应用TIMA分析技术研究Alum页岩有机质和黄铁矿粒度分布及沉积环境特征

摘要

Alum页岩(中寒武—早奥陶世)是北欧一套重要的海相烃源岩,其成熟度跨度从为成熟-过成熟度阶段.由于我国下古生界海相烃源岩均已过成熟,未成熟-低成熟度的Alum页岩是研究下古海相的烃源岩生烃潜力特征的重要参照样品.因此,对这套成熟度较低的Alum页岩的生物组成特征、矿物组成及其沉积环境的分析,可为后续国内外下古生界海相烃源岩的对比研究奠定基础.本文以欧洲上寒武统富含有机质Alum页岩为主要研究对象,在有机碳含量(TOC)和有机岩石学观察的基础上,应用综合矿物分析技术(TIMA)进行扫描,通过细化样品扫描参数,获得了页岩矿物组成、含量及粒度分布.Alum页岩有机质成熟度较低(固体沥青反射率为0.30),TOC含量在11.16％～12.24％之间.有机质主要为浮游藻类降解形成的层状藻类体、底栖藻类来源的海相镜状体和裂缝中充填的固体沥青.TIMA扫描获得的有机质相对质量百分含量为9.79％～10.64％,略低于碳硫分析仪测定的TOC含量;黄铁矿含量为4.17％～4.49％.TIMA扫描获得的有机质与黄铁矿比值与化学法的C/S比值相近,均分布在2.18～2.55范围.粒径分布特征上,有机质粒径主要分布在0.9～27.0μm之间(80％以上颗粒分布在1.2～5.5μm);草莓状黄铁矿粒径分布在0.9～17.0μm之间(小于0.5μm的颗粒占78％以上),反映了缺氧甚至硫化的环境.综合C/S比、有机岩石学与TIMA黄铁矿粒度分布特征,认为该页岩形成于闭塞封闭甚至硫化的沉积水体体系.该研究为油气地质领域的烃源岩(包括页岩)的研究提供了一种新的技术支持.