摘要:
通过12条野外剖面、108个碳氧同位素、56个微量元素数据和大量的地化分析数据,研究了上扬子地区前寒武纪气候沉积环境的变迁,探讨了气候变化与烃源岩发育的对应关系,刻画了有利烃源岩的分布.研究结果表明:①地质史发育前寒武纪、石炭-二叠纪和第四纪冰期3次大冰期,其中全球前寒武纪大冰期共发育四次小型冰期旋回(凯噶斯(Kaigas):757-741Ma,司图特(Sturtian):718-660Ma,马林诺(Marinoan):651-635Ma,噶斯奇厄斯(Gaskiers):584-582Ma);露头剖面和碳氧同位素资料,揭示上扬子地区前寒武纪大冰期发育两期可与全球对比的冰期旋回,冰期到间冰期过渡地层中碳同位素出现全球性的负漂移特征,对应于南华系莲沱组和南沱组两期冰碛岩;②冰期沉积与间冰期沉积气温具有明显变化:露头剖面揭示间冰期出现碳酸盐岩沉积,岩石CIA(化学蚀变)指数65-90,反映陆源物质开始输入,揭示间冰期出现过暖热气候,温室效应促使有机碳释放、大气含氧量增加,有利于藻类复苏和生物繁盛;间冰期藻类丰度逐渐增加,生物种属增多,形成了著名的翁安生物群、庙河生物群和蓝田生物群;③间冰期间形成了南华系大塘坡组和震旦系陡山沱组2套优质烃源岩:大塘坡组烃源岩以黑色碳质页岩为主,厚10~320m,其中湖南松桃大塘坡地区,沉积厚度100至300米,最厚可达600m;大塘坡组烃源岩富含较丰富的藻类、菌类和疑源类等生物化石,为深水环境下浮游型微生物组合,有机碳含量分布在0.25~15.86%(25个样),平均为4.8%,全岩反射率Ro分布在2.02~2.37%之间,干酪根δ13C分布于-31.9~33.8‰,以Ⅱ1和Ⅱ2型烃源岩为主;S1介于0.0023~0.043mg/g,平均0.014mg/g为较好烃源岩,仍有一定生烃潜力.陡山沱组为一套白云岩与黑色泥岩、页岩互层,地层厚度化大,数米至800m,上扬子地区周缘较为发育;泥质岩中"生物群"发育,如鄂西地区陡山沱组黑色页岩出现了最早的动物胚胎化石和大量结构复杂、且具刺的疑源类和多细胞藻类化石;TOC含量介于0.11%~4.64%,平均1.51%;干酪根同位素-31.5‰~-30.3‰,平均-30.8‰,为腐泥型;等效镜质体反射率2.08%~2.34%;陡山沱组泥岩和页岩在盆地周缘较为发育,川北地区厚度在30~300m,紫阳紫黄剖面揭示陡山沱组泥岩厚约96m;盆地南部露头厚度为30~60m,遵义松林剖面揭示暗色泥岩厚度为65m;盆地内部由于埋藏深,少有井钻遇,钻井揭示厚度较薄,一般10~30m.前寒武纪发育两套大面积分布的优质烃源岩,表明上扬子地区前寒武纪古老地层具有一定的勘探潜力,值得进一步去探索.