成烃生物组合对烃源岩干酪根碳同位素组成的影响:以塔里木盆地下古生界烃源岩为例

油气生成的母质是地质历史上沉积有机质,这些有机质是生物体埋藏演化的结果,其中形成具有生烃能力的沉积有机质的那部分生物称为成烃生物。不同成烃生物的碳同位素组成不同,导致不同成烃生物组合烃源岩的干酪根的碳同位素组成明显不同,因而成烃生物及其碳同位素组成是油源对比(特别是高过熟烃源岩)的重要手段。通过对塔里木盆地早古生代各层段烃源岩成烃生物组合面貌的研究,发现从早寒武世早期以底栖藻类为主,到晚寒武世逐渐过渡底栖藻类和浮游藻类共存,从早奥陶世开始,底栖藻类有增多的趋势,但仍以浮游藻类为主。结合烃源岩干酪根碳同位素组成分析,表明以底栖藻类为主的烃源岩干酪根碳同位素一般轻于-34‰,而以浮游藻类为主的烃源岩干酪根碳同位素一般重于-30‰。底栖藻类和浮游藻类在碳源利用以及光合作用对碳同位素分馏差异是导致其碳同位素组成不同的重要原因。     

中国华南陡山沱组烃源岩的形成机制与分布预测

震旦系(埃迪卡拉系)陡山沱组是成冰系(南华系)极端冰期事件结束后首次沉积的泥岩和碳酸盐岩地层,大规模的海侵活动导致在全球广泛发育富有机质黑色页岩,可能是未来深层油气和页岩气勘探的重要烃源岩层.中国华南陡山沱组烃源岩分布广泛,由于受古构造格局、沉积相带等因素影响,烃源岩非均质性强、平面上分布差异大.本文在前人研究基础上,结合3个剖面的有机地球化学、古生物学和沉积地球化学等分析,对比华南10个典型剖面,分别对陡二段和陡四段烃源岩的沉积环境开展分析对比,认为陡二段烃源岩形成于海侵背景下的贫氧环境,陡四段烃源岩形成于海退背景下的缺氧滞留环境;多细胞藻类和疑源类是主要有机质母源.不同相带对比研究表明,台地相烃源岩主要发育在陡四段(TOC平均值为3.61％),斜坡相烃源岩在陡二段(TOC均值为2.20％)和陡四段均发育(TOC平均值为3.66％).烃源岩质量和厚度明显受控于沉积环境和古裂陷地质结构等.结合露头和钻井资料,对华南陡山沱组烃源岩分布及厚度开展预测和编图,提出了优质烃源岩分布的有利区域,为深层油气勘探和页岩气富集区预测提供了依据.     

不同成烃生物的拉曼光谱特征

为了区分不同的成烃生物,本文利用拉曼光谱对烃源岩中两种常见的成烃生物,即浮游藻类和底栖藻类进行了研究。
发现不同生源有机质成烃后的拉曼光谱各具特征。G 峰与D 峰间的位移差能够指示不同成烃生物分子结构中芳环的稠合程
度,D 峰和G 峰的强度比可以反映有机质芳香结构有序度。通过对比不同成烃生物的拉曼光谱参数,发现成烃后浮游藻类
的芳环稠合程度明显小于底栖藻类,芳香结构有序度也低于底栖藻类。相同层位烃源岩中不同成烃生物的G 峰与D 峰位移
差有明显区别,即可以通过拉曼光谱检测芳环的稠合程度来区分不同的成烃生物。D 峰与G 峰强度比不仅受成熟度控制,
而且成烃生物的性质对其有重要的影响,也能作为区分不同成烃生物的参考标准。     

海相烃源岩有机质丰度的影响因素

影响海相烃源岩有机质丰度的因素主要为有机质来源、生物生产率以及沉积环境,其次是矿物岩石作用和沉积速率,其他因素还包括微量元素、物理化学作用、保存条件和演化程度等。以甲藻、颗石藻等浮游藻类为有机质来源的海相烃源岩有机质丰度往往很高,TOC一般大于1%。在高生物生产率海洋区域,海相有机质具有很高的富集程度。海相烃源岩大多形成于弱碱性水、咸水以及弱水动力的还原环境。     

塔里木盆地阿克苏地区下寒武统玉尔吐斯组两套黑色岩系的差异及成因

玉尔吐斯组黑色页岩是塔里木盆地寒武系盐下最具有潜力的烃源岩之一,普遍认为其沉积于统一、相似的沉积环境(斜坡相),而作者的研究结果与上述结论不符。为了探讨两套在岩石矿物组合方面完全不同的黑色岩系分布规律和成因,并重建其各自的沉积模式,本文对研究区12条剖面进行了详细描述、测量,从沉积学特征、岩矿鉴定入手,结合扫描电子显微镜、X-衍射、地球化学等分析手段,着重研究了库勒剖面和于提希剖面两套黑色岩系的沉积学特征和地球化学特征差异。沉积层序、岩石矿物组合、微量元素富集系数、氧化还原敏感元素比值(V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th)、REE+Y配分模式、有机质含量以及饱和烃色谱特征分析结果表明:两套黑色页岩均为有机质高度富集的,处于热成熟生油阶段的海相优质烃源岩(干酪根类型Ⅱ1-Ⅱ2型,第一套黑色页岩TOC均值为5.37%,第二套TOC均值为1.46%),均沉积于海水氧化-还原分层的还原环境,但各自的空间展布规律和控制因素差异较大。建立了热液喷流缺氧模式和斜坡缺氧沉积模式:第一套黑色页岩主要沉积于第一个旋回海侵高峰期水体较深、沉积速率较高的内缓坡,其发育主要受热液喷流活动、微生物活动以及氧化还原条件影响,分布范围广,台内厚,缓坡带薄,靠近台内或台地内部热液喷流中心的裂洼陷主要控制着该套黑色页岩的展布,成烃生物以底栖藻类、细菌为主,少量浮游藻类为辅;而第二套黑色页岩主要沉积于第二旋回海侵初期水体不断变深的中-外缓坡低能带,其发育主要受古生产力、氧化还原条件以及古地形(斜坡陡缓)控制,分布范围局限,外缓坡带厚度较稳定,靠近台内不发育,成烃生物以浮游藻类为主,微生物和低等水生生物为辅,其发育条件则在台缘中-外缓坡更为有利。     

应用TIMA分析技术研究Alum页岩有机质和黄铁矿粒度分布及沉积环境特征

Alum页岩(中寒武—早奥陶世)是北欧一套重要的海相烃源岩,其成熟度跨度从为成熟-过成熟度阶段。由于我国下古生界海相烃源岩均已过成熟,未成熟-低成熟度的Alum页岩是研究下古海相的烃源岩生烃潜力特征的重要参照样品。因此,对这套成熟度较低的Alum页岩的生物组成特征、矿物组成及其沉积环境的分析,可为后续国内外下古生界海相烃源岩的对比研究奠定基础。本文以欧洲上寒武统富含有机质Alum页岩为主要研究对象,在有机碳含量(TOC)和有机岩石学观察的基础上,应用综合矿物分析技术(TIMA)进行扫描,通过细化样品扫描参数,获得了页岩矿物组成、含量及粒度分布。Alum页岩有机质成熟度较低(固体沥青反射率为0.30),TOC含量在11.16%~12.24%之间。有机质主要为浮游藻类降解形成的层状藻类体、底栖藻类来源的海相镜状体和裂缝中充填的固体沥青。TIMA扫描获得的有机质相对质量百分含量为9.79%~10.64%,略低于碳硫分析仪测定的TOC含量;黄铁矿含量为4.17%~4.49%。TIMA扫描获得的有机质与黄铁矿比值与化学法的C/S比值相近,均分布在2.18~2.55范围。粒径分布特征上,有机质粒径主要分布在0.9~27.0μm之间(80%以上颗粒分布在1.2~5.5μm);草莓状黄铁矿粒径分布在0.9~17.0μm之间(小于0.5μm的颗粒占78%以上),反映了缺氧甚至硫化的环境。综合C/S比、有机岩石学与TIMA黄铁矿粒度分布特征,认为该页岩形成于闭塞封闭甚至硫化的沉积水体体系。该研究为油气地质领域的烃源岩(包括页岩)的研究提供了一种新的技术支持。     

内蒙古额济纳旗大狐狸山地区干泉组烃源岩 生物标志化合物特征及意义

以气相色谱、气相色谱-质谱为技术手段,对额济纳旗大狐狸山地区干泉组烃源岩的生物标志化合物进行研究,剖析生物标志化合物指示的母质来源、沉积环境、成熟度等方面的信息.干泉组烃源岩饱和烃气相色谱为”前峰型”的单峰分布,主峰碳以C1s为主,说明有机质来源以海相有机质为主,Pr/Ph介于0.3～0.6之间,指示强还原的沉积环境.干泉组烃源岩具有长侧链的三环萜烷丰富、伽马蜡烷含量高和C27甾烷分布占优势的生物标志化合物组合特征,高伽马蜡烷含量揭示烃源岩有机相为咸水沉积环境,藿烷/甾烷比值的平均值为0.59,表明藻类对有机质的贡献高于细菌.C27甾烷丰度较高,说明低等水生生物藻类是生烃母质的主要生源.干泉组烃源岩甲基菲指数介于0.35～0.50,其折算的镜质体反射率R.为2.00～2.09,与实测的镜质体反射率指示意义一致,说明干泉组烃源岩热演化处于过成熟阶段.     

从塔里木盆地看中国海相生油问题

塔里木盆地厚达 5～ 7km的海相寒武、奥陶系 ,可划分出下、中寒武统和中、上奥陶统两套工业性烃源岩。油源对比证实 :盆地目前保存下来的海相成因工业性油藏 ,主要来源于中上奥陶统泥灰岩。正是因为塔里木盆地比四川、鄂尔多斯盆地多了一套中等成熟的中上奥陶统油源岩 ,所以能够找到海相油田。笔者认为 :海相工业性烃源岩不必很厚 ,但w (TOC)应≥0 .5% ,碳酸盐岩要含泥质 ;海相源岩往往并不发育在凹陷中心 ,而发育在 4种有利沉积相带上 ;碳酸盐岩具有“双重母质”的特点 ,浮游藻类偏油 ,底栖藻类偏气。海相源岩的形成模式有“保存模式”和“生产力模式”两种 ,分别对应于塔里木寒武系和中上奥陶统烃源岩。塔里木古生代克拉通早期活动、晚期稳定、持续降温的演化史 ,有利于海相油气的多期成藏和晚期保存。     

扬子地区晚二叠世吴家坪期沉积环境及烃源岩发育的控制因素

在系统收集研究区资料和前人研究的基础之上,对扬子地区晚二叠世吴家坪期的沉积环境及烃源 岩发育的控制因素进行了探讨。扬子地区吴家坪期沉积环境包括陆地、海陆过渡环境、滨岸、碳酸盐岩台地和 盆地,其中碳酸盐岩台地包括碳酸盐潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘、深水陆棚和台盆。对扬子地区晚 二叠世吴家坪期的沉积古地理进行了总结,绘制了沉积古地理图,主要的古地理单元包括古陆、冲积平原、滨 岸平原、碳酸盐岩台地和次深海。研究区内烃源岩类型多样,包括煤系、碳质页岩、泥岩、泥灰岩和硅岩等, 主要发育在沼泽、湖、深水陆棚和台盆等环境。有机质的来源包括陆源、底栖藻类和浮游藻类。扬子地区晚 二叠世吴家坪期烃源岩的发育主要受当时气候条件、洋流模式和沉积环境的控制。热带潮湿气候和洋流模式有 利于有机质的生产,而局限的沉积环境有利于有机质的保存。     

现代生物物质生烃机制动力学研究

对浮游藻和底栖藻进行了生烃动力学分析,结合热模拟实验和元素分析研究表明,浮游藻和底栖藻富含S、O、N等杂原子,生烃活化能普遍很低,生烃平均活化能为220 kJ/mol左右,开始生烃活化能小于184 kJ/mol,分别于251 kJ/mol和255 kJ/mol时达到90%生烃转化率,能在未熟、低熟期大量生烃。但浮游藻和底栖藻生烃过程较长,有效生烃（生烃转化率10%～90%）期间活化能跨度较大,分别为59 kJ/mol和71 kJ/mol,生烃温度跨度分别是166.8℃和201.2℃,浮游藻生烃速率快于底栖藻。浮游藻和底栖藻生烃碳转化率是61.77%和34.9%,浮游藻有更强的生烃能力,生烃产物主要是非烃和沥青质,是未熟、低熟油的重要烃源。     

塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组硅质岩成因及石油地质意义

塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组是一套岩性复杂的烃源岩,该组中出现了广泛分布的层状硅质岩。层状硅质岩的形成环境较为特殊,对层状硅质岩的成因研究有助于还原玉尔吐斯组沉积时期的沉积背景,从而预测优质烃源岩的分布。利用不同露头剖面的硅质岩样品,通过薄片鉴定、SEM观察、能谱探针、有机碳含量测定等无机-有机岩石学分析认为,玉尔吐斯组硅质岩形成于裂谷背景下的高盐度、碱性封闭水体中,沉积水体的水动力变化使硅质岩具有层状构造和碎屑结构。陆源碎屑、生物以及与裂谷作用同时发生的火山活动为水体提供了硅质来源,热液为封闭水体带来了营养物质,使藻类、小壳类生物在裂谷中生长繁盛;生物的生长富集和特殊水体的良好保存条件,使玉尔吐斯组发育了良好的烃源岩层。硅质岩的岩石学、地球化学特征显示,早寒武世拉张应力条件下的大规模裂谷作用,形成了大范围展布的台内裂陷,台内裂陷环境有利于优质烃源岩的发育,研究区早古生代-新元古代地层有良好的勘探潜力。     

鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源及其油气地质意义

为了查明鄂西五峰组—龙马溪组富有机质页岩的硅质来源，明确不同硅质来源的页岩气地质意义，促进页岩气勘探开发，本文通过系统的样品采集与分析测试，对宜昌地区五峰组—龙马溪组下部黑色岩系的硅质来源、特征及其对有机质富集和储层特征的影响进行了深入研究。结果表明，鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质矿物含量高，过量硅含量在2. 59%~88. 31%，平均27. 91%，且过量硅主要发育于凯迪阶与鲁丹阶的深水陆棚环境；显微镜下可见大量棱角状陆源碎屑石英，硅质岩中可见具有溶蚀边的硅质生物化石，如放射虫、海绵骨针等；页岩样品TiO2与Al2O3平均含量只有0. 63%和12. 41%，且SiO2与TiO2、Al2O3呈现明显的负相关，Si/(Si+Al+Fe)和Al/(Al+Fe+Mn)比值分别为0. 81和0. 77，Eu/Eu*具有明显的负异常，过量硅与U/Th、Ni含量之间相关性不明显，表明鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源以陆源硅和生物硅为主，没有受到热液的影响，且五峰组凯迪阶—龙马溪组鲁丹阶以生物硅为主，向上陆源硅影响逐渐增大。深水缺氧还原环境是生物硅发育的有利条件，但生物硅的发育与古生产力、氧化还原条件没有绝对的正相关线性关系，主要表现为不同来源的硅质矿物含量与TOC峰值之间呈正态分布曲线特征，当Al2O3含量达到10%左右，过量硅含量在40%左右所对应的页岩有机碳可出现峰值，而不是硅质矿物含量越高有机质一定越富集。此外，硅质矿物特别是以微晶方式赋存的生物硅的发育不仅可以有效保护页岩储集空间，还能促进裂缝的发育，极大的改善页岩储层的储渗能力，并为后期获得良好的储层压裂改造效果提供有利条件。     

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组硅质岩地球化学特征及成因

准噶尔盆地西北缘二叠系风城组内的云质岩、硅质岩是致密油藏重要的储集岩,目前对云质岩和与之伴生的硅质岩成因存在较大争议。通过岩心观察和对硅质岩的主量、微量、稀土及硅同位素的综合研究,以期揭示硅质岩的成因。研究表明,风城组中的硅质岩SiO2含量变化范围为55.15%~85.61%,为不纯的云质硅质岩,其内含有较多热水沉积矿物和碱湖沉积成因的盐类矿物。云质硅质岩主要围绕热液喷口分布,它们常与白云岩呈纹层状、条带状互层。云质硅质岩中硼异常富集,硼含量介于90×10^-6~10000×10^-6之间,平均680×10^-6,与盐类矿物硅硼钠石有关,反映了碱湖沉积成因;Sr/Ba值均大于1,Th/U值多在0.62~2.06之间,Sm/Nd值多在0.20~0.24之间。云质硅质岩的稀土配分显示出Eu负异常、Ce负异常或弱正异常及轻稀土相对重稀土富集的特征。δ^30Si值介于0.39‰~1.88‰之间,其δ^30Si和微量元素特征不反映典型热水成因。云质硅质岩的地质产状和地球化学特征共同表明,风二段和风三段云质硅质岩主要为热水和碱湖的混合沉积成因。硅质岩形成受喷口的位置、热水喷流期和各喷口喷流热水的温度等多方面因素的控制,硅质岩形成时存在多个喷口,在相对封闭的高盐度—碱性还原环境下的热水喷流期,热水与碱湖湖水混合,混合水沉积形成硅质、盐类矿物及白云石,最终形成含盐的云质硅质岩;热水喷流间歇期形成碱湖成因的含盐云质岩。     

Upper Silurian lithistid sponge reefs on Somerset Island, Arctic Canada

The Upper Ludlow Douro Formation contains the first reported Silurian sponge reefs. These relatively small (5–35 m diameter), mound-shaped structures contain, on average, 35% lithistid demosponges. Reefs are surrounded by irregular haloes of crinoid debris; abundance and diversity of all fossil groups decreases away from the reefs. Each reef is underlain by a lens of crinoid wackestone to grainstone rich in crinoid holdfasts; trepostomate bryozoans, solenoporacean algae and rhynchonellid brachiopods are locally common. The bulk of each reef consists of lime mudstone with abundant lithistid sponges. This is capped by a thin layer of wackestone with abundant tabulate and rugose corals and fewer lithistid sponges, calcareous algae, trepostomate bryozoans and stromatoporoids. This zonation, in which a sponge colonization community was replaced by a coral diversification community, is similar to that reported from some Middle Ordovician, Upper Jurassic and Holocene sponge reefs. The Douro sponge reefs were relatively low structures, with about 3 m maximum topographic relief. They grew on a broad carbonate platform, probably in warm, tranquil, turbid waters of normal or near-normal marine salinity. Periodic influxes of terrigenous mud adversely affected reef size, and caused biotic changes. Some of the reef lime mud was derived from non-reef sources, but significant quantities were also produced on the reefs. Reefs underwent synsedimentary lithification, bioerosion and minor storm erosion. Fabrics and compositions of sparry calcite in cavities record three generations of meteoric cementation. Originally siliceous spicules of the lithistid sponges were dissolved and the moulds later filled with sparry calcite. Early dissolution of siliceous spicules is common in reef environments, and may have caused fossil sponges to be under-represented in ancient reefs.     

Benthic Foraminifera in Siliceous Black Ore from the Ezuri Kuroko Deposit, Hokuroku District, Japan

Abstract: Abundant benthic foraminifera have been identified in thin sections of the siliceous black ore in the Ezuri Kuroko deposit, Hokuroku, Japan. By treating samples with conventional hydrofluoric acid digestion techniques, sponge spicules and radiolaria have also been recognized in the residue. Under microscopic observations, 94 individual foraminiferal specimens have been detected. However, as it is difficult to identify species or genera by means of microscope observations alone, only a small number of genera have been identified based on morphology. The foraminiferal assemblage is composed predominantly of agglutinated species (83%) with subordinate calcareous species (17%), and is assigned to the Cyclammina Assemblage based on the preponderance of Cyclammina (57%). The foraminifera are generally well preserved within micro‐crystalline to cryptocrystalline quartz, and exhibit no obvious features related to compaction or secondary deformation. Textural observations suggest that the siliceous component of this rock was not derived from an allochthonous block but instead constitutes autochthonous proto‐Kuroko sediment. The Cyclammina Assemblage in the ore is different from recently described foraminiferal assemblages in the vicinity of present deep‐sea hydrothermal vents, but is identical to those found in black shales of the Onnagawa to Funakawa stages in the Green Tuff region. The proto‐Kuroko sediment is assumed to have been deposited in an oxygen‐deficient environment within a closed, deep‐seated basin. The existence of siliceous microfossils suggests that the silica in the siliceous ore did not originate from silica sinter deposits produced by submarine hydrothermal activities, but from a biogenic siliceous ooze, probably composed of diatoms. Sulfide mineralization in the interstices of some of the microfossils is inferred to relate primarily to bacterial sulfate reduction associated with the decomposition of organic matter. The later sulfide mineralization associated with larger crystals (which contain fluid inclusions with homogenization temperatures of approximately 250C) cuts across the siliceous masses and foraminiferal septa, and may have been formed after consolidation of the siliceous ooze, accompanying the formation of acidic intrusive rocks during the late Onnagawa stage.     

The Origin of Bedded Cherts of the Early Permian Gufeng Formation in the Lower Yangtze Area, Eastern China

Bedded cherts occurring in the Early Permian Gufeng Formation in the Lower Yangtze region, eastern China, are nearly 20-80 m in thickness and contain varying amounts of radiolarians and sponge spicules. There are three types of section for the Gufeng Formation: chert, carbonate and chert-carbonate mixing types. Bedded cherts mainly occur in the first and third types of section. The depocentres of silica are marked by some small (not larger than a few thousand square kilometres in area) rhombic or elliptic hollows and their formation was controlled by faults. Argillaceous volcanic rocks in cherts occur as numerous thin layers. Bedded cherts are characterized by higher Fe and lower Al contents, enrichment in such trace elements as As, Sb, Bi, Ga, Au, Ag and Cr, lower total REE abundance, negative Ce anomaly and varying degrees of HREE enrichment. These characteristics are important evidence for hydrothermal cherts. Minor amounts of substances of non-hydrothermal origin are mixed in the cherts. The tempera     

贵州瓮安陡山沱期矿化生物群的研究进展和意义

贵州瓮安陡山沱期矿化（磷酸盐化和硅化）生物群的研究近年来倍受关注，它为研究包括后生动物在内的多细胞生物早期演化提供了十分难得的机遇。最近，由于其中部分磷酸盐化球状化石保存了与某些后生动物胚胎早期发育阶段类似的卵裂特征，被认为是后生动物的休眠卵和胚胎化石。但是，由于至今未发现可靠的囊胚期到原肠胚期和幼体孵化的化石证据，此类化石的动、植物之争一直没有停止。作者近期对该套含磷地层进行了系统的分析研究，除已报道的大量休眠卵和胚胎化石外，还发现保存原肠发育特征的磷酸盐化实体化石、蓝藻细胞集合体、可疑海绵动物化石及类似瓶形的不明化石等。研究表明，陡山沱期矿化生物群具有多样性特征，包含了多种门类的不同类型，是迄今为止全球保存最完好的未元古纪磷质化石库。     

Triact spicules in proterozoic rocks of the Northern Territory of Australia

Triact fragments, probably of sponge spicules, occur in a siliceous rock found in the Proterozoic succession along the coast of the Gulf of Carpentaria in the Northern Territory of Australia.     

陕西紫阳下寒武统黑色岩系地球化学特征及成因研究

通过野外研究发现陕西紫阳下寒武统黑色岩系富含多种矿产且成因复杂，主要由硅质岩、灰岩、碳质硅质灰岩、碳硅质页岩四类组成。据此进行了系统的元素地球化学分析，结果显示研究区黑色岩系富含V、Mo、As、Ba等元素，不同岩性稀土模式曲线总体特征相似指示成因联系密切。四类岩性样品各自的MnO/TiO₂均值接近或小于0.5、V/（V+Ni）均值大于0.57、V/Cr均值大于4.2等特征表明该套黑色岩系形成于浅海—半深海相缺氧还原环境。另外，As和Sb的富集、Zn?Co?Ni图解中投点大部分位于热液矿床区域、Sr/Ba小于1、La/Ce均值接近2.8、北美页岩标准化配分图解的Eu负异常—弱正异常均指示了热液参与下的正常海水沉积环境。研究区地层夹含的硅质岩和重晶石等热水沉积岩反映了同沉积时的热液活动。据此推断沉积环境是海水、热液和生物的共同作用下形成的浅海—半深海相缺氧的还原环境。