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页岩沉积特征及富有机质页岩沉积环境

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:而且,沉积相标志、沉积地球化学等分析也已证实,氯化盐与黑色深灰色泥页岩共同沉积在深水区,碳酸盐分布在浅水区,硫酸盐及其含膏泥页岩分布在半深水区。图2—14柴达木盆地西部第三系下干柴沟组上段蒸发岩分布及其等厚线图图2—15柴达木盆地西部早第三纪蒸发岩沉积模式泥页岩有机质丰度取决于它的沉积环境。

页岩沉积特征及富有机质页岩沉积环境

盐湖沉积通常均有明显的阶段性:当盐度较低时,沉积的主要是碳酸盐岩,常为泥灰岩石灰岩、粉砂质石灰岩或白云岩,有的盐湖还有鲕粒灰岩和骨粒灰岩及内碎屑粒灰岩等。当盐度增高时,沉积石膏、硬石膏、芒硝等硫酸盐矿物;当盐度更高时,最后可沉积岩盐、钾石盐和光卤石等卤化物。盐湖中这三个阶段的沉积可因构造下陷和气候的周期性变化而交替出现,形成多旋回的盐湖沉积。有的盐湖沉积中,碎屑沉积物较多,碳酸盐沉积较少,其沉积物主要由红色粉砂岩、红色砂质泥岩、泥质灰岩和各种蒸发岩组成。

我国西藏、青海、新疆、内蒙古等地区有许多巨大的现代盐湖沉积,在华东和湖南、云南等地的中新生代的地层中,则有很多盐湖相的沉积,可形成非常厚的含石膏和岩盐的红色地层。

1.柴达木盆地古近系—新近系盐湖沉积

柴达木盆地位于青藏高原北缘青海省境内,其大地构造位置处于古亚洲构造域南缘,四周被祁连昆仑和阿尔金等褶皱山系和深大断裂所围限,是中国西部一个重要的中新生代含油气盆地。柴达木盆地为干旱气候条件下形成的封闭盐湖盆地(图2—12)。

图2—12 柴达木盆地区带划分图

柴达木盆地柴西地区古近系—新近系湖盆演化具有特殊性和复杂性,主要表现在以下三方面:① 受阿尔金断裂走滑和昆仑山隆升影响,湖盆沉积中心不断向北、向东迁移;② 盆地边界构造活跃,山前带沉降差异大,沉积相横向变化快;③ 缺乏长期稳定发育的水系,边缘碎屑岩相带窄,盐湖处于饥饿—欠补偿状态。

柴达木盆地古近系—新近系形成盐湖沉积,在下干柴沟组E31、上干柴沟组E32和油砂山组N1形成了大量的蒸发岩类岩盐、石膏、芒硝和碳酸盐岩沉积(图2—13)。

岩心和露头观察结果表明,柴达木盆地西部(以下简称柴西)地区下干柴沟组和上干柴沟组在沉积盆地边缘地带主要为红色、棕红色砂泥岩和砾岩,在沉积中心部位(如狮子沟附近)主要为深灰色、黑色含石膏或岩盐的泥页岩,并且与较厚的岩盐层、薄层石膏、芒硝等蒸发盐类矿床呈互层产出,这里的泥页岩钙质含量不超过30%,有时夹粉砂质浊积岩。它们之间主要为灰色、深灰色钙质含量很高的泥页岩(钙质泥岩或泥灰岩)和薄层砂岩,泥岩中也含大量石膏和芒硝等矿物,在靠近沉积中心的地方石膏层和岩盐比较发育。总体来讲,研究区泥页岩的钙质含量高(一般为15%~55%),与膏盐岩呈相变关系,均为蒸发环境的产物。

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图2—13 柴达木盆地古近系—新近系地层单元划分

根据上百口井资料作出的钙质泥岩及泥灰岩等厚图、含石膏与芒硝泥页岩及石膏层等厚图、含石盐泥页岩及岩盐层等厚图(图2—14)表明,柴达木盆地西部第三系蒸发环境中盐类沉积具有环状分布:沉积中心(狮子沟至茫崖一带)以氯化盐为主,硫酸盐分布区环绕着氯化盐沉积区,最外圈为碳酸盐沉积区;其中碳酸盐沉积区面积最大,该区之外基本为第三纪冲积—河流—三角洲等边缘沉积。从早第三纪的下干柴沟组至晚第三纪的上干柴沟组、油砂山组,除蒸发盐总的分布范围、沉积中心有所变化外,每一地层单元内不同盐类的环状分布结构是一样的。而且,沉积相标志、沉积地球化学等分析也已证实,氯化盐与黑色深灰色泥页岩共同沉积在深水区,碳酸盐(即钙质泥岩、泥灰岩)分布在浅水区,硫酸盐及其含膏泥页岩分布在半深水区。据此,对柴西第三纪盐湖相提出了一个“大咸盆套小盐湖”的沉积模式(图2—15)。“大咸盆”是指广而浅的、咸—半咸水的碳酸盐沉积区,“小盐湖”是指水体较深、范围较小的、高盐度的硫酸盐和氯化盐沉积区。

图2—14 柴达木盆地西部第三系下干柴沟组上段蒸发岩分布及其等厚线图(金强等,2000)

图2—15 柴达木盆地西部早第三纪蒸发岩沉积模式(金强等,2000)

泥页岩有机质丰度取决于它的沉积环境。膏盐发育区为较深水—深水环境,水体靠盐度形成永久性分层,其下部为强还原条件,沉积有机质可得以有效保存,因此该区的泥页岩有机质丰度高、类型好,基本为优质生油岩(图2—16)。泥灰岩和钙质泥岩发育区分布很广,但是它们为浅水沉积,水体底部、沉积物上部处于弱氧化—弱还原条件,沉积有机质受分解作用强烈,所以保留在泥页岩中的有机质丰度类型差。

图2—16 柴达木盆地西部第三纪盐湖相有机质沉积条件分析图(金强等,2000)

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