂岩溶蚀增孔定量表征模型,具体包括3个阶段:①地层进入酸化窗口之前,由于酸化溶蚀发生的条件不满足,砂岩溶蚀增孔量为0;②地层进入酸化窗口内,砂岩累计溶蚀增孔量是现今次生增孔量和时间的函数;③地层继续深埋超过酸化窗口后,溶蚀孔隙不再变化。表明砂岩溶蚀增孔模型是一个分段函数,具有明显的窗口效应;(4)运用砂岩溶蚀增孔模型对研究区延长组砂岩孔隙度演化进行了模拟,发现研究区南部镇泾地区红河1井长8砂岩、东部安塞地区丹40井长6砂岩及北部姬塬地区峰12井长4+5砂岩在酸化窗口内溶蚀作用产生的增孔量具有明显的阶段性演化特征,实现了溶蚀作用对于砂岩孔隙度增加值的定量表征。本文建立的砂岩溶蚀增孔模型可以定量计算酸化窗口内溶蚀作用形成的孔隙度增加值,首次实现了砂岩溶蚀增孔的定量模拟,在分析溶蚀作用和砂岩储层性能演化等方面具有比较重要的探索性意义。

目前常用的海平面曲线恢复方法主要是基于地层沉积的旋回性分析和同位素测量,受地层不完整性的影响较大,海平面变化恢复不够合理。本文基于全球海平面变化旋回与天文旋回、沉积旋回在时间周期上具有较好的多级旋回对应特征,提出了采用傅里叶变换多级正弦分解函数化海平面变化曲线,然后通过地层沉积反演求取函数化的全球海平面变化参数的方法。利用地层沉积模拟方法,求取了元坝地区长兴期的全球海平面曲线,与同时期的Haq曲线、Fischer方法获得的海平面变化曲线相比,具有更多的海平面变化信息,恢复的海平面变化更合理。傅里叶级数函数化海平面变化曲线不仅推动了海平面变化的定量化和函数化发展,还有利于用地层沉积反演求取海平面变化曲线。这种求取海平面变化的新思路,与传统的海平面变化恢复方法相比定量化程度高,对输入资料要求低,具有较好的适用性和更广的应用前景。

白垩系是伊拉克南部油气勘探开发生产的重要目的层,但各大油田之间缺乏系统的层序地层研究,制约了开发生产的精细部署,因而开展层序地层和沉积体系研究具有重要的理论和实践意义。本文以层序地层学及沉积学理论为指导,依据岩心、录井、测井及地震等资料,对层序边界进行识别并对层序进行划分,分析了伊拉克南部白垩系沉积体系的演化特征。研究认为伊拉克南部白垩系以生物碎屑灰岩沉积为主,层序界面有不整合面、暴露面、岩性突变面及沉积相转换面等类型,据此可划分为两个一级层序(AP8,AP9)、6个二级层序(SS1-SS6)、22个三级层序(SQ1-SQ22),单个三级层序持续2~4 Ma不等。下白垩统划分为3个二级层序:SS1自南向北发育了内缓坡到深水盆地的沉积体系,自下而上为由盆地泥晶灰岩渐变到内缓坡颗粒灰岩的沉积序列;SS2下部沉积自西南向东北由三角洲砂岩渐变为深水陆棚碳酸盐岩,上部发育了盆地泥灰岩到浅水陆棚碳酸盐岩的沉积序列;SS3下部自西南向东北由辫状河粗砂岩演变为浅海相细砂岩,上部发育海相碳酸盐岩的沉积序列。上白垩统划分为3个二级层序:SS4自西向东发育了从深水陆棚到浅水碳酸盐岩缓坡-台地沉积,纵向上看为水体逐渐变浅的沉积序列;SS5发育以细粒碳酸盐岩为主的缓坡沉积体系,浮游有孔虫灰岩占主导地位;SS6发育了三期向上变浅的缓坡碳酸盐岩沉积序列,顶部发育陆棚相白云岩。碳酸盐岩缓坡滩、台地边缘滩和两期陆源碎屑砂体是最有利的勘探开发对象。构造活动对内缓坡滩和台地边缘礁滩的发育及分布具有重要的控制作用。

鄂尔多斯盆地下二叠统致密砂岩气近年来取得重大突破,发现一系列大型致密气田。研究该时期的构造-沉积环境与原型盆地是探究鄂尔多斯盆地及邻区演化过程和油气进一步勘探的基础。本文运用最新的钻井、野外露头等地质资料,结合前人的研究成果,重建鄂尔多斯盆地及邻区早二叠世各沉积时期的构造-沉积环境,探讨原型盆地性质及演化过程。早二叠世构造-沉积环境受北缘古亚洲洋和南缘勉略洋俯冲的影响,以活动大陆边缘为特征。太原组在晚石炭世的古地势基础上继承性发育,基准面呈上升趋势,以广阔的潮坪-潟湖环境为主,见小型潮控三角洲。山西期是鄂尔多斯盆地海陆过渡的关键时期,海水快速从盆地东南部退出。山西组沉积早期,受区域性挤压作用影响,形成以三角洲体系为主的海陆过渡体系,盆地东部残存潮坪-开阔台地;晚期基准面整体先上升后下降,东部残存海相沉积环境向南退去。山西组沉积期后,盆地主体进入陆相沉积阶段。早二叠世盆地以稳定的沉降为特征,体现了稳定克拉通性质。由此可见,早二叠世盆地性质表现为克拉通内拗陷的特征,周缘构造环境、湖盆的差异沉降以及古隆起、古拗陷的发育对该时期的沉积充填演化具有重要影响,控制着沉积中心向盆地东部扩展。

扬子板块在新元古代时期作为Rodinia超大陆的重要组成部分,其位置一直存在争议。为探讨扬子板块在新元古代晚期的位置,综合前人发表过的古地磁数据,利用古地磁研究方法,对扬子板块与澳大利亚板块、印度板块在新元古代晚期的相对位置关系进行研究。根据地层对比、锆石测年等诸多证据,将扬子板块置于印度板块北缘(现今位置)、澳大利亚板块西北缘(现今位置)。基于扬子、印度、澳大利亚运动学特征分析,认为扬子板块在Rodinia超大陆裂解时运动至高纬度地区,750~635 Ma期间,扬子板块处于中高纬度地区,在635 Ma时开始快速向低纬度地区运动。虽然将扬子置于印度北缘,但认为二者并不相连,而是到了570 Ma左右发生碰撞后连接到一起,并一同加入冈瓦纳大陆。