扬子区西南缘奥陶纪末—志留纪初笔石生物地层对比及意义

利用扬子西南缘天全、汉源、甘洛、布拖、金阳、永善、绥江、大关地区五峰组—龙马溪组重点剖面露头点和钻井岩心资料,通过笔石生物地层划分,建立了五峰组—龙马溪组黑色页岩的等时地层格架。通过对比纵横向黑色页岩的TOC含量、沉积厚度、优质页岩厚度等数据变化,探讨笔石带的分布与沉积环境、优质页岩的关系。结果表明,各剖面和钻井中WF2—LM4笔石带优质页岩普遍发育。其中布拖、金阳靠近康滇古陆边缘的地区,LM5笔石带、LM6笔石带岩石地层明显增厚;永善—绥江云永地2井、新地2井、绥江B井等地区,笔石带分布和沉积环境相似,优质页岩沉积上界由LM4笔石带逐步上延至LM6笔石带。五峰组—龙马溪组优质页岩在靠近康滇古陆一侧沉积时限为WF2—LM4及以下笔石带,远离古陆一侧沉积时限呈逐渐变长的趋势。天全大井坪、汉源轿顶山一带WF2—LM5笔石带优质页岩发育,轿顶山地区岩石地层厚度明显减薄,天全大井坪地区明显增厚,受特殊环境影响可能仍具有良好的勘探潜力。研究成果对扬子西南缘页岩气沉积有利区优选提供了依据。     

黔东北志留系远岸印江型香树园组的岩相和生物相

上扬子区黔中古陆以北的陆表海底地貌、深度和浑浊度变化控制志留纪岩相和生物相的差异性。香树园组为黔东北志留纪兰多维列世鲁丹期—埃隆中期碳酸盐岩台地相地层单元,在近岸"白沙型"香树园组浅水灰岩地层中含有丰富的后生动物礁滩序列;同期远滨带是以印江合水小安土剖面为代表的"印江型"香树园组灰岩,其沉积环境处于最大的浪基面之下,岩性组份中粉砂质和泥质含量较高,粒度偏细,后生动物大化石含量很低,松软底质上存在潜穴生物栖居,但不是类似龙马溪组笔石页岩的缺氧带。印江型沉积区水深偏大和水温偏低的环境指标抑制了近岸"白沙型"后生动物礁滩分布向广海区的空间延伸。在黔东北地区,"印江型"香树园组正好位于"白沙型"礁滩相香树园组与缺氧底质的龙马溪组黑色笔石页岩之间的过渡带。     

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.      

贵州正安奥陶-志留纪之交五峰——龙马溪组黑色页岩的划分与对比北大核心CSCD

近年来我国南方下古生界海相页岩气勘探开发取得重要进展,国土资源部已在黔北地区建立了页岩气综合勘查试验区。根据贵州正安安场向斜安页1井井下奥陶系-志留系之交的五峰组—龙马溪组的笔石划分了笔石带,同时对焦页1井等有良好页岩气产量的井进行了井下地层对比,确定了正安可能成为页岩气储层的五峰组和龙马溪组下部WF2~LM5笔石带序列。同时还对安场向斜的堡上村剖面进行了观察,结果显示,该剖面龙马溪组黑色页岩顶部LM5带的笔石,可作为安页1井黑色页岩层段顶界的参照。     

鄂西恩施龙马溪组下部灰岩层的发现及其地质意义

鄂西恩施地区龙马溪组下部发现一套厚30~50cm的生物屑灰岩,时限上相当于赫南特期,灰岩层下部为深水沉积的富含笔石化石的生物屑硅质岩,其上为薄层状富含笔石化石的含炭质生物屑泥质粉砂岩夹炭质页岩。灰岩顶底界面均为岩相突变面,代表海平面的突然变浅与加深。在详细的野外工作基础上,结合微量和稀土元素研究,证明灰岩沉积时期为浅水沉积的产物,并与华南其他区域赫南特期沉积进行对比分析,探讨研究区的沉积古地理变迁特征。     

牛场组--上扬子区南部志留系兰多维列统的一个新地层单位

志留纪初的扬子海底域大都被缺氧水占据 ,黑色笔石页岩 (称龙马溪组 )广泛发育 ,底栖生物难以存活 ;但表层水域仍然充氧 ,是笔石等生物的生活场所。在上扬子海南缘的近岸、浅水区 (贵州北部 )繁衍了腕足动物及三叶虫等壳相生物 ,笔石稀少或缺失。相关地层长期被笼统地归于龙马溪组而没有其他名称。现以贵州湄潭牛场高滩剖面为依据 ,将该地原归“龙马溪组”的地层新建为牛场组 ,按全国地层委员会的最新要求 ,描述命名剖面 (地理位置、岩性特征、生物组合、顶、底界线、厚度、横向延展、与上覆、下伏地层的接触关系等 ) ,讨论它与相关地层的区别与对比等。牛场组底部因发现笔石而确定了地层位置 ;其顶界因尚未发现可资肯定时代的化石 ,只是根据区域对比推测其时代归属。研究结果表明 ,牛场组代表兰多维列 (L landovery)世早—中期、黔中古陆以北近岸、充氧、浅水的非笔石相地层 ,在黔北遵义、湄潭、思南一带发育 ,这一适宜于底栖生物生存的正常浅海环境为大灭绝后壳相生物的复苏与辐射提供了基本条件。与牛场组相当的地层包括标准龙马溪组下部的一部分和标准香树园组的下部 ,前者以黑色笔石页岩为特征 ,后者以瘤状泥灰岩、泥质灰岩为主。     

贵州正安奥陶-志留纪之交五峰——龙马溪组黑色页岩的划分与对比

近年来我国南方下古生界海相页岩气勘探开发取得重要进展,国土资源部已在黔北地区建立了页岩气综合勘查试验区。根据贵州正安安场向斜安页1井井下奥陶系-志留系之交的五峰组—龙马溪组的笔石划分了笔石带,同时对焦页1井等有良好页岩气产量的井进行了井下地层对比,确定了正安可能成为页岩气储层的五峰组和龙马溪组下部WF2~LM5笔石带序列。同时还对安场向斜的堡上村剖面进行了观察,结果显示,该剖面龙马溪组黑色页岩顶部LM5带的笔石,可作为安页1井黑色页岩层段顶界的参照。     

鄂西恩施奥陶系-志留系界线附近沉积地球化学与沉积环境

鄂西恩施地区龙马溪组下部发现一套厚度在30~50cm之间的生物屑灰岩,时限上相当于赫南特期,灰岩层下部为深水沉积的富含笔石化石的生物屑硅质岩,其上为薄层状富含笔石化石的含炭质生物屑泥质粉砂岩夹炭质页岩。灰岩顶底界面均为岩相突变面,代表海平面的突然变浅与加深。在详细的野外工作基础上,结合微量元素和稀土元素研究,证明灰岩为浅水沉积的产物,将其与华南其他区域赫南特期进行了对比分析,探讨了研究区的沉积古地理变迁特征。     

五峰期上扬子淡化海成因之探讨

<正> 关于早古生代黑色笔石页岩的形成环境,历来存在着争论,主要是远洋成因说两种观点。但就上扬子区五峰组与龙马溪组黑色笔石页岩而论,越来越多的事实表明,它们系一套半封闭的陆表浅水滞流海盆缺氧环境下的沉积产物。陈旭和戎嘉余提出了五峰期上扬     

鄂西黄陵隆起东缘鄂宜页2井五峰组—龙马溪组页岩气储层特征与含气性

鄂西地区五峰组-龙马溪组已成为中国南方页岩气勘探的热点领域。为深化该区页岩储层及含气性特征认识,本文以鄂宜页2井钻井及测试分析资料为基础,以笔石带为标尺,对五峰组-龙马溪组下部黑色富有机质页岩的岩石学特征、有机地化特征、储集空间类型及结构特征进行深入研究,分析总结了页岩储层含气性特征及影响因素,并对页岩储层开展了综合评价。结果表明：鄂宜页2井五峰组-龙马溪组下部黑色岩系缺失LM5-LM6笔石带,富有机质页岩上延至LM7笔石带,总厚度约16 m;岩性以硅质页岩夹少量硅质岩、混合质页岩和黏土质页岩为主,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ1型,Ro为1.88%~2.03%,显示黑色页岩已过大量生气阶段;页岩储集空间主要为小于100 nm的有机质纳米孔、直径大于5 μm的微米孔和构造微裂缝,其中纳米孔占比超过50%,孔隙容积、比表面积与有机碳含量存在显著正相关性;现场解析总含气量为0.068~3.33 m³/t,平均1.13 m³/t,高含气量段集中于凯迪阶WF2-WF3与鲁丹阶LM2-LM4,含气量与TOC、脆性矿物含量之间具有明显的正相关性;根据TOC、含气性、脆性矿物含量以及页岩沉积环境等参数进行综合评价,Ⅰ类储层主要对应于凯迪阶WF2-WF3笔石带以及鲁丹阶LM2-LM4笔石带以深水环境下形成的硅质页岩和硅质岩层段,总厚度约9 m,是该区五峰-龙马溪组水平钻井的最佳甜点段。     

四川盆地威远页岩气田五峰组和龙马溪组黑色页岩生物地层特征与意义

我国南方海相页岩气资源潜力巨大,勘探开发活动活跃,目前已经在四川盆地南部威远、长宁等区取得重大进展。但对于页岩气储层精细划分还缺乏有效的手段,对页岩气水平井开发箱体的确定还有争议。通过对威远页岩气田威202井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组笔石和三叶虫等重要生物化石的鉴定,结合区域地层特征将其划分到笔石带,并确定五峰组和龙马溪组下部的笔石带为最优储层,提出威202井区在奥陶纪末期五峰组、观音桥层及志留纪初期龙马溪组剖面和湖北宜昌王家湾剖面可以对比,具有重要的地层对比意义。     

中上扬子地区晚奥陶世－早志留世岩相古地理演化与黑色页岩的关系

晚奥陶世-早志留世时的中上扬子地区,是一个周边被前陆隆起围限的浅海陆棚,沉积环境受武陵-雪峰及黔中前陆隆起带的控制.前隆间的隆后盆地为滞留、还原环境的海域,为黑色页岩沉积提供了空间.上奥陶统凯迪阶五峰组黑色页岩厚度薄而稳定,含笔石生物层和丰富的放射虫,沉积环境为浅海深水盆地;下志留统鲁丹阶龙马溪组下部的黑色页岩为五峰组的继承性沉积,其上部及埃隆阶的龙马溪组为向上变浅的沉积序列,由潮下带潮汐沙坝-潮坪环境黑色含粉砂质页岩、灰色粉砂岩薄互层所构成.沉积序列的变化和时空演化受边缘古隆起的制约.晚奥陶世前陆隆起范围小(平缓),至早志留世鲁丹期,前陆隆起不断扩大并导致盆内构造分隔,发育了大致与前隆平行的坳陷,造成龙马溪组黑色页岩厚度变化大;至埃隆期晚期,海平面相对下降,水体变浅.除个别地区外,中上扬子地区基本结束了黑色页岩沉积.     

五峰组及龙马溪组黑色页岩在扬子覆盖区内的划分与圈定

近年来的研究和生产实践表明,扬子区的上奥陶统五峰组和志留系龙马溪组是我国页岩气勘探的主要目标层位,精确划分对比这套黑色页岩并揭示其地理分布特点,对页岩气有利层位的选定和有利区块的圈定具有重要意义。根据扬子区五峰组和龙马溪组露头剖面和井下岩芯的笔石生物地层最新研究成果,提出五峰组的WF2(Dicellograptus complexus笔石带)-WF3(Paraorthograptus pacificus笔石带)和龙马溪组的LM2-3(Akidograptus ascensus笔石带-Parakidograptus acuminatus笔石带)到LM6(Demirastrites triangulatus笔石带)下部是页岩气勘探的有利层位。同时,根据这套黑色页岩的地理展布特点,对扬子覆盖区内五峰组和龙马溪组黑色页岩划分出6个页岩气有利区块:重庆—川滇区块,马边—西昌区块,大巴山南缘,秭归盆地和远安盆地,江汉盆地和下扬子区块。     

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色岩系笔石赋存特征与堆积模式

在总结前人研究的基础上,综合岩石矿物、地球化学等分析测试资料对宜昌地区五峰组-龙马溪组黑色页岩层系中笔石的赋存状态及其沉积环境进行了深入研究。结果显示:五峰组-龙马溪组黑色页岩中笔石的赋存状态存在显著差异,笔石的丰度由下至上呈现由高到低的变化趋势,硅质炭质页岩中的笔石丰度最高,以杂乱堆积为主,部分可见弱定向排列特征;灰绿色泥岩与黑色硅质页岩中笔石丰度低,以碎片为主,且硅质页岩中的笔石碎片细小。笔石的分异度在纵向上也呈现出规律性变化,赫南特阶笔石分异度最低,埃隆阶与凯迪阶对应的笔石分异度高。综合研究表明,不同笔石赋存状态所对应的有机碳质量分数w(TOC)、围岩性质、氧化还原条件、古海洋环境与水动力条件均有所差异:高笔石丰度的页岩往往对应着较高的w(TOC);石英质量分数在40%～60%的黑色页岩中笔石最为发育;笔石在弱氧化和还原环境中均能保存,但还原环境更有利于笔石的大规模富集;纵向上笔石丰度与分异度变化均受到了古环境的显著影响,赫南特冰期造成了笔石的大量死亡和分异度的显著降低;笔石的大量混杂堆积显示悬浮沉积是主要的沉积作用方式,而定向排列的笔石应是深水底流作用的结果。基于上述页岩中笔石赋存状态差异及其沉积地质指示,深入分析了不同笔石赋存状态的沉积环境并建立了五峰组-龙马溪组沉积期的笔石堆积模式。     

论上扬子区上奥陶统大渡河组

在滇东北永善莲峰新发现的万和剖面,奥陶系-志留系交界地层发育良好、地层连续,化石丰富,含有笔石、腕足类、三叶虫、牙形类、几丁类和疑源类化石,包括了大渡河组、产Hirnantia动物群的观音桥层和龙马溪组。此处大渡河组可分为上、下两段,下段为灰岩与钙质泥页岩互层,上段为钙质泥岩夹灰岩。笔石自下而上可识别为Dicellograptus complexus带、Paraorthograptus pacificus带(下亚带、Tangyagraptus typicus亚带和Diceratograptus mirus亚带)以及Metabolograptus extraordinarius带,为凯迪晚期至赫南特早期。几丁类尚未在上段发现,下段属于Eisenackitina ripae带。上段底部(即Tangyagraptus typicus亚带底)产腕足类Kassinellasp.,Leptellinasp.,Paromalomenasp.等,属于深水BA5(底栖组合),在华南同期地层中未见及。观音桥层产典型的Hirnantia动物群,属于BA3,为标准的浅凉水组合。依据万和及相邻地区的资料,厘定了大渡河组。大渡河组分布于扬子台地西部(滇东北—川西南),与扬子台地内部广布的五峰组和扬子台地西南缘的铁足菲克组(大部分)、西缘的大箐组(上部)属同期异相。从产BA5腕足类的大渡河组上段底部,到产BA3赫南特贝动物群的观音桥层,再到龙马溪组下部黑色页岩,是奥陶纪末大灭绝第一幕和第二幕全球气候快速变冷和转暖、海平面迅速地先降后升在扬子海盆的充分反映。     

湖南益阳奥陶系五峰组—志留系周家溪群笔石

为响应国际地层委员会奥陶系分会的要求,实现扬子区与江南区奥陶纪晚期—志留纪早期生物地层精时对比,选取位于江南斜坡带的湖南益阳南坝剖面作为研究对象,对志留系底部Parakidograptus acuminatus带笔石进行了系统的研究。剖面内五峰组岩性为黑色页岩,与上覆周家溪群下组整合接触,地层连续无沉积间断。通过连续不间断采集笔石标本,在研究剖面共识别出笔石6属8种,包括:Parakidograptus acuminatus,Normalograptus elegantulus,Nor.mirnyensis,Metabolograptus persculptus,Neodiplograptus parajanus,Neo.guantangyuanensis,Petalithus hamus,Streptograptus cyclodontus。依据获取的笔石标本,初步识别出Metabolograptus persculptus带和Parakidograptus acuminatus带,确定研究剖面时代为晚奥陶世赫南特期—早志留世鲁丹期。     

湘黔地区中奥陶世海平面上升的沉积响应

中奥陶世克拉道克阶(Caradocian)在全球范围内为海侵期,体现在全球范围广泛的黑色页岩沉积及笔石动物的大规模繁盛,湘黔地区这一时期地层发育完全,从碳酸盐台地-斜坡-外陆架盆地均有不同程度的响应。在台地区表现为碳酸盐台地的淹没,斜坡区表现为碳酸盐重力流及黑色页岩、粉砂岩沉积,形成碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积,而在外陆架盆地区表现为黑色岩系大规模发育及笔石的大量繁盛。     

滇东北镇雄北部奥陶系-志留系界线地层的新观察

针对滇东北镇雄下蒿枝湾剖面晚奥陶世至志留纪兰多维列世过渡时期的沉积地层,本文进行了系统测制和地层古生物学研究,对其地层发育和对比进行了梳理与限定,首次发现该地晚奥陶世至志留纪早期地层自下而上可依次划分为大渡河组、“五里坡层”、龙马溪组底部和“龙马溪组中部”。其中,大渡河组为一套沉积于内陆棚的泥质泥晶灰岩与钙质泥页岩,时代可与五峰组对比。“五里坡层”是一套沉积于内陆棚的钙质粉砂岩地层,向上逐渐过渡为外陆棚相的龙马溪组底部黑色笔石页岩,两者构成了Metabolograptus persculptus带中上部沉积。大渡河组与“五里坡层”呈平行不整合接触,之间缺失观音桥层及Hirnantia-Mucronaspis动物群,指示赫南特期全球性海平面下降。“龙马溪组中部”以内陆棚的砂岩为起始,其中所产腕足动物化石指示其时代为志留纪鲁丹晚期。Edgewood-Cathay动物群缺失表明龙马溪组底部与“龙马溪组中部”之间存在不整合界面,体现了黔中古陆北缘的隆升。下蒿枝湾剖面奥陶纪—志留纪过渡时期的地层发育情况完整记录了在全球和区域事件的影响下滇东北沉积相和生物群的时空分布与发育的响应过程。     

上扬子地区龙马溪组黑色富有机质页岩的浅水超覆沉积模式

细粒沉积作用决定着页岩储集层的物质基础，对优质页岩的形成具有重要作用。文中以上扬子地区龙马溪组黑色页岩为研究对象，通过岩心、露头、薄片、地震资料等分析，对该套黑色页岩的沉积发育模式进行研究。结果表明：(1)研究区龙马溪组黑色富有机质页岩段发育粉砂岩与页岩互层，见生物扰动、交错纹层、波状纹层、粒序纹层、泥砾定向排列、底部侵蚀面等沉积构造，具明显的浅水沉积特征；(2)黑色页岩内部发育多期受波浪作用影响而形成的页岩—粉砂质页岩—粉砂岩反粒序沉积旋回，显示出波浪作用对龙马溪组黑色页岩的形成具有重要影响；(3)风暴作用对于龙马溪组黑色页岩的形成具有一定的影响，表现为在不规则侵蚀面之上形成粉砂岩—黑色页岩正粒序沉积旋回；(4)从地震剖面以及连井剖面对比可以看出，随着海平面的不断上升，页岩总体上具有向古隆起边缘不断超覆迁移的特征。推测上扬子地区龙马溪组黑色页岩形成于水体较浅且受限的沉积环境，易受波浪以及风暴作用的影响，具有随着海平面上升而不断超覆迁移的特征。研究区龙马溪组富有机质黑色页岩的浅水超覆模式对于上扬子地区富有机质页岩的勘探具有重要的指导意义。     

石英矿物类型及其对页岩气富集开采的控制:以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组为例

页岩矿物组成控制着页岩的储层类型和岩石力学性质,并影响着页岩气的富集和开发.为了分析不同类型石英矿物的纵向变化特征及其对页岩气富集开采的控制作用,以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组WF2-LM4和LM5-LM8两个笔石带页岩为主要研究对象,利用普通薄片观察、扫描电镜、矿物成岩世代关系、能谱分析等手段,识别出陆源碎屑石英、生物成因石英和黏土矿物转化过程中形成的3种石英类型.结果表明不同的页岩层段,3种成因的石英含量不同.生物成因石英在WF2-LM4笔石带页岩最为富集,向上到LM5-LM8笔石带页岩逐渐减少.在WF2-LM4笔石带页岩,生物成因石英与有机碳含量呈明显的正相关性,有利于页岩优质储层的形成,对页岩储层的压裂改造具有积极作用,实现了页岩赋气和改造的有机统一.研究认为四川盆地及其周缘地区五峰组-龙马溪组一段下部黑色页岩（WF2-LM4笔石带页岩）具有生物成因石英含量高,页岩生烃、储集能力和可压裂性最优的特点,是页岩气富集开采的有利层段.