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中 新生代旋回地层学研究及其油气地质意义——以惠州凹陷和煤山剖面为例.docx


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中国石油大学〔华东〕
博士学位论文
中、新生代旋回地层学研究及其油气地质意义--以惠州凹陷和 煤山剖面为例
姓名:田世峰
申请学位级别:博士
专业:地质资源与地质工程
指导教师:查明;陈中强
202206
摘要
旋回地层学是近年来国际上兴起的一个地层学分支学科,用于识别、描述、比照以 及解释地层中周期性或准周期性的旋回变化,尤其可应用于地质年代学中,用来提高时 间地层格架的精确性和分辨率。自从Hays于1 976年在((Science))上发表文章报道他们 在第四纪深海钻探岩芯中发现了米兰科维奇旋回以来,国际地学界对旋回地层学的研究 如火如荼。在中国,虽然一些学者白上世纪九十年代以来对该学科进行了有益的尝试性
研究,但却一直没有得到开展,甚至没有中文资料系统的介绍旋回地层学。因此,本论 文首先详细归纳、总结旋回地层学的相关概念、开展历程、研究方法和研究现状,然后, 对珠江口盆地惠州凹陷古近系和浙江煤山剖面早三叠世地层这两个实例进行详细解剖 和系统研究,最后,尝试性地将旋回地层学与石油地质学结合,力争将级次结构及持续 时间的米兰科维奇旋回引入油气地质勘探,满足其对研究精度日趋提高的要求。
珠江口盆地古近系地层序列普遍发育三角洲相硅质碎屑岩及浅海相碳酸赫岩的韵 律性互层,且显示出较强的周期性变化规律。为了提高地层分辨率以满足油气勘探需求, 本研究选取珠江口盆地假设干钻穿中新世的钻井,利用其自然伽马测井曲线进行频谱分析, 找出旋回的主要周期从而判断其驱动机制。因为高频旋回地层学的应用需要其它地质定 年手段提供的独立的年龄格架,本论文利用浮游有孔虫、钙质超微化石、颗石藻类、孢 粉四个化石门类进行微体古生物地层格架的建立,根据标志种与?地质年代表2022))的 比照获得旋回地层学所需的绝对年龄控制点。然后,从最新的天文周期解决方案中选择 斜率和日照量作为目标曲线,将自然伽马测井曲线进行天文调谐,得到高分辨率天文调 谐地质年代表或浮动天文年代表,并利用该地质年代表对发现的地质及古生物事件进行 定年。针对研究层段完整性、沉积物类型及沉积持续时间等的不同,分别利用频谱分析 法、滑动窗口频谱分析法、高密度滑动窗口法及相位比照法求取研究层段的精细沉积速 率变化。最后还从替代指标的选择、频谱分析以及天文调谐过程,详细深入分析可能产 生误差,并最终影响天文调谐地质年代表结果的可能因素。
作为二叠.三叠系全球界限层型及“金钉子〞剖面,浙江煤山剖面在生物地层、生 态地层等方面得到了极大关注和开展,但层序地层、旋回地层学方面,却鲜有研究者涉 及。前人依靠生境型等证据建立的层序地层格架及依靠定性分析得出的旋回地层学结果 大大提高了我们对层型剖面地层学的认识,但难以满足在该剖面上对二叠纪末大绝灭之 后生物复苏机制及古气候的研究对地层精确度的要求。二叠纪末生物大灭绝造成海洋生
i
物的萧条,但同时也意味着较低的生物扰动,使得早三叠纪可以较好地保存精细的韵律 性旋回。论文对浙江煤山剖面下三叠统可进行区域比照的高频泥岩、碳酸盐岩薄互层进 行级次划分,利用相对碳酸盐岩含量作为替代指标进行频谱分析找出主要频率,定量分 析其旋回驱动机制并分析天文轨道参数对沉积影响的可能途径。结合天文轨道理论,分 析频谱分析结果中丧失的信号及仍然存在的噪音的主控因素,并尝试性地提出一种解决 深度域.时间域转换过程中不同岩性沉积速率不同导致的时间序列不可信的算法。最后 利用改良的Fischer图解重建煤山地区早三叠世相对海平面变化曲线,并与全球同时期 海平面变化进行比照,分析其异同点及可能的影响因素。
国际上对旋回地层学领域的研究,主要集中在天文轨道周期理论及其对气候的影响, 古季风、冰川、古生物、海平面变化等的演化机制研究等方面,天文调谐建立的地质年 代标尺这一高分辨率定年工具,始终没有在石油地质勘探中得到充分的应用。论文最后 探讨了高频米兰科维奇旋回在经典层序地层学三级层序的起因和持续时间、高频层序划 分、层序边界及沉积间断的识别、有利砂体预测、地层剥蚀厚度恢复及盆地沉积速率演 化和动力过程等问题中的应用。 关键词:旋回地层学;米兰科维奇旋回;天文调谐地质年代表;惠州凹陷;煤山剖面
CycIostratigraphy of Mesozoic and Cenozoic and Im plications for Hydrocarbon Exploration
—Cases Study of the Huizhou Depression and Meishan Section
Tian Shif

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  • 时间2022-05-19