鄂西地区上奥陶统五峰组观音桥段成因及其页岩气地质意义

上奥陶统五峰组观音桥段一直存在着深水和浅水成因的争论。据此本文通过岩心、露头、岩矿测试、有机地化和元素分析等资料,对观音桥段基本的地质特征和沉积古环境进行分析,并与上、下围岩进行对比,探讨其成因模式及页岩气地质意义。结果表明:赫南特冰期全球海平面骤降,鄂西地区具有陆源输入量低、上升洋流活跃、滞留程度中等和海洋生产力高的特点,而水体氧化还原条件在不同地区差异明显,这种差异受海平面变化和沉积前古地貌共同控制,进而影响着观音桥段的岩性展布;在隆后凹陷区,底水氧化还原状态受海平面下降影响相对较弱,以贫氧环境为主,有机质和浮游生物的保存条件较好,岩性以富有机质深水硅质页岩沉积为主,与上、下围岩岩性基本一致,体积压裂可以穿越该段同时对两套富气页岩进行产层改造,为勘探开发有利区域;而在隆起区周缘,海平面下降导致水体变浅明显,底水以富氧环境为主,保存条件变差,岩性以贫有机质的浅水介壳灰岩或泥质灰岩沉积为主,对上、下围岩产生明显的隔断,体积压裂难以穿越该段,产层改造效果差,为次级有利区。

重庆綦江观音桥剖面观音桥层的岩性新认识

重庆綦江观音桥剖面是上奥陶统观音桥层(组)的建层(组)剖面。该剖面上奥陶统和下志留统地层连续,在前人研究中被广泛提及。观音桥层是奥陶系顶部层位,含较多特征明显的赫南特贝化石,可能反映了赫南特冰期海平面下降。在前人相关文献中均提及观音桥剖面观音桥层的岩性为灰岩,但本次研究发现,对观音桥层岩石滴稀盐酸时一般起泡较微弱,显微薄片、扫描电镜、阴极发光测试均显示观音桥层白云石含量通常大于50%,呈微晶—粉晶结构,自形晶—半自形晶,方解石含量常小于15%,因此所观察到的观音桥剖面观音桥层的岩性是(灰质)白云岩。进一步分析表明:在阴极发光下白云石不发光,方解石呈现较强的红色光;扫描电镜测试显示白云石多为含铁白云石;显微薄片显示白云岩中少量白云石发生去云化作用,被方解石交代;碳、氧同位素测试显示白云石碳同位素较腕足类化石及方解石脉偏负,腕足类化石碳、氧同位素与同期海水不一致。上述分析表明观音桥层碳酸盐岩经历了较强的成岩作用影响,推测观音桥层白云石化主要发生于成岩期。这一认识与80多年来关于綦江观音桥剖面观音桥层岩性的认识不一致,对白云岩的识别有助于更深刻认识奥陶纪—志留纪界限地质事件及环境变化。

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。