湘鄂西下寒武统牛蹄塘组黑色页岩发育特征及沉积环境

湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组是我国南方页岩气勘探的重要目标。通过鄂西古城村和湘西岩屋潭2个剖面的下寒武统牛蹄塘组黑色页岩层系的岩石学特征与地球化学分析,开展了黑色页岩沉积的物源和构造背景研究,并探讨了其沉积环境。研究结果表明:(1)鄂西古城村和湘西岩屋潭2个剖面的牛蹄塘组黑色页岩沉积差异明显,古城村剖面牛蹄塘组页岩主要为泥质页岩,厚度小,底部发育少量硅质页岩;岩屋潭剖面牛蹄塘组页岩则以硅质页岩为主,厚度大,底部富集硅磷质结核及镍、钴、钒等多种金属。岩屋潭剖面的石英含量远高于古城村剖面,并且黄铁矿也更富集。(2)研究区2个剖面的黑色岩系沉积环境、物源背景与构造背景均存在明显差异。古城村剖面物源以长英质火成岩和石英质沉积岩为主,沉积于被动大陆边缘大陆架上的弱还原-弱氧化环境;岩屋潭剖面物源以长英质火成岩、石英质沉积岩和大陆拉斑玄武岩为主,并伴随热液物源的输入,沉积于被动大陆边缘大陆坡上的还原环境。(3)早寒武世,鄂西鹤峰古城村的沉积以黑色炭质页岩和灰岩为主,且有机质与硅质含量均较低,水体相对较浅,受海平面波动影响明显,为陆棚环境;湘西的沉积厚度大,有机质含量高,且由于靠近深大断裂,热液硅来源丰富,为大陆坡环境。