冀北—辽西早白垩世沉积有机质特征与古气候环境演变

本文对冀北—辽西地区早白垩世沉积盆地富有机质沉积岩进行了初步有机地球化学分析研究。结果显示,冀北—辽西沉积盆沉积有机质特征在时间和空间上存在很大差异,代表白垩系早期沉积的滦平盆地大北沟组有机质丰度低,这不仅显示其所代表的沉积相带不利于有机质的聚集,也反映了当时生物不够繁盛;大店子组时期沉积相带发生了变化,有机质类型随着发生了变化,丰度有所增高,但总体上显示环境条件不利于生物的发育和繁盛。到了桥头组和义县组沉积岩有机质丰度大幅升高,表明生物界非常繁盛,古气候环境有利于有机质的大量生成和堆积,总体上反映了温湿的气候条件;但同时也存在较为频繁或交替性寒冷气候波动,具体的古气候环境状态尚需进一步深入研究。     

茂名盆地金塘矿区油页岩特征及形成条件

茂名盆地是一个半地堑式盆地,金塘油页岩矿区位于茂名盆地中部。油页岩主要赋存于始新渐新统油柑窝组。钻井、孢粉等化石资料分析表明其形成于亚热带温带温暖潮湿气候下的半深湖深湖相沉积环境,受盆地北部边缘的高棚岭控盆断裂控制。受其影响油页岩从西南向东北方向厚度逐渐增大,后期受北西向断裂破坏,油页岩层产生较大落差。     

梁子湖沉积物有机质碳同位素特征及其古气候指示意义

分析了梁子湖8.35 kaB.P.以来沉积物中有机质δ(13C)的组成特征,并与代表印度洋季风的四川红原泥炭δ(13C)序列及代表东亚季风的长白山哈尼泥炭δ(13C)序列进行了对比,探讨了早全新世以来不同阶段的气候特点及古东亚季风与印度洋季风对该区的影响.研究表明,梁子湖在其形成演化过程中存在两种典型的湖泊沉积环境.5.98 kaB.P.以前δ(13C)值偏负,气候温暖湿润,有机质以湖泊内源水生生物为主,δ(13C)值与湖泊生产力有关.其早期东亚季风对该区的影响占较大优势.全新世大暖期中期(5.98～3.67 kaB.P.),气候持续暖湿,温度与降水达到顶峰,δ(13C)值也达到序列中的最小阶段,其δ(13C)值偏负与浮游生物生产力的增加有很大的关系.3.67～3.29 kaB.P.是气候突变期,δ(13C)值变幅达6‰.3.29 kaB.P.以后δ(13C)值逐渐偏正,气候逐渐变冷干,沉积环境发生较大变化,有机质以陆源C3植物碎屑为主,此时期东亚季风开始加强,印度洋季风持续减弱,但该区受印度洋季风影响更强烈.研究显示,东亚季风与印度洋季风强弱转换和时空迁移的影响对长江中游地区气候环境的演化具有重要作用.     

藏北羌塘上侏罗－下白垩统胜利河油页岩碳同位素研究

上侏罗－下白垩胜利河油页岩位于北羌塘盆地与中央隆起之间的过渡带上,呈北西西－南东东向展布,长约30 km。油页岩含有丰富的正烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物、甾类化合物和芳香烃化合物。正构烷烃呈前高后低的单峰型分布,nC17、nC19为主峰碳,∑C-21/∑C 22比值范围为0.78～3.43,均值为1.57,轻烃组分占有绝对优势,OEP值介于0.77-1.12之间,平均值0.95,接近平衡值1.00; Pr/Ph值介于0.33～1.28之间,平均值0.71,绝大多数样品Pr/Ph值小于1.0,显示弱的植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷＞三环萜烷;规则甾烷呈不对称的“V”字形分布,表现为C27> C29> C28的分布特征。油页岩正构烷烃碳同位素δ13C值介于-29.89‰~-23.73‰之间（平均-26.99‰）,为略为倾斜的平直型分布,其不同碳数单体烃同位素及生物标志物特征均显示有机质主要来自低等生物菌藻类。类异茂二烯烷烃姥鲛烷和植烷碳同位素δ13C值分别介于-30.72‰~-24.57‰（平均-28.39‰）和-29.87‰~-27.24‰（平均-28.52‰）之间,两者δ13C值非常相似。与通常情况不同的是,姥鲛烷和植烷碳同位素明显比正构烷烃轻,姥鲛烷平均轻1.59‰（范围0.02‰-3.66‰）,植烷平均轻1.84‰（范围0.37‰-3.69‰）;分析认为水体中沟鞭藻或群体绿藻-丛绿藻Botryococus的繁盛可能是导致此碳同位素异常的原因。镜检显示有机质类型为腐殖腐泥型（Ⅱ1）和腐泥腐殖型（Ⅱ2）,镜质体反射率（Ro）值介于0.37～0.9%之间,均值为0.55％,有机质处于未成熟—低成熟阶段。热解峰温Tmax值、孢粉颜色、饱和烃生物标志化合物成熟度参数和芳香烃甲基菲成熟度指数也证实有机质处于未成熟—低成熟阶段。     

鄂尔多斯盆地北部东胜铀矿区沉积有机质中脂肪酸甲酯的检出及意义

从鄂尔多斯盆地北部东胜铀矿区侏罗系沉积有机质中检出了丰富的脂肪酸甲酯系列化合物。脂肪酸甲酯系列化合物与相应样品中的正构烷烃化合物在分布特征上极为相似。在碳同位素组成方面,脂肪酸甲酯系列化合物与相应样品中正构烷烃系列也具有完全相同的变化范围。因此,脂肪酸甲酯系列化合物很可能就是正构烷烃系列化合物十分重要的母质来源。地质体中脂肪酸甲酯化合物的存在需要在相应的沉积体中维持一个比较严格的弱碱性—中性的环境。这种弱碱性—中性的成岩环境不仅对该地区有机质中脂肪酸甲酯化合物的形成和保存产生重要影响,而且有可能对该地区砂岩型铀矿床的形成产生了某些积极的作用。     

茂名盆地油柑窝组油页岩古环境恢复与有机质聚集机制

查明油页岩的形成背景和高品质油页岩形成机制是开展油页岩原位改造的基础工作.利用有机碳、主微量元素、稀土元素、生物标志物等地球化学方法,对茂名盆地油柑窝组油页岩的沉积环境进行恢复并探讨了有机质聚集机制.结果表明,茂名盆地油柑窝组全段油页岩均富有机质,底部为薄层碳质页岩、砂岩和褐煤层段.Mo含量、Ba/Al、Ba_bio和生物标志物特征表明油柑窝组具有很高的初级生产力,油柑窝组存在间断性的“藻类勃发”现象;V/(V+Ni)、Ce_anom、Th/U、草莓体黄铁矿颗粒大小和Pr/n C₁₇-Ph/n C₁₈交汇图表明了沉积水体处于缺氧还原环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C指示油柑窝组为温暖湿润的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)、Al₂O₃/Mg O以及伽马蜡烷等特征反映了古湖泊水体为淡水;Zr/Al、Rb/K和Mn O含量指示为半深湖-深湖沉积环境.通过各指标与TOC含量之间的相关性分析,认为温暖湿润气候和淡水环境为藻类的繁盛提供了良好...     

中国晚始新世—早渐新世地层孢粉组合及其古气候特征

始新世—渐新世是从65Ma恐龙绝灭以来新生代地球历史上最重要的事件, 此时地球从“暖室”过渡到“冰室”, 全球气候突变, 南极冰首次出现, 气候突变引起生物的大绝灭, 而我国的孢粉组合也有明显的变化特征.根据我国各个区始新世晚期—渐新世早期地层中孢粉组合的演化规律来探讨当时我国的古气候变化规律, 研究认为中国从始新世晚期到渐新世早期总体上亚热带、热带植物成分丰度和分异度都降低, 温带植物如桦科和榆科花粉大增, 耐寒山地针叶植物大量发育, 干旱类型植物增加, 草本植物开始繁盛.这些反映了从始新世晚期到渐新世早期植被组成由热带亚热带常绿阔叶树为主的针阔叶林转变为落叶树为主的针阔混交林, 说明晚始新世气候温暖湿润过渡到早渐新世气候变干变冷.孢粉植物群所反映的我国气候变化趋势与全球气候变化趋势一致, 说明我国的陆地也受全球构造的演变和南极大陆冰盖的影响.      

西藏伦坡拉盆地晚始新世—早渐新世黏土矿物特征及古气候意义

始新世—渐新世是新生代气候从“温室”向“冰室”转变的重要节点,也是青藏高原及邻区气候格局发生重大变革的关键时期。为了重建高原中部腹地始新世—渐新世的古气候演变特征,探讨古气候变化的控制因素,利用X射线衍射分析对高原中部伦坡拉盆地382道班剖面的黏土矿物特征进行了综合研究,结果显示,伦坡拉盆地在始新世—渐新世牛堡组二段沉积的黏土矿物主要以伊利石为主,伊/蒙混层次之,高岭石与绿泥石含量极少,蒙脱石仅出现在极少样品中。黏土矿物类型及组合特征指示伦坡拉盆地在该时期整体处于寒冷干旱的气候条件,但在长周期趋势下伊利石相对含量逐渐减少,伊/蒙混层逐渐增多,显示出青藏高原中部地区的气候系统在晚始新世—早渐新世时期存在向更加湿润的气候条件转变,这种气候系统的改变可能与南亚季风在晚始新世的演化所带来的更多水汽条件和青藏高原中部中央分水岭的形成有关,但在始新世与渐新世之交,伊利石含量陡然增多,而伊/蒙混层含量则减少,且两者频繁波动,这反映了该盆地在EOT时期受到全球降温的影响。

     

琼东南盆地深水区渐新统烃源岩有机质碳同位素分布特征及其主控因素

渐新世时期,琼东南盆地海侵作用逐渐加强,由海陆交互相逐渐过渡到浅海相沉积。但对崖城组与陵水组样品有机质碳同位素分析显示,从崖城组到陵水组有机质碳同位素逐渐变重,与通常陆生植物碳同位素重于水生生物的现象相左。通过对样品显微组分分析发现,有机质碳同位素较重的样品腐泥组分含量偏高。考虑到渐新世沉积水体为微咸水或咸水,而咸水条件下水生藻类有机质碳同位素偏重,因此显微组分中腐泥组分含量的升高会使得有机质碳同位素变重。然而沉积相和显微组分基本类似的崖城组和陵水组样品有机质碳同位素仍然存在差异,这说明有机质碳同位素变重还存在显微组分变化之外的其他影响因素。结合全球渐新世以来的古气候与大气CO₂浓度变化特征可知,该时期大气中CO₂浓度发生了巨大变化,由崖城组沉积时期的1000～1500μL/L下降到陵水组沉积时期的500μL/L以下,导致陆生植物碳同位素逐渐变重。因此,陆源输入有机质的碳同位素变重也是造成从崖城组到陵水组有机质碳同位素变重的重要原因之一。     

广东省茂名盆地油页岩的沉积特征及分布规律

茂名盆地为伸展作用下形成的半地堑式断陷盆地,油页岩发育于古近系油柑窝组和新近系尚村组中。油柑窝组油页岩与煤层伴生,分布在煤层顶部,是最主要的含矿层位,形成于半深湖相沉积环境。茂名金塘含矿区是油页岩富集成矿的中心区带,北西向断裂控制着油柑窝组和尚村组油页岩矿层的埋深、展布以及成矿过程。由于受到沉积环境和物质来源的影响,油柑窝组油页岩含油率一般为5％～9％,最高可达13％;尚村组油页岩含油率为3.5％～6.5％,平均为4.5％左右。     

天文驱动下的中始新世东营凹陷气候水文演化与有机质富集机理

中始新世是古近纪温室气候到冰室气候的重要过渡期, 对该时期气候演化的认识主要来自海相沉积记录, 而来自陆相沉积记录的证据相对较少, 因此探索该时期陆相气候特征和演化规律具有重要意义。渤海湾盆地东营凹陷始新统沙河街组的沙四段-沙三段富有机质页岩层系不仅是我国东部陆相页岩油勘探的重点层段, 而且为系统研究中始新世陆相气候演化提供了详实的地质记录。本研究以东营凹陷N1井中始新统(沙四下亚段顶部-沙四上亚段-沙三下亚段下部)厚度约253 m的富有机质页岩层系为分析对象, 利用伽马(GR)测井曲线, 结合沉积速率定量估计的相关系数法(COCO), 开展旋回地层学研究, 建立了天文年代标尺。在此基础上, 进一步综合Ca和Ti含量、Fe/Al比值以及TOC含量数据, 探讨天文驱动力对中始新世东营凹陷气候水文演化和有机质富集的控制作用。结果表明, N1井研究目的层段的沉积年龄为45.06 Ma至40.45 Ma, 记录的沙四上亚段延续时间为2.76 Ma, 与具有良好年代框架的东营凹陷FY1井的分析结果一致。通过建立偏心率周期与高频层序的对应关系, 以GR时间序列的405 ka长偏心率周期作为四级层序的参考曲线, 以约100 ka短偏心率周期作为五级层序的参考曲线, 将研究目的层段划分出11个四级层序和45个五级层序。研究结果显示, 在约41.6 Ma之前, TOC含量、Ca含量和Fe/Al比值时间序列的405 ka周期与Ti含量时间序列和La2010d的405 ka周期呈反相关系; 在约41.6 Ma之后, TOC含量、Ca含量和Fe/Al比值时间序列的405 ka周期与Ti含量时间序列的405 ka周期依然是反相关系, 但与La2010d的405 ka周期转为正相关系。这说明在约41.6 Ma前后, 长偏心率周期影响下的东营凹陷的陆源输入、古生产力、氧化还原条件以及有机质富集机理具有显著差异, 这可能与天文驱动力和该时期区域气候变化(总体由干旱转为潮湿)的叠加效应有关。

     

罗子沟盆地大砬子组油页岩有机地球化学特征及其地质意义

通过对罗子沟盆地大砬子组上段油页岩干酪根镜检、热解、GC 和GC-MS 等分析,并对其有机地球化学多项特征参数进行研究,讨论罗子沟油页岩有机地化特征及其地质意义。根据姥植比及伽马蜡烷、孕甾烷、重排甾烷、重排藿烷等参数特征分析,推测油页岩形成的古湖泊水体性质为淡水--微咸水的还原沉积环境。综合分析显微组分镜检和热解结果及甾烷( C27--C29 ) 分布等参数,认为研究区油页岩有机质主要为混合母源输入。依据热解、Ro、甾烷和C31 升藿烷异构化程度、C29 莫烷/C29 藿烷、 Ts 与Tm 相对含量比值等指标的对比,指出研究区油页岩处于未熟－ 低熟热演化阶段。     

Mineral characteristics and their geological significance of black shales in southeastern Ordos Basin by X-ray diffraction analysis

X-ray diffraction analysis of black shale of Upper Triassic Member Chang 7 of the Yanchang Formation in southeastern Ordos Basin showed that black shales were deposited in brackish, strongly reducing, semi-deep-deep lacustrine facies, and mainly composed of quartz, feldspar, carbonate （dolomite）, clay minerals （illite and il- lite/smectite） and a certain amount of pyrite. The mineral composition characteristics of this set of black shales are similar to those of highly productive shale gas in North America, for example shallow burial, low clay mineral and abundant brittle mineral, so the strata are conducive to the development of cracks and fractures. Thus, this area is favorable for shale oil/gas exploration and development.     

三塘湖盆地石头梅地区二叠系芦草沟组有机质富集特征

为了研究三塘湖盆地石头梅地区二叠系芦草沟组有机质富集特征,通过对岩芯详细观察和泥岩系统取样,开展了有机碳、岩石热解、主量元素、微量元素测试分析。结果表明,三塘湖盆地石头梅地区芦草沟组泥岩有机质丰度较大,TOC含量最高12.4%,最大生烃潜量94.41 mg/g,有机质类型以I型和II型为主。有机质成熟度较低,为未熟—低成熟。研究区芦草沟组沉积时期初始古生产力中等,气温较高,水体深度较大,为半深湖—深湖环境,水体主要为停滞水体环境,缺氧还原条件,水体盐度较高,以咸水条件为主。根据地球化学参数,研究区芦草沟组自下而上可以划分出3个层段,对比3个层段中古环境的变化特征,发现同为低水动力深水缺氧还原条件下,适宜的温暖气候条件和适宜的半咸水—咸水盐度条件,以及高初始古生产力有利于有机质富集,从而形成油页岩,同时优选B3层段为油页岩最有利发育层段。     

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油储层中有机质微孔特征

页岩油储层中的有机质一直是页岩油研究的重点。用电子背散射(HDBSD)详细地研究了松辽盆地古龙凹陷古龙页岩油储层中的有机质中的微孔,发现了古龙页岩油储层有机质中的微孔非常发育。有机质微孔可以分为4种类型：(1)结构镜质体微孔;(2)均质镜质体微孔;(3)沥青质体微孔;(4)有机黏土微孔。有机质微米孔的直径多在1μm到数微米,圆形、近圆形或不规则;研究还发现,古龙页岩油储层中的孔隙度与有机碳呈一定的正相关关系。对有机质中的微孔孔隙度进行了初步的定量分析,获得了平均值为22.39%;初步计算表明有机微孔对储层孔隙度总的贡献在0.44%左右(有机碳取2.0%)。有机质中的微米孔(包括其他微米孔)可以与更高一级的微缝和页理缝互相联结,构成了一个很好的空间连通网络系统,为松辽盆地古龙页岩油的有效开发奠定了物质基础。     

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油储层中有机质微孔特征

页岩油储层中的有机质一直是页岩油研究的重点。用电子背散射（HDBSD）详细地研究了古龙页岩油储层中的有机质中的微孔,发现了古龙页岩油储层有机质中的微孔非常发育。有机质微孔可以分为4种类型：①结构镜质体微孔;②均质镜质体微孔;③沥青质体微孔;④有机黏土微孔。有机质微米孔的直径多在1 μm到数微米,圆形、近圆形或不规则;研究还发现,古龙页岩油储层中的孔隙度与有机碳呈一定的正相关关系。对有机质中的微孔孔隙度进行了初步的定量分析,获得了平均值为2239%;初步计算表明有机微孔对储层孔隙度总的贡献在044%左右（有机碳取20%）。有机质中的微米孔（包括其他微米孔）可以与更高一级的微缝和页理缝互相联结,构成了一个很好的空间联通网络系统,为古龙页岩油的有效开发奠定了物质基础。     

Extensive degradation and fractionation of organic matter during subsurface weathering

Organic carbon, sulphur, ¹³C_org, iron, manganese and calcium have been measured across a subsurface-weathering front in Pliocene sediments in southern Sicily. The results show an almost quantitative removal of C_org and sulphur and an increase in iron and manganese oxides over the weathering front, accompanied with a significant shift of the ¹³C_org to lower values. These data are among the first to support the rapid, extensive weathering of sedimentary organic matter and sulphur, a basic assumption made in global biogeochemical models on a Phanerozoic timescale.     

茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩有机地球化学特征及沉积环境

针对茂名盆地油页岩成矿机理问题,利用茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩莱科（Leco）、热解、含油率以及生物标志化合物等分析,研究了其有机地球化学特征,讨论了油页岩有机质来源与沉积环境。结果表明：油柑窝组油页岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型,含油率平均为5.98%,属品质中等偏好型;碳优势指数（I_CP）值（3.73~4.37）、奇偶优势（OEP）值（7.59~9.57）、较小甾烷C₂₉ααα20S/（20S+20R）、较低Ts/（Ts+Tm）以及最高热解峰温（T_max）值（428.00~434.00℃）均指示油柑窝组油页岩热演化处于未成熟阶段。正构烷烃气相色谱（GC）图显示为单峰式,主碳峰为C₂₇;∑C_21-/∑C₂₂₊与∑C₂₁₊₂₂/∑C₂₈₊₂₉均呈现低值,I_CP与OEP呈现高值,高碳数藿烷系列含量丰富,三环萜烷含量较低,未检测出奥利烷和羽扇烷等非藿类化合物,综合C₂₇-C₂₈-C₂₉规则甾烷相对含量特征,确定油柑窝组油页岩有机质来源主要为湖相藻类体以及细菌、浮游生物与陆生植物混合来源。总有机碳质量分数/全硫质量分数（TOC/S）值（41.14~170.08）、姥鲛烷/植烷（Pr/Ph）值（0.82~1.30）以及重排甾烷/规则甾烷值（0.06~1.10）指示油页岩沉积时水体为淡水、还原环境。在亚热带—温带温暖-湿润气候背景下,藻类等水生生物勃发引起的高湖泊生产力和淡水、还原环境是茂名盆地油柑窝组油页岩成矿的有利条件。     

藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义

对藏南发育完整的、厚度巨大的海相白垩纪地层中的暗色泥、页岩开展了有机质丰度研究。综合分析结果表明：该区泥、页岩中残余有机碳含量在0.05％~1.1％之间,平均值约为0.42％,其中下白垩统约为0.531％,上白垩统约为0.265％,有机碳平均含量变化特征与该区的古地理格局及海平面升降有关。氯仿沥青‘A’含量在0.0009％~0.0072％之间,平均含量约为0.0040％。有机碳与氯仿沥青‘A’最大值与最小值之比分别为22和8。有机碳与氯仿沥青‘A’这种弱负相关性与两者遭受剧烈的地表风化作用、强烈的紫外线照射和高程度有机质热演化后的损失量有关,后者远大于前者。白垩系残余有机碳含量大于0.6％的中等—好生油岩样10件,占样品总数的27％,下白垩统样品9件,占样品总数的24.3％,上白垩统样品1件,占样品总数的2.7％,表明来自北喜马拉雅地区东山组和康马—隆子地区甲不拉组的早白垩世泥、页岩为该区主要的有效生油岩。     

扬子地台寒武系泥页岩甲烷吸附特征

对采自扬子地区寒武系黄柏岭组、幕府山组和牛蹄塘组的泥页岩进行了甲烷吸附性能及影响因素研究。所分析页岩的TOC含量在1.08%～4.16%之间;粘土矿物含量在36.7%～62.3%之间。页岩样品甲烷吸附量测定结果显示,寒武系页岩甲烷最大理论吸附量与页岩TOC含量之间总体上呈正相关性,表明有机质丰度是控制页岩甲烷吸附能力的重要因素。而粘土矿物总含量与页岩甲烷最大理论吸附量之间缺乏相关性,仅蒙脱石含量与页岩甲烷最大理论吸附量呈正相关性,显示个别粘土矿物具有较强的甲烷吸附及影响页岩吸附性能的作用。寒武系不同地区页岩吸附性能存在显著差异,遵义牛蹄塘组页岩甲烷最大理论吸附量在2.76～5.30mL/g之间;南京幕府山组页岩甲烷最大理论吸附量在1.36～4.35mL/g之间;池州黄柏岭组泥页岩甲烷最大理论吸附量在1.63～2.72mL/g之间。此外,寒武系不同地区页岩有机碳含量与甲烷吸附量之间关系变化很大,显示页岩吸附量不仅受有机质丰度类型的影响,而且受有机质成熟度、区域地质演化以及粘土矿物吸附等多种因素制约。