上扬子地台上奥陶统五峰组页岩有机质聚集主控因素

选择上扬子地台东北部SY井上奥陶统五峰组为研究对象,对25个页岩岩芯样品开展了有机碳含量、矿物组分、主量和微量元素测试,重点分析了五峰组主、微量元素的变化特征及其所反映的沉积环境,讨论了五峰组页岩有机质聚集的主控因素。结果表明:根据有机碳含量的分布特征,晚凯迪阶—赫南特阶五峰组页岩可以划分为3个层段(WF1,WF2,WF3),WF2具有最高的有机质丰度,WF1和WF3相当。氧化还原敏感微量元素Mo和U的富集特征指示WF1和WF3沉积于氧化-贫氧环境,WF2沉积于贫氧-缺氧的底水环境,沉积水体的还原性先增强而后有所减弱。五峰组3个层段均具有较高的Ba和生物成因硅含量,指示五峰组沉积时水体表面始终维持较高的古生产力,较高的Cd/Mo比值指示五峰组沉积时具有的高古生产力可能受控于上升洋流的存在。Al和Ti含量总体变化不大,反映五峰组沉积时海平面总体波动不大。WF1有机质含量与Mo和U的富集系数存在相似的变化趋势且与Al和Ti具有正相关性,认为有利的氧化还原条件是WF1有机质聚集的主要控制因素,而WF2有机质含量与生物成因硅存在明显的正相关性,认为较高的古生产力导致WF2有机质富集,WF3有机质含量与Mo和U的富集和生物成因硅均存在一定的相关关系,反映古生产力与氧化还原环境共同控制着WF3有机质的聚集。     

四川盆地南部五峰组页岩元素对古生产力及古水深的指示意义

采集了位于四川省文兴县三新砖厂奥陶系五峰组8件露头剖面的页岩样品进行主、微量元素分析测试。应用元素地球化学的分析方法,对研究区五峰组的古生产力、古水深等沉积环境进行分析、还原。结果表明四川盆地南部五峰组页岩沉积期的氧化还原环境为厌氧-贫氧的缺氧环境,并且具有较高的生产力。     

库车坳陷北部山前带中生界泥岩元素地球化学特征及其沉积环境意义

应用元素地球化学方法,对库车坳陷北部山前带中生界三叠系和侏罗系泥岩的主量元 素、微量元素和稀土元素(REE)特征进行了研究,并探讨了其沉积环境意义。 结果表明:库车坳 陷北部山前带中生界泥岩主要为陆相淡水沉积,稀土元素具有轻稀土富集特征,稀土元素总量反 映有机质快速堆积、陆源细碎屑补给速度慢的沉积特征。 从三叠纪到侏罗纪古盐度略有上升,古 气候以温暖湿润为主,整体处于贫氧—缺氧环境。 黄山街组沉积时期温暖湿润的气候与较低的 古盐度有利于有机质的形成,贫氧—缺氧环境提供保存条件。 至恰克马克组沉积时期古气候开 始向干燥炎热转化, 且古盐度较高,影响有机质产量,但缺氧环境更有利于其保存。     

沉积环境对页岩气储层的控制作用——以中下扬子区下寒武统筇竹寺组为例

以“沉积控相,相控储层”为研究思路,基于野外露头实测、室内试验测试以及结合前人研究成果,探讨中下扬子区下寒武统筇竹寺组沉积环境对页岩气储层的控制作用。研究表明：中下扬子区下寒武统筇竹寺组富有机质泥页岩主要发育于陆棚相和深海-次深海滞留盆地相中,沉积中心页岩厚度可达100～180 m,有机碳含量（TOC）最高可达18.7%,平均达到5.07%;静水缺氧还原沉积环境岩石类型主要以富含有机质的炭质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩以及钙质页岩为主,页岩矿物成分以石英（平均达64.97%）和黏土矿物（平均达23.66%）为主;缺氧还原环境下沉积的大量黄铁矿形成的黄铁矿晶间孔、有机质生烃形成的微孔隙、黏土矿物层间微孔隙以及脆性矿物控制的微裂缝为页岩气提供了良好的储集空间。沉积环境控制下储层发育特征的研究可为页岩展布、有机质丰度、储集空间以及后期有利区评价等研究提供基础。     

陆相盆地古气候变化与环境演化、聚煤作用

为了揭示陆相盆地古气候变化与沉积环境、聚煤作用耦合关系,应用同位素地球化学、煤岩学等理论和方法,进行了柴北缘中侏罗统大煤沟组上段(巴柔期)主采煤层煤岩组分、有机碳同位素组成(δ13CO)及其古气候意义研究。研究煤层(7号和F煤层)δ13CO值平均为-23.9‰,分别变化在-26.7‰~-21.6‰和-25.6‰~-22.9‰。根据沼泽、陆源碎屑体系交替演化特征和煤层有机碳δ13CO值变化规律,将大煤沟组上段划分为8个阶段并对应于1个长周期旋回(C1)和3个短周期旋回(C2)。认为低变质煤δ13CO值在反映古大气CO2同位素组成及其含量变化的同时,还记录了聚煤期(植物生长至泥炭化阶段末)古气候(温度和湿度)的变化:湿暖古气候有利于成煤植物对碳同位素分馏及贫13C腐殖质(镜质组前身)的形成,煤δ13CO值降低;干热古气候不利于植物对碳同位素的分馏,但有利于富集13C的惰质组(丝质体)形成,进而引起煤δ13CO值升高。从煤层δ13CO值所反映的气候变化与陆源碎屑体系废弃、复活及聚煤发生、终止关系角度提出了陆相盆地古气候与沉积环境、聚煤作用关系模型,指出在盆地构造活动、基底沉降较稳定和均匀的煤系沉积过程中,气候变化通过盆地和流域内径流深度(年平均降雨量减去年平均蒸发量)和植被发育演化控制了绝对湖平面变化、沉积物的产生和搬运(供给)速率,进而引起盆地内沼泽、陆源碎屑两种矛盾体系的交替与演化。     

四川盆地南部奥陶系五峰组页岩元素特征及其对古环境的指示意义

为了探究四川盆地南部奥陶系五峰组页岩的元素特征从而进一步还原其古沉积环境,选择了四川省文兴县三新砖厂奥陶系五峰组8件露头剖面的页岩样品进行主、微量元素分析测试。通过运用元素地球化学研究方法,对研究区五峰组的古氧相沉积环境进行分析、还原。     

鄂西鹤峰地区牛蹄塘组富有机质页岩稀土元素特征及其地质意义

为探讨鹤峰地区牛蹄塘组富有机质页岩的沉积物源及古沉积环境,采集鹤地3井牛蹄塘组页岩样品,进行稀土元素测试和分析。根据岩性特征,将牛蹄塘组分为牛一段和牛二段,其中牛一段从下到上细分为硅质岩亚段和泥页岩亚段。根据稀土元素分析结果,牛一段页岩中轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损且分异不明显,其中泥页岩亚段的轻稀土元素富集程度高于硅质岩亚段;牛一段页岩的物源具有多源性,沉积物主要为正常海相沉积碎屑,而硅质岩亚段沉积早期可能受海底热水活动影响,混合了少量热水活动带来的玄武质物质;牛一段页岩沉积时总体处于还原环境,只有硅质岩亚段沉积早期可能受海底热水活动影响,处于弱氧化环境;牛一段页岩沉积时沉积速率总体较缓慢,有利于有机质的保存,其中硅质岩亚段沉积速率相对快于泥页岩亚段。研究成果可为鹤峰地区页岩气资源勘查提供有关成因研究等方面的资料。     

四川盆地南部五峰组页岩元素特征对古构造及古环境的指示意义

选择了四川省文兴县三新砖厂奥陶系五峰组8件露头剖面的页岩样品进行Sr、Ba、Ga、V、Ni、Co、U、Th及Fe、Mn等主、微量元素分析测试。通过运用元素地球化学研究方法 ,对研究区五峰组的古构造等沉积环境进行分析、还原。分析结果表明研究区页岩沉积期古水深较浅,古盐度较低,指示水体环境为淡化的海水沉积。     

蒙脱石及伊利石化对鄂尔多斯盆地延长组烃源岩物性的影响

根据沉积有机相基本的有机岩石成分组成,结合三叠系延长组地层的沉积相和富集及分散有机质的地球化学特征,认为鄂尔多斯盆地的优质烃源岩主要是开阔湖盆沉积物。通过对湖相沉积物的实验研究,发现这些含有优质页岩的沉积物中含有大量蒙脱石和伊利石。对蒙脱石经伊—蒙混层直至伊利石化过程研究,认为蒙脱石、伊—蒙混层、伊利石内部空间构造变化以及相应的外部岩体构造演化对烃的生成、运移、富集将产生重大影响。岩体中蒙脱石、伊—蒙混层、伊利石的含量多少将成为确定优质烃源岩的重要指标。     

梅河盆地古近纪梅河组有机质富集规律及沉积演化研究

为完善梅河盆地油页岩、煤等能源矿产形成机制,通过对梅河盆地全取芯井岩芯的详细观察,以系统的有机地球化学测试分析为基础,结合本区区域地质特征,研究了梅河盆地梅河组沉积环境演化及有机质富集规律。在梅河组识别出冲积扇、扇三角洲和湖泊3种沉积相,梅河组底部砂砾岩段主要发育冲积扇中扇,下部含煤段为扇三角洲平原和前缘,中部泥岩段则为半深湖-深湖,上部含煤段和绿色岩段分别为湖沼和浅湖沉积,其中煤主要发育在扇三角洲河道间沼泽和湖沼相,而油页岩沉积于半深湖-深湖环境中。梅河组自下而上泥岩中有机质含量呈现出先增加后减少的趋势,有机质类型则由Ⅲ型变为Ⅱ2,Ⅱ1再变为Ⅲ型,有机相也由E-A-E。综合研究表明,由构造演化和古气候引起的基准面、沉积环境、有机质供给和保存条件的变化,导致沉积的泥岩中有机质丰度和类型明显不同,在盆地初始沉降阶段中期和萎缩阶段初期,稳定浅水地带高等植物大量繁殖,同时陆源碎屑供给较少,水底具有良好的保存条件,易于形成煤层沉积;而在盆地最大沉降阶段,稳定深水区域,伴随着较高的湖泊生产力和良好的保存条件,形成油页岩沉积。     

长岭凹陷青一段烃源岩地球化学特征及意义

为研究长岭凹陷青山口组青一段烃源岩的有机质来源及沉积环境特征,在研究区内系统的采集了44件样品,开展了烃源岩总有机碳（TOC）、氯仿沥青“A”含量、干酪根碳同位素及生物标志化合物等地球化学特征测试实验,分析了长岭凹陷南北两地区烃源岩地球化学特征及沉积环境的差异性。研究结果表明,长岭凹陷青一段烃源岩整体为最好烃源岩,且北部地区有机质丰度高于南部地区。北部有机质类型为Ⅱ₁型,南部有机质类型为Ⅱ₂-Ⅲ型。青一段烃源岩整体处于成熟—高成熟阶段。长岭凹陷青一段烃源岩北部有机质母质来源主要为水生生物,而南部地区属于混源输入。北部地区古水体盐度高于北部,属于偏还原性的沉积环境,而南部地区盐度相对较低,属于弱还原—氧化环境。北部地区相较于南部地区有良好的生油气潜力,为勘探有利区。     

沉积环境对页岩气富集的影响

沉积环境是页岩气富集成藏的主控因素之一,以江西省三角洲一潮坪相、浅水一深水陆棚相、半深海一深海盆地相3种沉积环境的页岩储层为研究对象,分析不同沉积环境下页岩特征的差异性,探讨沉积环境对页岩气富集能力的影响。得出受沉积环境的影响,江西省内半深海一深海盆地相荷塘组页岩具有单层厚度大、有机质丰度高、有机质类型好、储集空间大等特征,最有利于页岩气的富集,而浅水一深水陆棚相梨树窝组页岩富集能力相对较弱,三角洲一潮坪相乐平组页岩气体富集能力最弱。     

东胜铀矿微量元素地球化学特征与成矿作用研究

东胜地区是目前鄂尔多斯中新生代盆地寻找可地浸砂岩型铀矿的重要区段,东胜层间氧化带砂岩型铀矿的发现,标志着我国在大型地台盆地可地浸砂岩铀矿型勘探取得了重大突破。从微量元素地球化学入手,总结了东胜地区层间氧化带砂岩型铀矿微量元素地球化学特征,Hf、Zr与铀矿化密切相关,可作为铀矿化的指示元素。与东胜铀矿同为层间氧化带型的中亚地区铀矿不同,东胜铀矿相对围岩明显富集U、Zr、Hf等元素,鄂尔多斯盆地含丰富的煤、石油和天然气资源,铀矿石样品磨制的光片中见草莓状黄铁矿。认为东胜砂岩型铀矿成矿位置为氧化还原过渡带,并具有深源特点的微量元素组合,铀成矿过程中有深部流体和有机质的参与。     

伊犁盆地南缘阔斯加尔地区西山窑组上段地球化学特征

以伊犁盆地南缘阔斯加尔地区西山窑组上段为研究对象,对不同分带中采集的35件样品进行地球化学参数特征的归纳和分析,结果表明:1从氧化带到过渡带、还原带,不同分带中地球化学参数变化特征各异,其中U和有机碳的含量先增大后减少,表明在层间氧化带发育过程中U和有机碳发生了活化迁移并沉淀富集;2全硫和Fe~(2+)的含量变化趋势相似,表现为随氧化程度的减弱而逐渐增大,Fe~(3+)、Fe~(2+)含量变化趋势相反,2种离子含量此消彼长,但总量基本保持不变。通过分析U与各还原性物质的相关性,发现U与Fe~(2+)的富集沉淀表现为良好的正相关,其次是与全硫和有机碳,与Fe~(3+)相关性较差。上述分析成果对于区内铀矿找矿工作有一定的参考价值。     

鄂西地区页岩储层伽玛能谱特征与沉积环境及综合评价

利用鄂西地区页岩气调查地球物理测井数据,对陡山沱组、牛蹄塘组、龙马溪组和大隆组等共四套页岩储层的伽玛能谱特征进行分析表明,陡山沱组地层无放射性异常,放射性元素含量非常低,为亚高能、氧化—还原过渡带环境,该层泥页岩生气能力一般;牛蹄塘组地层放射性元素含量高,其中铀含量和其它储层相比最高,为低能、强还原环境,为优质页岩生气层;龙马溪组地层放射性元素含量高,为亚高能—低能、还原环境,泥页岩生气能力较好;大隆组地层放射性元素含量较高,但钾较低,为高能、强还原环境,泥页岩有一定生气能力。一般来说,低能—强还原环境有利于有机质的保存,高能—氧化环境下不利于有机质的保存。通过对页岩储层的沉积环境分析,可以大致反映出含有机质泥页岩的生气潜力,结合页岩储层的岩石物理模型,为页岩气储层综合评价提供参考依据。     

塔里木盆地柯坪冲断带寒武系肖尔布拉克组下段古氧相研究

在野外剖面观测和样品分析测试的基础上,以地球化学特征分析为依据,研究了柯坪冲断带下寒武统肖尔布拉克组下段碳酸盐岩烃源岩古氧相。柯坪冲断带寒武系肖尔布拉克组下段发育烃源岩,横向分布稳定,主要发育于局限台地相沉积环境。寒武系肖尔布拉克组下段烃源岩有机质碳含量较高,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ型,达到了高成熟阶段,具备生烃潜力。肖尔布拉克组烃源岩沉积时期,古生产力较高,为有机质沉积提供了良好的物质基础。V/(V+Ni),U/Th和δCe等参数指示出其为缺氧的沉积环境,为有机质的保存提供了有利的条件,具有一定的勘探潜力。     

习页1井五峰组—龙马溪组页岩特征及含气性评价

在岩心观察和实验测试的基础上,对习页1井钻遇的五峰组—龙马溪组富有机质页岩岩性、地球化学特征、储层特征以及含气性进行系统研究,以期对贵州页岩气勘探开发、有利区优选以及资源潜力评价提供地质依据。研究表明,富有机质页岩为碳质页岩和硅质页岩,主要位于五峰组和龙马溪组底部,为深水陆棚沉积,具有有机质丰度高、热成熟度高、有机质类型好、含气量大的特点,说明黔西北地区五峰组—龙马溪组富有机质页岩段具有良好的页岩气形成的地化条件;从水下隆起—浅水陆棚—深水陆棚环境富有机质页岩自生石英含量逐渐增加,黏土矿物含量逐渐减少;富有机质页岩段储集空间以有机质孔隙为主,天然气多以吸附形式存在;页岩形成的沉积环境和保存条件是控制我国南方地区页岩气含量高低的决定性因素。     

三塘湖煤田西山窑组煤地球化学特征及沉积环境意义

为了查明新疆三塘湖煤田汉水泉矿区西山窑组煤中元素富集情况,通过分析元素表征指数对环境的指示作用,来揭示该煤组沉积环境变化特征,基于煤田地质学、地球化学等理论方法,通过低温灰化、ICP-MS等手段,得出煤中微量元素、稀土元素含量并对其进行分析。结果表明:该煤组元素V、Cu、As、Rb、Sr相对富集,稀土元素分布模式表明轻稀土(LREE)明显亏损,重稀土(HREE)相对富集,Ce负异常,Eu正异常。经低温灰化处理后稀土元素含量远高于未处理的,表明稀土元素大多赋存于有机质中。研究区煤层中V、Ga的富集与黏土矿物含量较高有关,Cu与黄铁矿相伴生,As元素主要以砷黄铁矿的形式存在。δEu、Sr/Ba、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co及S的含量总体上反映该区泥炭的沉积环境:主体为陆相淡水还原环境,局部为弱氧化环境;其中7、9、17、22号煤层处于氧化环境,8、13、14、15、18、19、20号煤层处于还原环境,垂向上呈氧化还原交替变化的古环境特征,推断三塘湖煤田西山窑组含煤岩系在沉积阶段主体上为湖侵过程,期间伴随多次小范围的湖侵-湖退过程。     

鄂尔多斯盆地东缘柳林地区上古生界暗色泥页岩稀土元素地球化学特征

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤地层中暗色泥页岩广泛发育,通过系统采集柳林地区上古生界太原组和山西组暗色泥页岩岩芯样品,借助电感耦合等离子质谱方法开展了稀土元素与微量元素测试。研究表明,柳林地区暗色泥页岩中稀土元素含量较高,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损且平稳,配分曲线相互平行且右倾,可见微弱的Ce负异常和中等Eu负异常,指示稳定的上地壳物源注入。结合δCe与δE、ΣREE和w(La)N/w(Sm)N较差的相关性,以及w(U)/w(Th)<1可排除泥页岩中REE的非源岩影响因素,REE指标的源岩及环境指示意义可靠。综合δCe,Ceanom以及氧化还原敏感元素指标(w(V)/w(Cr),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(V+Ni),w(U)/w(Th)和δU)表明山西组与太原组泥页岩沉积环境整体为弱还原-弱氧化环境,且山西组沉积期氧化程度更强。δCe、ΣREE和部分微量元素指标(w(Ba),w(Sr)/w(Ba),w(Ba)/w(Ga))的差异特征和变化规律在层序地层格架内指相意义明显,显示从SQ2到SQ3期,研究区具有从海相、过渡相到陆相的变化趋势。研究区物源来自盆地北部的阴山古陆,以长英质源岩为主,源区构造背景与大陆边缘环境相关。     

鄂西宣恩娄山关组顶部燧石结核成因及沉积环境

通过对鄂西宣恩娄山关组顶部发育的燧石结核进行采样分析,利用岩石学和地球化学分析方法,探讨娄山关组顶部燧石结核的成因和沉积环境。主量元素特征表明:燧石结核属于非热水成因。微量元素U/Th、V/(V+Ni)、C_(eanom)值等显示了沉积时弱氧化的贫氧环境,主量、微量、稀土元素特征很好地指示了该区硅质结核沉积于大陆边缘。