天津铁岭组层序古地理重建与透明地质技术应用展望

【作者】 吴因业； 王媛； 胡琳；

【机构】 国际古地理学会； 中国石油勘探开发研究院； 中国石油大学(北京)；

【摘要】 天津蓟县系海相沉积,大约是14～10亿年前的产物,蓟县系是中国北方重要的地质地层单位,其地质时代属于元古代。以厚层碳酸盐岩为主,铁岭组发育大量叠层石,这是由蓝藻等微生物形成的生物沉积构造,相当于国际上Ectasian和Stenian时期的产物。查明层序体系域、准层序叠加样式十分重要,叠层石的广泛发育反映了元古代海洋中微生物生态系统的繁荣,是早期生命演化的关键证据。通过岩石类型、沉积构造和微生物化石组合,可重建古地理,进而了解古代海洋的温度、盐度及大气成分等环境信息。建立富叠层石的铁岭组沉积模式也是预测深层优质储层和有利油气勘探目标的基础。通过对天津蓟州地区地质露头南桃园剖面、铁岭子村剖面等9个观察点详细研究、拍照和样品采集,并制作5个薄片进行了显微镜观察分析研究,分析了铁岭组的沉积模式和古地理特征。铁岭组层序可以划分下部层序和上部层序,下部小岭子村附近出露完整,以白云岩为主的多个准层序组成,向上过渡为页岩与含锰白云岩互层,顶部发育不稳定的硅质角砾岩和古风化壳。下部层序叠层石仅局部发育小礁体,反映沉积环境以潮间带至潮下带过渡区为主,间歇性暴露事件导致硅质角砾岩形成。南桃园村附近出露的翠绿色页岩代表了浅海陆棚沉积环境,需要指出的是,翠绿色页岩富含海绿石,这是海相环境中常见的特征自生矿物,一般认为是在弱碱性(p H=7～8)、弱还原和盐度正常的海水中缓慢形成,深度以30～200 m为最佳,其形成所要求的水温是15～20℃(赵澄林,朱筱敏,2000)。局部不整合代表了上、下层序之间的层序界面。上部层序底部发育有竹叶状灰岩,代表存在风暴沉积,尔后是含有燧石结核的灰岩或白云质灰岩,层序中上部形成富含叠层石的灰岩,可以称之为"叠层石花园"。叠层石礁体的发育与蓝藻繁盛密切相关,可以是有壁叠层石,也可以是无壁叠层石,其周期性生长记录了季节性环境变化。微古植物Taeniatum crassum和Polyporata obsoleta的出现,指示富营养化浅海生态系统。顶部与下马岭组的平行不整合(铁岭运动)标志着区域性抬升,构成上部层序的顶界面。展望未来,层序古地理重建将与透明地质技术的应用密切相关。透明地质技术是一种通过数字化手段,将地下复杂地质信息进行整合、分析和可视化呈现,从而为相关工程和研究提供决策依据的技术体系。过去,我们在与澳大利亚CSIRO开展层序地层学国际合作时,应用了SEMSIM模拟等技术,重建了层序体系域、储集层砂体分布和沉积演化过程。现在借助人工智能算法,可以应用透明地质技术实现地质体边界自动识别、资源储量智能估算及地质灾害动态预警等功能,重建富叠层石的铁岭组层序古地理。更多还原