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

作者：王剑; 肖洒; 杜秋定; 周刚; 王铜山; 李秋芬; 付修根; 韦恒叶; 和源; 沈利军

来源：天然气工业, 2023, 43(04): 76-92.

• 四川盆地
• 下震旦统陡山沱组
• 黑色页岩
• 沉积微相
• 古海洋环境
• 有机质富集
• 响应关系
• 草莓状黄铁矿

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)陡二段沉积晚期与早期相比，陆源碎屑输入量明显增加，其中下部异常富集有机质层泥岩及钙质泥岩TOC介于1.89%～7.26%，均值为4.09%。结论认为，该区氧化还原条件与TOC具有良好的协变关系，是有机质富集主要控制因素；间歇性高生产力是钙质泥岩相异常富集有机质的原因，而较多的陆源碎屑输入通量会在一定程度上削弱有机质的富集。

• 单位
  西南石油大学; 中国石油勘探开发研究院