塔里木盆地西北缘埃迪卡拉纪—寒武纪转折期黑色岩系中硅质岩成因及其环境指示意义

埃迪卡拉纪—寒武纪转折期是地质历史上的关键期,全球范围内普遍发育一套黑色岩系,包括硅质岩、泥岩和白云岩。在这套黑色岩系中下部,发育了不同厚度的硅质岩,尤其是在塔里木盆地西北缘,黑白燧石条带韵律性互层且硅质岩分布变化大,其成因对寒武系玉尔吐斯组优质烃源岩形成环境具有重要指示意义。本文以塔西北地区新柯地1井这套黑色岩系中硅质岩为研究对象,运用岩芯观察、镜下薄片鉴定、主微量元素和稀土元素分析,研究硅质岩与有机质的成因及其二者之间的共生机理,硅质岩较高的Ti、V、Y、Ba等元素含量、较低的δ30Si值(1. 2‰~0. 7‰)、明显的Ce负异常说明其硅质流体为热液来源,但是硅质岩不是热液脉体侵入形成,而是富含硅质的流体与冰冷的海水混合沉积而成,硅质岩沉积受温度、pH值、有机质等因素共同控制,有机质的存在可以促进硅质沉淀。同时系统地研究了黑白燧石条带韵律性互层的成因,白色层由纯的微晶石英组成,而黑色层由碎屑碳质颗粒、石英颗粒和碳质纹层组成,认为是微生物席活动的结果,硅质岩中黑白燧石层受冰期和间冰期控制。硅质岩中较高的Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)比值和较低的Lan/Cen比值代表受陆源影响的大陆边缘沉积环境,结合古气候、海平面变化等信息,认为塔西北地区寒武系玉尔吐斯组硅质岩以及硅质页岩沉积于局限海湾或潟湖环境,为正确认识硅质页岩的形成环境和烃源岩的评价预测提供理论指导。     

塔里木盆地玉尓吐斯组高频层序沉积充填演化特征及控烃作用

结合9个野外剖面和17口井,对塔里木盆地玉尔吐斯组沉积演化及其对烃源岩的制约作用进行了系统研究和分析。在精细对比后发现,塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组可分为2个三级层序(SQ1、SQ2)、5个四级层序(sq1—sq5),其中三级层序SQ1可分为3个四级层序,SQ2可分为2个四级层序。SQ1发生在寒武纪初期,海进速度较慢,影响范围相对局限,而SQ2的海进则相对迅速,影响范围较大。四级层序sq1发生在第一次海侵初期,水体浅,主要沉积紫红色白云岩、灰黑色砂屑白云岩,起填平补齐的作用;sq2、sq4发生在海侵—海退的转换时期,是两套深水的沉积,岩性以黑色泥岩、硅质泥岩和硅质岩为主,局部发育泥岩与条带状白云岩互层;sq3、sq5是海退过程中的浅水沉积,主要发育灰色白云岩和藻白云岩,局部有泥质夹层。利用Mn、Fe、Ti、Rb、K、Sr、Ba、Cu、U、V、Mo等元素及其比值进行沉积环境分析表明,sq2时期,水体深度大、盐度低、气候温暖湿润,有利于生物发育,并且其硫化缺氧的环境极其有利于有机质的保存;sq4时期,水体深度较大,盐度相对较小,气候相对温暖湿润,较为适合生物生存,并且其硫化缺氧夹次氧化的环境,较为适合有机质保存。高频海平面变化与沉积环境演化影响着玉尔吐斯组的烃源岩分布与品质,sq2时沉积的烃源岩品质优于sq4,但是其分布范围小于sq4。     

塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组硅质岩成因及石油地质意义

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是一套岩性复杂的烃源岩,该组中出现了广泛分布的层状硅质岩。层状硅质岩的形成环境较为特殊,对层状硅质岩的成因研究有助于还原玉尔吐斯组沉积时期的沉积背景,从而预测优质烃源岩的分布。利用不同露头剖面的硅质岩样品,通过薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、有机碳含量测定等无机-有机岩石学分析认为,玉尔吐斯组硅质岩形成于裂谷背景下的高盐度、碱性封闭水体中,沉积水体的水动力变化使硅质岩具有层状构造和碎屑结构。陆源碎屑、生物以及与裂谷作用同时发生的火山活动为水体提供了硅质来源,热液为封闭水体带来了营养物质,使藻类、小壳类生物在裂谷中生长繁盛;生物的生长富集和特殊水体的良好保存条件,使玉尔吐斯组发育了良好的烃源岩层。硅质岩的岩石学、地球化学特征显示,早寒武世拉张应力条件下的大规模裂谷作用,形成了大范围展布的台内裂陷,台内裂陷环境有利于优质烃源岩的发育,研究区早古生代-新元古代地层有良好的勘探潜力。     

热液活动对东二沟剖面玉尔吐斯组烃源岩形成的影响

研究热液活动是否会破坏烃源岩的形成。对塔里木盆地东二沟剖面玉尔吐斯组进行地球化学分析,利用δEu、Fe/Ti和（Fe+Mn）/Ti比值研究热液活动,Al/Ti比值替代古生产力,V/Cr、V/（V+Ni）和Ni/Co比值代表氧化还原环境,进而探讨热液活动与古生产力、氧化还原条件以及有机质含量之间的关系。玉尔吐斯组沉积时古生产力水平较低,为贫氧-厌氧环境,下部具有较强的热液活动,中上部热液活动较弱。下部的热液活动虽然促进了古生产力的提高,但TOC含量整体较低,为0.01%～3.58%,平均值为0.64%;中上部热液活动较弱,古生产力水平较低,TOC含量却较高,为0.06%～12.19%,平均值为8.95%,是较好的烃源岩层。岩石薄片显示,与热液活动相关的硅质岩中含有大量的藻类。研究结果表明,较强的热液活动会带来大量的富硅流体,稀释沉积物中的有机质,对烃源岩的形成起破坏作用。     

利用Mo-U等多指标判别黑色岩系中硅质岩形成氧化-还原环境的可行性分析及意义

硅质岩作为一种重要的沉积岩类型,是研究前新生代古海洋环境的重要手段,但其缺乏在氧化-还原环境方面的应用。同时硅质岩是黑色岩系的重要组成部分,拓展硅质岩在该方面的应用研究,有利于加深对黑色岩系形成机理的认识。本文综述了硅质岩的现有研究方法、黑色岩系中黑色页岩和硅质岩研究的局限性和互补性,并论述了将Mo-U等氧化-还原敏感金属多指标判别方法应用于硅质岩,用来判断氧化-还原环境和盆地局限性等方面的理论可行性。在分析扬子地块及其周缘黑色岩系及硅质岩研究现状的基础上,认为将在黑色页岩使用成熟的氧化-还原环境研究方法应用于互层的(热水沉积)硅质岩,理论上具有可行性,并在扬子地块西北缘若尔盖地区奥陶-志留纪黑色岩系中互层的黑色页岩和热水沉积硅质岩岩性组合中得到进一步验证。该方法的应用可深化对扬子地块西北缘黑色岩系沉积环境特殊性及其中U-Au-Ni-Mo-V多金属矿源层的认识。     

塔里木盆地西北缘下寒武统黑色岩系差异性成岩演化及其影响因素

尽管泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造会显著影响页岩油气储层发育潜力,但对其成岩作用,特别是泥页岩中成岩矿物的类型、成岩演化及其影响因素、成岩矿物元素在低孔低渗孔隙系统中的迁移等问题的认识仍很薄弱,因而制约了对泥页岩储层的深入认识。为此,本文以塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组发育的两套黑色岩系为例,在沉积环境认识的基础上,通过矿物组分、黏土矿物组合、有机碳含量及有机质成熟度等测定分析,着重研究了黑色岩系自生矿物的分布及在成岩演化阶段的变化特征,阐述了成岩变化的时空分布及其影响因素。研究结果表明：（1）在浅水缓坡台地环境下,玉尔吐斯组受两个较为完整的海进-海退沉积旋回控制而形成的两套黑色岩系主要经历了早成岩阶段和中成岩阶段;（2）受沉积环境和热液作用的影响,这两套黑色岩系在石英、重晶石、碳酸盐胶结物和黏土矿物等自生矿物的组合、分布及形成顺序上存在显著的差异,呈现出差异性成岩演化的特点;（3）伊利石、伊蒙混层、绿泥石、白云石、石英胶结等中成岩阶段成岩产物的广泛分布,反映出在成岩过程中特别是中成岩阶段低孔低渗的泥页岩仍存在一定程度的内部和外部来源的矿物元素迁移。本次研究对深入认识塔里木西北缘下寒武统黑色岩系成岩机制,以及分析页岩储层发育特征提供了重要的依据。     

塔里木盆地沙雅隆起北部震旦纪地层特征与锆石U-Pb年龄约束北大核心CSCD

综合钻井岩芯、岩石薄片、测井、地震资料和野外露头资料,对塔里木盆地沙雅隆起北部的震旦纪地层进行划分对比和时代研究。该区震旦系分别以角度不整合位于变质岩基底之上、寒武系玉尔吐斯组泥岩或中生代地层之下,由下部的陆相碎屑岩和上部的台地相碳酸盐岩组成,厚度约在220~260m。其中碳酸盐岩厚度约在200m左右,自上而下分为藻云岩段、泥质云岩段、白云岩和灰岩夹白云岩段4个岩性段,相当于塔里木盆地西北缘的奇格布拉克组;震旦系下部的碎屑岩厚度20m左右,以褐色泥岩为主,相当于塔里木盆西北缘的苏盖特布拉克组。利用锆石测年对震旦系底部碎屑岩及其下伏变质岩时代进行限定,其基底年龄不早于776 Ma,相当于青白口系阿克苏群。研究区震旦系与塔里木盆地西北缘露头地层的对比表明,在震旦系苏盖特布拉克组沉积期,沙雅隆起北部可能处于隆起区,具有较长时间的沉积间断,至奇格布拉克组沉积期整个塔北才开始沉降并重新接受海相沉积。     

塔里木盆地沙雅隆起北部震旦纪地层特征与锆石U-Pb年龄约束

综合钻井岩芯、岩石薄片、测井、地震资料和野外露头资料,对塔里木盆地沙雅隆起北部的震旦纪地层进行划分对比和时代研究。该区震旦系分别以角度不整合位于变质岩基底之上、寒武系玉尔吐斯组泥岩或中生代地层之下,由下部的陆相碎屑岩和上部的台地相碳酸盐岩组成,厚度约在220~260m。其中碳酸盐岩厚度约在200m左右,自上而下分为藻云岩段、泥质云岩段、白云岩和灰岩夹白云岩段4个岩性段,相当于塔里木盆地西北缘的奇格布拉克组;震旦系下部的碎屑岩厚度20m左右,以褐色泥岩为主,相当于塔里木盆西北缘的苏盖特布拉克组。利用锆石测年对震旦系底部碎屑岩及其下伏变质岩时代进行限定,其基底年龄不早于776 Ma,相当于青白口系阿克苏群。研究区震旦系与塔里木盆地西北缘露头地层的对比表明,在震旦系苏盖特布拉克组沉积期,沙雅隆起北部可能处于隆起区,具有较长时间的沉积间断,至奇格布拉克组沉积期整个塔北才开始沉降并重新接受海相沉积。     

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组两套黑色岩系的差异及成因

玉尔吐斯组黑色页岩是塔里木盆地寒武系盐下最具有潜力的烃源岩之一,普遍认为其沉积于统一、相似的沉积环境(斜坡相),而作者的研究结果与上述结论不符。为了探讨两套在岩石矿物组合方面完全不同的黑色岩系分布规律和成因,并重建其各自的沉积模式,本文对研究区12条剖面进行了详细描述、测量,从沉积学特征、岩矿鉴定入手,结合扫描电子显微镜、X-衍射、地球化学等分析手段,着重研究了库勒剖面和于提希剖面两套黑色岩系的沉积学特征和地球化学特征差异。沉积层序、岩石矿物组合、微量元素富集系数、氧化还原敏感元素比值(V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th)、REE+Y配分模式、有机质含量以及饱和烃色谱特征分析结果表明:两套黑色页岩均为有机质高度富集的,处于热成熟生油阶段的海相优质烃源岩(干酪根类型Ⅱ1-Ⅱ2型,第一套黑色页岩TOC均值为5.37%,第二套TOC均值为1.46%),均沉积于海水氧化-还原分层的还原环境,但各自的空间展布规律和控制因素差异较大。建立了热液喷流缺氧模式和斜坡缺氧沉积模式:第一套黑色页岩主要沉积于第一个旋回海侵高峰期水体较深、沉积速率较高的内缓坡,其发育主要受热液喷流活动、微生物活动以及氧化还原条件影响,分布范围广,台内厚,缓坡带薄,靠近台内或台地内部热液喷流中心的裂洼陷主要控制着该套黑色页岩的展布,成烃生物以底栖藻类、细菌为主,少量浮游藻类为辅;而第二套黑色页岩主要沉积于第二旋回海侵初期水体不断变深的中-外缓坡低能带,其发育主要受古生产力、氧化还原条件以及古地形(斜坡陡缓)控制,分布范围局限,外缓坡带厚度较稳定,靠近台内不发育,成烃生物以浮游藻类为主,微生物和低等水生生物为辅,其发育条件则在台缘中-外缓坡更为有利。     

宁镇地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组底部黑色岩系地球化学特征与沉积环境分析

下扬子宁镇地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组沉积了一套良好的黑色烃源岩。本文以江苏句容仑山5号井岩心为研究对象,进行系统的岩相学研究与地球化学分析。该套岩系以黑色页岩夹硅质岩为主,夹多层火山灰薄层,笔石化石丰富。其中,五峰组底部发育钙质、硅钙质页岩,顶部以黑色页岩为主,SiO_2含量最高值82.38%,黑色页岩中存在硅质岩夹层,硅质岩夹层的形成可能与上升流及火山喷发带来的热液有关。高家边组底部与五峰组界限附近主要为黑色页岩。底部非黑色页岩段以粉砂-砂质泥岩与灰白-灰黑色页岩为主。δ~(13)C_(org)在奥陶系—志留系界限附近呈明显负偏移,反映海平面的迅速回升。五峰组与高家边组界限处微量元素氧化还原指标U/Th,V/(V+Ni),V/Cr,Ni/Co,V/Sc指示贫氧-缺氧环境,为有机质的保存提供了有利条件。草莓状黄铁矿的发现也为缺氧环境提供了证据。研究区岩石稀土元素配分型式较平坦,在五峰组和高家边组界限处局部出现Ce负异常,指示还原环境,且在界限附近Eu正异常最为显著,反映热液作用的影响。上奥陶统五峰组黑色页岩段和下志留统高家边组黑色页岩段为深水陆棚沉积,是良好的烃源岩发育区,向上至高家边组非黑色页岩段变为浅水陆棚沉积。五峰组—高家边组黑色烃源岩的形成受到了上升流、热液以及海平面回升等因素的多重影响。     

恩施剖面栖霞组下部贫氧-缺氧环境成因模式

我国华南地区二叠系栖霞组沉积了多套富有机碳的暗色岩系,是华南地区油气勘探的潜在烃源岩。其形成主要与水体的氧化还原以及古特提斯海洋洋流系统有关。然而,栖霞期水体的缺氧-贫氧的成因模式还需要更多的地质证据。本文选择湖北省恩施剖面栖霞组下部臭灰岩段钙质页岩及碳酸盐岩夹层为研究对象,开展稀土元素REE、微量元素Th/U比值以及碳酸盐矿物晶格内微量硫酸盐硫同位素组成分析。研究结果表明,栖霞组下部臭灰岩段的下部沉积水体主要为缺氧至贫氧条件,而臭灰岩段上部主要为贫氧至氧化条件。这些缺氧至贫氧沉积主要是由洋流的上涌造成。洋流的上涌将深水环境中缺氧、贫氧的底部水体涌至陆棚斜坡地带,造成斜坡浅水地带形成一个近似倒三角的缺氧-贫氧水体带,从而沉积了栖霞组暗色薄层石灰岩或钙质页岩。     

塔里木地台北缘早寒武世古海洋氧化-还原环境与优质海相烃源岩发育模式

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是国内已发现的最优质海相烃源岩（TOC=29.8%）,但针对该层段开展的古环境地球化学研究较匮乏.选取柯坪地区于提希剖面,开展野外勘查、薄片鉴定、主微量元素及总有机碳含量测试,探究富有机质烃源岩形成环境.研究表明,玉尔吐斯组岩石富集了包括V、U、Ni、Ba、Mo、Cu、Zn等微量元素;其底部硅质页岩展现的“负Ce异常、正Y异常、正Eu异常”的左倾稀土配分模式,较低的Ce/Ce*（均值0.45）,较高的Y/Ho（均值39.77）和极高的Eu/Eu*（均值35.32）与重晶石、磷结核等,表明塔里木地台北缘在早寒武世初期处于硫化还原和强烈热液活动的海水背景.氧化还原指标U/Al、V/Al、Th/U、V/Sc及Mo-U共变分析,揭示了早寒武世塔里木地台北缘是开阔海;同时,海水经历了“硫化缺氧（玉尔吐斯组A组Th/U_avg=0.070）→次氧化（B组Th/U_avg=1.21;C组Th/U_avg=0.62;D组Th/U_avg=1.21）→硫化缺氧（肖尔布拉克组Th/U_avg=0.13）”的变化过程;并具备较高的古生产力（TOC_max=17.2%,玉尔吐斯组ex-Ba_avg=8 634.85×10-6）和有利的有机质保存条件.据此,建立了玉尔吐斯组“周期性缺氧事件-热液活动-沿岸上升洋流”背景的缓坡型海相烃源岩发育模式.研究可为塔里木盆地深层-超深层远景油气资源评价与我国西北地区早寒武世古环境演化研究提供重要科学参考.      

塔里木盆地轮探1井下寒武统玉尔吐斯组烃源岩地球化学特征与形成环境

塔里木盆地轮探1井完钻井深8882 m，是目前亚洲最深井，钻揭震旦系，在寒武系白云岩储层中获得工业油气流，显示了超深层寒武系良好的勘探潜力，引起广泛关注。该井在下寒武统玉尔吐斯组（8607. 5～8688. 5 m)钻遇优质烃源岩层，是目前获取的全球最深的古生界烃源岩样品。本文对新鲜的钻孔岩屑样品，开展有机碳含量、主微量元素、生物标志化合物和干酪根碳同位素等测试分析，研究玉尔吐斯组烃源岩的地球化学成因。烃源岩有机碳含量在0. 14%~29. 8%（平均值为5. 65%，其中下段23 m优质烃源岩层TOC平均值为10. 48%)，S1+S2含量在0. 17~29. 08 mg/g（平均值为4. 62 mg/g)；Tmax分布在450~528℃，Ro在1. 4%~1. 7%，目前处于高—过成熟阶段。烃源岩干酪根碳同位素主要分布在-33. 84‰~-29. 02‰，均值-30. 55‰。生物标志化合物中姥植比相对较高，Pr/nC17和Ph/nC18关系指示海相偏还原的沉积环境；C27规则甾烷含量相对较高，表明生源以藻类为主。烃源岩中高度富集氧化还原敏感微量元素Mo、U、V等；微量元素比值V/Sc、MoEF/UEF值等指示该区震旦纪晚期就出现硫化水体并在玉尔吐斯组沉积早期持续增强。研究认为，轮探1井玉尔吐斯组下部的黑色页岩形成于硫化还原环境，是目前古生界异常高丰度的优质烃源岩，具有重要的勘探潜力。     

塔西北地区早寒武世玉尔吐斯组热液作用及沉积模式

埃迪卡拉纪-寒武纪之交全球沉积了一套黑色泥页岩和硅质岩组合,塔里木盆地早寒武世玉尔吐斯组即包含这样一套组合,并被认为是塔里木古生界主力烃源岩之一,然而目前对这套岩石组合的成因及沉积过程的研究还相对薄弱。在野外研究的基础上,将玉尔吐斯组分为5段,分为两个海进-海退旋回,认为其总体沉积于缓坡背景之上。对第一段硅质岩进行主量元素及稀土元素分析,结果显示其含有较低的Al/(Al+Fe+Mn)和较高的Fe/Ti值(均值分别为0.29和108.24)。在Al-Fe-Mn和Fe/Ti-Al(Al+Fe+Mn)图解上,多数样品落入热液作用范围,表明硅质岩主要受热液作用控制。硅质岩REE配分模式显示其不具有Eu的正异常和LREE富集的特征,这显示了海水对热液的稀释作用。靠近热液盆内口的库勒和什艾日克剖面发育较厚的硅质岩和一系列滑移变形构造。早寒武世时期,南天山洋已经打开,硅质热液广泛发育于整个塔北的深水和浅水区,这些迹象表明该区早寒武世仍然有很强的伸展构造活动。     

黔北下寒武统黑色岩系的沉积环境与地球化学响应

下寒武统黑色岩系在我国华北、华南及塔里木盆地等广泛发育,但富有机质泥页岩的分布特征及其控制因素未有定论。本文对黔北地区下寒武统牛蹄塘组(及同时期地层)不同沉积相带典型剖面中的富有机质泥页岩及其上下层位进行了地球化学分析,识别出寒武纪早期不同沉积相带氧化还原环境的明显差异。台内凹陷相主要岩性为黑色页岩,底部为不等厚的薄层磷块岩和硅质岩或硅磷质结核,沉积的黑色页岩厚度大,有机质丰度高,V、Ni、Mo、U等微量元素显著富集,反映了贫氧-缺氧环境,以及短暂动态的硫化环境,Mo/TOC反映了其为局限盆地特征;上斜坡相为贫氧到氧化的沉积环境,但更多地是表现为氧化的沉积环境,其中牛蹄塘期存在局部的硫化环境,沉积的黑色页岩厚度小,但有机质丰度最高,V、Ni、Mo、U等微量元素的富集程度较低;盆地相为黑色硅质岩与富有机质的黑色硅质页岩间互沉积,同期沉积厚度较小,有机质丰度相对较低,V和U的富集程度大于台内凹陷相,而Ni和Mo的富集程度则低于台内凹陷相,指示了缺氧环境,期间伴随有贫氧和短暂的氧化环境存在,且可能存在局部的硫化环境,Mo/TOC反映了中等的局限程度。总的来说,黔北下寒武统黑色岩系的有机质丰度、厚度以及微量元素富集程度等特征主要受控于不同的氧化还原环境。     

南秦岭地区下寒武统水沟口组黑色岩系成因及其沉积环境

早寒武世全球广泛发育的黑色岩系记录了重要海洋环境信息。为了解决该时期黑色岩系成因模式和沉积环境问题,本文选取南秦岭淅川—内乡地区下寒武统水沟口组黑色岩系为研究对象,通过剖面详测、薄片鉴定、电子探针和主微量元素等岩石学-地球化学分析方法,对其物质来源、形成机制和沉积环境进行分析。研究表明:水沟口组黑色岩系普遍具有海相硅质岩典型特征—微晶石英结构,并具有与海水一致的稀土标准化曲线和低的总稀土值,指示其形成于海水环境;电子探针下发现黑色岩系富含与热液有关的重晶石、萤石矿物,和与生物相关的磷灰石、黄铁矿矿物,同时黑色岩系成因判别图解中绝大部分样品落入生物成因区域,少数落入热液成因内,指示硅质来源以生物成因硅为主并含少量热液硅;样品高V/(V+Ni)、Ni/Co比值和氧化还原敏感元素(Mo、U、V等)不同程度富集指示较强的还原环境,结合黑色岩系形成环境判别图得出该套岩系形成于大陆边缘—深海盆地区域内还原—缺氧的滞流水体环境。综上得出水沟口组黑色岩系形成时洋底热液活动频繁,深部流体上涌带来大量营养物质使得浅海生物繁盛,海水中硅在生物作用和热液影响下促使硅质胶体颗粒化学沉淀,并随洋流在远离热液中心的大陆边缘位置沉积成岩。早寒武世还原—缺氧性质海水和微生态系统有助于硅质沉淀,而微生物富硅作用促进了黑色岩系形成。     

早寒武世早期热液沉积特征:以塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组底部硅质岩系为例

埃迪卡拉纪-寒武纪重要地质历史转折时期全球多陆块广泛沉积硅质岩.塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组底部所发育的薄层状硅质岩,以富含残余颗粒、磷质结核和重晶石结核而显得非常特殊和罕见,明显有别于国内外报道的常规硅质岩.为了揭示该套硅质岩的成因及沉积模式,通过剖面测量（库勒剖面）、薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、主微量元素特征、氧硅同位素分布等岩石学-地球化学分析方法,认为玉尔吐斯组硅质岩垂向上共分5小段,其主要矿物是石英、白云石,自生矿物主要有重晶石、方沸石、黄铁矿等,不同硅质岩段微观结构显示出十分明显的组构变化,包含残余颗粒结构、残余晶粒结构、隐晶质结构和微晶结构.所测剖面硅质岩沉积于靠近大陆/古隆起的高盐度浅海陆架（高Al₂O₃/（Al₂O₃+Fe₂O₃）比值,高MgO/Al₂O₃比值）,其陆源碎屑主要来自大陆地壳或基底花岗岩的风化产物,并且受到SiO₂的稀释作用影响（Th/Ti与Al/Ti关系）.氧化还原敏感元素（如Ba、V、Ni、Cu、Zn、U等）不同程度的富集及氧化还原指标（V/Cr介于0.81~8.34）特征表明硅质岩段沉积早期处于氧化环境,水体能量较强,显微镜下见圆度较好的内碎屑颗粒、微生物席碎片;中晚期经历了水体循环不畅的有氧/缺氧分层环境（Ce/Ce*负异常）,显微镜下微生物球粒、粪球粒、浮游藻（粘结）团块发育,有机质含量较高（TOC可达2%以上）.稀土元素特征（低∑REE、中等Ce负异常、显著的Y正异常和Eu正异常）以及δ30Si和δ18O值分布范围暗示硅质岩地球化学特征主要继承自热液流体和海水,受陆源碎屑影响较弱.自近台内裂陷中心上升的富含多金属的富硅热液以及陆源碎屑提供大量营养,为微生物大繁盛和硅质的富集成矿奠定物质基础.水体中硅的溶解度降低（温度降低、pH降低和水体盐度升高）促使硅质胶体颗粒化学沉淀,而微生物（特别是嗜热微生物）的新陈代谢活动往往加速了这一过程.      

下扬子皖南宣泾地区二叠系海相页岩特征及其沉积环境

为评价下扬子地区二叠系海相页岩层段页岩气勘探潜力,以皖南宣泾地区3口钻井岩心为例,通过岩心照片、薄片、X射线衍射、总有机碳等测试来分析页岩特征及其沉积环境.结果显示宣泾地区孤峰组中上部为富有机质层段,银屏组为贫有机质层段;宣泾东南地区大隆组中下部为高-富有机质层段,西北地区中上部为富有机质层段.孤峰组早期随着构造沉降和海水加深,宣泾地区形成了高生物生产力和缺氧环境,沉积了较厚硅质岩层;中晚期海平面缓慢下降,生物生存空间减少,高有机质沉降使水体硫化,TS含量增大,TOC含量达10%.银屏组沉积期海平面快速下降,变为浅海氧化环境,TOC含量小于1%.大隆组早期东南浅水斜坡位置受上升流影响,形成高生物生产力和缺氧环境,沉积了硅质岩层,TOC含量大于4%;中晚期海平面下降,TOC含量从东南浅水向西北深水变高.      

陕西紫阳下寒武统黑色岩系地球化学特征及成因研究

通过野外研究发现陕西紫阳下寒武统黑色岩系富含多种矿产且成因复杂,主要由硅质岩、灰岩、碳质硅质灰岩、碳硅质页岩四类组成。据此进行了系统的元素地球化学分析,结果显示研究区黑色岩系富含V、Mo、As、Ba等元素,不同岩性稀土模式曲线总体特征相似指示成因联系密切。四类岩性样品各自的MnO/TiO₂均值接近或小于0.5、V/（V+Ni）均值大于0.57、V/Cr均值大于4.2等特征表明该套黑色岩系形成于浅海—半深海相缺氧还原环境。另外,As和Sb的富集、Zn?Co?Ni图解中投点大部分位于热液矿床区域、Sr/Ba小于1、La/Ce均值接近2.8、北美页岩标准化配分图解的Eu负异常—弱正异常均指示了热液参与下的正常海水沉积环境。研究区地层夹含的硅质岩和重晶石等热水沉积岩反映了同沉积时的热液活动。据此推断沉积环境是海水、热液和生物的共同作用下形成的浅海—半深海相缺氧的还原环境。     

黔东南三穗下寒武统黑色岩系中钒富集机制研究

扬子板块南缘下寒武统黑色页岩地层中分布有一套富含Ni、Mo、V、U、Ba、PGE等的多金属层,并在贵州多地形成Ni—Mo—V—Ba矿床。黔东南三穗钒矿是扬子板块南缘黑色页岩型多金属矿床的重要组成部分,矿体主要赋存于早寒武世九门冲组底部黑色炭质、硅质泥岩中。针对三穗钒矿含矿岩系,通过沉积学和元素地球化学研究,结果表明,赋矿硅质岩、含钒炭质泥岩中存在热水物质贡献的明显信号,指示热水端元输入很可能是钒的重要来源。环境敏感元素及相关参数分析显示,局限盆地内的缺氧水体环境更有利于钒的富集。此外,有机质与钒富集之间具有明显的耦合关系,说明有机质的吸附对钒的沉淀和富集起到重要控制作用。