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  中国地质 2019, Vol. 46 Issue (2): 407-418  
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高莉, 王宗秀, 梁明亮, 张林炎, 李会军, 李春麟, 高万里. 2019. 湘西北地区五峰-龙马溪组页岩物质组成特征与页岩气潜力分析[J]. 中国地质, 46(2): 407-418.  
Gao Li, Wang Zongxiu, Liang Mingliang, Zhang Linyan, Li Huijun, Li Chunlin, Gao Wanli. 2019. Material composition and hydrocarbon potential of the shale of WufengLongmaxi Formation in northwestern Hunan[J]. Geology in China, 46(2): 407-418. (in Chinese with English abstract).  

湘西北地区五峰-龙马溪组页岩物质组成特征与页岩气潜力分析
高莉, 王宗秀, 梁明亮, 张林炎, 李会军, 李春麟, 高万里    
中国地质科学院地质力学研究所, 页岩油气调查评价重点实验室, 北京 100081
摘要: 为了研究湘西北龙山-永顺地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩气资源勘探潜力,利用野外典型露头地质剖面资料,通过对典型剖面页岩样品的系统观测、采样、利用有机地球化学和矿物组成特征研究,评价研究区目标地层页岩的成烃成藏物质基础。研究结果表明,研究区五峰-龙马溪组黑色泥页岩普遍具有有机碳含量高、残留可溶有机质氯仿沥青"A"低、生烃潜能S1+S2指数略低。分子生物标志化合物分析显示,正构烷烃无明显奇偶优势,受一定程度的微生物降解影响,多表现为双峰型(C18/C25),∑C21-/∑C22+值为0.45~1.11,显示轻烃组分缺失,重烃组分占绝对优势;Pr/Ph值范围在0.27~0.44,具有植烷优势,显示原始有机质发育于较强还原沉积环境。烃源岩样品饱和烃组成相对丰度五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布,Ts/Tm为0.39~0.66。C27规则甾烷含量略大于C29规则甾烷,显示沉积母质以浮游生物及海洋型自养菌为主,亦含有部分藻类为主的有机质输入。镜质组反射率Ro均在2.57%~3.01%,普遍小于3%,已经达到了过成熟阶段。全岩矿物组成成分分析显示,页岩中脆性矿物为主要组成成分,其次为黏土矿物。综合页岩有机和无机物质组成分析结果,提出研究区湘西北五峰-龙马溪组页岩具备页岩气成烃成藏的物质条件基础,有机质含量高、热演化程度适中、脆性和吸附性较好,为深入开展页岩气勘探目标区优选奠定了工作基础。
关键词: 湘西北    下古生界    五峰-龙马溪组    物质组成    页岩气    
中图分类号:TE122.2            文献标志码:A             文章编号:1000-3657(2019)02-0407-12
Material composition and hydrocarbon potential of the shale of WufengLongmaxi Formation in northwestern Hunan
GAO Li, WANG Zongxiu, LIANG Mingliang, ZHANG Linyan, LI Huijun, LI Chunlin, GAO Wanli    
Institute of Geomechaniscs/Key Lab of Shale Oil and Gas Geological survey, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: In order to investigate source material and sedimentary environment of Lower Paleozoic Wufeng-Longmaxi Formations shale in northwestern Hunan, the authors studied the organic matters, biomarkers and mineral composition. The results show that they have the following characteristics:No odd-even carbon dominance appears; N-alkanes mostly have bimodal performance (C18/C25), and the ratios of ∑C21-/∑C22+ are 0.45-1.11, indicating the dominant role of heavy hydrocarbon components; the average ratios of Pr/Ph vary from 0.27 to 0.44, showing reduction conditions. The tricyclic terpane values of C21, C23 and C24 show inverted Vshaped distribution, and the ratios of Ts/Tm are between 0.39 and 0.66. The related content of C27 sterane is slightly higher than that of C29 sterane. Based on these features of biomarker, it is believed that the shales of Wufeng-Longmaxi Formation were formed in a reduction environment in shallow water in the Early Paleozoic, with high degree of thermal evolution of organic matter, and the main sources were bacteria, algae and other aquatic organisms. The vitrinite reflectance equivalent values vary from 2.57% to 3.01%, suggesting that all of the shale samples have reached the mature stage. The mineral compositions of the shale samples indicate that quartz and clay minerals dominate the mineral composition, indicating a good brittleness index and adsorption capability. It is concluded that exist favorable geological conditions for shale gas enrichment in the marine shale in the present study area:organic-rich intervals, moderate thermal evolution, good brittleness index and adsorption capability. The results obtained by the authors have laid an important basis for preference of shale gas exploration target area and further gas exploration in this area.
Key words: northwestern Hunan    Lower Paleozoic    Wufeng-Longmaxi Formation    shale composition    shale gas    

1 引言

近年来中国南方海相油气勘探成果进一步表明南方下组合具有良好的勘探前景(腾格尔等,2006刘洪林等,2010李艳霞等,2011郭旭升等,2014伍坤宇等,2016翟刚毅等,2017Zhai et al, 2018),中上扬子地区震旦系—下古生界广泛发育多套优质泥页岩,其中上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组在该区广泛分布,厚度大、有机质丰富、生气潜力好(梁狄刚等,2009聂海宽等,2011刘伟等,2012赵文智等,2016陈孝红等,2018;)。目前,中国南方地区五峰—龙马溪组已经在四川盆地及其周缘发现了涪陵、长宁—威远、昭通、富顺—永川、正安、宜昌等页岩气富集区,页岩气探明地质储量达5000 m3,并在多区块成功实现了工业开发,取得了显著勘探开发成效(刘洪林等,2010李艳霞等,2011;周志等,2018)。围绕相关页岩层系,前人已经做过较多的探索和研究。湖南地处扬子陆块与华南陆块过渡的区域,是中国南方地区海相页岩气勘探的重点地区之一。湘西北地区靠近黔中—雪峰隆起带西北侧,大部分位于扬子地区,是构造-盆地演化的敏感响应区,区内地层除石炭系外,自震旦系至三叠系均有发育和出露(谢湘雄,1992庞维华,2011秦明阳等,2015)。区域上黑色页岩有利层位较多、分布面积较广、厚度较为稳定、有机质含量丰富,页岩气富集成藏条件十分优越,其中,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质页岩是该区最主要的页岩气目的层(刘伟等,2012;陈旭等,2015;秦明阳等,2015翟刚毅等,2017;周志等,2018)。近年来,随着页岩气勘探开发热潮,不少学者从该区页岩气资源角度对相关层系页岩的构造背景、沉积古地理以及成藏作用进行了研究,但以下寒武统牛蹄塘组页岩为多,对上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色富有机质页岩研究相对较少(聂海宽等,2011庞维华,2011秦明阳等,2015),且相对于四川盆地等原常规油气热点地区,泥页岩烃源岩特性被忽略,特别是其有机质物质组成的精细刻画还较欠缺。

本文在大量野外详查和实验分析的基础上,结合湘西北地区有利页岩层分布规律优选上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组优质页岩层段进行探讨和分析,首先从页岩有机地球化学组成特别是分子生物标志化合物组成特征入手研究页岩有机物质组成,进而对其无机矿物组成特征进行讨论,并结合前人关于研究区相关页岩层系页岩气地质特征和成藏条件的认识,旨在全面、详细的评价湘西北地区五峰—龙马溪组页岩气物质组成特征和页岩气资源潜力。

2 地质背景

研究区位于湖南省湘西北地区,大地构造位置系花垣—张家界一线西北部地区(杨绍祥,1988)(图 1),属于桑植—石门复向斜内,区块内构造相对简单,在燕山期构造运动作用下,发育了隔档式复向斜。向斜开阔,断层不发育;背斜紧闭,核部发育有规模较大的逆断层或走滑断层,且核部往往遭受严重剥蚀。区内地层除石炭系外,自震旦系至三叠系均有发育和出露。页岩样品采自永顺地区,该地区位于国土资源部优选的页岩气资源调查评价有利区带内,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩是该区重要的页岩气目的层。

图 1 采样位置图(据杨绍祥,1988修改) Fig. 1 Sampling sites (mofified from Yang Shaoxiang, 1988)

中—上扬子流域在奥陶纪晚期和志留纪早期,广布着以五峰组和龙马溪组为代表的黑色笔石页岩(刘伟等,2012;陈旭等,2015)。在扬子流域的大多数区域还夹含了一层厚仅30 cm左右的壳相泥质灰岩,称为观音桥层。五峰组一般厚度在3~5 m,在个别地点较厚一些,但一般不超过10 m;龙马溪组下部的黑色页岩地层一般也都不超过80 m。五峰组至龙马溪组是跨越奥陶系和志留系之间的界线地层(陈旭等,2015),在扬子区的大多数地点发育连续完整,往往被页岩气研究者并称为五峰—龙马溪组页岩,本文延续这种划分和称谓。五峰—龙马溪组富有机质页岩是研究区重要的页岩气目的层。

3 样品与实验

奥陶系—志留系露头分布范围主要集中在湘西北永顺—石门地区,五峰—龙马溪组下段黑色薄至中厚层硅质页岩、炭质页岩为烃源岩发育层位,主要分布在龙山、永顺、张家界一带。平面上黑色页岩的厚度中心位于龙山附近,往东南变薄直至尖灭;龙马溪组在研究区北桑植北部地区厚度最大,可达57.6 m,平均24 m(图 2)。沉积相自下而上发育有深水陆棚、浅水陆棚、潮坪、潮控三角洲沉积体系,代表一个水体变浅的海退过程(腾格尔等,2006刘伟等,2012翟刚毅等,2017)。岩性由黑色硅质页岩、炭质页岩往上为灰绿色粉砂质页岩再到粉砂岩、细砂岩、石英砂岩。由于龙山处于黑色页岩沉积中心,平面上往东南永顺、桑植、张家界、慈利和石门变薄直至尖灭,是页岩厚度向东南变薄、水体变浅的过程(图 2),龙山—永顺物质条件较好。且龙山—永顺地区为开阔复向斜区,不发育大的开放性断裂(Liang,2017),保存条件也较好,为页岩气勘探开发潜力区。

图 2 湘西北地区五峰—龙马溪组烃源岩厚度分布(a)及TOC等值线图(b) Fig. 2 Thickness (a) and TOC% (b) distribution of Wufeng-Longmaxi Formation shale

作为自生自储的非常规油气藏,页岩气成烃成藏主要受页岩本身的物质组成特征影响,包括页岩的岩性及厚度、有机质丰度、有机质成熟度、储层孔渗性、脆性矿物含量、页岩吸附能力、埋藏深度以及保存条件等诸多因素控制(腾格尔等,2006刘洪林等,2010李艳霞等,2011郭旭升等,2014;陈旭等,2015;伍坤宇等,2016翟刚毅等,2017),其中,页岩的有机和无机物质组成是关键条件,物质组成受原始沉积环境控制,也受到后期构造改造影响。研究区五峰—龙马溪组页岩以薄至中厚层硅质页岩为主,富含笔石,真厚度普遍大于20 m。本次研究中,通过剖面观测,重点对永顺县城附近典型剖面的样品进行有机地球化学组成(有机碳TOC%,成熟度Ro%,生烃潜力热解S1+S2,分子生物标志化合物等)和无机矿物组成特征的系统测试分析。

4 结果与讨论 4.1 有机质丰度

泥页岩做烃源岩评价的过程中,常用总有机碳(TOC)、氯仿沥青“A”、生烃潜量(S1+S2)等有机地球化学参数来表征有机质含量和丰度(腾格尔等,2006)。有机碳含量是页岩含气量最重要的影响因素,并与页岩吸附气量呈正相关关系,通常有机质含量越高,生烃能力越高,吸附甲烷气的能力也越强(刘伟等,2012秦明阳等,2015翟刚毅等,2017)。研究区湘西北五峰—龙马溪组页岩有机碳含量在剖面上变化较大,自下而上TOC降低,页岩样品中有机碳质量分数最高达到6.62%,最小值仅为0.14%(图 3)。其中五峰组与龙马溪组过渡段主要为薄层硅质页岩,富含笔石等生物化石,TOC含量普遍较高,均大于0.95%。所有样品的残留可溶有机质氯仿沥青“A”含量都很低,含量范围为15× 10-6~54×10-6,其族组成特征以饱和烃和芳烃馏分为主,其中饱和烃馏分数倍于芳烃馏分。S1+S2 (mg/g)可代表残余有机质生烃潜力,本研究中样品的S1+S2 (mg/g)值略低,为0.02~0.37 mg/g,表明样品已经过了生烃高峰期。受热演化程度影响,烃源岩氯仿沥青“A”含量及热解生烃潜量均很低,已不能真实反映其原始面貌(贺训云等,2012)。即使在遭受严重氧化作用的岩层中,平均有机碳含量仍可达2%以上,有机质的数量与有机碳的含量之间的经验比为1.16~1.60,目前,国内外一般以1.22为准,即有机碳的1.22倍为岩层中有机碳的数量(秦建中等,2007王明艳等,2010)。同时,考虑到目前岩层中沉积有机质的数量是经氧化、生化、热催化与热裂解,挥发物与液态生成物离去之后的残余有机质,所以原始有机碳的含量是很丰富的。

图 3 湘西北地区五峰—龙马溪组页岩地球化学参数柱状图 Fig. 3 Geochemical parameters distribution of shale in Wufeng - Longxaxi Formation
4.2 有机质成熟度

有机质成熟度是确定有机质生油、生气或有机质向烃类转化的关键指标。一般有机质成熟度越高,含气量和产气量越大(陈旭等,2015)。但当Ro>2%后,有机质进入过成熟期,生气量明显减少,而且有机质的大量减少也不利于吸附气的形成。由于南方上奥陶统—下志留统页岩中普遍缺失标准镜质组分(来自高等植物),据经验公式Ro = 0.6569Rb+ 0.3364(其中Ro为等效镜质体反射率;Rb为沥青反射率)将沥青反射率转换为镜质体反射率来评价海相泥页岩成熟度(丰国秀等,1988)。分析结果显示,湘西北五峰—龙马溪组页岩Ro在2.57%~3.01%,大部分小于3%,达到了过成熟阶段,以生成干酪根热解气和原油裂解气为主。湘西北五峰—龙马溪组露头剖面泥页岩成熟度较高,反映了该地区经历了多期构造运动和挤压作用,在抬升剥蚀前具有较深的埋藏深度和高热演化程度。对于热成因的页岩气藏,高成熟度不是制约聚集的主要因素,页岩气主要来源于热成熟作用产物,因此较高成熟度的龙马溪组页岩也能发育热成因的页岩气藏(郭世钊等,2016)。

4.3 有机质分子生物标志物组成

对页岩饱和烃生物标志化合物特征参数进行了计算,包括正构烷烃与类异戊二烯烷烃(表 1)、萜烷和甾烷系列(表 2)的相关参数及数据。

表 1 页岩样品正构烷烃及类异戊二烯烃参数 Table 1 Parameters of n-alkanes and isoprenoid of shale samples
表 2 页岩样品萜类和甾类化合物参数 Table 2 Parameters of terpane and sterane of shale samples
4.3.1 正构烷烃

正构烷烃分布范围为C15~C30,且以碳数大于C22的中-高碳数烃占优势。所有样品的主峰碳均为双峰型(图 4),主峰碳分别为C18和C25,而且C25含量普遍大于C18,亦可视作弱的后主峰型。考虑到样品有机质母源缺乏高等植物,并以低等浮游微生物、细菌和藻类等水生生物为物源的地质背景,认为样品中C22后的高碳数占优势(表 1),并非代表陆源高等植物的母质输入,而可能是由于液态轻烃部分在高成熟阶段容易发生碳链断裂作用转化为气体烃。同时,较高的主峰碳反映该样品遭受过微生物降解,正构烷烃很容易被微生物降解,且微生物对C21以下的低碳数正构烷烃的降解程度要大一些,从而会造成低碳数正构烷烃的相对丰度减少。

图 4 样品饱和烃质量色谱图(m/z 85) Fig. 4 The mass chromatogram (m/z 85) of saturated hydrocarbon of samples
4.3.2 类异戊二烯烷烃

姥鲛烷(Pr)、植烷(Ph)等类异戊二烯烷烃的相对含量及其与相邻正构烷烃的比值常用于衡量沉积环境的氧化还原程度和有机质类型。一般认为,当Pr/Ph比值小于1, 指示沉积环境为较还原环境,而当Pr/Ph比值低于0.5时,可以指示有机质原始沉积环境为海相强还原且是高盐的环境,相反的,当Pr/Ph大于2.5时,则指示弱氧化-氧化条件下的陆源有机质的输入(傅家谟,1991)。从图 5表 2的分析结果可以看出,样品检测出所有页岩样品的Pr/Ph均在0.27~0.44,全部小于0.5,具有明显的植烷优势,显示了较强的还原缺氧的海相沉积环境。

图 5 样品Pr/C17与Ph/C18关系图 Fig. 5 The crossplot of Pr/C17 and Ph/C18 of shale samples

可溶有机质中类异戊二烯烷烃特征可以用来表征原始有机质的类型,Pr/nC17与Ph/nC18的直角图(图 5)是划分有机质类型非常有效的图版(游先军等,2009Chen et al., 2009Wang et al., 2012)。从图 5可知:湘西北五峰—龙马溪组黑色泥页岩有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型。综合研究样品的饱和烃m/z85质量色谱图(图 4)和对以上正构烷烃和类异戊二烯烷烃生物标志化合物参数特征的分析结果表明:所研究样品有机质母质类型为Ⅰ和Ⅱ1型,原始沉积环境为海相还原环境,成熟度较高,且大多经历过一定程度的生物降解,生物降解和高热演化共同作用造成残余有机质饱和烃的双峰和高碳数优势特征。

4.3.3 萜类化合物

甾萜类化合物作为沉积物中一类重要的分子化石,因为其特殊的成因和结构特征,其分布和相对含量分析被广泛用于油气资源的勘探和开发研究,判识沉积物中有机质的来源、类型、热演化程度和原始沉积环境等(王作栋等,2008Chen et al., 2009孙涛等,2011Wang et al., 2012)。

利用饱和烃m/z191质量色谱图可以对样品萜烷特征进行研究,图 6表 2所示,样品中均检测出了一定含量的藿烷系列、三环萜烷系列和少量的四环萜烷,其相对丰度对比关系为五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷。三环萜烷中C22TT相对丰度较低,以C23丰度最高,C21、C23、C24呈倒“V”字型分布,一般认为三环萜烷的这种分布特征与咸水环境有关,同时也成为菌藻类等低等生物输入的标志。五环三萜类在研究样品中很丰富,以C30霍烷(C30H)占优势,而C31以上的升藿烷丰度也较高,代表了低等生物的母质输入(王作栋等,2009孙涛等,2011)。Ts/Tm介于大于0.50,该值已经达到热平衡,表明成熟度较高(郑建军等,2003)。一般认为G蜡烷是高盐度的指标,是指示沉积环境盐度的可靠指示物(潘长春等,2006;游先军等,2006),样品中检测出了较高的G蜡烷,G蜡烷与C30霍烷的比值普遍大于0.3,指示有机质来源于高盐海相和湖相沉积物中,表明有机质生存及沉积环境的水体盐度较高,有机质母源可能为菌藻类等低等浮游生物(欧阳慧子,2017)。C31及C32升藿烷异构体参数通常可以用来指示泥页岩自低成熟向成熟阶段的热演化过程,样品分析显示,该二值均达到0.6左右,已经达到热平衡,不会再升高,再次印证样品已经达到过熟阶段。

图 6 样品饱和烃质量色谱图(m/z 191) Fig. 6 The mass chromatogram (m/z 191) of saturated hydrocarbon of samples
4.3.4 甾类化合物

研究认为,甾烷及其前驱物甾醇等甾族化合物的母质生物体只能来自于生存在有氧环境中的真核生物(孟凡蘶等,2006)。其中,C27甾烷主要来源于微生物和水生生物,C29甾烷主要来源于藻类和高等植物,C28甾烷主要来源于藻类、苔藓及地衣等。在饱和烃m/z 217质量色谱图中(图 7)可以看到,样品检测出的甾类化合物的主要成分是规则甾烷(C27-C29),也含有一定的重排甾烷和4-甲基甾烷,值得注意的是,所有样品均检测到为孕甾烷(C21)升孕甾烷(C22),表明样品后期经历过一定的微生物降解作用。所有样品中都含有丰富的甾类化合物,说明有机质海相输入的可能性较大,而不是陆源物质大量输入。规则甾烷是用来判断母质输入的重要指标,一般认为C27甾烷主要是海相水生生物来源,包括藻类和一些浮游动植物,而C29甾烷主要是高等植物来源,且不同藻类含有不同特征的甾醇,其中硅藻、褐藻和绿藻以富含C29甾醇为特点(欧阳慧子等,2017)。一般认为,在上古生界海相石油和泥页岩中,规则甾烷C27/C29>1,代表浅海环境;C27/C29 < 1,代表河口或者远岸深水环境;而C27/C29≈1,代表半深水环境。本研究中,所测试样品规则甾烷呈不对称V字形分布,表现为C27>C29>C28,规则甾烷C27/C29比值均大于1,说明有机质母质为代表浅海环境的低等水生生物来源为主。所有样品中均检测出孕甾烷、升孕甾烷、重排甾烷及4-甲基甾烷,虽然丰度较规则甾烷低,但仍普遍存在,4-甲基甾烷起源于甲藻,但也存在于细菌之中。研究认为,样品中存在一定丰度的4-甲基甾烷和其他异构甾烷,表示现阶段有机质的形成一定经历过微生物降解的作用。甾烷C29ββ(/αα+ββ)和C29ααα20S/20(R+S)参数也可以用来评价泥页岩和原油的成熟度。诸多研究者认为,C29ββ(/αα+ββ)和C29ααα20S/20(R+S)参数<0.2时为低—未成熟,0.2~0.4为低成熟,>0.4为成熟。几乎所有样品的C29 20S(/S+R)和C29ββ/(αα+ββ)值均在0.4左右,达到热平衡阶段,这符合前述镜质体反射率Ro及其他生物标志物热成熟度参数所指示的高-过成熟阶段。

图 7 样品饱和烃质量色谱图(m/z 217) Fig. 7 The mass chromatogram (m/z 217) of saturated hydrocarbon of samples
4.4 无机矿物组成

研究区湘西北五峰—龙马溪组页岩全岩矿物组成以石英为主(32% ~77%),黏土次之(14% ~ 44%),含少量长石,碳酸盐岩矿物含量甚微,大部分样品不含碳酸盐矿物(图 8)。泥页岩的矿物组成特征对页岩气的成藏和开发过程均具有重要影响,一般认为,除有机质吸附以外,黏土矿物对页岩气的吸附作用是页岩气重要的赋存方式之一。成岩演化程度越高,泥(页)岩中高岭石和蒙脱石越少,而伊利石和绿泥石越多。研究区黏土中伊利石含量在34%~48%,平均40%;伊蒙混层含量在41%~ 62%,平均48%;绿泥石平均含量12%。伊利石/蒙脱石混层与伊利石的比值可以反映水分条件的好坏,比值越小水分条件越差,含气量越高(郭伟等,2012)。从黏土矿物类型、含量及热成熟度等推测研究区页岩成岩演化均已达成岩阶段后期。

图 8 样品矿物组成含量简图 Fig. 8 The mineral composition content of samples

页岩以脆性矿物和黏土矿物组合为主,两者含量相加普遍大于80%以上,而石英、长石、碳酸盐岩等脆性矿物的丰度高低,决定了页岩开发过程的可压裂性,研究区脆性指数(石英、长石、云母和碳酸盐岩矿物占总矿物百分比)50%~82%(Jin et al., 2014)。同时,富有机质页岩的石英矿物部分来自于放射虫等生物硅质,与有机质丰度和孔隙结构也存在一定的联系。从矿物组成上看,研究区五峰—龙马溪组页岩与焦石坝五峰—龙马溪组下部Ⅰ亚段高产页岩层段无机矿物组分也具有较高程度的相似性,对于页岩气的勘探开发和含气量都可能是十分有利的层位。

5 结论

(1) 湘西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩有机质丰度高,成熟度好,具有形成丰富页岩气的有机物质基础。

(2) 分子生物标志化合物分析表明,湘西北地区五峰—龙马溪组页岩干酪根类型为Ⅰ和Ⅱ1型,有机质原始沉积环境为海相还原环境,有机质母质来源以低等水生生物为主,有机质埋藏过程中经历了一定程度的微生物降解作用。

(3) 湘西北地区五峰—龙马溪组页岩矿物含量组成特征表明,研究区目标层系页岩具有较好的吸附性能,并具有良好的开发物性条件。

(4) 综合研究样品的地质背景以及页岩的有机地化和无机矿物组成特征,认为在湘西北地区五峰—龙马溪组页岩气勘探开发潜力较大,需要更加深入的研究。

致谢: 中国地质科学院地质力学研究所、中国地质大学(北京)、中南大学、长江大学、中国科学院兰州油气中心的同仁在野外地质调查及样品采集过程中给予了许多帮助与支持,长江大学地球化学系文志刚教授、徐耀辉教授在样品有机地球化学测试分析和解释过程中提供了支持和帮助,在此一并致谢。

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