吉林省中、新生代黑色页岩（油页岩）中某些金属元素富集特征

吉林省中、新生代黑色页岩（油页岩）中Ａｇ、Ｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等元素含量偏高；黑色页岩（油页岩）中古生物组合丰富，有机碳含量很高（＞２％）．研究了吉林省中、新生代黑色页岩（油页岩）中稀、贵金属元素富集特征，初步探讨了其富集机理，为吉林省中、新生代含金属的黑色页岩（油页岩）的综合利用提供参考。     

富有机质的黑色页岩和油页岩的有机岩石学特征与生、排烃意义

用近代有机岩石学与有机地球化学分析相结合的方法，对比研究了我国四川盆地等下古生界富有机质沉积的海相黑色页岩,和渤海湾盆地下第三系湖相油页岩的显微有机组成特征与热演化生烃、排烃作用的关系。观测分析结果表明:黑色页岩热演化程度很高，目前热解烃含量很低，但残余有机碳含量达1％～3％，黑色页岩中保存了早期生油阶段由无定型有机质生油作用转化而形成的微粒体有机质，和未排出的石油演变而来的残余沥青，表明其为原始生烃性能很好的烃源岩。根据黑色页岩中微粒体和残余沥青的含量，可用来了解已生—排烃量和再沉降埋深过程中古油藏储层沥青、微粒体和残余沥青再生气对古生界碳酸盐气藏的贡献。富有机质沉积的下第三系湖相油页岩热演化程度不高，游离烃（S1为0.2～1.4 mg/g）和热解烃（S2为8～44 mg/g），有机碳含量达2.4％～8％，是生油性能很好的烃源岩，油页岩中不仅存在强荧光的藻和无定型有机质，而且油页岩的纹层中广泛存在富有机质的荧光沥青，反映了有利于排烃运移的信息，表明是本区生油贡献最大的烃源岩。富有机质黑色页岩和油页岩的沉积结构构造特征、有机质的赋存形式、热演化中变化过程的对比观察结果表明:其生烃、排烃作用既有很多相似性，又有一定差别。     

中、下扬子地区下寒武统黑色页岩微量元素富集特征

中国南方扬子地区下寒武统黑色页岩分布广泛,主要由黑色页岩、黑色白云质页岩,黑色粉砂质页岩和黑色硅质页岩等组成;并伴生有较厚的磷块岩矿床、钒矿床和镍、钼多元素硫化物矿床。对黑色页岩岩石学特征、元素地球化学特征进行系统研究,并详细分析微量元素的富集成因,结果表明：黑色页岩主要形成于静水还原的浅海-半深海缓坡环境,层状元素富集带为沉积成因,海底热流体提供了丰富物质来源。总体上,Co、Be、Mn、Ga等元素含量较低;Cu、V、Ni、Mo等元素的含量较高,多数超过北美页岩平均值;以Ni、Mo为主的多元素富集层通常位于磷块岩之上,以黑色页岩、黑色白云质页岩中的硫化物和硫酸盐矿物为主要载体,其中有机碳（TOC）含量可达12.2%以上,远高于其他元素富集层,随着页岩内硅质成分增加,Ni、Mo、Fe、Co等元素含量明显降低;以V为主的多元素主要赋存于黑色硅质页岩中的水云母,与页岩内硅质成分具有较好的正相关关系;黑色页岩中稀土元素含量为(76.22~290.67)×10-6,轻重稀土比值LREE/HREE介于1.21~4.22,说明轻稀土更为富集,Sr/Ba值为0.04~0.34,δEu正异常,且北美页岩标准化配分曲线呈现平缓左倾,为沉积过程中存在海底热水流体提供了进一步证据。     

吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究

对桦甸油页岩及其灰渣的矿物成分、主量元素、稀土元素和微量元素含量进行测定。结果表明：油页岩中稀土元素含量低于北美页岩(NASC)中的平均含量,REE球粒陨石标准化的分布模式曲线表现为负斜率,(La/Yb)_N的平均值大于1,属于轻稀土富集型;REE北美页岩标准化的分布模式曲线较平缓,（La/Yb）_S的平均值接近于1,轻重稀土分馏不明显。与球粒陨石和北美页岩相比,Eu有较严重的正异常。油页岩中的微量元素与北美页岩和地壳的平均值相比较,Sb、Nb、Cs、Zn、Bi、W等元素具有较高的富集度。油页岩灰渣中稀土元素和微量元素富集度均高于油页岩。     

贵州遵义黑色页岩铂族金属富集特点及富集模式

文章通过贵州遵义下寒武统牛蹄塘组黑色页岩剖面和矿石的PGE分析以及矿石物相分析，研究了PGE在黑色页岩中的富集特点和富集模式。发现：（1）PGE只在黑色页岩底部Mo-Ni金属层中富集；（2）金属层中PGE富集与Mo、Ni硫化物和黄铁矿呈正相关关系，与总碳（C总）代表的有机质和炭质无关，矿石PGE含量随硫化物总量呈增高的趋势；（3）Mo-Ni-PGE矿石PGE原始地鳗标准化配分曲线呈“W”型，富集高熔点元素Os、Rh和低熔点元素Pt、Pd；黑色页岩和条带状黄铁矿夹层配分曲线略呈Pt、Pd富集型，两者有较明显的差别。因此，Mo-Ni-PGE金属硫化物富集层是黑色页岩沉积早期迅速叠加的一次海底热水喷流沉积作用的结果。     

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。     

盐源—宁蒗地区早泥盆世古地理特征及油气潜力分析

为了探索康滇地轴以西地质条件复杂地区的油气资源潜力，通过面积性地质调查工作与钻孔资料、分析测试资料结合，对盐源—宁蒗地区下泥盆统黑色页岩开展综合研究。研究表明：盐源—宁蒗地区早泥盆世古地理主要受康滇古陆及古特提斯构造域的构造活动控制，靠近金-箐断裂地区发育滨岸-潮坪相，古隆起围限区出现局限海湾相，远离隆起的西北部地区发育台地、陆棚、盆地相；大瓜坪组（早泥盆世晚期）发育黑色页岩（局部地区发育硅质泥岩），在羊排喜—岩口一带分布较为稳定、厚度大（20～100m），普遍含钙质，有机碳含量较高，具较高的脆性矿物含量，热演化程度适中，是重要的烃源岩和页岩气富集有利层位；黑色页岩主要发育在局限海湾环境中，羊排喜—岩口—茅坪子一线是盐源—宁蒗地区黑色页岩富集区。     

油页岩中生物及有机质与金属元素富集的关系及机理探讨

松辽盆地白垩系油页岩中的Ｍｎ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｔｈ等元素含量高于国际标样（ＳＤＯ－１）２～１００倍，呈明显富集趋势。有机质（干酪根）中Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｙ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｂ等元素含量高于其页岩平均含量１．５～２００倍，说明有机质相是它们的＂富集相＂。油页岩物相分析显示，只有Ｚｎ和Ｂａ等少数元素是以有机质相为＂载体相＂（即有机相中所含元素的量占岩石中该元素总含量的５０％以上）。据上述研究作者认为，油页岩中生物有机质对多种金属元素都具有显著富集作用；但只有当有机质相既是金属元素的＂富集相＂同时又是该元素的＂载体相＂时，生物有机质对它的矿化作用才具有实际意义。     

济阳坳陷古近系黑色页岩中纹层状方解石脉的成因探讨

在济阳坳陷3000m以下的古近系中,可见含纹层状方解石脉的黑色页岩,往往与钙质纹层页岩、油页岩、钙质页岩相伴生或薄互层出现。镜下研究表明,这些纹层状方解石脉干净、明亮,晶粒垂直纹层生长,具有明显的近距离经溶解再重结晶的特征,而且与有机质的含量密切相关,页岩中并无石膏的发育和残留。在岩石地球化学上,较相邻的其他页岩,Mg/Ca、Mn/Ca值明显降低,而Sr/Ca值则明显升高,同时碳酸盐的δ18O明显降低,δ13C小幅上升或波动。这些证据表明黑色页岩中的纹层状方解石脉是钙质纹层页岩或富碳酸盐油页岩在晚成岩期随有机质的热演化经溶解和再沉淀作用的产物,并随孔隙水的排出伴有碳酸盐的流失。     

中国陆相页岩油富集特征

文章对页岩油的富集机理、富集过程和富集主控因素等进行了研究。页岩油比页岩气的发育条件苛刻,分布区域比页岩气局限,勘探难度较大。美国目前勘探开发的页岩油赋存于海相页岩,具有分布范围大、成熟度高、石油密度小、含蜡量低和黏度低等特征,为轻质油;我国页岩油主要为陆相页岩,具有分布范围小、成熟度低、石油密度大、含蜡量高和黏度高等特征,为稠油。美国产油页岩的矿物组成的石英和碳酸盐多为生物来源,石英含量、碳酸盐含量与有机碳含量有很好的正相关关系,与页岩油的含量也是正相关关系,且有利于后期压裂改造;我国陆相含油页岩的石英多为碎屑来源,碳酸盐多为化学沉积,石英含量、碳酸盐含量与有机碳呈负相关关系,与页岩油的含量也是负相关关系,且不有利于后期压裂改造。海陆相页岩油特征的差异可能是导致我国页岩油产量较低的原因,制约了页岩油的勘探开发。我国陆相断陷盆地页岩油勘探应寻找页岩有机质成熟度相对较高的深凹区和砂岩夹层发育的斜坡区,深凹区具有“油稀、高压和可改造”等特点,斜坡区具有“夹层发育、可改造”等特点。     

油页岩中生物及有机质与金属元素富集的关系及机理探讨

松辽盆地白垩系油页岩中的Ｍｎ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｔｈ等元素含量高于国际标样（ＳＤＯ－１）２￣１００倍，呈明显富集趋势。有机质（干酪根）中Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｙ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｂ等元素含量高于其页岩平均含量１．５￣２００倍，说明有机质相是它们的“富集相”。油页岩物相分析显示，只有Ｚｎ和Ｂａ等少数元素是以有机质相为“载体相”（即有机相中所含元素的量占岩石中该元素总含量的５     

贵州织金下寒武统黑色页岩矿物岩石成分及资源利用特征

通过野外采样、化学分析、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)分析等手段,研究了贵州织金地区黑色页岩矿物成分、化学组分、微量元素、稀土元素特征。研究区矿样化学成分以SiO_2和Al_2O_3为主,且具有高K低Na的特征。电子探针和X射线衍射分析表明,研究区黑色页岩主要矿物组成有石英、粘土矿物、白云石及黄铁矿等。织金黑色页岩中Pb、Ni、U、V、Cr等金属元素存在不同程度的富集,稀土元素总量为153.2×10~(-6)~224.89×10~(-6),属轻稀土元素富集型。同时从多金属层、页岩气、页岩提钾及近底部含磷铀矿资源等方面讨论了织金黑色页岩资源化利用。织金黑色页岩多金属层含有Mo、V、Ni、Ag及U等多金属元素,具综合利用价值;其中有机碳含量达到页岩气开发大于2%的条件,可进一步开展研究;页岩中伊利石含量较多,可提取黑色页岩中的钾制备含钾复合肥;黑色页岩底部与磷矿层接触带产出磷铀矿,主要为胶状磷铀矿,接触带可作为铀矿找矿的标志层。     

黑色页岩与土壤重金属污染

本文利用ICP—MS等技术分析了湘中地区黑色页岩及其相应土壤的重金属含量,在对分析结果进行统计分析的基础上,探讨了黑色页岩与土壤重金属污染的关系。研究表明,黑色页岩是富集多种重金属元素的特殊岩石。以黑色页岩岩系为母岩的土壤,不仅明显富集Cu、Cd、Cr、Co、Pb、Zn、Mo、Ni、V、U、Sn、Sb、T1、Th等多种重金属元素,而且受到Mo、Sb、Cd、U、Tl、Cu、V、Sn、Th等重金属的污染,其中以Mo、Cd、Sb、U、Tl等的污染尤为严重。黑色页岩土壤重金属污染在一些地方已产生明显的负面环境效应,值得关注。     

低钙质黑色页岩的物质来源

沉积岩中元素的富集取决于每个元素的化学性质。这些元素是风化作用、沉积作用、成岩作用、石化作用和低级变质作用的产物。但是人们认为,不活泼的碎屑物质组分具有初始火成源的特征。这一认识对研究黑色页岩的物质来源有很大帮助。为了确定低钙质(CaCO_3<1％)海相黑色页岩中碎屑花岗质和火山物质的来源,采用研究火成岩的典型微量元素判别图来检验那些表面上化学性质不活泼(即不受成岩作用、氧化还原作用和低级变质作用的影响)微量元素的富集。通过对寒武纪至侏罗纪完整的地层剖面中约200个黑色页岩样品的中子活化分析获得叮化学分析数据。La—Th—Sc三角图解能鉴别出微量元素来自上地壳、陆壳,或是洋壳(Taylor和Mclennan,1985)。所有低钙质黑色页岩样品都集中在上地壳的区域内。人们普遍用Th—Hf—Co三角图来鉴别它们是来自上地壳还是整个陆壳,或是洋壳。在黑色页岩形成的环境中,由于Co元素对氧化还原很敏感,故在三角图解中,用一个不活泼的化学元素(如Rb)替代Co是必要的。取代以后,所有黑色页岩样品均集中在上地壳的区域内。为了确定花岗质组分的来源(Pearce等,1984),样品在Ta—Yb图解和Rb—(Yb+Ta)图解上的投点都集中在边缘分离火山弧花岗岩(VAG)、同碰撞花岗岩(Syn—COLG)与板块内花岗岩(WPG)三者的交界处。大部分样品落于火山弧花岗岩域内,无洋脊花岗岩(ORG)出现。Wood等(1979)的Th—Hf/3—Ta三角图解证实了海相黑色页岩中少量的微量元素来自玄武岩。黑色页岩的投影点很集中,且集中在高Th含量区域,但落于各种玄武岩区域之外,说明黑色页岩来自大陆壳。     

贵州石炭系黑色页岩层系沉积特征及分布规律研究

随着我国页岩气勘探的推进,在局部地区已经取得突破并建成一定规模的产能,但天然气资源保障形势依然严峻,亟需加强拓展页岩气新层系沉积环境和富集规律,以进一步扩大页岩气的勘探范围和规模。贵州石炭系黑色页岩作为新发现的页岩气目标层,具有较好的页岩气勘探前景。由于受水城—紫云裂陷槽的控制,贵州石炭系沉积相变复杂,开展该页岩地层的沉积相和沉积模式研究,总结页岩沉积富集特征,有利于推进其页岩气勘探进程。本文通过研究揭示贵州石炭系页岩地层可划分为裂陷槽两侧边缘斜坡相,槽内过渡浅海—半深海相,裂陷槽内槽盆相,水城地区隆起浅海相,威宁地区潮坪—潟湖相沉积,总结具有裂谷边缘—槽盆滞留沉积模式。浅海相、浅海—半深海相、槽盆相、湖盆相是黑色页岩沉积富集的有利区,而具体地层厚度、黑色页岩发育、总有机碳含量（TOC）、干酪根类型受沉积环境和物源区的影响控制明显。     

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。     

高碳黑色页岩型铂族元素矿床性探讨

简析了高碳黑色页岩型铂族元素矿床（PGED）的研究现状，并根据矿床的特征初步将该类矿床划分为中层状黑色页岩，薄层状黑色页岩和高碳构造岩型3类；并从形成环境，成因等方面对PGED形成进行了剖析，强调了源区供给，有机迁移和热液叠加作用的差异是导臻形成不同类型黑色含碳页岩型铂族元素矿床的根源，指出了我国贵州－湖南高碳黑色页岩型铂族元素成矿性较差与层薄和叠加温度低有关。     

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.      

贵州铜仁地区九门冲组黑色页岩地球化学特征及成岩环境研究

贵州铜仁地区九门冲组黑色页岩富含钒、镍和铀等金属元素,也是一套优质烃源岩。为了解黑色页岩的沉积环境和成因,对其进行地球化学特征研究。结果表明：Zn、Cu、Cr、Ni、U元素富集,稀土总量较高,轻稀土富集。Ce负异常、V/Cr和V/（V+Ni）表明黑色页岩形成于静水还原的斜坡环境,Co/Zn值、Zn-Ni-Co三元图、（La/Sm）N＞1、δEu正异常、La/Yb-REE图解、La-Ce关系图解和北美页岩组合样标准化曲线略左倾等反映黑色页岩沉积过程受到热液活动的影响,海底热液提供了丰富的物质来源。根据K2O/Na2O-SiO2判别图、稀土元素组合及比值等特征,反映区内构造背景以被动大陆边缘为主,由于受到热液活动的影响,也显示活动大陆边缘构造背景的特征。     

黑色页岩的资源功能和环境效应

利用ICP—MS等分析技术对典型黑色页岩的微量元素及P、S等组分进行了分析,探讨了黑色页岩的化学特征、风化机制和微量元素富集特征,阐明了黑色页岩的资源功能和环境效应。结果表明,黑色页岩不但富含多种矿产资源,产有大型、超大型多金属矿床,而且可用作复合化肥以改良土壤。同时,黑色页岩因风化分解释放CO2、产生酸性矿排水、释出重金属元素等而可能对环境产生严重影响,引起环境问题。开发利用黑色页岩不但要充分认识其资源功能特征,拓宽其应用途径,而且要特别注意其可能引发的环境问题。