苏文博,2002,中国科学华南奥陶_志留系五峰组及龙马溪组底部斑脱岩与高分辨综合地层

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中-新元古界标准剖面蓟县系首获高精度年龄制约——蓟县剖面雾迷山组和铁岭..

１００００５６９／２０１４／０３０（１０）２９９９１２ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报中新元古界标准剖面蓟县系首获高精度年龄制约———蓟县剖面雾迷山组和铁岭组斑脱岩锆石ＳＨＲＩＭＰＵＰｂ同位素定年研究李怀坤１　苏文博２　周红英１　相振群１　田辉１　杨立公３　ＷａｒｒｅｎＤＨＵＦＦ４　ＦｒａｎｋＲＥＴＴＥＮＳＯＨＮ５ＬＩＨｕａｉＫｕｎ１，ＳＵＷｅｎＢｏ２，ＺＨＯＵＨｏｎｇＹｉｎｇ１，ＸＩＡＮＧＺｈｅｎＱｕｎ１，ＴＩＡＮＨｕｉ１，ＹＡＮＧＬｉＧｏｎｇ３，ＷａｒｒｅｎＤＨＵＦＦ４ａｎｄＦｒａｎｋＲＥＴＴＥＮＳＯＨＮ５１中国地质调查局天津地质矿产研究所，天津　３００１７０２中国地质大学地球科学与资源学院，北京　１０００８３３天津市蓟县中上元古界国家自然保护区管理中心，天津　３０１９００４ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ４５２２１００１３５ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＫｅｎｔｕｃｋｙ，Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，ＫＹ４０５０６００５３１ＴｉａｎｊｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣＧＳ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１７０，Ｃｈｉｎａ２ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ３ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｅｎｔｒｅｏｆＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒｅＲｅｓｅｒｖｅｆｏｒｔｈｅＭｉｄｄｌｅＵｐｐｅｒＰｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃ，ＪｉｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０１９００，Ｃｈｉｎａ４ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ４５２２１００１３，ＵＳＡ５ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＫｅｎｔｕｃｋｙ，Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，ＫＹ４０５０６００５３，ＵＳＡ２０１４０５１０收稿，２０１４０７２０改回ＬｉＨＫ，ＳｕＷＢ，ＺｈｏｕＨＹ，ＸｉａｎｇＺＱ，ＴｉａｎＨ，ＹａｎｇＬＧ，ＨｕｆｆＷＤａｎｄＥｔｔｅｎｓｏｈｎＦＲ２０１４ＴｈｅｆｉｒｓｔｐｒｅｃｉｓｅａｇｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｎｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＭｅｓｏｔｏＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ：ＳＨＲＩＭＰｚｉｒｃｏｎＵＰｂｄａｔｉｎｇｏｆｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓｆｒｏｍｔｈｅＷｕｍｉｓｈａｎａｎｄＴｉｅｌｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３０（１０）：２９９９－３０１２ＡｂｓｔｒａｃｔＡｌｔｈｏｕｇｈｋｎｏｗｎａｓｔｈｅＭｅｓｏｔｏＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎｈａｌｆａｃｅｎｔｕｒｙ，ｔｈｅａｇｅｏｆｔｈｅｆａｍｏｕｓＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎ（ＪｉｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ，ＴｉａｎｊｉｎＣｉｔｙ）ｈａｓｂｅｅｎｒａｔｈｅｒｐｏｏｒｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ，ｍａｉｎｌｙｂｙＲｂＳｒａｎｄＫＡｒａｇｅｓｔｈａｔｈａｖｅｐｒｏｖｅｎｕｎｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｉｎａｃｃｕｒａｔｅｉｎｍｏｓｔｃａｓｅｓＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｉｎｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅＭｅｓｏｔｏＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎＴｏｄａｔｅ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｏｎｌｙｏｎｅａｃｃｕｒａｔｅＵＰｂｚｉｒｃｏｎａｇｅｏｆ１６２５±６ＭａｆｒｏｍｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｏｆｔｈｅＤａｈｏｎｇｙｕＦｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｗｏｄｕｐｌｉｃａｔｅｚｉｒｃｏｎＵＰｂａｇｅｓｏｆａｂｏｕｔ１６３５ＭａｆｒｏｍｍａｆｉｃｓｉｌｌｓｃｒｏｓｓｃｕｔｔｉｎｇｔｈｅＣｈｕａｎｌｉｎｇｇｏｕＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｈａｎｇｃｈｅｎｇｉａｎＳｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎ，ｈａｓｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄＩｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｎｏｏｎｅｕｎｔｉｌｎｏｗｈａｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆａｇｅｄａｔｅｓｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍｃａｒｂｏｎａｔｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎａｔｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎＦｏｒｔｕｎａｔｅｌｙ，ｂｅｎｔｏｎｉｔｅｂｅｄｓｗｅｒｅｒｅｃｅｎｔｌｙｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｉｎｔｈｅＴｉｅｌｉｎｇａｎｄＷｕｍｉｓｈａｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓａｔｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄａｇｅｓｏｆ～１４４０Ｍａ（１４３９±１４Ｍａ）ａｎｄ～１４８５Ｍａ（１４８３±１３Ｍａａｎｄ１４８７±１６Ｍａ）ｆｏｒｔｈｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅｂｅｄｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＳＨＲＩＭＰｚｉｒｃｏｎＵＰｂｄａｔｉｎｇＴｈｉｓａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｍａｒｉｎｅ，ｃａｒｂｏｎａｔｅｄｏｍｉｎａｔｅｄＴｉｅｌｉｎｇａｎｄＷｕｍｉｓｈａｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｕｐｐｅｒｔｗｏｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃｕｎｉｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＪｉｘｉａｎＳｙｓｔｅｍａｔｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎ，ａｒｅｎｏｗｔｅｍｐｏｒａｌｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｂｙｄｉｒｅｃｔｚｉｒｃｏｎＵＰｂｄａｔｉｎｇＦｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｔｈａｔｔｈｅＷｕｍｉｓｈａｎＦｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｅｎｔｉｒｅｔｙｏｆｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎｈａｓｂｅｅｎｐｒｅｃｉｓｅｌｙｄａｔｅｄＭｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔＳＨＲＩＭＰｚｉｒｃｏｎａｇｅｏｆａｂｏｕｔ１４４０ＭａｆｏｒｔｈｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅｉｎｔｈｅＴｉｅｌｉｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎａｔｔｈｅＪｉｘｉａｎＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈｅａｇｅｒｅｐｏｒｔｅｄｅａｒｌｉｅｒｉｎＰｉｎｇｑｕａｎＣｏｕｎｔｙ，ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｉｎｔｈｅｅａｓｔＹａｎｓｈａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｏｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｍａｒｇｉｎｏｆｔｈｅＮＣＣＣｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｉｓｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎａｇｅｄａｔｉｎｇｏｆｔｈｅｂｅｎｔｏｎｉｔｅｂｅｄｓｉｎｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｓｎｅｗ，ａｃｃｕｒａｔｅ，ｂｅｎｃｈｍａｒｋａｇｅｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈｒｏｎｏｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｔｈｅｗｅｌｌｋｎｏｗｎＪｉｘｉａｎＭｅｓｏｔｏＮｅｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃＳｔａｎｄａｒｄＳｅｃｔｉｏｎａｎｄｈｅｌｐｓｔｏｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｉｔｓｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｃｏｒｒｅｃｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｌｅｖａｎｔ本文受中国地质调查局项目（１２１２０１１３０１３９００、１２１２０１１１２０１４２）和国家自然科学基金项目（４０７７２０７６、４１２７２０４６）联合资助．第一作者简介：李怀坤，男，１９６３年生，博士，研究员，地层学专业，主要从事前寒武纪年代学研究，Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｉｋｕｎｌｉ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍｓｔｒａｔａ，ｂｏｔｈｒｅｇｉｏｎａｌｌｙａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｙＫｅｙｗｏｒｄｓＪｉｘｉａｎＳｅｃｔｉｏｎ；Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ；ＴｉｅｌｉｎｇＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ＷｕｍｉｓｈａｎＦｏｒｍａｔｉｏｎ；ＳＨＲＩＭＰＵＰｂｄａｔｉｎｇ；Ｍｅｓｏｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃ；ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｒａｔｏｎ摘　要近期在蓟县中新元古界标准剖面铁岭组和雾迷山组首次发现斑脱岩、并测得其锆石ＳＨＲＩＭＰＵＰｂ同位素年龄为～１４４０Ｍａ（１４３９±１４Ｍａ）和～１４８５Ｍａ（１４８３±１３Ｍａ和１４８７±１６Ｍａ），这标志着这条传统的标准剖面上以碳酸盐岩为主体的蓟县系上部的两个重要组，从此也获得了直接的、高精度的锆石ＵＰｂ同位素年龄约束。

渝东北地区接龙剖面五峰-龙马溪组沉积演化特征分析

2019年10月渝东北地区接龙剖面五峰-龙马溪组沉积演化特征分析李园园（成都理工大学，四川成都610059）摘要：接龙剖面所在的重庆市地跨扬子准地台和秦岭地槽褶皱系两大构造单元，扬子准地台的褶皱基底出露青白口系板溪群。

北部槽区以青白口系龙潭河组成褶皱基底，震旦纪－寒武纪，以冒地槽型沉积为主。

接龙剖面区自震旦纪以来，发育了多个旋回的碳酸盐岩-碎屑岩沉积，经历了从海相到陆相的更替演化。

关键词：五峰组；沉积环境；海相沉积Abstract:the solitori section is located in two tectonic units of chongqing geostrophic platform and qinling geosyncline fold system.The fold basement of the yangzi platform shows the banxi group of qingbaikou system.Qingbaikou longtanhe formed the fold basement in the northern trough area,which was dominated by miaogeosyncline deposits in sinian -Cambrian.Since sinian period,several cycles of car⁃bonate-clastic sediments have been developed in solitario section,which underwent the alterative evolution from Marine facies to conti⁃nental facies.1奥陶系沉积环境研究根据对近来沉积环境研究结果查阅了解到，奥陶纪川渝地区沉积环境发生了比较大的变化，由寒武纪的局限台地演变为以开阔台地及陆棚为主体的沉积环境。

瑶岭钨矿区寒武纪地层特征对寻找石英脉型黑钨矿的指示意义

第45卷第4期2009年7月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORAT I ONV o.l 45 N o .4J u l y ,2009[收稿日期]2009-03-16;[修订日期]2009-06-01。

[责任编辑]杨欣。

[基金项目]全国危机矿山接替资源预测项目(编号:200644089)的资助。

[作者简介]李社宏(1977年) ),男,2000年毕业于长安大学,获学士学位,在读博士生,主要从事地质与成矿研究。

地质#矿床瑶岭钨矿区寒武纪地层特征对寻找石英脉型黑钨矿的指示意义李社宏1,2,李文铅1,梁前勇1,2,贾继标3,郑揭东4(1.中国科学院广州地球化学研究所成矿动力学重点实验室,广州 510640;2.中国科学院研究生院,北京 100049;3.有色金属矿产地质调查中心,北京 100012;4.瑶岭矿业有限责任公司,韶关 512159)[摘要]瑶岭钨矿由北矿区、东矿区和白基寨矿区3个矿区组成,其中北矿区是主要生产矿区,以石英脉型黑钨矿为主。

在对北矿区大比例尺填图过程中,我们发现矿区地表地层单一,主要为寒武纪沉积的变质砂岩和板岩。

针对这种情况,我们采用土壤地球化学测量、物探磁法测量、钻探等工程方法对寒武纪地层进行研究,综合分析了矿区地质特征、地球物理磁法特征及地球化学特征在对矿脉水平分布、矿脉垂直分布、蚀变矿物因素、构造因素、热接触因素和成矿因素的外在表现,从而建立起矿区寒武纪地层对矿化的指示体系表,并指出瑶岭钨矿北区深部和东南部有很大的找矿潜力,是值得继续找矿的有利目标地段。

[关键词]瑶岭钨矿黑钨矿寒武纪地层土壤地球化学物探磁法测量[中图分类号]P618.67[文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2009)04-0358-09L i She -hong ,L iW en -q i an ,L iang Q i an-yong ,J i a J-i b iao ,Z heng Jie -don g .The featu res of ca m br i an strata and its i mp lication to exploration of quartz vei n wolfra m ite i n the Yaoling tungsten m in i ng area [J].G eology and Exp loration ,2009,45(4):358-366.岭南地区寒武纪地层是石英脉型黑钨矿赋存的主要地层之一[1-3]。

南大巴山东段上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组钾质斑脱岩锆石UPb年龄及其构造意义

（ＬｕｏＨｕｉｌｉｎｇｅｔａｌ．，１９９８）或钾斑脱岩（ＬｕｏＴａｉｙｉｅｔａｌ．，２００５）等。可见，有关钾质斑脱岩的术语颇为混乱，不规范，不统一。ＺｈｏｕＭｉｎｇｚｈｏｎｇｅｔａｌ．（２００７）将其规范为海相碱性环境下火山灰经蚀变、成岩作用及变质作用后转变为以富含伊－蒙混层矿物（Ｉ－Ｓ混层矿物）和伊利石为特征的斑脱岩，且Ｋ２Ｏ含量一般大于３．５％。
１）成都理工大学地球科学学院，成都，６１００５９；２）中国地质调查局成都地质调查中心，成都，６１００８１；３）国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室，成都，６１００８１；４）山东省物化探勘查院，济南，２５００１３
内容提要：奥陶系－志留系之交的钾质斑脱岩分布范围广，发育层位多，是研究该时期地层年代学、事件地层对比、生物大灭绝和冰期事件及源区构造背景分析的理想对象。本文对南大巴山东段鄂渝交界上奥陶统五峰组－下志留统龙马溪组地层中的斑脱岩开展了锆石Ｕ－Ｐｂ测年，栗子坪剖面（ＬＺＰ）黑色泥岩中钾质斑脱岩获得了４４７．９ ±２．９Ｍａ年龄，燕子剖面（ＹＺ）黑色硅质岩中钾质斑脱岩年龄为４５０．９±１．６Ｍａ，间接地限定和约束了地层的沉积年龄。岩石地球化学特征显示，燕子剖面斑脱岩ＳｉＯ２为５３．６１％～５６．３４％，而栗子坪剖面ＳｉＯ２为３５．５６％～４３．８１％，其低值可能与高铁含量和高烧失量有关；Ｋ２Ｏ含量为５．６１％～５．４７％，且Ｋ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ，属钾质斑脱岩。燕子剖面和栗子坪剖面钾质斑脱岩稀土元素含量变化较大，前者 ΣＲＥＥ为４６．４８×１０－６～７３．７０×１０－６，平均值６３．０８×１０－６，后者 ΣＲＥＥ介于１１３．３４×１０－６～３５６．９８×１０－６之间，平均值１６４．０８×１０－６，ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ和ＬａＮ／ＹｂＮ均显示轻、重稀土元素分异不太明显，轻稀土轻微富集的特点；两者均具有明显的Ｅｕ负异常，Ｂａ、Ｕ、Ｎｂ和Ｔｉ微量元素分异明显，前者微量元素明显亏损Ｎｂ、Ｔａ和Ｔｉ（ＴＮＴ异常）。原岩恢复结果表明ＬＺＰ钾质斑脱岩的原始岩浆为过碱性粗面安山岩，ＹＺ钾质斑脱岩为高钾碱性流纹岩，表明两者可能属不同期次或不同来源的岩浆岩。构造背景判别图解显示，ＬＺＰ样品主要落入板内花岗岩内；ＹＺ样品落在火山弧花岗岩／同碰撞花岗岩内。结合大巴山区域地质构造背景，笔者认为～４５０．９Ｍａ钾质斑脱岩可能与古秦岭洋壳向北的俯冲有关，其火山凝灰质可能源自沿古秦岭洋盆北缘的火山弧喷发；～４４７．９Ｍａ钾质斑脱岩与板内拉张有关，火山物质可能主要以板内火山喷发为主。

中上扬子上奥陶统五峰组含放射虫硅质岩与古环境

恢复了中上扬子地区晚奥陶世五峰期的古环境。关键词：射虫；质岩；放硅五峰组；环境；抓岩；波古抓雷
文献标识码：Ａ
中图分类号：５２２Ｐ１．
放射虫是一类终生浮游、硅质骨骼的原生动具物。它们分布于从赤道至两极的各种海域，其分布
，
在局部地区
油岩，泛分布于中上扬子地区以及湘、等地区，广赣
收稿日期：０００ — ；改回日期：００８０２１－６０９２１－ —６０
布的“ ｉａｔＨｒｎｉｎａ动物群 ” 或称Ｈｉａｔ — ｉｎｌ（ｒｎｉＫｎｅｌｎａａ动
抓抓岩剖面构造位置属上扬子陆块西南地区，位于四川省雷波县境内金沙江北岸抓抓岩村附近
２沉积序列特征
抓抓岩剖面五峰组（）约１３ｍ。底部０Ｗ厚．７与临湘组（，）灰色泥灰岩界面平整，０ｚ深未见侵蚀特征，顶部与观音桥组（灰色、灰色粉砂质０ｇ）浅泥岩接触，岩性、色突变（２。颜图）
２０卷９月０１第３０年第３期
沉积与特提斯地质
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文章编号：０９３５（０００－６－６１０ —８０２１）３０５００

鄂西地区硅质岩沉积地球化学及沉积环境

鄂西地区硅质岩沉积地球化学及沉积环境摘要：鄂西地区的上奥陶统五峰组、下志留统龙马溪组下部、下二叠统孤峰组和上二叠统大隆组中发育有薄层硅质岩。

五峰组和龙马溪组层状硅质岩属于正常海水中生物化学和化学沉积；孤峰组和大隆组层状硅质岩、茅口组灰岩中燧石结核不属于典型的热水沉积相，但受热水作用的影响，而孤峰组硅质岩受热水作用明显。

鄂西五峰组和龙马溪组硅质岩的沉积环境是四周被古陆或台地环绕的半封闭深水相滞流盆地。

鄂西孤峰组和大隆组硅质岩的沉积环境是由裂陷作用形成的碳酸盐台地内部的盆地滞流还原环境。

关键词：硅质岩;地球化学特征;沉积环境鄂西古生界的许多层位中均不同程度地发育有硅质岩。

奥陶系五峰组、志留系龙马溪组下部、二叠系孤峰组和大隆组中发育薄层硅质岩；二叠系栖霞组、茅口组和吴家坪组灰岩中发育团块、结核状或条带状燧石。

关于层状硅质岩的成因存在着争论，诸如生物堆积模式、生物化学沉积模式、火山物分解沉积模式、洋流上升成因模式等等。

在对鄂西区域地质调查的基础上，遴选古生界一些层位的硅质岩，进行了化学元素和稀土元素分析，对不同时代硅质岩的地球化学特征进行了对比研究，对它们的沉积环境和成因进行分析探讨。

1硅质岩的沉积岩石学鄂西五峰组、龙马溪组下部、孤峰组和大隆组的层状硅质岩在岩性上有较明显的共性，通常为黑色或灰黑色。

硅质岩的层面平整，顶底面未显沉积印记，水平层理和水平纹层发育。

硅质岩主要由隐晶质玉髓组成，并常含少量微晶石英，呈胶粒状结构。

硅质岩矿物中杂质为粘土矿物、碳酸盐矿物、黄铁矿和有机质等，其色调常与所含杂质的种类和数量具有密切关系。

与层状硅质岩共生的是黑色页岩、碳质页岩或富有机质深色页岩。

层状硅质岩普遍含有硅质放射虫和其它微体漂浮生物，没有底栖生物。

2硅质岩的地球化学特征硅质岩等样品常量、微量和稀土元素的测定由地矿所岩矿测试室完成。

2.1 常量元素薄层硅质岩和燧石的SiO2含量均大于70％，最高可达95％。

龙马溪组和五峰组薄层硅质岩K2O和Na2O含量较高，反映它们含泥质。

渝东北上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组沉积环境分析

渝东北上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组沉积环境分析蒋子阳;熊亮;蒙炳儒【期刊名称】《中国西部科技》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】一定的沉积环境可以产生特定的地层、岩石、矿物以及古生物的组合。

针对渝东北地区上奥陶统五峰组、下志留统龙马溪组的沉积环境，笔者分别从岩性特征、矿物成分、沉积构造、生物特征及B/Ga、Rb/K值进行了深入研究。

结果表明，渝东北地区五峰组、龙马溪组烃源岩形成环境主体处于浅海环境，但水体深度在各时期差别较大。

【总页数】5页(P39-42,45)【作者】蒋子阳;熊亮;蒙炳儒【作者单位】外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室重庆地质矿产研究院，重庆400042; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆 400042;外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室重庆地质矿产研究院，重庆 400042; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆 400042;外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室重庆地质矿产研究院，重庆 400042; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆 400042【正文语种】中文【相关文献】1.宁镇地区上奥陶统五峰组—下志留统高家边组底部黑色岩系地球化学特征与沉积环境分析 [J], 孟楚洁;胡文瑄;贾东;王琳2.鄂西咸丰地区咸地2井上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩沉积环境分析[J], 王作华3.荆门探区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气地化特征 [J], 柳吉荣;李小明4.四川盆地及邻区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部笔石带及沉积特征 [J], 聂海宽;金之钧;马鑫;刘忠宝;林拓;杨振恒5.四川盆地及周缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组关键界面基本特征 [J], 王玉满;王红岩;邱振;沈均均;张琴;张磊夫;王灿辉;李新景因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

鄂西宜昌地区五峰—龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响

东北石油大学学报第47卷第5期2023年10月J O U R N A LO FN O R T H E A S TP E T R O L E UM U N I V E R S I T Y V o l .47N o .5O c t .2023收稿日期:20230506;编辑:陆雅玲基金项目:国家自然科学基金项目(42202155);湖北省自然资源科技项目(Z R Z Y 2021K J 22) 作者简介:张焱林(1984 ),男,博士研究生,高级工程师,主要从事页岩气地质调查方面的研究㊂通信作者:黄赛鹏,E -m a i l :h u a n g s p c u gb @h o t m a i l .c o m D O I 10.3969/j.i s s n .2095-4107.2023.05.001鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响张焱林1,2,黄赛鹏3,孙梦迪3,许露露2,李雄伟2,温雅茹2,任志军2(1.长江大学资源与环境学院,湖北武汉 430100; 2.湖北省地质调查院,湖北武汉 430034; 3.东北石油大学非常规油气研究院,黑龙江大庆 163318)摘要:鄂西宜昌地区夷陵区块五峰龙马溪组获重大页岩气发现㊂以研究区夷地1井为研究对象,根据总有机碳(T O C )质量分数㊁主微量元素㊁扫描电镜等测试,分析五峰龙马溪组页岩沉积环境特征及其页岩气地质意义㊂结果表明:五峰组和龙马溪组下段T O C 质量分数平均大于2.00%,为富有机质页岩,相对富集S i ㊁C a ㊁V r ㊁C o ㊁N i ㊁Z n ㊁M o ㊁B a 和U ㊂五峰龙马溪组属于强滞留环境,五峰组和龙马溪组下段主要沉积于底水缺氧铁化环境,古生产力较高,是有机质富集的主要原因㊂鲁丹阶向埃隆阶过渡期,广西运动导致的构造剧烈抬升,底水氧化,洋流上涌较弱,导致水体贫营养化,是笔石带由L M 5转变为L M 6的主要原因㊂富有机质页岩特别是龙马溪组下段储层物性较好,含气量高㊂与川东南礁石坝区块相比,五峰龙马溪组富有机质页岩厚度较薄(10~20m ),总含气量较低,T O C 质量分数较高,且受黄陵刚性基底保护构造改造弱,在研究区北东靠近秦岭洋方向,具备较好的页岩气勘探潜力㊂该结果对鄂西宜昌地区页岩气勘探开发具有指导意义㊂关键词:古环境;五峰龙马溪组;黑色页岩;页岩气;鄂西地区;夷地1井中图分类号:T E 122.2 文献标识码:A 文章编号:20954107(2023)050001160 引言晚奥陶早志留世,受极地冰川汇聚和消融㊁全球海平面升降变化及华夏古陆向扬子台地俯冲碰撞的影响[1-4],海洋环境发生剧烈变化[5-7]㊂中上扬子台地川东南及鄂西地区广泛沉积五峰龙马溪组黑色页岩,横向分布稳定,厚度大,总有机碳(T O C )质量分数较高,是中国南方最有潜力的生烃层和储气层之一[8-12]㊂受四川盆地涪陵地区礁石坝气田页岩气勘探成功的启发[13-14],鄂西地区五峰龙马溪组页岩气勘探获得重大发现[6-7,15-16]㊂人们研究该套富有机质页岩古环境演化[1,17-18],认为五峰组和龙马溪组下段为富有机质页岩[19-20],形成于海侵时期的深水陆棚相,通常以温暖潮湿气候㊁贫氧缺氧底水条件㊁较高古生产力为特征[3,18-21]㊂贫有机质页岩形成于海平面下降过程,其中观音桥段形成于寒冷干燥气候㊁底水富氧的沉积环境[1,22];龙马溪组上段形成于陆源输入较强的炎热潮湿气候㊁底水富氧的沉积环境[20,22]㊂川东南和鄂北神农架等邻近秦岭洋地区,五峰龙马溪组富有机质页岩水体多为缺氧硫化和铁化交替变化的环境[23-24]㊂对于鄂西宜昌地区,该套页岩沉积于缺氧铁化还是硫化环境不清楚㊂此外,五峰龙马溪组沉积过程存在二次海平面显著下降[25]㊂第一次发生在五峰组向观音桥段转变过程中,是冈瓦纳冰川形成消耗大量淡水而使海平面迅速下降[26]㊂第二次发生在鲁丹阶向埃隆阶转变过程中,是广西运动导致地区性的抬升而使海平面迅速下降[27-28],第二次海平面下降的古环境变化特征研究较为薄弱㊂以鄂西宜昌地区夷陵区块夷地1井为研究对象,采集五峰龙马溪组样品进行薄片鉴定㊁T O C 质量分数㊁主微量元素㊁铁组分㊁扫描电镜等测试,分析五峰龙马溪组古环境特征㊁不同层段页岩储层物性和含气性特征,对比川东南礁石坝区块与夷陵区块的页岩气成藏条件,为鄂西地区页岩气勘探开发提供地质依据㊂东北石油大学学报第47卷 2023年1 区域地质概况扬子地块位于中国南部㊂根据沉积相分为上扬子台地㊁中扬子台地和下扬子台地㊂中上扬子台地分布于康滇古陆以东㊁秦岭大别造山带以南㊁雪峰隆起以北的长江流域[29](见图1(a))㊂早志留世,受加里东运动影响,中上扬子板块受华夏板块的俯冲挤压,周缘形成隆起凹陷相间的构造格局㊂受西部康滇古陆㊁川中古陆㊁南部黔中古陆及东南部雪峰隆起的围限,四川盆地及其周缘鄂西地区形成半封闭半滞留的海洋环境[3,18],形成晚奥陶世五峰组早志留世龙马溪组富有机质黑色页岩,并在川南和川东形成两个页岩沉积中心,富有机质页岩厚度大[18,23]㊂受华夏板块和扬子板块构造挤压,发育一个面积广泛的水下隆起区湘鄂西水下隆起带[7,20,23]㊂图1 鄂西宜昌地区沉积相分布及研究区夷地1井五峰—龙马溪组地层柱状图F i g.1S e d i m e n t a r y d i s t r i b u t i o no fY i c h a n g A r e a i n W e s t e r n H u b e i a n d l i t h o s t r a t i g r a p h i cc o l u m no fW u f e n g-L o n g-m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D1i n t h e s t u d y a r e a研究区夷地1井位于湖北省宜昌市以东㊁黄陵基底东南缘(见图1(b)),沉积深水陆棚相㊂钻探目的层为五峰龙马溪组页岩,根据年代地层单位,自下至上可划分为凯迪阶㊁赫南特阶㊁鲁丹阶和埃隆阶[27]㊂根据岩石地层单位,可划分为临湘组㊁五峰组㊁观音桥段和龙马溪组[1,5]㊂根据页岩岩性,龙马溪组又可分为龙马溪组下段和上段[21]㊂其中龙马溪组下段以黑色含炭硅质页岩和黑色炭质页岩为主;上段以灰黑色炭质页岩为主,顶部渐变为深灰色含炭粉砂质页岩㊁局部夹粉砂岩(见图1(c))㊂夷地1井灰黑色黑色页岩厚度约为22m㊂第5期张焱林等:鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响2 实验2.1 样品采集和测试方法采集夷地1井岩心样品24块,其中临湘组1块(样品Y1)㊁五峰组8块(样品Y2-Y9)㊁龙马溪组下段6块(样品Y10-Y15)㊁龙马溪组上段9块(样品Y16-Y24)㊂实验由生物地质与环境地质国家重点实验室和构造与油气资源教育部重点实验室完成㊂实验前需用研钵将样品粉碎至200目㊂利用M u l t i E A4000碳硫分析仪测定T O C质量分数㊂利用波长色散X线荧光光谱仪(Z S X P r i m u sⅡ)测定主量元素,采用碱熔玻璃片法㊂利用A g i l e n t7500a电感耦合等离子体质谱仪测定微量元素,采用酸溶法㊂总铁含量(F e T)㊁高活性铁组分(F e H R)包括黄铁矿中的铁(F e P y)㊁碳酸盐矿物中的铁(F e C a r b)㊁氧化铁(F e O x)㊁磁铁矿中的铁(F e M a g),采用文献[30]方法提取㊂实验室温度约为24℃,相对湿度为65%,实验误差小于5%㊂2.2 数据处理为消除陆源成分对海洋自生生物成分的影响,通常用来自陆源且成岩过程稳定的A l标准化样品主微量元素的含量,并根据富集指数(E F)[18,20,31]评价海洋沉积物自生元素的富集程度,当E F>3时,为元素明显富集;当1<E F<3时,为元素中等富集;当E F<1时,为元素相对亏损[31]㊂沉积物元素主要由陆源沉积和海水沉积两部分组成,很少有热液沉积㊂用元素反演生产力需要消除陆源[31-32]的影响,A l化学性质稳定,常作为陆源输入的指标㊂古气候指数(C)[33]是评价古气候的有效指标,为喜湿性与喜干性元素的比值,古气候指数高低分别代表温暖潮湿和干燥寒冷气候㊂2.3 结果分析2.3.1 岩性和生物笔石带临湘组岩性为深灰色含炭泥岩(见图2(a))㊂五峰组主要为黑色含炭硅质页岩(见图2(b)),显微镜下可见较大颗粒的石英和生物碎屑(见图2(c)),五峰组上部夹少量黑色含炭白云质粉砂岩(见图2(d)),白云石分布于黄铁矿球粒周缘,方解石遇茜素红试剂呈红色(见图2(e))㊂五峰组上部岩心断面上,见明显直管笔石属,属于W F2-3笔石带(见图2(f))㊂龙马溪组下段岩性为黑色含炭硅质页岩和黑色炭质页岩,页岩页理发育(见图2(g)),石英颗粒粒径明显比五峰组的小(见图2(h));龙马溪组下段上部发育弯曲笔石属,属于L M6笔石带(见图2(i))㊂龙马溪组上段岩心主要为灰黑色含炭页岩,局部夹深灰色含炭粉砂岩与灰黑色含炭粉砂质页岩(见图2(j)),粉砂质页岩显微镜下矿物呈明显定向排列,水云母发育较多(见图2(k))㊂岩心断面上见明显的三角半耙笔石,属于L M6笔石带(见图2(l))㊂2.3.2 T O C质量分数通常页岩w(T O C)>2.00%属于中高碳,为富有机质页岩;w(T O C)<2.00%属于低碳,为贫有机质页岩[34]㊂夷地1井w(T O C)测试结果见图3㊂由图3可以看出,临湘组样品Y1的w(T O C)为0.70%;五峰组w(T O C)分布在1.90%~4.94%之间,平均为3.21%;龙马溪组下段w(T O C)分布在2.61%~ 6.29%之间,平均为4.14%;龙马溪组上段w(T O C)分布在0.76%~2.74%之间,平均为1.50%㊂龙马溪组下段和五峰组w(T O C)平均大于2.00%,为富有机质页岩㊂临湘组和龙马溪组上段w(T O C)平均低于2.00%,为贫有机质页岩㊂2.3.3 主微量元素主量元素测试结果表明,各段地层呈S i O2质量分数最高㊁A l2O3质量分数次之的特征㊂其中富有机质页岩S i O2质量分数较高,贫有机质页岩A l2O3质量分数较高㊂相对于P A A S页岩,主量元素富集指数显示,临湘组多数元素亏损,五峰组S i㊁C a显著富集,其他元素多相对富集㊂龙马溪组下段多数元素相对富集,其中S i㊁C a质量分数相对较高,E F接近3㊂龙马溪组上段部分元素相对富集,部分元素亏损(见图4(a))㊂微量元素测试结果表明,V㊁C o㊁N i㊁M o和U在富有机质页岩中质量分数较高,S c㊁C r㊁R b㊁H f和T h 在贫有机质页岩中质量分数较高㊂相对于P A A S页岩,微量元素富集指数显示,临湘组Z n㊁M o显著富集㊂五峰组V㊁C o㊁N i㊁C u㊁Z n㊁M o㊁B a和U显著富集,S c亏损㊂龙马溪组下段V㊁N i㊁C u㊁Z n㊁M o㊁B a和U 显著富集,C r亏损,多数元素E F低于五峰组的㊂龙马溪组上段M o㊁B a显著富集(见图4(b))㊂图2 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组岩心及薄片照片F i g .2C o r e a n d t h i n s e c t i o n i m a g e so fW u f e n g -L o n g m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D 1i nY i c h a n g A r e a ,W e s t e r n H u b e i3 古环境影响3.1 古环境特征3.1.1 古气候和古盐度古气候指数(C )㊁主量元素比(w (M g)/w (C a ))㊁微量元素比(w (S r )/w (C u )和w (R b )/w (S r ))被广泛用于恢复古气候㊂通常w (S r )/w (C u )>5,指示干燥气候;w (S r )/w (C u )<5,指示温湿气候[35]㊂在风化过程中,R b 相对稳定,S r 较容易发生淋失,w (R b )/w (S r )低值指示风化作用较弱,为干旱气候;w (R b )/东北石油大学学报第47卷 2023年第5期张焱林等:鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响w(S r)高值指示风化作用较强,为温湿气候[35]㊂C高值指示温暖潮湿气候[33]㊂在不同气候条件下,M g㊁C a溶解度有差异,在温湿气候条件下,C a容易溶解淋失,w(M g)/w(C a)高值通常指示温暖潮湿气候[36]㊂图3 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组T O C质量分数㊁陆源输入㊁生物来源㊁古气候及古盐度垂向变化特征F i g.3V e r t i c a l v a r i a t i o n i nT O Cc o n t e n t s,t e r r i g e n o u s i n f l u x,b i o g e n i c s o u r c e,p a l a e o c l i m a t e,a n d p a l a e-o s a l i n i t y o f t h eW u f e n g-L o n g m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D1i nY i c h a n g A r e a,W e s t e r nH u b e i鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组古气候及古盐度垂向变化特征(见图3)表明,除五峰组白云质粉砂岩样品Y8的w(S r)/w(C u)>5以外,其他样品的w(S r)/w(C u)<5,五峰龙马溪组处于温暖潮湿气候㊂各地层段气候存在差异,w(R b)/w(S r)㊁w(M g)/w(C a)与古气候指数曲线具有相似性,总体上,临湘组和五峰组下部沉积于温暖湿润气候,往上奥陶纪末期赫南特阶冈瓦纳大陆冰川形成[3],气候逐渐趋于寒冷干燥㊂龙马溪组下段气候开始变暖,且地层往上温度逐渐增加,特别是在龙马溪组下段上部鲁丹阶向埃隆阶过渡时期,气候转变为炎热潮湿,w(R b)/w(S r)㊁w(M g)/w(C a)和古气候指数明显增加,代表陆源输入的指标A l质量分数显著增加,T O C质量分数显著下降㊂龙马溪组上段气候更加炎热潮湿,陆源输入更为强烈,沉积的有机质稀释使T O C质量分数持续降低㊂夷地1井古气候的变化趋势与夷陵区块宜页2井和四川盆地礁石坝区块礁页8井的基本一致[3,7],表明中扬子与上扬子台地具有相似的古气候环境㊂图4 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组主微量元素富集指数F i g .4E n r i c h m e n t f a c t o r s o f t h em a j o r a n d t r a c e e l e m e n t f o r t h e W u f e n g -L o n g m a x i F o r m a t i o no f t h ew e l lY D 1i n Y i c h a n g Ar e a ,W e s t e r nH u b e i w (R b )/w (S r )与w (A l )散点图(见图5)表明,古气候与陆源输入呈明显的正相关关系㊂w (R b)/w (S r )越大,气候越潮湿,陆源输入越强烈(见图5(a ))㊂w (A l )与w (T O C )散点图反映陆源输入对有机质富集的影响,二者呈一定的负相关关系,特别是龙马溪组上段,w (A l )最高,代表陆源输入强烈,w (T O C )显著降低(见图5(b))㊂图5 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组古气候与陆源输入及T O C 质量分数与陆源输入散点图F i g .5S c a t t e r d i a g r a mo f t e r r i g e n o u s i n f l u xw i t h p a l a e o c l i m a t e ,a n dT O Cw i t h t e r r i g e n o u s i n f l u x o fW u f e n g -L o n g -m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D 1i nY i c h a n g Ar e a ,W e s t e r nH u b e i w (S r )/w (B a )常用于表征古海水盐度[33],通常w (S r )/w (B a )<0.2,为淡水环境;0.2≤w (S r)/东北石油大学学报第47卷 2023年第5期张焱林等:鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响w(B a)≤0.5,为半咸水环境;w(S r)/w(B a)>0.5,为咸水环境㊂所有样品w(S r)/w(B a)<0.2,表明夷地1井五峰龙马溪组沉积于淡水环境,与礁石坝地区礁页8井五峰龙马溪组水体古盐度相似[3],沉积于淡水环境㊂临湘组与五峰组沉积时期,与中上扬子海盆相邻的川中古陆㊁黔中古陆气候湿润,雨水多,河流向海域注入大量淡水,含盐度下降导致海水淡化[26]㊂龙马溪组下段沉积时期,冈瓦纳冰川消融,淡水大量注入,盐度迅速降低[3]㊂龙马溪组上段沉积时期,气候更为温暖潮湿,风化作用强烈(见图3),有利于河流向海域注入更多雨水,保持海水持续为淡水环境㊂3.1.2 古氧化还原条件沉积岩中的V㊁C r㊁T h㊁U和M o等氧化还原敏感性元素,具有在不同氧化还原条件下的分异性而常被用于指示氧化还原特征㊂常用w(V)/w(C r)㊁w(U)/w(T h)和w(N i)/w(C o)判断氧化还原条件, w(V)/w(C r)<2㊁w(U)/w(T h)<0.75和w(N i)/w(C o)<5,为氧化环境;2<w(V)/w(C r)<4.25㊁0.75 <w(U)/w(T h)<1.25和5<w(N i)/w(C o)<7,为贫氧环境;w(V)/w(C r)>4.25㊁w(U)/w(T h)> 1.25和w(N i)/w(C o)>7,为缺氧环境[22]㊂此外,铁组分比值可以用于底水氧化还原条件的判断,一般w(F e H R)/w(F e T)>0.38,指示底水缺氧;w(F e H R)/w(F e T)<0.38,指示底水氧化㊂w(F e P y)/w(F e H R)> 0.7~0.8,指示底水缺氧硫化;w(F e P y)/w(F e H R)<0.7~0.8,指示底水缺氧含铁[30]㊂垂向上,夷地1井底水氧化还原条件变化明显,临湘组和五峰组底部主要为氧化环境,五峰组中上部主要为缺氧局部贫氧环境(见图6)㊂四川盆地沉积中心为缺氧环境,盆地边缘多为氧化环境[37-38],夷地1井观音桥段为底水富氧环境㊂龙马溪组下段下部(鲁丹阶),随冈瓦纳冰川融化,海平面迅速上升,中上扬子海域底水迅速转为缺氧环境[3]㊂龙马溪组下段向龙马溪组上段过渡阶段,随广西运动的强烈活动,整个扬子台地以抬升为主[27],海平面快速降低,导致富氧的底水环境[3,20,22],w(V)/w(C r)㊁w(N i)/w(C o)和w(U)/w(T h)明显降低,T O C质量分数显著下降㊂古环境的迅速改变使生物笔石带也发生变化,L M5笔石带转变成L M6笔石带,发育弯曲笔石及三角半耙笔石等(见图2)㊂龙马溪组上段扬子台地继续被挤压和抬升,雪峰古隆起最终被抬升至地表,海平面的持续下降导致更加富氧的底水环境[3,21]㊂铁组分判别图(见图7(a))显示,临湘组和龙马溪组上段主要处于氧化条件,五峰组和龙马溪组下段主要处于缺氧铁化环境,龙马溪组下段样品Y12处于缺氧硫化环境㊂研究区夷地1井富有机质页岩底水氧化还原环境与相对靠近黔中古陆的Q i a n q i a n-1井的相似,主要沉积于缺氧铁化环境[39]㊂与邻近四川盆地沉积中心的彭页1井和邻近秦岭洋的S h e n c i-1井有较大差异,彭页1井和S h e n c i-1井富有机质页岩沉积于缺氧铁化和硫化条件交替变化,且以缺氧硫化为主的底水环境[23-24]㊂3.1.3 古水动力封闭局限的古海盆往往因底层水的循环流通受阻,造成沉积环境中微量元素的富集差异㊂何龙等提出利用w(M o)/w(T O C)模式判断盆地的水体滞留程度[1]㊂在开放流通的水体环境下,海水中具有充足的M o,相应地进入沉积物中的w(M o)/w(T O C)也较高;在局限封闭的环境下,海水中M o的补给缓慢,相应地进入沉积物中的w(M o)/w(T O C)也较低㊂w(M o)/w(T O C)<1.5×10-3,属于强滞留;1.5×10-3<w(M o)/w(T O C)<3.5×10-3,属于中等滞留;w(M o)/w(T O C)>3.5×10-3,属于弱滞留[40]㊂此外,鉴于古海盆开放上涌和滞留盆地w(C o)w(M n)明显不同㊂S W E E RET等提出w(C o)w(M n)可以用于评价古水动力,w(C o)w(M n)小于0.4和大于0.4分别表示开放上涌和滞留环境[42]㊂w(M o)/w(T O C)判别图(见图7(b))显示,所有样品w(M o)/w(T O C)小于1.5×10-3,表明五峰龙马溪组水体为强滞留环境,五峰组中上部和龙马溪组下部局部滞留程度相对较弱㊂龙马溪组下段局部(样品Y12)缺氧硫化(见图7(a)),与沉积于深水滞留盆地有关,样品Y12投点显示w(M o)/w(T O C)小于9,位于F r a m v a r e n海湾以下㊂志留纪早期,随冈瓦纳冰川融化,海平面迅速上升,且随华夏板块与扬子台地碰撞挤压作用的增强,龙马溪组受到挤压而产生构造沉降,可容纳空间增大,水体深度迅速变大,水体变为缺氧硫化[3]㊂此外,由于华夏板块向扬子台地俯冲,雪峰古隆起㊁黄陵古隆起及湘鄂西古隆起不断抬升,研究区海盆受到古隆起的三面围限[3](见图1),海水流通不畅的强滞留水体也是造成缺氧硫化环境的重要原因㊂图6 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组古氧化还原条件㊁古生产力及古水动力垂向变化特征F i g .6V e r t i c a l v a r i a t i o n i n p a l a e o r e d o x c o n d i t i o n s ,p a l a e o p r o d u c t i v i t y ,a n d p a l a e o h y d r o g r a p h y o f t h e W u f e n g -L o n g -m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D 1i nY i c h a n g Ar e a ,W e s t e r nH u b e i 夷地1井五峰龙马溪组大多数样品w (C o )w (M n )大于0.4,五峰组中上部和龙马溪下部的小于0.4㊂这表明研究区五峰龙马溪组沉积时期水体主要为滞留盆地,在五峰组中上部和龙马溪组下部局部水体为开放上涌的沉积环境,与w (M o )/w (T O C )判别结果一致㊂中上扬子台地五峰龙马溪组的古水动力条件与沉积位置密切相关,与鄂西宜昌地区相比,四川盆地东部沉积中心彭页1井和礁页143井水体更为开放,受古陆和水下隆起围限程度相对较低,与北部秦岭洋连通较好,水体滞留较弱[41-42]㊂因靠近秦岭洋,扬子台地北缘S h e n c i -1井水体相对开放,洋流呈上涌强烈的水动力条件,水体滞留最弱[43]㊂3.1.4 古生产力选取T O C 质量分数㊁w (P )/w (T i )㊁w (S i b i o )及w (N i +C u +Z n )b i o 重建夷地1井五峰龙马溪组古生产力㊂T O C 是海洋表层古生产力在沉积物中的体现㊂P 是关键的营养元素,生物体吸收P 组成自身的组织,当生物体死亡后,P 也随生物遗骸沉降到水底,P 含量和海水表层的古生产力有关系㊂C u ㊁Z n ㊁N i 是海洋生物的营养元素,在还原条件下形成各自的硫化物而沉积下来[32]㊂五峰龙马溪组发育大量的笔石和东北石油大学学报第47卷 2023年第5期张焱林等:鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响放射虫等富含硅质生物,S i b i o质量分数直接表明古生产力的高低[3]㊂图7 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组古氧化还原(据文献[30]修改)及古水动力条件判别(据文献[40-41]修改) F i g.7P a l a e o r e d o x(m o d i f i e db y r e f e r e n c e[30])a n d p a l a e o h y d r o d y n a m i c c o n d i t i o n(m o d i f i e db y r e f e r e n c e s[40-41])o ft h eW u f e n g-L o n g m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D1i nY i c h a n g A r e a,W e s t e r nH u b e i临湘组和五峰组下部主要为低古生产力,五峰组中上部为高古生产力(见图6)㊂观音桥段古生产力较低[22]㊂龙马溪组下段下部(鲁丹阶)为中高古生产力,龙马溪组下段上部和龙马溪组上段为低古生产力㊂研究区五峰龙马溪组古生产力的变化与中上扬子台地其他地区变化趋势基本一致[3,22]㊂古生产力与营养物质的上涌密切相关,因为洋流上涌将深海盆地的营养物质带到浅水陆棚相区,表层水体的浮游生物繁殖[21,41]㊂古生产力指标w(S i b i o)㊁w(N i+C u+Z n)b i o与洋流上涌指标w(C o)w(M n)的曲线变化特征表明,夷地1井五峰龙马溪组富有机质页岩部分样品古生产力相对较高是由于w(C o) w(M n)低于0.4,洋流上涌强烈,营养物质丰富,有利于浮游生物繁殖,且富有机质页岩所处缺氧还原环境,有利于N i㊁C u和Z n等微量元素形成各自的络合物沉淀[1]㊂贫有机质页岩普遍古生产力较低,一方面,由于大多数样品w(C o)w(M n)高于0.4,洋流上涌较弱,营养物质贫乏(见图6)㊂另一方面,受广西运动影响,贫有机质页岩龙马溪组上段地层抬升,海平面下降[27],水体氧化,N i㊁C u和Z n等微量元素难以形成络合物并沉淀下来,古生产力较低[1]㊂3.2 有机质富集通常有机质富集原因为有机质的输入(与古生产力相关)㊁有机质的保存(与氧化还原条件和沉积速率相关)及有机质的稀释(与陆源输入相关)[40]㊂有机质富集模型主要为保存模型和古生产力模型[44],有机质富集主要受氧化还原条件和古生产力的共同影响㊂w(T O C)与氧化还原指标w(N i)/w(C o)和古生产力指标w(N i+C u+Z n)b i o的相关关系分析表明,w(T O C)与w(N i)/w(C o)(见图8(a))㊁w(T O C)与w(N i+C u+Z n)b i o(见图8(b))呈较好的正相关关系,其中五峰组和龙马溪组下段w(N i)/w(C o)和w(N i+C u+Z n)b i o为高值,对应的w(T O C)也较高,表明贫氧缺氧的底水环境和较高的古生产力有利于有机质富集㊂3.3 页岩储层物性及含气性有机质对页岩生烃潜力㊁储层物性和微孔发育起关键作用,对页岩气富集产生间接影响[45-49]㊂分别统计临湘组㊁五峰组㊁龙马溪组下段和上段页岩储层的等温吸附含气量㊁比表面积㊁孔隙度及含气性特征(见图9)㊂各地层段样品等温吸附含气量和比表面积数值呈相似的特征,龙马溪组下段的最高,其次为临湘组和五峰组的,其中五峰组各样品之间数值差异较大,龙马溪组上段的相对最低(见图9(a-b))㊂龙马溪组下段孔隙度最高,其次为五峰组和龙马溪组上段的,临湘组孔隙度最低(见图9(c))㊂富有机质页岩龙马溪组下段和五峰组总含气量最高(见图9(d)),与w(T O C)较高(见图3)㊁储层物性指标(等温吸附含气量㊁比表面积和孔隙度)有较好直接相关(见图9(a-c))㊂贫有机质页岩龙马溪组上段w(T O C)较低(见图3),东北石油大学学报第47卷 2023年储层物性相对较差(见图9(a-c)),含气量较低㊂贫有机质页岩临湘组样品w(A l)高(见图3),比表面积和等温吸附含气量较高,w(A l)高表明黏土矿物含量相对较高,较高的黏土矿物含量(特别是蒙脱石)有利于比表面积的增大[50]㊂由于w(T O C))为0.70%(见图3),孔隙度为0.86%(见图9(c)),生烃潜力和储集物性较差,总含气量相对最低,为0.20m3/t ㊂图8 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组w(T O C)与氧化还原条件㊁古生产力相关关系F i g.8C o r r e l a t i o n a n a l y s i s o f w(T O C)w i t h p a l a e o r e d o x a n d p a l a e o p r o d u c t i v i t y o f t h eW u f e n g-L o n g m a x i F o r m a-t i o no fw e l lY D1i nY i c h a n g A r e a,W e s t e r nH u b e i图9 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组页岩储层物性及含气性特征F i g.9C h a r a c t e r i s t i c so f r e s e r v o i r p h y s i c a l p r o p e r t y a n d g a sc o n t e n to f t h e W u f e n g-L o n g m a x iF o r m a t i o no fw e l lY D1i nY i c h a n g A r e a,W e s t e r nH u b e i对比贫氧环境下富有机质样品Y2(w(T O C)为4.94%),以及氧化环境下贫有机质样品Y23 (w(T O C)为0.80%)的微观孔隙特征及孔隙连通性差异性(见图10)㊂扫描电镜图像显示,富有机质页岩样品Y2有机质条带和颗粒较发育,有机质内有机孔较发育,孔径分布在60~560n m之间,大小相对较均一,部分相互连通,无机孔隙零星分布(见图10(a))㊂氧化环境下贫有机质页岩样品Y23有机质条带和颗粒较少,草莓状黄铁矿颗粒较多,粒径大,微裂隙不发育㊂有机质孔隙孔径较小,分布在22~100n m之间(见图10(b))㊂因此,w(T O C)高的样品有机质条带和颗粒分布多,孔径相对较大㊂此外,对比贫氧环境下富有机质样品Y13(w(T O C)为6.18%),以及氧化环境下贫有机质样品Y20(w(T O C)为1.11%)三维空间的孔隙分布特征(见图10(c-d)),表明富有机质样品有机质孔隙数更多,连片发育,孔隙连通性好,有利于页岩气渗流;贫有机质样品有机质孔隙数少,分布不均匀,孔隙连通性差,不利于页岩气渗流㊂图10 鄂西宜昌地区夷地1井五峰龙马溪组富有机质页岩与贫有机质页岩孔隙特征对比F i g .10C o n t r a s to f p o r ec h a r a c t e r i s t i c sb e t w e e no r g a n i c -r i c ha n do r g a n i c -l e a ns h a l e si n W u f e n g -L o n g m a x i F o r m a t i o no fw e l lY D 1i nY i c h a n g Ar e a ,W e s t e r nH u b e i 4 页岩气勘探潜力根据页岩气资源/储量计算与评价技术规范(D Z /T0254 2014),w (T O C )≥2.00%为有机碳高含量,属于富有机质页岩[51-53],为有利的页岩气勘探层位,具备商业性开发价值[54]㊂对比鄂西宜昌地区夷陵区块与川东南涪陵礁石坝气田五峰龙马溪组厚度㊁埋深㊁w (T O C )㊁氧化还原条件(w (U )/w (T h ))㊁古生产力水平(w (C u )/w (A l ))及总含气量(V T )(见图11),分析鄂西宜昌地区页岩气勘探潜力㊂礁石坝气田五峰龙马溪组埋深大于2k m ,含有机质页岩(w (T O C )≥1.00%)厚度超过80m ,其中富有机质页岩(w (T O C )≥2.00%)厚度大于30m ,w (U )/w (T h)显示富有机质页岩主要沉积于贫氧缺㊃11㊃第5期张焱林等:鄂西宜昌地区五峰龙马溪组古环境演化及其对页岩储层的影响。

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辑

第卷第期

年月

华南奥陶·志留系五峰组及龙马溪组底部

斑脱岩与高分辨综合地层

苏文博①何龙清泛王永标③龚淑云③周湖云④①中国地质大学地球利学与资源学院北京②中国地质调查局宜吕地质矿产研究所宜只③中闰地质人学地球科学学院武汉④中国地质大学测试中心武汉

摘要在贵州桐梓和湖北宜昌两条相距近的剖面上在奥陶系五峰组一志留系龙马溪组底部均发现了余层钾质斑脱岩表明在奥陶纪志留纪之交至少在上扬子地台东南缘附近曾经发生过多次较大规模的火山喷发活动综合生物地层层序地层

等资料可以进一步确认相隔甚远的这些斑脱岩层几乎完全一一对应这是第一次在中国主要地台区同期地层中确认系列的具有良好对比潜力的火山活动沉积记录这些

斑脱岩层可望作为极为难得的时限精确特征明显的事件标志层运用于扬子地台奥陶

纪志留纪之交的高精度地层学研究最终建立华南奥陶系志留系界线附近高分辨的

综合年代地层格架

关键词钾质斑脱岩事件标志层高分辨综合地层奥陶系志留系界线扬子地台

五峰组一龙马溪组

钾质斑脱岩或译为钾质膨润土膨土岩是一类主要由火山喷发所产生的凝

灰物质经沉积成岩及蚀变作用后形成的富钾质的粘土岩地层中的这类岩层在忠实地记录了

地史上火山活动的同时也提供了一种极为难得的高精度等时性的事件标志层自然受到了地层学家们的普遍关注’国际上关于奥陶纪斑脱岩的研究已有很长的历史并且一直是奥陶纪研究中一个倍受关

注的焦点进人世纪年代以来更是在奥陶纪事件地层年代地层古大陆再造以及生物群演化等方面取得了多项引人注目的成果只是所有这些工作都是围绕欧美地区奥陶纪地层中的发现来进行的国内将沉凝灰岩斑脱岩或者火山成因的粘土岩运用于地层的划分与对比最早的正式报道始于世纪年代末期“年代初期开始有比较多的研究且多集中于华南震旦寒武系界线以及二叠三叠系界线’。两个层位而从研究的广度和深度来看又以后者最为系统也

最为成功’。”关于奥陶纪斑脱岩傅力浦’在其陕西紫阳芭蕉口剖面中标出了奥陶系有“层凝灰岩等等”〕曾在湖北宜昌附近的五峰组下部发现过一层类似沉积等’“在浙江江山下奥陶统宁国组发现了两层斑脱岩汪啸风等’曾指出在宜昌地区五峰组观音桥段存在

着层凝灰岩最近等’“在贵州桐梓红花园剖面和松桃陆地坪剖面五峰组的不同层位

中国科学辑第卷

分别识别出两层斑脱岩但有关这类沉积的具体特征特别是其远距离的可对比性等迄今为

止国内尚无人研究

笔者等最近在相距近的贵州桐梓和湖北宜昌两条剖面的奥陶系五峰组一志留系龙马溪组底部分别发现了多层钾质斑脱岩这表明在奥陶志留纪之交这一关键阶段至少在上扬子地台东南缘附近曾经发生过多次较大规模的火山喷发活动特别有意义的是虽然这些斑脱岩厚度一般只有一但根据岩石地层生物地层和层序地层等资料可以确认相隔甚远的这些斑脱岩几乎一一对应这是第一次在中国各主要地台区奥陶志留纪之交地层中发现并确认系列的具有良好对比潜力的火山活动沉积记录

斑脱岩的岩石组构特征火山成因的确

认

研究表明这些斑脱岩的岩石组构充分显示出火山成因的特征为叙述方便参照习用方式本文将其自下而上逐层地加以编号并于编号前贯以表示五峰组一龙马溪组中的斑脱岩图宜昌黄花场王家湾剖面

作者实际上早已注意到宜昌黄花场和王家湾剖面五峰组内的斑脱岩’此次经进一步作在该地区五峰组内共发现层斑脱岩型粘土岩龙马溪组底部则发现层其上因有断层暂

时未做工作

因上部露头被掩盖黄花场剖面五峰组仅出露了中下部含笔石碳硅质页岩段中的层斑脱岩即一而作为国际奥陶系志留系界线后选层型的王家湾剖面因靠近公路以及多年来不断采掘其中下部已十分破碎只有五峰组上部及观音桥段一龙马溪组底部出露良好其间发现有层粘土岩参照其产出位置和精细的生物地层资料’’“不难确认王家湾

面上所见最低层位粘土岩就是黄花场剖面上的从而可将这两条相隔约的音面

对接在一起图需要说明的是无论是在王家湾还是在黄花场实际上是由近顶部层厚的薄层与其附近一层厚度小于的微薄层灰白土黄色粘土岩共同组成的千层饼状层束其间所夹的黑色碳硅质页岩厚度则为卜对接是按照其中厚约的薄层并参照生物地层等研究来实现的这些粘土岩中的一目前已可肯定主要是由火山凝灰物质形成的而一混有较多的生屑等其他成分它们的颜色多呈蛋青色灰白色或土黄色在五峰组黑色页岩为主的地层序列中异常醒目结构疏松层面延伸十分稳定除去和外厚度多为一左右在样品岩石切片中见有蚀变残余火山玻屑及残余凝灰结构一些切片中并可见

到非沉积型的石英等同时初步的射线衍射分析结果表明其矿物成分主要为伊利石蒙

脱石及伊蒙混层物并含有数量不等的石英钾长石钠长石等具有比较典型的中酸性火山岩特征微量元素等分析表明它们都具有与碱性岩浆岩一致的地球化学组成说明它们确由火山喷发作用产生的凝灰物质等经沉积蚀变而成因此它们是典型的钾质斑脱岩桐梓红花园南坝子剖面等学者〔’“研究的红花园剖面位于山王庙附近主体现处于较平缓的农田边局部略有掩盖所以此次工作中在其东南方向约的南坝子开辟了当前的新剖面该剖面位于南