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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
正文中引用本图/表的段落
筇一段沉积早期,中、上扬子地区经历了大规模海侵[41],U/Th平均值1.42,CIA平均值71.9,指示区内整体处于缺氧的深水环境中,气候温暖湿润,沉积了大套厚层以纹层状/层状强脆性硅质页岩相为主的富有机质页岩,筇一段晚期时U/Th比值和CIA值呈逐步下降趋势,沉积环境逐渐过渡到贫氧、氧化的浅水环境中,气候转变为寒冷干燥(图10)。筇二段-筇三段沉积期间,U/Th比值和CIA值皆呈现早期快速升高,晚期持续降低的趋势(图10),体现了研究区内筇竹寺组3次周期性海平面变化及古气候呈现温湿—干旱的交替变化过程,这一变化特征也很好地印证了前人观点[23, 56, 61]。筇三段沉积期为缓慢海退阶段[23],加之研究区北缘摩天岭古陆和汉南古陆的持续隆升,区内地层抬升,整体处于富氧的浅水沉积环境,气候寒冷干燥,主要发育贫有机质层状中等脆性黏土混合质页岩相,有机质富集条件较差。
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