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.     

南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩 发育的控制因素

从全球古气候和古海洋特征出发,结合中国南方晚古生代古地理演化特征,并利用中上扬子地区典型剖面系统的地球化学数据,探讨了南方海相上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育的控制因素。研究表明V/（V+Ni）、Ni/Co、Ceanom、δEu和δ13Corg等地球化学指标与有机碳含量均有较好的相关性,这些指标的异常匀表明上奥陶统—下志留统优质烃源岩发育于缺氧环境。但是,从古气候和古海洋洋流的研究结果看,上奥陶统五峰组烃源岩与下志留统龙马溪组烃源岩的发育因素有明显的不同,五峰组沉积处于全球冰期的高峰阶段,在扬子地区发育强劲的上升洋流,提高了该地区的有机质的生产率,现今广泛分布在扬子地区的高有机质丰度的薄层硅质岩,是上升洋流的最好标志。龙马溪组沉积处于全球冰期过后的暖期,不利于上升洋流的大规模形成,上升洋流的影响范围仅局限于当时扬子克拉通盆地周缘深水斜坡部位。龙马溪组优质烃源岩主要发育在海侵的初期,主要是因为海侵初期海平面的快速上升,限制了陆源碎屑的大规模注入,海底的缺氧环境得以保存。而海侵的后期由于深层海水和表层海水有充足的时间混合,致使底部缺氧环境遭受破坏,有机质保存条件变差。     

扬子地区上奥陶-下志留统黑色页岩地质特征及其油气资源意义

黑色页岩是海相富含有机质的细粒沉积岩的总称,包括颜色自深灰色到黑色的各种页岩、硅质岩、粉砂岩以及少量碳酸盐岩的岩石.     

黔西北上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件分析

根据野外露头地质调查、最新钻井及样品测试等基础资料,以富有机质页岩形成的地质背景及展布特征——页岩气聚集条件—勘探有利区预测为主线,对黔西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对黔西北地区有利区进行预测。研究发现,页岩气发育的富有机质页岩段主要位于五峰组和龙马溪组底部,具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、有机质类型好等特点,且具有充足的储集空间和运移通道。现场解吸实验表明,该套富有机质页岩具有良好的含气性能。总体分析,该区域与北美典型页岩气盆地具有良好的地质对比性,具有良好的页岩气聚集条件,是页岩气勘探研究以及后期页岩气开发的重要领域。     

中上扬子地区下志留统沉积演化与页岩气勘探方向*

通过录井、测井、地震、野外剖面与岩心资料的深入剖析, 探讨中上扬子地区下志留统页岩段的沉积相与总有机碳的关系, 预测页岩气有利勘探区。中上扬子地区下志留统龙马溪组为一套20～268 m厚的黑色页岩夹灰绿色泥质粉砂岩沉积, 在等时框架内自下而上可识别出2个三级层序即SQ1与SQ2, 它们分布稳定、可对比性好。下部层序(SQ1) 的海侵体系域(TST)发育一套有利于页岩气形成的富有机质页岩, 此时期呈现出“北面向次深海敞开、东西南三面受古陆围限、陆棚广布”的沉积格局, 深水陆棚相广泛发育, 面积为255000 km², 平均厚度35 m。受海平面下降的影响, 从下部层序至上部层序水体变浅, 岩相从深水陆棚相黑色页岩向中-浅水陆棚相沙纹层理粉砂质页岩转变。岩相的发育受海平面升降、古陆、海底地形、物源供给等因素的影响, 岩相类型有碳质或硅质或钙质页岩、纹层状页岩、生物扰动粉砂质页岩、沙纹层理的粉砂质页岩、块状砂岩或介壳灰岩薄夹层5类。研究表明, 沉积相对富有机质页岩的形成具有内在的控制作用, 高TOC含量页岩发育于深水陆棚相、中陆棚相和潟湖相中。目前, 已有多口井在龙马溪组页岩获得工业气流, 揭示了该区良好的页岩气勘探前景;综合分析认为涪陵-赤水-仁怀、威远-长宁、鄂西-渝东为中上扬子地区下志留统页岩气勘探的主要方向和有利目标区。     

綦江观音桥中上奥陶统微量元素地球化学特征

中上扬子地区广泛发育着完整的奥陶系地层,其中的上奥陶统宝塔组中出现地球化学异常。綦江观音桥剖面中上奥陶统地层的地球化学研究表明,宝塔组中V、Ni出现亏损,V/(V+Ni)值表现为低值,而Th/U、Ni/Co与Sr/Ba值却表现为高值,判断晚奥陶世中宝塔期为强氧化气候,海水突然加深,是一次明显的海侵过程。中上奥陶统地球化学异常是华夏板块与扬子板块相互作用的结果。     

方解石双晶古温标基本原理及其利用——以川南上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例

我国西部盆地深层—超深层古老碳酸盐岩层系由于缺少传统古温标/地质热温度计,其盆地热史演化与古地温场特征备受争议。本文介绍方解石机械双晶形成演化机制及其与变形温度相关性,以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组脉体方解石为例,结合流体地球化学和埋深热史过程恢复,表明方解石机械双晶能有效揭示五峰组—龙马溪组热史特征。方解石机械双晶具有双晶位错形成、双晶增厚和合并生长增厚的三个演化过程,导致方解石不同双晶结构（薄片、板状、锥状弧形等）分别形成于低于170 ℃、170~200 ℃和大于200 ℃环境,且伴随温度增大具有双晶密度减小、宽度增大的趋势特征。川南威远地区五峰组—龙马溪组发育典型板状方解石双晶,双晶宽度为1~4 μm、密度30~50 条/mm;长宁五峰组—龙马溪组方解石双晶宽度较大（约为3 μm）、密度较低（15~20 条/mm）。包裹体均一温度和埋深热史综合表明,长宁地区包裹体均一温度峰值为120~140 ℃、160~180 ℃和200~220 ℃,其埋藏热史明显大于威远地区,它们共同揭示长宁地区五峰组—龙马溪组相对威远地区具有较高的机械双晶形成环境温度。因而,方解石机械双晶形态几何学能够作为典型的古温标应用于我国西部古老深层碳酸盐岩层系热史研究。     

南大巴山东段上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石U- Pb年龄及其构造意义

奥陶系-志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广,发育层位多,是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石U-Pb测年,栗子坪剖面(LZP)黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了447.9±2.9Ma年龄,燕子剖面(YZ)黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为450.9±1.6Ma,间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示,燕子剖面斑脱岩SiO_2为53.61%～56.34%,而栗子坪剖面SiO_2为35.56%～43.81%,其低值可能与高铁含量和高烧失量有关;K_2O含量为5.61%～5.47%,且K_2ONa_2O,属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大,前者ΣREE为46.48×10~(-6)～73.70×10~(-6),平均值63.08×10~(-6),后者ΣREE介于113.34×10~(-6)～356.98×10~(-6)之间,平均值164.08×10~(-6),LREE/HREE和La_N/Yb_N均显示轻、重稀土元素分异不太明显,轻稀土轻微富集的特点;两者均具有明显的Eu负异常,Ba、U、Nb和Ti微量元素分异明显,前者微量元素明显亏损Nb、Ta和Ti(TNT异常)。原岩恢复结果表明LZP钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩,YZ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩,表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示,LZP样品主要落入板内花岗岩内;YZ样品落在火山弧花岗岩/同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景,笔者认为～450.9Ma钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发;～447.9Ma钾质斑脱岩与板内拉张有关,火山物质可能主要以板内火山喷发为主。     

川东南綦江丁山地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地质条件综合评价

本文综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,在对川东南綦江丁山地区DY1井、DY2井上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组页岩气层含气性分析基础上,探讨了各地质要素对气藏富集和产量的影响。结果表明:丁山地区页岩气地质条件好,具有TOC高、热演化程度适中、储集性能好、含气性较好等特点;构造样式是控制页岩气富集的一个重要因素,正向构造是四川盆地内最有利于页岩气富集的构造类型,而位于盆缘、靠近齐岳山断裂的丁山鼻状断背斜构造,同样有利于页岩气富集,但齐岳山断裂决定了其不同构造部位的含气性;在离齐岳山断裂距离较近、埋深较浅的构造部位,裂缝更加发育,页岩横、纵向渗透性增大,页岩气更容易发生大规模逸散,最终造成页岩气层含气性差。在此基础上,综合页岩埋深、构造特征,将丁山构造划分为浅埋平缓区、西部高角度斜坡区、中部低缓区、东部高角度斜坡区、深埋平缓区5个区带;以优质页岩厚度为基础,"构造与保存条件"为关键,并结合页岩埋深,优选出丁山地区中部低缓斜坡区为最有利区带。     

南祁连盆地热水—默勒地区上三叠统可能烃源岩地球化学特征

应用多项分析测试技术，对南祁连盆地热水－默勒地区上三叠统可能烃源岩进行了有机质丰度，类型、成熟度、有机母源和沉积环境等方面的分析。该区上三叠统可能烃源岩为前三角洲和湖沼相的泥质岩沉积，其有机质丰度较高，有机质类型为腐殖型和混合型，主要处于成熟阶段，有机母质主要为高等植物和一定数量的藻菌类低等水生生物的贡献。综合分析认为该套地层具有一定的生烃能力，其中一些层段生烃潜力较大。     

下扬子中部志留系盖层封闭性动态演化评价

下扬子中部地区海相层系在印支-燕山期经历了强烈的构造改造,保存条件成为油气成藏的关键控制因素之一。志留系泥页岩盖层是下古生界的区域性盖层,对原生油气藏的保存具有决定性的作用。基于志留系样品的实测数据对志留系盖层现今的封闭性做出了评价。采用孔隙度-排替压力史法、渗透率-排替压力史法及超固结比（OCR）参数重建了志留系盖层在地质历史时期封闭性的动态演化过程。结果显示：下扬子中部志留系盖层具有低孔、低渗、高排替压力特征,总体上现今物性封闭能力较强。在埋藏阶段排替压力达到了封闭高压和超高压气藏的能力,但在早白垩世期间,句容地区志留系盖层排替压力显著降低且OCR 值超过脆性破裂门限值,下古生界保存条件破坏较为严重,在常州和泰兴地区OCR 值小于脆性破裂门限值,破坏程度相对较弱。     

扬子地区寒武系烃源岩研究

中国南方扬子地区早寒武世早期,低等(水生)植物及动物群发育,沉积了一套富含黑色碳质泥岩、页岩及石煤的地层,为该区古生界最好的烃源岩层系之一。中上寒武统也有一定的暗色石灰岩烃源岩发育。估计扬子地区寒武系烃源岩的总体积至少可达4000×104km3。烃源岩有机质丰度高,属好-较好烃源岩。虽然烃源岩热演化程度普遍较高,属成熟-过成熟,但仍具有较大的生烃能力。如果有较好的保存条件,扬子地区寒武系则具有较好的勘探远景。根据石油地质条件综合分析,中下扬子的长江沿线地区是最为有利的勘探前景地区。     

羌塘盆地拉雄错地区上二叠统热觉茶卡组烃源岩地球化学特征及油气潜力分析

羌塘盆地上二叠统热觉茶卡组烃源岩主要为一套深灰色—灰黑色薄层—极薄层泥岩,通过有机地球化学特征分析,结果表明:该套烃源岩的有机碳含量为0.31%~0.72%,并以差—中等烃源岩居多,有机质类型主要为II2型,有机质母质形成于具有一定盐度的还原环境,主要来源于海相浮游类和菌藻类等低等水生生物,并伴有一定量高等植物的输入,有机质热演化程度已达到高成熟阶段。羌塘盆地上二叠统热觉茶卡组烃源岩的发现进一步证实了古生界烃源岩具有良好的生烃潜力,为羌塘盆地油气资源评价提供了基础地质资料。     

中上扬子地区晚奥陶世－早志留世岩相古地理演化与黑色页岩的关系

晚奥陶世-早志留世时的中上扬子地区,是一个周边被前陆隆起围限的浅海陆棚,沉积环境受武陵-雪峰及黔中前陆隆起带的控制。前隆间的隆后盆地为滞留、还原环境的海域,为黑色页岩沉积提供了空间。上奥陶统凯迪阶五峰组黑色页岩厚度薄而稳定,含笔石生物层和丰富的放射虫,沉积环境为浅海深水盆地;下志留统鲁丹阶龙马溪组下部的黑色页岩为五峰组的继承性沉积,其上部及埃隆阶的龙马溪组为向上变浅的沉积序列,由潮下带潮汐沙坝-潮坪环境黑色含粉砂质页岩、灰色粉砂岩薄互层所构成。沉积序列的变化和时空演化受边缘古隆起的制约。晚奥陶世前陆隆起范围小(平缓),至早志留世鲁丹期,前陆隆起不断扩大并导致盆内构造分隔,发育了大致与前隆平行的坳陷,造成龙马溪组黑色页岩厚度变化大;至埃隆期晚期,海平面相对下降,水体变浅。除个别地区外,中上扬子地区基本结束了黑色页岩沉积。     

Geochemistry and geological significance of the Upper Paleozoic and Mesozoic source rocks in the Lower Yangtze region

The Lower Yangtze region is one of the important marine sedimentation areas of oil and gas distribution in southern China,for its favorable source rocks,reservoirs and covers.However,the intense tectonic movements and complex hydrocarbon generation process made it highly impossible to form large-sized oil and gas reservoirs.So it was divided to different hydrocarbon-bearing preservation units in oil-gas exploration.Recent study shows that the Permian and Lower Triassic source rocks in the Lower Yangtze region are complicated in lithology.The hydrocarbon generation potential of limestone there is low while argillaceous source rocks are overall of high abundance with excellent organic types,now in the process of hydrocarbon generation,so differences in high maturity influence the evaluation of organic matter abundance and type.Biomarker characteristics indicate a reductive environment.n-alkanes are marked by a single peak,with no odd-even predominance.The composition and distribution of the carbon numbers of n-alkanes,and the high abundance of long-chain tricyclic terpanes are indicative of marine sedi-mentation.The high contents of pregnane,homopregnane,rearranged hopane suggest that the source rocks are of high maturity.There is a good linear correlation between methylphenanthrene index and vitrinite reflectance.The correlation of oil-source rocks indicated that the oil of Well HT-3 may come from the Permian Longtan Formation in the Huangqiao area,the oil of Wells Rong-2 and Juping-1 came from the Lower Triassic Qinglong Formation in the Jurong area.The exploration here is promising in those different source rocks which all have great potential in hy-drocarbon generating,and oil and gas were produced in the late stage of hydrocarbon generation.     

上扬子区志留系花瓣海百合动物群的古生物地理学

志留系花瓣海百合动物群短暂分布于华南板块上扬子陆表海区兰多维列统埃隆阶上部地层中。本文依据花瓣海百合科腕部特化方式和形态学特征划分为6个类群,包括：Petalocrinus属中除Petalocrinus stenopetalus的所有种,Petalocrinus stenopetalus,Spirocrinus circularis,所有腕部左旋的Spirocrinus,腕部右旋的Spirocrinus dextrosus,以及腕部向反口面卷曲的Sinopetalocrinus。选择同期异相地层单元：黔北桐梓水坝塘剖面石牛栏组珊瑚—层孔海绵礁灰岩、黔东北石阡枫香剖面雷家屯组粉砂质泥岩以及鄂西荆门仙居剖面罗惹坪组生屑滩为实例,分析其中花瓣海百合科各类群的赋存状态和生物—岩相特征,从生物—环境协同演化的角度强调海底环境指标制约该科属种多样性、丰度的显著差异。水坝塘清澈度高的浅海底质环境形成珊瑚—层孔海绵礁核、礁翼和礁顶亚相均是花瓣海百合最佳栖居环境,6个类群在该剖面均有产出,丰富度和多样性最高;石阡枫香剖面雷家屯组安静偏深的粉砂质泥质海底,属种单调且个体稀少,产出3个类群;仙居薄层生屑滩灰岩中生物多样性低而丰度中等,产出2个类群。之后特列奇早期大量陆源碎屑漫入扬子区,制约了花瓣海百合动物群的生存时限以及上扬子区的土著分子的古地理扩增。