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.      

盐湖页岩有机质富集主控因素及模式

为深入研究盐湖背景下的江汉盆地潜江凹陷潜江组3₄段第10韵律及4_下段部分韵律层的页岩有机质富集机理,采用X荧光光谱（XRF）、碳硫仪、GC、GC-MS等手段,研究该地区页岩的元素变化与TOC富集之间的关系,以此探讨有机质富集的主控因素,从而建立有机质富集模式.结果表明,潜江组页岩有机质在水进体系域（TST）中相对较为富集,在高位体系域（HST）及低位体系域（LST）中较为贫乏;潜江组页岩有机碳与古生产力指数（P/Ti）、古气候指数（Mg/Ca）、古水深指数（Rb/K）大致呈正相关,随古盐度指数（Sr/Ba）值的增加先增大后减小,与陆源物质输入量参数（SiO₂、Al₃O₂）呈负相关.页岩层段中古生产力指数（P/Ti）大于1、古盐度指数（Sr/Ba）介于2~4、古气候指数（Mg/Ca）小于0.4,古水深指数（Rb/K）大于0.007且陆源物质输入较少,有机质富集.研究揭示,潜江凹陷潜江组页岩有机质来源主要为水生生物,水进体系域中,在较为潮湿的古气候条件下,水生生物繁盛,陆源碎屑输入量低,对有机质的稀释作用减弱;同时,较多的降水使湖水深度快速增加,表层水体盐度降低,湖底盐度较大,形成盐度分层,增强深部古水体的还原性,有利于有机质的富集.      

茂名盆地油柑窝组油页岩古环境恢复与有机质聚集机制

查明油页岩的形成背景和高品质油页岩形成机制是开展油页岩原位改造的基础工作.利用有机碳、主微量元素、稀土元素、生物标志物等地球化学方法,对茂名盆地油柑窝组油页岩的沉积环境进行恢复并探讨了有机质聚集机制.结果表明,茂名盆地油柑窝组全段油页岩均富有机质,底部为薄层碳质页岩、砂岩和褐煤层段.Mo含量、Ba/Al、Ba_bio和生物标志物特征表明油柑窝组具有很高的初级生产力,油柑窝组存在间断性的“藻类勃发”现象;V/(V+Ni)、Ce_anom、Th/U、草莓体黄铁矿颗粒大小和Pr/n C₁₇-Ph/n C₁₈交汇图表明了沉积水体处于缺氧还原环境;Sr/Cu、Rb/Sr和气候指数C指示油柑窝组为温暖湿润的古气候条件;Sr/Ba、Ba/Ga、Ca/(Fe+Ca)、Al₂O₃/Mg O以及伽马蜡烷等特征反映了古湖泊水体为淡水;Zr/Al、Rb/K和Mn O含量指示为半深湖-深湖沉积环境.通过各指标与TOC含量之间的相关性分析,认为温暖湿润气候和淡水环境为藻类的繁盛提供了良好...     

松辽盆地三肇凹陷青山口组一段泥页岩岩石学特征及岩相划分——以松页油3井为例

以松辽盆地三肇凹陷松页油3井青山口组一段泥页岩为例,对其沉积构造、有机质丰度及矿物组成等岩石学特征关系进行研究.结果表明,三肇凹陷青一段泥页岩发育块状构造和纹层状构造两种沉积构造;TOC含量介于0.50%~6.82%,平均值为3.16%,S₁+S₂介于2.01×10^-3~49.41×10^-3,平均值为23.02×10^-3,总体为好-最好的烃源岩;矿物组成以长英质矿物为主,黏土矿物次之,碳酸盐矿物、黄铁矿含量较低.基于岩石学特征研究,按照"有机质丰度-岩石沉积构造-矿物组成"分类标准,将青山口组一段划分为9类岩相,其中高有机质纹层状长英质泥页岩岩相具有较好的生烃潜力,是三肇凹陷页岩油勘探的最有利的岩相类型.     

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。      

西昌盆地白果湾组泥页岩储层特征及主控因素

海陆过渡相富有机质泥页岩已在国内多个区块取得重要突破,以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,基于岩性特征,运用铸体薄片观察、厚度对比、有机地化、全岩X射线衍射、孔隙度、渗透率、扫描电镜、高压压汞、低温N₂吸附等技术手段,综合分析西昌盆地上三叠统泥页岩储层特征及其主控因素。结果表明：西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩有机碳含量介于0.3%～2.21%,平均为1.02%,有机质类型为Ⅱ₂型和Ⅲ型;有机质成熟度介于1.02%～3.87%。富有机质泥页岩的厚度介于30～110 m,脆性矿物含量较高,为11%～77%,平均为40.5%。孔隙度介于1.28%～9.02%,平均为4.03%,渗透率在(0.001 7～0.146)×10^-3 μm²之间,平均为0.03×10-3μm²。比表面积介于6.25～13.7 m²/g,平均为10.17 m²/g,平均孔径为6.66～9.79 nm。有机碳含量与孔隙度具正相关性,研究区内泥页岩...     

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。     

泥页岩中微量元素V、Ni、V/Ni与有机质丰度及成岩演化关系研究——以准噶尔盆地阜康凹陷为例

为了研究泥页岩中微量元素V、Ni、V/Ni值与有机质丰度和成岩演化阶段的关系,分析了准噶尔盆地阜康凹陷的大量泥页岩样品。结果表明,当tmax440℃时,V与tmax呈负相关,当tmax440℃时,V、V/Ni值与tmax呈正相关;Ni在大多数情况下也与tmax呈负相关,而V/Ni值在微量元素含量远低于页岩克拉克值时与tmax呈负相关,当其含量接近页岩的克拉克值时,与tmax呈正相关;当TOC0.4%或V、Ni含量远低于页岩克拉克值时,V、Ni与TOC含量的相关性不明显,而当TOC0.4%且V、Ni含量接近页岩的克拉克值时,TOC和V、Ni含量以及V/Ni值均呈正相关。V/Ni值受泥页岩沉积环境的有机质丰度和成岩演化阶段的影响,不宜作为泥页岩沉积环境的指示参数。     

贵州遵义板桥剖面奥陶系湄潭组黑色页岩沉积环境条件判识及烃源意义*

华南上扬子地区下奥陶统湄潭组是一套厚度较大的泥页岩沉积,黑色页岩十分发育,但对其沉积环境的认识争议较大。文中以贵州遵义板桥剖面为例,通过对黑色页岩及其共生岩石的沉积特征及地球化学特征的综合研究,着重分析湄潭组黑色页岩沉积期的相对水深、沉积水动力条件以及古海水物理化学性质等沉积环境条件。结果表明: (1)板桥剖面湄潭组黑色页岩以颜色暗黑和水平纹理发育良好为显著特征,不产出宏体生物化石,主要以与生屑灰岩或钙质粉砂岩不等厚频繁互层的共生形式产出,说明湄潭组黑色页岩应该不是深水环境的沉积产物,而是在混积台地内低能的浅水泥质潟湖环境中沉积的;(2)与黑色页岩互层的生屑灰岩层段多发育下细上粗的逆粒序结构,顶部可见铁质氧化物,钙质粉砂岩则多发育浪成交错层理和生物钻孔,均呈现出浅水沉积特征;(3)黑色页岩的V/(V+Ni)、Th/U、V/Cr以及Ni/Co的平均值分别为0.71、5.52、1.07和2.04,均指示次氧化—氧化环境;Sr/Ba值介于0.11~2.20之间,平均值为0.55,指示淡水—半咸水环境;(4)生屑灰岩的部分层段可见明显的侵蚀面,镜下可见岩溶发育,同时其REE配分形态趋于水平,∑REE值较高、Y/Ho值较低,具暴露岩溶特征;(5)黑色页岩TOC值介于0.09%~1.05%之间,平均值为0.39%,恢复的原始TOC含量介于0.28%~3.16%之间,平均值为1.25;R_O平均值为2.095,有机质类型主要为腐泥型。综合上述分析结果,认为遵义板桥剖面湄潭组黑色页岩为一套形成于浅水、次氧化-氧化环境的有效烃源岩,高的古生产力是有机质富集的主要原因。研究结果为判识川南地区湄潭组黑色岩系沉积环境和生烃潜力提供有力的证据,也为浅水成因黑色页岩沉积环境条件判识研究提供了一个新的实例。     

断陷湖盆页岩油形成的地质要素匹配:以辽河西部凹陷沙三段为例

为了研究我国断陷湖盆陆相页岩油发育的地质条件和富集机理,以辽河西部凹陷沙三段为例,归纳总结了断陷湖盆页岩油聚集的有效性。通过沉积构造分析,岩心观察,岩矿、地球化学、含油量、生烃模拟等实验测试方法研究了泥页岩的生烃潜力、赋存空间和富集条件。结果表明沙三段页岩有机质丰度较高,w(TOC)平均在2%左右;有机质类型以Ⅰ和Ⅱ1等偏腐泥型干酪根为主;有机质热演化程度偏低,Ro介于0.4%~0.9%之间,干酪根以生油为主;岩心和薄片扫描电镜均观察到各类孔隙和微裂缝的大量存在,反映断陷湖盆背景下发育的厚层泥页岩具有较好的页岩油聚集条件匹配关系,页岩油资源前景较好。脆性矿物含量较低的特征也为陆相页岩油的开采技术提出了挑战。     

鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

目前关于牛蹄塘组页岩沉积古环境及其对有机质富集影响的认识尚显不足。为此,基于总有机碳（TOC）含量测定、XRD矿物组分分析、沉积地球化学分析等方法,以鄂西地区X井和Y井牛蹄塘组页岩为研究对象,揭示了页岩的沉积古环境,并探究了其对页岩有机质富集的影响。研究结果表明牛蹄塘组牛二段下部为富有机质层段,石英含量最高。牛一段页岩的Ca、P富集显著,牛二段以及牛三段页岩的Ca、Fe富集显著,其中牛二段页岩中的氧化还原敏感元素Mo、U富集程度最高。牛蹄塘组页岩无明显的Eu异常,轻稀土元素（LREE）比重稀土元素（HREE）更加富集。硅质页岩沉积于高的古生产力、较低的碎屑输入以及缺氧的底水环境;钙质页岩沉积于较高的古生产力、相对较低的碎屑输入以及贫氧—氧化的底水环境;而黏土质页岩和硅质—黏土质页岩沉积于较低的古生产力、较高的碎屑输入以及氧化的底水环境。此外,Ba_bio、Si_bio、U/Th、C_org/P_tot、Al、Ti/Al等古环境指标在垂向上的变化表明牛蹄塘组从沉积的早期到晚期,水深逐渐变浅,水动力条件变强,沉积底水的氧含量逐渐增加,表层水体的古生产力逐渐降低。缺氧的底水条件是控制牛蹄塘组富有机质页岩发育的关键因素。     

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。     

吉林松江盆地大拉子组上段油页岩特征及成矿机制

吉林省延边地区早白垩世大拉子组上段地层以含油页岩为特征。松江盆地大拉子组上段油页岩呈灰褐色或灰黑色,表现为纸片状和致密块状。有机质类型为腐泥型-腐殖腐泥型,含油率为3.8%～6.2%。大拉子组上段发育7个含油页岩层位,2号层和7号层为具有工业开采价值的矿层,产状不稳定,自东向西、由南向北累计厚度增大。致密块状油页岩发育于松江向斜轴部杨木屯地区、向斜北翼的老偏坡—东山一线,纸片状油页岩见于向斜南翼的杨木屯—松江镇北以及胜利屯一带。大拉子组上段地层可划分为两个三级层序,2号和7号油页岩矿层皆为半深湖-深湖成因,分别形成于层序I、层序II的高位体系域时期。湖水分层稳定、藻类勃发、半深湖-深湖长期滞水缺氧的还原环境、有机质有效聚集保存有利于油页岩成矿,频繁发育的重力流湖泊水下扇沉积则不利于成矿。     

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。     

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组油页岩元素地球化学特征及沉积环境

黑龙江省柳树河盆地始新统八虎力组发育多层油页岩。通过对油页岩样品元素地球化学分析测试,研究了其常量元素、微量元素和稀土元素特征,分析了油页岩沉积环境。研究结果表明,常量元素以富Al₂O₃、Fe和CaO,贫SiO₂、MgO、Na₂O和K₂O为特征,微量元素总体上表现出不同程度的亏损特征,稀土元素总量平均为140.7×10^-6,表现出轻稀土元素轻度富集特征。稀土元素具有较为一致的变化趋势,表明油页岩沉积时物源和沉积环境较为稳定。Mn/Ti值表明油页岩组成物质的搬运距离随着时间变化经历了远→近→远的变化,反映水体深度经历了深→浅→深的变化。Sr/Cu值和Rb/Sr值表明油页岩沉积时为相对炎热干旱的环境。Sr/Ba值反映当时为炎热干旱气候条件下的过渡相咸水湖泊沉积环境。V/(V+Ni)值、δEu和有机碳含量表明油页岩沉积时处于缺氧的还原沉积环境中。总体上,柳树河盆地油页岩发育于炎热干旱气候、咸水、缺氧条件下的湖泊沉积环境中。     

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。     

西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩沉积岩相古地理与孔隙特征

海陆过渡相富有机质泥页岩是页岩气勘查开发的重要领域。本文以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,对研究区内富有机质泥页岩的沉积岩相古地理特征、微观孔隙类型、孔隙结构特征进行研究。白果湾组富有机质泥页岩段沉积相主要为湖泊相、三角洲相、河流相。发育不同类型的微孔隙,孔隙主要以小孔为主,微孔次之,平均孔径分布在5.56~56.89nm之间,比表面积平均为9.44m²/g,总孔体积平均为0.0187cm³/g。页岩气主要形成于滨浅湖亚相及半深湖亚相中,并主要吸附于富有机质泥页岩的小孔、微孔内;西昌盆地白果湾组富有机质泥页岩储集空间较好,具有良好的勘探潜力。     

川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相与页岩气地质条件的关系*

在川南及邻区下志留统龙马溪组下段沉积相详细研究的基础上,结合偏光显微镜、X衍射及元素地球化学分析等,提出沉积相对页岩气地质条件的影响特征。研究发现:川南及邻区龙马溪组下段主要发育潮坪相和浅海陆棚相。局限滞留的缺氧还原环境、快速海侵形成的分层水体、适宜的沉积速率及较高的生物产率,造成了龙马溪组下段有机质富集,并以硅质型页岩为主,利于页岩气的富集与开发。隆起边缘的潮坪相沉积,为页岩气的非有利区;沉积中心的深水陆棚沉积区,主要发育碳质硅质页岩、碳质页岩与含粉砂含钙碳质页岩,为页岩气的有利区;砂泥质浅水陆棚含有较高的有机质,应为页岩气发育的次级有利区;灰泥质浅水陆棚主要发育“钙质页岩+含碳泥质灰岩”,有机质含量相对较低,为页岩气的较不利发育区。     

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。