桂中坳陷泥盆系页岩气成藏条件浅析

对桂中坳陷泥盆系泥页岩的成藏条件进行了分析,认为区内泥页岩主要发育在中-下泥盆统,该层系泥页岩分布面积广,沉积厚度大,有机碳含量高,泥页岩层段埋藏深度适中,具备页岩气成藏的基本条件.但桂中坳陷历经多期强烈的构造改造,断裂发育,部分地区还伴随岩浆活动,导致桂中坳陷页岩气藏的保存条件较差,而断裂和岩浆活动影响相对较小的中西部地区是桂中坳陷页岩气勘探的有利方向.认为在有机质演化程度高,构造运动复杂的地质背景下,页岩气的勘探必须强调保存条件,保存条件将会是制约中国页岩气藏勘探的关键因素之一.     

广西鹿寨地区鹿寨组一段黑色页岩特征及沉积环境分析

为了弄清研究区目的层系鹿寨组一段的沉积特征与沉积环境,以沉积岩石学、石油地质学等为理论基础,以野外路线地质调查和4条实测剖面、岩石矿物组分等分析测试资料为手段,系统研究了桂中坳陷鹿寨地区下石炭统鹿寨组一段黑色泥页岩的发育特征与空间展布规律以及沉积环境。研究表明:桂中坳陷鹿寨地区下石炭统鹿寨组一段岩性以灰黑色泥页岩、硅质页岩、炭质硅质页岩等为主,是研究区页岩气勘探的主力层系,沉积环境为浅海陆棚深水陆棚相。页岩矿物组成以石英、长石为主,含量介于50%~84.6%,平均值为64.79%,其次为长石,主要包括钾长石和斜长石,总量介于0%~12.1%,平均为2.8%,黏土矿物含量介于15.9%~42.7%。由此可见,泥页岩以脆性矿物为主,有利于泥页岩在构造应力作用下,容易形成微裂缝,从而成为潜在页岩气的有利区。因此对其开展泥页岩特征与沉积环境研究具有十分重要的沉积学与油气地质学意义,为页岩气的进一步勘查提供了依据。     

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。     

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。     

桂中坳陷上古生界页岩气资源潜力分析

桂中坳陷经历了原特提斯早期裂陷成盆、晚期褶皱造山,古特提斯阶段再度裂陷成盆与新特提斯阶段造山改造3个盆地世代的构造演化过程。自早泥盆世开始的大规模海侵作用,使得本区堆积了从台沟相到斜坡相沉积的深色泥页岩、到滨海沼泽相的含煤建造,主要分布下泥盆统塘丁组、中泥盆统罗富组和下石炭统岩关组3套黑色泥页岩。研究表明,本区上古生界海相页岩有机质丰度高、类型好、处于高-过成熟演化阶段,具有页岩气形成与富集的有利地质条件,是南方页岩气探采值得关注的重点区域。目前已在该坳陷上古生界页岩中发现了较多气显示,具有与美国东部典型页岩气盆地(阿巴拉契亚、福特沃斯、密执安等盆地)相似的地质条件;经采用类比法预测初步估算,全坳陷上古生界页岩气资源量约为12.34×1012m3,表明该区具有巨大的页岩气资源潜力。     

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。     

莱阳凹陷莱阳群黑色页岩氧化还原敏感微量元素特征与有机质富集的控制因素

咸化湖盆泥岩和页岩的地球化学特征对咸化烃源岩的形成条件和沉积环境具有重要指示意义。对山东莱阳凹陷下白垩统莱阳群泥岩和页岩的氧化还原敏感微量元素(RSE,包括Mo、Cr、Zn、Cu、Ni、Co、V、As、U和Th)和总有机碳(TOC)进行分析,旨在恢复研究区氧化还原环境和探讨盐湖有机质富集的控制因素。研究结果显示,瓦屋夼组和止凤庄组泥岩的TOC含量较低,RSE没有明显富集,RSE及其比值(U/Th、Cu/Zn、V/Cr和Ni/Co)反映该沉积时期为氧化环境;水南组黑色泥页岩的TOC含量骤增,RSE显著富集,反映该沉积时期为弱还原环境;龙旺庄组和曲格庄组TOC含量迅速减小,RSE含量较低,反映该沉积时期为富氧环境。水南组黑色页岩有机质的富集与古气候、古生产力、古盐度和氧化还原条件等综合因素有关,其中古气候是导致古生产力、古盐度和氧化还原条件等因素变化的主控因素。     

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.      

晚三叠世龙门山前陆盆地须家河组泥页岩沉积环境及有机质富集模式

晚三叠世龙门山前陆盆地形成早期的沉积环境长期存在争议。本文通过对须家河组中泥页岩的元素地球化学分析,并结合古生物、矿物组成和沉积特征对须家河组的沉积环境进行分析,探讨有机质富集模式。研究表明,龙门山前陆盆地须家河组沉积时期属于温暖潮湿的热带—亚热带气候。其中,须一段为海相沉积,泥页岩主要形成于还原环境,可见少量黄铁矿,有机质富集受氧化还原条件控制。须二段—须五段的地球化学特征、古生物特征和泥页岩有机质特征上具有相似性,与须一段的海相沉积有明显差别,在与里海进行分析对比后认为,从须二段开始,须家河组逐渐转为陆相沉积。研究表明,须二段—须五段为半咸水—淡水沉积,泥页岩中黄铁矿消失,菱铁矿出现,结合V/Cr、U/Th和dU等地化指标反映,泥页岩应沉积于弱氧化的水体。须二段—须五段泥页岩TOC含量与古生产力和沉积速率相关性好,有机质富集受古生产力和沉积速率共同控制。前陆盆地持续沉降的构造背景下形成的泥页岩具有较快的沉积速率,使得有机质在弱氧化条件下也能得到较好的保存,在沉积速率大于10 cm/kyr,古生产力充足的条件下,有机质富集和保存不再受氧化还原条件控制。     

桂中坳陷早石炭世泥页岩地球化学特征及近源气成藏模式

目前针对桂中坳陷早石炭世富有机质泥页岩的生烃潜力方面研究很少,严重制约了该区以页岩气为主的非常规油气勘探.本研究对鹿寨县城西石炭系鹿寨组泥页岩系统取样分析,从有机碳含量、岩石热解、有机碳同位素组成、抽提物正构烷烃组成特征及泥岩镜质体反射率多个方面讨论了该套泥页岩的生烃潜力;结合区域构造演化史总结了与下石炭统岩关阶泥页岩密切相关的3种近源气藏赋存模式.研究结果表明:泥页岩的TOC值分布于0.25%~15.67%,其中强制海退前沉积的泥页岩富含有机质,TOC值均大于2%,TOC值与氯仿沥青"A"、生烃潜量及总烃呈弱正相关关系.泥页岩的有机质类型主体为Ⅱ型;泥页岩的R_o值分布于1.72%~2.78%,处于过成熟阶段.泥页岩上下岩性组合特征及桂中坳陷现今所处的构造位置表明,坳陷中部对冲构造区为有利的近源气藏形成区,背冲构造区为较差区;坳陷边缘逆冲推覆构造区为存在岩性圈闭的近源气藏形成区.      

Geochemical characteristics and sedimentary environment of the Middle Devonian organic-rich shales in the Northwest of Guizhong Depression,Southwest China

In order to figure out the redox conditions and paleo-sedimentary environment of the Middle Devonian shales in the northwest of Guizhong Depression, the trace element analysis was conducted on the Middle Devonian cores (320.35–938.50 m) of the typical shale gas investigation well (GY-1) at a 1.50 m sampling interval through X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). According to the test result, the average values of V/(V+Ni), V/Cr and Ni/Co in Nabiao formation (Fm.) are larger than 0.67, 4.65 and 7.71 respectively, and Nabiao Fm. is rich in biological assemblages such as tabasheer, ammonite, etc. These evidences indicate the rising sea level rose relatively in the sedimentation period of Nabiao Fm. and a deepwater shelf environment, which was favorable for the preservation of organic matters. The V/(V+Ni), V/Cr and Ni/Co in Luofu Fm. and Tangting Fm. are 0.38–0.65, 0.73–4.10 and 3.70–6.72 respectively, indicating that the sea level dropped relatively in their sedimentation period, during which the water bodies became shallow, and the sedimentary environment was a weak oxidizing shallow water shelf environment. In addition, the variation of TOC has a high correlation with the enrichment degree of Ba element, indicating the favorable conditions for the enrichment and preservation of organic matters under an oxygen-deficient environment. Moreover, according to the identification of trace element indexes, the northwest of Guizhong Depression experienced the sedimentary cycle of relative rise to relative fall of sea level from bottom to top in the Middle Devonian sedimentation period. The relative sea level rose to the highest in the sedimentation period of Nabiao Fm., in which the organic-rich shales with stable thickness and high organic content were deposited. Hence, the Nabiao Fm. could be regarded as the favorable exploration target interval in this area.     

Geochemistry,Paleoenvironment and Mechanism of Organic-Matter Enrichment in the Lower Silurian Longmaxi Formation Shale in the Sichuan Basin,China

To investigate the mechanism of the organic-matter enrichment in the Lower Longmaxi Formation shale, the geochemistry and total organic carbon(TOC) of the Longmaxi Formation black shales in the Jiaoshiba, Zhaotong, and Weiyuan areas of the Sichuan Basin were analyzed. Paleoproductivity proxy parameters(Babio, Siex, and Ni/Al), clastic influx proxies(TiO_2 and Ti/Al), redox indices(V/Cr, Ni/Co, V/(V+Ni), and U/Th), and hydrothermal indicators(Fe, Mn,and Y concentrations; Fe/Ti ratio and a Ni-Zn-Co diagram) were employed to decipher the paleoenvironment of the Lower Longmaxi Formation shales. TiO_2 and Ti/Al indicated low terrigenous detrital influx in all three areas. However, Babio, Siex,and Ni/Al indicated high productivity in the Jiaoshiba area. V/Cr, Ni/Co, and U/Th indicated higher oxygen content with larger fluctuations in the Zhaotong and Weiyuan areas. Fe, Mn, and Y concentrations and the Fe/Ti ratio implied greater active hydrothermal activity in the Weiyuan area. These heterogeneities were considered to be closely related to the paleoenvironment and paleogeography, and the large basement faults that developed during the Chuanzhong paleo-uplift could have provided vents for deep-hydrothermal-fluid upwelling. The redox indices(V/Cr, Ni/Co, and U/Th) and a paleoproductivity proxy(Ni/Al) displayed a significant correlation with the TOC, suggesting that both excellent preservation conditions and high paleoproductivity were the controlling factors for the enrichment of organic matter in the Longmaxi Formation shale. There was no obvious correlation between the clastic influx proxy(Ti/Al) and the TOC due to the extremely low supply of terrigenous debris. The hydrothermal indicator(Fe/Ti) was negatively correlated with the TOC in the Weiyuan area, indicating that hydrothermal activity may have played a negative role in the accumulation of organic matter. This study suggests that the enrichment of organic matter in the Longmaxi Formation marine shale varied according to the paleogeography and sedimentary environment.     

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。      

鄂西建始-长阳地区上二叠统大隆组储层特征及沉积环境

前人对鄂西地区大隆组页岩气资源潜力调查评价较少。本文通过研究区地层剖面测量及钻探等方法,对大隆组储层特征及沉积环境进行了分析。结果表明,大隆组纵向上可分为三段,横向上有由西向东厚度减薄的趋势。大隆组有机质类型主要为腐泥型,热演化处于过成熟阶段,TOC值含量较高且非均质性分布特征明显。大隆组矿物成分以长英质矿物为主,属于低孔-特低孔特低渗储层。微量元素分析显示大隆组下段处于厌氧环境,上段处于富氧环境。TOC变化曲线与V/(V+Ni)和Ni/Co所指示的氧化还原条件具明显相关性,厌氧环境TOC含量高。综合研究表明,西部建始一带为页岩气成藏有利区,大隆组下段为有利的勘探层位。     

羌塘盆地孔孔茶卡地区石炭系擦蒙组烃源岩沉积环境分析

对羌塘盆地孔孔茶卡地区石炭系擦蒙组(C₂c)烃源岩形成的沉积环境进行探讨和研究。擦蒙组的岩石学、沉积相、元素地球化学的综合分析结果表明：该套烃源岩地层发育的沉积相为三角洲相;水解性元素和Fe族元素含量较高,表明其水体环境为滨岸-浅海,且古水深较浅;古气候指数C(C= ∑(Fe+Mn+Cr+Ni+V+Co)/∑(Ca+Mg+Sr+Ba+K+Na))的计算结果均大于0.8,指示出湿润的气候环境;Sr/Ba比值全部小于1,介于0.13~0.23之间,表明为盐度较低的陆相淡水沉积水体;根据V/Cr与V/Sc、V/(V＋Ni)、Th/U、Ni/Co和Fe²⁺/Fe³⁺比值的变化,综合判断为富氧水体环境。上述这些条件均有利于繁殖大量的陆地生物和水生生物,这些有机物质通过水体的搬运沉积、富集形成了研究区石炭系一套较好的烃源岩。     

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。     

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。     

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...