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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6 川北山前带筇竹寺组典型岩相特征
a. 富有机质纹层状强脆性硅质页岩相,黑色炭质页岩,白云村剖面,距底115.5 m,筇三段,TOC=3.13 %,岩心照片;b. 富有机质纹层状强脆性硅质页岩相,粉砂质泥岩,程家坝剖面,距底57.6 m,筇二段,TOC=2.56 %,单偏光显微照片;c.富有机质层状强脆性硅质页岩相,灰黑色炭质页岩,云雾山剖面,距底74.7 m,筇二段,TOC=7.68 %,岩心照片;d.富有机质层状强脆性硅质页岩相,粉砂质泥岩,程家坝剖面,距底56.2 m,筇二段,TOC=2.34 %,单偏光显微照片;e. 含有机质层状强脆性硅质页岩相,灰黑色粉砂质泥岩,光雾山剖面,距底28.0 m,筇一段,TOC=1.94 %,岩心照片;f. 含有机质层状强脆性硅质页岩相,泥质粉砂岩,花街村剖面,距底40.0 m,筇一段,TOC=1.19 %,单偏光显微照片
正文中引用本图/表的段落
主要形成于具有厌氧和高还原性的深水陆棚沉积环境中,TOC较高,平均为3.16 %,主要岩性为灰黑色炭质页岩和粉砂质泥页岩(图6a)。硅质矿物平均含量为75.07 %,具有强脆性,黏土矿物含量较低,平均21.80 %,碳酸盐矿物基本不发育,平均含量仅0.42 %。镜下可见粉砂质水平纹层或变形纹层,由富有机质泥质与细粉砂组成(图6b)。该岩相是研究区筇竹寺组中最为发育的岩相类型,占比32.40 %,主要发育在云雾山、朱家坝剖面、程家坝等剖面的底部。
主要沉积在相对低能、缺氧的还原环境中,TOC最高,平均为3.37 %,岩性以灰黑色-黑色炭质页岩为主(图6c)。硅质矿物含量极高,平均为74.72 %,黏土矿物平均含量为24.76 %。镜下见少量细粉砂级石英颗粒均匀分布(图6d),露头样品中成层性较好(图6c)。该岩相占比8.50 %,主要发育在云雾山剖面。
主要形成于深水陆棚和浅水陆棚的过渡环境中,TOC平均为1.48 %,主要岩性为灰黑色-深灰色页岩、含粉砂页岩和粉砂质泥岩(图6e)。硅质矿物平均含量为71.61 %,黏土矿物平均含量为21.86 %,碳酸盐矿物平均含量仅2.92 %。镜下颜色主要为灰黑色,内部充填石英颗粒(图6f),单层厚度普遍在2~5 mm。薄片下该岩相占比14.10 %,主要发育在云雾山、光雾山和花街村剖面。
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