川南地区龙马溪组黑色页岩发育环境与有机质富集机制

论文摘要

四川盆地及周缘龙马溪组是我国页岩气勘探重点层系。作为页岩气主力产层,龙马溪组富有机质页岩段的发育机制研究具重要科学意义。与其他黑色页岩层段显著不同的是,龙马溪组页岩沉积于奥陶纪末期的冰期之后,且富笔石化石。因此,从地球系统观的角度,探讨重大地质转折期古气候、古生物和古沉积环境的演变,及其对有机质富集的控制作用,将有助于进一步理解黑色页岩发育机制。本研究系统采集川南地区宁203井龙马溪组黑色页岩样品,进行有机碳、主微量元素、矿物组成等分析以明确有机质富集程度和沉积水体的氧化还原程度,并利用电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）进行笔石原位多元素成像分析,探索不同水体环境下的有机质富集机制,取得如下认识:（1）宁203所在位置在早志留世为浅水陆棚沉积环境,有机碳分析数据显示富有机质层段位于为龙马溪组下部,总厚度为30m,总有机质（TOC）均值在3%以上,向上逐渐降低。通过岩心观察、手标本鉴定以及显微镜拍照发现笔石多呈银白色薄膜形式存在,笔石形态多为细长或短粗状,沿泥页岩层面以无序叠加或聚集式保存,单层丰度变化大。统计发现TOC含量与笔石丰度呈良好正相关性,指示有机质富集机制与笔石化石成因具相似性。（2）对宁203井龙马溪组页岩主微量元素的地球化学指标分析表明,龙马溪组下段富有机质页岩沉积于缺氧环境,向上逐渐变为含氧环境。TOC含量与氧化还原敏感元素指标有着良好的相关性,表明有机质保存于缺氧环境有关。同时高的Mo元素含量和富集程度可能指示了硫化的沉积环境,结合黄铁矿化笔石原位成像的数据分析结果,提出在赫南特冰期刚结束时,底部为弱含氧的孔隙水硫化环境。（3）利用LA-ICP-MS实现了龙马溪组笔石的原位多元素扫描成像,发现碳质薄膜笔石体表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,结合Sr/Ba值则明显低于围岩,指示黏土矿物包埋是笔石碳化保存的主要途径。结合TOC、黄铁矿、黏土矿物含量和δ13Corg的全剖面变化情况及相关性分析,进一步提出早期微生物席繁盛和后期硫酸盐还原菌繁盛导致水岩界面孔隙水普遍缺氧,是笔石和有机质大量埋存的主要原因。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 前言
•   1.1 选题依据及研究意义
•     1.1.1 选题依据
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 龙马溪组页岩展布及沉积环境
•     1.2.2 有机质富集及黑色页岩发育机制
•     1.2.3 笔石化石成因
•   1.3 研究内容和技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究思路
•     1.3.3 技术路线
•   1.4 主要完成工作量
•   1.5 论文创新点
• 第二章 区域地质概况
•   2.1 构造背景
•     2.1.1 区域构造史
•     2.1.2 地层概况
•   2.2 研究区龙马溪组地层分布范围
• 第三章 岩心样品与实验方法
•   3.1 样品采集
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 主量元素
•     3.2.2 微量元素
•     3.2.3 总有机碳
•     3.2.4 X射线衍射
•     3.2.5 笔石丰度
•     3.2.6 笔石原位成像
• 第四章 黑色岩系的地球化学特征
•   4.1 沉积环境分析
•     4.1.1 主量元素特征
•     4.1.2 稀土元素特征
•     4.1.3 微量元素特征
•     4.1.4 氧化还原敏感元素指标分析
•   4.2 有机质富集特征
•     4.2.1 有机质丰度
•     4.2.2 有机质丰度与笔石丰度的关系
•     4.2.3 有机质丰度与沉积环境的关系
•   小结
• 第五章 龙马溪组笔石成因及地质意义
•   5.1 笔石成因分析
•     5.1.1 实验过程中的数据稳定性满足成像分析需求
•     5.1.2 多元素原位成像地球化学证据
•   5.2 矿物学及笔石丰度证据
•   5.3 面笔石率与黏土矿物的相关性分析
•   5.4 对龙马溪组页岩形成机制的启示
•   小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 竺成林

导师: 杨瑞东

关键词: 龙马溪组,黑色页岩,笔石,有机质,沉积环境

来源: 贵州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 贵州大学

分类号: P618.13

总页数: 76

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