南海深水相渐新统及其生烃潜力

摘要

本文选择南海ODP184航次1148站渐新统泥岩为研究对象，利用扫描电镜、X射线衍射、化石分析、气相色谱-质谱、稳定同位素等多种手段，全面探讨了中国海区首次发现的深水相渐新统沉积特征、化石成岩作用以及油气前景。 1148站位于南海北部陆坡最下部(18°50.17'N，116°33.94'E，水深3294 m,进尺859.45m)，靠近陆壳与洋壳的界线，是184航次惟一钻遇渐新统的站位。岩性主要为钙质超微粘土。井深460 m以下为渐新世沉积，早晚渐新世界线位于井深488 m，井底年龄不超过32.8Ma。分析表明，南海扩张初期已处于深海环境。根据岩性、全岩稳定同位素、化石组合和地球化学组分变化，将1148站渐新世分为32Ma～＜32.8Ma、25.5Ma～32Ma和24.0Ma～25.5Ma三个阶段：32Ma～＜32.8Ma(710m～859.45m)，堆积速率高，浊流沉积明显，可能代表了南海早期扩张的快速扩张：25.5Ma～32Ma(475m～710m)，岩性较为单一，早期28.5Ma～32Ma(488m～710m)沉积物堆积速率相对稳定，地球化学组份、孢粉浓度、沟鞭藻含量等总体变化不大，可能为南海平稳扩张阶段，但晚期25.5Ma～28.5Ma(475m～488m)堆积速率降低，并在488m与478m出现沉积间断；24.0Ma～25.5Ma(460m～475m)，堆积速率低，滑塌沉积明显，本阶段和第二阶段晚期可能代表了海底扩张加剧阶段。 全岩稳定氧、碳同位素突变界线与沉积间断、地层界线相一致。全岩碳同位素在井深475m(25.5Ma)和710m(32Ma)出现明显变轻，并与地震剖面的强反射界面相对应。通过与珠江口盆地化石对比、参考本站全岩碳同位素事件，提出珠江口盆地珠海组的顶界年龄为25.5Ma，恩平组顶界年龄为32Ma。 与低纬度开放性大洋氧同位素变化明显不同，1148站数值模拟计算以及浮游有孔虫压扁壳、充填壳和剥离次生方解石氧同位素比较都证实，受成岩作用影响，钙质壳体稳定氧同位素值将变轻。同位素比较结果还表明，成岩作用过程中，钙质壳体碳同位素将变重，而并非原来认为的基本不受成岩作用影响。 观察发现，井深475m-600m之间，硅质化石主要表现为蛋白石-CT。随着深度增加，硅质破壳率增大，蛋白石-CT的X射线衍射峰强度减弱，自生石英的衍射峰则相应增强，反映了蛋白石-CT向石英的转变。井深620m附近，硅质化石完全溶解，蛋白石-CT衍射峰消失，蛋白石-CT全部转变为石英。X射线衍射定量也同样表明了这一转变过程。样品取芯率在470m处从近100%降到485m处的8%，可能是硅质成岩作用，尤其是蛋白石-A向蛋白石-CT的转变影响所致。而取心率的降低，则是此井未能观察到蛋白石-A/蛋白石-CT转变界线的部分原因。 渐新统有机质含量普遍较高， 670m之下多超过0.5％，710m以下平均含量超过0.59%。镜下观察证实，壳质体与孢质体组成的Ⅱ类有机质与主要来自陆地植物的木质体和煤质体组成的Ⅲ类数量相当，来自水生生物的壳质体也占相当比例。但岩石热解、GC/MS等分析表明，有机质成熟较低。尽管如此，由于1148所揭示的深海相渐新统厚度超过400m，有机碳丰度大于0.5%的沉积厚度也逾100m，因此，我们认为南海北部的这套深水相渐新统具有较强的生烃能力。 关键词：深水相 渐新统 成岩作用 生烃潜力 南海

目录

文摘

英文文摘

1.前言

2.材料与方法

2.1材料

2.2研究方法

3.南海的渐新统

3.1全球和中国的渐新统

3.2南海渐新统的分布：构造盆地与凹陷

3.3.南海的陆相与滨海相渐新统

3.4小结

4.深海相渐新统

4.1 ODP1148站钻井

4.2地层学

4.3堆积速率变化

4.4岩性剖面

4.5地球化学组成

4.6测井特征

4.7全岩氧、碳同位素

4.8沉积相与演化史

4.9南海北部渐新统比较

4.10讨论

4.11小结

附表

5.成岩作用

5.1钙质成岩作用

5.2硅质成岩作用

6.生烃潜力

6.1有机质及其地球化学分析

6.2可溶组份的地球化学特征

6.3成熟度

6.4结果与讨论

7.结束语

致谢

参考文献

附录

附表1.1148站微体化石事件

图版

攻读博士期间发表文章