四川盆地西南缘金坷村剖面五峰组-龙马溪组生物地层划分及区域对比

为了探究上扬子海盆在奥陶纪-志留纪之交的沉积环境、明确四川盆地西南缘金坷村筠连地区有机质页岩沉积层位，通过对金坷村剖面五峰组-龙马溪组岩石地层及生物地层的研究，识别出自晚奥陶世凯迪阶WF2带至早志留世埃隆阶LM6带的9个连续生物带及组合.认为金坷村地区是上扬子海盆最早进入前陆期的地区，时间为鲁丹阶LM1期.金坷村剖面与其北部的新地2井、宁211井、威202井生物地层对比发现，自南向北黑色页岩笔石带上限自LM6延伸至LM9，呈逐渐增高的趋势.金坷村剖面富有机质页岩层位于WF2-LM4带，厚度20.6 m，为该地区页岩气勘探开发提供了一定的基础资料.     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义*

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

四川地区早志留世岩相古地理

四川地区早志留世沉积岩系形成于晚奥陶世-早志留世的前陆盆地演化阶段。早志留世龙马溪期主要为局限的深水陆棚环境。小河坝期表现为浅水陆棚的扩展和深水陆棚的萎缩,沉积分异作用加剧,呈现出碳酸盐台地、浅水陆棚、深水陆棚共存的古地理格局。韩家店期主要为潮坪-浅水陆棚沉积。早志留世四川地区表现为沉积盆地充填变浅和海退式的演化趋势,具多物源的混合型陆棚沉积性质,沉积体系展布和沉积演化主要受包括黔中古隆起在内的前陆隆起带的NW方向扩展作用控制。有利储集体的发育主要取决于沉积环境,浅海砂坝和碳酸盐台地边缘相是有利的储集相带,如川东地区的“小河坝砂岩”和川南及川北地区发育的生物礁灰岩。     

加里东期上扬子区前陆盆地演化过程中的层序特征与地层划分

层序地层的主控因素包括全球海平面变化、构造沉降、气候、物源供给等方面 ,在不同性质的盆地内它们所起的作用大小不一 ,在前陆盆地中以构造沉降控制为主。上扬子区在加里东运动过程中形成前陆盆地 ,主要经历了三次挤压、挠曲沉降至松驰、抬升过程。一是中奥陶世至晚奥陶世临湘期 ,二是晚奥陶世五峰期至早志留世龙马溪期 ,三是早志留世石牛栏期至中志留世。在盆地演化过程中 ,由于前陆隆起露出水面 ,使物源供给方向和性质改变 ,造成隆后盆地沉积环境由开放变为半闭塞 ,由碳酸盐岩转变为碎屑岩沉积。以此重大的转换为界 ,将上扬子区的中奥陶统至中志留统划分为 2个二级层序 ,奥陶系—志留系界线放在第二个二级层序的最大海泛面之顶 ,也就是观音桥组的顶 ,此结果与岩石地层清理成果相一致。以海平面相对变化和沉积物的转变进一步划分成 4个三级层序 ,又根据三级层序的体系域的演化相应地划分出岩性组。因此将临湘组与宝塔组归并成宝塔组 ,体现了海水逐渐变浅、向上加积的过程 ,且它们间为一渐变过渡 ,在碳酸盐浅滩和盆地边缘之处 ,两者划分不开 ,为了便于填图与对比 ,将其划归在一起。由于观音桥组分布不稳定 ,五峰组与龙马溪组下部岩性相似 ,为了油气的评价和填图的可操作性 ,将五峰组、观音桥组、龙马?     

湖南晚奥陶世凯迪晚期-赫南特期沉积相及岩相古地理

湖南晚奥陶世凯迪晚期-赫南特期沉积的地层在湘西北区为五峰组、观音桥组;湘中区为五峰组;湘南区为天马山组和苏水冲组。根据其岩性特征、沉积构造及古生物特征,将湖南地区晚奥陶世凯迪晚期-赫南特期沉积相划分为局限浅海相、潮坪相、深水盆地相、陆棚边缘-斜坡相等类型。凯迪期晚期,由于华夏陆块向扬子陆块不断挤压碰撞,黔中隆起、川中隆起等边缘古隆起面积不断增大,此时海平面相对上升,湘西北区变为被各古隆起围限的沉积了黑色碳、硅质页岩及泥灰岩的局限浅海环境,湘中地区主要为黑色碳、硅质页岩、粉砂质页岩的深水盆地环境,而湘南地区由于两陆块挤压隆升而沉积了陆棚边缘-斜坡相的砂板韵律;赫南特期随着全球冰川事件的发生,整个南方地区发生大规模海退,湘西北永顺-张家界-慈利一线以北抬升成湘鄂隆起,该线以南的湘西北区水体继续变浅,主要沉积了厚度仅十几厘米的观音桥组泥灰岩,湘中湘南地区沉积格局基本未变。     

湖南晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积相及岩相古地理

湖南晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积的地层在湘西北区为五峰组、观音桥组;湘中区为五峰组;湘南区为天马山组和苏水冲组。根据其岩性特征、沉积构造及古生物特征,将湖南地区晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积相划分为局限浅海相、潮坪相、深水盆地相、陆棚边缘—斜坡相等类型。凯迪期晚期,由于华夏陆块向扬子陆块不断挤压碰撞,黔中隆起、川中隆起等边缘古隆起面积不断增大,此时海平面相对上升,湘西北区变为被各古隆起围限的沉积了黑色碳、硅质页岩及泥灰岩的局限浅海环境,湘中地区主要为黑色碳、硅质页岩、粉砂质页岩的深水盆地环境,而湘南地区由于两陆块挤压隆升而沉积了陆棚边缘—斜坡相的砂板韵律;赫南特期随着全球冰川事件的发生,整个南方地区发生大规模海退,湘西北永顺—张家界—慈利一线以北抬升成湘鄂隆起,该线以南的湘西北区水体继续变浅,主要沉积了厚度仅十几厘米的观音桥组泥灰岩,湘中湘南地区沉积格局基本未变。     

中上扬子地区晚奥陶世岩相古地理及其油气地质意义

中上扬子地区上奥陶统主要发育庙坡组、宝塔组、临湘组(涧草沟组)、五峰组和观音桥组。笔者通过对研究区野外露头及钻井剖面的考察,总结前人研究成果,利用岩石学、古生物学、生态学及室内分析等方法将其划分为潮坪相、浅海陆棚相和深水盆地相3种沉积相类型。潮坪相以沉积灰岩、白云岩、钙质粉砂岩和粉砂岩等为特征。浅海陆棚相主要沉积龟裂纹灰岩、瘤状灰岩、页岩和粉砂质页岩。深水盆地相主要岩性为黑色碳质页岩、粉砂质页岩与硅质页岩,产以营漂浮生活的笔石为主的生物组合。岩相古地理研究表明,晚奥陶世桑比-凯迪早中期,受加里东构造运动影响,华南板内碰撞挤压作用显著,汉南隆起、川中隆起、川西-滇中-黔中-雪峰隆起不断抬升扩大,中上扬子地区表现为海平面相对上升,原本镶边型碳酸盐台地被淹没,沉积了大范围的浅海陆棚相龟裂纹灰岩和瘤状灰岩。凯迪晚期-赫南特期,隆起面积继续扩大,构造围限作用加剧,中上扬子地区发育大面积黑色碳质页岩、粉砂质页岩和硅质页岩。尤其川东南宜宾-泸州,川北旺苍-南江及黔北渝东武隆道真地区五峰组黑色碳质和硅质页岩,具很好的生烃潜力,应视为下一步烃源岩及页岩气勘探开发的重点研究区域。     

下扬子地区早古生代晚期前陆盆地沉积特征与盆山过程

下扬子地区从晚奥陶世开始沉积特征发生了明显转变,从浅海相转变为三角洲相沉积.这一沉积特征转变与早古生代晚期经历的强烈造山事件密切相关.通过下扬子地区晚奥陶世到志留纪沉积序列的沉积学和碎屑锆石年代学研究,揭示沉积盆地的性质及其时空演化过程,探讨沉积盆地发育与造山带隆升剥蚀之间的关系.下扬子地区早古生代晚期沉积学特征从东南向西北岩性由岩屑砂岩变为石英砂岩,粒度由粗粒变为细粒;沉积厚度等值线具有明显的不对称性,靠近东南等值线密,且沉积厚度大;往西北等值线稀疏,且沉积厚度小;沉积中心呈狭长带状分布,并从东南向西北方向迁移;具有前陆盆地的沉积特征.上奥陶统到中志留统的碎屑锆石以900～720Ma的年龄为主,指示物源以下伏新元古代晚期裂谷层序为主;从早志留世高家边组开始,450～420Ma碎屑锆石年龄出现并逐渐增多,表明同造山岩浆岩被剥露地表并开始提供物源;碎屑锆石中没有出现明显的代表华夏地块基底1.9～1.7Ga的特征年龄峰值,表明华夏地块不是下扬子地区早古生代晚期前陆盆地的主要物源区.下扬子地区前陆盆地从晚奥陶世开始沉降,晚奥陶世的构造沉降速率超过了沉积物的供给速率,前渊沉积了巨厚的浅海相泥岩夹粉砂岩和砂岩;晚奥陶世末造山带持续隆升并向西北方向扩展,沉积速率加快,沉积物粒度明显变粗,沉积相也由浅海相转变成三角洲前缘相;早志留世开始埋深较大的同造山岩浆岩开始遭受剥蚀,导致前陆盆地中450～420 Ma的碎屑锆石含量明显增加.     

扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式

为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统-下志留统五峰-龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析.研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆环境影响[1-2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚-斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰-龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚-闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高.     

鄂西建始地区五峰-龙马溪组黑色页岩生物地层特征

鄂西建始地区五峰组-龙马溪组黑色页岩发育,尚未建立古生物地层序列.基于建地1井及湘鄂渝地区23个穿越奥陶系和志留系钻井、剖面资料,研究建始地区五峰组-龙马溪组黑色页岩笔石序列,分析湘鄂水下高地演化模式及其对页岩气成藏影响.建地1井从奥陶系Dicellograptus complexus（WF2）带至志留系Stimulograptus sedgwickii（LM8）带,共包含8个笔石带,缺失了Perculpto gr. perculptus（LM1）、Akidograptus ascensus（LM2）和Parakido gr.acuminatus（LM3）三个笔石带,表明建始地区在赫南特期至鲁丹早期处在湘鄂水下高地范围内.受控于全球海平面变化和广西运动双重作用,湘鄂水下高地整体呈现出自凯迪期至鲁丹早期不断隆升、影响范围逐渐扩大,鲁丹中晚期再逐渐回缩的演化模式;在其范围内普遍缺失WF3-LM4部分笔石带富有机质页岩,导致页岩气藏抗构造破坏能力差,勘探风险较大.      

上扬子地区五峰组-龙马溪组主要地质事件及岩相沉积响应

上扬子地区广泛发育上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组富有机质页岩,前人研究较少涉及其岩相类型和沉积过程对主要地质事件的响应.细粒沉积物高精度层序地层学研究表明,晚奥陶世至龙一段充填沉积期,经历了3次大的地质事件,形成了2个三级层序（五峰组层序Sq1和龙一段层序Sq2）、12个准层序组和13个笔石带.在生物地层约束的等时格架中,识别出火山喷发事件形成的富碳、富有机硅的硅质页岩相,底流侵入事件及陆源输入浊流事件沉积的贫碳、贫有机硅的混合质页岩相和泥质页岩相,建立了五峰组-龙马溪组富有机质页岩的成因模式,该套页岩主要为该时期的火山喷发（包括冰期和生物绝灭）、底流侵入和陆源输入等地质事件导致的古气候、古海洋等各要素协同作用的结果.      

中上扬子地区下古生界页岩气资源前景分析

我国中上扬子地区下古生界黑色页岩是震旦系、二叠系大中型气田的重要烃源岩,同时其自身也具有形成页岩气藏的巨大潜力。初步研究表明,中上扬子地区下古生界有利页岩气层主要发育在下震旦统陡山沱组、下寒武统筇竹寺组、上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组,这些层位的黑色页岩厚度、有机碳含量、以及Ro值等各项参数均符合形成页岩气藏的特征,是今后页岩气勘探的潜力地层。     

海相优质页岩的形成环境及发育模式——以中扬子地区秭归新滩剖面五峰—龙马溪组页岩为例

运用地球化学和岩石学方法,从古盐度、古气候、古生产力、海域封闭性以及氧化还原条件等方面,分析中扬子地区秭归新滩剖面上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相优质页岩的形成环境,并探讨了优质页岩发育的控制因素及模式。结果表明:中扬子地区五峰—龙马溪组优质页岩以硅质页岩为主,主要发育在五峰组至埃隆阶底部;优质页岩主要形成于温暖潮湿、低盐度—正常盐度、弱封闭—半封闭的缺氧环境中,并且具有较高的古生产力;海相优质页岩的发育是构造活动、海平面升降以及陆源—生物硅质供应等多因素综合作用的结果,而在埃隆期之后,随着扬子板块的持续向西北推进,海域面积不断萎缩,生物硅质供应降低,陆源碎屑供应迅速增加,优质页岩不再发育。最后,总结了海相优质页岩的发育模式。     

扬子及周缘地区上奥陶统-下志留统烃源岩发育环境及其控制因素

扬子地区下古生界发育了上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组两套有效烃源岩,查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义.晚奥陶世开始,扬子地区进入碎屑岩陆棚演化阶段;五峰期-龙马溪期,扬子地区主体为局限的深水陆棚环境,总体呈现出浅水陆棚、深水陆棚、次深海共存的古地理格局.沉积体系展布和沉积演化主要受扬子陆块与华夏陆块的汇聚作用控制.扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩的形成与生烃母质生物的高生产力和高埋藏率、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、海平面快速上升以及粘土矿物在有机质富集保存过程中的赋存驻留作用等密切相关.     

中国南方五峰组-龙马溪组页岩中笔石与有机质富集关系探讨

中国南方奥陶纪-志留纪之交广泛沉积了以五峰组和龙马溪组为代表的笔石页岩。基于对重庆巫溪地区五峰组-龙马溪组底部页岩段中近400件页岩样品中笔石丰度的统计及100件页岩样品有机碳含量（TOC,%）的分析测试结果,选择其中23件不同笔石丰度与TOC的页岩样品开展页岩中笔石体与围岩（非笔石体部分）TOC的对比实验,并结合能谱分析测试结果,探讨笔石与有机质富集的关系。初步研究认为:①五峰组-龙马溪组页岩中笔石体的C、O等元素含量较高,其TOC明显高于围岩,是页岩有机质的贡献者之一;②五峰组-龙马溪组页岩全岩TOC与笔石丰度及笔石体TOC相关性均较差,而与围岩TOC相关性较好,这指示着页岩中笔石丰度对有机质富集影响较小。