鄂尔多斯盆地西南地区延长组长7段细粒沉积物特征研究

鄂尔多斯盆地西南地区广泛发育细粒沉积物。在大量钻井、测井资料的基础上,通过岩芯分析、地球化学测试等方法,从湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件、生产力变化及地化特征等方面研究细粒沉积物特征与分布规律,进而分析细粒沉积物主控因素。结果表明:鄂尔多斯盆地西南地区延长组长7沉积期,气候温暖潮湿,半深湖—深湖大面积分布,富有机质细粒沉积物发育。该期形成的富有机质页岩主要受湖盆底形、砂体沉积模式的影响。尤其在长73沉积期,快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,古生产力高,湖泊表层水体与底层水体存在盐度分层,形成大面积缺氧环境,有利于富有机质页岩大规模发育与保存,在深湖区平缓地带,陆源碎屑供给不足,有机碳含量高,有机质类型好,以Ⅰ、Ⅱ型为主,斜坡带半深湖区,陆源碎屑影响明显,粉砂质泥岩发育,干酪根以Ⅱ型为主,局部地区发育Ⅲ型干酪根。     

松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

对松辽盆地北部青山口组118块页岩样品进行有机碳和元素地球化学测试,运用一系列判别古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件的地化指标,恢复青山口组黑色页岩的沉积环境,探讨富有机质页岩成因机制。青山口组沉积期为温暖半湿润亚热带气候,古气温>15℃,水体为陆相微咸水—半咸水环境,盐度5‰~10‰。青山口组底部发育厚度约30 m的富有机质页岩,TOC最高达到9.39%,自下而上有机碳含量逐渐变低。富有机质页岩Cu、Ni、Mo和Zn含量高,发育大量胶磷矿、藻席,表明青山口组早期湖盆生产力达到峰值,为有机质富集提供物质基础。U元素含量以及V/(V+Ni)、V/Sc比值较高,表明青山口组早期水体为强还原环境,为富有机质页岩保存提供有利条件。中-晚期随着湖盆收缩、水体变浅,还原环境遭到破坏,有机碳含量降低。TOC与古生产力及氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于湖盆生产力和氧化还原环境。古海侵事件带来丰富营养物质,极大提高了湖盆生产力,保证有机质大量供应;同时海侵造成盐度分层,使底部水体的强还原环境不受破坏,促进了有机质的保存。松辽盆地青山口组在白垩纪全球缺氧事件影响下形成了面积约5×10^-3km;的黑色页岩,是页岩油勘探的重要目标。     

陇东地区延长组细粒沉积物特征

在大量钻井、测井资料的基础上,采用岩心分析、地球化学测试等方法,从湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件、生产力变化及地球化学特征等方面,对鄂尔多斯盆地陇东地区细粒沉积物特征、分面规律及其主控因素进行了研究,取得的主要认识有:鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段沉积期,气候温暖潮湿,半深湖-深湖大面积分布,富有机质细粒沉积物发育,该期形成的富有机质页岩主要受湖盆底形、砂体沉积模式的影响。尤其长73亚段沉积期为细粒沉积物主要发育期,快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,湖泊表层水体与底层水体存在盐度分层,形成大面积缺氧环境,有利于大规模发育富有机质页岩。深湖区平缓地带,陆源碎屑供给不足,有机碳含量高,有机质类型好(以Ⅰ、Ⅱ型为主),半深湖区斜坡带发育物源来自于陆地的粉砂质泥岩,干酪根以Ⅱ型为主,同时发育Ⅲ型干酪根。     

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。     

鄂尔多斯盆地延长探区山西组泥页岩沉积地球化学特征及有机质保存条件分析

通过主量元素和微量元素分析,应用沉积地球化学方法对采自于鄂尔多斯盆地中部两口页岩气探井的泥页岩沉积地球化学特征和有机质保存条件进行了研究。结果表明:1化学蚀变指数(CIA)和Sr/Cu比值反映本区山西期为温湿气候,Rb/Zr比值反映本区山西组泥页岩沉积水体较浅;2w(Th)-w(Zr)、w(Th)-Y/Ho相关性图解以及Y/Ho比值更接近于陆源碎屑物质,表明本区山西组泥页岩沉积时主要来源为陆源碎屑物质;3V/Cr比值、V/(V+Ni)比值、δU和Th/U比值表明山西组泥页岩形成于以弱还原环境为主的弱氧化-弱还原环境;4Sr/Ba和TOC/S比值反映本区山西组沉积水体以淡水为主,并兼有少量混合水;5地球化学综合分析表明,山西组泥页岩沉积水体富氧,缺少有机质保存的还原条件,有机质被氧化分解,不利于后期生烃。     

陆相断陷咸化湖盆有机质差异富集因素探讨

我国中、新生代陆相断陷咸化湖盆广泛发育含盐泥页岩,蕴藏着大量页岩油资源。页岩油“甜点”发育与有机质富集密切相关,但含盐泥页岩有机质差异富集主控因素研究相对较少,且存在争议。以渤海湾盆地东濮凹陷为例,针对古近系沙三段泥页岩取芯,开展总有机碳（TOC）、扫描电镜、能谱分析以及主量、微量和稀土元素分析,探讨泥页岩的有机质丰度与古气候、古盐度、沉积速率、古生产力和氧化还原条件的关系。结果表明:沙三段泥页岩的有机质富集主要受控于古生产力、古盐度和沉积速率。古生产力越大,有机质富集程度越高;随古盐度和沉积速率升高,有机质富集程度先增大后减小。氧化还原条件对有机质富集的影响不大,这与泥页岩整体发育于缺氧的还原条件有关。只有在高的古生产力、适当的古盐度和适当的沉积速率背景下,方才利于沉积有机质富集。泥页岩的有机质差异富集是非常规油气沉积学研究的重要内容之一,揭示有机质差异富集主控因素,对我国陆相页岩油勘探开发具有重要意义。     

松辽盆地嫩江组油页岩发育控制因素

松辽盆地嫩江组一段和二段发育的油页岩是极其优质烃源岩,生物标志化合物参数指示油页岩母质生源主要来自于水生生物其繁盛受温湿气候和湖泊富营养化控制.岩石学、元素地球化学、生物标志化合物等参数表明,高盐和缺氧条件下的稳定水体分层是嫩一段油页岩沉积时期有机质保存的主控因素,而嫩二段油页岩沉积时期水体盐度分层明显减弱,此时藻类个体增大和孤立藻数量增多条件下的高生物生产力有利于有机质富集.为揭示嫩江组不同沉积环境下油页岩发育的控制因素,建立了嫩一段油页岩沉积时期保存条件控制和嫩二段油页岩沉积时期生物生产力控制的两种有机质富集模式,这对含氧淡水大型陆相湖泊的有机质富集成因探讨具有重要借鉴意义.     

松辽盆地嫩江组油页岩发育控制因素

松辽盆地嫩江组一段和二段发育的油页岩是极其优质烃源岩, 生物标志化合物参数指示油页岩母质生源主要来自于水生生物其繁盛受温湿气候和湖泊富营养化控制.岩石学、元素地球化学、生物标志化合物等参数表明, 高盐和缺氧条件下的稳定水体分层是嫩一段油页岩沉积时期有机质保存的主控因素, 而嫩二段油页岩沉积时期水体盐度分层明显减弱, 此时藻类个体增大和孤立藻数量增多条件下的高生物生产力有利于有机质富集.为揭示嫩江组不同沉积环境下油页岩发育的控制因素, 建立了嫩一段油页岩沉积时期保存条件控制和嫩二段油页岩沉积时期生物生产力控制的两种有机质富集模式, 这对含氧淡水大型陆相湖泊的有机质富集成因探讨具有重要借鉴意义.      

泌阳凹陷古近系核三段页岩层有机质富集规律

泌阳凹陷古近系核三段泥页岩是主要烃源岩,可划分出5套富有机质泥页岩层,页岩层系中有机质在层序地层格架内呈规律性分布。利用常量、微量元素和生物标志化合物等参数分析了5号和3号页岩层内有机质富集及其与沉积环境(气候、盐度、生产力、氧化还原条件)的相关性,并探讨了层序地层格架内有机质富集的主控因素(生产力和保存条件)。研究表明:15号页岩层有机质主要富集于湖扩体系域中下部,3号页岩层有机质主要富集于最大湖泛面附近;2浊流活动对沉积层中有机质含量起稀释作用,导致深凹周缘区有机碳质量分数变化较大且频繁,但深凹中心区变化相对较小;35号和3号页岩层有机碳质量分数变化与氧化还原指标(V/Cr,Pr/Ph)均呈线性相关,其中3号页岩层有机碳质量分数变化还与古生产力指标(Cu、Ni)呈较好的相关性,表明干旱炎热气候下咸化水体的盐度分层有利于形成良好的保存条件,是5号页岩层有机质富集的关键,而温暖潮湿气候下藻类勃发对应的高生产力水平,以及湖盆深处缺氧底水环境决定了3号页岩层有机质的富集。     

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

有机质供给和保存在烃源岩形成中的控制作用

烃源岩形成研究一直集中于海相盆地的“生产力模式”和“保存模式”之争, 湖相盆地研究较少.利用二连盆地烃源岩有机碳、碳酸盐碳同位素、热解参数、还原硫等地球化学分析数据, 表征了湖盆古生产力和陆源有机质输入, 研究了有机质供给和保存在烃源岩形成中的控制作用, 发现不同的湖盆中有机质供给和保存对烃源岩形成的控制作用明显不同.有机质供给量大的湖盆原始有机质含量高, 烃源岩形成主要受有机质供给控制, 受有机质保存条件影响小, 即使在含氧的水底也会有部分有机质来不及氧化而富集形成烃源岩; 有机质供给量小的湖盆原始有机质含量低, 氧化环境中大部分有机质被降解难以形成烃源岩, 只有还原环境下有机质才能得到较好的保存, 有机质保存是控制烃源岩形成的主要因素.      

鄂尔多斯盆地长7段细粒沉积岩特征与古环境——以铜川地区瑶页1井为例

三叠系延长组长7段是鄂尔多斯盆地中生界重要的烃源岩层系。为探究长7段细粒沉积岩发育特征、沉积环境及有机质富集控制因素,以盆地南缘瑶页1井为例,运用X射线衍射、偏光显微镜、扫描电镜、XRF成像等方法,对长7段细粒沉积岩沉积特征及其纵向演化规律开展系统分析。研究表明,长7段主要发育三种细粒沉积岩类型:块状泥岩、水平纹层状页岩和透镜纹层状页岩。其中块状泥岩主要位于长7段的上部和下部,发育块状构造,石英长石含量较高,黄铁矿多以八面体自形晶产出,判断块状泥岩是高能环境中的产物,水体富氧,不利于有机质的生成和保存,有机质丰度较低。透镜纹层状页岩主要发育于长7段的中部,黄铁矿异常丰富,含有大量火山灰组分;草莓状黄铁矿粒度分布指示水体缺氧但具有一定波动;在较好保存环境和火山营养物质注入的双重作用下,透镜纹层状页岩的平均有机质丰度最高。水平纹层状页岩则多位于长7段中上部,以"有机质+黏土"或"有机质+黏土+火山灰"的结构产出,黄铁矿粒度分析指示沉积环境安静,水体缺氧,有利于有机质保存,有机质丰度介于块状泥岩和透镜纹层状页岩之间。瑶页1井长7段有机质丰度与黄铁矿含量的高相关性指示铜川地区长7期水体可能具有较高的硫酸盐浓度,硫酸盐的来源可能与湖底热液、海侵、火山喷发等事件相关。     

济阳坳陷细粒混积岩类型与湖盆演化的耦合关系

综合钻井、岩心、薄片和地球化学等资料,详细研究了济阳坳陷沾化凹陷沙三段下亚段细粒混积岩的混积类型、不同类型细粒混积岩的成因、垂向分布以及古湖泊水文演化规律.结果表明,沾化凹陷沙三段下亚段细粒混积岩包括层状-纹层状组构混积型和块状矿物组分混积型等2种混积类型;自下而上主要由层状-纹层状组构混积型夹块状矿物组分混积型发育段,过渡为块状矿物组分混积型夹层状-纹层状组构混积型发育段;表明了由潮湿且受季节性气候影响明显的深水湖泊,演化为水体较浅、盐度均一且受季节性气候影响不明显的湖泊环境,并建立了高水位早期-高水位中-晚期-低水位期的湖泊演化模式.在湖泊高水位早期阶段的早-中期和高水位中-晚期,有机质富集的主控因素主要是氧化还原条件和古生产力;在湖泊高水位早期阶段的晚期,古生产力是有机质富集的主控因素;在湖泊低水位时期,有机质富集的主控因素是氧化还原条件.总体上,适量的陆源供给（粘土矿物和石英含量均小于22%）会促进有机质富集,而过量的陆源碎屑输入以及碳酸盐的快速沉淀都会导致有机质被稀释.      

珠江口盆地陆丰凹陷文昌组沉积地球化学特征及古环境意义

陆源营养物质输入是湖泊成油母质(细菌和藻类、浮游植物等)生长的主要外部营养源.古气候条件影响了陆源输入,湖盆水体沉积环境控制了有机质保存,因此沉积期古气候古水体条件对湖相烃源岩有机质丰度预测至关重要.针对珠江口盆地陆丰凹陷文昌组烃源岩进行环境地球化学研究,运用CIA、V/Cr、Mn/Al、Sr/Cu、Ti/Al等多种元...     

海相烃源岩有机质丰度的影响因素

影响海相烃源岩有机质丰度的因素主要为有机质来源、生物生产率以及沉积环境,其次是矿物岩石作用和沉积速率,其他因素还包括微量元素、物理化学作用、保存条件和演化程度等。以甲藻、颗石藻等浮游藻类为有机质来源的海相烃源岩有机质丰度往往很高,TOC一般大于1%。在高生物生产率海洋区域,海相有机质具有很高的富集程度。海相烃源岩大多形成于弱碱性水、咸水以及弱水动力的还原环境。     

Organic Matter Accumulation in the Upper Permian Dalong Formation from the Lower Yangtze Region, South China

The Late Permian was marked by a series of important geological events and widespread organic-rich black shale depositions, acting as important unconventional hydrocarbon source rocks. However, the mechanism of organic matter (OM) enrichment throughout this period is still controversial. Based on geochemical data, the marine redox conditions, paleogeographic and hydrographic environment, primary productivity, volcanism, and terrigenous input during the Late Permian in the Lower Yangtze region have been studied from the Putaoling section, Chaohu, to provide new insights into OM accumulation. Five Phases are distinguished based on the TOC and environmental variations. In Phase I, anoxic conditions driven by water restriction enhanced OM preservation. In Phase II, euxinic and cycling hydrological environments were the two most substantial controlling factors for the massive OM deposition. During Phase III, intensified terrestrial input potentially diluted the OM in sediment and the presence of oxygen in bottom water weakened the preservation condition. Phase IV was characterized by a relatively higher abundance of mercury (Hg) and TOC (peak at 16.98 wt%), indicating that enhanced volcanism potentially stimulated higher productivity and a euxinic environment. In Phase V, extremely lean OM was preserved as a result of terrestrial dilutions and decreasing primary productivity. Phases I, II and IV are characterized as the most prominent OM-rich zones due to the effective interactions of the controlling factors, namely paleogeographic, hydrographic environment, volcanism, and redox conditions.     

上扬子西南缘下志留统细粒沉积岩有机质富集机理研究——以盐津牛寨剖面为例

利用化学元素行为特征的差异性,以总有机碳（TOC）、主量元素和微量元素的含量或比值判别四川盆地西南缘盐津牛寨剖面下志留统龙马溪组细粒沉积岩形成时的初级生产力、氧化还原条件、陆源供应的输入和盆地水体滞留程度等环境特征,并对比川南沉降中心（长宁剖面）和南川非沉降中心（南川剖面）龙马溪组的古环境参数,综合探讨了早志留世上扬子海滞留海盆细粒沉积岩有机质富集的差异性。结果表明,盐津牛寨地区下志留统细粒沉积岩以黑色—灰黑色碳质页岩、页岩和泥岩为主,富有机质主要集中在龙马溪组下段,TOC平均含量为2.73%;Ba_bio显示盆地西南缘龙马溪组早期具有较高的生产力;Ni/Co、V/（V+Ni）,U/Th和V/Cr揭示龙马溪组从底部缺氧环境逐步过渡到顶部的氧化环境;TiO₂、Al₂O₃、Zr表明龙马溪组下段陆源碎屑供应量明显增加;Mo/TOC值和U-Mo协变模式图均说明四川盆地西南缘在早志留世水体呈中等滞留环境。与长宁剖面和南川剖面对比分析,发现盆地西南缘TOC与氧化还原条件呈现显著的正向相关关系;与盆地水体的滞留程度呈现微弱的正向相关关系;与陆源碎屑物质的注入和初级生产力无明显相关性,表明缺氧还原的沉积环境是影响该地区龙马溪组黑色页岩有机质富集的主要因素。     

地球系统科学与成矿学研究

以济阳坳陷为例 ,总结了“富集有机质”烃源岩的沉积和地化特征 ,分析了其资源潜力。“七五”期间在牛 38井钻探过程中发现了沙三下亚段 (E2 -3 s下3 )“富集有机质”烃源岩 ,其后又相继发现了沙四上亚段和沙一下亚段 (E2 -3 s上4和E2 -3 s下1 )两套“富集有机质”烃源岩。这 3套“富集有机质”烃源岩均对应着盆地深断陷期三级层序的湖侵体系域 ,岩性以深湖相页岩、油页岩和纹层泥岩为主 ,具有较强的沉积韵律性 ,表明沉积环境具有闭流性质 ,利于有机质的形成和保存。这些烃源岩均具有有机质丰度高、生烃潜力大和非均质性强的特点。资源评价历史和油源对比研究表明 ,区内的大型油气田主要与“富集有机质”烃源岩有关     

四川广元上寺剖面上二叠统大隆组有机质分布特征与富集因素

四川盆地上二叠统大隆组富有机质硅质泥岩是页岩气勘探的一套重要目的层系.利用扫描电子显微镜和元素地球化学等方法探究大隆组有机质类型、分布特征及富集因素,对该地区非常规油气勘探具有指导意义.根据扫描电镜图片,上寺剖面大隆组有机质按形态可分为形态有机质、弥散有机质和沥青.三者成因不同,形态有机质是选择性保存的结果,以离散状分布在所有岩性样品中;弥散有机质是大隆组有机碳总量(total organic carbon,TOC)的主体,主要分布在硅质泥岩样品中,硅质灰岩样品中极少,体现了粘土矿物的吸附作用;沥青是可溶有机质运移进入孔、缝系统,经高热演化后形成的块状有机质,主要分布于硅质灰岩和灰岩样品中.该剖面地球化学数据显示缺氧沉积环境有利于有机质保存,但海洋表层生产力才是控制TOC含量变化的主要因素.研究表明,晚二叠世海平面上升导致上寺剖面大隆组表层生产力增加及底层海水缺氧,该组富有机质黑色硅质泥岩段高TOC是沉积环境与矿物吸附共同作用的结果,同时也反映了原生有机质保存情况.更好的理解泥质烃源岩中有机质赋存类型有助于烃源岩评价及非常规油气勘探开发工作.