上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色岩系笔石赋存特征与堆积模式

在总结前人研究的基础上,综合岩石矿物、地球化学等分析测试资料对宜昌地区五峰组-龙马溪组黑色页岩层系中笔石的赋存状态及其沉积环境进行了深入研究。结果显示:五峰组-龙马溪组黑色页岩中笔石的赋存状态存在显著差异,笔石的丰度由下至上呈现由高到低的变化趋势,硅质炭质页岩中的笔石丰度最高,以杂乱堆积为主,部分可见弱定向排列特征;灰绿色泥岩与黑色硅质页岩中笔石丰度低,以碎片为主,且硅质页岩中的笔石碎片细小。笔石的分异度在纵向上也呈现出规律性变化,赫南特阶笔石分异度最低,埃隆阶与凯迪阶对应的笔石分异度高。综合研究表明,不同笔石赋存状态所对应的有机碳质量分数w(TOC)、围岩性质、氧化还原条件、古海洋环境与水动力条件均有所差异:高笔石丰度的页岩往往对应着较高的w(TOC);石英质量分数在40%～60%的黑色页岩中笔石最为发育;笔石在弱氧化和还原环境中均能保存,但还原环境更有利于笔石的大规模富集;纵向上笔石丰度与分异度变化均受到了古环境的显著影响,赫南特冰期造成了笔石的大量死亡和分异度的显著降低;笔石的大量混杂堆积显示悬浮沉积是主要的沉积作用方式,而定向排列的笔石应是深水底流作用的结果。基于上述页岩中笔石赋存状态差异及其沉积地质指示,深入分析了不同笔石赋存状态的沉积环境并建立了五峰组-龙马溪组沉积期的笔石堆积模式。     

五峰组及龙马溪组黑色页岩在扬子覆盖区内的划分与圈定

近年来的研究和生产实践表明,扬子区的上奥陶统五峰组和志留系龙马溪组是我国页岩气勘探的主要目标层位,精确划分对比这套黑色页岩并揭示其地理分布特点,对页岩气有利层位的选定和有利区块的圈定具有重要意义。根据扬子区五峰组和龙马溪组露头剖面和井下岩芯的笔石生物地层最新研究成果,提出五峰组的WF2(Dicellograptus complexus笔石带)-WF3(Paraorthograptus pacificus笔石带)和龙马溪组的LM2-3(Akidograptus ascensus笔石带-Parakidograptus acuminatus笔石带)到LM6(Demirastrites triangulatus笔石带)下部是页岩气勘探的有利层位。同时,根据这套黑色页岩的地理展布特点,对扬子覆盖区内五峰组和龙马溪组黑色页岩划分出6个页岩气有利区块:重庆—川滇区块,马边—西昌区块,大巴山南缘,秭归盆地和远安盆地,江汉盆地和下扬子区块。     

中国南方五峰组-龙马溪组页岩中笔石与有机质富集关系探讨

中国南方奥陶纪-志留纪之交广泛沉积了以五峰组和龙马溪组为代表的笔石页岩。基于对重庆巫溪地区五峰组-龙马溪组底部页岩段中近400件页岩样品中笔石丰度的统计及100件页岩样品有机碳含量（TOC,%）的分析测试结果,选择其中23件不同笔石丰度与TOC的页岩样品开展页岩中笔石体与围岩（非笔石体部分）TOC的对比实验,并结合能谱分析测试结果,探讨笔石与有机质富集的关系。初步研究认为:①五峰组-龙马溪组页岩中笔石体的C、O等元素含量较高,其TOC明显高于围岩,是页岩有机质的贡献者之一;②五峰组-龙马溪组页岩全岩TOC与笔石丰度及笔石体TOC相关性均较差,而与围岩TOC相关性较好,这指示着页岩中笔石丰度对有机质富集影响较小。     

鄂西黄陵隆起东缘鄂宜页2井五峰组—龙马溪组页岩气储层特征与含气性

鄂西地区五峰组-龙马溪组已成为中国南方页岩气勘探的热点领域。为深化该区页岩储层及含气性特征认识,本文以鄂宜页2井钻井及测试分析资料为基础,以笔石带为标尺,对五峰组-龙马溪组下部黑色富有机质页岩的岩石学特征、有机地化特征、储集空间类型及结构特征进行深入研究,分析总结了页岩储层含气性特征及影响因素,并对页岩储层开展了综合评价。结果表明：鄂宜页2井五峰组-龙马溪组下部黑色岩系缺失LM5-LM6笔石带,富有机质页岩上延至LM7笔石带,总厚度约16 m;岩性以硅质页岩夹少量硅质岩、混合质页岩和黏土质页岩为主,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,Ro为1.88%~2.03%,显示黑色页岩已过大量生气阶段;页岩储集空间主要为小于100 nm的有机质纳米孔、直径大于5 μm的微米孔和构造微裂缝,其中纳米孔占比超过50%,孔隙容积、比表面积与有机碳含量存在显著正相关性;现场解析总含气量为0.068~3.33 m³/t,平均1.13 m³/t,高含气量段集中于凯迪阶WF2-WF3与鲁丹阶LM2-LM4,含气量与TOC、脆性矿物含量之间具有明显的正相关性;根据TOC、含气性、脆性矿物含量以及页岩沉积环境等参数进行综合评价,Ⅰ类储层主要对应于凯迪阶WF2-WF3笔石带以及鲁丹阶LM2-LM4笔石带以深水环境下形成的硅质页岩和硅质岩层段,总厚度约9 m,是该区五峰-龙马溪组水平钻井的最佳甜点段。     

扬子区西南缘奥陶纪末—志留纪初笔石生物地层对比及意义

利用扬子西南缘天全、汉源、甘洛、布拖、金阳、永善、绥江、大关地区五峰组—龙马溪组重点剖面露头点和钻井岩心资料,通过笔石生物地层划分,建立了五峰组—龙马溪组黑色页岩的等时地层格架。通过对比纵横向黑色页岩的TOC含量、沉积厚度、优质页岩厚度等数据变化,探讨笔石带的分布与沉积环境、优质页岩的关系。结果表明,各剖面和钻井中WF2—LM4笔石带优质页岩普遍发育。其中布拖、金阳靠近康滇古陆边缘的地区,LM5笔石带、LM6笔石带岩石地层明显增厚;永善—绥江云永地2井、新地2井、绥江B井等地区,笔石带分布和沉积环境相似,优质页岩沉积上界由LM4笔石带逐步上延至LM6笔石带。五峰组—龙马溪组优质页岩在靠近康滇古陆一侧沉积时限为WF2—LM4及以下笔石带,远离古陆一侧沉积时限呈逐渐变长的趋势。天全大井坪、汉源轿顶山一带WF2—LM5笔石带优质页岩发育,轿顶山地区岩石地层厚度明显减薄,天全大井坪地区明显增厚,受特殊环境影响可能仍具有良好的勘探潜力。研究成果对扬子西南缘页岩气沉积有利区优选提供了依据。     

黔北五峰页岩元素地球化学特征及形成环境

贵州北部晚奥陶世五峰期的沉积组合为一套黑色碳质、硅质页岩及含砂质页岩等，俗称五峰页岩，以黑色、含碳质和有机质为其主要特征。生物以笔石占绝对优势，且丰度高，亦常被称为五峰笔石页岩。沉积时限3-4Ma左右，厚度多在10m以下，厚的可达15m左右，为一套低能、缓慢的凝缩沉积。五峰页岩多呈层状，具毫米级纹层或片状页理构造。     

早古生代黑色笔石页岩成因研究的新发现

关于早古生代黑色笔石页岩的形成环境,历来存在着争论。主要是远洋成因说(Clark,1904)与浅水成因说(Grabau 1917)两种观点。但就上扬子区五峰组与龙马溪组黑     

贵州正安奥陶-志留纪之交五峰——龙马溪组黑色页岩的划分与对比北大核心CSCD

近年来我国南方下古生界海相页岩气勘探开发取得重要进展,国土资源部已在黔北地区建立了页岩气综合勘查试验区。根据贵州正安安场向斜安页1井井下奥陶系-志留系之交的五峰组—龙马溪组的笔石划分了笔石带,同时对焦页1井等有良好页岩气产量的井进行了井下地层对比,确定了正安可能成为页岩气储层的五峰组和龙马溪组下部WF2~LM5笔石带序列。同时还对安场向斜的堡上村剖面进行了观察,结果显示,该剖面龙马溪组黑色页岩顶部LM5带的笔石,可作为安页1井黑色页岩层段顶界的参照。     

贵州正安奥陶-志留纪之交五峰——龙马溪组黑色页岩的划分与对比

近年来我国南方下古生界海相页岩气勘探开发取得重要进展,国土资源部已在黔北地区建立了页岩气综合勘查试验区。根据贵州正安安场向斜安页1井井下奥陶系-志留系之交的五峰组—龙马溪组的笔石划分了笔石带,同时对焦页1井等有良好页岩气产量的井进行了井下地层对比,确定了正安可能成为页岩气储层的五峰组和龙马溪组下部WF2~LM5笔石带序列。同时还对安场向斜的堡上村剖面进行了观察,结果显示,该剖面龙马溪组黑色页岩顶部LM5带的笔石,可作为安页1井黑色页岩层段顶界的参照。     

云南永善－大关地区五峰组－龙马溪组黑色页岩生物地层划分与沉积环境探讨:以新地2井为例

由于缺乏对四川盆地西南缘永善-大关地区五峰组-龙马溪组生物地层的详细划分与对比,黑色页岩分布时限及其沉积背景不明确.对新地2井五峰组-龙马溪组黑色页岩岩心开展生物地层研究,识别出了从上奥陶统凯迪阶上部WF1 Dicellograptus complanatus带至志留系兰多维列统埃隆阶顶部LM8 Stimulograptus sedgwickii带的9个生物带和组合.新地2井与宁211井、焦页1井、威202井、巫溪2井黑色页岩生物地层对比结果显示,新地2井的顶界与宁211井、焦页1井黑色页岩笔石带相近,但与威202井、巫溪2井相比低了1个笔石带.结合TOC值标定,新地2井富有机质页岩沉积期为WF2-LM6笔石带,其顶界高于宁211井的LM4笔石带.在笔石生物地层框架内对比了各井黑色页岩的沉积厚度、沉积速率及TOC值,探讨了它们的沉积演化差异及构造背景.靠近古隆起或古陆的沉积区,海侵-海泛稳定期时间呈缩短的趋势,富有机质页岩上界可低至LM5笔石带或以下;远离古隆起或古陆的沉积区,富有机质页岩上界可达LM8-LM9笔石带.受沉积水体深浅差异及古隆起陆源碎屑输入的影响,威远、焦石坝及巫溪地区出现了沉积分异现象.阶段性的海退事件及古隆起的状态变化（隆升与扩大）是广西运动的构造响应.      

五峰期上扬子海古盐度分析

<正> 上扬子区五峰期地层发育含笔石黑色岩系,五峰期上扬子区的沉积环境一直是研究者关注的焦点(穆恩之1954;穆恩之等1981;俞剑华等1984;戎嘉余1984;陈旭等1987;戎嘉余、陈旭1987;汪啸风1989)。五峰期上扬子区的沉积环境因素是多方面的,就水体     

上扬子地区震旦纪沉积古地理

通过整理大量的钻井、测井、地震和其他综合研究资料,系统编制了上扬子地区震旦系各层段的岩相古地理图,进行了较为系统的沉积储集层研究。该研究显示震旦纪上扬子台地是一个半孤立的台地。震旦系沉积可以划分为前台地沉积、碳酸盐岩台地沉积和局限海盆沉积。紧邻上扬子台地西部边缘发育的川滇大裂谷对上扬子台地的演化、沉积古地理格局的形成及沉积相带的展布有着重要影响。灯影期,上扬子台地曾经有过一次由裂谷活动导致的快速沉降,经历了一次短暂的由台地到海盆的变化。岩相古地理的演变控制着四川盆地震旦系沉积储集层的形成与分布,也控制着该区常规油气及页岩气的形成与分布。     

扬子区石炭纪黄龙期沉积相

扬子区石炭纪黄龙期海侵主要由南而北,晚时海水北来明显。早、中时扬子海实为一东西向狭长形海湾,地形西高东低,低潮线约在皖南铜陵、巢县向;海水除由下扬子湾可随潮而溯流入中扬子湾外,并可由荆江潮口随潮而进入中扬子湾,再西而入上扬子湾,此即早、中时潮坪沉积分布特宽的原因。晚时江南古陆下沉,南北海水大侵,使海侵达到高潮,改早、中时局限海为正常浅海沉积,岩性单一,生物繁茂,厚度较大。早、中时中、上扬子区潮间带准同生白云岩发育,易为后期淡水溶蚀而多孔,是有利于油气储集的沉积相。     

南黄海盆地中部隆起CSDP-2井志留系-石炭系岩石学特征及其沉积相

目前,大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻,是揭示南黄海中-古生界海相地层时代,恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察,结合测井数据、古生物化石等资料,将志留系-石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组,上泥盆统五通组,下石炭统高骊山组、和州组,上石炭统黄龙组、船山组。其中,志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩,沉积物以浅海-滨海相砂泥岩为主;泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积,稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存,下部为潮坪相,上部则为三角洲相;而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明,南黄海盆地中-古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸,其志留系-石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。     

中国东南地区岩石圈热结构特征及其构造意义

中国东南地区地质演化复杂,中—新生代构造变形强烈,岩石圈深部热力学状态及其对构造活动的影响有待深入。文章结合最新的大地热流数据与地壳结构Crust 1.0模型,利用稳态热传导方程,以岩石捕虏体温压数据和地震学观测为约束,构建了华南地区扬子克拉通、华夏地块以及南海北缘等不同单元的岩石圈热结构。结果表明该区岩石圈热结构存在强烈的不均一性：除了上扬子地区（四川盆地）为“温壳温幔”的热结构,华南其他大部分地区都表现为“热壳热幔”的特征;同一深度下,华夏地块与南海北缘的深部温度显著高于扬子克拉通;热岩石圈厚度从克拉通内部向沿海地区（NWSE）逐渐降低,也即由四川盆地的~200 km减少到华夏地块的~110 km,再到南海的~70 km。此外,我们还发现陆内地震的分布与岩石圈温度密切相关,地震活动集中分布于600℃等温线以内。总体而言,扬子克拉通中西部岩石圈热结构具有冷而厚的特征,而华夏地块和南海北缘受古太平洋平板俯冲和新生代大陆边缘构造—岩浆作用的改造,表现为热且薄的特征,岩石圈的热弱化进而加速了华南大陆边缘的裂解及随后的南海扩张过程。     

上扬子地区中生代沉积盆地演化

以地层分区为单位对上扬子地区中生代沉积建造进行了详细分析, 对盆地原型进行了初步划分, 建立了中生代上扬子陆块沉积盆地时空分布格架.结合年代地层和生物地层划分对比、生物古地理、岩相古地理和构造演化规律的综合分析, 对上扬子地区中生代3个阶段的盆地演化过程进行生动刻画, 并以此为依据分析了盆地形成演化的大地构造环境.早三叠世上扬子陆块受印支造山运动的影响不断抬升, 海相盆地水体变浅, 形成一系列混积陆表海、台盆-台地构造相; 晚三叠世-早侏罗世上扬子西缘与其西侧的特提斯域地块或多岛弧盆增生体发生碰撞拼合, 且华南陆块与华北陆块的碰撞拼合, 使上扬子陆块西南缘、西缘和北缘发育了前陆盆地和周缘前陆盆地, 与此同时雪峰隆起进入造山过程; 中侏罗世之后, 由于受古太平洋板块向西对亚洲大陆的俯冲, 上扬子陆块进入了以陆内造山作用为主的新的构造阶段, 以雪峰山为界, 东部发育一系列断陷-坳陷盆地, 西侧则发育陆内大型压陷盆地.      

中国东部晚第四纪海侵的新构造背景

中国东部沉降海岸及近海钻孔研究表明,第四纪大部分时间里,福建－岭南隆起带基本阻挡了海水大规模进入东海－黄海盆地,约在１６０ｋａ ＢＰ已有低海相性的海侵出现,但是自末次间冰期以来才开始发生大规模海侵,而此时青藏高原正以空前的速率隆升。     

Modelling ancient tides: the Upper Carboniferous epi-continental seaway of Northwest Europe

Due to a lack of modern analogues, debate surrounds the importance of tides in ancient epi-continental seas. However, numerical modelling can provide a quantitative means of investigating palaeo-tidality without recourse to analogues. Finite element modelling of the European Upper Carboniferous epi-continental seaway predicts an exceedingly low Lunar tidal range (ca 5 cm in the open water regions of the UK and Southern North Sea). The Imperial College Ocean Model (ICOM) uses finite element methods and an unstructured tetrahedral mesh that is computationally very efficient. The accuracy and sensitivity of ICOM tidal range predictions were tested using bathymetric data from the present-day Mediterranean Sea. The Mediterranean Sea is micro-tidal and varies in depth up to 5·4 km with an average depth of 1–2 km. ICOM accurately predicts the tidal range given both a realistic, but smoothed, bathymetry and a straight sided basin with a uniform depth of 1 km. Variation in uniform depth from 100 to 3000 m with and without islands consistently predicts micro-tidality, demonstrating that the model is robust and the effect of bathymetric uncertainty on model output is relatively small. The extremely low tidal range predicted for the European Upper Carboniferous is thus deemed robust. Putative Upper Carboniferous tidal deposits have been described in the UK and southern North Sea, but are represented by cyclic rhythmites and are limited to palaeo-estuaries. Calculations based on an embayed coast model show that the tidal range could have been amplified to ca 1 m in estuaries and that this is sufficient to form cyclic rhythmites. Without tidal mixing, the tropical equatorial heat and salinity enhancement would promote stratification in the open water body. The introduction of organic matter probably caused anoxia, biotic mortality and carbon accumulation, as evidenced by numerous black ‘marine-band’ shales.     

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.     

末次冰消期以来长江口沉积环境演化及沿岸流变化

长江口附近的沿岸流和水团变化对研究长江三角洲沉积物的“源-汇”机制具有重要意义.对HZK2孔沉积物的粒度、年龄和有孔虫分布特征进行了研究分析.结果表明:HZK2孔52.5 m以上有孔虫均有分布,底栖有孔虫丰度在12 m以上和26.0~52.5 m含量超过40枚/g,代表不同沿岸流和水团的有孔虫属种含量在垂向上呈现明显的分带性.HZK2孔全新世以来经历了河口湾和水下三角洲两大沉积体系,并在全新世早期发育潮流沙脊.末次冰消期,钻孔所在位置受长江冲淡水和苏北沿岸流共同影响.全新世早期,则受苏北沿岸流影响为主;在此之后,长江口冲淡水的作用减弱,苏北、黄海沿岸流影响较强.全新世中晚期,苏北沿岸流、长江冲淡水、江浙沿岸流和东海外海水团多种水体共同作用钻孔所在海域,全新世晚期长江冲淡水作用占绝对优势.