研究历史和现状

古湖沼学的研究始于美国。19年底,犹他大盐湖的前身更新世湖的研究,内华达西部更新世湖的研究,开启了古湖沼学的研究。沉寂了半个世纪后,古湖沼学在20世纪50年代末和60年代初卷土重来。其中最重要的是美国绿河页岩的古湖沼学研究,但从那以后到80年代初,国际古湖沼学研究的主流主要是中高纬度的第四纪短寿命冰川成因湖泊。近二十年来国际古湖沼学研究的发展趋势显然有利于其在陆相油气勘探中的应用。古湖沼学的研究开始转向古构造湖的研究,尤其是气候条件较差的裂谷湖和盐湖。虽然世界上湖泊的总量与淡水湖大致相当,但研究的程度却大相径庭。直到80年代末,国际古湖泊会议上关于咸水湖的论文还不到淡水湖的1/6。然而,自20世纪90年代以来,现代盐湖的地球科学论文数量显著增加,从1981占所有湖泊论文的5%增加到1992的近30%(Renaut等人,1994)。继1988年《国际古湖泊杂志》出版后,1992年《国际盐湖研究杂志》在澳大利亚出版。在古构造湖泊中开展更大规模的国际研究计划,其中东非裂谷湖泊体系研究最为突出。法国石油公司Elf和世界各地的研究机构自20世纪70年代末以来一直在调查东非的裂谷湖。近二十年来,通过地震勘探、钻探和水下勘探,我们对湖盆的构造控制、几何形态、水文特征、生产力、有机质积累和保存等有了比较系统的认识。贝加尔湖国际合作考察也在加紧进行。除了地震勘探和陆上钻探,“贝加尔钻探计划(BDP)”在1993年首次在水深354 m的湖底获得了长100 m的岩心,揭示了约50万年的沉积历史(BDP-93,1997)。其他现代对深湖的湖沼学调查,如南美洲的的的喀喀湖(Dejoux等人,1992),也大大增加了科学界对构造湖的了解。

同时,中国、巴西、印尼等陆相油田石油地质界面占绝对优势的现实,大大增加了对陆相生油湖盆研究的兴趣。90年代以来,对它们进行了总结和比较(如史密斯,1990;Katz,1990,1995),其中很多都与现代裂谷湖泊的研究成果进行了对比。此外,湖泊沉积是古环境记录的主要来源之一,对古湖泊的研究已经成为地质科学中非常活跃的一部分。国际地质对比计划还设置了两个特殊的古湖泊:IGCP219“湖泊沉积学时空对比”(1984 ~ 1990)和IGCP324“湖泊体系中的全球古环境档案”(191 ~ 65438+)。

与国际湖沼学和古湖沼学的研究相呼应,中国科学家也对中国的大小湖泊做了大量的研究工作。自20世纪50年代以来,对青海湖、茶卡、大柴旦等高原咸水湖和盐湖,太湖、鄱阳湖、巢湖、洞庭湖等长江中下游淡水湖,以及云南抚仙湖、滇池、洱海等断陷湖进行了系统的湖沼学研究,包括湖泊沉积和湖泊演化的内容,取得了从湖盆起源到集水盆地气候记录,从鄱阳湖三角洲到抚仙湖浊流等诸多成果。孙顺才等,1989)。近年来,随着“全球变化”等环境研究的需要,古湖沼学研究如火如荼,如察尔汗湖(陈克藻,1985)、青海湖(王素敏等。, 1992;张鹏熙等,1989)、内蒙古岱海(王素敏等,1990)、内蒙古呼伦湖(王素敏等,1995)、新疆巴尔昆湖(韩书体等,1990)、云南抚仙湖(中科院)

随着国内外现代湖泊研究资料的积累,古湖沼学研究进入了一个新的阶段,即含油盆地古湖沼学研究。国际学术界从古湖沼学的角度重新审视了湖相油源岩的沉积环境和成因。例如,Kelts(1988)根据现代湖泊和古湖泊油源岩的数据体系,总结了湖泊油源岩的沉积环境,探讨了湖泊有机质的产生、沉积和保存机制。Talbot(1988)根据非洲六个现代热带湖泊的资料探讨了湖相油源岩的成因,特别强调了气候和湖泊分层对有机质聚集的控制作用。此类工作提出了许多湖相油源岩的沉积环境模式,其中以下三种具有代表性:①大型深水缺氧湖泊模式:以非洲坦噶尼喀湖为代表,认为富含有机质的沉积物最有可能沉积在深水温跃层下的缺氧水环境,长期成层,淡水-半咸水湖泊(Demaison等,1980);②盐湖模式:该模式源于对绿河组油页岩沉积环境的一种解释,认为油页岩沉积在一个浅水但缺氧成层的碱性湖和微咸水中(Eugster et al .,1975;苏尔丹等人,1975)。后来,有人注意到现代干盐湖的高生产力,并得出结论,这种环境是油源岩沉积的理想场所。(3)碱性湖泊模型:认为pH值高的湖泊可以支持更高的产量,溶解更多的磷,以中等盐度、高碱度的湖泊为代表,如东非基伍湖、土耳其凡湖(Kelts,1988)。

在我国,广大湖沼学家在研究现代湖泊的过程中紧密结合陆相生油的实际,如青海湖有机质沉积转化研究(中科院兰州地质研究所等。,1979)、云南断陷湖沉积学与油气勘探关系研究(中国科学院南京地理与湖泊研究所等)。,1989),并将他们的研究经验应用于现代湖泊勘探石油。与此同时,油田的石油地质学家也开始从古湖沼学的角度探讨生油湖的水化学、季节分层和生物特征(如邓等,1990,1993;姚一民等,1994)。孙振成等(1997)系统研究了中国新生代和现代盐湖的沉积、生物和地球化学特征,探讨了盐湖沉积环境、盐湖相烃源岩和油气生成的理论和意义。20世纪80年代后期以来,王等人详细介绍了世界现代湖泊和含油气盆地的研究成果和方法(王等,1991,1993),同时系统地开展了中国东部含油气盆地的古湖沼学研究。特别是在渤海湾和南海北部陆架大盆地的古湖沼学研究中,已有相关成果报道,涵盖了含油气盆地古湖沼学的各个方面。邵磊等(2000,2001a,2001b,2005)利用沉积地球化学方法确定了渤海湾、珠江口和北部湾盆地古湖泊的物源地质和沉积物来源。刘传连等(1996,1998,2002a,2002b)基于地壳稳定同位素化学和微体化石的一系列证据,对孤东湖水特征和演化有了新的认识。钟(1993,1996)和舒等人(1995)利用遗迹化石和沉积物结构来判别古湖水的分层和湖底含氧量,从而评价沉积有机质的聚集和保存条件。更为实际的是,在含油气盆地古湖沼学研究中,古生物学家和地球化学家从古湖沼生产力和湖底氧化还原条件的角度,将浮游植物和沉积有机质的研究与烃源条件的分析结合起来,对中国新生代盆地富烃源岩的形成和分布规律及控制因素进行了有益的探讨(朱等,1997,2004;朱等,1999;吴等,1998,1999;刘传莲等,2000,2001a,2001b,2002c)。