【摘要】：黑色頁巖是一種廣泛沉積于地殼中的富含有機質(zhì)細(xì)粒沉積物的巖石組合類型,由于其形成于缺氧—貧氧的特定海相沉積環(huán)境中,所以黑色頁巖在沉積學(xué)、古生態(tài)學(xué)和地球化學(xué)研究方面具有重要意義。此外,黑色頁巖作為一種烴源巖,與化石能源有直接關(guān)系,所以黑色頁巖成為了當(dāng)今地學(xué)界研究熱點之一。近些年,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和政府的大力支持,我國不斷加強南方海相黑色頁巖的研究,在重慶、四川、貴州、云南等地先后開展了頁巖氣勘探工作。貴州省作為頁巖氣開采的重點省份之一,在全省范圍內(nèi)進(jìn)行了頁巖氣資源評估與勘探,劃分了四個有利工作區(qū)和七套潛質(zhì)頁巖氣開采地層。打屋壩組作為七套潛質(zhì)頁巖開采地層之一,其主要分布在黔西南的威寧—六盤水和黔南的長順—紫云—羅甸—惠水一帶,沉積著一套典型的富含有機質(zhì)的黑色頁巖。鑒于在黔西南地區(qū)威寧—六盤水一帶打屋壩組頁巖氣的重大發(fā)現(xiàn)和成功開采,本文將對黔南地區(qū)的打屋壩組黑色頁巖進(jìn)行重點研究,本次研究選取了惠水地區(qū)的王佑、斷杉五里橋2條剖面,并進(jìn)行了野外踏勘和樣品采集工作,運用沉積學(xué)、巖石學(xué)、元素地球化學(xué)、有機地球化學(xué)等手段,對研究區(qū)域黑色頁巖的沉積環(huán)境和生烴潛力進(jìn)行綜合分析,探討其沉積環(huán)境和烴源巖有機質(zhì)形成與富集規(guī)律,為下一步貴州省頁巖氣的勘探開發(fā)提供科學(xué)指導(dǎo)依據(jù)。本次論文取得的主要成果與認(rèn)識如下:1、通過野外露頭觀察、室內(nèi)巖礦分析認(rèn)為,研究區(qū)域下石炭統(tǒng)打屋壩組黑色頁巖主要為炭質(zhì)頁巖、泥巖,頁理發(fā)育,部分層位可見大量磨光鏡面(瀝青質(zhì))和薄殼腕足類生物化石,炭質(zhì)頁巖中夾細(xì)粒狀黃鐵礦脈,反映海水較深;在剖面上部或下部巖系主要為泥巖、灰?guī)r,有機質(zhì)含量降低,鈣質(zhì)含量升高,反映海水較淺。從巖性組合、巖石顏色、古生物特征等方面觀察,研究區(qū)域的沉積相整體屬于淺水陸棚相。2、結(jié)合野外巖石學(xué)和地球化學(xué)特征分析認(rèn)為,黔南惠水早石炭世打屋壩組黑色頁巖沉積環(huán)境整體表現(xiàn)為貧氧—缺氧的沉積環(huán)境。其中,斷杉五里橋的水體比惠水王佑的水體較深,表明惠水王佑—斷杉五里橋海水深度由北向南逐漸加深,離岸距離越來越遠(yuǎn),五里橋靠近深水陸棚區(qū),而王佑更靠近淺水臺地。3、通過對研究區(qū)域2條剖面中黑色頁巖的有機質(zhì)豐度(TOC)的分析,顯示其平均值分別為1.23%、1.73%,均大于1%,達(dá)到“好~極好”的水平;干酪根類型屬于Ⅱ_1~Ⅱ_2型,表明其生源母質(zhì)包括水生生物和陸生生物兩種,為混合型,推斷這是由于當(dāng)時藻類等水生植物的繁殖和有機質(zhì)降解的耗氧過程引起的貧氧—缺氧的沉積環(huán)境,為該研究區(qū)域有機質(zhì)的保存和轉(zhuǎn)化提供了必要條件;根據(jù)烴源巖的成熟度(Ro)顯示,研究區(qū)域的烴源巖屬于過成熟早期階段,為干氣階段。同時根據(jù)鏡質(zhì)體反射率與古地溫的關(guān)系推斷,研究區(qū)域的黑色頁巖在經(jīng)過正常海水沉積后經(jīng)歷了因地質(zhì)事件或深埋地溫引起的后期熱液(170℃~210℃)作用的改造。4、通過研究區(qū)域打屋壩組黑色頁巖沉積相變化特征、元素地球化學(xué)特征、有機地球化學(xué)特征的深入研究,均顯示王佑剖面水體相對較淺,更靠近黔中古陸,對TOC、有機質(zhì)類型影響較大,影響頁巖氣勘探,這也是近幾年貴州省在頁巖氣勘探開發(fā)中布設(shè)的紫云1井,未取得理想結(jié)果的原因。5、通過研究區(qū)域沉積特征、地球化學(xué)參數(shù)分析,認(rèn)為研究區(qū)域的沉積環(huán)境整體處于弱氧化—弱還原環(huán)境,結(jié)合沉積相變特征,惠水—紫云一帶相變強烈,淺水斜坡相碳酸鹽巖往往夾在黑色頁巖中,導(dǎo)致頁巖厚度變薄,影響頁巖的生氣能力。因此,從該研究區(qū)域的研究結(jié)果表明,黔南打屋壩組潛質(zhì)頁巖的有利區(qū)與前人結(jié)論相比,遠(yuǎn)景區(qū)北部界線需由王佑向南移至惠水?dāng)嗌家阅?南至羅甸方向,或紫云東南方向。
【圖文】：

由于我國頁巖氣研究的時間較短，，在成藏條件、成藏模式及聚集規(guī)律等方面還缺乏系統(tǒng)性研究理論，但就目前全球勘測數(shù)據(jù)來看，在儲備資源總量上我占據(jù)重要位置。據(jù) 2012 年 7 月公布的全球頁巖氣資源評估表明，全球的頁可采資源量為 187 萬億立方米，其中，中國為 36 萬億立方米，約占全球總 20%，排名世界第一（吳浩, 2014）。2009 年 10 月，我國重慶市綦江縣首巖氣資源勘查項目啟動，2015 年，我國頁巖氣產(chǎn)量為 44.6×108m3，累計生巖氣超過 60×108m3。自 2010 年以來，中國頁巖氣勘探開發(fā)陸續(xù)取得了單井，進(jìn)入到了開發(fā)先導(dǎo)性試驗區(qū)建設(shè)階段。之后，我國先后在川、滇、桂、、鄂、蘇等地相繼實現(xiàn)了中國海相（古生界）頁巖氣的突破，海陸過渡相煤二疊系）頁巖氣與陸相（中生界）頁巖氣/油的發(fā)現(xiàn)（圖 1-1）。在我國的四地、渝東鄂西、滇黔北、湘西等地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)頁巖氣，并在涪陵、威遠(yuǎn)、長邵通 3 個地方建立了海相頁巖氣工業(yè)化生產(chǎn)示范區(qū)，在延長陸相頁巖氣生產(chǎn)區(qū)和富順—永川合作開發(fā)區(qū)。

圖 1-2 研究技術(shù)路線圖完成工作量論文工作開始于 2016 年 7 月，對研究區(qū)域的地質(zhì)資料和黑色頁巖的行大量的搜集、閱讀和整理，在此基礎(chǔ)上對貴州惠水地區(qū)的王佑和面進(jìn)行野外實地考察和樣品的采集工作。主要工作步驟及內(nèi)容如下016 年 7 月—2016 年 9 月，收集查閱研究區(qū)域的地質(zhì)資料和黑色頁巖 100 余篇，書籍 5 本，報告 2 部；016 年 10 月—2016 年 12 月，制定野外相關(guān)工作計劃，進(jìn)行野外實地場拍攝等，采集樣品 41 件，繪制沉積柱狀剖面圖 2 條，對研究區(qū)屋壩組黑色頁巖的地層沉積學(xué)特征、沉積相進(jìn)行對比研究；017 年 1 月—2017 年 6 月，對采集的新鮮樣品磨片，進(jìn)行室內(nèi)巖石
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P618.13

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2623518