中国陆相油页岩含油率与总有机碳的响应机理

为了建立稳定可靠的利用油页岩总有机碳预测含油率的模型，揭示中国陆相不同成因类型油页岩含油率与总有机碳的内在关系极其重要。通过不同类型盆地油页岩钻井取心测试的关键参数，结合沉积学、有机地球化学、热模拟等学科技术，探讨油页岩含油率与总有机碳的响应机理。结果表明：不同盆地类型与沉积背景下发育的油页岩含油率与总有机碳质量分数均呈现良好的正相关性（R²=0.81~0.97）；中国陆相油页岩的成因类型进一步划分为5种类型，制约着含油率与总有机碳的内在关系；油页岩的升温加热模拟呈现3个失重阶段（温度<150、300~550、600~750℃），明确了含油率与总有机碳参数的物理意义；相同类型盆地与沉积背景下形成的油页岩具有相近的母质生源组合，从而具有大致相当的再生烃效率。中国陆相油页岩成因类型的细划、含油率与总有机碳物理意义的明确、油页岩再生烃能力的分析，有助于理解中国陆相油页岩含油率与总有机碳的内在响应关系。     

松辽盆地东南隆起区青山口组一段泥页岩地球化学特征及地质意义

松辽盆地青山口组一段主要为暗色泥岩,并发育多层品质较好的油页岩。对盆地东南隆起区NGN1井泥岩系统取样测试,地球化学分析结果显示:w(Si O2)为44.88%~57.75%,w(K2O)一般比w(Na2O)高,w(Mg O+Fe2OT3)为4.5%~10.01%,表明泥岩中含有较多的含钾矿物和一定的铁镁质成分。样品微量元素PAAS标准化配分曲线显示样品中元素富集、亏损均呈现基本一致的趋势,表明泥岩沉积时期存在一种主要物源。稀土元素球粒陨石标准化后呈现出明显的右倾趋势和Eu的负异常,显示物源来自上地壳。泥岩CIA指数为48~62,Th/U值大都集中在1.48~4,表明泥岩源区经历了低等的风化作用;Th/Sc--Zr/Sc图解显示泥岩中的沉积碎屑没有经历沉积再循环,受原岩成分控制,表明地球化学数据可以进行物源类型和构造环境判断。根据原岩和构造背景判别图解,松辽盆地东南隆起区青一段泥岩物源主要为中—晚侏罗世中酸性喷发岩,并混有海西期和燕山期花岗岩;原岩的构造背景为大陆边缘造山运动形成的大陆岛弧。     

巴格毛德油页岩中稀土元素特征研究及其地质意义

油页岩中的稀土元素（REE）研究不仅可以用于解决岩石地质成因,提供物质来源信息,而且可以对REE含量进行资源评价,有利于油页岩的综合开发利用,具有重要的理论和现实意义。本研究测试并分析了银额盆地巴格毛德凹陷中生界白垩系下统巴音戈壁组（K1b）巴格毛德油页岩REE地球化学特征,分析结果表明,油页岩中的REE总量（∑REE）为94．8×10^-6～178×10^-6,平均值为126×10^-6,低于其围岩的∑REE;轻、重稀土元素含量比值（∑LREE／∑HREE）为2．60～3．45,平均值为3．10。（La／Yb）w为0．57～1．02,平均值为0．89,表明油页岩中LREE、HREE分异不明显,LREE相对HREE富集,属于LREE低度富集型。Eu表现为明显负异常,Ce表现为微弱的正异常,表明了油页岩形成于还原的古湖泊环境。油页岩样品∑REE与其微量元素的聚类分析结果表明,油页岩中的REE主要来自陆源碎屑沉积。油页岩样品δCe与δEu、δCe与∑REE均无明显的相关关系,表明成岩作用对REE的影响十分有限,研究区油页岩的成岩阶段处于未成熟阶段。     

敦密断裂带盆地群油页岩特征及成矿差异分析

古近纪敦密断裂带上分布一系列的含油页岩盆地群。根据盆地间构造-沉积充填、岩石组合和油页岩赋存特征,初步确认盆地群中油页岩沉积于湖盆鼎盛阶段,均形成于古近系始新统路特阶。盆地群间油页岩矿床特征存在明显的差别,由西南向东北,油页岩厚度逐渐变小,其沉积环境由深湖到半深湖,再到湖沼,而有机质来源则由湖泊生物为主,到湖泊生物和陆源有机质双向来源,过渡为以陆源高等植物为主。结合含油页岩层系形成于同一时期和相似的古气候背景下,盆地沉降和沉积充填作用是影响油页岩矿床差异的关键因素。长期处于欠补偿环境,可容纳空间大的湖盆利于巨厚油页岩的形成,随着可容纳空间的减少、陆源碎屑供给的增多,油页岩厚度减薄,分布也变得相对局限。深湖和湖沼成因油页岩品质较好,半深湖油页岩品质较差。     

桦甸盆地桦甸组油页岩段地球化学特征及地质意义

桦甸盆地位于敦密断裂带之上,是我国著名的古近纪含油页岩断陷盆地。其中桦甸组油页岩段发育厚层的泥岩沉积。长期以来对该段油页岩特征研究较多,但对其物源区特征和构造背景研究甚少。对油页岩段厚层泥岩进行系统的地球化学分析结果表明：泥岩中w(SiO₂)整体较低,K₂O/Na₂O值较高(大于1),w（MgO+Fe₂O^T₃）为3.91%~11.66%,Al₂O₃/（Na₂O+K₂O）为3.77~6.29,表明泥岩中含有一定的铁镁质组分和较多的稳定组分。微量元素PAAS标准化分配曲线显示不同样品之间元素富集、亏损趋势不一致,同时稀土元素标准化曲线呈现出稀土含量变化较大、轻稀土富集和明显Eu负异常,表明油页岩段沉积时期存在多个物源。泥岩风化蚀变指数为74~82,Th/U值多集中在4.65~6.07,表明泥岩源区经历了相对中等的风化作用。Th/Sc和Zr/Sc值表明泥岩基本受源岩成分控制。由源岩和构造背景判别图解,并结合前人研究资料得知:桦甸盆地油页岩段母岩主要来自于海西期和燕山期花岗岩以及少量的燕山期中酸性喷发岩;源岩形成于大陆边缘造山带,为大陆岛弧火山岩系。     

陆相深水环境层序识别标志及成因解释：以松辽盆地青山口组为例

陆相盆地深水环境是油页岩、暗色泥岩沉积区域,深水层序研究是勘探开发此类能源的基础工作.但深水沉积多为暗色泥岩沉积,很难准确划分多级层序.在松辽盆地3口全取心井、测井及测试资料分析基础上,发现在深水区域,油页岩层或生物富集层底界面、TOC、含油率、生烃潜量、氢指数、氢/氧指数突然增高点及沉积物密度突变小处、伽马测井坎值均...     

基于测井曲线的小波变换定量层序地层单元划分

盆地中沉积地层具有明显的旋回性,对应不同的测井曲线特征,可以用它来进行层序地层划分。为降低在一个视觉层次上划分地层的人为主观性,使得层序地层单元的划分更加科学,将一维的测井曲线运用小波变换技术拓展为二维时频域,将不同时间( 深度) 尺度的沉积旋回清晰地展现出来。以梅河盆地钻井为例,选取a 值在0. 25 ～ 0. 5 amax区间利用小波时频能量图识别三—五级层序地层学单元特征明显。在小波时频能量图中,层序顶底高能量向中部减弱,进而划分出三级层序界面; 层序内部能量从向大尺度转移--向小尺度转移--趋于稳定--向大尺度转移,反映了体系域从低水位--水进－高水位--水退的垂向变化过程; 其内部每个小的能量团又可以看作是一个准层序。由此建立应用小波变换划分层序地层单元的模型,为层序地层学的定量划分提供了一种新手段。     

古湖泊学研究——以桦甸断陷盆地为例

古湖泊学是研究湖泊系统历史演变的科学,是一门综合性很强的地球科学。本文综述了古湖泊学的定义、研究现状及常用的研究方法,并以吉林桦甸古近纪断陷含油页岩湖盆为例进行了应用。桦甸盆地为小型半地堑盆地,盆地南缘F1断裂控制了古近系湖泊演化特征。桦甸盆地富含油页岩资源,具有开展古湖泊学研究的优势条件。桦甸油页岩具明显的黑白相间的双层结构特征,有机质条带和陆源碎屑颗粒呈现良好的韵律互层,有机质呈现褐色或黑色条带,夹杂石英、长石颗粒的粘土矿物呈白色条带。根据泥岩和油页岩的有机碳含量垂向变化特征,桦甸组古湖泊生产力演化趋势为:中部含油页岩段＞上部含煤段＞下部含黄铁矿段,反映油页岩沉积时,湖盆古湖泊生产力最高。根据油页岩岩石学特征、V/(V＋Ni)、Sr/Ba和B/Ga等元素比值分析,中部含油页岩段时期,表现出一种淡水与半咸水—咸水交替变化的沉积演变过程,可以形成一定程度的盐度分层,使底层水处于缺氧环境,有利于有机质的保存。随着古湖泊学的不断发展,它已经在油气资源勘探开发及全球环境与气候变化等领域发挥了重要作用,但仍存在一些理论及方法问题需要湖泊地质工作者的不断努力与探索。     

抚顺盆地始新统计军屯组油页岩地球化学特征及其地质意义

本文在野外实测剖面基础上,对抚顺盆地始新统计军屯组油页岩开展较为详细的地球化学特征研究,根据微量元素富集程度、元素比值变化及生物标志化合物特征等,探讨了油页岩的有机母质来源、沉积环境及其对油页岩成矿的控制.油页岩中微量元素主要有Li、Ti、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Mn、Sr、Ba、Zn、Ga、Rb和cd.有机碳含量较高,平均为12.90%,氯仿沥青"A"组成中饱和烃馏分占优势,有机质以腐泥型为主.样品中检测出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾类化合物和萜类化合物.在GC谱图上,正构烷烃呈"前低后高"双峰式分布,主峰碳数分别为nC17,或nC27、nC19或nC_27,nC_31/nC_17为1.12～17.38,重烃组分占优势,CPI值为1.55～1.77,OEP值为1.61～1.81,Pr/Ph为1.53～2.08.甾类化合物以规则甾烷为主,其次为重排甾烷,孕甾烷丰度极低,规则甾烷C_27-C_28-C_29ααα20R构成近对称的"V"字型,∑(C_27+C_28)/∑C_29比值为1.11～1.19,∑C_27/∑C_29比值为0.63～0.77.萜类化合物以C_30藿烷占优势的五环三萜烷为主,含少量三环萜烷,检出少量奥利烷,几乎未见四环萜烷和伽马蜡烷.元素丰度及饱和烃色谱/质谱特征表明抚顺油页岩有机母质来源具水生生物和高等植物双重生源特征;Sr/Ba、V/V+Ni等元素比值,结合生物标志化合物特征及野外地质观察,揭示油页岩形成于淡水缺氧半深湖-深湖环境.湖泊自身生产力为油页岩的形成提供了主要的有机母质来源,稳定缺氧环境有利于有机质的堆积和保存.     

中国油页岩富集与地质事件研究

油页岩是一种有机质富集的细粒沉积岩,高古湖泊生产力和稳定的还原环境是油页岩成矿的关键。越来越多的学者研究发现,在含油页岩沉积组合序列中,经常出现火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等地质事件。通过对全国50个盆地、95个含矿区油页岩成因和分布规律的总结和归纳,揭示出火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等事件不同程度地改变古湖泊水体条件,引发湖泊表层高生产力,促进藻类勃发和微生物繁盛,并形成稳定的湖泊分层环境,成为油页岩富集的有利因素。但若过量的火山灰、频繁火山爆发释放大量气体、高温高压的间歇性热液流体以及频繁的重力流作用将不利于油页岩富集。针对这些地质事件研究,目前还只停留在对单个事件的分析,未来需要从地球系统科学整体出发,促进沉积学、地球化学、微生物学等多学科交叉,揭示非常规油气资源沉积富集与重大地质环境突变的生态循环过程,进一步深入加强多种地质事件耦合作用对油页岩成矿影响,丰富非常规油气沉积学理论。