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天文驱动的温室时期地下水储库与海平面变化

科学通报 2023年第12期68卷 1517-1527页

作者：李明松张皓天王蒙金之钧北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083

由全球变暖引起的海平面上升已经成为当前人类面临的核心挑战,迎接这一挑战的关键途径在于完善对温室地质时期全球海平面变化机制的理解.在无冰川活动的温室时期,海平面发生了频繁、大规模且快速的变化.然而,主流的冰川型海平面变化模... 详细信息

由全球变暖引起的海平面上升已经成为当前人类面临的核心挑战,迎接这一挑战的关键途径在于完善对温室地质时期全球海平面变化机制的理解.在无冰川活动的温室时期,海平面发生了频繁、大规模且快速的变化.然而,主流的冰川型海平面变化模型无法解释这一现象.大陆沉积物的潜在储层容量估算和大数据研究表明,温室时期的全球海平面变化可能与气候变化引起的大陆地下水活动有关.本文回顾了天文驱动的大陆地下水活动导致的海平面变化这一机制,提出了海绵大陆假说,认为天文因素驱动的气候变化使大陆含水层像海绵一样储水和排水,这可能是引起温室时期全球海平面和内陆湖平面大规模变化的机制之一.我们总结了近年来与深时海平面和湖平面重建有关的技术突破以及相关的温室时期研究实例,讨论了该方向亟待解决的问题,包括地下水的储量评估、研究手段及其储库的储水和排水机制等.

关键词：地下水海平面变化深时温室海绵大陆假说

海平面变化对海相临滨储层微观非均质性的控制作用——以塔里木盆地哈得4油田东河砂岩为例

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中国矿业大学学报 2018年第5期47卷 1068-1080页

作者：赵俊威徐怀民江同文何翠徐朝晖阳建平余义常王超长江大学录井技术与工程研究院湖北荆州434000 长江大学博士后科研流动站湖北荆州434000 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

储层微观非均质性控制了油藏内微观剩余油的分布,为探究储层微观非均质性成因,以哈得4油田东河砂岩段临滨亚相储层为例,利用岩心、测井及多种分析化验资料为基础,分析了准层序、准层序组及体系域内储层颗粒、填隙物及孔喉非均质性的变... 详细信息

储层微观非均质性控制了油藏内微观剩余油的分布,为探究储层微观非均质性成因,以哈得4油田东河砂岩段临滨亚相储层为例,利用岩心、测井及多种分析化验资料为基础,分析了准层序、准层序组及体系域内储层颗粒、填隙物及孔喉非均质性的变化特征,总结出不同级次的海平面相对变化对临滨亚相储层微观非均质的控制成因机理,认为由于不同级次海平面的相对升降,使临滨亚相沉积水动力发生变化、先期形成的临滨储层所处地表环境亦发生变化,从而对颗粒、填隙物及孔喉非均质特征产生影响.研究结果表明:准层序内单一临滨亚相储层颗粒非均质性向上变弱,粒度中值由0.12mm变为0.22mm、长石及岩屑体积百分比由18%变为9%,填隙物及孔喉非均质性向上减弱,其中填隙物体积百分比由11.0%变为2.7%、喉道半径由1.9μm变为3.6μm,使准层序内单一临滨亚相储层微观非均质总体表现为向上减弱的趋势;东河砂岩段下部退积式准层序组内部,单一临滨亚相储层微观非均质总体表现为向上增强的趋势,而上部进积式准层序组内单一临滨亚相储层微观非均质呈由强变弱的特征,进积式准层序组中粒度中值由0.15mm变为0.23mm、长石及岩屑体积百分比由18%变为11.5%、填隙物体积百分比由13.7%变为6.3%、喉道半径由1.6μm变为3.7μm;高位体系域内单一临滨储层微观非均质性表现为减弱的特征,不同层序单元内微观非均质性变化程度不同.针对碳氧同位素及储层薄片分析结果较好证实以上观点.

关键词：哈得4油田海相储层海平面变化微观非均质性临滨亚相

拉萨地块林周盆地下白垩统塔克那组:新特提斯洋活动陆缘伸展阶段沉积记录

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地质学报 2022年第3期96卷 783-804页

作者：刘航宇石开波刘波宋本彪刘卓北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油勘探开发研究院北京100083

拉萨地块林周盆地下白垩统塔克那组沉积于新特提斯洋壳向拉萨地块俯冲的弧后伸展环境,对重构该时期古地理格局、理解活动陆缘伸展构造对沉积的控制作用具有重要意义。基于野外露头描述和薄片观察,总结塔克那组岩石地层、岩石学和古生物... 详细信息

拉萨地块林周盆地下白垩统塔克那组沉积于新特提斯洋壳向拉萨地块俯冲的弧后伸展环境,对重构该时期古地理格局、理解活动陆缘伸展构造对沉积的控制作用具有重要意义。基于野外露头描述和薄片观察,总结塔克那组岩石地层、岩石学和古生物特征,对比同期新特提斯被动陆缘阿拉伯板块Shu’aiba组,讨论塔克那组沉积演化和活动陆缘沉积特征。塔克那组发育碎屑岩、硅质碎屑-碳酸盐混积岩、碳酸盐岩三大类沉积岩十种岩石类型,纵向上划分为四个岩性段,是一个三级相对海平面变化旋回的沉积层系。塔一段砂岩—混积岩—灰岩岩性变化、沉积构造和生物类型均指示潮间-潮下带潟湖环境;塔二段沉积于海平面快速上升期,主要为风暴浪基面之下厚层泥灰岩;塔三段在玛行西剖面首次识别出代表风暴浪基面之上的风暴成因生物富集层,往西南在甲绒东剖面相变为浅滩相生屑/鲕粒颗粒灰岩;塔四段沉积期海平面持续下降,海水逐渐退出盆地,沉积滨岸和泛滥平原环境的泥页岩夹粉砂岩。与阿拉伯板块同期生物种属对比表明,塔克那组沉积期,南拉萨地块林周盆地与新特提斯洋沟通性好。活动陆缘伸展背景下,具有基底快速差异沉降、陆源沉积物持续输入的特征,导致纵、横向相变快,混积岩发育,厚壳蛤、Lithocodium-Bacinella等浅海喜净水生物和深水浮游生物欠发育。

关键词：白垩系塔克那组混积岩风暴沉积生物富集层弧后伸展构造海平面变化

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上扬子西北缘晚震旦世古环境演化

地质学报 2022年第7期96卷 2281-2294页

作者：齐哲侯明才王瀚徐胜林刘彦鹏成都理工大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059

上扬子地区震旦系灯影组不仅记录了埃迪卡拉纪晚期环境与生命的协同演化,而且大量发育的丘滩体沉积正成为四川盆地深层古老碳酸盐岩油气勘探的重要目标。因此分析灯影组沉积环境演化不仅可以约束埃迪卡拉纪晚期全球海平面变化、古海洋... 详细信息

上扬子地区震旦系灯影组不仅记录了埃迪卡拉纪晚期环境与生命的协同演化,而且大量发育的丘滩体沉积正成为四川盆地深层古老碳酸盐岩油气勘探的重要目标。因此分析灯影组沉积环境演化不仅可以约束埃迪卡拉纪晚期全球海平面变化、古海洋环境演化,而且对于四川盆地深层油气勘探具有重要意义。前人对于上扬子地区震旦系灯影组的沉积环境演化、相对海平面变化仍缺乏较为精细的刻画和解释,严重制约了以上研究的进展。本文通过对上扬子西北缘绵竹清平剖面灯影组详细的野外沉积学解剖及室内微相分析解释,识别出以各类颗粒云岩、微生物云岩为主的21类岩石微相;根据微相组合关系分析,认为发育多种向上变浅的潮下—潮间—潮上沉积序列以及若干颗粒滩、微生物丘沉积构成的米级沉积旋回;以此为基础详细刻画出灯一段—灯二段下部、灯二段中上部—灯二段顶部、灯三段底部—灯四段下部、灯四段中上部—灯四段顶部构成的四次海侵—海退次级旋回以及灯二段和灯四段顶部暴露侵蚀的沉积环境演化及海平面变化历程,并建立了扬子台地西缘绵竹地区埃迪卡拉纪晚期以潮坪相、微生物丘滩体、颗粒滩为典型沉积特征的浅水碳酸盐岩台地沉积模式。综合沉积微相特征、微相组合特征及剖面沉积相演化规律认为,该地区沉积环境演化主要受次级海平面波动影响,海侵—海退次级旋回的中上部可能为灯影组优质储层发育的主要层位,其内部的两次暴露不整合可能与冰期事件导致的海平面下降密切相关。

关键词：上扬子西北缘灯影组碳酸盐岩微相沉积环境海平面变化

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近海海平面变化成因分析

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1750-1757页

作者：徐天河杨元元穆大鹏尹鹏山东大学空间科学研究院山东威海264209 盐城师范学院城市与规划学院江苏盐城224002

近海海平面上升直接威胁人类生存,分析其成因不仅具有重要科学意义,而且能够为应对海平面上升提供相应策略。使用卫星测高、时变重力以及浮标观测研究2002—2020年近海300 km内海平面变化成因。由于时变重力在近海受到较为严重的泄漏误... 详细信息

近海海平面上升直接威胁人类生存,分析其成因不仅具有重要科学意义,而且能够为应对海平面上升提供相应策略。使用卫星测高、时变重力以及浮标观测研究2002—2020年近海300 km内海平面变化成因。由于时变重力在近海受到较为严重的泄漏误差影响,使用时变重力约束解模拟陆地质量变化对海洋质量的泄漏,其线性趋势约为0.68 mm/a。在季节和非季节尺度上,时变重力和浮标观测解释了卫星测高的结果,证明近海海平面平衡方程在季节和非季节时间尺度上能够被闭合。在长期变化趋势方面,卫星测高显示近海海平面上升速率为3.32±0.45 mm/a,而时变重力与浮标观测之和的速率为2.25±0.51 mm/a,两者之间存在约1 mm/a的速率差。鉴于该速率差高于估计的不确定度,认为当前在闭合近海海平面平衡方程长期趋势方面仍存在不小挑战,一方面近海比容实测数据较为稀少,很可能低估了长期趋势变化;另一方面,不完善的泄漏误差改正和陆地垂直运动改正也会影响近海海平面长期趋势变化。

关键词：海平面变化卫星测高时变重力近海区域

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卫星测高确定全球海平面变化研究进展

测绘地理信息 2022年第3期47卷 1-8页

作者：金涛勇刘文轩姜卫平杨连俊肖明宇武汉大学测绘学院湖北武汉430079 湖北珞珈实验室湖北武汉430079 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

全球海平面变化是气候变化的指示器,其趋势与特征是预测预报海洋灾害、认识海洋动力变化过程、制定气候变化应对措施等的重要基础。卫星测高技术是目前高效确定高精度全球海平面变化的关键技术。近30年来,利用卫星测高技术在现今和长期... 详细信息

全球海平面变化是气候变化的指示器,其趋势与特征是预测预报海洋灾害、认识海洋动力变化过程、制定气候变化应对措施等的重要基础。卫星测高技术是目前高效确定高精度全球海平面变化的关键技术。近30年来,利用卫星测高技术在现今和长期全球海平面变化趋势与空间特征方面取得了众多研究成果。对国际上利用卫星测高技术确定全球海平面变化的相关研究进展进行了梳理,包括卫星测高技术确定的1993年至今的全球平均海平面变化速率与加速度和高分辨率格网全球海平面变化,以及联合卫星测高和多源海洋数据确定的长期高分辨率格网全球海平面变化,并结合卫星测高技术的未来发展对全球海平面变化研究进行了展望。

关键词：卫星测高海面高海平面变化气候变化

琼东南盆地天然气水合物储层沉积时间及成因机制

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地学前缘 2024年

作者：梁晨姜涛匡增桂胡亦潘杨承志任金锋赖洪飞中国地质大学(武汉)海洋科学系海洋地质资源湖北省重点实验室中国地质调查局广州海洋地质调查局

近年来的钻探已在南海北部琼东南盆地证实了天然气水合物的存在，水合物形成时间无疑是深刻理解水合物成藏过程和分布的关键。本研究首次通过对含水合物钻孔的释光年代学研究，揭示天然气水合物储层的沉积时间，结合水合物分布的层段，... 详细信息

近年来的钻探已在南海北部琼东南盆地证实了天然气水合物的存在，水合物形成时间无疑是深刻理解水合物成藏过程和分布的关键。本研究首次通过对含水合物钻孔的释光年代学研究，揭示天然气水合物储层的沉积时间，结合水合物分布的层段，约束了天然气水合物形成时间的下限，并进而分析了水合物储层的沉积速率及影响因素，为南海北部水合物勘查提供了坚实地质支撑。研究结果表明，该地区天然气水合物的形成于65-90 ka，且天然气水合物储层沉积速率受冰期/间冰期海平面波动的控制。间冰期海平面上升，陆源碎屑输入减少，导致沉积速率降低；冰期海平面下降，陆源物质输入增加，沉积速率加快，是琼东南盆地天然气水合物储层形成的主要时期。

关键词：光释光测年天然气水合物储层沉积速率海平面变化

四川盆地二叠系栖霞组碳同位素特征及其地层学意义

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矿物岩石 2024年第2期44卷 137-150页

作者：张高源汪华丁一陈骁叶玥豪彭思桥陈延贵金鑫宋金民李智武成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院四川成都610041

四川盆地二叠系在整个华南地区发育最为完整,是研究二叠系地质事件的良好素材。为厘清栖霞组地层划分以及海平面变化复杂多样的问题,本次研究基于四川盆地2口并的岩屑资料开展了岩性及碳同位素地层对比工作,揭示栖霞组主要以泥晶灰岩、... 详细信息

四川盆地二叠系在整个华南地区发育最为完整,是研究二叠系地质事件的良好素材。为厘清栖霞组地层划分以及海平面变化复杂多样的问题,本次研究基于四川盆地2口并的岩屑资料开展了岩性及碳同位素地层对比工作,揭示栖霞组主要以泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩、含云质灰岩与白云岩为主,在MX150井与LT1井中,碳同位素分别介于-1.72%~4.75%与2.75%~4.91%之间,碳同位素整体呈升高趋势,下部较为离散,上部的升高段具体表现出两段正偏-负偏-正偏-负偏的变化趋势。这些证据表明栖霞组可对应于空谷阶至罗德阶下部,时限约为283~270Ma。栖霞组的碳同位素正偏一负偏旋回与全球海平面变化和岩性旋回呈明显相关性。空谷阶下段普遍发育的碳同位素负异常可能与火山及其伴生的野火及甲烷泄露事件有关。大量CO_(2)输入背景下气候变暖,冰川大量融化,海平面升高,因此栖霞组下部以泥质灰岩沉积为主。其上碳同位素整体的升高趋势反映了初级生产力升高和有机碳大量埋藏,最终降低了大气CO_(2)浓度,全球海平面下降,同时栖霞组中下部生屑颗粒灰岩出现标志着沉积水深变浅。中上部的两个碳同位素正偏一负偏次级旋回中,正偏大致对应低海平面时期,碳同位素负偏大致对应高海平面时期,反映了冰川型海平面变化与碳循环波动的相关性。最大正偏点附近总体上白云岩更为发育,可能反映了海平面低位时期,有利于同生一准同生期白云石化发生。

关键词：四川盆地二叠系栖霞组碳同位素对比海平面变化

古气候和海平面变化对浅水碳酸盐岩高频层序及有利储层的控制——以川中地区龙王庙组为例

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中国地质 2024年第2期51卷 577-591页

作者：赵玉茹高达胡明毅郑超李佳谢武仁长江大学地球科学学院湖北武汉430100 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院大学北京100049 中国石油西南油气田勘探开发研究院四川成都610000 中国石油勘探开发研究院河北廊坊065007

【研究目的】阐明古气候和海平面变化对浅水碳酸盐岩高频层序及有利储层的控制机制,对明确储层成因和分布规律具有重要意义。【研究方法】以川中地区龙王庙组为例,在沉积相及层序地层分析的基础上,通过全井段取心的碳氧同位素、主量和... 详细信息

【研究目的】阐明古气候和海平面变化对浅水碳酸盐岩高频层序及有利储层的控制机制,对明确储层成因和分布规律具有重要意义。【研究方法】以川中地区龙王庙组为例,在沉积相及层序地层分析的基础上,通过全井段取心的碳氧同位素、主量和微量元素测试,恢复了海平面和古气候变化并开展了综合讨论。【研究结果】龙王庙组主要发育云质潟湖、滩间海、颗粒滩和云坪4种沉积微相,可清晰识别可区域对比的两个四级层序。龙王庙组的δ^(13)C具有两个变化周期,指示两次海平面升降,这与Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、B和V元素变化所反映的古水深变化一致。碳和氧同位素估算的古海水Z值和温度,以及Mg、Ca良好的相关性,共同反映干旱炎热气候和亚热带海洋环境;MgO/CaO、MnO_(2)、Fe_(2)O_(3)/MnO_(2)和Al_(2)O_(3)/MgO的规律性变化,指示两个层序早期的气候短暂过渡为温暖潮湿;Sr/Ba值反映沉积晚期海水盐度明显增高。【结论】气候温暖潮湿和海平面快速上升期形成海侵体系域;气候炎热干旱时,颗粒滩和云坪快速沉积构成高位体系域。高位域上部的滩—坪体系是优质储层的物质基础,在海平面下降和干热气候控制下发生的早期溶蚀和白云化作用是储层改善的关键。

关键词：高频层序元素地球化学碳、氧同位素海平面变化古气候龙王庙组油气勘查工程四川盆地