松辽盆地晚白垩世青山口组缺氧事件层的地质地球化学特征

松辽盆地白垩系青山口组下部广泛分布一套富含有机碳的黑色泥岩、页岩沉积,是全盆地地层划分对比的一级标志。茂206井是中国白垩纪大陆科学钻探工程井,全井获取了青山口组497.02 m的岩心资料。茂206井青山口组具有相对高的有机碳、干酪根碳同位素正偏、重排甾烷含量低以及普遍存在伽马蜡烷生物标志化合物等有机地球化学特征,表征为白垩纪温室效应时间窗内古湖泊缺氧事件的产物。结合生物地层研究成果,认为青山口期缺氧事件层大体可与白垩纪古海洋Cenomanian-Turonian界线事件层进行对比,进一步证实了青山口组的地质时代属晚白垩世晚Cenomanian-Turonian期的观点。     

松辽盆地白垩系青山口阶缺氧事件层的有机地球化学特征

松辽盆地白垩系青山口阶下部广泛分布一套富含有机碳的黑色泥岩、页岩沉积,它具有干酪根碳同位素正偏、重排甾烷含量低,普遍存在伽马蜡烷生物标志化合物等有机地球化学特征,代表了白垩纪温室效应时间窗内古湖泊贫氧环境条件下的沉积产物。结合生物地层研究成果,认为青山口阶下部曾发生过古湖泊缺氧事件,其层位大体可与白垩纪古海洋Cenomanian-Turonian界线事件层进行对比,由此提出了松辽盆地青山口阶下部的时代归属于晚白垩世Cenomanian晚期—Turonian早期的新观点。     

松辽盆地白垩纪缺氧地质事件的地质地球化学特征

松辽盆地白垩纪出现多期缺氧地质事件,它与全球白垩纪的地质事件相对应。青山口组一段及嫩江组一段出现较明显的缺氧地质事件,表现为有机质丰度高的源岩沉积。可溶有机质具有较低的姥植比,生物标志物出现了28,30 双降藿烷及保存了相对较为完整的C34或C35藿烷、重排甾烷的含量很低、有伽马蜡烷的存在等特征。松辽盆地在白垩纪时存在缺氧事件和海侵事件,与此同时,缺氧事件造成了这些地层中富含并具有高度分散性区域特征的生物化石的组合,形成了层序地层学上的密集段;缺氧事件又反作用于底栖生物,导致了松辽盆地古生物演化史上的生物绝灭事件。松辽盆地以持续沉降为主,湖盆水域迅速扩大,水体加深,近岸湖水表层生物生产率提高,底层水循环不畅导致了湖水底层水体缺氧,引发了古湖泊缺氧事件。在松辽盆地的缺氧事件中形成了青山口组一段及嫩江组一段的黑色泥岩(部分地区发育页岩),成为松辽盆地的主力油源层,为大庆油田的形成奠定了良好的物质基础。     

松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

对松辽盆地北部青山口组118块页岩样品进行有机碳和元素地球化学测试,运用一系列判别古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件的地化指标,恢复青山口组黑色页岩的沉积环境,探讨富有机质页岩成因机制。青山口组沉积期为温暖半湿润亚热带气候,古气温>15℃,水体为陆相微咸水—半咸水环境,盐度5‰~10‰。青山口组底部发育厚度约30 m的富有机质页岩,TOC最高达到9.39%,自下而上有机碳含量逐渐变低。富有机质页岩Cu、Ni、Mo和Zn含量高,发育大量胶磷矿、藻席,表明青山口组早期湖盆生产力达到峰值,为有机质富集提供物质基础。U元素含量以及V/(V+Ni)、V/Sc比值较高,表明青山口组早期水体为强还原环境,为富有机质页岩保存提供有利条件。中-晚期随着湖盆收缩、水体变浅,还原环境遭到破坏,有机碳含量降低。TOC与古生产力及氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于湖盆生产力和氧化还原环境。古海侵事件带来丰富营养物质,极大提高了湖盆生产力,保证有机质大量供应;同时海侵造成盐度分层,使底部水体的强还原环境不受破坏,促进了有机质的保存。松辽盆地青山口组在白垩纪全球缺氧事件影响下形成了面积约5×10^-3km;的黑色页岩,是页岩油勘探的重要目标。     

松辽盆地上、下白垩统界线划分

松辽盆地白垩纪发育有热河生物群、松花江生物群和明水生物群,表现为三大生物群有序演化与更替。白垩纪中期是松花江生物群发育期,松花江生物群具有明显的地域性色彩,泉头组被子植物化石Trapaangulata、Platanus septentrionalis和孢粉化石Crenwellia、Xinjiangpollis、Quantonenpollenites、Lythraites和Gothanipollis显示其时代已进入晚白垩世。火山岩锆石SHRI MP法U-Pb年龄测试结果表明,营城组的年龄为(115.1±1.2)~(111.1±0.9)Ma,说明营城组已属晚Aptian期至早Albian期。磁性地层学研究表明,登娄库组-姚家组以稳定的正极性为主,仅在登娄库组上部和姚家组下部分别出现一次短暂的反极性事件。青山口阶下部具一套广泛分布富含有机碳的黑色页岩、油页岩沉积,其干酪根碳同位素表现为明显的正向偏移特征,为古湖泊缺氧事件的产物。结合生物、同位素年代、磁性地层研究的结果,认为青山口阶底部缺氧事件层对应于白垩纪古海洋Cenomanian-Turonian期界线缺氧事件,由此,给出的松辽盆地上、下白垩统的界线划分在泉头组和登娄库组之间。     

西藏南部Cenomanian-Turonian缺氧事件:有机地球化学研究

基于藏南中白垩统Ｃｅｎｏｍａｎｉａｎ－Ｔｕｒｏｎｉａｎ缺氧事件沉积的有机地球化学分析,对黑色页岩的有机质输入及其沉积环境进行了系统研究,并探讨了特征生物标志化合物与缺氧事件之间的关系。研究表明,缺氧层内高含量有机碳的黑色页岩与灰绿色页岩、泥灰岩构成二级旋回地层;有机质的母质输入以海洋生物的菌藻类为主。生物标志物与缺氧事件对应研究表明,Ｐｒ／Ｐｈ在剖面上的相对含量是判别氧化还原的良好指标,胡萝卜烷含     

中国东北松辽盆地晚白垩世青山口组浮动天文年代标尺的建立

松辽盆地上白垩统青山口组主要由深湖相黑色泥岩、页岩组成,是大庆油田最重要的烃源岩之一,但长期以来对其年代学框架存在很大争议。对松辽盆地"松科1井"南井(茂206井)自然伽马测井和密度测井数据进行小波分析和连续滑动窗口频谱分析,表明茂206井青山口组记录了稳定的Milankovitch旋回。由长、短偏心率、地轴斜率和岁差周期造成的地层旋回厚度分别为39、13.5~9、5~3.8和2.5~1.7m。茂206井青山口组沉积速率变化不大,平均沉积速率为9.63cm/ka,沉积时限为5.16Ma。通过对长、短偏心率周期进行高斯带通滤波,建立了茂206井青山口组的"浮动"天文年代标尺。青山口组共记录了12.7个长偏心率周期和47.7个短偏心率周期。确定出青山口组1段下部油页岩层段对应的古湖泊缺氧事件(LAE1)持续时间约为250ka,与白垩纪Cenomanian-Turonian时期第二次大洋缺氧事件(OAE2)的持续时间接近。青山口组天文年代标尺的确立为约束青山口组沉积期各种地质事件的持续时间提供了年代学依据。     

松辽盆地北部中浅层油页岩分布特征及资源潜力

利用有机碳含量、镜质体反射率等手段,对松辽盆地北部上白垩统青山口组一段、嫩江组一段、嫩江组二段三个层位油页岩的分布、地球化学特征及富集条件进行研究表明:目标层主要以深湖相、半深湖相的黑色泥岩和页岩为主,厚10~30m不等;有机质丰度较高,TOC值介于1.873%~10.625%之间,平均6.47%,干酪跟类型以Ⅰ型、ⅡA型为主,成熟度Ro普遍为0.41~0.78,处于低成熟阶段;三个层位油页岩有机质来源以湖生生物及海侵带来的藻类等母源物质为主,沉积时期主体处于海侵深水、强缺氧环境,有机质保存条件较好。     

松辽盆地东南隆起超大型油页岩矿床特征及成因

研究区内已发现的超大型油页岩矿床位于吉黑地槽褶皱系松辽中断陷的一个三级构造单元--松辽盆地东南隆起内。研究区主要发育白垩纪地层,属于陆源碎屑岩沉积。经钻井岩心观察和采用“费舍尔”方法对含油率测试分析表明,油页岩层主要赋存在早白垩世青山口组和晚白垩世嫩江组。含油页岩层系整体为一套厚层的暗色泥页岩和油页岩组合。井间油页岩层对比和油页岩平面展布特征显示,该区油页岩呈层状、规模大、分布范围广、矿层稳定、连续性好。研究证实矿石含油率与有机质组分及总有机碳关系密切,矿石灰分大,属低品质油页岩矿石。通过对油页岩特征及成矿环境分析,认为矿床成因属于腐泥型页岩-油页岩。     

白垩纪黑色页岩与海水含氧量变化——以西藏南部为例

黑色页岩具有特殊的沉积学、古生物学和有机地球化学特征，主要表现在生物组合和丰度的变化、有机碳含量的增高与碳稳定同位素的偏移等方面。具有丰富有机质来源的高生产力表层水是黑色页岩中富有机碳沉积物形成与埋藏的先期条件。白垩纪中期黑色页岩在全球广泛分布，是Cenomanian/Turonian期界线事件的最重要标志。在西藏南部的C／T界线处，浮游有孔虫种一级的绝灭速率达34％，底栖有孔虫的绝灭速度达50％；有机碳含量偏高；δ^13C出现2.74‰的正向偏移；生物扰动几乎消失，微小钻孔黄铁矿化；有孔史房室充填有黄铁矿微球丛；诸多其他地球化学指标亦存在不同程度的异常，这些特征说明当时海洋不同深度水层处于不同强度的贫氧至缺氧状态，同时沉积的黑色页岩是缺氧环境中有机碳大量保存的结果。该现象发生的原因是白垩纪中期的海平面上升和气候变化的影响。西藏特提斯海古海洋条件的变化明显受全球和区域性海平面上升的影响，由此形成的白垩纪中期黑色页岩具有全球一致的特征。     

松辽盆地泰康地区青山口组沉积相及与油气分布关系研究

系统地研究了松辽盆地泰康地区青山口组沉积相类型及沉积特征,其中对青一段与青二、三段的沉积相平面分布与垂向演化规律做了较深入地探讨。研究表明,青山口组主要发育湖泊相与三角洲相2种沉积相类型,其中湖泊相包括2种亚相与4种微相,三角洲相包括2种亚相和2种微相。沉积演化分析表明,青一段以深湖、半深湖相泥岩沉积为特征,青二、三段以浅湖相与三角洲相砂泥岩互层为特征。区内青山口组主要存在三种类型的储层砂体,分别为三角洲前缘河口坝砂体、三角洲前缘远砂坝砂体和浅湖砂体,其中浅湖砂体是最好的含油砂体,浅湖砂体发育的优势区也即浅湖沉积亚相发育区是区内最重要的油气富集区,是今后油气勘探的有利地区。     

松辽盆地西斜坡上白垩统青山口组二段及三段底部四级层序格架下沉积微相分布

综合利用地震、录井、测井、岩心资料,建立了松辽盆地西斜坡上白垩统青山口组二段及三段底部四级层序地层格架,查明了四级层序格架内沉积微相的空间分布。青山口组二段划分为2个四级层序(Cg4、Cg3),每个四级层序均可划分为湖泊扩张体系域和湖泊收缩体系域,分别命名为Eg4、Sg4,Eg3、Sg3。西斜坡青山口组二段及三段底部的沉积格局为滨浅湖沉积体(砂坝、泥滩、混合滩)和三角洲前缘沉积体(河口坝、远砂坝)共存。Eg4沉积时期发育了物源来自西部与北部的4个三角洲前缘沉积体,沉积体之间发育滨浅湖混合滩;Sg4沉积时期三角洲沉积体规模较前期扩大,并且发育了物源来自西北方向的三角洲。Eg3沉积时期物源来自西部及北部的三角洲向东推进,东北部三角洲前缘沉积体萎缩;Sg3沉积时期以三角洲前缘沉积占优势,三角洲前缘沉积体错叠连片,滨浅湖沉积大量减少。青山口组二段及三段底部自下而上,沉积区范围和三角洲前缘沉积体的规模逐渐扩大。     

松辽盆地白垩系青山口阶界线层型剖面研究

茂206井是中国白垩纪大陆科学钻探工程井,全井获取了青山口阶497.02m的岩芯资料。茂206井青山口阶为典型的湖相沉积,它具有相对高的有机碳、无机碳稳定同位素,表示当时古湖泊具有较高的生产力;同时在青山口阶下部具有高的规则甾烷/藿烷比值和伽马蜡烷/C30藿烷比值以及低的重排甾烷/常规甾烷比值,表示当时的古湖泊曾发生过藻类勃发事件、水体分层事件和缺氧事件,由此导致了青山口阶优质烃源岩的形成。青山口阶底部出现的一些具重要时代意义的被子植物花粉Cranwellia,Lythraites,Complexiopollis,Borealipollis等,显示青山口阶具有晚白垩世土仑期以后的被子植物花粉色彩,以及湖相沉积岩夹层中的火山灰(斑脱岩)锆石U-Pb年龄也证实了青山口阶底界已属土仑期,其顶界已进入康尼亚克期。     

Recognition of Milankovitch Cycles in the Natural Gamma—Ray Logging of Upper Cretaceous Terrestrial Strata in the Songliao Basin

Spectrogram analysis of seven natural gamma-ray logging of Member 1 of the Qingshankou Formation (K2qn1) and Member 1 and 2 of the Nenjiang Formation (K2n1-2) of Late Cretaceous age in the Songliao Basin reveals sedimentary cyclicities controlled by Milankovitch climate periodicities. The recognition of Milankovitch cycles allows estimation of an average accumulation rate of ~7.55–8.62 cm/ka for the K2qn1 sections, and ~6.69–10.16 cm/ka for the K2n1-2 sections. Two marine transgression events occurred during the deposition of K2qn1 and K2n1-2 and their ages are at ~0.74–1.10 Ma and ~2.38–4.84 Ma, respectively. Identification of Milankovitch cycles from fine-grained deep lake sedimentary rocks in the Songliao Basin may provide great potential for high-resolution stratigraphic subdivisions and correlations.