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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4 川北山前带筇竹寺组页岩矿物组分饼状图(a)和三端元投点图(b)
Ⅰ.差脆性黏土质页岩相;Ⅱ.强脆性硅质页岩相;Ⅲ.高脆性碳酸盐岩质页岩相;Ⅳ.高脆性混合质页岩相;Ⅴ.中等脆性中黏土质页岩相;Ⅵ.中等脆性硅/黏土混合质页岩相;Ⅶ.中等脆性碳酸盐岩/黏土混合质页岩相;Ⅷ.高脆性硅/碳酸盐岩混合质页岩相;Ⅸ.高脆性中硅质页岩相;Ⅹ.高脆性中碳酸盐岩质页岩相
正文中引用本图/表的段落
全岩X射线衍射分析测试表明,研究区筇竹寺组泥页岩的主要矿物成分为石英(平均含量42.7 %)、黏土矿物(平均含量29.3 %)和长石(平均含量19.4 %),此外还含有少量的碳酸盐岩矿物、黄铁矿及其它矿物(图4a)。考虑到矿物组成特征对页岩可压裂性的影响,将脆性矿物含量加入到岩相划分中。页岩中常见的脆性矿物为石英、长石、方解石和白云石,其中石英和长石的脆性最强,一般认为页岩气藏中脆性矿物的含量大于40 %才具备商业开发价值,因此将脆性矿物含量以40 %和60 %为界划分为差脆性、中等脆性和高脆性,而石英+长石含量≥60 %则划分为强脆性[44]。同时,将黏土矿物含量、长英质矿物含量(石英+长石含量)和碳酸盐矿物含量(方解石+白云石含量)以40 %和60 %为界进行三端元投点(图4b),发现筇竹寺组主要发育强脆性硅质页岩相(Ⅱ类),其次为中等脆性硅/黏土混合质页岩相(Ⅵ类),少量发育高脆性中硅质页岩相(Ⅸ类),将此方案作为岩相综合命名后缀。
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