摘要
寒武纪早期地球环境和生物面貌发生了巨大变化,中上扬子广泛发育的富有机质沉积是重要的烃源岩。了解这套烃源岩的形成与古地理背景、古气候和古海洋之间的耦合关系,明确不同沉积环境有机质富集机理的差异有助于我们认识环境与资源的内在联系,为资源潜力分析提供地质依据。本研究以鄂西-黔东北地区早寒武世沉积剖面为研究对象,通过岩石学、有机地球化学(岩石热解、干酪根碳同位素和总有机碳)和无机地球化学(主量、微量元素和全岩矿物X衍射)方法,识别了烃源岩特征,对比分析了内陆架盆地(或台盆相)和斜坡相有机质富集的主控因素。结果显示,研究区早寒武世有机质已高过成熟,干酪根类型以Ⅰ型为主。内陆架盆地/台盆相的鸭子口剖面Al含量,Ba、Cu、Zn和Ni等营养元素含量,以及黏土含量在有机质富集段无明显变化;Mo、U和V等氧化还原敏感元素和TOC含量在水井沱组下段较高,向上逐渐减小;Th/U值和V/(V+Ni)值分别均小于2和大于0.54,指示水井沱组下段持续缺氧。斜坡相ZK513井Al含量和黏土含量在有机质富集段无明显变化;Ba、Cu、Zn和Ni等营养元素,Mo、U和V等氧化还原敏感元素以及TOC含量的变化趋势耦合,在牛蹄塘组、九门冲组上段分别有明显和略微增大,表明初级生产力增大和水体缺氧硫化。Th/U值和V/(V+Ni)值显示牛蹄塘组缺氧硫化,九门冲组上段整体缺氧。结合古地理背景以及前人的研究认识,认为斜坡相的ZK513井有机质富集的主控因素是较高的生产力和有利保存条件,即上升洋流带来的营养元素促进了初级生产力,形成大量有机质并引发后续的细菌硫酸盐还原作用(BSR)和海水缺氧硫化;内陆架盆地/台盆相的鸭子口剖面初级生产力未明显增强,有机质富集主要受保存条件控制。
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单位中国石化石油勘探开发研究院; 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所; 中国煤炭地质总局勘查研究总院; 中国地质调查局武汉地质调查中心