渝东南地区五峰-龙马溪组层序地层特征及地质意义

在野外露头观察与实测的基础上,将钻井、录井及实测资料相结合,运用沉积学与层序地层学相关理论方法,对渝东南地区五峰-龙马溪组沉积特征和层序充填特征进行深入研究,并探索油气地质意义。五峰-龙马溪组页岩野外沉积特征明显,识别度高,厚度60~130 m,下部为硅质页岩,向上砂质含量逐渐增加,岩性过渡为泥质粉砂岩。通过测井曲线特征、岩性、沉积构造响应及海平面升降,可将五峰-龙马溪组划分为4个三级层序,海侵体系域和高位体系域对称发育,横向上连续性较好,纵向上特征明显;Sq1海侵体系域在研究区内广泛发育,沉积一套硅质页岩,Sq2上部开始发育高位体系域沉积,对应为泥质粉砂岩沉积,Sq3下部发育海侵体系域泥岩沉积,Sq4以高位体系域为主,发育泥质陆棚相炭质页岩沉积。五峰-龙马溪组在整个层序充填过程中受到构造运动和海平面升降的控制,物源主要来自东南缘雪峰古隆起,早期的火山热事件为页岩中大范围硅化现象提供硅质来源的同时,为该时期浮游生物提供了生存条件,促进了五峰-龙马溪组页岩中有机质的发育,为页岩气富集成藏提供了充足的气源。      

湘西北五峰—龙马溪组层序地层特征及有机质富集探讨——以XY-3井为例

湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相黑色页岩发育广泛,且厚度大、热演化高、埋深相对适中,具有较好的页岩气勘探开发前景.为了研究湘西北五峰—龙马溪组地层层序特征,基于XY-3井GR测井曲线的小波变换,结合元素地球化学特征、有机质丰度、笔石类型和岩性特征,建立研究区内五峰—龙马溪组层序格架,并探讨层序格架内有机质差异富集的特征.结果 表明:XY-3井五峰—龙马溪组共划分为2个三级层序SQ-1和SQ-2,4个体系域分别为TST1、HST1、TST2和HST2.而HST1和HST2体系域内有机质丰度相对较低,总有机碳平均值为0.89％和0.26％,其沉积于沉积速率相对较高、古生产力较高,且陆源输入量相对高的氧化环境中;TST1和TST2体系域内有机质丰度相对较高,总有机碳平均值为1.46％和1.35％.其沉积于沉积速率相对较小、古生产力较高,陆源碎屑输入较少的贫氧化环境中.与长宁、焦石坝地区五峰—龙马溪组内同期揭露的富有机质层位相比,湘西北XY-3井富有机质层段沉积于氧化性相对较强、古生产力相对较高的环境中,而在沉积速率相对较低的情况下,其富有机质页岩的沉积厚度和有机质丰度明显偏低.这可为湘西北地区进行页岩气勘探开发提供指导意义.     

滇东北地区五峰-龙马溪组沉积转换及其页岩气地质意义

上扬子地区五峰-龙马溪组富有机质页岩是当前海相页岩气勘探的主要层系,同时也是探索晚奥陶世生物大灭绝事件的重要窗口,是众多专家学者关注的焦点。但五峰期—龙马溪早期海平面变化和古气候演替的沉积响应是怎样的？这一重要的沉积学宏观描述及其沉积动力学分析尚末有相关报道。本文基于滇东北地区云大页1井的岩心描述,开展了五峰-龙马溪组沉积转换过程的沉积序列、沉积构造、矿物组分、有机碳同位素响应研究,并与邻井进行了对比分析,发现晚奥陶世至早志留世的古气候和古环境演替的沉积学响应是清楚的。自赫兰特阶寒冷事件和大规模海平面下降,至鲁丹阶深水陆棚相含碳质笔石页岩的转换过程是连续的,期间经历了三个相对短暂的阶段：浅水紊流、浅水层流到深水层流,其海侵过程是清楚的,地质记录是完整的。同时,研究认为,这一转换过程对五峰-龙马溪组富有机质页岩的物性及其含气性具有重要影响,是深入认识五峰-龙马溪组优质页岩各小层物性与含气性差异的重要基础。     

川东南地区龙马溪组底部海相页岩高GR峰沉积成因探讨

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组是一套黑色富有机质海相页岩,而龙马溪组底部的高伽马（GR）层段为主要产气层段,研究GR峰的沉积成因,对页岩气的勘探开发具有重要意义。利用常规测井和能谱测井、岩芯、岩石薄片、微量元素、矿物成分等资料,对GR峰层段划分五峰组上部页岩A段、五峰组顶部观音桥B段、龙马溪组底部GR峰值C段以及龙马溪组底部次峰D段四个沉积阶段,进而分析了各个阶段的U、TH、K与GR的相关性以及沉积变化特征。研究显示:高GR峰的出现是由于铀元素富集主导的;探讨沉积阶段内多种地质事件引起的沉积环境、有机质、黏土矿物以及含铁、含磷矿物的变化特征及其对铀元素富集的促进作用;高GR峰的出现是一次集合地质事件的地质响应,是由冰期末期的快速海侵、海水分层、陆上火山喷发以及海底岩浆热液等综合因素导致的;根据五峰组顶部观音桥层沉积特征显示,观音桥冰期的成因符合"冰川灾变"和"雪球假说",一定程度上促进了高GR峰的形成。     

上扬子地区五峰组-龙马溪组页岩层序地层及演化模式

学者们在页岩层序划分与构成等方面还存在较大分歧;其次,现有研究中针对页岩非均质性在层序格架内的变化特征及成因规律方面亦有不足.五峰组-龙马溪组页岩是上扬子地区重要的页岩气勘探层位之一,通过钻井岩心、露头剖面、常规测井、能谱测井和地球化学参数等资料,对上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色页岩层序地层学进行了定量分析.在五峰组-龙马溪组识别出3个三级层序,其中五峰组为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域（五峰组下部黑色页岩）和高位体系域（五峰组上部观音桥段）;龙马溪组一段作为一个三级层序,进一步划分出海侵体系域、早期高位和晚期高位体系域;龙马溪组二段和三段为一个三级层序,进一步划分出低位体系域、海侵体系域和高位体系域.以不同体系域为单元分析了五峰组-龙马溪组层序发育与沉积环境特征,揭示了各体系域内古生产力与水体氧化还原条件对有机质富集的控制机理,总结并提出了系统的五峰组-龙马溪组黑色页岩层序地层垂向演化模式.      

黔中隆起北缘五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及其地质意义

为探讨黔中隆起北缘五峰—龙马溪组富有机质页岩的沉积环境和物源区背景,对区内两口井的样品进行了有机碳含量、微量元素和稀土元素地球化学测试和分析.结果表明,研究区五峰—龙马溪组页岩在沉积时以贫氧—厌氧环境为主,富氧环境也偶尔存在,且龙马溪组沉积水体还原程度比五峰组高.La_N/Yb_N值的变化反映沉积速率为:龙马溪组下部 < 五峰组 < 观音桥段,表明五峰—龙马溪组页岩沉积时存在沉积速率先变快后变缓的过程.Mo/TOC值显示五峰组页岩沉积时盆地滞留程度较强,进入志留纪相对减弱,盆地滞留程度对有机质富集的正向影响可能不大,海平面升降造成的氧化还原条件以及生产力条件的变化或许控制了有机质的富集.微量和稀土元素组合及比值特征,反映研究区五峰—龙马溪组沉积时的原始物质来自上地壳,五峰组沉积时存在混合物源,而龙马溪组沉积时物源相对单一,总体上源岩以长英质（花岗岩）为主.源区构造背景以主动大陆边缘为主,受到一定热液活动的影响,同时也表现出一定的大陆岛弧构造背景的特征.      

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.      

贵州正安县奥陶系—志留系界线碳质泥岩Re-Os同位素精确厘定及其古环境反演

我国上扬子地台地区在奥陶系—志留系之交广泛发育蕴含丰富页岩气资源的五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩。采用Re-Os同位素体系对该套沉积地层进行研究,不仅能得到精确的地层沉积年龄,同时根据Re、Os元素的富集机制,对该时期沉积环境进行有效反演,可以为这一阶段发生的地球历史上第二大规模的生物绝灭事件的触发机制提供更合理的解释。本文在贵州正安县班竹1井岩心采集11件碳质泥岩样品,岩心样品连续且完整跨越奥陶系五峰组—志留系龙马溪组界线地层,通过对该样品开展高精度Re-Os同位素研究,获得了奥陶系—志留系地层界线Re-Os同位素年龄为443.68±6.24Ma[2σ,n=7,(~(187)Os/~(188)Os)_i=0.699±0.019,MSWD=0.55],其结果与国际地层委员会发布的年龄(443.7±1.5Ma)高度一致,为奥陶系—志留系界线年龄提供了直接、准确的年龄依据。Os同位素特征反映了大量陆源碎屑参与成岩过程、多期火山活动的发生及冰期向间冰期的转换。连续沉积地层Re-Os同位素特征的变化反映了研究区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组沉积环境经历富氧—缺氧—富氧的变化,指示赫南特期冰川事件和火山喷发共同造成了生物大绝灭并促进了有机质的富集,为五峰组—龙马溪组富有机质沉积岩提供了生烃潜力。     

渝东南地区五峰组－龙马溪组页岩气成藏地质条件与有利区预测

上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是四川盆地页岩气勘探的重要层位。通过地层厚度、地层埋深、总有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度及储层含气量等参数的综合分析,表明渝东南地区五峰组—龙马溪组具有泥页岩厚度大(40~210m)、地层埋深较浅(4500m)、总有机碳含量较高(TOC一般1.5%)、有机质成熟度高(Ro为1.9%~2.7%)等特点,有机质类型多以Ⅰ型为主,现场解吸含气量在五峰组及龙马溪组中下部具有较好的水平。综合分析认为,五峰组—龙马溪组具有较好的页岩气成藏地质潜力。运用多因素叠加及综合地质分析技术,选取总有机碳含量、热成熟度、地层埋深、地层厚度、地表条件5个参数作为核心评价指标对渝东南地区五峰组—龙马溪组的成藏有利区进行了预测,共预测出Ⅰ类有利区6个,Ⅱ类有利区2个,有利区预测结果与目前已有钻井的含气量水平相一致。最后,提出了"有重点、有先后、分层次"的勘探开发部署建议。     

滇东北DD1井五峰-龙马溪组页岩气地质特征及其勘探启示

四川盆地南缘五峰-龙马溪组页岩气勘探难度大。以滇东北彝良县DD1井页岩气调查井为例,利用钻测井、岩心分析测试等资料评价其页岩气地质条件。滇东北彝良县DD1井的五峰-龙马溪组富有机质页岩厚度较小、有机质丰度低、热演化程度高、含气性差、N₂含量高,其主要评价指标与盆地内JY1、N203等盆内页岩气高产井差异明显。在页岩气核心评价参数对比基础之上,对DD1井五峰-龙马溪组页岩气勘探失利的地质因素进行深入分析,认为其原因主要在于3个方面：1）五峰-龙马溪期距离黔中古隆起较近,五峰-龙马溪组下段为浅水潮坪相沉积,缺乏黑色富有机质页岩的物质基础;2）五峰-龙马溪组页岩热演化程度高,导致页岩孔隙度变差;3）五峰-龙马溪组埋深较浅,多种尺度裂缝发育,页岩气逸散严重,页岩气构造保存条件差。对滇东北彝良县DD1井页岩气钻探失利的分析,为盆外五峰-龙马溪组页岩气勘探提供了启示意义。     

扬子地台东南缘上奥陶统五峰组斑脱岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

扬子板块东南缘思南地区上奥陶统顶部—下志留统底部地层中普遍发育一层斑脱岩。选取思南县罗湾沱上奥陶统五峰组剖面进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得其年龄加权平均值为449±11Ma,限定了该区域奥陶系—志留系地层沉积年龄,为扬子板块东南缘思南地区奥陶系—志留系界线附近的火山喷发事件、地层年代学研究提供了较可靠的证据。449±11Ma的年龄与扬子板块北西大巴山一带的年龄数据高度吻合,但略晚于华北克拉通西南缘奥陶系顶部斑脱岩的年龄(449.0～465.8Ma)。其所代表的火山活动可能与华夏板块向扬子板块俯冲有关。晚奥陶世—早志留世晚期,多期次的火山喷发事件影响了当时的海洋化学条件、生态圈环境,造成中—晚奥陶世以来的生物灭绝事件及冰川启动。     

滇黔北坳陷五峰组-龙马溪组下段页岩岩相与沉积环境

滇黔北坳陷为南方海相地层的有利研究区域,发育多套海相页岩。上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组地层,尤其是五峰组-龙马溪组下段页岩作为优质烃源岩而备受重视。通过岩芯观察、薄片鉴定、X衍射分析及微量元素地球化学指标判识,对其进行页岩岩相划分与沉积环境分析。结果显示:滇黔北坳陷五峰组-龙马溪组下段地层共划分出六种页岩岩相:硅质页岩、黏土质页岩、钙质页岩、黏土质硅质混合页岩、黏土质钙质混合页岩、钙质硅质混合页岩,其中硅质页岩和黏土质页岩的TOC含量明显高于其余四种岩相。V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co和U/Th指标指示五峰组-龙马溪组下段总体处于低能、滞留、局限条件,与深水陆棚环境匹配,Mo元素含量与四川盆地均值相当。五峰早期与龙马溪早期海侵的发生形成了以深水陆棚占主导的沉积格局,低能、滞留、局限的厌氧环境与快速海侵是有机质富集与保存的重要条件。     

四川盆地东部五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集规律探讨

奥陶—志留交替时期是地球历史时期中的关键时期,该时期华南地区沉积的五峰组—龙马溪组黑色页岩是现阶段我国页岩气勘探的重点层位,多套斑脱岩存在于黑色页岩内,指示该时期研究区经历过多期连续的火山活动.本文选取了四川盆地东部华地1井和武隆黄莺乡五峰组—龙马溪组剖面,以黑色页岩和斑脱岩为研究对象,通过野外考察、元素地球化学等分析...     

鄂西宜昌斜坡带五峰组—龙马溪组页岩优势岩相及其生气潜力

【研究目的】不同页岩岩相的矿物组分、含气性和可压性等的差异,决定不同岩相的开发潜力不同,页岩岩相的划分及评价对找寻页岩气勘探开发甜点具有重要指导意义。【研究方法】基于钻井、岩心和分析测试资料,综合利用地质理论结合硅质矿物-黏土矿物-碳酸盐矿物含量三端元图解,对鄂西宜昌斜坡带上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下段含气页岩岩相进行划分,结合有机碳含量、含气量、岩心镜下特征等划分优势岩相。优选有机质丰度、硅质矿物含量、黏土矿物含量3项指标与页岩含气量进行相关性分析,建立了五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准。【研究结果】研究区优势岩相均为II类优势岩相,II₁类（最优）优势岩相为S-2混合硅质页岩相和S-3含黏土硅质页岩相,位于龙马溪组一亚段和五峰组上段,厚6 m;II₂类（次优）优势岩相为S硅质页岩相,位于五峰组下段,厚4 m。【结论】宜昌斜坡带和涪陵地区具有相似的岩相垂向演化序列,优势岩相均位于五峰组—龙马溪组一亚段,但同一岩相组合的页岩厚度和品质差异较大,发生在鲁丹阶早期的湘鄂西水下隆起和鲁丹阶晚期的水下隆起是造成宜昌地区优势岩相的厚度和品质均要差于涪陵地区的主要原因。创新点：建立五峰组—龙马溪组含气页岩优势岩相的分级标准,提出龙马溪组一亚段和五峰组是优势岩相发育层位。     

海相优质页岩的形成环境及发育模式——以中扬子地区秭归新滩剖面五峰—龙马溪组页岩为例

运用地球化学和岩石学方法,从古盐度、古气候、古生产力、海域封闭性以及氧化还原条件等方面,分析中扬子地区秭归新滩剖面上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相优质页岩的形成环境,并探讨了优质页岩发育的控制因素及模式。结果表明:中扬子地区五峰—龙马溪组优质页岩以硅质页岩为主,主要发育在五峰组至埃隆阶底部;优质页岩主要形成于温暖潮湿、低盐度—正常盐度、弱封闭—半封闭的缺氧环境中,并且具有较高的古生产力;海相优质页岩的发育是构造活动、海平面升降以及陆源—生物硅质供应等多因素综合作用的结果,而在埃隆期之后,随着扬子板块的持续向西北推进,海域面积不断萎缩,生物硅质供应降低,陆源碎屑供应迅速增加,优质页岩不再发育。最后,总结了海相优质页岩的发育模式。     

大巴山西段上奥陶统-下志留统五峰组-龙马溪组斑脱岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

扬子板块北缘大巴山地区上奥陶统-下志留统地层中斑脱岩较发育。笔者对大巴山西段陕西紫阳麻柳和四川万源皮窝乡上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组剖面的斑脱岩进行采样,开展了高精度锆石U-Pb测年,首次在该地区获得了445.1±3.5Ma和446.1±7.2Ma的锆石U-Pb年龄,限定了五峰组-龙马溪组地层沉积年龄,为扬子板块北缘大巴山地区奥陶系-志留系界线附近火山喷发事件、地层年代学研究提供了依据。本文所获得的年龄数据与秦岭-大别山造山带奥陶纪岩浆弧形成时间同步,略晚于华北克拉通西南缘奥陶系斑脱岩(449.0~465.8Ma),其火山活动可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关,火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发。中奥陶世晚期至早志留世早期,多幕次的高频火山喷发事件影响了当时海洋化学条件、碳循环波动、气候变冷和生物辐射脉动,造成了晚奥陶世末期的冰川启动和生物集群绝灭。     

下扬子地区晚奥陶世凯迪期—早志留世鲁丹期岩相古地理及其油气地质意义

下扬子地区奥陶—志留纪之交岩相分异明显,发育了多种类型的岩石地层单位,其沉积岩的颜色、岩性、厚度、赋存化石组合等方面存在显著的差别。笔者通过对研究区内野外露头及钻井剖面的考察,总结前人研究成果,利用岩石学、古生物学、生态学及室内分析方法将其划分为滨岸相、孤立台地相、浅海陆棚相、陆棚坡折相、欠补偿盆地相和盆地浊积岩相6种沉积相类型。岩相古地理研究表明,晚奥陶世凯迪晚期,受加里东构造运动影响,华南板内碰撞挤压作用显著,"江南古陆"不断抬升和扩张,直接导致了旧的"台-坡-盆"格局的消失和新的古地理格局的形成,之前发育的自西北向东南方向水体变深的古地理格局彻底转变为北西、南西、南东三面被古陆包围,向东北方向水体加深的古地理格局。晚奥陶世赫南特期,由于南极冰盖凝聚导致的全球海平面下降和气候变冷,扬子地台海域变浅,致使海底盆地上升到最低含氧深度面之上处于充氧水层中,富氧环境代替了缺氧环境,岩相由五峰组黑色页岩转变为更浅水的观音桥层泥灰岩或新开岭层泥岩;江南沉积区长坞组—于潜组的复理石沉积组合转变为更浅水的的文昌组—堰口组近磨拉石沉积组合。早志留世鲁丹期,随着全球海平面重新上升,隆起面积继续扩大,构造围限作用加剧,黑色页岩重新出现。尤其是安徽南部的安庆—铜陵—巢湖一线,江苏中部的南京—句容一线五峰组—高家边组底部的黑色硅质页岩和炭质页岩,笔石带与中上扬子的五峰—龙马溪组具有很好的一致性,厚度均在40～60 m,TOC含量1.2%～4%,具很好的生烃潜力,应视为下一步烃源岩及页岩气勘探开发的重点研究区域。