黔北镇远牛蹄塘组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系

通过矿物组分、主量元素、微量元素、碳氧同位素等特征，分析了黔北地区镇远县ZX井牛蹄塘组黑色页岩的岩相类型和不同岩相页岩的沉积环境及其与有机质富集间的关系。结果表明，牛蹄塘组下段以硅质页岩为主，TOC含量4. 96%~10. 10%；上段以富泥硅质页岩为主，TOC含量1. 43%~9. 04%。下段硅质页岩沉积于水流停滞的深水陆棚环境，沉积古水体为贫氧的还原状态；上段富泥硅质页岩沉积时期，仍为贫氧的还原环境，但水体滞留程度、还原性较下段硅质页岩沉积期弱。贫氧的还原环境是影响牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的主要因素，热液作用和陆源碎屑对牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的影响较小。     

湘鄂西寒武系烃源岩地球化学特征与沉积环境分析

通过对湘鄂西从台地-斜坡-盆地3条典型寒武系剖面烃源岩微量元素及有机碳含量（TOC,%）的分析,V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co表明寒武系整体上由强还原环境-氧化环境演变,且斜坡带具多个较明显的氧化还原沉积旋回;烃源岩样品稀土元素经北美页岩标准化后δEu为正异常,δCe为负异常,异常程度指示从台地-斜坡-盆地水体加深,寒武系先快速海侵后整体海退。寒武系牛蹄塘组底部烃源岩发育于高生产力、强还原的海侵环境;其有机碳高度富集可能是震旦-寒武纪之交沿伸展断裂上涌的富营养元素的还原性热液以及阵发性上升流等多重因素共同作用的结果。     

上扬子区下寒武统海相页岩岩相类型及沉积模式

上扬子区下寒武统牛蹄塘组页岩是我国南方地区页岩气重要勘探层系之一。通过露头、岩心、薄片、实验测试等资料综合分析,识别了该套页岩岩相类型及相关沉积作用方式,在水体氧化还原条件演变规律分析基础上总结了其沉积演化模式。牛蹄塘组页岩共包含6类岩相：富有机质硅质页岩、含粉砂硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、泥质钙质页岩及粉砂质钙质页岩,主要体现为5种沉积作用方式：砂质机械沉积、钙质化学沉积、硅质生物沉积、泥质絮凝沉积及底流改造沉积。从底到顶,该套页岩表现为一套水体变浅的进积型演化序列,水体还原程度减弱,有机质保存条件变差。牛蹄塘组下段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以硅质生物沉积和钙质化学沉积为主,主体岩相类型为硅质页岩和钙质页岩;上段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以泥质絮凝沉积和砂质机械沉积为主,主体岩相类型为黏土质页岩和粉砂质混合质页岩。提出的牛蹄塘组页岩岩相发育模式及沉积演化规律能为研究区优质页岩的分布预测及页岩气勘探选区评价提供理论依据。     

湘西北寒武系沉积型镍钼矿成矿物质来源

湘西北寒武系含矿丰富,在寒武系下统牛蹄塘组黑色岩系中赋存有磷矿、石煤、钒矿、铀矿,并有有色金属钼、镍矿及铂族元素矿物聚集。通过分析总结前人成果资料,探究镍钼矿成矿地质环境条件是在低温环境、有微生物参与及强还原环境中同生沉积,对寒武系沉积型镍钼矿成矿物质来源提出了明确的看法,即成矿物质来源于海底喷流-热水。     

川东—武陵山地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质富集模式

有机质富集、保存对页岩气资源评价、勘探选区和开发具有重大的指导意义。以川东—武陵山地区下寒武统牛蹄塘组页岩为例,利用岩石地球化学、油气地球化学和沉积岩石学方法和技术对牛蹄塘组有机质丰度、有机质来源及古环境演化进行了分析,对川东—武陵山地区页岩有机质富集和保存条件进行了评价。结果表明:牛蹄塘组页岩有机质主要来自于蓝藻、红藻、褐藻等自生海洋藻类;相比于牛蹄塘组高位体系域,在牛蹄塘组海侵体系域页岩沉积期,温暖湿润的古气候和大规模海侵使得海平面快速上升,海侵导致深水陆棚、斜坡甚至部浅水陆棚处于贫氧—缺氧环境,该深水贫氧—缺氧还原环境（部分硫化还原环境）有利于有机质保存,在川东—武陵山地区上形成大面积富有机质页岩。      

晚三叠世卡尼期黑色页岩事件在龙门山地区的沉积学和古生物学响应

龙门山前缘地区卡尼阶-诺利阶马鞍塘组中部发育一套薄-中层状黑灰色、灰黑色、黑色（含介壳）钙质泥（页）岩,在该套岩石中瓣鳃类生物多见,原生二价金属硫化物（黄铁矿）发育,水平层理发育,显示着低能环境贫氧条件的典型特征。与马鞍塘组中部黑灰色、灰黑色钙质泥（页）岩相当层位的卡尼期晚期沉积,在松潘-甘孜地区、昌都地区、可可西里地区均可见到,多显示为黑色、灰黑色色调,岩性为泥（页）岩或粉砂质板岩、钙质板岩,反映了一次黑色页岩地质事件在中国西部古特提斯东部地区产生了大范围的影响。全球对比表明,该套深色泥（页）岩在西特提斯、印度喜玛拉雅等地均有分布,覆盖在卡尼期早期碳酸盐沉积之上。据此,作者认为晚三叠世卡尼期特提斯范围的黑色页岩事件,很有可能与卡尼期全球性的碳酸盐生产危机有关,马鞍塘组中部发育的深色泥（页）岩即是此次事件在扬子地台西缘的反映。根据对川西北地区绵竹汉旺、安县雎水、江油马鞍塘等剖面的实际考察与研究,认为代表缺氧事件沉积的马鞍塘组中部黑灰色泥（页）岩之下为卡尼阶灰岩段（即汉旺组中下部灰岩段,主要为鲕粒灰岩、海绵礁灰岩等）,之上为诺利阶灰色粉、细砂岩夹灰岩、泥岩段（相当于石元组）。黑灰色钙质泥（页）岩不仅是该组岩性变化的转折点,亦是古生物、古生态急剧变化的转折点。在马鞍塘组下部广泛可见的六射海绵、海百合、苔藓虫、珊瑚等海相化石在马鞍塘组中上部地层（上卡尼阶至诺利阶底部）中很少看到,仅见丰富的瓣鳃类、菊石、腕足类等有壳类动物化石。
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贵州福泉牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现

贵州省福泉桅杆坪地区寒武系底部牛蹄塘组黑色页岩中以炭质印模的形式保存有大量宏观后生动物化石.化石微细特征保存较差,多属于疑难化石.该化石组合以化石个体较大的蠕虫状化石和疑似杆壁虫类化石为优势分子,还常见管状类化石、遗迹化石,以及少量的软舌螺、海绵骨针等化石碎片.该化石组合紧位于镍钼多金属层之上,与遵义等地区的松林生物群(牛蹄塘组下生物群)的层位相当,化石组成基本一致,但优势生物存在明显差异.福泉地区牛蹄塘组蠕虫状化石组合的发现,丰富了寒武系牛蹄塘组的生物群面貌,为研究早期后生动物演化提供了新资料和新信息.对该化石组合的进一步研究,也必将为这种特殊生物群的古环境恢复和埋藏学研究提供有利的古生物学证据.      

贵州寒武纪系列生物群及其研究意义

由牛蹄塘组生物群、台江生物群、凯里生物群组成贵州寒武纪布尔吉斯页岩型生物群。牛蹄塘组生物群由德国柏林工业大学和贵州工业大学于１９９８年在贵州北部下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩中发现,计有海绵、节肢、刺细胞、软体等动物、藻类等化石１４属。台江生物群位于台江...     

鄂西地区寒武系黑色页岩地质特征及页岩气远景预测

通过对野外地表露头、钻井岩心及典型剖面等基础资料的分析,从烃源岩品质、生烃演化阶段、储层特征和保存条件四个方面入手,阐述了鄂西地区寒武系黑色页岩的地质特征,采用综合信息叠合法预测了页岩气资源远景区。结果表明:寒武系牛蹄塘组黑色页岩分布广,厚度大,有机碳含量(TOC)高,有机质类型好,热演化程度高,具备良好的生烃潜力;在宣恩—鹤峰和宜昌—宜都一带,受构造活动改造弱,黑色页岩埋深适中,盖层分布连续,断裂不发育,流体封闭性强,可作为页岩气勘探的有利远景区。     

贵州瓮安地区北斗山矿区寒武系牛蹄塘组的特征

瓮安大信北斗山矿区牛蹄塘组出露普遍,厚度较薄,明显分为2段。下段称上磷矿段,以磷质岩或磷块岩为主,沉积结构以内碎屑结构为主,内碎屑成分主要为磷质砂屑,可见黄铁矿和海绿石;岩层具有透镜状层理、水平层理、块状层理、磷质结核体等沉积构造。上段称黑色页岩段,以黑色页岩为主,沉积结构以泥质结构为主;普遍发育水平层理和较大个体的磷结核体。黑色页岩段底部普遍含镍钼钒多金属层;下部含黄铁矿纹层或结核,中部出现碳酸盐结核。对牛蹄塘组的地层特征和岩石学特征分析表明,本区牛蹄塘组为水体较深的缺氧沉积,显示为海平面上升期的海侵层,上磷矿段沉积时为动力较强的滨海至浅海陆棚相环境,黑色页岩段沉积时为水动力较弱的陆棚边缘盆地相环境,多金属层位于最大海泛面处。     

吉首斜坡带寒武系牛蹄塘组层序地层划分对比及有机碳含量变化探讨

以吉首2条斜坡带寒武系牛蹄塘组实测地层剖面和2口地质调查井为基础,获取牛蹄塘组黑色页岩有机碳含量参数,结合剖面上沉积岩石学特征,分析海平面变化,在牛蹄塘组内部识别出3个三级层序,并进行区域对比,为区域上页岩气有利目标区的圈定及勘探提供依据。     

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。     

上扬子黔北地区下寒武统海相黑色泥页岩特征及页岩气远景区评价

依据大量野外页岩实测地质剖面和2口页岩气钻井、样品岩石矿物组分分析、有机地球化学实验等大量分析测试资料,系统研究了上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩的发育特征与分布,并结合北美海相页岩气形成地质条件及我国页岩气选区评价标准,预测了黔北地区页岩气勘探的有利区。结果表明:黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色泥页岩厚度大、分布广泛,早期海侵体系域水体相对较深,沉积和沉降中心位于研究区的东南部,主要的物源来自西北部,沉积相类型主要为砂质陆棚、浅水陆棚和深水陆棚相沉积,深水陆棚相分布在东南部地区,呈北西-南东向带状展布。晚期高位体系域,水体深度逐渐降低,随着相对海平面的下降,研究区陆棚砂体范围进一步扩大,浅水陆棚和深水陆棚向东南迁移,范围缩小。黑色页岩的有机质类型为Ⅲ型干酪根,有机碳含量很高,平均值为4.880%,普遍大于2%;有机质成熟度平均值为2.7%,总体演化程度较高; 黑色页岩的矿物成分主要为碎屑矿物和粘土矿物,碎屑矿物含量平均值为61.3%,成分主要为石英和少量的长石;粘土矿物含量平均值为31.1%,主要为伊利石和伊蒙混层矿物。与美国产气页岩的各项指标相比较,黔北地区下寒武统海相黑色页岩具有厚度较大、有机质丰度平均值高、热演化成熟度高、脆性矿物含量低、粘土矿物含量中等,页岩孔隙度低的特征。具备了页岩气形成的基本地质条件,是我国海相页岩气勘探的主要地区之一。综合评价预测了黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气的有利、较有利远景区。     

湘西下寒武统牛蹄塘组地球化学特征及其对沉积-构造环境的响应

为深入探讨湘西地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系沉积-构造环境,对三岔剖面黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了主量、微量及稀土元素地球化学特征。研究结果表明,牛蹄塘组黑色岩系不仅有机碳含量高,而且相比于北美页岩更富集V、Ni、Cr等微量元素。δ~(13)C_(org)及微量元素判别指标V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、δU、Ce/La、Ce_(anom)等特征的变化均反映牛蹄塘组沉积期水体属缺氧还原的浅水环境,且Mo/TOC与U_(EF)-Mo_(EF)协同模式表明沉积区当时为一局限海盆环境。稀土元素(REE)中轻稀土相对重稀土富集,且北美页岩标准化分布模式呈近水平略微左倾状,结合元素比值特征和La/YbCe/Yb、La/Yb-ΣREE图解,牛蹄塘组黑色岩系的母岩以长英质岩石为主,但沉积过程也受到海底热液作用影响。同时,根据δCe、δEu的特征与K_2O/Na_2O-SiO_2图解,认为沉积区在早寒武世为被动大陆边缘构造背景。     

黔北绥页1井牛蹄塘组页岩气地质特征及资源潜力分析

黔北地区位于上扬子地台区,断裂构造发育。该地区下寒武统牛蹄塘组海相沉积发育,以陆棚沉积为主,尤以深水陆棚沉积对页岩气形成有利。目标层位牛蹄塘组绥页1井资料分析的结果表明: 牛蹄塘组有利潜质页岩主要位于该组下部,有机质丰度高、成熟度高、微裂隙发育、含气性好,页岩气的保存条件好,牛蹄塘组上段成为保存页岩气的良好盖层。牛蹄塘组页岩气地质特征分析表明,牛蹄塘组页岩气资源潜力较大。     

黔中隆起及周缘下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探前景

文章基于黔中隆起及周缘地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩的野外露头,并与周边钻井资料类比,通过野外地质观测、样品显微薄片等多项实验测试,以地层沉积、岩石学、有机地球化学和泥页岩含气性等为重点,对其下寒武统牛蹄塘组页岩气形成的成藏条件与勘探前景进行了分析。结果表明黔中隆起及其周缘地区下寒武统牛蹄塘组主要发育以盆地相—深水陆棚沉积环境控制的富有机质泥页岩,富有机质泥页岩厚度大(80~160 m),有机质丰度高(平均TOC含量3.63%),有机质类型好(Ⅰ-Ⅱ1型),热演化程度高成熟―过成熟(Ro1.55%),石英等脆性矿物含量丰富(平均46%),泥页岩中发育微米至纳米级微孔隙和微裂缝,且有较好的保存条件,有利于页岩气的形成与富集,具有较好的勘探前景。     

鄂西地区震旦系—寒武系页岩气成藏模式

通过对鄂西震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组页岩气勘查大量实际资料总结研究，创新性地提出了针对鄂西地区震旦系和寒武系"岩相控炭、成岩控烃、构造控藏"的页岩气成藏理论认识。震旦系陡山沱组和寒武系牛蹄塘组富有机质页岩沉积受控于鄂西裂陷海槽，富有机质页岩甜点层段主要形成于海侵体系域和早期高水位体系域。黄陵古隆起周缘震旦纪—三叠纪长期浅埋，为生油提供了充足时间，三叠纪短暂快速深埋，为页岩气生成的主峰期。古隆起刚性基底、区域性泥页岩盖层以及后期逆冲推覆构造，为页岩气保存提供了良好的条件。从而建立了鄂西震旦—寒武系"深水海槽控炭、古隆起浅埋控烃、古隆起+逆冲断裂控藏"的页岩气成藏模式。      

渝东南地区黑色岩系储集层特征及含气性评价

基于野外地质成果和页岩气调查评价资料,笔者对渝东南下寒武统牛蹄塘组黑色岩系进行了研究,并对其中黑色页岩的储集层特征及含气性进行了初步评价。该区牛蹄塘组黑色岩系主要可分为黑色碳质页岩、薄层黑色含粉砂页岩、中薄层黑色含粉砂碳质页岩及黑色薄层硅质岩等4种岩性。研究认为,黑色岩系中泥页岩储集层具有含气量大、有机碳含量高、成熟度高等特点,并且纳米孔隙、微裂隙十分发育,有利于页岩气的勘探开发。研究区东南部为下寒武统牛蹄塘组页岩气开发有利区块。     

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。     

Pyrite characteristics and shale gas significance of the Niutitang Formation in Cengong area,Guizhou ProvinceSCIEI北大核心CSCD

黄铁矿特征研究可为页岩沉积环境恢复与页岩气富集保存规律预测提供依据。以贵州岑巩地区岑页1井牛蹄塘组为研究对象,基于岩心、薄片、扫描电镜及微量元素、硫同位素地球化学,确定牛蹄塘组页岩沉积环境及页岩气富集地质条件。研究表明,牛蹄塘组页岩黄铁矿发育为草莓状、自形-半自形及他形(主要为胶状他形)三种形态,不同形态的黄铁矿形成于不同沉积环境,草莓状黄铁矿形成于缺氧还原环境,自形-半自形黄铁矿形成于贫氧环境,胶状他形黄铁矿指示沉积过程有热液活动的参与。测试井牛蹄塘组整体处于较开放的沉积水体,上段为含氧-贫氧环境,硫同位素整体变轻且发生负漂;中段为较缺氧环境,硫同位素跨度大且发生正漂;下段为还原性更强的沉积环境,硫同位素小幅度负漂。黄铁矿含量与有机质富集密切相关,与黄铁矿有关的孔隙为页岩气吸附、保存及运移提供载体,且草莓状黄铁矿指示的缺氧硫化环境更利于有机质保存。研究工作系统梳理了黄铁矿对牛蹄塘组页岩沉积环境及储层页岩气富集的指示作用,为页岩气勘探提供指示。