川西南构造复杂区龙马溪组泥页岩地球化学特征及古环境

深入研究川西南构造复杂区下志留统龙马溪组泥岩沉积环境,指导区域页岩气的勘探开发,对该地区荥经县泥巴山剖面龙马溪组泥岩进行系统采样,开展了元素地球化学研究。结果表明,研究区平均化学蚀变指数为68,略低于世界页岩的平均化学蚀变指数70,Th/U为3.73,与大陆地壳Th/U平均值3.80接近,表明物源区曾遭受低—中度风化;较高含量的易水解元素、铁族元素及较低含量的亲硫元素,表明沉积水体为滨浅海环境。氧化还原指标δU,U/Th,V/Cr及Ni/Co均说明沉积水体为弱氧化环境,且越到龙马溪组沉积晚期氧化性越强。古气候指标Sr/Cu说明源区沉积期气候干旱,古盐度指标Sr/Ba,B/Ga说明研究区龙马溪组为半咸水海相沉积。研究区总有机碳含量较低,且与风化指标、氧化还原指标、古盐度古气候指标均有较好的相关性,说明总有机碳含量受沉积环境的控制。研究区龙马溪组为一套深水—浅水陆棚相烃源岩,受沉积环境及构造隆升的影响,其下段有机质品质相对较好,上段品质较差。     

川东北旺苍地区栖霞组地球化学特征及其古环境意义

为研究川东北地区中二叠统栖霞组沉积期古环境,对川东北旺苍地区鹿渡坝剖面进行了野外露头观察,开展了室内镜下薄片鉴定与地球化学分析。结果表明,栖霞组19件样品δ13C和δ18O呈现离散型,不具有线性关系,且均满足δ18O > -6‰,Mn/Sr ≤ 0.6、Fe/Sr < 3、MgO/CaO < 0.125,可作为古环境分析的可靠对象。陆源元素Al₂O₃和TiO₂含量低,且呈强烈正相关,ΣREE与Σ（Al₂O₃+TiO₂）有较强烈的正相关,结合其他相关的主量元素和微量元素特征（V/（V+Ni）和U/Th的相关性等）表明,栖霞组形成于缺氧-贫氧环境;Sr/Ba介于21.9~261.9之间,说明海平面相对较高,故陆源物质含量稀少,且沉积时期陆源碎屑物受古水深的控制;碳、氧同位素揭示古海洋温度介于17.62~28.43℃,古盐度介于129.07~135.21,MgO/CaO比值介于0.007~0.029,揭示沉积古环境主体为相对温暖的热带潮湿气候,水深在小范围内呈震荡式变化,经历过2次海侵-海退旋回。      

川东南回龙场地区小河坝组砂岩元素特征及古环境意义

川东南志留系小河坝组具有良好的生储盖组合,勘探前景较好,但小河坝组的沉积学和地球化学等基础研究薄弱,制约了目的层系的油气勘探。以川东南回龙场地区为例,系统采集了研究区小河坝组101个样品,利用常量及微量元素分析了小河坝组古沉积环境及其演化特征。结果表明,小河坝组主要形成于淡水—微咸水、温暖潮湿、弱氧化—弱还原的浅水三角洲沉积环境;纵向上,海平面变化表现为2个海侵—海退旋回,自下而上划分为X1、X2、X3和X4共4段。X1、X3段为海侵体系域（TST）,气候温暖湿润,古盐度较低,水体还原性强,古水深较深;X2、X4段为高水位体系域(HST),气候干燥炎热,古盐度较高,水体还原性弱,古水深较浅。     

四川盆地东部寒武系龙王庙组地球化学特征及其古环境意义

在野外露头和镜下薄片研究的基础上,对四川盆地东部龙王庙组碳酸盐岩样品的主、微量元素和碳、氧同位素的组分含量、比值特征等地球化学指标进行系统分析,结果表明：龙王庙组19个碳酸盐岩样品的CaO含量高,集中在47.6%~68.3%之间,平均为59.09%;MgO含量变化大,分布在0.65%~12.8%之间,平均为6.17%;Na₂O 含量高,集中在0.89%~3.14%之间,平均为1.15%;K₂O含量较高,分布在0.03%~2.06%之间,平均为0.43%;相较于同期海水,δ¹³C值明显偏正,分布在-1.533‰~0.908‰之间,δ¹⁸O值明显偏负,分布在-4.957‰~-9.916‰之间,且两者不具相关性。进一步分析MgO/CaO、Sr/Ba、1 000×(Sr/Ca)、V/(V+Ni)等特征元素的比值及古盐度“Z”值、古温度“t”,发现龙王庙组为干热气候、贫氧_缺氧环境下形成的亚热带陆棚（离岸一定距离）沉积;沉积过程中,古气候、古水深、古盐度等表征参数均呈多段式变化,沉积晚期大气淡水作用显著,中期气候最为干热、水深最低、盐度最高,是四川盆地东部白云岩油气储集层最有利的发育时期。     

黑龙江兰西地区三叠系老龙头组沉积岩元素地球化学特征及古环境

黑龙江省兰西地区Xr7井三叠系老龙头组揭示了一套紫红色、绿灰色和灰色砂泥岩沉积地层,为了获取这套杂色砂泥岩沉积环境信息,对钻井岩石样品的痕量元素、稀土元素进行了检测和综合应用研究。结果表明：老龙头组沉积岩中轻、重稀土元素分异程度较高,δEu表现为显著负异常、δCe无异常,球粒陨石标准化配分模式图总体表现为轻稀土富集、右倾,重稀土亏损、近平坦型;痕量元素Sr、Cu质量分数及其比值w (Sr)/w (Cu)等在剖面上波动变化表明老龙头组沉积时期的古气候经历由早期干旱炎热到晚期温暖湿润的一个气候变迁过程;w (Li)、w (Sr)、w (Ga)以及w (Sr)/w (Ba)等指标综合研究表明,老龙头组沉积时期水体主要为淡水环境;氧化还原环境判定指标w (Ni)/w (Co)、w (V)/w (Cr)、w (U)/w (Th)、δU、δEu和δCe等综合研究表明,研究区三叠系沉积时期主体为氧化环境。研究成果为后续勘探开发提供地质理论指导。     

柴北缘平台地区下干柴沟组下段元素地球化学特征及意义

为查明柴北缘平台地区下干柴沟组下段古沉积环境演化及其对油气勘探的指示意义,综合运用对沉积环境反应敏感的主微量元素和碳氧同位素数据,对研究区的古气候、古盐度、氧化还原环境等古环境参数进行了综合研究。结果表明:气候指数表明研究区沉积时期干热和温湿气候共存,但整体上气候偏温暖湿润;锶、钡含量及δ~(13)C_(VPDB)与δ~(18)O_(VPDB)数据分析表明,沉积水体为盐度较高的淡水沉积;利用钒、镍、铬、钴等氧化还原判定指标的分析,反映研究区可能存在贫氧亚还原环境和富氧环境,但X衍射数据中仅出现反映氧化环境的赤铁矿,且利用钴元素估算的古水体深度大部分低于26 m;结合岩心数据分析,表明研究区主要发育以氧化环境为主的辫状河浅水沉积体系;基于元素地球化学分析的古环境演化结果可知,干湿气候交替出现,造成湖平面升降频繁,粗粒心滩相与细粒河漫滩相可呈互层状分布,为有利的储盖组合发育创造了条件。该研究结果对指导研究区油气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界泥岩地球化学特征及地质意义

利用对沉积环境敏感的元素或者元素组合可以定性或半定量地恢复古沉积环境。通过鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界31件泥岩样品的主量元素、微量元素以及稀土元素的分析测试,对沉积水体的古盐度、古气候、古水体氧化还原环境以及古物源特征进行了探讨。结果显示：①Ba元素含量以及Sr/Ba比值的变化特征反映古盐度从上石炭统本溪组和下二叠统太原组到下二叠统山西组、中二叠统石盒子组和上二叠统石千峰组明显降低,沉积环境从海相到陆相变化;②Sr含量、Mn含量、Sr/Cu和FeO/MnO指示上古生界从本溪组到石盒子组沉积期的古气候温暖潮湿,但太原组沉积期存在一段干旱期,石千峰组沉积期为干旱气候;③V/Cr、Ni/Co以及REE等对沉积水体氧化还原环境的指示性较差,通过泥岩颜色和有机质含量可推断上古生界水体由本溪组、太原组以及山西组的还原环境转化为石盒子组和石千峰组的氧化环境;④临兴地区具有明显的轻稀土富集特征,但从本溪组到石千峰组,轻稀土的富集性变差,Ce含量表现为基本正常或轻微负异常,Eu表现为"V"型逐渐变弱的负异常;⑤上古生界的CIA指数显示物源区受到中等-强烈风化。综合稀土元素分析表明,临兴地区的物源来自鄂尔多斯盆地北部的阿拉善-阴山古陆。     

陕西铜川地区延长组长7油页岩无机地球化学特征及古环境恢复

为研究陕西铜川地区三叠系延长组长7段油页岩沉积时水体的盐度、氧化还原条件、深度、湖底热液活动情况以及古气候等沉积古环境特征,对该区长7段油页岩岩心样品进行了地球化学特征分析。该区长7段油页岩Sr含量为198.28×10-6,Sr/Ba均值为0.39,V/Ni值为4.50,Walker法计算"相当硼"含量大部分样品低于200×10-6,最低值接近40×10-6,表明长7油页岩形成于微咸-淡水、厌氧还原环境;钴元素定量计算显示其为最大水深40~70 m的深湖-半深湖相;Sr/Cu值平均为4.28,属温湿-半湿润气候条件;P、Cu、Co、Ni、V、Rb等元素富集,REE总量低、HREE富集、Ce表现为负异常,La/Yb-REE图解样品点大部分落在玄武岩、花岗岩和沉积岩的交会区内等,反映沉积时期湖底有热液沉积作用的存在。      

粘土矿物在四川盆地须家河组沉积环境研究中的应用

四川盆地须家河组粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,其次为高岭石。通过粘土矿物中硼和钾元素含量的测定,采用国际通用的方法计算了须家河组沉积时的古盐度。认为须家河组沉积初期到未期,水介质性质有明显变化,须二段为真盐水-超盐水、须三～须四段为中盐水、须五段为中盐水-少盐水、须六段为少盐水。通过与其他沉积相标志相结合,认为须家河组沉积期是一个沉积水体由海相高盐度向陆相低盐度转化的过程。须一段沉积期为海陆过渡环境,古盐度值较高。须二段沉积期,古盐度仍然很高,但沉积环境已由海相转化为陆相。须三～须六段沉积期,古盐度总体下降,但须三～须四段沉积期古盐度降低较慢,而须五～须六段沉积期古盐度快速下降。     

准噶尔盆地南缘东部构造样式与形成机制

应用前陆盆地相关褶皱理论,对准噶尔盆地南缘喀拉扎—古牧地复杂构造进行了构造建模与构造形成机制分析,认为喀拉扎—古牧地地区受北天山、博格达、艾卡三组不对称走滑断裂系统的影响,形成了以剪切压扭作用为主的构造。喀拉扎背斜属浅层反向冲断双重构造,古牧地背斜为基底卷入型双重构造;山前推举带西部的齐古一昌吉背斜带与东部的古牧地—阜康背斜带是通过喀拉扎反冲断裂调整与转换而形成的;博格达走滑断裂不对称性,形成了不对称的昌吉向斜,成为一典型的复合含油气系统;喀拉扎与古牧地背斜代表两种不同类型的构造样式,为近期勘探的重要目标。     

长岭断陷南部断陷层湖相优质烃源岩发育控制因素

明确湖相优质烃源岩形成的主控因素对其非均质性的刻画意义重大。对松辽盆地长岭断陷南部地区沙河子组和营城组两套烃源岩进行岩石学、地球化学和层序地层学分析,并利用元素含量比Al/Ti值评估烃源岩古生产力,同时利用V/Cr、 V/（V+Ni）、Sr丰度、Sr/Ba、Sr/Cu和古气候指数来评估沉积环境。研究表明,长岭断陷断陷层优质烃源岩层位（沙河子组上部）发育于原始生产力中等、气候潮湿、低盐度、沉积速率较低的高位域和湖侵域,具有富集Al,Ba,Cu,Cr,V和Ni,亏损Mn,Pb和S的特征;而差烃源岩层位（营城组）发育于原始生产力较低、气候半干燥、半咸水、沉积速率较高的低位域,具有富集Co,Sr和V,亏损Al,Ba,Cr,Cu,Mn,Pb和Ni的特征。由此认为,体系域控制了烃源岩的宏观分布,中等-好的初级生产力是优质烃源岩发育的首要条件,而潮湿气候、较低的盐度和沉积速率促进了有机质的富集。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组烃源岩沉积环境及形成机理

烃源岩分布与其形成环境密切相关,对油气分布具有重要影响。对烃源岩的评价及其形成环境的研究可为渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷下一步的勘探指明方向。从烃源岩发育特征和演化过程入手,深入研究了歧口凹陷沙河街组烃源岩的地球化学特征、分布规律及形成机理。结果表明：沙河街组烃源岩有机质丰度达到了中等—最好的级别,有机碳含量整体呈现从沙三段（Es₃）到沙一下亚段（Es₁^x）到沙一上亚段（Es₁^s）先增大后减小的特征;有机质类型为I型—III型,且沙一上亚段、沙一中亚段以I型—II₁型有机质为主,沙一下亚段、沙二段（Es₂）、沙三段I型—III型有机质均有分布,反映沙河街组沉积期有机质来源为湖泊原生有机质和陆源有机质混源。沙河街组烃源岩在平面上的分布具有分布范围广、沉积厚度大的特征,优质烃源岩在斜坡区更为发育。古气候研究结果表明,在沙河街组沉积期,该地区风化强度中等,整体以温暖湿润的古气候条件为主,有利于生物的发育。歧口凹陷沙河街组沉积期水体古盐度较大,属于半咸水环境。古盐度与古气候之间没有明显的相关关系,水体咸化的原因可能与海水入侵有关。古盐度和有机质含量的关系表明：在低盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而增大;在高盐度阶段,有机质含量随古盐度的升高而减小。根据微量元素比值和C_org∶P摩尔比值,歧口凹陷沙河街组沉积期发育氧化—亚氧化的沉积环境,Pr/Ph值显示在Es₁^x间歇性发育强还原环境,提高了有机质的保存条件。通过对沙河街组沉积期湖泊古生产力的恢复,沙河街组沉积期歧口凹陷整体上为中—富营养湖泊,板桥地区古生产力较低,为贫—中营养湖泊。歧口凹陷整体相对较高的古生产力水平及较高的陆源有机质输入量为该地区有效烃源岩的形成提供了物质基础。在纵向上,沙河街组沉积期古生产力水平具有Es₁>Es₃>Es₂的特征。古生产力条件是影响歧口凹陷沙河街组烃源岩形成的主要因素。由于斜坡区陆源有机质和水生有机质的双重贡献,优质烃源岩更为发育。     

苏北盆地盐城组古环境与古气候研究

通过对苏北盆地盐城组样品进行分析观察,对孢粉组合、介形类、古脊椎动物化石及物质成分等进行研究,指出盐城组沉积期全盆地均为陆上洪水环境。盐一段沉积期山地发育,为湿润多雨的北亚热带气候;盐二段沉积期发育广阔的冲积平原,为偏温湿的北北亚热带气候。对探讨苏北盆地上第三系盐城组沉积环境有一定意义。     

潜江凹陷潜江组元素演化特征及其古气候意义

潜江凹陷是一个小型内陆断陷湖盆,湖盆中的常量元素和微量元素含量及其有关元素比值呈现出明显的旋回变化特征,而其中元素的含量及比值的变化、组合都在一定程度上指示着古气候的演化历程。通过分析Sr、Ba、Ti、Mn等15种元素含量和Fe/Mn,Sr/Ba等六种元素比值的变化特征,结合古盐度及岩心资料,对潜江凹陷潜江组沉积时的古气候作了系统的研究,基本上分出了相对潮湿型、炎热干旱型、温暖潮湿型和干湿交替型四类较为特征的古气候类型。     

鄂尔多斯盆地长7油层组沉积水体及古气候特征研究

以Sr含量、Sr/Ba值和Th/U值等地球化学指标及生物遗迹化石作为判识标志,对鄂尔多斯盆地延长组长7油层组沉积环境水介质条件与古气候进行了分析：结果表明长7油层组沉积期古水介质Sr/Ba值为0.19～0.65、Th/U值为0.36～5.03,属陆相淡水环境;V/Ni值为1.75～5.53,属于还原环境;通过元素组合及生物遗迹化石、钴元素定量计算显示水体深度介于半深湖-深湖之间,最大古水深为50～120 m;孢粉组合分析古气候属较温暖潮湿气候。     

湖相细粒沉积模式——以东营凹陷古近系沙河街组四段上亚段为例

为提出针对湖相细粒沉积岩的沉积模式,以“将今论古”为指导,选取与古近纪东营凹陷湖盆条件及细粒沉积具有较强可对比性的青海湖开展研究,分析细粒沉积组分、岩相、垂向及平面展布特征,总结沉积规律。结果表明：古代与现代湖相细粒沉积均明显受水深影响。组分中,石英及长石随水深增加而含量降低、粒度减小;有机质吸附于黏土矿物而含量增加。其在平面上呈圈层展布。湖相细粒碳酸盐沉积与海相碳酸盐沉积具有可对比性,借用碳酸盐补偿深度（CCD）这一概念来解释水深与碳酸盐的关系。基于组分上述特征,建立受控于“CCD”的湖相细粒沉积模式。在深湖环境（“CCD”之下）,碳酸盐欠饱和,发育灰黑色页状黏土岩;在半深湖区（“溶跃面”之下,“CCD”之上）,碳酸盐半沉淀-半溶解,自下而上依次发育深灰色页状灰岩、灰色页状黏土岩、灰色页状灰质混合细粒岩及灰色页状灰岩;在浅湖（“溶跃面”之上）,碳酸盐过饱和而沉淀,自下而上依次发育灰色页状白云质混合细粒岩、浅灰色页状黏土岩及浅灰色页状灰岩;在滨湖-干涸环境,发育浅灰色页状膏质黏土岩及滩坝粉砂岩。     

准噶尔盆地永进地区侏罗系红层成因探讨

新疆准噶尔盆地永进地区侏罗系顶部发育一套以紫红色为主的砂泥岩沉积,根据岩心、粘土矿物组成、泥岩氧化物比值、化学蚀变指数等分析认为,红层是在半干旱半潮湿气候条件下,物源运移和沉积的同时被氧化所致的滨浅湖或辫状河三角洲前缘相正常沉积的岩石,遭受化学风化及风化淋滤作用较弱,不具备风化壳的特征。分析认为红层层位应为头屯河组。车莫古隆起的发育在中侏罗世后期表现为短期下沉、后又抬升的特点。     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段异常高有机质沉积富集因素

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段页岩油资源丰富,其中延长组7段3亚段(长7₃亚段)沉积了一套异常高有机质的黑色泥页岩,总有机碳(TOC)含量高达35.8%,是目前中国陆上"进源找油"的重要战略性接替资源。基于全盆TOC含量统计,对异常高有机质样品(TOC≥6%)开展了元素地球化学特征分析,并结合矿物岩石学以及微体(超微)生物化石的埋藏学特征,探讨了异常高有机质沉积的富集机理及主控因素。研究结果显示:长7₃亚段异常高有机质富集段发育在温暖潮湿气候条件下的陆相淡水—微咸水环境,光照充足、水系发育、具有适量的陆源碎屑输入,草莓状黄铁矿形貌及粒径分布特征指示了底水以"贫氧"条件为主,营养元素含量、磷酸盐化石及金藻休眠孢囊化石埋藏特征等证据均指示沉积期湖盆处于超富营养状态。鄂尔多斯盆地长7₃亚段在高初级生产力水平背景下,动荡的"贫氧—氧化"底水环境和稳定的"贫氧"底水环境均可以形成异常高有机质沉积(TOC≥6%)的规模富集。