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川北山前带寒武系筇竹寺组富有机质页岩发育模式
张明何, 魏祥峰, 高波, 戎佳, 刘珠江, 燕继红, 杨琪航, 王佳乐, 刘慧萍, 游浪, 刘自亮
石油与天然气地质    2024, 45 (4): 992-1006.   DOI: 10.11743/ogg20240407
摘要   (38 HTML2 PDF(pc) (4626KB)(30)  

研究川北山前寒武系筇竹寺组富有机质页岩分布、主控因素及沉积模式,对该地区页岩气勘探具有重要意义。利用野外地质调查、钻井和岩心资料,结合岩石薄片鉴定、全岩X射线衍射分析、总有机碳含量(TOC)测定等分析测试资料,研究川北山前带筇竹寺组富有机质页岩的沉积模式、分布及主控因素。研究表明:①筇竹寺组页岩主要为强脆性硅质页岩和中等脆性硅/黏土混合质页岩,根据总有机碳含量(TOC)—沉积构造—矿物组分将其划分为16种岩相类型川北山前带寒武系筇竹寺组页岩主要为富有机质纹层状强脆性硅质页岩相、富有机质层状强脆性硅质页岩相和含有机质层状强脆性硅质页岩相。其中前两类岩相为页岩气主要勘探开发岩相;②富有机质页岩TOC普遍高于2 %,富有机质页岩具南厚北薄、西厚东薄分布的特征,有机质丰度具南高北低、西高东低的特点;③拉张槽及区域内隆-凹相间的古地理格局是筇竹寺组富有机质页岩差异分布的主要原因,区内不均衡构造演化加剧了页岩的非均质性展布;繁盛发育的低等浮游生物及细菌等提供了丰富的有机质来源,早期快速海侵下缺氧的深水环境利于有机质的保存,晚期摩天岭古陆和汉南古陆的持续隆升对有机质富集起抑制作用;④海平面升降和古气候演变控制了富有机质页岩在纵向上呈旋回性分布。



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图3 川北山前带筇竹寺组页岩TOC分级占比(a)、沉积构造类型占比及相应TOC平均值(b)
正文中引用本图/表的段落
页岩TOC是评价页岩气勘探潜力的重要依据,将其纳入岩相划分命名中,能够更准确、快速地体现不同类型页岩中有机质富集程度的差异。根据川北地区野外样品TOC测试结果,参考前人对龙马溪组页岩岩相划分方案[45],将研究区筇竹寺组页岩按照TOC高低划分:TOC≥2 %为富有机质页岩相,约占45.76 %;1 %≤TOC<2 %为含有机质页岩相,约占33.33 %;TOC<1 %为贫有机质页岩相,约占20.91 %(图3a)。并将TOC分级作为岩相综合命名前缀。
依据微观岩石薄片尺度至岩石样品观察尺度,在命名过程中加入沉积构造因素,可以从更为宏观的角度完善岩相划分。通过对研究区野外露头样品及其薄片的观察识别,按照单层厚度将筇竹寺组页岩岩相划分为纹层状页岩相、层状页岩相和块状页岩相(以1 mm和10 mm为界)3种类型,并将沉积构造划分作为岩相综合命名中缀。经过统计,纹层状页岩相最为发育,占比55.93 %,TOC平均值为2.19 %;其次是层状页岩相,占比31.08 %,TOC平均值为2.01 %;块状页岩相占比较少,仅占12.99 %,TOC平均值为1.84 %(图3b)。可见纹层状和层状页岩相为研究区筇竹寺组的优势页岩相。
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