海相细粒沉积成因机制与有机质富集模式研究进展

doi:10.11743/ogg20240403

摘要/Abstract

摘要：

综合分析了国内外细粒沉积的特征、成因及有机质富集模式研究进展。海相细粒沉积主要由黏土矿物、石英、碳酸盐矿物和有机质组成，受风力、异轻流、重力流和底流4大搬运营力作用，发育泥纹层和粉砂纹层2类纹层，单一型、顺序型和交互型3类纹层组（层系），块状层、递变层和交互层3类层（层组）。海相细粒沉积发育浊流沉积、底流沉积及远洋-半远洋沉积3种主要沉积相类型及其过渡类型。海相细粒沉积有机质存在高生产力和强保存2种富集模式，高生产力富集模式下黑色页岩主要通过“上升洋流”、“氧含量最低值区（OMZ）”和“近岸透光带缺氧（PZE）”模式形成高有机质富集，强保存富集模式下黑色页岩主要通过“受限盆地”、“改进的受限盆地”、“不规则底形”、“水洼扩张”、“海侵化变层”和“近岸海侵（TN）”模式形成高有机质富集。目前海相细粒沉积成因机制与相模式研究存在的主要问题包括名词术语不规范、不同矿物成分成因不明确，以及细粒浊流沉积、等深流沉积和半远洋沉积难以区分，需要今后进一步研究解决。

关键词: 物质组成, 搬运营力, 层理, 相模式, 有机质富集, 细粒沉积学

Abstract:

This study provides a comprehensive analysis of global advances in the study of the characteristics， origin， and organic matter enrichment model of marine fine-grained sediments. These sediments， mainly composed of clay minerals， quartz， carbonate minerals， and organic matter， are predominantly transported by four geological agents： wind， hypopycnal plumes， hyperpycnal plumes， and bottom currents. They exhibit clayey and silty laminae； single， sequential， and alternating laminasets； and massive， graded， and alternating beds. Covering three major types of sedimentary facies， namely turbidite， bottom current， and pelagic to semi-pelagic facies， as well as their transition types， the sediment demonstrates two organic matter enrichment models under high productivity and enhanced preservation. In the high productivity-derived model， the organic matter enrichment in black shales typically involves upwelling currents， oxygen-minimum zones （OMZ）， and nearshore photic zone euxinia （PZE）. In the enhanced preservation-related model， the enrichment principally involves restricted basins， improved restricted basins， irregular bed form， expanding puddles， transgressive chemocline， and transgressive nearshore （TN） zones. Current challenges in the research on the genetic mechanism and facies models of marine fine-grained sediments primarily include non-standard terminology， undefined origins of different mineral compositions， and the difficulty in distinguishing among three sedimentary facies： fine-grained turbidite， contourite， and semi-pelagic facies. Further research is required to address these issues.

Key words: material composition, transporting agent, bedding, facies model, organic matter enrichment, fine-grained sedimentology

中图分类号:

TE121.3

施振生,周天琪. 海相细粒沉积成因机制与有机质富集模式研究进展[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(4): 910-928. doi: 10.11743/ogg20240403 Zhensheng SHI,Tianqi ZHOU. Advances and perspectives in the study of the genetic mechanism and organic matter enrichment models of marine fine-grained sediment[J]. Oil & Gas Geology, 2024, 45(4): 910-928. doi: 10.11743/ogg20240403

图/表 10

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参考文献 157

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地质时代	地区	盆地	页岩
中、新生代	北美	Saint Joaquin	Monterey
晚白垩世	北美	Maverick	Eagle Ford
晚侏罗世—早白垩世	欧洲	Wessex	Kimmeridge
	欧洲	Barents Sea	Barents Sea
	北美	Louisiana Salt	Haynesville
中侏罗世	欧洲	Causse	Toarcian
早侏罗世	欧洲	Lower Saxony	Posidonia
晚泥盆世—早石炭世	北美	Williston	Bakken
晚泥盆世—早石炭世	北美	Arkoma	Fayetteville
晚志留世—早泥盆世	北美	Appalachian	Marcellus
晚奥陶世—志留纪	北美	Appalachia	Utica
晚奥陶世—志留纪	中国	四川	五峰组-龙马溪组
寒武纪—志留纪	欧洲	Baltic	Alum
	中国	四川	筇竹寺组
	中国	鄂尔多斯	乌拉力克组

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