扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式
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中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征董大忠;程克明;王玉满;李新景;王社教;黄金亮【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2010(031)003【摘要】从露头、钻井、岩心等资料出发,以沉积、地球化学、储层及含气性等为重点,对上扬子区下寒武统筇竹组和下志留统龙马溪组页岩气形成的地质条件与特征进行了初步探索,指出上扬子区早古生代的浅海-深水陆棚沉积环境控制了筇竹组、龙马溪组富有机质黑色页岩的发育与分布,深水陆棚沉积中心黑色页岩厚度最大;黑色页岩有机碳含量(TOC)普遍较高,平面上富有机碳黑色页岩(TOC>2%)与深水陆棚相分布一致,纵向上富有机碳黑色页岩集中发育在各组的中下部-底部,连续厚度约30~50 m,有机碳含量在4%以上;黑色页岩脆性矿物丰富、含量大,粘土矿物单一、无蒙脱石,与美国产气页岩相似;基质孔隙、微裂缝发育,成丝状、网状及蜂窝状分布,岩心实测孔隙度为2%~16%,具有较好的孔、渗能力;黑色页岩钻井气显示活跃,岩心含气量在最低工业开发含气门限之上,等温吸附模拟甲烷吸附能力强,综合含气性特征与北美产气页岩类似.总体认为,中国上扬子区下古生界筇竹寺组、龙马溪组具有优越的页岩气形成地质条件,是较现实的页岩气勘探开发领域.【总页数】13页(P288-299,308)【作者】董大忠;程克明;王玉满;李新景;王社教;黄金亮【作者单位】中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083;中国石油天然气股份有限公司,勘探开发研究院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TE122.1【相关文献】1.下扬子皖南地区古生界页岩气形成条件及勘探潜力评价 [J], 黄保家;施荣富;赵幸滨;周刚2.中上扬子地区下古生界海相页岩气储层特征及勘探潜力 [J], 周文;王浩;谢润成;陈文玲;周秋媚3.上扬子区古生界页岩的微观孔隙结构特征及其勘探启示 [J], 曹涛涛;宋之光;王思波;夏嘉4.上扬子区下古生界层序地层格架的初步研究 [J], 梅冥相;马永生;邓军;张海;孟晓庆;陈永红;聂瑞贞;张从5.下扬子北部地区下古生界页岩气形成条件 [J], 赵挺;段宏亮因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
下扬子地区早古生代黑色岩系地球化学特征及其地质意义的报
告,600字
下扬子地区早古生代黑色岩系是中国西部的重要构造单元。
在该地区,从早古生代到中古生代,黑色岩系发育广泛,地质意义十分重要。
本文就此地区早古生代黑色岩系的地球化学特征及其地质意义进行了研究。
首先,在下扬子早古生代黑色岩系中发现了碳酸盐岩、灰质岩、火成岩和花岗岩等多种岩性类型,各个岩性类型的比例不同。
其次,经过对该地区黑色岩系的地球化学分析,发现该地区的黑色岩系综合地球化学特征具有明显的“A-type特征”,以
Al2O3、CaO、K2O、Na2O之比为主要特征,具有玄武岩型、弱酸性和古地壳型等特征。
根据上述分析结果,下扬子地区早古生代黑色岩系的形成过程可能是由岩浆形成,受到地幔柱和地壳液体的共同作用造成的,这是一种复杂的多相多组分岩浆活动,它反映出当时地幔柱和地壳液体的活动特征,同时也反映出当时古地壳和古地幔的演化历史。
同时,下扬子地区早古生代黑色岩系的综合地球化学特征也为我们提供了有关古地壳特征的重要信息,有助于我们更好地理解早古生代地球演化过程。
以上就是对下扬子地区早古生代黑色岩系地球化学特征及其地质意义的研究和报告,希望对大家有所帮助。
早古生代地史特征一.扬子板块地层发育寒武纪海侵广泛,下统为泥沙质和碳酸盐沉积,中上统以镁质碳酸盐为主。
奥陶纪上奥陶发育笔石页岩沉积,中奥陶发育黑色页岩和纹灰岩,上奥陶则以砂砾岩为主志留纪上统为陆相,中统为正常浅海相,下统为笔石细碎屑岩相。
古生物化石寒武纪中上统含有三叶虫和澄江动物群化石,下统化石以浮游和盘虫类为主。
奥陶纪上统含有笔石和小型藻壳腕足类化石,中统含丰富的笔石,下统也见笔石。
志留纪早中期含有四川角石. 彗星虫.三叶虫和各种珊瑚类化石。
沉积相类型寒武纪:早寒武反映比较典型的潮间——潮下带沉积,中寒武滇东地区上升为陆地,下寒武是碳酸盐潮坪带沉积。
奥陶纪:早奥陶属于能量较低的半闭塞台地沉积,中奥陶是半闭塞的陆棚边缘盆地沉积,晚奥陶是滞留盆地沉积。
志留纪:下统为滨海堆积沉积,中统正常浅海沉积,上统为陆相沉积。
沉积厚度寒武纪和奥陶纪沉积厚度不详,志留纪沉积厚度在3000m以上。
地壳运动特征寒武纪扬子区为稳的陆棚相,地势北高东南低,西部康滇古陆始终存在,范围不断扩大,自中寒武起西部古陆不断扩大,形成纵贯西部边缘的康滇古陆,西部古陆和东南部水下隆起影响形成半封闭海盆,气候炎热,海水盐度增加,形成高盐沉积。
奥陶纪海侵扩大,中奥陶海水不段侵覆,晚期海平面下降,形成滞留盆地。
志留纪早中志留纪海域仅限于北部,晚志留海退,海水仅存川滇和残余海盆,其他地区抬升为陆地。
二.扬子板块东南边缘地层发育寒武纪:上统发育黑色灰质页岩,中统发育深灰色,灰黑的质页岩,晚期发育泥质灰岩。
奥陶纪:整体是一套深灰至灰黑色的含碳质,硅质的页岩。
志留纪:仅有下统,主要为泥沙至类复理石沉积。
古生物化石寒武纪有放射虫和海绵骨针,偶见浮游型三叶虫,还有漂浮型的球接子。
奥陶纪主要含有笔石。
志留纪含有笔石,珊瑚,腕足和牙形石等化石。
沉积相类型寒武纪:早寒武代表深水缺氧的还原环境,中晚寒武属于补偿海盆沉积。
奥陶纪:早中奥陶是非补偿滞留还原环境沉积,晚奥陶是浅水浊积相沉积。
下扬子北部地区下古生界页岩气形成条件赵挺;段宏亮【摘要】下扬子北部地区下古生界存在两套富有机质泥页岩.通过野外地质调查、岩心观察、老井复查、分析测试等方法手段,建立了页岩基干剖面,明确了页岩有机地球化学特征、储层特征及含气性,据此优选幕府山组底部、五峰组—高家边组底部页岩为优质页岩段.基于区内构造变形特征,认为南通—如皋、扬中—镇江、扬州—江都地区为页岩气保存有利区.最终,结合页岩平面分布特征、保存条件、页岩埋深等条件,指出幕府山组页岩有利区分布于镇江—扬中、黄桥、南通—如东地区;五峰—高家边组页岩有利区分布于镇江—扬中、泰州地区.【期刊名称】《复杂油气藏》【年(卷),期】2019(012)001【总页数】7页(P11-16,27)【关键词】页岩;幕府山组;五峰—高家边组;构造变形;下古生界【作者】赵挺;段宏亮【作者单位】中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TE122目前国内的页岩气勘探主要集中在中、上扬子区的下古生界海相页岩中[1-4],而在海相页岩同样发育的下扬子地区,则缺乏相应的调查与研究工作。
前人研究表明,下扬子地区下古生界下寒武统、上奥陶统—下志留统富有机质泥页岩分布较广泛,有机碳含量较高,具备良好的生烃条件。
1 页岩发育背景1.1 区域沉积构造背景受多期构造运动控制,位于扬子准地台东北部的下扬子北部地区(图1)先后发育了晚震旦世—晚奥陶世被动大陆边缘盆地、奥陶纪末—早石炭世前陆盆地、中石炭世—早三叠世被动大陆边缘盆地、中三叠世—中侏罗世前陆盆地、晚侏罗世—早白垩世走滑—拉分盆地和晚白垩世—第四纪陆相断坳陷盆地等6期不同性质的盆地[5-6](图2)。
在上述多韵律叠合盆地演化过程中,受全球海平面升降影响和沉积、构造格局控制,研究区于早古生代先后沉积了下寒武统幕府山组(C-1m)、上奥陶统五峰组—下志留统高家边组(O3w—S1g)两套泥页岩层系[7]。
江苏下扬子区中—古生界的成藏条件及勘探思路
秦顺亭
【期刊名称】《海相油气地质》
【年(卷),期】1998(003)001
【摘要】江苏下扬子区的海相中-古生界构造演化经历了前扬子板块、稳定地台和西太平洋活动陆缘等三大阶段。
油气地质条件具有多套烃源岩、两类主要储层、四套区域盖层、多种成藏类型和多期成烃等特征。
原始生烃量以下古生界为主,下寒武统和下志留统的生烃量约占总生烃量的60% ̄80%。
该领域的勘探应本着“整体评价、区域展开、重点突破”的原则,做到“六个结合”和“五个转变”,加快勘探节奏,重在发现,坚持以下古生界为主,大中型
【总页数】5页(P6-10)
【作者】秦顺亭
【作者单位】江苏石油勘探局
【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.8
【相关文献】
1.江苏中-古生界天然气类型及成藏模式分析 [J], 常志铎
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4.黄骅坳陷王官屯地区中—古生界油气成藏条件与成藏模式 [J], 勾琪玮;蒋有录;刘景东;吕雪莹;姜文亚
5.川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏条件及成藏过程 [J], 孙玮;刘树根;王国芝;徐国盛;雍自权;黄文明
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下扬子地区中、古生界海相沉积地层成岩作用特征及其储
集性的开题报告
一、选题背景及意义
下扬子地区地处华南板块边缘,是一个经济发展较快的地区,在石油、天然气等方面都有很好的资源开发潜力。
该地区中、古生界海相沉积地层非常发育,成岩作用是影响该区域储集性的重要因素。
因此,研究该地区中、古生界海相沉积地层的成岩作用特征,探讨其对地层储集性的影响,对于下扬子地区的资源开发和地质调查有着重要的意义。
二、研究内容及方法
本研究将主要围绕以下两个方面的内容进行:
1. 中、古生界海相沉积地层成岩作用特征
本研究将对下扬子地区中、古生界海相沉积地层的成岩作用特征进行研究,包括压实作用、水岩反应作用、热液作用等,通过观察和分析岩石薄片、孔隙结构等进行判别和分类,最终确定岩石的成岩模式、成岩程度。
2. 成岩作用对地层储集性的影响
本研究将进一步探讨不同成岩作用对地层储集性的影响,特别是就不同的储集条件下,成岩作用对地层储集性的局部改造、地层孔隙结构的变化等进行分析,探讨成岩作用对地层产气、产油的影响。
本研究将采取综合实验室分析、岩石薄片观察、储层物性测试等多种方法,通过实验和解剖分析取得实验数据,为该地区资源开发和勘探提供有力的理论支持。
三、研究预期成果
1. 确定下扬子地区中、古生界海相沉积地层的成岩作用特征。
2. 探讨成岩作用对地层储集性的影响,为该地区资源开发和勘探提供有力的理论支持。
3. 提供更多的实验数据和理论依据,为类似区域的地质调查和资源勘探提供典型案例;
4. 在岩石成岩作用的理论研究方面进行部分实用的理论探索,为岩石学的学科建设贡献力量。
扬子地区古生代盆地基底建造特征
单翔麟
【期刊名称】《石油实验地质》
【年(卷),期】1993(015)004
【摘要】扬子地区古生代盆地基底普遍具有双层结构,下层中深变质基底由太古
-下元古界麻粒岩相-角闪岩相、角闪岩相-高绿片岩相变质岩组成,同位素地质年龄为25~31亿年、20~25亿年,反映了陆核、陆块两个不同的发展阶段;上层浅变质基底由中元古界低绿片岩相变质岩组成,同位素地质年龄为10~20亿年,中元古代末的内硅铝造山作用及A型俯冲作用使全区连成不成熟的泛大陆,其西部、北部则发展为低稳定性的克拉通。
【总页数】15页(P370-384)
【作者】单翔麟
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P534.4
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下扬子地区海相中、古生介有机地球化学下扬子地区是一个典型的海相沉积盆地,古生代地质时期,这个地区
曾经是一个广阔的浅海或者海湾。
在这个地区的岩石中,含有大量的古生
物遗骸,这些遗骸是化石油源岩的主要组成部分。
因此,下扬子地区的海
相沉积岩石中,古生介有机地球化学特征明显。
在下扬子地区的古生代岩石中,含有大量的藻类、浮游生物和底栖生
物的遗骸。
这些生物遗骸经过数百万年的埋藏和转化,其中的有机物质被
压缩和加热,逐渐转变成烃类化合物。
因此,下扬子地区的古生代岩石中,含有大量的藻油、蜡质、酚类和芳香族化合物等有机物质。
此外,在下扬子地区的古生代沉积岩中,还含有大量的烃源岩和烃类
化合物。
其中,最重要的是下寒武统的五峰组和同源砂岩,它们是下扬子
地区两个最重要的烃源岩。
这些岩石中,含有高达15%的有机碳含量,是
生物碳的重要贮存场所。
同时,这些烃源岩还具有高度的热成熟度,可以
产生大量的油气。
综上所述,下扬子地区是一个重要的海相沉积盆地,这里的古生代岩
石中,含有丰富的古生物遗骸和烃源岩,具有典型的古生介有机地球化学
特征。
这些地质特征为油气勘探和开发提供了非常好的基础。
扬子陆块下古生界页岩气保存条件分析徐政语;姚根顺;梁兴;熊绍云;何勇;张介辉;王高成;廖勇;石元会【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】早古生代扬子陆块主要发育有下寒武统牛蹄塘组与上奥陶—下志留统五峰—龙马溪组2套富有机质页岩。
受多期造山与多期成盆事件影响,2套页岩在经历广西、印支、燕山与喜马拉雅4期造山事件改造后,上扬子区及中扬子西部改造相对较弱、变形叠加期次最少(2~3期),页岩气保存条件最好、页岩气含量最高、最有资源前景;中扬子东部及下扬子区西部改造强度与变形叠加期次其次(3~4期),页岩气保存条件相对较差、页岩气含量相对较高、资源前景较好;下扬子区东部及扬子陆块周缘山前改造最强、变形叠加期次最多(4期),页岩气保存条件最差、页岩气含量较低、资源前景有限;陆块内部总体以残留复向斜区页岩气保存条件最好。
【总页数】11页(P407-417)【作者】徐政语;姚根顺;梁兴;熊绍云;何勇;张介辉;王高成;廖勇;石元会【作者单位】中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院,杭州 310023;中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院,杭州 310023;中国石油浙江油田分公司,杭州310013;中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院,杭州 310023;中国石油浙江油田分公司,杭州 310013;中国石油浙江油田分公司,杭州 310013;中国石油浙江油田分公司,杭州 310013;中国石化江汉石油工程有限公司,湖北潜江 433123;中国石化江汉石油工程有限公司,湖北潜江 433123【正文语种】中文【中图分类】TE132.2【相关文献】1.湘鄂西地区下古生界页岩气保存条件 [J], 李海;白云山;王保忠;张国涛2.扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式 [J], 徐政语;蒋恕;熊绍云;梁兴;王高成;郭燕玲;何勇;饶大骞3.中上扬子地区下古生界页岩气资源前景分析 [J], 闫剑飞;余谦;刘伟;门玉澎4.四川盆地及其周缘下古生界页岩气保存条件研究 [J], 聂海宽;包书景;高波;边瑞康;张培先;武晓玲;叶欣;陈新军5.扬子地区下古生界页岩气储层低阻成因分析及测井评价 [J], 孙建孟;熊铸;罗红;张洪盼;朱锦江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:20110518;改回日期:20111020基金项目:国家自然科学基金项目“中国南方下古生界海相富有机质页岩裂缝发育程度与主控因素定量关系研究”(41072098);全国油气资源战略选区调查与评价国家专项“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选”(2009GYXQ -15)作者简介:朱定伟(1985-),男,2008年毕业于西北工业大学信息管理与信息系统专业,现为中国地质大学(北京)在读硕士研究生,研究方向为石油构造分析和页岩气构造及裂缝。
文章编号:1006-6535(2011)06-0034-04中扬子地区泥页岩发育特征与页岩气形成条件分析朱定伟1,丁文龙1,邓礼华2,游声刚1,赵松1(1.中国地质大学(北京),北京100083,2.中海油湛江分公司,广东湛江524057)摘要:中扬子地区在震旦系和古生界发育多套海相暗色页岩,在上三叠统—下侏罗统发育了1套高炭泥质煤系地层,在江汉盆地发育2套古近系陆相暗色泥岩。
这些泥页岩厚度大、有机碳含量高、成熟度适宜,与美国产页岩气盆地具有很好的对比性。
在前人对中扬子地区的研究基础上,结合页岩气的最新研究成果,探讨中扬子地区泥页岩的发育特征和页岩气形成条件。
通过分析,认为中扬子地区具备形成页岩气藏的良好地质条件,尤其是鄂西渝东、湘鄂西区、江汉盆地南部和鄂东南具备优先勘探的条件。
关键词:页岩气;泥页岩;形成条件;分布特征;中扬子中图分类号:TE122.1文献标识码:A引言页岩气是指主体上以吸附和游离状态同时赋存于暗色泥页岩、高炭泥页岩及其间夹层状发育的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩地层中,以自生自储为成藏特点的天然气聚集[1],其源岩组成一般为30% 50%的黏土矿物、15% 25%的粉砂质和1% 20%的有机质,多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层[2]。
中扬子地区位于扬子地块的中部,南北以江南断裂和襄樊—广济断裂为界,东西以郯庐断裂和齐岳山断裂为界,主要分为湘鄂西区、鄂西渝东区、江汉盆地区、鄂东南、鄂北山区及周缘地区。
下扬子地区区域地质概况下扬子地区是指扬子准地台在长江下游地段内的范围东和东北到海边,西和西北以郯庐深断裂与华北板块为界,西南到江西九江与中扬子地区相连,南和东南以江绍深断裂与华夏板块为界,跨越江、浙、皖、赣、沪四省一市,面积约22.5X 104km2(图1)。
图1 下扬子地区大地构造位置1.构造演化下扬地区的构造演化大致可以分为以下5个阶段:①太古宙古陆块形成期。
由散布在赤道附近区域众多的硅铝质(或花岗岩质)块体逐渐聚合成大小不等的古陆核②元古宙扬子板块和南方古陆形成期。
中元古代江南俯冲、碰撞带的形成标志着扬子板块完成了南北的拼接。
③早古生代到早、中三叠世海相沉积期。
此时下扬子板块比较稳定。
加里东运动影响较小,沉积厚度大(3000- 10000m ),下扬子部分地区沉积厚度可达上万米。
④中生代印支、燕山运动期。
南方大陆在印支期向华北板块俯冲拼接,碰撞拼接以后,海水全面退出,下扬子地区从此进入陆相盆地的发展阶段,同时形成一套晚三叠世一侏罗纪的类前陆盆地相。
⑤新生代喜马拉雅构造期。
随着亚欧大陆与印度次大陆的碰撞,以及西太平洋岛弧边缘海的出现、拉张为主一挤压为辅的交替改造、大型坳陷与断一坳复合型盆地叠加,现今的构造面貌基本形成。
2.地层与沉积特征下扬子地区的构造古地理演化可主要分为以下几个阶段,震旦到奥陶纪的被动陆缘阶段,加里东期前陆盆地阶段,晚泥盆世-中三叠世的稳定地台阶段,晚三叠世-早白垩世的挤压与火山岩盆地阶段和晚白垩世以来的伸展运动与反转阶段(图2)。
图2下扬子地区主要地层(1)震旦系:震旦系可划分为莲沱组、南沱组、陡山沱组和灯影组。
下扬子地区灯影组主要分布在都昌一休宁、无为、江山一绍兴等地区,为陆棚、滨海和台地沉积,主要为碳酸盐岩和硅质泥岩。
(2)寒武系:下扬子地区寒武系可划分为荷塘组/幕府山组、炮台山组和观音台组。
荷塘组分布广,占据整个皖南和浙西地区,以硅质岩、黑色泥页岩和炭质页岩为主,为深水盆地相沉积。
文章编号:1000⁃0550(2015)01⁃0021⁃15doi:10.14027/ki.cjxb.2015.01.003①国家重大科技专项(编号:2015ZX05068)、中国石油天然气集团公司重大科技项目(编号:2012F⁃47⁃02)与中国石油天然气股份公司科技项目(编号:2012B⁃0504)基金联合资助收稿日期:2014⁃02⁃24;收修改稿日期:2014⁃04⁃25扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式①徐政语1 蒋 恕2 熊绍云1 梁 兴3 王高成3 郭燕玲1 何 勇3 饶大骞3(1.中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院 杭州 310023;2.犹他大学能源与地球科学研究院 盐湖城 UT84108;3.中国石油浙江油田分公司 杭州 310013)摘 要 为了深入探讨扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征、建立沉积模式,系统收集与整理了扬子陆块下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统—下志留统五峰—龙马溪组两套富有机质页岩大量数据,选取贵州省三都县渣拉沟及四川省筠连县昭104井两个典型剖面与井岩芯进行了系统观察与采样,对扬子陆块范围内两套富有机质页岩岩性与沉积相发育特征进行了系统分析。
研究表明,早古生代以来,扬子陆块受被动大陆边缘扩张与陆缘造山挠曲坳陷两类成盆环境影响[1⁃2],牛蹄塘组页岩沉积于被动大陆边缘扩张环境,缘于上升洋流与缺氧事件复合沉积模式,富有机质页岩以扬子陆块东南缘深水陆棚—斜坡相区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高;五峰—龙马溪组页岩沉积于加里东期周缘前陆造山环境,缘于浅水陆棚—闭塞滞留海湾沉积模式,富有机质页岩以中上扬子陆块东南缘深水陆棚区最为发育、厚度最大、有机碳含量最高。
关键词 沉积模式 发育特征 富有机质页岩 下古生界 扬子陆块第一作者简介 徐政语 男 1964年出生 博士 高级工程师 构造地质学与石油地质学 E⁃mail:Xuzy_hz@pet⁃中图分类号 P512.2 P595 文献标志码 A0 引言受传统技术所限,以往油气勘探开发工作主要关注烃源岩周缘颗粒粒径相对较粗、物性(孔、渗等)相对较好的常规砂岩或碳酸盐岩类储层,忽略了颗粒粒径相对较细、物性相对较差的硅质岩或泥质岩类储层。
近年来随着全球常规油气资源份额的逐渐减少,一些储集非常规油气(煤层气,页岩油与页岩气,致密油与致密气)资源、颗粒粒径相对较细、物性相对较差的致密岩或有机岩类储层日渐成为当今勘探开发研究工作的热点领域。
许多学者便于区别,将以往研究的常规储层岩类称为粗粒沉积岩,将现今关注的颗粒粒径小于1/16mm 的硅质岩、泥页岩、黏土岩以及煤岩等非常规储层岩类称为细粒沉积岩,从而极大地丰富了沉积岩石学研究领域,拓展了储层研究范畴,发展了传统沉积学与储层地质学。
包括泥岩、页岩在内的细粒沉积学研究工作可以追溯至上世纪四十年代[3],初期主要注重宏观环境与岩相学研究,如海底水道与海底扇[4-5]、浊流与浊积岩[6]、潮汐流与潮汐岩[7]、淡水湖泊[8]与盐湖[9]环境中泥质岩类沉积、海洋环境中风尘沉积[10]等;至上世纪七十—八十年代逐渐拓展至沉积岩石学[11-12]与沉积建模方面研究,创建了包括深海悬浮沉积[13]、浊流与等深流沉积[14]、潮汐流沉积[15]等在内的多种模式,探讨了陆上湖泊环境中细粒岩沉积成因[16],进行了细粒沉积实验[17]与模拟[18-20]研究,分析了细粒岩沉积机理[21],注意到了富有机质岩细粒沉积建模研究[22];至九十年代逐渐关注到细粒岩沉积微观构造[23]与控制因素方面研究[24]。
本世纪以来随着非常规油气工业的快速发展,富有机质页岩沉积建模与机理研究备受关注[25],目前已建立有多种类型模式,主要包括有上升流模式[22]、大洋缺氧事件模式[22,26-27]、远洋悬浮沉积模式[28-29]、黑海模式[30]、陆缘斜坡—海盆模式[25]、浅水陆棚模式[31-32]、周缘前陆盆地沉积模式[33]以及内陆湖盆沉积模式[34-35]等,认为富有机质页岩沉积与发育需要满足三方面条件,即:①大量的有机物质供给;②快速的沉积速率;③贫氧或缺氧的水体环境。
从有机物富集、淀积与保存三方面限定了沉积环境。
有关扬子陆块下古生界页岩发育与分布特征研第33卷 第1期2015年2月沉积学报ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICAVol.33 No.1Feb.2015究由来已久[36-41],近年来受南方页岩气勘探开发选区与先导试验区建设等方面工作影响,下古生界富有机质页岩发育与分布规律研究成为大家关注的热门话题[42-43];但针对其沉积机理及控制因素研究较少、且争论颇多,目前已提出的沉积学成因模式有上升流模式[44-45]、大洋缺氧事件模式[2,38,46]、滞流海盆模式[47]或称黑海滞流盆地模式[48]、上升洋流与缺氧事件复合模式[49]、深水陆棚—底栖藻席模式[48]以及边缘海盆与斜坡模式[50]等多种类型,笔者结合近年来在这一地区开展的野外地质调查成果与资料仅想在这方面做一初步分析与探讨。
1 富有机质页岩发育特征扬子陆块下古生界主要发育有下寒武统牛蹄塘组与上奥陶统—下志留统五峰—龙马溪组两套富有机质页岩,其中下寒武统牛蹄塘组(或称筇竹寺组)富有机质页岩主要为深灰—黑色页岩、碳质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩和粉砂岩组合,有机碳(TOC)含量一般1%~4%;底段发育碳质页岩与硅质岩互层、TOC含量值达2%~11%,中上段过渡为页岩、粉砂质页岩夹薄层灰岩、粉砂岩,中段底部夹有多层1~20 cm厚的薄层斑脱岩(浅灰—灰白色黏土质火山灰沉积层),页岩单层厚0.5~40m,累计厚度50~100m,最厚可超过200m。
笔者观察到贵州三都剖面本套页岩自下而上颜色逐渐变浅,砂质灰质含量依次增加,硅质减少、有机质含量渐次降低;层理构造由底部薄层块状泥岩与硅质岩互层过渡至下段上部厚层块状泥页岩、炭质泥岩,过渡至中段页理发育的泥页岩夹薄层砂岩、至上段砂质页岩与薄层灰岩互层;沉积环境呈现由深海盆地向半深水陆棚斜坡、向浅水陆棚、台地环境过渡特征(图1)。
地层中放射性元素含量显示页岩下段U+K+Th元素总含量偏高、达70~ 100ppm,中上段偏低、仅15~45ppm(图1)。
据前人成果分析本套页岩生物群以底栖海绵类为主,包含刺胞、节肢、软体等动物以及宏体藻类等生物门类[51];底部夹含斑脱岩层测试的U⁃Pb年龄对应沉积时间早于518±5Ma[52],晚于556±5Ma[49],处在556±5 Ma~518±5Ma之间,与全球寒武纪地层发育时代542Ma基本一致。
上奥陶统—下志留统五峰—龙马溪组富有机质页岩为一套深灰—黑色笔石页岩、碳质页岩、硅质页岩、粉砂质页岩夹泥质粉砂岩组合,有机碳含量(TOC)一般1%~2%;底段富有机质页岩发育、炭质图1 贵州省三都县渣拉沟剖面下寒武统渣拉沟组页岩沉积相剖面图图中U+K+Th元素含量为笔者2013年9月下旬自带的伽马射线谱仪(型号GS⁃512)沿剖面现场采集数据。
Fig.1 Column showing Lower Cambrian Zhalagou Group shalesedimentary facies in Zhalagou section,Sandu countyof Guizhou province含量高,TOC含量达2%~5%,中、上段页岩夹有薄层灰岩、粉砂岩,单层厚1~10m,累计厚度20~40m,最厚可逾100m;下段夹有20~70余层斑脱岩层(蛋青—灰白色黏土质火山凝灰岩)[37,39],单层厚1~2 cm、个别层段厚度可达30cm。
昭104井本套页岩自下而上颜色逐渐变浅、砂质灰质含量增加、有机质含量降低;底部五峰组页岩夹有多层1~2cm厚的薄层斑脱岩(图2中照片),含有大量黄铁矿晶粒(图2中照片),发育有硅质放射虫,页理不发育、呈块状;向上至龙马溪组底部层理、页理逐渐清晰,向上至中上部又呈厚层块状、层理不发育。
本套页岩中下部笔石22 沉 积 学 报 第33卷 图2 四川省筠连县昭104井上奥陶—下志留统页岩沉积相地层剖面图Fig.2 Zhao104Well Wufeng⁃Longmaxi Group shale sedimentary facies of Upper Ordovician⁃LowerSilurian in Junlian county,Sichuan province丰富,可富集成黑色笔石页岩;放射性元素特征与牛蹄塘组类似,中下段U+K+Th元素含量明显偏高、曲线值达200~300API,上段含量降低、曲线值处在150API以下(图2)。
2 富有机质页岩分布特征2.1 牛蹄塘组富有机质页岩分布特征扬子陆块下古生界牛蹄塘组页岩以碳质页岩最为发育、分布范围最广,主要富集于陆块东南及北缘山前;陆块西缘隆起区页岩不发育、较薄,总体相变为粉—细砂岩夹泥页岩(图3,4)[53]。
平面上以陆块东南部浙西皖南、赣北鄂南、湘鄂西、黔东南、滇黔北、川南渝东地区以及陆块北缘苏北、鄂北、川北渝北地区页岩相对较厚,以江南隆起北缘及秦岭—大别—苏鲁造山带南缘邻近区域富有机质页岩累计厚度最大、达40~100m以上,陆块中部相对较薄、一般累计厚度小于60m,整体呈现“南北厚、中间薄”总趋势。
本套页岩有机碳含量特征总体类似,以陆块南、北山前富32 第1期 徐政语等:扬子陆块下古生界页岩发育特征与沉积模式有机质页岩发育区TOC值最高、一般≥2%;中部富有机质页岩发育区TOC值相对较低、一般1%~3%(图5)。
据近年来国土资源部、中石油、中石化、中海油以及相关省区单位在扬子陆块开展的大量页岩气调查与先导试验区钻采工作证实,牛蹄塘组富有机质页岩在陆块西南及东南部大体形成以川南珙县—滇北镇雄、黔东凯里—湘西张家界—湘北常德、浙西常山—皖南宁国为中心的三大富集区(图5)[42-43,54-57],三大区中心轴线总体构成与扬子陆块西南及东南边界相平行,自西向东呈现北北西、北东至北东东向延展的沉积与富集中心。
其中,以西区中心勘探程度最高、列首位,已建有中石油滇黔北昭通和川南威远、长宁三大页岩气先导试验区与富顺—永川页岩气中外合作开发区,钻揭本套页岩的直探深井8口、水平井3口、各类资料浅井6口,初步查明区内牛蹄塘组页岩发育、厚约200m(YQ2井)~520m(昭101井),有机质页岩富集段(TOC均值大于2%)累计厚度接近或超过200m的直探深井4口(YQ2井198.6m、威201井208.2m、昭103井206m、昭101井319m)、处在100~200m间的直探深井4口(威5、宁206、宝1、阳1井);目前该中心有2口直探深井经试采后已获得了日产过万方的产能(威201井1.35×104m3/d、威5井2.46×104m3/d),已初见页岩气工业气流。