敦密断裂带盆地群油页岩特征及成矿差异分析

古近纪敦密断裂带上分布一系列的含油页岩盆地群。根据盆地间构造-沉积充填、岩石组合和油页岩赋存特征,初步确认盆地群中油页岩沉积于湖盆鼎盛阶段,均形成于古近系始新统路特阶。盆地群间油页岩矿床特征存在明显的差别,由西南向东北,油页岩厚度逐渐变小,其沉积环境由深湖到半深湖,再到湖沼,而有机质来源则由湖泊生物为主,到湖泊生物和陆源有机质双向来源,过渡为以陆源高等植物为主。结合含油页岩层系形成于同一时期和相似的古气候背景下,盆地沉降和沉积充填作用是影响油页岩矿床差异的关键因素。长期处于欠补偿环境,可容纳空间大的湖盆利于巨厚油页岩的形成,随着可容纳空间的减少、陆源碎屑供给的增多,油页岩厚度减薄,分布也变得相对局限。深湖和湖沼成因油页岩品质较好,半深湖油页岩品质较差。     

古盐湖卤水温度对钾盐沉积的控制作用探讨

古盐湖卤水的温度对钾盐沉积的控制作用的定量研究是钾盐成矿机理分析的重点和难点。本文分析和测试陕北盐盆奥陶系马家沟组、四川盆地三叠系嘉陵江组、云南兰坪-思茅盆地白垩系及老挝沙空那空盆地白垩系等八个含盐系的石盐岩中的流体包裹体,并利用均一温度计算了古盐湖的蒸发速率。若以老挝白垩纪时盐湖的蒸发速率为标准值100,陕北奥陶纪、四川三叠纪、云南白垩纪的蒸发速率标准值分别为54、68和90,而目前在老挝和云南白垩系都找到了一定规模的钾盐矿,因此高温(气温及水温)是盐湖成钾的有利条件,在卤水演化成钾的过程中可以起到重要的"催化"作用。     

沁水盆地新近纪张村组油页岩评价及古环境分析

为了深入分析油页岩发育特征对古环境的指示作用,为油页岩资源评价提供理论指导,选取沁水盆地中部新近系张村组油页岩为研究对象,采用岩石热解、有机碳测定、X射线荧光光谱仪（XRF）测试等方法分析油页岩有机地球学和元素地球化学特征,探讨沉积期的古气候和古地理环境。结果表明,张村组油页岩含油率较低,为4.15%;干酪根类型为标准腐泥型（I₁）,埋藏较浅,生烃潜力较高;样品的微量元素富集指数和地球化学参数特征显示,张村组油页岩有机质为混合来源,湖泊自身生产力提供主要物质基础;沉积期气候温暖湿润,盆地内水体由盐湖逐渐淡化,油页岩形成于水体分层不强的厌氧、深湖环境。油页岩的地球化学特征与沉积期的古气候、古地理环境具有较好耦合性。      

绿河油页岩中的开链醇化合物

研究了美国绿河盆地的23个未成熟的露头油页岩样品,其中 13个样品取自Laney组,为半温湿半干燥气候下沉积于较浅的封闭水体的盐湖中心,含有丰富的有机质;另外 10个样品取自LumanTongue组,为潮湿气候下沉积于近岸的水体开放的淡水环境,其有机质含量较低。所有样品均富含从C₁₁至C₂₀ 的同分异构体丰富的饱和类异戊二烯醇类化合物。此外还检出了一整套直链一元仲醇同系物,其碳数从 10至 33,而羟基可在任何理论上可能的碳位上。伯醇含量较低。研究结果表明,绿河油页岩中的有机质分别在沉积过程中和被抬升之后遭受了两次微生物降解。除伯醇的分布有生物来源特征外,其余的开链醇化合物是在绿河层系抬升至地表后微生物对其中烃类化合物降解的产物。文中将绿河油页岩有机质中异常高的氧指数归因于微生物降解,并探讨了其开链醇化合物的分布与物源、沉积环境及微生物降解程度的相关性。盐湖相Laney组的直链醇以低碳数组分为主,反映其有机质以菌藻为主的物源,与干燥的古气候相一致;淡水相LumanTongue组则以高碳数组分为主,有着明显优势的高等植物来源,与其潮湿的古气候相吻合。在沉积过程中,淡水相的LumanTongue组中的有机质遭受了比盐湖相的Laney组中的有机质更强的微生物降解,这意味着盐湖环境。     

页岩沉积环境对其油气潜力的影响:以中国和北美对比研究为例

页岩油气是当前全球油气勘探和研究的热点,但其潜力评价一直是难点。该文以中国和北美的四套典型页岩为例,包括北美湖相Green River组、内陆海相Niobrara组、中国环境来评价相龙马溪组和济阳坳陷湖相页岩,发现页岩沉积环境与其油气潜力具有密切关系,因此可通过分析发现这四套页岩的沉积环境都具有页岩沉积环境评价其页岩油气潜力。通过微量元素、生物标志化合物、扫描电镜、X-CT和X射线衍射等方法,发现这四套页岩都具有一定的还原性和较高的生产力,且具有差异性。内陆海相Niobrara组页岩具有弱还原的沉积环境,在四套页岩中有机碳含量较低,呈块状沉积构造,裂缝与微裂缝较少,储集空间相对有限。焦石坝海相龙马溪组页岩为还原的沉积环境,岩石以富含有机质的硅质岩为主,可观察到大量的大孔隙与少量的微裂缝。Green River页岩和济阳坳陷页岩形成于陆相咸化的强还原沉积环境,有机碳含量高,页岩以纹层状结构为主,岩石组成脆性矿物含量高,含有大量的裂缝。可见,具有强还原沉积环境的页岩通常具有较好的勘探前景。     

松辽盆地NGN1井上白垩统青山口组一段有机质演化

以NGN1井全取芯井为标杆,通过岩芯观察、地球化学分析和显微组分镜下鉴定,揭示青山口组一段的有机质演化规律。NGN1钻井位于松辽盆地东南缘,青一段由底至顶分别为灰绿色泥质粉砂岩-深灰色泥岩、油页岩-灰色泥岩-灰绿色粉砂质泥岩沉积,揭示了由滨浅湖-半深湖-滨浅湖的沉积环境演化。TOC、S2、含油率以及HI呈现增大-高值-减小的趋势,而半焦含量和块状密度则呈相反的变化趋势。青一段泥岩中主要的有机质显微组分为层状藻、孢子体和骨屑等,有机质含量与单位面积显微组分、藻类相对含量均呈明显的正相关,并结合有机质判别图解,说明有机质类型主要为I型和II1型,来源以湖泊藻类为主。泥岩中的陆源有机质含量较少,说明湖泊生物控制着有机质的来源,浅湖由于水体较浅、水底含氧,保存条件较差,导致泥岩中的有机质丰度较低,半深湖-深湖水体较深,保存条件良好,促进有机质的富集,因此垂向上沉积环境演化是导致有机质变化的主要因素。     

松辽盆地嫩江组泥页岩有机质富集模式探讨——以嫩江组一、二段油页岩为例

通过理论模型推演与地质研究实例相结合的方式,以松辽盆地白垩系嫩江组一、二段发育的富有机质页岩(油页岩)为例,重点利用松科1井(南孔)嫩江组取芯井已有测试分析资料,综合有机碳(TOC)含量、黄铁矿硫同位素、全岩元素,以及相关测井、地震资料,综合探讨分析了嫩江组油页岩的成因机制以及油气勘探意义。研究认为:(1)将松辽盆地嫩江组油页岩的形成机制完全归因于海水侵入湖盆很可能是不全面的。虽然海侵能够导致湖盆水体咸化以及藻类勃发,但由于海侵时富氧表层海水对湖盆底部氧化还原环境的改变,"海侵"发生时可能在一定程度上抑制有机质在沉积物中的富集保存,这一点可以从松科1井连续地化剖面上得到验证;(2)海侵对富有机质页岩沉积的促进因素很可能主要体现在海侵结束后湖盆的持续咸化带来的藻类勃发;(3)嫩江组泥岩内存在全盆地广泛分布的火山凝灰岩沉积,且通常与油页岩呈共生关系。古松辽湖盆生产力的提升与火山灰输入所带来的营养物质,如磷、铁等直接相关;(4)嫩江组一、二段油页岩的形成可能是海侵结束后湖盆水体咸化与火山灰瞬间大量输入所诱发的湖盆水体富营养化事件多因素共同作用的结果。油页岩含油率分布规律显示在湖盆生产力普遍较高的情况下,沉积区水体深度越深、越远离河流碎屑输入,则有机质的富集保存条件越好,油页岩品质越高。     

北部湾盆地流二段油页岩地球化学特征及成因

北部湾盆地涠西南凹陷和乌石凹陷流二段普遍发育油页岩。有机地球化学分析表明,北部湾盆地流二段油页岩具有高的有机质丰度,油页岩的有机碳含量下限为3%,含油率介于3.5%~10%,达到中等和优质油页岩矿品级,同时属于优质烃源岩。全岩有机显微组分、干酪根镜检和热解等分析表明,北部湾盆地流二段油页岩藻类含量丰富,藻类是有机质的主要来源,有机质类型主要为腐殖—腐泥型,部分为腐泥型,以湖相腐殖—腐泥型油页岩为主,部分为湖相腐泥型油页岩。流二段油页岩中镍和钼等微量元素含量普遍较高,镍和钼的含量与有机碳含量之间存在很好的正相关关系,说明流二段油页岩形成时期北部湾盆地具有富营养湖泊特征。北部湾盆地流二段油页岩中还原硫含量高,普遍大于1%,流二段油页岩形成于还原的沉积环境,具有很好的有机质保存条件。高有机质生产力及湖侵体系域顶部和高位体系域底部的中深湖还原环境共同控制了北部湾盆地流二段油页岩的发育。     

Organic and inorganic geochemistry of some coastal plain rivers of the southeastern United States

In a comprehensive study of the distribution of organic and inorganic constituents in natural waters, the chemical compositions of several rivers flowing through the Coastal Plain of southeast Georgia (the Satilla River, in particular) have been investigated. These streams are generally characterized by low suspended load, low ionic strength, low pH values, and a predominance of organic over inorganic constituents. The dominance of sodium and chloride among inorganic ions indicates that rainfall is a major factor in determining the distribution of major elements in these waters. The low pH values and the relatively high concentrations of iron and aluminum appear to result from the high concentrations of organic matter. Chemical analysis (total acidity, carboxyl groups, amino acid residues, and CHN analysis) and spectroscopic analysis (i.r. and NMR) indicate that river water organic matter is chemically similar to soil fulvic acids.The dominance of organic matter over inorganic constituents and the resultant low pH values of these waters are in direct contrast with the chemical compositions of most of the rivers of the world which have been previously studied. Many large tributaries draining from the low relief tropical basins of the Amazon and other tropical rivers are expected to show similar characteristics; however, none of these has been studied extensively.     

Pore Types and Quantitative Evaluation of Pore Volumes in the Longmaxi Formation Shale of Southeast Chongqing,China

The common microscale to nanoscale pore types were introduced and divided into organic and inorganic pores to estimate their contributions to porosity in the Lower Silurian Longmaxi Formation shale of southeast Chongqing. Following the material balance principle, the organic porosity values, which changed with formation subsidence and thermal evolution, were calculated using chemical kinetics methods and corrected via the organic porosity correction coefficient, which was obtained from field emission scanning electron microscopy. Grain density values were determined using the contents and true densities of compositions in the shale samples. The total porosity was calculated based on the grain and bulk densities. The inorganic porosity was determined from the difference between the total porosity and organic porosity at the same depth. The results show that inorganic pores mainly contain microfractures, microchannels, clay intergranular pores, intercrystalline pores and intracrystalline pores in the Lower Silurian Longmaxi Formation shale of southeast Chongqing. Organic pores mainly include organopore and fossil pore. The total porosity, organic porosity and inorganic porosity of organic-rich shale samples can be quantitatively evaluated using this method. The total porosity, organic porosity and inorganic porosity values of the Longmaxi Formation shale samples from the well Py1 in southeast Chongqing lie in 2.75%–6.14%, 0.08%–2.52% and 1.41%–4.92% with average values of 4.34%, 0.95% and 3.39%, respectively. The contributions of the inorganic pores to the total porosity are significantly greater than those of the organic pores.     

桦甸盆地桦甸组与美国犹他盆地绿河组油页岩生物标志化合物特征对比

在野外地质考察、岩心观察和大量测试数据分析的基础上,对我国东北地区桦甸盆地始新统桦甸组和美国犹他盆地始新统绿河组油页岩中类异戊二烯烷烃、甾类和萜类等生物标志化合物特征进行了详细的对比研究,并探讨其对两地油页岩在有机质来源及古沉积环境上的差异指示意义。结果表明:在GC谱图上,桦甸油页岩Pr/Ph为1.47～2.03,具姥鲛烷优势;而绿河油页岩Pr/Ph为0.34～0.44,具植烷优势。GC-MS分析表明:桦甸油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈反"L"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.63～2.52;绿河油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈钝角不对称"V"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.96～1.20。桦甸油页岩萜类化合物中萜烯>ββ构型霍烷>αβ构型霍烷,以C29萜烯占优势;绿河油页岩中五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,并检出丰富的γ-蜡烷和β-胡萝卜烷。两地油页岩生物标志化合物特征参数的对比分析揭示:桦甸油页岩为水生生物和高等植物双重生源,但细菌及藻类等水生生物的贡献较大,主要形成于弱还原淡水沉积环境;绿河油页岩有机质来源主要为细菌和藻类等水生生物,主要形成于强还原咸水沉积环境。     

伦坡拉盆地渐新统丁青湖组油页岩特征及其地质意义

伦坡拉盆地丁青湖组油页岩呈北西-南东向断续分布,长约50 km,油页岩有18~22层,薄者0.10 m,厚者8.81 m,一般厚0.70~2.00 m。工业分析数据表明,油页岩属于高灰分、中低含油率、低发热量型。油页岩有机碳质量分数为2.40%~20.23%,平均值7.38%,丰度较高。干酪根镜检显示油页岩有机质类型为腐泥型（Ⅰ型）,镜质体反射率（R_o）值为0.43%~0.71%,平均值为0.52%,说明油页岩有机质处于未成熟-低成熟阶段。油页岩样品检测出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜烷化合物和甾烷化合物。饱和烃色谱/质谱特征表明伦坡拉油页岩有机母质来源以水生浮游植物为主。通过生物标志物特征及野外地质观察,揭示了油页岩形成于一定盐度的缺氧还原半深湖-深湖环境。湖盆内各种水生浮游植物、藻类等为油页岩的形成提供了主要的有机母质来源,稳定的构造条件和缺氧的环境有利于有机质的堆积和保存。     

中国陆相盆地油页岩成因类型及矿床特征*

针对油页岩成因类型,国内外学者做过一些有益的探讨,但尚不存在统一的分类方案。鉴于中国油页岩以陆相成因为主,作者从油页岩的沉积环境出发,总结出从深湖-半深湖到湖沼环境,油页岩中湖泊生物来源的有机质所占比例逐渐减少,陆源有机质影响变大,并以此把中国陆相盆地油页岩分为深湖腐泥型油页岩、半深湖腐殖腐泥型油页岩和湖沼腐泥腐殖型油页岩3种成因类型。通过系统梳理中国29个陆相含油页岩盆地矿床特征,发现深湖腐泥型油页岩主要赋存于大中型坳陷盆地,往往具有分布范围广、空间展布稳定、品质和厚度中等的特点;发育在小型断陷盆地中的深湖腐泥型油页岩矿床具有分布范围小、横向差异大、品质良好和厚度巨大的特点。半深湖腐殖腐泥型油页岩在断陷盆地和坳陷盆地都有分布,具有分布范围小、空间上品质和厚度差异明显。湖沼腐泥腐殖型油页岩主要沉积于断陷盆地中,具有分布局限、品质好、厚度薄的特点。     

陆相盆地油页岩成矿规律:以东北地区中、新生代典型盆地为例

油页岩作为常规油气的重要替代或补充能源,在全球资源战略中的地位日益彰显。为了更好地揭示我国陆相油页岩的特征与分布规律,在总结多年油页岩勘查成果的基础上,分析了东北地区松辽和桦甸典型含油页岩盆地矿床特征及成矿特点,揭示了陆相坳陷与断陷盆地油页岩成矿规律。油页岩主要发育于三级层序的高水位体系域和水进体系域;古气候和沉积环境对大型坳陷盆地油页岩的形成有重要的控制作用,温暖湿润的气候条件使湖泊自身生产力大大提高,为油页岩形成提供丰富的物质基础;油页岩的平面分布受控于沉积环境的变化,主要分布于深湖—半深湖相,盐度较高使水体处于盐度分层,有利于有机质保存。构造条件对小型断陷盆地油页岩成矿起着至关重要的控制作用,通过控制可容纳空间而影响了油页岩的厚度分布及品质特征,油页岩主要富集相带为靠近控盆同生断裂一侧的半深湖—深湖环境,且靠近控盆同生断裂一侧油页岩厚度明显加厚和含油率增大;同时,干湿交替的气候控制了油页岩的层数和保存条件。对比分析表明:坳陷含油页岩盆地规模多为大型,油页岩矿单独存在、分布面积大,以中薄层中低含油率为典型特点;断陷含油页岩盆地规模多为小型,油页岩矿单独存在或与煤相伴生,以薄层高含油率或巨厚层中等含油率为典型特点。在三级层序的水进和高水位体系域中,有机质丰度和湖泊生产力较高,层状藻和结构藻较为繁盛,外源输入较低、水体盐度较大、还原性较强,且呈碱性环境,是油页岩形成的有利时期。因此,古构造、古气候和沉积环境综合控制下的丰富有机质来源和良好的湖水盐度分层是油页岩有机质富集的有利因素。     

Adsorption of pyridine by combusted oil shale

Large volumes of solid waste material will be produced during the commercial production of shale oil. An alternative to the disposal of the solid waste product is utilization. One potential use of spent oil shale is for the stabilization of hazardous organic compounds. The objective of this study was to examine the adsorption of pyridine, commonly found in oil shale process water, by spent oil shale. The adsorption of pyridine by fresh and weathered samples of combusted New Albany Shale and Green River Formation oil shale was examined. In general, pyridine adsorption can be classified as L-type and the isotherms modeled with the Langmuir and Freundlich equations. For the combusted New Albany Shale, weathering reduced the predicted pyridine adsorption maximum and increased the amount of pyridine adsorbed at low solution concentrations. For the combusted Green River Formation oil shales, weathering increased the predicted pyridine adsorption maximum. The pyridine adsorption isotherms were similar to those produced for a combusted Australian oil shale. Although adsorption can be mathematically described by empirical models, the reduction in solution concentrations of pyridine was generally less than 10 mg/l at an initial concentration of 100 mg/l. Clearly, the observed reduction in solution pyridine concentrations does not sufficiently justify using spent oil shale as a stabilizing medium. However, data in the literature suggest that other organic compounds can be effectively removed from solution by spent oil shale and that adsorption is dependent on process conditions and organic compound type.     

基于细粒岩石类型对玛湖凹陷下二叠统风城组烃源岩分类评价

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油勘探取得巨大突破,但是按照普遍认可的页岩油烃源岩评价标准,本区的烃源岩品质并不理想。为了科学评价玛湖凹陷烃源岩品质特征,本文在系统的岩心观察和有机地球化学分析的基础上,揭示烃源岩的形成环境,并按照矿物组成对烃源岩分类评价。玛湖凹陷风城组细粒岩主要沉积于正常半深湖、咸化半深湖、半咸化半深湖、含热液半深湖和滨浅湖环境中,各环境中细粒岩的有机质特征存在一定区别,其中半咸化半深湖有机质较为富集,w (TOC)均值在1%左右。进一步结合有机质类型判别图解,表明咸化半深湖和含热液半深湖有机质来源以湖泊生物为主,而其他环境中存在湖泊和陆源混合有机质来源。基于有机质生烃潜力评价和成熟度（Vre=0.74%）估算,表明目前风城组烃源岩中有机质正处于大量排烃的成熟阶段,且确定了细粒岩中的烃类为原生烃。由于不同矿物组成的烃源岩吸附能力的差异,按照陆相泥质烃源岩和碳酸盐质烃源岩开展分类评价,结果表明风城组沉积了累计厚度近250 m的的有效烃源岩,且富含以藻类体为主的有机质。     

济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组深湖相油页岩的特征及成因

古近系沙河街组沙三段下部发育的深湖相油页岩是东营凹陷最重要的优质烃源岩。该油页岩呈深灰色或棕褐色，页理发育，主要由富含有机质纹层和浅灰色钙质纹层形成的毫米级沉积层偶组成。其中有机质纹层中的有机碳含量在5％以上，富含藻类化石及鱼化石等；钙质纹层主要由方解石组成，呈灰白色。沉积环境分析表明，该油页岩形成于湿润气候条件下的半咸水-微咸水的深湖缺氧环境中，沉积速率较慢，湖盆处于欠补偿状态，水体分层结构使沉积有机质得到有效保存。藻类等水生生物勃发吸收了更多的CO2，从而诱发大量内生成因的碳酸盐沉淀，形成碳酸盐纹层，而藻类的死亡则导致湖水有机质输送通量增多，使沉积物中有机质保存量增大，促使高有机质丰度烃源岩的形成。因此，分层的水体结构和藻类的勃发是油页岩形成的重要控制因素。     

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。     

柴北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征及古湖泊条件

根据Leco（莱科）、岩石热解、GC（气相色谱）和GC-MS（气相色谱/质谱）等分析,开展了柴达木盆地北缘团鱼山地区中侏罗统石门沟组油页岩有机地球化学特征研究,探讨了油页岩的生烃潜力、有机母质来源、沉积环境及成矿差异。结果表明：石门沟组页岩段共发育3层油页岩（自下而上分别为油1、油2和油3）,油页岩w（TOC）较高,平均值为8.16%,有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ₁型,整体生烃潜力较好,且油1、油2的生烃潜力高于油3;样品中检测出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾类化合物、萜类化合物和芳香烃化合物,其中,正构烷烃呈单峰式分布,主峰碳数为nC₂₃或nC₂₇,Pr/Ph值为0.20~1.08,油1、油2的C₂₇/C₂₉值、芳基类异戊二烯烃、藿烷和藿烯质量分数明显比油3高,揭示油1、油2形成于强还原条件,有机母质来源以低等水生生物为主,油3形成于弱还原-还原条件,有机母质来源具有陆源高等植物与低等水生生物双重生源特征。结合油页岩特征的差异及古湖泊条件,说明较深的湖水并不是形成优质油页岩的必要条件,藻类、细菌等提供优质有机质的生物输入以及底层水的强还原条件更有利于优质油页岩的形成。