南黄海盆地中部隆起CSDP-2井志留系-石炭系岩石学特征及其沉积相

目前,大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻,是揭示南黄海中-古生界海相地层时代,恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察,结合测井数据、古生物化石等资料,将志留系-石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组,上泥盆统五通组,下石炭统高骊山组、和州组,上石炭统黄龙组、船山组。其中,志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩,沉积物以浅海-滨海相砂泥岩为主;泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积,稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存,下部为潮坪相,上部则为三角洲相;而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明,南黄海盆地中-古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸,其志留系-石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。     

南黄海中部隆起中—古生界沉积相及烃源岩特征——以CSDP-2井为例

依托CSDP-2全取心井岩心及38块烃源岩样品的实测w(TOC)、w(氯仿沥青"A")、镜质体反射率、生烃潜量等一系列地化测试数据,在精确识别南黄海盆地中部隆起中—古生界沉积相类型的基础上,分析多组段、多岩相烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度特征,并结合前人研究成果,对比该区与下扬子苏皖地区主要烃源岩的差异性,探讨南黄海盆地中—古生界油气勘探前景。结果表明:南黄海盆地在中—古生代共经历了6次较大规模的海侵-海退,由海向陆方向发育完整的浅海陆棚-障壁海岸-三角洲沉积体系且充填了浅水内陆棚、镶边碳酸盐岩台地及潮坪-泻湖和三角洲前缘等连续的沉积演化序列;海盆内栖霞组、龙潭组、大隆组和青龙组4套烃源岩品质与陆区相当,同属中等最好烃源岩级别;垂向上则以龙潭组、大隆组源岩品质最高且不乏优质烃源岩的存在,青龙组源岩品质稍低但同样有效;丰富的烃类物质基础、7套全烃、荧光高幅上升段及累计40余处油浸、油斑等直接油气显示彰显了南黄海中—古生界海相地层存在着巨大的油气勘探潜力。     

宁镇地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组底部黑色岩系地球化学特征与沉积环境分析

下扬子宁镇地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组沉积了一套良好的黑色烃源岩。本文以江苏句容仑山5号井岩心为研究对象,进行系统的岩相学研究与地球化学分析。该套岩系以黑色页岩夹硅质岩为主,夹多层火山灰薄层,笔石化石丰富。其中,五峰组底部发育钙质、硅钙质页岩,顶部以黑色页岩为主,SiO_2含量最高值82.38%,黑色页岩中存在硅质岩夹层,硅质岩夹层的形成可能与上升流及火山喷发带来的热液有关。高家边组底部与五峰组界限附近主要为黑色页岩。底部非黑色页岩段以粉砂-砂质泥岩与灰白-灰黑色页岩为主。δ~(13)C_(org)在奥陶系—志留系界限附近呈明显负偏移,反映海平面的迅速回升。五峰组与高家边组界限处微量元素氧化还原指标U/Th,V/(V+Ni),V/Cr,Ni/Co,V/Sc指示贫氧-缺氧环境,为有机质的保存提供了有利条件。草莓状黄铁矿的发现也为缺氧环境提供了证据。研究区岩石稀土元素配分型式较平坦,在五峰组和高家边组界限处局部出现Ce负异常,指示还原环境,且在界限附近Eu正异常最为显著,反映热液作用的影响。上奥陶统五峰组黑色页岩段和下志留统高家边组黑色页岩段为深水陆棚沉积,是良好的烃源岩发育区,向上至高家边组非黑色页岩段变为浅水陆棚沉积。五峰组—高家边组黑色烃源岩的形成受到了上升流、热液以及海平面回升等因素的多重影响。     

江苏省下志留统黑色页岩浅井钻探及其页岩气潜力分析

近年来上扬子地区下志留统龙马溪组页岩气勘探开发取得重大突破,属于同一大地构造单元的下扬子地区,其页岩气资源潜力和勘探前景问题日益受到关注。在下扬子地区与龙马溪组层位相当的高家边组,由于地表风化程度较强和出露情况较差等因素,其黑色页岩的分布范围和沉积厚度不甚清楚,直接影响了对下扬子地区页岩气勘探潜力的评价和预测。为此本次研究选择在江苏省南京汤山和句容仑山两地实施黑色页岩浅井钻探。基于5口钻井的岩芯提取,从黑色页岩厚度、地化、岩矿和生物地层学等多个方面揭示了下扬子地区五峰组—高家边组黑色页岩基本特征。分析结果表明:该地区黑色页岩与上扬子焦石坝地区有很好的对比性,至少有4个笔石化石带相互一致。五峰组—高家边组黑色笔石页岩厚度在汤山地区大于80.5 m,仑山地区至少39.5 m,有机质丰度较高,多数TOC含量1.2%~4%,显示了较强的生烃能力。镜质体反射率(Ro)主要在1.5%~2.6%之间,热演化程度以高—过成熟为主,进入生气阶段。黑色页岩有机质以干酪根Ⅰ、Ⅱ1型为主。因此,认为下扬子地区下志留统黑色页岩具有良好的页岩气资源潜力。     

下扬子地区高家边组底部黑色页岩与北美Marcellus页岩地质特征对比

从地层形成的构造古地理环境、地层的厚度及空间展布以及烃源岩的岩性特征等方面,对美国东部阿巴拉契亚盆地中泥盆统Marcellus页岩和下扬子地区的下志留统高家边组黑色页岩作对比研究。结果发现,两套地层形成于相似的古地理环境,都沉积于前陆盆地早期缺氧的闭塞水体中,都是有利于细粒的有机质保存形成黑色页岩的环境。两套地层的分布和埋深都受到同沉积构造及其后期改造作用的相互影响,同时也对其中页岩的空间分布和勘探前景起重要的控制作用。两套页岩都是较好的烃源岩,含有较高的总有机碳(TOC)和脆性矿物,且都达到了高成熟阶段,生气和产气潜力大。相对于Marcellus页岩,高家边组黑色页岩TOC含量较低,埋深更大,而且受到多次构造作用的改造,使得其勘探风险相对较大。     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义*

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套黑色岩系。沉积学研究表明,2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高(2%~6%)、脆性矿物含量高(40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。     

川东南—黔北地区龙马溪组沉积环境及对烃源岩的影响

川东南—黔北地区下志留统龙马溪组发育富含有机质泥页岩,是华南地区海相地层中的优质烃源岩之一,且分布广泛,厚度大,是有利的页岩气勘探区。通过研究区30条野外露头剖面和12口钻井的资料分析,结合岩性、元素地球化学、测井地球物理及古生物等相标志研究,对川东南—黔北地区下志留统龙马溪组沉积环境、沉积演化及其对烃源岩的影响进行了研究,在川东南—黔北地区龙马溪组识别出泥质深水陆棚、泥质浅水陆棚、砂泥质浅水陆棚、砂质浅水陆棚、灰泥质浅水陆棚、灰质浅水陆棚、浊流沉积、台地边缘浅滩-生物礁浊流等8种沉积类型,其中泥质深水陆棚是龙马溪组烃源岩形成的主要沉积环境。通过对沉积环境的研究,认为龙马溪组底部缺氧的滞留环境和缓慢的沉积速率是龙马溪组优质烃源岩发育的主要因素。研究为区内页岩气勘探开发提供有力保障。     

大陆架科学钻探CSDP-2井科学目标及初步成果

大陆架科学钻探（CSDP）,是一个在我国大陆架上实施的以钻探我国陆架区深部地层为目的的科学计划,是介于大陆科学钻探（ICDP）和大洋科学钻探（DSDP,ODP,IODP）之间的大陆架地球科学探索计划。首批两口科学钻探井布设在南黄海陆架上,CSDP-1井的主要目标为第四纪及其环境演化,CSDP-2井则瞄准中-古生界海相地层及其资源环境效应。CSDP-2井的科学目标为揭示中-古生界的地层时代、沉积环境、构造演化,详细标定钻遇地层的地球物理性质,系统评价其油气生储盖特征,以及开发和探索钻探与井中观测等技术。CSDP-2井完井深度2 843.18 m,创造了全球陆架全取心钻探的最深记录,综合取心率97.7%,其中中-古生界取心2 198.10 m,取心率99.3%,先后钻遇第四系-新近系,下三叠统青龙组,二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组和栖霞组,石炭系船山组、黄龙组和高骊山组,泥盆系五通组,志留系坟头组和高家边组。初步建立钻遇中-古生界的岩性剖面、地球物理性质剖面、地层时代和沉积环境格架,厘定印支期和加里东期两个不整合面,以及孤峰组和龙潭组之间的断层滑脱面,并通过对烃源岩系统评价发现4套好的烃源岩。下一步工作将在进一步厘定地层年龄的基础上,深入探讨沉积环境演化、构造和热演化历史,以及结合区域资料恢复古地理环境。     

扬子及周缘地区上奥陶统-下志留统烃源岩发育环境及其控制因素

扬子地区下古生界发育了上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组两套有效烃源岩,查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义.晚奥陶世开始,扬子地区进入碎屑岩陆棚演化阶段;五峰期-龙马溪期,扬子地区主体为局限的深水陆棚环境,总体呈现出浅水陆棚、深水陆棚、次深海共存的古地理格局.沉积体系展布和沉积演化主要受扬子陆块与华夏陆块的汇聚作用控制.扬子地区上奥陶统-下志留统烃源岩的形成与生烃母质生物的高生产力和高埋藏率、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、海平面快速上升以及粘土矿物在有机质富集保存过程中的赋存驻留作用等密切相关.     

下扬子地区晚奥陶世凯迪期—早志留世鲁丹期岩相古地理及其油气地质意义

下扬子地区奥陶—志留纪之交岩相分异明显,发育了多种类型的岩石地层单位,其沉积岩的颜色、岩性、厚度、赋存化石组合等方面存在显著的差别。笔者通过对研究区内野外露头及钻井剖面的考察,总结前人研究成果,利用岩石学、古生物学、生态学及室内分析方法将其划分为滨岸相、孤立台地相、浅海陆棚相、陆棚坡折相、欠补偿盆地相和盆地浊积岩相6种沉积相类型。岩相古地理研究表明,晚奥陶世凯迪晚期,受加里东构造运动影响,华南板内碰撞挤压作用显著,"江南古陆"不断抬升和扩张,直接导致了旧的"台-坡-盆"格局的消失和新的古地理格局的形成,之前发育的自西北向东南方向水体变深的古地理格局彻底转变为北西、南西、南东三面被古陆包围,向东北方向水体加深的古地理格局。晚奥陶世赫南特期,由于南极冰盖凝聚导致的全球海平面下降和气候变冷,扬子地台海域变浅,致使海底盆地上升到最低含氧深度面之上处于充氧水层中,富氧环境代替了缺氧环境,岩相由五峰组黑色页岩转变为更浅水的观音桥层泥灰岩或新开岭层泥岩;江南沉积区长坞组—于潜组的复理石沉积组合转变为更浅水的的文昌组—堰口组近磨拉石沉积组合。早志留世鲁丹期,随着全球海平面重新上升,隆起面积继续扩大,构造围限作用加剧,黑色页岩重新出现。尤其是安徽南部的安庆—铜陵—巢湖一线,江苏中部的南京—句容一线五峰组—高家边组底部的黑色硅质页岩和炭质页岩,笔石带与中上扬子的五峰—龙马溪组具有很好的一致性,厚度均在40～60 m,TOC含量1.2%～4%,具很好的生烃潜力,应视为下一步烃源岩及页岩气勘探开发的重点研究区域。     

黔中隆起及其周缘地区下古生界油气勘探前景与方向

黔中隆起位于上扬子板块东南缘,经历了前震旦纪基底形成、早震旦世裂谷、晚震旦世—志留纪被动大陆边缘、泥盆纪—中三叠世陆内裂谷与克拉通盆地和晚三叠世—第三纪陆内盆地5大演化阶段。该区具有较好的成油气地质条件;发育上震旦统陡山沱组泥页岩和下寒武统牛蹄塘组泥页岩两套区域烃源岩及下奥陶统湄潭组和下志留统龙马溪组局部泥页岩烃源岩,具有很强的生烃潜力;发育上震旦统灯影组白云岩、寒武系金顶山组碎屑岩、高台组—娄山关组碳酸盐岩和下奥陶统—下志留统储层;而牛蹄塘组泥岩和娄山关组膏盐白云岩与上二叠统龙潭组含煤泥岩是该区区域性盖层,湄潭组、龙马溪组为局部盖层;该区保存条件复杂,燕山、喜山构造运动对早期油气藏的改造和破坏较大,是该区油气成藏的主要控制因素,也是该区油气勘探的主要风险所在。研究认为该区油气勘探潜力较大,而安顺凹陷、三塘—百兴凹陷和黔西凹陷整体油气保存条件较好,为最有利天然气勘探区带。     

南黄海盆地二叠系至三叠系沉积体系特征及其沉积演化

南黄海是下扬子板块主体,经过多年的油气勘探,从浅层陆相至深层海相地层仍未取得油气突破,总体勘探和认识程度都较低。根据南黄海地震和钻井资料,充分结合下扬子陆区成果认识,将南黄海二叠系龙潭组、大隆组和三叠系青龙组划分为6大沉积体系：河流沉积体系、三角洲沉积体系、潮坪沉积体系、开阔台地沉积体系、局限台地沉积体系、陆棚沉积体系,并分析了各沉积体系特征。根据二叠系龙潭组、大隆组和三叠系青龙组地震反射特征,可将其划分为4大地震相类型,分析了各地震相的沉积意义。钻井沉积相和地震相相结合,分析了沉积体系的分布特征,龙潭组、大隆组和青龙组沉积体系具有水体西北深、东南浅的分布特征。龙潭组至青龙组沉积时期,经历了两次大规模海侵和两次大规模海退,形成了海平面的上升-下降的旋回式变化,岩性组合上构成了潮坪砂泥岩-潮坪煤层-潮坪砂泥岩-陆棚页岩-开阔台地碳酸盐岩-局限台地碳酸盐岩的沉积演化序列。     

中扬子地区下古生界海相泥-页岩含气勘探远景

利用中扬子区下古生界页岩的野外露头地质剖面、有机地球化学分析数据和钻井显示资料,分析中扬子下古生界页岩气资源勘探远景。研究表明,中扬子区下古生界海相泥-页岩主要以下寒武统水井沱组(或牛蹄塘组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为主。上述2套泥质岩和页岩有机质含量丰富、有机质类型好、热演化程度高,多数已达到成熟—过成熟阶段,是有效页岩气气源岩。中扬子区自加里东以来经历了多期构造运动、构造隆升和挤压作用,改善了页岩储层的储集性能,提高页岩气聚集量。湘鄂西区和江汉平原区南部下寒武统泥-页岩可作为有利页岩气勘探选区,而鄂西渝东区钻井揭示志留系见工业性气流,表明该区志留系页岩气潜力较大。