建昌盆地五家子地区下白垩统九佛堂组油页岩有机质富集条件及机制

建昌盆地五家子地区下白垩统九佛堂组存在丰富的优质油页岩资源，但现阶段对该地区油页岩富集规律的研究较少，在一定程度上阻碍了该地区的成矿预测和油页岩开发。通过镜下观察、X衍射、地球化学分析、岩石热解等方法，研究了建昌盆地五家子地区下白垩统九佛堂组的有机质富集规律。结果表明：研究区九佛堂组油页岩可依据w (TOC)等于8%为界划分为A段(上部)与B段(下部)，A段生烃潜量(S₁+S₂平均77.12 mg/g)优于B段生烃潜量(S₁+S₂平均29.44 mg/g)；古气候对有机质富集的影响最大，然后依次为古生产力、氧化还原条件、古盐度；建立了研究区咸水缺氧型和半咸水贫氧型2种有机质富集模式。研究结果可对油页岩勘探过程中有利区优选及资源潜力评价提供理论基础。     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段异常高有机质沉积富集因素

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段页岩油资源丰富,其中延长组7段3亚段(长7₃亚段)沉积了一套异常高有机质的黑色泥页岩,总有机碳(TOC)含量高达35.8%,是目前中国陆上"进源找油"的重要战略性接替资源。基于全盆TOC含量统计,对异常高有机质样品(TOC≥6%)开展了元素地球化学特征分析,并结合矿物岩石学以及微体(超微)生物化石的埋藏学特征,探讨了异常高有机质沉积的富集机理及主控因素。研究结果显示:长7₃亚段异常高有机质富集段发育在温暖潮湿气候条件下的陆相淡水—微咸水环境,光照充足、水系发育、具有适量的陆源碎屑输入,草莓状黄铁矿形貌及粒径分布特征指示了底水以"贫氧"条件为主,营养元素含量、磷酸盐化石及金藻休眠孢囊化石埋藏特征等证据均指示沉积期湖盆处于超富营养状态。鄂尔多斯盆地长7₃亚段在高初级生产力水平背景下,动荡的"贫氧—氧化"底水环境和稳定的"贫氧"底水环境均可以形成异常高有机质沉积(TOC≥6%)的规模富集。     

羌塘盆地上三叠统—下侏罗统海相页岩油特征及发现意义

羌塘盆地油气地质调查和浅钻在中生界海相地层发现了页岩油显示。基于露头、岩心样品系统分析测试,研究了海相页岩沉积发育条件与特征,评价了地球化学与储集特征。研究了中生界海相页岩油发育特征,取得以下认识：(1)羌塘盆地发育下侏罗统曲色组和上三叠统巴贡组两套海相富有机质泥页岩,主要由纹层状页岩夹块状泥岩构成。曲色组纹层状富有机质泥页岩位于该地层下部,厚度为50～75 m,主要分布于南羌塘和北羌塘中西部。巴贡组纹层状富有机质泥页岩位于地层中部,厚度为250～350 m,在南北羌塘均有分布。(2)两套纹层状富有机质泥页岩页理发育,同时发育多种类型的微孔隙和微裂缝,脆性矿物含量平均70%,可压裂性强,孔隙度均值5.89%,储集物性好,达到中等—好的页岩油储集层标准。(3)曲色组富有机质泥页岩为Ⅱ₁和Ⅱ₂型有机质,TOC均值8.34%,氯仿沥青“A”含量均值0.66%,残余生烃潜量(S₁+S₂)均值29.93 mg/g,R_o值0.9%～1.3%,达到优质烃源岩标准。巴贡组富有机质泥页岩为混合型...     

中扬子宜昌地区五峰组和龙马溪组页岩发育主控因素

中扬子地区页岩气勘探潜力巨大,但页岩发育机制研究相对滞后。选取宜昌地区临湘组、五峰组和龙马溪组25个样品开展了总有机碳(TOC)和主、微量元素测试,重点调查古生产力、沉积环境和陆源输入等指标与富有机质页岩发育的关系。研究发现:五峰组和龙马溪组下段为富有机质层段,过量硅为生物来源;微量元素中P/Ti、Ba/Al和过量钡等古生产力指标与TOC无关,这可能与P、Ba沉积后期的损耗有关;过量铜、过量镍和过量锌构建的古生产力替代系数与TOC呈正相关性,表明高生产力与富有机质页岩的发育密不可分,这与前人的认识有很大不同;氧化还原敏感元素U、V和Mo在五峰组和龙马溪组下段相对富集,且V、Mo与TOC有良好正相关性,表明还原沉积环境是富有机质页岩发育的必要条件;陆源输入指标Al_2O_3在龙马溪组上段最高,且TOC与Al、Ti和Th呈负相关关系,表明陆源输入增加对有机质具有稀释效应。综上所述,高古生产力、还原沉积环境和较低的陆源输入有利于海相富有机质页岩的发育。     

四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩元素地球化学特征与有机质富集的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对24个页岩样品进行了有机碳、硫含量和主、微量元素测试。分析了主、微量元素含量在剖面垂向上的变化特征及其与海盆古沉积环境的关系,讨论了控制四川盆地奥陶纪—志留纪页岩有机质富集的主要因素。研究结果表明:五峰组—龙马溪组底部约20 m的层段有机碳含量(TOC)较高,达2.2%~7.76%,向上有机碳含量变低(0.81%~1.83%)并趋于稳定。页岩的主要成分为SiO_2(55.67%)、Al_2O_3(10.13%)和CaO(9.51%)。TiO_2和Al_2O_3含量在剖面底部低,向上增大,指示陆源碎屑物质输入增加。富有机质页岩的SiO_2和CaO含量明显高于贫有机质页岩的含量,而Al_2O_3、Fe_2O_3和TiO_2含量较低;同时,在富有机质层段中氧化还原敏感元素Mo、U、V、Ni、Co、Cr和营养型元素Ba明显富集。Ni/Co、V/Cr、U/Th和黄铁矿矿化度(DOPT)指示五峰组沉积时期水体氧化还原条件变化较大,以贫氧—厌氧环境为主,龙马溪组底部水体还原性比五峰组强,为具有一定H2S含量的静海相环境,而中上部则为正常富氧环境。页岩中P和过剩钡(Baxs)含量指示五峰组—龙马溪组沉积期具有高生产力特征,且TOC与氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于氧化还原环境。Mo/TOC与DOPT图解表明控制龙马溪组页岩微量元素富集的主要因素是氧化还原条件,而控制五峰组的则是水体滞留。龙马溪组有机质的富集主要是由海平面升降造成的海水缺氧程度所控制,而五峰组主要是水体滞留造成的海底缺氧使有机质得到了较好的保存。     

重庆南川地区五峰组—龙马溪组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系

利用有机碳、硫以及主量元素和微量元素等地球化学方法,分析了重庆东南部南川县三泉剖面的上奥陶统五峰组黑色页岩、观音桥段泥灰岩、下志留统龙马溪组黑色页岩的沉积环境与有机质的富集关系。结果表明,五峰组中上段和龙马溪组下段为有机质富集层段,Ba、P显示晚奥陶世—早志留世四川盆地内具有较高的生产力水平;V/Cr、Ni/Co和S/C等指示五峰组沉积时为缺氧还原条件,冰期观音桥段为富氧—贫氧环境,龙马溪组为厌氧硫化环境;Mo/TOC表明五峰组页岩受局限盆地控制,观音桥段和龙马溪组为中等—弱滞留环境;Ce异常揭示了冰期前后古海平面的变化对海底氧化还原条件造成的影响;TOC与Ba、Ti/Al的弱相关性表明初级生产力水平与陆源碎屑对五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质的富集影响较小;而与V/Cr、Ni/Co的正相关性则表明缺氧还原的沉积环境是影响五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集的主要因素。     

笔石与页岩有机质的富集关系及其贡献率——以四川盆地南缘YS118井为例

中国南方地区下志留统龙马溪组发育高碳富含笔石的黑色页岩,然而作为页岩重要的生物输入,目前有关笔石对有机质富集的影响、生烃机理等方面的研究则较少,并且关于笔石对有机质的富集作用也还存在着争议。为此,基于对四川盆地南缘典型井YS118井龙马溪组底部的124块页岩样品的笔石丰度、全岩总有机碳含量(TOC)、围岩TOC以及能谱对笔石和围岩的分析测试结果,分析笔石的元素组成,厘清龙马溪组底部优质页岩段纵向上笔石丰度变化特征,探讨P. persculptus带—C. vesiculosus带笔石丰度与有机质富集关系,定量表征不同笔石带笔石体对有机质的贡献率。研究结果表明:①龙马溪组页岩中笔石体碳元素含量较高(27.23%～32.25%),碳元素是笔石构成的主要元素之一;②笔石TOC大于围岩TOC,笔石较围岩更富集碳元素;③全岩TOC明显高于围岩TOC,且笔石丰度与全岩TOC相关性较好,笔石是页岩有机质的重要贡献者;④P. persculptus带和A. ascensus带中的笔石体对有机质的贡献率分别为58.5%、55.3%,笔石是页岩中有机质的主要来源;P. acuminatus带和C. vesiculosus带中的笔石体对有机质的贡献率分别为24.23%、13.65%,笔石和其他生物共同控制有机质的丰度。结论认为,笔石丰度反映了页岩中有机质富集的程度。     

四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气“源-盖控藏”富集

根据页岩气地质理论研究进展和勘探发现,基于"源-盖控烃"论分析了四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集的主控因素。1"源控"主要表现在优质页岩厚度、面积、有机碳含量等物质基础参数控制了页岩的生烃能力和储集能力,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)具有沉积速率低、有机质类型好、有机碳含量高和生烃能力强等特点,具备良好的页岩气发育生烃物质基础;浮游藻类来源的成烃生物有利于大量生烃和有机质孔大量发育,且高有机碳含量保证了发育大量有机质孔并形成三维连通的有机质孔孔隙网络,为天然气提供良好的赋存空间和渗流通道。2"盖控"的盖层包括直接盖层和间接盖层,直接盖层指龙马溪组一段中上部(LM5笔石页岩段及其以上)页岩对五峰组和龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)的封闭;中下三叠统膏盐岩、泥岩间接盖层(区域盖层)保证了一定的压力封闭,使得其下的五峰组和龙马溪组页岩气能有效富集,形成高压富集的页岩气藏(焦石坝、富顺—永川、长宁等地区);在中下三叠统缺失的地区,先存的高压封闭体系被破坏,页岩气保存失去有效性,形成低压—常压富集的页岩气藏(渝东南彭水、云南昭通等地区)。源-盖空间匹配关系的数量(静态匹配)和质量(动态匹配)控制着页岩气富集位置和富集程度。四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)发育厚度大,中下三叠统膏盐岩、泥岩盖层发育,主成藏期在J3—K1以新的地区,是四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集的有利地区。     

渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气勘探前景

在野外露头剖面测量、钻井岩心取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩区域展布、地球化学特征、岩石储集特征及含气性等方面研究渝东北地区下志留统龙马溪组页岩气形成条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组黑色页岩厚度大,自西向东先增厚后减薄,TOC含量高,有机质类型好,热演化程度较高,脆性矿物含量高,有机质纳米孔隙及微裂缝发育,含气量较高,埋深适中,有利于页岩气的形成与富集。采用综合信息叠合研究认为,巫溪-田坝-温泉地区为页岩气勘探开发的有利区域,综合地震资料优选出区带内田坝、文峰区块为有利区块,面积约450 km²,估算页岩气资源量为2×10¹²～3×10¹²m³,具有良好的页岩气勘探开发前景。     

四川盆地龙马溪组页岩的CH4和CO2气体高压吸附特征及控制因素

通过对四川盆地重庆地区下志留统龙马溪组的钻井岩心和野外露头等进行分析,利用高压吸附仪分析了页岩中CH₄、CO₂气体的吸附性能,并采用N₂吸附法、CO₂吸附法、场发射扫描电子显微镜(FE_SEM)和X-射线衍射(XRD)等技术,从孔隙结构、有机碳含量、矿物成分、温度和单位压力变化等方面探讨页岩吸附能力的影响关系。研究表明,龙马溪组页岩CH₄、CO₂吸附曲线具有Ⅰ型等温线特征,用Langmuir模型回归等温线能较好地拟合实验数据;页岩的总孔体积、比表面积与饱和吸附量体现良好的线性相关关系,且正相关;页岩有机质和矿物成分通过控制着微米_纳米级孔隙的相对丰度影响着气体的吸附和储存,微孔、中孔孔体积及孔隙度均随总有机碳含量(TOC)值增加而增大;TOC值越大,页岩的饱和吸附量就越大,二者具有良好的正相关性;吸附气量与黏土矿物含量呈正线性相关,与脆性矿物含量呈现相反的变化规律。温度升高会加快气体解吸速度,降低吸附量;此外,页岩对CO₂吸附能力高于CH₄。     

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组页岩气地质特征及富集规律

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组广泛发育富有机质泥页岩,具有良好的资源勘探前景。通过对本溪组泥页岩的有机地球化学特征、孔隙分布特征、含气性等一系列页岩气成藏条件研究,查明了本溪组页岩气地质特征及成藏富集规律,提出晋祠段富有机质泥页岩为本溪组页岩气有利层段,具有四大地质特征：(1)有机质含量高(平均TOC值为3.06%),且普遍处于成熟—高成熟阶段(R_O值平均为1.84%),有机质类型主要为Ⅲ型,生气能力强;(2)发育微纳米级孔缝,以无机孔为主,部分有机质发育有机质孔,微孔和介孔为页岩气提供了主要的赋存空间,平均孔体积为0.024 m³/g,平均比表面积为11.05 m²/g,具备较好的储集能力,页岩气主要以吸附态存在于孔隙之中,其中压力和有机碳含量是影响泥页岩吸附气含量的重要因素;(3)硅质页岩段脆性矿物含量较高,大于40%,表明储层的可压性较大,有利于后期的压裂开采;(4)具有理想的成藏组合特征,以8#、9#煤层分别为顶、底板,煤层与泥页岩间较大的烃浓度差提供了良好的保存条件,2套煤层之间发育炭质页岩和硅质页岩,高TOC的...     

四川盆地长宁西部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组龙一1亚段页岩岩相划分及意义

四川盆地长宁地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩作为目前页岩气勘探开发的重点目标已取得重大突破。为明确长宁西部地区岩相差异、纵横向分布规律、储层发育特征及其影响因素,基于岩心、X衍射测试、扫描电镜以及各类分析测试资料对长宁西部地区五峰组—龙马溪组龙一₁亚段的页岩岩相进行了细致研究。研究区主要发育硅质页岩相、混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含黏土硅质页岩相、混合质页岩相、含黏土/硅混合质页岩相以及含灰/硅混合质页岩相7种岩相。其中主要分布在龙一₁亚段底部的硅质页岩相因其具有高TOC含量、高孔隙度和高含气性,是研究区最为优质的页岩岩相;其次五峰组沉积时期和龙一₁亚段沉积晚期发育的混合硅质页岩相、含灰硅质页岩相、含灰/硅混合质页岩相和含黏土/硅混合质页岩相,在储层条件上稍差于硅质页岩相,为研究区中等的页岩岩相。综合分析认为,五峰组—龙马溪组龙一₁亚段页岩优势岩相储层形成可能受2个因素共同控制,一是上层富氧而下层缺氧—还原的沉积环境,该类型的沉积环境能够提供大量富有机质的硅质矿物;其次,在后期成岩作用中,充足的富有机质硅质矿物能为储层提供优异的孔隙类型。研究结果将为长宁西部地区页岩气富集区提供岩相学支撑,有利于四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩气的下一步勘探。      

涪陵海相页岩气和元坝—兴隆场湖相页岩气富集条件差异性分析

以四川盆地下古生代海相五峰—龙马溪组和湖相下侏罗统大安寨段泥页岩为研究对象,在岩心观察和样品实验数据分析的基础上,对海、湖相页岩气在富集条件的差异性进行了精细对比研究,明确了富集高产的主控因素。结果表明:(1)五峰—龙马溪组早期陆内拗陷深水陆棚滞留闭塞页岩发育模式,有利于大规模的富有机质泥页岩的形成,富有机质泥页岩具有"高TOC、高孔隙度、富硅质"的特点,同时表现出"高TOC、富有机孔、高含气量"以及"高TOC、高硅质"良好的耦合关系,但其对保存条件要求严格;(2)自流井组大安寨段湖相页岩气虽然普遍具有异常高压的特征,但分布于浅湖、半深湖—深湖相带的富有机质泥页岩连续性差、岩相丰富,不同岩相的TOC、物性以及矿物成分等参数值分异性高,加之有机孔隙总体不发育,含气量较低,TOC与黏土矿物呈明显的正相关关系,使其页岩气富集条件总体不利。结论认为:(1)在明确海、湖相页岩气差异性特点的基础上,有利相带暗色泥页岩是海、湖相页岩气富集高产的基础;(2)良好的保存条件是海相页岩气高产的关键;(3)有利的岩相耦合微裂缝发育更有利于湖相页岩气的高产。     

四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩储层特征及影响因素

四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩气勘探已取得重大突破,其储层研究尤其是优质储层发育的影响因素对四川盆地海相页岩的下一步勘探具有重要意义。在岩心观察和岩石薄片鉴定的基础上,通过扫描电镜和 X 射线衍射等分析,对四川盆地东部下志留统龙马溪组储层特征进行了研究,确定了有利储层形成的主控因素。研究区地层矿物成分以石英和黏土矿物为主,方解石、白云石及黄铁矿等的含量较低;干酪根类型以腐泥型（Ⅰ）为主、腐殖腐泥型（Ⅱ1）次之;TOC质量分数为 0.10%～8.67%,平均为 1.49%,Ro 为 1.63%～2.81%,平均为 2.18%;地球化学特征为富有机质和高-过成熟;储集空间类型可分为孔隙和裂缝两大类,其中粒间孔、有机质孔及构造缝为主要储集空间。四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩储层的发育受沉积环境、页岩脆性及有机质丰度与成熟度等因素的影响。     

四川盆地东北部地区陡山沱组黑色页岩古海洋环境与有机质富集机制

四川盆地下震旦统陡山沱组页岩不仅是重要的烃源岩层系也是页岩气勘探的潜力层位,目前对其黑色页岩古海洋环境演化与异常富有机质形成的响应关系还不清楚,因此制约了盆地烃源岩整体评价与资源勘探部署。为此,基于四川盆地东北部地区（以下简称川东北地区）城口区块陡山沱组二段（以下简称陡二段）黑色页岩沉积相与沉积微相研究、环境特征矿物（草莓状黄铁矿）粒径与形态统计分析结果,以黑色页岩有机地球化学分析及古海洋环境关键元素地球化学指标研究为依据,重建了该区陡二段黑色页岩形成的古海洋环境模式,探讨了古海洋环境演化与有机质富集响应的关系。研究结果表明：(1)陡二段黑色页岩整体为斜坡—盆地相沉积环境,可划分为灰色粉砂质泥岩或泥质粉砂岩、灰色浊积泥岩—粉砂岩、灰黑色块状含钙粉砂质泥岩、黑色薄层富有机质泥岩、灰黑色薄层钙质泥岩5个沉积微相,异常富集有机质层段主要发育于后面2个微相;(2)环境特征矿物（草莓状黄铁矿）粒径与形态统计分析、U与Mo富集系数（UEF、MoEF）分析共同揭示陡二段早期古海洋为缺氧沉积环境,晚期逐渐过度贫氧环境;(3)陡二段古生产力水平整体为低—中等水平,期间有间歇性高生产力沉积期;(4)陡二段...     

川南及邻区龙马溪组黑色岩系矿物组分特征及评价

依据33条露头剖面和1口钻井岩心资料,结合显微镜、背散射、扫描电镜及X射线衍射等分析方法,对川南及邻区下志留统龙马溪组下段黑色岩系矿物组分与TOC的关系进行了研究。研究认为矿物组分对其TOC有一定的影响,硅质型页岩的TOC最高,其次为黏土质型页岩,碳酸盐质型页岩TOC最低。研究区硅质型页岩最为发育,石英和黏土矿物分别以生物和碎屑成因为主,而碳酸盐矿物主要为自生类型。在有机质分布特征的基础上,根据有利烃源岩矿物组分的基本评价标准,对页岩气有利分布区进行了预测。从绥江向NE方向至石柱为页岩气有利区,其中武隆―彭水地区(I1)、赤水―习水地区(I2)、隆昌―永川地区(I3)以及绥江―水富地区(I4)为页岩气最有利区;长宁―叙永地区(II)为页岩气次级有利区。     

下扬子地区中上二叠统页岩有机孔发育特征

下扬子地区中上二叠统发育一套海陆过渡相页岩,其显微组成与海相页岩存在明显的差异,为了研究该套页岩有机孔的发育特征及影响因素,开展了有机岩石学、扫描电镜、氩离子抛光扫描电镜、气测孔隙度和压汞等相关分析。研究表明,中上二叠统页岩中有机孔整体发育较好,但不同有机质组分中孔隙的发育存在明显的差别,具体表现为镜质体内孔隙发育差,固体沥青内发育少量孤立的孔隙,腐泥质内具有丰富的孔隙。黄铁矿或黏土矿物常与有机质形成有机/矿物复合体,复合体内有机孔普遍发育较好,可能与黄铁矿或黏土矿物促进有机质生烃和分解有关。中上二叠统页岩TOC含量与比表面积之间存在明显的线性正相关性,但与孔隙度之间具有复杂的关系,当w（TOC）<6.16%时,孔隙度随TOC含量的增加而增加,而当w（TOC）>6.16%时,孔隙度普遍较低且与TOC含量之间存在微弱的负相关性。孔径分布特征也揭示高TOC页岩的中—大孔体积明显低于低TOC页岩。页岩孔隙结构发育特征表明,TOC含量越高、固体沥青组分以及贫氢组分的含量越高,这些组分占据的矿物孔隙越多,降低了页岩总的孔隙空间,且TOC含量越高,页岩越易被压实,造成中大孔塌陷,进一步降低了页岩的孔隙度。      

湘西北地区志留纪早期龙马溪组页岩储层孔隙结构特征

为揭示湘西北地区志留纪早期龙马溪组页岩孔隙结构特征,以桃地2井龙马溪组页岩样品为例,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射分析(XRD)、碳硫分析(CS)及低温低压N₂/CO₂吸附实验,明确了龙马溪组页岩储层的矿物组分、有机质富集程度及孔隙发育情况。研究表明：1)研究区内页岩TOC为0.22%～3.63%,平均值为1.52%,矿物组分以石英、长石为主,黏土矿物和碳酸盐矿物含量低,部分层位黄铁矿较发育;2)微孔的发育程度主要受有机质含量控制,有机质类型及其成熟度会影响微孔孔径分布;3)孔径为2～40 nm的中孔主要来自有机质孔,黏土矿物贡献较小,其他矿物组分贡献很小;而孔径>40 nm的中孔受有机质和黏土矿物的影响较小,推测可能是粒间孔和微裂缝等非特定组分因素的作用开始增强。该研究成果有望能为湘西北地区页岩气勘探开发提供依据。     

鄂西咸丰地区五峰组—龙马溪组硅质岩地球化学特征及地质意义

为了研究鄂西咸丰地区五峰组和龙马溪组硅质岩的地球化学特征和成因,对咸丰地区沙岭剖面硅质岩进行薄片镜下鉴定、扫描电镜、主量和微量元素等分析测试,并与典型热液成因硅质岩对比。结果表明:研究区五峰组和龙马溪组硅质岩的SiO₂含量较高(平均质量分数分别为83.58%和76.47%),硅质矿物主要为玉髓,含少量微粒状石英和陆源碎屑石英,具有较高的Al/(Al+Fe+Mn)值、较低的MnO/TiO₂值和较高的La_N/Yb_N值。五峰组和龙马溪组硅质岩的w(La_N)/w(Ce_N)平均值分别为1.15和1.06,具有微弱负Ce异常和负Eu异常,与热液成因硅质岩差异明显。研究区五峰组和龙马溪组硅质岩为正常海水沉积成因,以生物沉积作用为主,并伴有陆源输入,沉积环境为大陆边缘的半局限深水陆棚。生物硅含量和TOC含量并不是简单的线性关系,而是具有先增大后减小的特征;放射虫体内大量发育的石英粒内孔和有机质孔可以显著提高硅质岩储集空间,进而改善硅质岩储存页岩气的能力。     

渝东南两套富有机质页岩的孔隙结构特征——来自FIB-SEM的新启示

使用聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)对渝东南地区下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套富有机质页岩的孔隙结构进行了系统观察,并对页岩纳米级有机质孔隙进行了三维重构和孔隙结构参数定量分析。研究发现,五峰组—龙马溪组页岩内层间微裂隙、矿物粒内孔、矿物粒间孔和有机质孔隙均较为发育。其中,有机质孔隙呈蜂窝状均匀发育,孔隙半径集中在3~100 nm,孔隙连通性较好,FIB-SEM三维重构计算有机质孔隙度在9.13%~18.42%之间,岩石总孔隙度中有机质孔隙度的贡献受控于TOC含量;牛蹄塘组页岩内溶蚀孔和粒间孔较为发育,有机质孔隙发育不均匀,孔隙呈扁平状或针孔状,孔隙半径集中在3~25 nm,孔隙连通性较差,有机质孔隙度在1.59%以下,有机质孔隙度对岩石总孔隙度的贡献与TOC含量关系较小,页岩的总孔隙度主要来自于矿物基质孔。FIB-SEM揭示了2套页岩有机质孔隙结构存在较大差异。