湘中涟源凹陷上泥盆统佘田桥组页岩地球化学特征及有机质富集机理

上泥盆统佘田桥组是湘中地区页岩气勘探的重要层系之一.为了探讨湘中地区涟源凹陷上泥盆统佘田桥组黑色泥页岩有机质富集机理,系统采集了区内湘新地3井佘田桥组20个泥页岩岩心样品,开展有机碳含量、主量元素、微量元素以及稀土元素等地球化学特征测试,分析佘田桥组页岩的古盐度、古气候、古氧化还原条件和古生产力等古沉积环境.结果表明:佘田桥组底部层段有机碳含量较高（1.28%~2.68%）,平均值为1.69%.页岩主要成分为SiO₂（50.27%）、Al₂O₃（13.66%）、CaO（11.55%）.微量元素Rb、Sr和Zr富集而Co、Mo、Sc和Hf亏损.Sr/Ba、化学蚀变指数（CIA）、Th/U、V/Sc、V/Cr、δU比值表明佘田桥组富有机质页岩段沉积环境为淡水-半咸水、干旱的贫氧-次富氧环境,贫有机质页岩段为咸水、干旱-半干旱的富氧环境.结合区域层序地层特征,综合对比佘田桥组有机碳含量（TOC）与古氧化还原条件、古生产力条件的相关性,揭示出涟源凹陷佘田桥组富有机质页岩段有机质富集的主控因素为古氧化还原环境,而贫有机质页岩段有机质主要来源于陆源供给.      

贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩沉积地球化学特征及其沉积环境意义

基于钻井岩心资料,对贵州岑巩区块下寒武统变马冲组黑色页岩取心段进行系统采样、主微量元素测试及沉积地球化学分析。研究结果表明：1）古盐度判别指标Sr/Ba及Rb/K分布显示,下寒武统变马冲组黑色页岩沉积时期属局限海背景下的半（微）咸水—淡水相沉积,变马冲组一段—三段古盐度垂向变化不大;Sr丰度与碳酸盐矿物含量之间具明显的响应关系;2）古氧相指标V/Cr、Ni/Co、U/Th比值及δU值分布表明变马冲组黑色页岩沉积为氧化为主、间或贫氧的环境,V/（V+Ni）比值判别偏于还原环境;3）古气候判别参数“C”、Sr/Cu及SiO₂/Al₂O₃比值表明该套页岩沉积期主体属温湿气候,利于有机质形成;4）古水深及离岸远近判别参数Rb/Zr、Sr/Ba比值分布显示水体较浅、离岸较近的沉积特征,结合物源及沉积构造背景指征参数分析,变马冲组黑色页岩属大陆边缘离岸较近、水体较浅的陆源碎屑沉积。此研究认识揭示了岑巩区块下寒武统沉积环境的演化,进而为该套黑色页岩的有机质富集机理及页岩气选区评价提供一定的地质依据。     

陆相黑色页岩沉积环境及有机质富集机制——以鄂尔多斯盆地长7段为例

【目的】元素地球化学特征分析与古环境恢复是深入认识页岩层系中有机质富集机制的重要前提。【方法】以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段沉积时期湖盆不同相带(浅湖、滨浅湖、半深湖—深湖)的黑色页岩为研究对象，开展了5口代表性钻井长7段页岩的岩石学、古生物学、有机地球化学、元素地球化学等分析，以此探讨陆相黑色页岩的沉积环境及其有机质富集机制。【结果】鄂尔多斯湖盆长7段页岩层系不同黑色页岩层段(长73、长72和长71亚段)具有差异地球化学特征与沉积环境：(1)长73页岩有机质最为富集(TOC平均含量约为8.21%)，其异常高有机质页岩最厚，其次为长71和长72;(2)主、微量元素特征显示湖盆长7段沉积时期总体上为岛弧及活动大陆边缘构造背景，以长英质与基性岩混合的物源为主，含少量安山岩岛弧物源，但长73时期陆源碎屑输入强度明显低于长7₂与长7₁;(3)较高CIA_corr和C_value值表明长7段沉积时期整体处于高温多雨湿润气候，其中长73时期温度与湿度最高；(4)Sr/Ba和Rb/K₂O比值指示...     

鄂尔多斯盆地东部石盒子组盒8沉积环境的地球化学表征

采用Sr、Sr／Ba、Rb、Rb／K、K＋Na质量分数、K／Na、B／Ga、B元素法、V／Cr、Ni／Co、U／Th、V／（V＋Ni）、铈异常（Ce_anom）值、Fe^2＋／Fe^3＋、Cu／Zn、Sr／Cu、Fe／Mn、Mg／Ca、 Mg／Sr和Al₂O₃／MgO等微量元素和常量元素等地球化学方法对鄂尔多斯盆地东部盒8期沉积环境的古盐度、氧化还原态和古气候进行综合判断。结果表明：古盐度介于2.76‰～14.32‰之间,平均值为8.62‰,显示沉积水介质以淡水—微咸水为主;铈异常（Ce_anom）值主要集中在-0.05～0.1之间,整体表现为Ce富集,指示缺氧弱还原的古水体环境;Sr/Cu比值为1.66～9.41,平均值为4.60,环境为温湿气候。纵向上盒8_下古盐度高于盒8_上,盒8_下比盒8_上气候略微干旱。平面上研究区南部米脂榆79井—榆28井一带和研究区北部通岗浪沟—什汗水利一带古盐度较大,大于10‰,属半咸水—咸水沉积,相对应地这两个区块古气候比其它区块较为干旱,这一规律和沉积体系在研究区的分布高度吻合。分析认为：盒8期研究区湖岸线分布于南部米脂榆79井—榆28井一带,受湖水和干旱气候的影响,造成古盐度较高;北部通岗浪沟—什汗水利一带发育辫状河沉积,受干燥气候、蒸发环境的影响,古盐度增大。研究区微咸水—半咸水—咸水的沉积环境有利于绿泥石膜胶结发育,也有利于储层的发育。该认识对鄂尔多斯盆地盒8沉积环境研究起到一定的补充作用,同时也对该区盒8段天然气勘探具有重要意义。     

敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段泥页岩地球化学特征及沉积模式

分析泥页岩形成的沉积环境对页岩气储层评价和甜点区优选具有重要意义。为深入探讨敦煌盆地五墩凹陷中间沟组下段富有机质泥页岩的形成环境和有机质聚集机制,以DY1井为研究对象,开展了总有机碳(TOC)含量、显微组成、碳同位素、主量元素、微量元素和稀土元素等测试。结果表明,五墩凹陷中间沟组下段岩性为灰黑色炭质泥页岩、粉砂质泥页岩夹薄煤层等,泥页岩具有较高的TOC含量,质量分数介于0.53%~25.25%,均值为8.18%,成熟度R_ran介于0.74%~1.21%。Mo含量、P/Ti值和有机质显微组成表明,中间沟组下段沉积水体具有较低的初级生产力,高丰度有机质主要来自于陆源高等植物,反映了研究区浅水三角洲–半深湖环境下泥页岩的古生产力不是有机质聚集的关键控制因素;V/(V+Ni)、Ce_anom、Th/U和U_EF-Mo_EF协变模式等揭示中间沟组下段泥页岩形成于缺氧环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C等指标反映了温暖–半干旱的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)和Al₂O₃/MgO等特征指示古水体为淡水–微咸水;Zr/Al、Rb/K和MnO 含量等指标反映了沉积水体为浅水–半深水。依据DY1井沉积环境参数与有机质聚集的关系,建立了中间沟组下段富有机质泥页岩的沉积模式,自下至上经历2个旋回4种沉积模式,沉积水体由浅水三角洲–半深湖沉积–浅水三角洲–半深湖沉积演变,富有机质泥页岩形成于低初级生产力、高等植物陆源输入为主以及缺氧的半深湖环境,缺氧条件是中间沟组下段泥页岩有机质聚集保存的关键控制因素。该研究为敦煌盆地侏罗系页岩气成藏机理、资源潜力评价和有利区优选提供了理论支持。      

华北板块南缘六盘山盆地固参1井马东山组泥页岩段古沉积环境研究

以六盘山盆地固参1井白垩系马东山组泥页岩段为研究对象,通过元素地球化学测试分析,采用CaO/(MgO·Al2O3)、Sr/Cu、Rb/Sr、Sr /Ba、Sr丰度、Th/U、 V/Cr、V/(V+Ni)、Fe/Mn和(Al＋Fe)/（Ca＋Mg）等一系列古气候、古盐度、古氧化还原条件和古水深判别指标,对固参1井马东山组泥页岩沉积古环境进行探讨。结果表明：马东山组泥页岩沉积时期总体为年平均古气温应大于15℃的温暖潮湿气候,水体为半深湖—滨浅湖的半咸水—咸水环境,沉积物是在贫养—厌氧环境中形成的。古气候、古盐度、古氧化还原条件及古水深在垂向上存在3个相对变化的旋回,且古气候与古水深、古还原条件呈正相关性,与盐度呈负相关性。适宜的古水深、较强的还原条件,稳定匮乏的碎屑供给等古环境因素相对变化的3个旋回共同控制了马东山组泥岩、页岩、钙质泥岩、泥灰岩组合的非均质的页岩油气储层。     

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...     

泌阳凹陷核桃园组三段富有机质泥页岩形成环境及发育模式

通过Rock-Eval、饱和烃色谱质谱、电感耦合等离子质谱分析和X荧光光谱等测试方法,对南襄盆地泌阳凹陷核桃园组三段2油组和3油组泥页岩开展了有机质丰度、类型,生物标志化合物特征和常微量元素参数综合分析,探讨了湖相富有机质泥页岩地球化学特征及其沉积环境,并建立了富有机质泥页岩发育模式。研究结果表明,2油组沉积时期,泥页岩有机碳含量相对较低,湖盆内的有机质由水生生物和陆源有机质共同供给,有机质类型从Ⅰ型到Ⅲ型均有分布,高盐度下的水体分层和还原环境为有机质提供了良好的保存条件,但高盐环境抑制了水生生物的繁盛,一定程度上降低了湖泊生产力,此外较高的陆源碎屑的输入稀释了湖泊生产力,不利于有机质的富集;而3油组沉积时期,泥页岩有机碳含量相对较高,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主,尽管水体盐度降低,分层作用减弱,但是缺氧的还原环境为有机质提供了保存条件,该环境下的湖泊高生产力是富有机质页岩形成的主控因素。     

陆相断陷咸化湖盆有机质差异富集因素探讨

我国中、新生代陆相断陷咸化湖盆广泛发育含盐泥页岩,蕴藏着大量页岩油资源。页岩油“甜点”发育与有机质富集密切相关,但含盐泥页岩有机质差异富集主控因素研究相对较少,且存在争议。以渤海湾盆地东濮凹陷为例,针对古近系沙三段泥页岩取芯,开展总有机碳（TOC）、扫描电镜、能谱分析以及主量、微量和稀土元素分析,探讨泥页岩的有机质丰度与古气候、古盐度、沉积速率、古生产力和氧化还原条件的关系。结果表明:沙三段泥页岩的有机质富集主要受控于古生产力、古盐度和沉积速率。古生产力越大,有机质富集程度越高;随古盐度和沉积速率升高,有机质富集程度先增大后减小。氧化还原条件对有机质富集的影响不大,这与泥页岩整体发育于缺氧的还原条件有关。只有在高的古生产力、适当的古盐度和适当的沉积速率背景下,方才利于沉积有机质富集。泥页岩的有机质差异富集是非常规油气沉积学研究的重要内容之一,揭示有机质差异富集主控因素,对我国陆相页岩油勘探开发具有重要意义。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

目前关于牛蹄塘组页岩沉积古环境及其对有机质富集影响的认识尚显不足。为此,基于总有机碳（TOC）含量测定、XRD矿物组分分析、沉积地球化学分析等方法,以鄂西地区X井和Y井牛蹄塘组页岩为研究对象,揭示了页岩的沉积古环境,并探究了其对页岩有机质富集的影响。研究结果表明牛蹄塘组牛二段下部为富有机质层段,石英含量最高。牛一段页岩的Ca、P富集显著,牛二段以及牛三段页岩的Ca、Fe富集显著,其中牛二段页岩中的氧化还原敏感元素Mo、U富集程度最高。牛蹄塘组页岩无明显的Eu异常,轻稀土元素（LREE）比重稀土元素（HREE）更加富集。硅质页岩沉积于高的古生产力、较低的碎屑输入以及缺氧的底水环境;钙质页岩沉积于较高的古生产力、相对较低的碎屑输入以及贫氧—氧化的底水环境;而黏土质页岩和硅质—黏土质页岩沉积于较低的古生产力、较高的碎屑输入以及氧化的底水环境。此外,Ba_bio、Si_bio、U/Th、C_org/P_tot、Al、Ti/Al等古环境指标在垂向上的变化表明牛蹄塘组从沉积的早期到晚期,水深逐渐变浅,水动力条件变强,沉积底水的氧含量逐渐增加,表层水体的古生产力逐渐降低。缺氧的底水条件是控制牛蹄塘组富有机质页岩发育的关键因素。     

济阳坳陷细粒混积岩类型与湖盆演化的耦合关系

综合钻井、岩心、薄片和地球化学等资料,详细研究了济阳坳陷沾化凹陷沙三段下亚段细粒混积岩的混积类型、不同类型细粒混积岩的成因、垂向分布以及古湖泊水文演化规律.结果表明,沾化凹陷沙三段下亚段细粒混积岩包括层状-纹层状组构混积型和块状矿物组分混积型等2种混积类型;自下而上主要由层状-纹层状组构混积型夹块状矿物组分混积型发育段,过渡为块状矿物组分混积型夹层状-纹层状组构混积型发育段;表明了由潮湿且受季节性气候影响明显的深水湖泊,演化为水体较浅、盐度均一且受季节性气候影响不明显的湖泊环境,并建立了高水位早期-高水位中-晚期-低水位期的湖泊演化模式.在湖泊高水位早期阶段的早-中期和高水位中-晚期,有机质富集的主控因素主要是氧化还原条件和古生产力;在湖泊高水位早期阶段的晚期,古生产力是有机质富集的主控因素;在湖泊低水位时期,有机质富集的主控因素是氧化还原条件.总体上,适量的陆源供给（粘土矿物和石英含量均小于22%）会促进有机质富集,而过量的陆源碎屑输入以及碳酸盐的快速沉淀都会导致有机质被稀释.      

澳大利亚Bonaparte盆地大陆边缘裂陷期局限海相页岩发育特征与模式

发育于大陆边缘裂陷阶段以局限海相为主要沉积环境的富含浮游藻类泥页岩可能是Bonaparte盆地潜在的重要“油”源岩。从构造地质背景、沉积充填特征以及有机地球化学特征等多方面进行综合分析表明,局限海相页岩形成于大陆边缘裂陷阶段的衰减期,盆地基底的差异裂陷活动为页岩的形成提供了高可容纳空间和欠补偿的沉积环境,同时,“小隆大凹”的沉积格局更加有利于大规模相对稳定的半封闭的局限海沉积环境的形成和海相浮游藻类的繁盛。以扇三角洲和海底扇为主的物源体系带来大量“陆源”营养物质,同时,保持营养物质的供给与欠补偿条件的平衡。局限海相页岩主要形成于弱氧化、陆源物质供给较弱、局限海范围较大的沉积环境;岩性上以海相泥岩为主,陆源孢粉化石与沟鞭藻化石均较发育,或后者含量略高;沉积厚度适中、分布范围局限;有机质丰度相对较高,以混合型有机质为主,成熟度较低,气相色谱以前峰型为主,(nC₂₁+nC₂₂)/(nC₂₈+nC₂₉)和Pr/Ph比值相对较高,甾萜等生物标志化合物参数以低C₁₉三环二萜和C₂₄四环萜烷、高孕甾烷、高αααC₂₇R/αααC₂₉R为特征。     

新疆三塘湖盆地芦草沟组油页岩特征及成矿背景

石头梅地区是新疆三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩的主要分布区域,为了研究其油页岩特征和成矿背景,在岩心详细观察和系统取样的基础上,识别出油页岩7层,对油页岩开展了有机碳、岩石热解、灰分、挥发份、含油率、发热量、全硫、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油页岩主要发育于芦二段,为特低-低硫型、...     

柴北缘大煤沟组七段页岩地球化学特征——对中侏罗世晚期物源及风化作用的指示及意义

柴达木盆地北缘中侏罗世晚期沉积的大煤沟组七段页岩（J₂d7）记录了该地质历史时期的物源、风化作用及对应的气候和构造特征信息。对钻井岩芯样品进行元素地球化学分析,结果显示,较高的Al₂O₃/TiO₂,La/Sc,Th/Co,较低的TiO₂/Zr,以及TiO₂-Zr、La/Sc-Th/Co、La/Th-Hf、La-Th-Sc组成表明大煤沟组七段页岩物源主要为长英质花岗闪长岩。A-CN-K组成特征指示钾交代作用对页岩的影响有限,整体较高化学蚀变指数（CIA）、化学风化指数（CIW）、斜长石蚀变指数（PIA）表明物源区经历了中等-强烈的化学风化作用,且自下而上,风化作用逐渐减弱,结合逐步降低的古气候指数C值及增高的Sr/Cu值,可得出在中侏罗世晚期柴北缘地区的古气候条件由温暖潮湿向干旱炎热明显转变,为该时期我国西北地区"干热化"事件在柴北缘的具体表现,同期构造沉降幅度大于因气候变干导致的湖平面下降速率,为有机质的富集提供了有利条件。     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

珠江口盆地陆丰凹陷文昌组沉积地球化学特征及古环境意义

陆源营养物质输入是湖泊成油母质(细菌和藻类、浮游植物等)生长的主要外部营养源.古气候条件影响了陆源输入,湖盆水体沉积环境控制了有机质保存,因此沉积期古气候古水体条件对湖相烃源岩有机质丰度预测至关重要.针对珠江口盆地陆丰凹陷文昌组烃源岩进行环境地球化学研究,运用CIA、V/Cr、Mn/Al、Sr/Cu、Ti/Al等多种元...     

我国陆相中高熟页岩油富集条件与分布特征

我国相继在多个盆地陆相页岩油勘探中获得突破,展示了良好的发展前景。基于现阶段勘探认识,本文认为陆相页岩油富集主要条件是：(1)稳定且有规模和适宜热成熟度的富有机质页岩是重要物质基础,以TOC含量>2%,最佳为3%～4%、母质类型Ⅰ和Ⅱ₁型为主,R_o>0.9%或更高(咸化环境0.8%);(2)有一定容积规模的微纳米孔隙且具脆性的多类储层是重要条件,页岩储层有效孔隙度宜>3%～6%;成岩阶段偏低时,纯页岩段不是中高熟页岩油富集段,致密砂岩和混积岩黏土含量宜<20%;成岩阶段高时,页岩黏土含量可高至40%左右;(3)滞留烃数量大且品质好是重要保证,以S₁>2 mg/g为门限,最佳>4～6 mg/g;气油比>80 m³/m³,最佳150～300 m³/m³;(4)顶底板具封闭性保持超压且滞留足够多轻-中组分烃类。陆相页岩油分布特征是：(1)有外物质注入的深-半深湖相是页岩油主要富集区;(2)具备“四高...     

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。