川北山前带寒武系筇竹寺组富有机质页岩发育模式 石油与天然气地质    2024, 45 (4): 992-1006.   DOI: 10.11743/ogg20240407

图7 川北山前带筇竹寺组富有机质页岩分布（剖面位置见图1a）

正文中引用本图/表的段落

根据川北山前带筇竹寺组露头岩性变化、野外仪器打点数据和TOC含量等特征，综合对比区内钻井资料及前人对筇竹寺组的划分方案［36， 46］，认为研究区下寒武统筇竹寺组自下而上可分为筇一段、筇二段和筇三段（图7）。

受海平面周期性变化的影响，不同区域内筇竹寺组富有机质页岩在纵向上具有相似的规律，即自筇一段到筇三段页岩有机质丰度呈旋回性递减、富有机质页岩厚度逐渐减薄的特点（图7）。①筇一段沉积期，川北山前带沉积区主要受到来自南—东南向的大规模海侵作用［36， 46］，筇竹寺组底部沉积了大套富有机质页岩，其主要岩性为灰黑色-黑色炭质页岩和含粉砂页岩等，主要岩相为富有机质纹层状/层状强脆性硅质页岩相。②筇二段沉积期，海侵作用减弱，页岩有机质丰度降低、厚度减薄，主要发育灰黑色页岩和粉砂质泥岩等，岩相以富有机质纹层状强脆性硅质页岩相和含有机质纹层状强脆性硅质页岩相为主。③筇三段沉积期，川北山前带沉积区开始发生海退［47］，同时随着北部摩天岭古陆和汉南古陆的持续隆升［47-48］，研究区整体水体变浅，富有机质页岩极少发育，有机质丰度变低，沉积岩性以粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主，主要岩相为贫有机质纹层状强脆性硅质页岩相。

横向上，筇竹寺组富有机质页岩的分布主要受区内隆-凹相间的古地理格局控制而呈现较大差异。研究区西部云雾山和白云村剖面位于绵阳-长宁拉张槽内，拉张裂陷作用强烈［43］，在强迫式快速海侵下自下而上沉积了多套富有机质页岩，有机质丰度高，且该区可能受硅质热液的影响［43］，石英含量极高（平均为71.68 %），富有机质页岩主要发育纹层状/层状强脆性硅质页岩相；位于南江西的花街村、代弓村和杨坝等剖面则受西部拉张槽和东部坳陷的双重控制，富有机质页岩主要沉积在筇一段和筇二段的底部，其岩相主要为纹层状强脆性硅质页岩相；南江东的程家坝和朱家坝剖面主要受区内坳陷的控制，富有机质页岩在筇一段到筇三段之间连续沉积，其岩相主要为纹层状强脆性硅质页岩相和纹层状中等脆性黏土混合质页岩相。研究区东部的小洋剖面由于离古隆起较近，沉积水体较浅，有机质丰度低，基本不发育富有机质页岩（图7）。

晚震旦世—早寒武世，川北山前带沉积区经历了2次大规模的构造活动事件：①灯影组沉积期间发生以升降运动为主的桐湾运动，区内地层发生大规模抬升剥蚀，差异性隆升形成隆-凹相间的裂谷盆地格局，导致早寒武世沉积基底凹凸不平，沉积厚度变化较大［49］。②早寒武世麦地坪组-筇竹寺组沉积期发生以地壳拉张作用为主的兴凯地裂运动，区内形成了大量断层和裂缝［50］，同时促进了绵阳-长宁拉张槽的发育［8］。区域性隆-凹相间的古地理格局奠定了筇竹寺组页岩差异性分布的基础：拉张槽（白云村和云雾山剖面）及区内坳陷（SZY1井和程家坝等剖面）由于具有足够的可容纳空间，且长期处于安静的深水滞留沉积环境，沉积了大套以纹层状/层状强脆性硅质页岩相为主的高品质富有机质页岩；而位于隆起区附近的小洋和黄家营等剖面则由于构造抬升地层剥蚀严重，且沉积水体较浅，富有机质页岩极少发育，有机质丰度较低，主要发育贫有机质层状中等脆性黏土混合质页岩相（图7—图9）。

综述所述，尽管筇竹寺组氧化还原条件、古水深和古气候等古地理环境呈周期性变化，但筇竹寺组整体上是从早期缺氧（硫化）深水、温暖湿润的沉积环境向晚期富氧浅水、寒冷干燥的沉积环境持续性转变，且U/Th比值和CIA值皆与TOC具有较好的正相关性（图11a，b），这也导致富有机质页岩在纵向上呈现旋回性分布的特点（图7）。

本文的其它图/表

• 图1 川北山前带野外剖面位置、研究区周缘构造划分（a）及筇竹寺组地层综合柱状图（b）
  
• 图2 川北山前带筇竹寺组沉积厚度
  （井位和野外剖面上方数字为地层厚度，m。）
  
• 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）
  
• 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
  
• 图5 川北山前带筇竹寺组页岩三端元四组分岩相划分方案（a）和岩相类型占比（b）
  
• 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
  
• 图8 川北山前带筇竹寺组富有机质页岩TOC平均值分布
  （井位和野外剖面上方数字为页岩TOC，%。）
  
• 图9 川北山前带筇竹寺组富有机质页岩厚度分布
  （井位和野外剖面上方数字为页岩厚度，m。）
  
• 表1 川北山前带富有机质页岩沉积区分类
  
• 图10 广元市旺苍县花街村剖面筇竹寺组氧化还原条件与古气候演化柱状图
  
• 图11 广元市旺苍县花街村剖面总有机碳含量与氧化还原条件（a）及古气候（b）关系
  
• 图12 川北山前带筇竹寺组富有机质页岩沉积模式