老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤含油率控制因素

我国陆相盆地内普遍存在油页岩与煤共生的地质现象。本文以老黑山盆地下白垩统穆棱组油页岩与煤为研究对象,基于工业分析（含油率、灰分、挥发分、全硫和发热量）和有机地球化学分析（有机碳、岩石热解、显微组分和生物标志化合物）,对油页岩与煤含油率的控制因素开展研究。根据含油率等工业品质特征,将研究区油页岩与煤进一步划分为高含油率油页岩（HOS）、低含油率油页岩（LOS）、高含油率煤（HC）和低含油率煤（LC）4种亚类。其中HC的总有机碳质量分数和生烃潜力最高,其次为LC、HOS和LOS,4种亚类的有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,均处于未成熟的热演化阶段。沉积环境与有机质来源是控制油页岩与煤含油率的关键因素,HOS主要形成于陆源有机质供给中等的湖沼环境,而HC主要形成于陆源有机质供给丰富的泥炭沼泽环境。油页岩与煤形成时期的高等植物以松科、柏科/杉科、南洋杉科、罗汉松科和蕨类植物为主,这些植物可以提供充足的树脂和蜡质有机质,从而使油页岩与煤具有相对较高的含油率。     

桦甸盆地桦甸组油页岩段地球化学特征及地质意义

桦甸盆地位于敦密断裂带之上,是我国著名的古近纪含油页岩断陷盆地。其中桦甸组油页岩段发育厚层的泥岩沉积。长期以来对该段油页岩特征研究较多,但对其物源区特征和构造背景研究甚少。对油页岩段厚层泥岩进行系统的地球化学分析结果表明：泥岩中w(SiO₂)整体较低,K₂O/Na₂O值较高(大于1),w（MgO+Fe₂O^T₃）为3.91%~11.66%,Al₂O₃/（Na₂O+K₂O）为3.77~6.29,表明泥岩中含有一定的铁镁质组分和较多的稳定组分。微量元素PAAS标准化分配曲线显示不同样品之间元素富集、亏损趋势不一致,同时稀土元素标准化曲线呈现出稀土含量变化较大、轻稀土富集和明显Eu负异常,表明油页岩段沉积时期存在多个物源。泥岩风化蚀变指数为74~82,Th/U值多集中在4.65~6.07,表明泥岩源区经历了相对中等的风化作用。Th/Sc和Zr/Sc值表明泥岩基本受源岩成分控制。由源岩和构造背景判别图解,并结合前人研究资料得知:桦甸盆地油页岩段母岩主要来自于海西期和燕山期花岗岩以及少量的燕山期中酸性喷发岩;源岩形成于大陆边缘造山带,为大陆岛弧火山岩系。     

皖北沟后组页岩地球化学特征及其地质意义

沟后组在研究华北板块东南缘前寒武纪-寒武纪大地构造演化上具有重要意义.通过对沟后组页岩主微量元素地球化学的分析,取得了如下认识:Al2O3-Zr-TiO2和Zr/Sc-Th/Sc判别图解表明该套页岩中的碎屑物组分是火成岩没有再循环的特征,而是首次风化沉积的产物,因此其地球化学特征可以用于物源示踪.(SiO2/2O)-(Na2O+K2O)-(MgO+TiO2+FeO*)、TiO2-Ni、Th-Hf-Co及Hf-La/Th图解及部分元素比值(如Co/Th、La/Sc及Zr/Sc)表明沟后组页岩的源区主要为中酸性火成岩.其CIA值较低(62),可能与钾交代有关,而较高的CIW值(89)表明其源区经历了中等-较高程度的风化.主微量元素一致表明其物源区具有活动性质.     

辽宁北部秀水盆地白垩系义县组泥岩地球化学特征及地质意义

沉积岩的地球化学特征蕴含了大量的地质信息,对于沉积环境的重塑及物源研究具有重要意义。通过对辽宁北部秀水盆地秀D1井义县组泥岩样品常量、微量及稀土元素等地球化学特征的研究表明:泥岩样品轻稀土元素富集,重稀土元素亏损严重,配分曲线"右倾",可见中等Eu负异常和微弱的Ce负异常,指示稳定的上地壳物源注入。盆地北东—东部的侏罗系、二叠系酸性侵入岩与义县组沉积岩具有较好的亲缘性,可能为其主要物源,源区构造背景主要为活动大陆边缘。B、Sr/Ba、La_N/Sm_N、V/(V+Ni)、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu/Zn及Ce_anom等地球化学指标表明义县组沉积时期为淡水环境,古沉积环境为深水还原环境。     

大兴安岭中南段下二叠统寿山沟组典型泥岩地球化学特征及其地质意义

西乌珠穆沁旗地区下二叠统寿山沟组泥岩为大兴安岭中南段发育的较好烃源岩.通过对寿山沟组泥岩中的主量、微量、稀土元素特征的分析,深入剖析了寿山沟组的物源、构造背景及其风化作用.岩石样品ICV值分布于1.15~1.57,平均值为1.33,认为样品基本未受到二次成岩作用影响.通过A－CN－K三角图判断寿山沟组泥岩受到一定的钾交代作用,经过校正得到CIAcorr值为54.28~70.06,平均值为65.33,表明物源区经历了初等—中等的化学风化作用.通过主量－微量元素多变量物源区环境分析,认为寿山沟组泥质沉积物主要来源于长英质物源区,且混有少量铁镁质火山岩源区物质,其构造背景为大陆岛弧.综合分析认为,大兴安岭中南段下二叠统寿山沟组泥岩的沉积特征归因于古亚洲洋二叠纪初期洋壳的俯冲作用.     

三江盆地下白垩统穆棱组页岩气成藏地质条件研究

采用有机地球化学分析测试、X衍射荧光分析、高压压汞、扫描电镜、低温氮气吸附等方法,对三江盆地下白垩统穆棱组暗色泥页岩页岩气成藏地质条件开展系统研究,研究结果表明穆棱组暗色泥页岩分布面积较广泛、累积厚度大、TOC含量中等,有机质主要处于成熟-过熟阶段,以Ⅱ2型干酪根为主,说明有机质已进入大量产气阶段;泥页岩中石英、长石及碳酸盐等脆性矿物含量较高;存在一定量的中孔、大孔和微裂缝,为低孔隙度、低渗透率的孔隙结构类型。据现有钻探资料,充分显示了下白垩穆棱组统暗色泥页岩较好的含气性,与美国主要页岩油气产区和中国发现的陆相页岩气层段相对比,三江盆地穆棱组各项参数达标,具有较好的页岩气勘探潜力。     

鄂尔多斯盆地乃马岱地区直罗组砂岩元素地球化学特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地东北部乃马岱地区直罗组具有良好的铀矿资源赋存条件,探讨源岩物源属性对探索铀矿成因具有重要意义.为了查明其物源条件和构造地质背景,笔者基于对乃马岱地区直罗组铀矿地质特征的认识,通过开展X衍射、质谱仪测定等实验分析了乃马岱地区含铀岩系直罗组地球化学特征,结果表明:(1)主量元素具有中SiO2和Al2O3含量高的特点,大部分主量元素在各类样品中的质量分数差别不大,唯有Fe2O3、FeO和P2O5在存在较大的波动;(2)直罗组砂岩微量元素含量从Rb到Lu总体呈逐渐减小趋势,部分出现不同程度的异常现象,其中直罗组砂岩中Th和U含量差异最为明显;(3)直罗组砂岩总体具有轻稀土富集、重稀土亏损的特点.基于元素地球化学特征的分析对其源岩沉积古环境和源区构造背景进行探讨,取得以下认识:(1)乃马岱地区直罗组砂岩沉积古气候为半湿润-湿润气候,沉积古水体具有总体偏氧化和淡水-微咸水环境;(2)直罗组沉积构造背景主要为大陆岛弧,与活动大陆岛弧边缘也有一定关联.源岩主要为花岗岩,其次为中性斜长岩,其物源可能主要来自盆地北部大青山-乌拉山和阴山地区.     

下扬子地区下寒武统幕府山组黑色岩系地球化学特征及其地质意义

为探讨下扬子地区下寒武统幕府山组底部富有机质黑色岩系的物源属性及源区构造背景特征,在南京幕府山剖面幕府山组底部系统的采集样品,并对其进行地球化学测试与分析。Th/Sc?Zr/Sc图解表明幕府山组黑色岩系未曾经历沉积再循环;通过分析主量元素比值特征、稀土元素（REE）配分模式、δEu、（La/Yb）_N及La/Th?Hf和La/Yb?∑REE判别图解,认为幕府山组黑色岩系源岩主要是花岗岩和富含长英质矿物的沉积岩等上地壳长英质岩石,存在基性岩的混入。从物源属性、地质年代关系、华南大陆构造演化历程等多方面考虑,源岩中花岗岩成分主要为新元古时期岩浆活动形成的岩浆岩,物源区为江南古陆（江南造山带）。通过分析K₂O+Na₂O?SiO₂、K₂O/Na₂O?SiO₂/Al₂O₃、La?Th?Sc、Th?Co?Zr/10和Th?Sc?Zr/10图解,认为幕府山组黑色岩系源区构造背景为被动大陆边缘。     

鸡西盆地下白垩统城子河组-穆棱组露头砂岩中的黏土矿物成因探讨

对鸡西盆地下白垩统城子河组—穆棱组露头砂岩中的黏土矿物进行了X-衍射分析。研究结果表明,黏土矿物主要由伊利石,高岭石和伊/蒙混层组成,组合可分为高岭石型与伊/蒙混层和伊利石型两种,根据黏土矿物组合判断露头砂岩处于中成岩阶段A期。下白垩统城子河组—穆棱组煤系地层和泥岩成岩过程中析出的有机酸是高岭石型黏土矿物组合发育的重要原因,而沉积相带水动力条件弱导致砂岩渗滤条件的变差则是伊/蒙混层和伊利石型黏土矿物组合形成的原因。     

苏北盆地高邮凹陷古近系戴南组一段元素地球化学特征及其地质意义

苏北盆地高邮凹陷所经历的风化作用以物理风化为主,化学风化程度很弱。其中南部陡坡带的大部分地区所经历化学风化程度相对北部缓坡带较强,说明古气候条件更为温暖潮湿;北部缓坡带及黄珏、邵伯地区所经历的物理风化作用相对较强且差异较大,说明曾经历较强的构造运动。研究区源岩主要为长英质物质和再旋回沉积物质,受中基性物质的影响较小。高邮凹陷边缘及吴堡低凸起附近地区戴一段下部地层具有下伏阜宁组地层的海相地化特征,因此研究区物源中可能有较多部分来自基底母岩被剥蚀和再旋回沉积的产物。地化数据反映研究区构造背景为安第斯型活动大陆边缘,由于地史及动力学机制的差异,其构造背景有别于东太平洋典型的安第斯型活动大陆边缘,可反映我国东部大陆边缘特殊的地体构造特征。     

北羌塘盆地三叠系康南组砂岩地球化学特征及其对物源区和构造背景的制约

沉积盆地中碎屑砂岩的地球化学特征主要受物源区的制约,分析碎屑砂岩的化学成分可以揭示盆地砂岩的物源属性和构造背景。笔者对北羌塘盆地三叠系康南组碎屑砂岩进行全岩分析。样品具有高SiO2含量,K2O/Na2O值变化较大,TFe2O3+MgO含量中等。稀土元素配分模式图显示富集轻稀土元素,（La/Yb）N=3.96~9.25,平均为6.32,δEu明显负异常;δCe呈弱负异常。碱土金属元素和化学蚀变指数（CIA）以及成分变异指数（IPV）说明其源区物质较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱-中等。此外,微量元素Th/U、La/Sc、Th/Sc等值以及TiO2-Ni、La/Th-Hf、Co/Th-La/Sc和Th/Sc-La/Sc源岩判别图解反映砂岩的物源具有长英质特征。砂岩的SiO2-K2O/Na2O、La-Th、La/Y-Sc/Cr双变量图解,La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三变量图解以及Th/U、Rb/Sr等值表明北羌塘三叠系康南组碎屑砂岩的物源区构造背景以大陆岛弧为主,兼有被动大陆边缘构造背景特征。     

鸡西盆地早白垩世城子河组和穆棱组物源分析

充分利用研究区的野外露头,特别是露头所显示的砾石排列方向和各种层理构造、地震资料、岩芯重矿物资料,系统分析了能够指示物源方向的4种参数—古水流方向,地震反射特征、重矿物稳定系数及组合分异特征、鸡西盆地早白垩世沉积特征,结果表明,这4种参数的匹配情况良好,总体显示城子河组时期盆地大致存在西部和东南部两个方向的物源,其中西部物源为主要物源区,分别从西北、西部以及西南3个方向供给盆地沉积物,东南部物源区为次要物源区,影响范围较小;穆棱组时期基本继承了城子河组时期的物源体系,只是源区相对后退,反映出从城子河组到穆棱组为水进和湖盆范围变大的过程,东南部物源的影响范围较城子河组时期变大。利用重矿物组合特征     

黑龙江省勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组古环境恢复

勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组暗色泥岩发育,通过对勃利盆地Zk2钻井岩芯观察及对暗色泥岩样品进行稀土、微量元素含量变化的分析,恢复了穆棱组沉积时期的古环境。结果显示:研究区穆棱组沉积相以三角洲平原、三角洲前缘和半深湖沉积亚相为主,穆棱组沉积初期气候特征以温暖湿润为主,中期气候变为半湿半干,盐度增加但仍是淡水沉积环境,穆棱组中晚期气候由干旱炎热气候逐步变为温暖湿润气候。穆棱组沉积时期气候总体呈温暖湿润-半湿半干-温暖湿润变化的规律。     

北羌塘三叠系康鲁组沉积岩地球化学特征及其物源区和构造背景分析

沉积盆地中碎屑沉积岩的地球化学特征主要受物源区的制约。对北羌塘盆地三叠系康鲁组碎屑沉积岩进行全岩测试,分析表明,样品的成分变异指数(ICV)和化学蚀变指数(CIA)变化不大,反映其源区物质较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱-中等。岩石SiO₂含量普遍较高,TFe₂O₃+MgO含量相对较高,但K₂O/Na₂O比值变化较大。微量元素标准化蛛网图与后太古代页岩和上地壳相似,且REE配分模式图显示富集LREE,δEu明显负异常以及δCe呈弱负异常。此外,Th/U、La/Sc、Th/Sc、Ba/Sr等微量元素比值以及TiO₂-Ni、La/Th-Hf、Co/Th-La/Sc和Th/Sc-La/Sc判别图表明沉积物物源具有浅源、长英质的特征。沉积岩的SiO₂-K₂O/Na₂O、La-Th、La/Y-Sc/Cr双变量图解和La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10、Th-Co-Zr/10三变量图解,以及Th/U、Rb/Sr等比值特征表明北羌塘三叠系康鲁组沉积砂岩的物源区构造背景以大陆岛弧为主,兼有大洋岛弧和被动大陆边缘构造背景特征。     

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组砂岩的地球化学特征与物源分析

沉积岩物源分析对揭示盆地砂体展布、物质组成、储集层性质及砂岩型铀矿床铀源等科学问题具有重要的意义。对取自鄂尔多斯盆地东北部8个钻井中的中侏罗统直罗组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,试图鉴别岩石的源区和形成的构造环境。研究表明,砂岩以中粗粒杂砂岩为主,其w(SiO₂)值及w(Al₂O₃)/w(SiO₂)值中等到较高,w(K₂O)值相对较高,Fe₂O₃、MgO、TiO₂含量较低,暗示碎屑物质的富长英质、贫镁铁质特征。Nb、Ta、Ti、P等不活动元素的强烈亏损和K、Rb、Sr、Ba等LILE的富集,共同指示源区具有明显的俯冲带的特征;而w(TFe₂O₃+MgO)-w(TiO₂)、w(TFe₂O₃+MgO)-w(Al₂O₃)/w(SiO₂)、w(Th)-w(Sc)-w(Zr)/10、w(Th)-w(Co)-w(Zr)/10等判别特征则表明砂岩源区岩石可能形成于大陆弧-活动大陆边缘环境。而且,在球粒陨石标准化分配模式中,LREE强烈富集,HREE无明显分异、有着较平坦的曲线,Eu无异常或表现为弱的正、负异常;在PAAS标准化曲线中,轻重稀土均无明显分异,仅Eu表现为明显正异常。本区直罗组砂岩与华北北缘显生宙闪长岩-花岗闪长岩有着很强的亲缘性。