中扬子地区寒武系层序地层研究
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摘要
本论文通过对中扬子地区寒武纪地层剖面和层序地层特征的描述，结合其它层系野外层序界面特征，总结了野外易于识别的八种层序界面标识，即古风化壳、溶洞塌积岩、膏溶角砾岩、河流回春、斜坡角砾岩、鸟眼窗孔构造、渣状层、台地上冲蚀水道沉积。这些层序界面标识皆有剖面实证，既典型又直观。
结合区域资料，对中扬子地区二级层序(超层序)和三级层序(沉积层序)进行了层序对比，编制了以二级层序体系域为单元的寒武系层序岩相古地理图4张，阐述了各单元岩相古地理横向展布特征及岩相古地理纵向演化特征。
通过对各三级层序体系域沉积厚度分析研究，提出了三种层序结构类型和层序系数的构想，即海侵型(TST型)、高位型(HST型)和过渡型(HT型)，并对其产生原因进行了初步剖析。中扬子地区寒武系以高位型为主，其次为海侵型和过渡型，反映稳定克拉通地区沉积特征。根据So值所作曲线同沉积相变化曲线异常相似的特征推测So值可以反映海平面变化，如果推测成立，那么海平面变化在某种程度上将从定性上升到定量。
从烃源岩的产出层位、岩石类型和烃源岩的有机地化指标等方面特征分析认为，二级层序的海侵体系域是烃源岩的主要产出层位，高位型层序结构对烃源岩发育有利。
依据各项评价指标，对中扬子地区寒武系烃源岩从纵横向进行了综合评价和预测。纵向上以水井沱组烃源岩最发育，相当于SS3之TST的主体；横向上渝鄂湘边区为烃源岩最发育区，供烃中心位于恩施～咸丰～桑植～石门杨家坪等地区，烃源岩生烃贡献系数最高为9.45％，生烃强度最大为47.54*10~9m/km~2，具备形成特大型油气藏的烃源条件，属好烃源岩区。
On the basis of description of the Cambrian peried stratigraphic sections and sequence stratigraphic characteristics in the Mid Yangtze area, combined with sequential boundary characteristics of other series of strata, 8 markers for distinguishing sequence boundaries are summarized , which include palaeoweathering crust, solution cavity-typed colluvial rocks, anhydrite-dissolved breccias, reactivated fluvial, slope-faciesed breccias, bird-eye structure, scum-shaped layers, scour water channel deposits above platform. All these markers are typical and direct, which can be confirmed with sections.
Regional data are used in sequence correlations of subsequences (or super-sequences)and of subsets of the subsequences (sedimentary sequence) in the Mid Yangtze area, construction of 4 maps of lithofacies paleogeography for the Cambrian sequence in a subsequence system tract considered as a single unit and illustration of the horizontal expansion and the vertical evolution of lithofacies paleogeography of various units.
By analyzing the sedimentary thickness of every subset of subsequence tract, a concept is proposed, consisting of three types of sequence textures and three sequence factors, which are composed of transgressive (1ST), level-high (HST) and transitional (HT) textures, and causes that form them are roughly analyzed. The Cambrian sequence in the Mid Yangtze area is composed of the level-high, transgressive and transitional sequences, reflecting sedimentary characteristics of a stable cratonic area. A curve with the S0 value is unusually similar to that of sedimentary facies, so one can suppose that the S0 value can reflect changes of the sea level. If the suppose is correct, then a qualitative analysis of the sea level will be transformed into a quantitative analysis.
The Analysis of the hydrocabon-generated horizon, rock types and
organic geochemical indicators of the source rocks suggests that the transgressive system tract in the subsequence is the main hydrocarbon-generated source rocks horizon. In the transgressive system tract, the level-high sequence texture is favorable to the development of the source rocks.
Depending on various evaluation indicators, an integral approval and projection of the Cambrian source rocks are carried out both vertically and horizontally. In vertical, the Shuijingtuo Formation source rocks are best developed, corresponding to the main body of the 1ST of the SS3. In horizontal, the Chongqing-Hubei-Hunan border area is considered as an area with best-developed source rocks where the hydrocarbon-generated center is located in areas of Enshi-Xianfeng-Sangzhi- Yangjiaping of Shimen. Furthermore, the source rocks have a highest hydrocarbon contribution fraction up to 9. 45% and a highest hydrocarbon-generating intensity of 47.54 X lOVkra2. As a result, the source rocks provide beneficial hydrocarbon-generating conditions for formation of a great oil and natural gas reservoir.
结合区域资料，对中扬子地区二级层序(超层序)和三级层序(沉积层序)进行了层序对比，编制了以二级层序体系域为单元的寒武系层序岩相古地理图4张，阐述了各单元岩相古地理横向展布特征及岩相古地理纵向演化特征。
通过对各三级层序体系域沉积厚度分析研究，提出了三种层序结构类型和层序系数的构想，即海侵型(TST型)、高位型(HST型)和过渡型(HT型)，并对其产生原因进行了初步剖析。中扬子地区寒武系以高位型为主，其次为海侵型和过渡型，反映稳定克拉通地区沉积特征。根据So值所作曲线同沉积相变化曲线异常相似的特征推测So值可以反映海平面变化，如果推测成立，那么海平面变化在某种程度上将从定性上升到定量。
从烃源岩的产出层位、岩石类型和烃源岩的有机地化指标等方面特征分析认为，二级层序的海侵体系域是烃源岩的主要产出层位，高位型层序结构对烃源岩发育有利。
依据各项评价指标，对中扬子地区寒武系烃源岩从纵横向进行了综合评价和预测。纵向上以水井沱组烃源岩最发育，相当于SS3之TST的主体；横向上渝鄂湘边区为烃源岩最发育区，供烃中心位于恩施～咸丰～桑植～石门杨家坪等地区，烃源岩生烃贡献系数最高为9.45％，生烃强度最大为47.54*10~9m/km~2，具备形成特大型油气藏的烃源条件，属好烃源岩区。
On the basis of description of the Cambrian peried stratigraphic sections and sequence stratigraphic characteristics in the Mid Yangtze area, combined with sequential boundary characteristics of other series of strata, 8 markers for distinguishing sequence boundaries are summarized , which include palaeoweathering crust, solution cavity-typed colluvial rocks, anhydrite-dissolved breccias, reactivated fluvial, slope-faciesed breccias, bird-eye structure, scum-shaped layers, scour water channel deposits above platform. All these markers are typical and direct, which can be confirmed with sections.
Regional data are used in sequence correlations of subsequences (or super-sequences)and of subsets of the subsequences (sedimentary sequence) in the Mid Yangtze area, construction of 4 maps of lithofacies paleogeography for the Cambrian sequence in a subsequence system tract considered as a single unit and illustration of the horizontal expansion and the vertical evolution of lithofacies paleogeography of various units.
By analyzing the sedimentary thickness of every subset of subsequence tract, a concept is proposed, consisting of three types of sequence textures and three sequence factors, which are composed of transgressive (1ST), level-high (HST) and transitional (HT) textures, and causes that form them are roughly analyzed. The Cambrian sequence in the Mid Yangtze area is composed of the level-high, transgressive and transitional sequences, reflecting sedimentary characteristics of a stable cratonic area. A curve with the S0 value is unusually similar to that of sedimentary facies, so one can suppose that the S0 value can reflect changes of the sea level. If the suppose is correct, then a qualitative analysis of the sea level will be transformed into a quantitative analysis.
The Analysis of the hydrocabon-generated horizon, rock types and
organic geochemical indicators of the source rocks suggests that the transgressive system tract in the subsequence is the main hydrocarbon-generated source rocks horizon. In the transgressive system tract, the level-high sequence texture is favorable to the development of the source rocks.
Depending on various evaluation indicators, an integral approval and projection of the Cambrian source rocks are carried out both vertically and horizontally. In vertical, the Shuijingtuo Formation source rocks are best developed, corresponding to the main body of the 1ST of the SS3. In horizontal, the Chongqing-Hubei-Hunan border area is considered as an area with best-developed source rocks where the hydrocarbon-generated center is located in areas of Enshi-Xianfeng-Sangzhi- Yangjiaping of Shimen. Furthermore, the source rocks have a highest hydrocarbon contribution fraction up to 9. 45% and a highest hydrocarbon-generating intensity of 47.54 X lOVkra2. As a result, the source rocks provide beneficial hydrocarbon-generating conditions for formation of a great oil and natural gas reservoir.
引文
[1]刘宝珺、曾允孚主编，岩相古地理基础及工作方法，地质出版社，1985
[2]曾允孚、夏文杰主编，沉积岩石学，地质出版社，1986
[3]何镜宇、孟祥化主编，沉积岩和沉积相模式及建造，年地质出版社，1987
[4]钱奕中、陈洪德等，层序地层学理论和研究方法，四川科学技术出版社，1994，12
[5]刘宝珺、李文汉主编，层序地层学研究与应用，四川科学技术出版社，1994
[6]王成善、陈洪德、寿建峰等著，中国南方海相二叠系层序地层与油气勘探，四川科学技术出版社，1998
[7]牟传龙、丘东洲、王立全、万方著，湘鄂赣二叠系层序岩相古地理与油气，地质出版社，2000，8
[8]高福红，沉积物源区研究的新进展，世界地质，1994，13(3)：98～103
[9]覃建雄，现代沉积学理论重大进展综述，地质科技情报，1995，14(3)：23～32
[10]江茂生，碳酸盐与陆源碎屑混合沉积体系研究进展，地球科学进展，1995，10(6)：551～554
[11]王英华，沉积学及岩相古地理学新进展，第四届全国沉积学及岩相古地理学学术会议论文集，1995
[12]赵澄林，沉积学和古地理学的进展和展望，石油勘探新进展国际研讨会论文集(史训知等主编)，1995，1～8
[13]许效松，沉积地质学研究现状和进展在30届国际地质大会上的反响，四川地质学报，1996，16(4)：289～294
[14]汪啸风、倪世钊等，长江三峡地区生物地层学(2)早古生代分册，地质出版社，1987，7，4～42
[15]陈戴生，当前沉积学及岩相古地理学新进展——第四届全国沉积学及岩相古地理学学术会仪侧记，铀矿地质，1996，12(2)：71～74、124
[16]杨守业，R E E示踪沉积物物源研究进展，地球科学进展，1999，14，164～167
[17]徐强等，中国沉积学研究两头和发展方向，西南石油学院学报，2000，3-4
[18]Vail P R. seismic stratigraphy interpretation using sequence stratigrphy. Part 1:seismic stratigraphy interpretation. In:Bally A W, ed. Atlas of seismic stratigraphy. AAPG, Studies in Geolgy, 1987, 27:11-10
[19]Cross T A, Controls on coal distribution in transgressive-regressive cycles, Upper Cretaceous, Western Interior, U.S.A. In:Wilgaus CK, et al. Sea-level changes: Anintergrated approach. SEPM Sepcial Publication, 42, 1988, 371～380
[20]Galloway W E. Genetic stratigraphic sequences in basin analysis Ⅰ:architecture and genesis of flooding-surface bounded depositional units. AAPG.1989,73,P125-142．
[21]许效松、牟传龙等，露头层序地层与华南泥盆纪古地理，成都科技大学出版社，1993
[22]刘文均、陈源仁、郑荣才等，层序地层，成都科技大学出版社，1996
[23]许效松、刘宝珺、赵玉光、陆元法著，上扬子西缘二叠纪——三叠纪层序地层与盆山转换耦合，地质出版社，1997
[24]地质矿产部成都地质矿产所主持，中国南方岩相古地理图集，科学出版社，1994
[25]吴朝东、陈其英等，湘西黑色岩系沉积演化与含矿序列[A]，沉积学报，1999，17：167～175
[26]田海芹著，中国南方寒武纪岩相古地理研究及编图，石油大学出版社，1998
[27]周名魁、王汝植、李志明等著，中国南方奥陶—志留纪岩相古地理与成矿作用，1993年，地质出版社
[28]纪友亮、张世奇等编者，层序地层学原理及层序成因机制模式，地质出版社，1998
[29]姜在兴、李华启等编著，层序地层学原理及应用，石油工业出版社，1996
[30]于会娟、刘洛夫等，柴达木盆地东部地区古生界烃源岩研究[A]，石油大学学报，2001，25(4)：24～29
[31]方少仙、吴方浩编著，石油天然气储层地质学，石油大学出版社，1998
[32]李勇，王成善等，青藏高原中侏罗世—早白垩世羌塘复合型前陆盆地充填模式[A]沉积学报，2001，19：20～27
[33]刘宝碧、余光明等，岩相古地理学教程，1990年，地质矿产部岩相古地理工作协作组
[34]董文明、沈亚等，层序地层学在前寒武纪地层研究中的应用—以河南省西部震旦系为例[A]，沉积学报，1999，17：742～746
[35]袁志华、冯增昭，中扬子地区早三叠世大冶期岩相古地理研究 沉积学报，1999，17：38～43
[36]阿荣书主编，石油及天然气地质学，1994，中国地质大学出版社
[37]信荃麟、刘泽容主编，含油气盆地构造相分析，1993，地质出版社
[38]陈子恩等，恢复烃源岩原始有机质丰度模型研究与应用，2000，中国石化股份有限公司
[39]马永生、田海芹，碳酸盐岩油气勘探，1999，8，石油大学出版社
[40]阎小雄，周立发，杨旭升，前陆盆地层序地层学研究现状及进展[A]，西北大学学报，2001，131(31)：143～146
[41]王训练、苏文博，选择全球界线层型剖面点(GSSP)的一个重要参考指标[J]，科学通报，1999，44(18)：2008～2016
[42]张俊明、王海峰，李国祥，吉林大阳岔上寒武系凤山组—下奥陶统冶里组层序地层和化学地层研究[J]，地层学杂志，1999，23(2)：81～88
[43]陈仁学，李文忠、陈全红、李文厚，宜昌泰山庙寒武系露头剖面层序地层研究与油气意义A]，西北大学学报，2001，131(31)：147～150
[2]曾允孚、夏文杰主编，沉积岩石学，地质出版社，1986
[3]何镜宇、孟祥化主编，沉积岩和沉积相模式及建造，年地质出版社，1987
[4]钱奕中、陈洪德等，层序地层学理论和研究方法，四川科学技术出版社，1994，12
[5]刘宝珺、李文汉主编，层序地层学研究与应用，四川科学技术出版社，1994
[6]王成善、陈洪德、寿建峰等著，中国南方海相二叠系层序地层与油气勘探，四川科学技术出版社，1998
[7]牟传龙、丘东洲、王立全、万方著，湘鄂赣二叠系层序岩相古地理与油气，地质出版社，2000，8
[8]高福红，沉积物源区研究的新进展，世界地质，1994，13(3)：98～103
[9]覃建雄，现代沉积学理论重大进展综述，地质科技情报，1995，14(3)：23～32
[10]江茂生，碳酸盐与陆源碎屑混合沉积体系研究进展，地球科学进展，1995，10(6)：551～554
[11]王英华，沉积学及岩相古地理学新进展，第四届全国沉积学及岩相古地理学学术会议论文集，1995
[12]赵澄林，沉积学和古地理学的进展和展望，石油勘探新进展国际研讨会论文集(史训知等主编)，1995，1～8
[13]许效松，沉积地质学研究现状和进展在30届国际地质大会上的反响，四川地质学报，1996，16(4)：289～294
[14]汪啸风、倪世钊等，长江三峡地区生物地层学(2)早古生代分册，地质出版社，1987，7，4～42
[15]陈戴生，当前沉积学及岩相古地理学新进展——第四届全国沉积学及岩相古地理学学术会仪侧记，铀矿地质，1996，12(2)：71～74、124
[16]杨守业，R E E示踪沉积物物源研究进展，地球科学进展，1999，14，164～167
[17]徐强等，中国沉积学研究两头和发展方向，西南石油学院学报，2000，3-4
[18]Vail P R. seismic stratigraphy interpretation using sequence stratigrphy. Part 1:seismic stratigraphy interpretation. In:Bally A W, ed. Atlas of seismic stratigraphy. AAPG, Studies in Geolgy, 1987, 27:11-10
[19]Cross T A, Controls on coal distribution in transgressive-regressive cycles, Upper Cretaceous, Western Interior, U.S.A. In:Wilgaus CK, et al. Sea-level changes: Anintergrated approach. SEPM Sepcial Publication, 42, 1988, 371～380
[20]Galloway W E. Genetic stratigraphic sequences in basin analysis Ⅰ:architecture and genesis of flooding-surface bounded depositional units. AAPG.1989,73,P125-142．
[21]许效松、牟传龙等，露头层序地层与华南泥盆纪古地理，成都科技大学出版社，1993
[22]刘文均、陈源仁、郑荣才等，层序地层，成都科技大学出版社，1996
[23]许效松、刘宝珺、赵玉光、陆元法著，上扬子西缘二叠纪——三叠纪层序地层与盆山转换耦合，地质出版社，1997
[24]地质矿产部成都地质矿产所主持，中国南方岩相古地理图集，科学出版社，1994
[25]吴朝东、陈其英等，湘西黑色岩系沉积演化与含矿序列[A]，沉积学报，1999，17：167～175
[26]田海芹著，中国南方寒武纪岩相古地理研究及编图，石油大学出版社，1998
[27]周名魁、王汝植、李志明等著，中国南方奥陶—志留纪岩相古地理与成矿作用，1993年，地质出版社
[28]纪友亮、张世奇等编者，层序地层学原理及层序成因机制模式，地质出版社，1998
[29]姜在兴、李华启等编著，层序地层学原理及应用，石油工业出版社，1996
[30]于会娟、刘洛夫等，柴达木盆地东部地区古生界烃源岩研究[A]，石油大学学报，2001，25(4)：24～29
[31]方少仙、吴方浩编著，石油天然气储层地质学，石油大学出版社，1998
[32]李勇，王成善等，青藏高原中侏罗世—早白垩世羌塘复合型前陆盆地充填模式[A]沉积学报，2001，19：20～27
[33]刘宝碧、余光明等，岩相古地理学教程，1990年，地质矿产部岩相古地理工作协作组
[34]董文明、沈亚等，层序地层学在前寒武纪地层研究中的应用—以河南省西部震旦系为例[A]，沉积学报，1999，17：742～746
[35]袁志华、冯增昭，中扬子地区早三叠世大冶期岩相古地理研究 沉积学报，1999，17：38～43
[36]阿荣书主编，石油及天然气地质学，1994，中国地质大学出版社
[37]信荃麟、刘泽容主编，含油气盆地构造相分析，1993，地质出版社
[38]陈子恩等，恢复烃源岩原始有机质丰度模型研究与应用，2000，中国石化股份有限公司
[39]马永生、田海芹，碳酸盐岩油气勘探，1999，8，石油大学出版社
[40]阎小雄，周立发，杨旭升，前陆盆地层序地层学研究现状及进展[A]，西北大学学报，2001，131(31)：143～146
[41]王训练、苏文博，选择全球界线层型剖面点(GSSP)的一个重要参考指标[J]，科学通报，1999，44(18)：2008～2016
[42]张俊明、王海峰，李国祥，吉林大阳岔上寒武系凤山组—下奥陶统冶里组层序地层和化学地层研究[J]，地层学杂志，1999，23(2)：81～88
[43]陈仁学，李文忠、陈全红、李文厚，宜昌泰山庙寒武系露头剖面层序地层研究与油气意义A]，西北大学学报，2001，131(31)：147～150