下扬子地区幕府山组古环境和构造背景:来自细粒混积沉积岩系元素地球化学的证据

扬子地区寒武纪纽芬兰世广泛发育富含有机质的黑色细粒混积沉积岩系,开展细粒混积沉积岩的元素地球化学研究,对于恢复沉积期物质来源、源区构造背景、古气候、沉积环境及演化,以及泥页岩储层评价和页岩气勘探具有重要理论和现实意义。本文利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩芯、岩石薄片、XRD分析、ICP-MS分析等手段,开展寒武系纽芬兰统幕府山组细粒混积沉积岩系的地球化学研究。结果表明,幕府山组为一套形成于局限海湾—碳酸盐岩台地—潮坪体系的细粒混积沉积岩系,岩性以深灰色、黑色(含钙质碳质)泥岩、浅灰色泥质灰岩为主,夹云灰岩、泥晶灰岩、白云岩、含陆屑碳质灰岩、安山岩和角砾岩。幕府山组沉积期,具有干旱炎热-温暖潮湿交替的古气候,总体指示正常盐度的浅水-较深水古海洋环境,垂向上显示从贫氧—缺氧到滞留硫化环境的演变。幕府山组细粒混积岩物源来自江南造山带和南京台地,源区岩石未曾经历沉积再循环作用,形成于大陆岛弧和活动大陆边缘构造背景。具有相对高海平面的近岸局限海湾、半封闭滞留还原环境、较高的有机碳含量和古生产力水平,是形成富有机质黑色细粒混积沉积岩系的有利条件。

下扬子地区幕府山组陆缘海-台地黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构特征

黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构研究对于沉积环境恢复、页岩气储层评价和有利储层预测具有重要意义.利用下扬子地区最新完钻的XYZ⁃1钻井资料,综合钻井岩心、岩石薄片、XRD分析、氩离子−场扫描电镜等手段,开展幕府山组细粒沉积岩系的沉积学和孔隙结构研究.结果表明,幕府山组岩性组成以块状、纹层状深色(碳质)泥岩、浅灰色纹层状泥质灰岩、泥晶灰岩为主,夹泥灰岩、云灰岩、陆屑灰岩和白云岩、安山岩、角砾岩等,以含硅质粘土质混合页岩相和含硅质粘土质页岩相为主,属于下扬子海盆的陆架浅海碳酸盐岩台地−深水海湾−潮坪环境.幕府山组黑色细粒沉积岩孔隙类型多样,有机孔为2~200 nm,面孔率为2.86%~15.90%,孔隙分布较均匀,但总体连通性较差,部分与脆性矿物或粘土矿物共生的有机孔分布不均匀.无机孔以粒内孔、粒间孔、溶蚀孔为主,部分为晶间孔和矿物层间孔.除黄铁矿晶间孔外,大部分无机孔均大于2μm,最大可达50μm.细粒沉积岩中的微裂缝广泛发育,构造微裂缝形态复杂,缝宽一般20~500μm,常常被方解石和石英充填.成岩微裂缝长度一般大10μm,缝宽50~200 nm.幕府山组顶部深水海湾相和底部泥坪−蒸发台地相黑色细粒沉积岩TOC含量为2.66%~21.27%,平均值为6.30%,有机孔、无机孔和微裂缝发育,粘土矿物和脆性矿物含量较高,具备优质页岩气储层发育的有利条件.