鄂西宜昌地区五峰组——龙马溪组黑色岩系硅质来源及其油气地质意义
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摘要
为了查明鄂西五峰组—龙马溪组富有机质页岩的硅质来源,明确不同硅质来源的页岩气地质意义,促进页岩气勘探开发,本文通过系统的样品采集与分析测试,对宜昌地区五峰组—龙马溪组下部黑色岩系的硅质来源、特征及其对有机质富集和储层特征的影响进行了深入研究。结果表明,鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质矿物含量高,过量硅含量在2.59%~88.31%,平均27.91%,且过量硅主要发育于凯迪阶与鲁丹阶的深水陆棚环境;显微镜下可见大量棱角状陆源碎屑石英,硅质岩中可见具有溶蚀边的硅质生物化石,如放射虫、海绵骨针等;页岩样品TiO_2与Al_2O_3平均含量只有0.63%和12.41%,且SiO_2与TiO_2、Al_2O_3呈现明显的负相关,Si/(Si Al Fe)和A1/(A1 Fe Mn)比值分别为0.81和0.77,Eu/Eu~*具有明显的负异常,过量硅与U/Th、Ni含量之间相关性不明显,表明鄂西宜昌地区五峰组—龙马溪组黑色岩系硅质来源以陆源硅和生物硅为主,没有受到热液的影响,且五峰组凯迪阶—龙马溪组鲁丹阶以生物硅为主,向上陆源硅影响逐渐增大。深水缺氧还原环境是生物硅发育的有利条件,但生物硅的发育与古生产力、氧化还原条件没有绝对的正相关线性关系,主要表现为不同来源的硅质矿物含量与TOC峰值之间呈正态分布曲线特征,当Al_2O_3含量达到10%左右,过量硅含量在40%左右所对应的页岩有机碳可出现峰值,而不是硅质矿物含量越高有机质一定越富集。此外,硅质矿物特别是以微晶方式赋存的生物硅的发育不仅可以有效保护页岩储集空间,还能促进裂缝的发育,极大的改善页岩储层的储渗能力,并为后期获得良好的储层压裂改造效果提供有利条件。