川南地区五峰组—龙马溪组沉积环境演化及其对页岩发育的控制

摘要

基于岩心观察、薄片观察、电镜观察、XRF元素扫描以及全岩X-衍射、ICP-MS元素分析、总有机碳含量测试等手段，对川南地区五峰组—龙马溪组页岩岩相类型及其沉积环境演化进行分析，并探讨沉积环境高频演化对岩相的控制作用。将川南地区五峰组—龙马溪组页岩划分为富有机质层状生物硅质页岩、富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、富有机质(钙质)粉砂页岩、富有机质纹层状钙质页岩、中有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩、中有机质块状黏土质页岩6种岩相类型。在岩相识别基础上借助特征元素比值Sr/Ba、U/Th、V/Cr、V/Ni、Ni/Co、Sr/Cu及Mo、Cu、Sr含量变化进行古沉积环境恢复，划分出7个演化阶段。结果表明：五峰组沉积早期气候温暖潮湿、水体较为氧化、盐度较低；五峰组沉积中期水体还原性增强、古生产力提高；五峰组晚期气候干冷，水体较为氧化，经历了赫南特冰期；龙马溪组自下而上古气候经历了暖湿—相对干热—暖湿—相对干热的演化，同时古水体也经历了还原—相对氧化—还原—相对氧化的演化。沉积环境高频演化对页岩岩相发育以及有机质富集具有明显的控制作用，不同岩相有机质含量与海洋古生产力和水体还原性均呈现良好的正相关性，其中在古生产力较高、水体还原性较强的阶段沉积的富有机质层状生物硅质页岩和富有机质纹层状(长英质-钙质)粉砂页岩有机质最为富集，且石英含量最高，是页岩气勘探开发的优势岩相。

关键词

页岩岩相 / 纹层 / 沉积环境演化 / 有机质富集 / 五峰组—龙马溪组

基金资助

国家自然科学基金项目(42172165,41902134); 中央高校基本科研业务费专项(22CX06001A); 泰山学者计划(TSQN201812030)