川南地区龙马溪组黑色页岩发育环境与有机质富集机制

发布时间：2020-06-09 18:20

【摘要】：四川盆地及周缘龙马溪组是我国页岩气勘探重点层系。作为页岩气主力产层,龙马溪组富有机质页岩段的发育机制研究具重要科学意义。与其他黑色页岩层段显著不同的是,龙马溪组页岩沉积于奥陶纪末期的冰期之后,且富笔石化石。因此,从地球系统观的角度,探讨重大地质转折期古气候、古生物和古沉积环境的演变,及其对有机质富集的控制作用,将有助于进一步理解黑色页岩发育机制。本研究系统采集川南地区宁203井龙马溪组黑色页岩样品,进行有机碳、主微量元素、矿物组成等分析以明确有机质富集程度和沉积水体的氧化还原程度,并利用电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)进行笔石原位多元素成像分析,探索不同水体环境下的有机质富集机制,取得如下认识:(1)宁203所在位置在早志留世为浅水陆棚沉积环境,有机碳分析数据显示富有机质层段位于为龙马溪组下部,总厚度为30m,总有机质(TOC)均值在3%以上,向上逐渐降低。通过岩心观察、手标本鉴定以及显微镜拍照发现笔石多呈银白色薄膜形式存在,笔石形态多为细长或短粗状,沿泥页岩层面以无序叠加或聚集式保存,单层丰度变化大。统计发现TOC含量与笔石丰度呈良好正相关性,指示有机质富集机制与笔石化石成因具相似性。(2)对宁203井龙马溪组页岩主微量元素的地球化学指标分析表明,龙马溪组下段富有机质页岩沉积于缺氧环境,向上逐渐变为含氧环境。TOC含量与氧化还原敏感元素指标有着良好的相关性,表明有机质保存于缺氧环境有关。同时高的Mo元素含量和富集程度可能指示了硫化的沉积环境,结合黄铁矿化笔石原位成像的数据分析结果,提出在赫南特冰期刚结束时,底部为弱含氧的孔隙水硫化环境。(3)利用LA-ICP-MS实现了龙马溪组笔石的原位多元素扫描成像,发现碳质薄膜笔石体表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,结合Sr/Ba值则明显低于围岩,指示黏土矿物包埋是笔石碳化保存的主要途径。结合TOC、黄铁矿、黏土矿物含量和δ~(13)C_(org)的全剖面变化情况及相关性分析,进一步提出早期微生物席繁盛和后期硫酸盐还原菌繁盛导致水岩界面孔隙水普遍缺氧,是笔石和有机质大量埋存的主要原因。
【图文】：

技术路线图,论文,岩心样品,中石油

图 1-1 论文技术路线图1.4 主要完成工作量以宁 203 井位主要研究对象，对宁 203 井志留系龙马溪组黑色页岩进行了采样，共采集岩心样品 64 件，进行了主微量元素以及 TOC 测试，并再绘制了 TOC垂向变化图之后选取了下部高 TOC 的深度，制作了薄片，并进行了激光剥蚀扫描，目前已完成逾 600 样次的分析测试项目(含主量、微量元素及热解有机碳等)，，，论文工作开始于 2017 年 9 月，历时一年半年，主要完成工作见下表 1-1：表 1-1 主要完成工作量统计表序号工作量单位数量完成地点1 岩心样品采集件 63 中石油勘探开发研究院2 薄片鉴定片 4 中石油勘探开发研究院

域构造,冲断带,凉山,峨眉山

盆地(邓康龄, 1992)。北为米苍山隆起—大巴山褶皱带，南为峨眉山-凉山冲断带，西为龙门山造山带，东为湘黔鄂冲断带，盆地南部及周缘地区主要为峨眉山-凉山冲断带与湘黔鄂冲断带所夹限的区域(曾祥亮等, 2011; 蒲泊伶等, 2010)(图2-1)。在早志留世，上扬子地区处于乐山－龙女寺、黔中、江南三大古隆起之间，形成了相对闭塞的海盆环境，深水陆棚沉积主要在川东北、川东－鄂西、川南三个区域，沉积了一套富有机质黑色页岩(梁狄刚等, 2009)。本次研究的研究区主要位于长宁地区，地理位置位于四川盆地南部，在志留系处于沉积中心的位置。图 2-1 四川盆地区域构造图(据蒲泊伶，2010)
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.13

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