四川盆地东缘五峰-龙马溪组页岩岩相特征研究

摘要

页岩岩相的划分方式有按沉积构造划分，按矿物组成划分以及结合沉积构造和矿物组成划分三种方式。本文选取按沉积构造来划分页岩岩相。页岩沉积构造中又以纹层最为容易识别和分类。所以本文选取从四川盆地东缘巫溪1井，焦石坝地区的X井和Y井，以及秀山溶溪地表剖面3处剖面的五峰-龙马溪组页岩样品进行显微镜观察分析，观察到块状页岩、平行纹层页岩、不平行纹层页岩3类主要的页岩岩相，以及斑状纹层页岩、透镜状纹层页岩和粒序纹层页岩这几种分布不太广泛的页岩岩相。薄片下观察到，块状页岩的纹层最不明显，平行纹层页岩的纹层细长而平直，不平行纹层页岩的纹层则粗壮且相互呈低角度相交。纹层中主要矿物为石英、白云母、长石、方解石、白云石等脆性矿物，周围基质中则以黏土矿物占多数。
　　五峰-龙马溪组页岩3种主要的页岩岩相在矿物组成上有明显的区别。按照块状页岩、平行纹层页岩以及不平行纹层的页岩的顺序，平均石英含量依次降低，分别为61％、50％、32％，平均黏土矿物含量依次升高25.8％、29.1％、53.2％。石英含量与TOC呈正相关，黏土矿物含量与TOC呈负相关。就矿物组分来说，块状页岩和平行纹层页岩的页岩气储集物性要优于不平行纹层页岩。扫描电镜可以观察到纹层的细微特征，矿物的定向排列尤为明显。四川盆地东缘五峰-龙马溪组页岩主要发育粒间格架孔、黏土片间孔、粒缘孔、莓球状黄铁矿粒内晶间孔、黏土粒内孔、成岩溶孔、有机质孔以及微裂缝8类微观孔隙。虽然五峰-龙马溪组页岩不同页岩岩相所经历的成岩后生作用差别不是太大，演化程度也差不多。但其初始沉积条件的不同导致了他们的微孔分布特征有一定的差别。有机质孔和莓球状黄铁矿粒内晶间孔在块状页岩中最为发育，而不平行纹层页岩中粒间格架孔和黏土片间孔更占优势。
　　就有机质类型而言，3类主要页岩岩相的有机质主要属于腐泥型(Ⅰ)到腐殖-腐泥型(Ⅱ1)。TOC的含量为块状页岩高于平行纹层页岩高于不平行纹层页岩。三条剖面所有样品统计显示，块状页岩TOC为3.7％，平行纹层页岩TOC为3.4％，不平行纹层TOC则只有1.1％。四川盆地东缘五峰-龙马溪组页岩样品的主微量数据显示，3类主要页岩岩相的脆性程度都与TOC呈正相关。微量数据显示，块状页岩和平行纹层页岩的水体环境主要为缺氧到贫氧，而不平行纹层页岩的水体环境主要为贫氧到氧化。不平行纹层页岩所反映的水动力环境要强于块状页岩和平行纹层页岩。3种主要岩相所反映的海水古盐度均为微咸水，但块状页岩和平行纹层页岩所代表的古水深是明显大于不平行纹层页岩的。
　　块状页岩代表了一种稳定的沉积环境，沉积速率可快可慢，可以形成于水下峡谷或者陆棚上水体较深的区域这些沉积速率高的地方，也可以形成于水体相对安静，沉积速率低，悬浮作用沉积的地区，关键是没有明显的沉积间断。笔者认为页岩中纹层的出现代表了一种与河流周期性洪水有关（间歇性的悬浮沉积）的环境，平行纹层页岩代表了这种季节性（或周期性）洪水不太猛烈的环境，使得洪水期沉积的层和非洪水期沉积沉积层界限明显平直，侵蚀作用较轻。不平行纹层页岩的纹层较平行纹层的粗，可能反映了更加剧烈的周期性洪水。洪水带来的沉积物明显受到了底流、波浪或潮汐的改造。至于横向上三条剖面/井所反映的主要岩相分布的差异，可能与剖面在陆棚中的位置有关。因为较高的TOC，石英含量以及大量发育的有机质孔，块状页岩和平行纹层页岩对于页岩气勘探开发的意义明显大于不平行纹层页岩。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 国内外研究现状

1．2 选题依据、研究目的及意义

1．3 研究内容及技术路线

1．4 完成的工作量

第2章 区域地质概况

2．1 区域地质构造特征

2．2 区域地层特征

2．2．1 奥陶系

2．2．2 志留系

第3章 龙马溪组页岩岩相的划分

3．1 巫溪1井龙马溪组页岩岩相划分

3．1．1 块状页岩

3．1．2 平行纹层页岩

3．1．3 不平行纹层页岩

3．1．4 透镜状纹层页岩

3．1．5 粒序纹层页岩

3．2 焦石坝X／Y井龙马溪页岩岩相划分

3．2．1 块状页岩

3．2．2 平行纹层页岩

3．2．3 不平行纹层页岩

3．2．4 斑状纹层页岩

3．3 秀山溶溪剖面龙马溪页岩岩相划分

3．3．1 块状页岩

3．3．2 平行纹层页岩

3．3．3 不平行纹层页岩

第4章 龙马溪组页岩岩相的储集物性特征

4．1 不同页岩岩相的矿物组分特征

4．2 五峰-龙马溪组页岩纹层的微观特征

4．3 五峰-龙马溪组页岩微孔的分类

4．3．1 粒间孔

4．3．2 粒内孔

4．3．3 有机质孔

4．3．4 微裂隙

4．3．5 不同页岩岩相微孔的发育特征

第5章 龙马溪组页岩岩相的地球化学特征

5．1 有机地化特征

5．1．1 有机质类型

5．1．2 有机质丰度

5．2 无机地化特征

5．2．1 主量元素分析

5．2．2 微量元素分析

第6章 讨论

6．1 不同页岩岩相所反映的沉积环境和过程

6．1．1 块状页岩沉积环境

6．1．2 平行纹层页岩沉积环境

6．1．3 不平行纹层页岩沉积环境

6．1．4 透镜状纹层页岩沉积环境

6．1．5 粒序纹层页岩沉积环境

6．1．6 斑状纹层页岩沉积环境

6．2 三条剖面页岩岩相组合差异的探讨

6．3 不同页岩岩相的油气意义探讨

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果