黔西南地区石炭系旧司组页岩沉积环境分析

黔西南地区下石炭统旧司组为一套含页岩沉积,沉积环境为浅海相碳酸盐夹滨海沼泽相,页岩沉积厚度较厚,分布较广。通过对研究区4口井旧司组沉积相及页岩样品微量元素分析,认为旧司组为一套深水陆棚相的黑色页岩沉积,页岩层段发育的深水陆棚相指示环境为还原环境,水体总体是先变深后变浅;根据V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V+Ni微量元素比值,认为威页1井、水页1井旧司组页岩层段的沉积环境为还原环境。综合分析认为,研究区旧司组下段为深水陆棚相,为还原环境,有利于有机质的保存,为页岩气赋存的有利沉积层段。     

准南阜康地区中二叠统芦草沟组暗色泥岩地球化学特征及意义

准南阜康地区中二叠统芦草沟组暗色泥页岩厚度大、分布广,其沉积环境对评价页岩油气资源潜力具有重要意义。以芦草沟组暗色泥岩为研究对象,通过地球化学分析,选用对沉积环境指示较敏感的代表性元素,分析其含量特征及比值与沉积环境之间的对应关系,进而探讨芦草沟组沉积期湖盆的古盐度、古气候及氧化还原条件等沉积环境特征。通过Sr/Ba、B/Ga、B、Sr、Fe/Mn、Sr/Cu、U、Th/U和V/(V+Ni)等地化指标分析认为,阜康地区中二叠统芦草沟组暗色泥岩是高盐度、干热、缺氧环境下的产物。古盐度、古气候和氧化还原条件的变化趋势显示,准南阜康地区芦草沟组所代表的湖盆处于不断扩张的状态,具备良好的页岩油气资源潜力。     

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.      

贵州紫云地区早石炭世黑色岩系地球化学特征及油气地质意义

为了深入探讨贵州紫云地区早石炭世黑色岩系的沉积环境、海平面变化及有机质富集规律,笔者针对该地区早石炭世打屋坝组进行系统采样,重点进行元素地球化学和有机地球化学特征分析。通过结合研究区打屋坝组泥页岩δCe、δEu、V/(V+Ni)、Sr/Ba等值和前人研究成果进行分析,认为紫云-长顺一带早石炭世打屋坝组沉积环境为还原环境-弱氧化环境,沉积相为槽盆边缘斜坡相→槽盆相;通过分析研究区打屋坝组泥页岩稀土元素地球化学参数及TOC值的垂向变化,认为δCe值越小,δEu、ΣREE值越大,则海平面升高,水体越深,TOC值越高,有机质越富集,反之亦然。同时结合打屋坝组岩性的垂向变化,研究区早石炭世打屋坝组垂向上自下而上主要经历了海退-海进-海退的过程;根据δCe、δEu等值及ω(La)N/ω(Yb)N与ω(ΣREE)关系图解,认为研究区打屋坝组母岩主要为花岗岩与沉积岩的混合,推测物源来自于北东侧的雪峰山隆起区和北侧的黔中隆起区,沉积于被动大陆边缘;结合研究区打屋坝组泥页岩有机地球化学参数和黔紫页1井含气性、气测录井资料,认为研究区打屋坝组一段为优质页岩层段,具备良好的页岩气地质条件和勘探开发潜力,研究区南西部(侧)更有利于有机质富集,可作为下一步页岩气勘探工作方向。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境意义

准噶尔盆地晚二叠世沉积的芦草沟组湖相页岩是一套重要的烃源岩或油页岩资源。本文通过XRF和ICP-MS技术测试了该盆地东南缘博格达山地区芦草沟组油页岩的元素含量,分析了其分布与组成特征,阐述该区芦草沟组沉积时期的古环境特征。研究表明,芦草沟组油页岩样品大多数主元素含量偏低,但磷(P)含量较高, P/Ti比值为0.23～1.94;微量元素Sr/Ba比值多小于1, Sr/Cu比值处于4.88～12.36之间, V/Cr比值为2.40～3.91, V/(V+Ni)比值为0.70～0.83,古气候指数为0.48～0.61;轻重稀土元素比值为5.92～7.10,轻稀土元素明显富集。综合各参数特征及变化趋势表明,研究区芦草沟组沉积时期主要是半干旱-半湿润的古气候特征,总体上为半咸水的湖盆环境,沉积水体较深,沉积速率较慢,具有中-高的初始古生产力。从沉积初期至晚期,古气候逐渐变干旱,沉积水体盐度逐渐升高和还原性逐渐增大。研究区芦草沟组有机质富集属于生产力模式,主要受古气候和古生产力控制,但沉积后期沉积水体水化学条件的变化也为有机质保存提供了有利的条件。     

新疆博格达山北麓白杨河剖面页岩地球化学特征及其地质意义

通过博格达山北麓白杨河剖面芦草沟组页岩的地球化学特征的综合研究,讨论了芦草沟组页岩的元素富集特征和沉积环境以及源区物源特征和构造背景。结果表明:1研究区页岩P元素极为富集,这受控于页岩中凝灰质火山灰夹层的广泛发育;2对比于世界页岩微量元素分布,白杨河页岩相对富集Li、B、Pr、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Lu元素,其他元素相对亏损;3白杨河剖面页岩地化参数揭示芦草沟组自下而上气候由温湿向干热转变,进而引起水体由淡水向咸水的转变和还原程度的进一步加强;4物源区遭受低级-中等风化程度,物源类型主要为长英质火成岩,其次为铁镁质火成岩;5物源区大地构造背景以大陆岛弧-活动大陆边缘构造背景为主。     

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组油页岩元素地球化学特征及沉积环境

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组发育多层油页岩。通过对油页岩样品元素地球化学分析测试,研究了其常量元素、微量元素和稀土元素特征,分析了油页岩沉积环境。研究结果表明,常量元素以富Al₂O₃、Fe和CaO,贫SiO₂、MgO、Na₂O和K₂O为特征,微量元素总体上表现出不同程度的亏损特征,稀土元素总量平均为140.7×10^-6,表现出轻稀土元素轻度富集特征。稀土元素具有较为一致的变化趋势,表明油页岩沉积时物源和沉积环境较为稳定。Mn/Ti值表明油页岩组成物质的搬运距离随着时间变化经历了远→近→远的变化,反映水体深度经历了深→浅→深的变化。Sr/Cu值和Rb/Sr值表明油页岩沉积时为相对炎热干旱的环境。Sr/Ba值反映当时为炎热干旱气候条件下的过渡相咸水湖泊沉积环境。V/(V+Ni)值、δEu和有机碳含量表明油页岩沉积时处于缺氧的还原沉积环境中。总体上,柳树河盆地油页岩发育于炎热干旱气候、咸水、缺氧条件下的湖泊沉积环境中。     

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。     

沁水盆地东部Y井煤系页岩元素地球化学及其沉积-构造环境

为探讨沁水盆地东部Y井煤系页岩的元素地球化学特征,对下二叠统山西组、太原组的煤系页岩进行了系统采样,并应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对18个煤系页岩样品的微量及稀土元素进行了分析测试。结果表明,煤系页岩的Sr、Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ce_anom等地球化学指标的垂向变化,反映了从太原组到山西组沉积时期,水体古盐度整体逐渐降低的还原环境;物源主要来自盆地北邻阴山古陆前寒武纪花岗岩、麻粒岩及各时代侵入岩,源区构造背景主要为与大陆岛弧相关的活动大陆边缘。     

泥页岩层序地层学划分方法——以准噶尔盆地准页3井芦草沟组泥页岩为例

准噶尔盆地南缘二叠系芦草沟组发育了一套厚层的泥页岩。前人研究把芦草沟组划分为一个完整的三级层序,但是对这种细粒沉积物层序内部体系域的划分界面认识还不一致。随着近年来页岩气在暗色泥页岩中被大量勘探开发,深水泥页岩对湖平面的响应和层序格架划分成了一个高难度的课题。根据岩性相和岩石地球化学参数对湖平面响应的敏感变化特征,对准页3井芦草沟组体系域和体系界面进行了识别和分析,分析优质烃源岩的分布特征,为后续页岩气的勘探开发提供参考,同时为其他地区湖相泥页岩层序地层学研究提供借鉴。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组油页岩元素地球化学特征及沉积环境指示意义

本文通过XRF和ICP-MS测试方法对油页岩样品进行测试,根据常量元素和微量元素特征、组分含量及某些元素的比值,探讨了研究区油页岩样品的地球化学特征,进一步阐述了其沉积环境的指示意义.结果表明,P和B元素强烈富集,相当硼及古盐度值都表明属于半咸水沉积环境,B/Ga、Sr/Ba值也说明受到海水影响或间歇性受海水影响,沉积环境以半咸水湖泊为主;Fe2+/Fe3+、V/(V+Ni)、V/Ni、Cu/Zn、Ni/Co和U/Th值及Ni的含量说明沉积环境为咸化的弱还原—还原环境;Mn/Fe和Mn/Ti值也较小,反映近岸的沉积环境;Sr/Cu表明主力油页岩形成时期处于温湿—干热气候.总体上反映出,研究区油页岩的沉积介质环境的显著特征是半咸水状态的弱还原—还原环境.     

四川盆地南部志留系龙马溪组富有机质页岩沉积环境的元素地球化学判别指标

氧化还原敏感元素是确定古海洋水体氧化还原环境的重要指标,常用的环境判别指标有U/Th,V/Sr,V/Cr,Ni/Co,V/(V+Ni),δU,Ce/Ce*,Eu/Eu*等元素比值。对四川盆地南部宁203井志留系龙马溪组页岩沉积环境的元素地球化学研究结果表明,龙马溪组底部富有机质页岩沉积于缺氧环境,上部为氧化环境。有机碳含量与V/Cr和Ni/Co呈正相关关系,且生物生产力相关元素富集,说明有机质保存与缺氧环境有关。认为在对页岩沉积水体氧化还原条件进行研究时,应将地球化学指标与沉积和古生物特征综合起来得出科学解释。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

准噶尔盆地东南缘芦草沟组黑色泥页岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

对准噶尔盆地东南缘中二叠统芦草沟组上、中、下三段黑色泥页岩进行稀土元素地球化学特征研究,并讨论其地质意义。结果表明,芦草沟组黑色泥页岩的稀土元素总量∑REE为(51.39~138.27)×10~(-6),平均值为94.23×10~(-6),较全球平均大陆上地壳成分(UCC)和北美页岩(NASC)的平均值均偏低。∑LREE/∑HREE、(La/Yb)N、(Ce/Yb)N等地化参数及稀土元素配分模式均反映轻、重稀土元素的明显分异,呈现LREE富集、HREE亏损的特征,趋势曲线较为平坦。黑色泥页岩具有明显的δEu负异常和弱的δCe负异常。Ce异常值均大于-0.1,反映研究区在中二叠世水体为较强且稳定的还原环境。REE的明显分异指示沉积速率总体较低,呈现逐渐变慢的趋势,反映了沉积时期水体加深的过程,这也与滨浅湖-半深湖-深湖的沉积相吻合。根据δEu的异常情况和(La/Yb)N与∑REE的关系,认为芦草沟组沉积物的母岩为沉积岩和花岗岩的混合。黑色泥页岩物源主要来自南部的伊连哈尔比尕山。     

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组云质岩地球化学特征

研究区芦草沟组云质岩主要包含泥晶白云岩、凝灰质白云岩和白云质凝灰岩等类型,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组广泛发育的云质岩进行详细的地球化学研究,分析了芦草沟组云质岩的物质来源和沉积环境。云质岩的c(Mg)/c(Ca)比值0.03～1.44,磷含量262×10~(-6)～17283×10~(-6),Th/U比值0.58～2.00,V/(V+Ni)比值0.60～0.89,V/Cr比值1.25～6.38,Sr/Ba比值0.55～8.25,反映了云质岩形成于生物繁盛的还原性咸水湖泊环境,Mg离子主要来源于深部岩浆热液。碳、氧同位素研究反映芦草沟组主要形成于温度较高的咸水环境中,且由早至晚芦草沟组沉积期具有温度升高而盐度降低的趋势。温度的升高引起的蒸发量增大并没有带来湖水盐度的增加,这种碳酸盐碳、氧同位素反向变化关系可能由于芦草沟组沉积后期不断有外源淡水的输入造成。     

渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩沉积环境及有机质富集机制

渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组底部发育富有机质黑色页岩,是我国南方海相页岩气勘探的重要目的层位之一,对YK1井样品分析测试表明其TOC平均含量约为3.75%。沉积环境控制了有机质的形成,而有机质是页岩气的重要赋存场所。为了研究该套黑色页岩形成的沉积环境及有机质富集机制,针对其中具有环境意义的矿物学和微量元素地球化学特征进行研究。Couch法古盐度范围为10.733‰~34.687‰,平均值为22.358‰,B/Ga比值为2.190~10.000,平均值为5.500,表明该区域水体大致属于咸水-半咸水范畴,渝东南YK1井下寒武统牛蹄塘组沉积于浅海陆棚环境。稀土元素中Ce负异常,V/Cr比值范围为1.300~13.776,平均值为4.648以及镜下观察到的草莓状黄铁矿都表明样品形成于还原环境。微量元素、稀土元素等分析表明研究区牛蹄塘组不同层位曾受到上升洋流带来的深部热液的影响。有机质富集机制方面,当环境条件达到有利于有机质保存所需的还原条件后,还原程度的强弱不再是决定有机质富集程度的主要因素;上升洋流对有机质的富集起到了促进作用;古盐度的变化对有机质的富集影响不大。     

淮南煤田山西组泥页岩微量元素地球化学特征及其意义

泥页岩中微量元素特征对反演泥页岩形成时的沉积和古地理气候条件具有重要意义。采集淮南煤田山西组泥页岩样品,利用ICP-MS对泥页岩中微量元素进行了测试分析,探讨了研究区山西组泥页岩中微量元素的地球化学特征及其意义。结果表明,B、Cr、U、Ga、Li、Sn、Pb、Mo、Th、W等元素富集,Cd、Co、Cu、Ti、Zn、Sc、Ba、Mn、Ni、Sr等元素亏损;揭示淮南煤田山西组形成于温暖湿润和半咸水-高咸水的沉积环境中,沉积体系为开放型,体系内为弱氧化-还原环境,其中以弱还原-还原环境为主,且表现出从早期弱氧化到中后期的还原环境的演化特征;依据U/Th、Ni/Co、Sr/Cu、B/Ga、Sr/Ba、TOC等地球化学参数结果推测,盐度和氧化还原条件受到多种因素的影响,有机质的原始堆积量是影响山西组泥页岩中有机质含量的主要因素,而盐度和氧化还原条件影响有机质中各显微组分含量。研究区温暖湿润的气候和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有利条件,为页岩气的成藏提供了物质基础。      

贵州梵净山地区震旦系微量元素特征及沉积环境

为了详细研究梵净山地区震旦系沉积地球化学特征及沉积环境演化,笔者对该处永义剖面自下而上进行系统采样.样品分析结果表明该处剖面稀土元素呈轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,铈总体上表现为亏损,垂向上逐渐变小,铕异常发生3次波动,表明该处震旦系沉积时总体上为氧化环境,局部沉积环境发生变化.而且陡山沱组底部"碳酸盐帽"稀土元素标准化分配模式不同于冷泉碳酸盐岩分配模式,表明两者处于不同的沉积环境,成因上无关.V/Cr、Ni/Co、U/Th及V/V Ni等微量元素比值均表明震旦系沉积时为总体上氧化环境,但垂向上仍有沉积环境及水体分层性的变化.     

柴窝堡凹陷二叠系芦草沟组页岩气烃源岩评价

在野外露头观测及样品有机地球化学分析基础上,明确陆相盆地烃源岩评价条件和标准,对柴窝堡凹陷二叠系芦草沟组页岩有机质丰度、成熟度、有机质类型等烃源岩重要评价参数进行研究。结果表明,柴窝堡凹陷芦草沟组页岩有机质丰度较高,总体为中等-好烃源岩,热演化程度处于成熟-高成熟阶段,有机质类型主要为Ⅲ型,以生气为主。近源沉积不仅稀释了研究区芦草沟组页岩有机质含量,导致有机质降解,并造成柴窝堡凹陷与准南地区有机质类型和丰度的差异。沉积环境的不同导致柴窝堡凹陷芦草沟组页岩有机质丰度北高、南低,有机质类型北好,南差状况。     

四川盆地志留系龙马溪组富气页岩地球化学特征及沉积环境

为探讨四川盆地志留系页岩氧化还原条件和古沉积环境,并给页岩气下步勘探和有利区优选提供参考,选取W201和Z106两口龙马溪组页岩取心井,进行了主微量元素和有机地球化学分析。结果表明,W201井富有机质页岩Th/U、V/Cr和Ni/Co值分别为0.3~2.3,1.49~4.27和2.51~6.7,Z106井分别为0.45~2.15,1.34~5.61和3.64~11.96,稀土元素(δCe和δEu)与微量元素一致,结合黄铁矿和笔石富集程度,指示川南上奥陶统观音桥段沉积于氧化环境,龙马溪组底部富有机质页岩沉积于滞留缺氧的还原环境。早志留世的缺氧环境与全球海平面快速上升一致,对川南龙马溪组黑色页岩的形成具有明显控制作用,形成一套稳定发育的厚度为30~40m的黑色页岩,TOC含量为1.96%~4.28%,是目前页岩气勘探开发主力层段。